Top of Form DATEM نجات بخش ضایعات نان: مقدمه: یکی از جنبه های مهم صنعت غذا ، بهبود کیفیت محصولات تولیدی و توسعه فرمولاسیون جدیداست که امروزه امولسیفایر ها این راه را هموار تر ساخته ودر طیف وسیعی از فراورد های غذایی کاربرد دارند .امولسیفایر ها دسته بزرکی از ترکیبات هستند که عوامل فعال سطحی یا سورفکتانت نامیده می شوند .امولسیفایر ها از چربی ها و روغن های گیاهی و حیوانی تولید می شوند که دارای خواص دو گانه لیپوفیلیک (چربی دوست )و هیدروفلیک ( آبدوست ) هستند که با کاهش کشش سطحی بین دو مایع غیر قابل امتزاج تشکیل امولسیون می دهند .
وقتی امولسیفایر به مخلوط آب و روغن اضافه می شود برروی سطح تماس بین این دو قرار می گیرد بنحوی که بخش هیدروفیل آن به سمت آب و بخش لیپوفیل به سمت روغن متمایل می گردد.
بخش آبدوست آن شامل گلیسرول است که با اسید استیک ،سیتریک ،تارتاریک و سوکسنیک استر شده اند و بخش آب گریز مولکول شامل اسید چرب می باشد.که از این ویژگی امولسیفایر ها بسته به نوع غذا کاربرد های متفاوتی حاصل می شود که این ترکیبات به تنهایی یا بصورت مخلوط بایکدیگر در انواع فرآورده ها ،در تولید سس ها ،در گوشت و فرآورده های آن ،در تولید نان و فرآورد های غلات و صنعت پخت ، مارگارین و شورتنینگ ،شکلات و فرآورد های قنادی ،نوشابه ها و بسیاری از فرآورد های غذایی کاربرد وسیعی دارندکه در بهبود کیفیت آنها نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند یکی از امولسیفایر های خوراکی که بطور گسترده و موثر در صنعت پخت و بخصوص صنعت نانوایی کاربرد دارد DATEM می باشد.
دی استیل تارتاریک اسید استر مونوگلیسرید (DATEM) با کد استاندارد جهانی E472e یک امولسیفایر آنیونی فعال و بسیار آبدوست است که بوسیله واکنش اسید تارتاریک دی استیله شده بدون آب با مونوگلیسرید تهیه شده و به شکل پودر یا پولک و به رنگ زرد روشن با بوی مشخصه اسید تارتاریک می باشد .بطور اساسی به عنوان تعدیل کننده خمیر به دلیل تاثیر بروی نشاسته و پروتئین در صنعت نانوایی کا ربرد وسیعی دارد که باعث افزایش حجم محصول نهایی و دیر بیات شدن نا ن و ابجاد طعم مطلوب می گردد.
DATEM در پخت نان: اولین مرحله در پخت نان آماده کردن خمیر است.
خمیر شامل آرد ،آب ،مخمر ، نمک و اجزای اولیه دیگر است که جزء اصلی و مهم در فرمول نان آرد می باشد و بخش اصلی آرد از حدود 70% نشاسته تشکیل می شود .نشاسته از دو قسمت آمیلوز و آمیلوپکتین تشکیل شده که آمیلوز بصورت خطی و حدود 29-17% و آمیلو پکتین دارای انشعاب و بقیه وزن نشاسته را تشکیل میدهد.
در طول زمان پخت هنگامی که نشاسته ژلاتینه می گرددآمیلوز (پلی مر خطی گلوکز )کریستاله شده و بافت و ساختمانی برگشت ناپذیر در نان ایجاد می کننداین تغییر باعث می گردد که زنجیر های آمیلوز به صورت موازی نسبت به یکدیگر قرار گرفته و بعداً در اثر ایجاد اتصالات هیدروژنی با هم بصورت مجتمع در آیند.بخش آمیلو پکتین که یک مولکول منشعب و شاخه دار است بعد از سرد شدن نان به آهستگی شروع به کریستاله شدن می کندوغلظت مولکول های خطی و شاخه دار (آمیلوز و آمیلوپکتین )بروی عملکرد نشاسته تاثیر گذار است .
قسمت عمده خواص عملکرد نشاسته به رفتار دمایی آن در حضور آب بستگی دارد.زمانی که نشاسته به آب اضافه می شود گرانول های آن کمی آب جذب کرده و با آرامی متورم می شوند که این فرایند در دمای اتاق قابل مشاهده است که در º C 50 ساختار داخلی نشاسته تغییر می کند که دمای مورد نیاز برای ژلاتیناسیون به نوع نشاسته و ویژگی های گرانول آن بستگی دارد.برهمکنش امولسیفایر با نشاسته خیلی مهم است .امولسیفایر ها می توانند با آمیلوز مولکول نشاسته تشکسل کمپلکس بدهندو از تجمع و متراکم شدن زنجیر های آمیلوز.که موجب کاهش خروج آب از نشاسته ژلاتینه می گردند جلوگیری نمایند و در نتیجه بوسیله ایجاد کمپلکس با نشاسته و جذب شدن بر روی سطح آن موجب ممانعت از خروج آب و به تاخیر انداختن بیات شدن محصول می شود.
یکی از مهمترین امولسیفایر های مورد مصرف در تولید نان و فرآورد های غلات DATEM است ،DATEM علاوه بر این که دارای خاصیت تعدیل کنندگی در خمیر بوده که ،موجب افزایش جذب آب در خمیر ، کاهش زمان مخلوط کردن ، بهبود کیقیت شکل پذیری و فالب گیری خمیر و افزایش زمان ماندگاری و ایجاد تازگی و افزایش حجم در آن می باشد.افزایش جذب آب و حفظ آن در خمیر در طی فرایند پخت باعث بازدهی بیشتر نان و کاهش ضایعات آن می گردد.
واکنش DATEM با پروتئین آرد :آرد گندم حاوی پروتیئنی است که گلوتن نامیده می شود ،گلوتن زمانی که با آب مخلوط می گردد ساختار تنیده یا بافته شده ای به خودمی گیرد .این خمیر که پایه آن آرد گندم با آب است با دی اکسید کربن حاصل از تخمیر و بخار ناشی از پخت پر می گرددودر نتیجه باعث ور آمدن خمیر می شود .امولسیفایر DATEM با پروتئین گلوتن تشکیل پیوند های هیدروژنی قوی می دهند که گلوتن خمیر را تقویت کرده و باعث حفظ دی اکسید کربن ،ایجاد حالت نرمی در بافت نان ،افزایش حجم نان و به تاخیر انداختن کهنگی و بیات شدن آن می گردند.
Bottom of Form نشاسته اصلاح شده: خواص نشاسته را می توان توسط فرایندهای شیمیایی اصلاح کرد این کار منجر به ایجاد محصولات مناسب برای اهداف ویژه در صنایع غذایی می گردد.
1- روان کردن اسیدی: که از فرایند نشاسته با اسید که در این فرایند گرانولهای نشاسته به مقدار زیاد تحت اثر زیاد قرار نمی گیرد اما اسید به بین میسلی نفوذ می کند و ساختار در هیدرولیز تعدادی از پیوندها ضعیف می گردد به محض رسیدن به دنای ژلاتینیزاسیون گرانولهای این نوع نشاسته تجزیه می شوند و یک محلول یا خمیر با ویسکوزیته کم را به وجود می آورند.
به کارگیری اسید در حرارتی پایینتر از نقطه ژلاتینی شدن نشاسته سبب هیدرولیز آن در قسمتهای آمورف ملکول می گردد در حالی که قسمتهای فشرده یا کریستالی ملکول تقریبا بدون تغییر باقی می مانند.به این ترتیب فسمت آمیلو پکتین نشاسته باید به میزان بیشتری نسبت به آمیلوز آن تحت اثر اسید قرار بگیرد.
نشاسته روان شده با اسید خمیری با ویسکوزیته پایین تولیدمی کند اما توانایی تشکیل ژل در طی سرد کردن محلول نشاسته گرم حفظ می شود.
کاربرد این نشاسته در کنسروهایی که از طریق جابجایی انتقال حرارت صورت می گیرد می باشد.
2- اکسیداسیون:نشاسته های اکسید شده ، توسط تیمار سوسپانسیون نشاسته با عوامل اکسید کننده نظیر سدیم هیپوکلریت به دست می آیند.این فرایند ویسکوزیته را کاهش می دهد و شفافیت خمیر را افزایش می دهد.این ترکیبات به عنوان پایدار کننده امولسیون و قوام دهنده مناسب هستند.
3- ایجاد اتصالات عرضی: نشاسته های دارای اتصالات عرضی به وسیله واکنش سوسپانسیون نشاسته با اپی کلروهیدرین،اکسید کلریدفسفریا سدیم تری فسفات در حضوریک کاتالیست قلیایی ایجاد می شود.اتصالات عرضی از تجزیه گرانول های پخته شده متورم جلوگیری می کند و در نتیجه ویسکوزیته در حضور اسید و تحت شرایط برش بالا باقی می ماند.
4- سایر مشتقات نشاسته: شامل استات نشاسته، فسفات نشاسته، سوکسینات نشاسته و هیدروکسی پروپیل نشاسته می باشند.این مشتقات پایداری در مقابل انجماد و شفافیت خمیر را بهبود می بخشند.
مشتقات نشاسته ذرت مومی دارای اتصالات عرضی، به عنوان قوام دهنده به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرد.
چند نکته : 1- بیات شدن نان ناشی از تغییرات حاصله در نشاسته ژلاتینی شده می باشد .حداقل در مراحل اولیه بیات شدن،اتصال آمیلوز به یکدیگر مسئول به وجود آمدن چنین حالتی در نان و برخی محصولات دیگر آردی است.چربیها مشخصا مواد امولسیون کننده در جلوگیری از این پیوستن رشته های آمیلوز موثر هستند.
2- بیات شدنی که با طولانی شدن زمان نگهداری به وجود می آید به نظر می رسد ناشی از اتصال شاخه های طویل آمیلو پکتین به یکدیگر باشد.
حرارت اساسا باعث از میان بردن اتصالهای به وجود آمده درآمیلوپکتین در جریان بیات شدن نوع بالا و از بین بردن بیات شدن می شود و و باعث جابجایی زنجیره ها و قرار گرفتن آب موجود در میان آنها می گردد.از دست رفتن آب از ماده بیات شده در بیات شدن چندان مطرح نیست.لازم به ذکر است در دمای انجماد بیات شدن تقریبا بطور کامل متوقف می شود.
3-خمیر نشاسته غلات نظیر ذرت،گندم وبرنج پس از سرد شدن تشکیل ژل مناسب تاری را می دهد.خمیر نشاسته ساقه ها و ریشه ها (سیب زمینی و کاساوا)ژل شفاف ولی ضعیفی را تولید می کند.
اگر دوستان اطلاعات بیشتر می خواهند با ما تماس حاصل نمایند نقش آمیلوز و آمیلوپکتین در رابطه با تشکیل ژل: در جریان تشکیل ژل افزایشویسکوزیته در جریان ژلاتینی شدن مربوط به قسمت آمیلو پکتین نشاسته است.ونشاسته دارای آمیلوز زیاددر شرایط پختن عادی-یعنی حرارت 95-100درجه سلیسیوس هیچگونه افزایشی در ویسکوزیتهمحیط ایجاد نمی کنند.در چنیین نشاسته هایی عمل حرارت دادن باید به 170-160 برسد تا حالت خمیری و افزایشویسکوزیته در محیط ظاهر گردد.اما بطور کلی در نشاسته،قسمت آمیلوز است که در تشکیل ژل نقش مهم را ایفا می کند.برخی مولکولهای نشاسته و اصولا آمیلوز که قابل پخش شدن در آب گرم هستند از گرانولهای متورم به محیط آبی اطراف خود نشت می کنند این ها تا زمانی که محیط گرم هست به صورت پراکنده در محیط باقی میمانند واگر چه محلول غلیظ است قابلیت لغزندگی و جریان یافتن دارد و جامد نمی باشد.
با سر د شدن خمیر نشاسته دیگر انرژی جنبشی در محلول برای جلوگیری از پیوستن مولکولهای آمیلوز به هم وبه شاخه های آمیلوپکتین زیاد نیست که باعث نزدیک شدن گرانولهای نشاسته می شود که اگر سرد شدن آرام صورت گیرد کریستالهای آمیلوزی تشکیل می شود که به این پدیده رترو گراداسیون(برگشت به عقب) می گویند و اگر سرد شدن سریع انجام گیرد منجر به تشکیل ژل می شود.آمیلوز همچنین مسئول نگداری آب در شبکه ای که توسط تورم گرانولها و آمیلوز اتصال دهنده آنها ایجاد شده هست.
عوامل موثر بر ژلاتینی شدن و خصوصیات خمیر حاصل از آن: 1- موجودیت آب و دسترسی مولکولهای نشاسته(رقابت اجزای غذایی با نشاسته در جذب آب) 2- غلظت قند:غلظت زیاد آن باعث کاهش میزان ژلاتینی شدن، حداکثر ویسکوزیته و استحکام ژل تشکیل شده می شود.قندها از طریق ایجاد یک قابلیت شکل پذیری و انعطاف در ژل و دخالت در به وجود آمدن اتصال میان نقاط خاصی از آن باعث تضعیف ساختمان ژل می شوند.دی ساکاریدها در به تاخی رانداختن ژلاتینی شدن و کاهش حداکثر ویسکوزیته قابل حصول،از منوساکاریدها موثرترند.
3- چربیها:به شکل تری گلیسرید یا منو و دی گلیسرید می توانند با آمیلوز تشکیل کمپلکس بدهند و بر تورم گرانول اثر منفی دارند.اسیدهای چرب یا بخشاسید چر ب منوگلیسریدها در داخل فضای مارپیچی آمیلوز واحتمالا شاخههای طویلتر آمیلو پکتین قرار می گیرند و سیتم کمپلکس یا در هم پیچیده ای را به وجود می آورند.چنین سیستمی با سهولت کمتری به خارج از گرانول نشت می نماید ودر مقابل نفوذ آب به داخل گرانول نیز مقاومت می کند.کمپلکس چربی وآمیلوز همچنین به سادگی نمی تواند در ایجاد اتصال میان گرانولهای شرکت نماید.
4- اسیدها(بیشتر اسید های خوراکی):با عث کاهش مشخص در حداکثر ویسکوزیته(مورد انتظار) در خمیر نشاسته به کار رفته و یک کاهش سریع ویسکوزیته در طول سرد کردن مشاهده می شود چنین وضعیتی تا اندازهای مر بوط به تجزیه گرانولهای متورم نشاسته ونه بدلیل جلوگیری از تورم آنها می باشد.در این حالت تحت اثراسید،دکسترینهایی (تکه های خاصی از نشاسته)به وجود می آیند که فاقد اثر غلیظ کنندگی هستند برای جلوگیری از این اثر رقیق کنندگی اسید،از نشاسته هایی که دارای مولکولهای پیوسته به یکدیگر می باشند استفاده می شود.مواد غذایی که دارای PHپایین اندمانند سوسهای سالاد و مغز کلوچه های میوه ای را می توان نام برد مقدمه نشاسته اولین و مهمترین منبع ذخیره انرژی در گیاهان است.
مهمترین منابع استخراج نشاسته شامل دانه غلات نظیر گندم، برنج، ذرت، جو، یولاف و گیاهان غده‌ای نظیر انواع سیب‌زمینی و کساوا می‌باشد.
نشاسته همچنین بعنوان یکی از مهمترین منابع تأمین انرژی انسانی است.
بخش اعظمی از کالری مورد نیاز مردم جهان (حدود %80-70) خصوصا در کشورهای در حال توسعه از مصرف غذاهای حاوی نشاسته مانند نان، برنج و سایر غذاهای نشاسته‌ای تأمین می‌شود.
علاوه بر ارزش تغذیه‌ای، نشاسته کاربردهای بسیاری در صنایع غذایی دارد و به عنوان یک ترکیب با خواص کاربردی متعدد جهت بهبود کیفیت محصولات مختلف استفاده می‌شود.
به عنوان مثال در تولید دکستروز، دکسترین، گلوکز مایع و سایر انواع شربت‌های گلوکز از نشاسته استفاده می‌شود.
بعلاوه نشاسته می‌تواند باعث افزایش ویسکوزیته، تشکیل ژل و فیلم، افزایش جذب و نگهداری آب و ایجاد بافت در مواد غذایی شود.
نشاسته در ترکیب پودرهای نانوایی و مواد بهبود دهنده پخت جهت کاهش بیاتی نان، در فرمولاسیون بیسکویت، کیک و کراکر برای بهبود بافت، تردی فراورده و کنترل pH، در صنایع پخت پیش از قالب‌گیری و برای جلوگیری از چسبیدن خمیر به قالب نیز به کار می‌رود.
همچنین برای ایجاد قوام و پایداری در تهیه انواع دسرها، سسها و ماست میوه‌ای از نشاسته استفاده می‌شود.
از نشاسته در صنایع کنسروسازی (در تهیه سوپها و خوراکهای آماده)، صنایع گوشت (در فرمولاسیون سوسیس و کالباس به عنوان ماده پرکننده و نگهدارنده آب)، صنایع تولید غذاهای منجمد (مانند بستنی به عنوان جایگزین چربی)، آدامس، قهوه، شیر کندانسه (به عنوان ماده پرکننده) نیز استفاده می‌شود.
خواص کاربردی نشاسته و مشتقات آن محدود به صنایع غذایی نمی‌شود و در صنایع دیگر نظیر صنایع شیمیایی، داروسازی و تولید لوازم بهداشتی، حفاری چاه نفت، تولید پارچه، کاغذ، چسب و رنگ‌سازی نیز کاربردهای ارزشمندی دارد.
با توجه به پیشرفتهای سریع در صنایع غذایی و به بازار آمدن تجهیزات و روشهای جدید فراوری مواد غذایی، نشاسته می‌بایست قابلیت انطباق با شرایط مختلفی را که تولیدکنندگان جهت فرایند غذا اتخاذ می‌کنند دارا باشد.
لذا به منظور بهبود خواص عملکردی و ایجاد خواص جدید مطابق با نیاز تولیدکنندگان می‌بایست تغییراتی در ساختار نشاسته طبیعی صورت گیرد.
چنین نشاسته‌ای را نشاسته اصلاح شده می‌نامند که بسته به نوع تغییرات ایجاد شده دارای قابلیت‌های جدید و خواص کاربردی بیشتری نسبت به نشاسته طبیعی است.
نشاسته اصلاح شده نشاسته طبیعی علیرقم قابلیت‌های بسیار در بهبود کیفیت خواص بسیاری از مواد غذایی، در مواقعی نمی‌تواند خواص مورد نظر را جهت استفاده در غذا فراهم سازد؛ برای مثال در اثر فرایندهای پیچیده تولید مواد غذایی نظیر استفاده از اکستروژن، اتوکلاو یا استفاده از شرایط اسیدی و بازی، مولکولهای نشاسته طبیعی تجزیه می‌شوند و به دنبال آن ویسکوزیته و قوام محصول کاهش می‌یابد.
رتروگراده شدن سریع نشاسته طبیعی که در محصولات نانوایی به نام بیاتی خوانده می‌شود باعث افت کیفیت سریع این محصولات و افزایش ضایعات می‌گردد.
به منظور بهبود کیفیت نشاسته و افزایش کارایی آن در غذاهای مختلف با توجه به نیاز می‌توان تغییرات بخصوصی را در ساختار آن بوجود می‌آورد که منجر به بهبود خواص عملکردی آن گردد.
روشهای اصلاح نشاسته اصلاح نشاسته عمدتا به روشهای شیمیایی، آنزیمی، ژنتیکی، فیزیکی یا ترکیبی از این روشها قابل تولید است که در ادامه به آن می‌پردازیم: 1- اصلاح شیمیایی اصلاح شیمیایی متداولترین روش اصلاح نشاسته می‌باشد.
در این روش با استفاده از یک ماده شیمیایی تغییرات بخصوصی را در ساختار نشاسته بوجود می‌آورند که معمولا شامل جایگزینی یا تغییر گروههای هیدروکسیل نشاسته می‌باشد.
موارد زیر از مهمترین انواع اصلاح شیمیایی نشاسته است.
اصلاح شیمیایی متداولترین روش اصلاح نشاسته می‌باشد.
موارد زیر از مهمترین انواع اصلاح شیمیایی نشاسته است: 1-1- تولید نشاسته با اتصالات عرضی در این روش با استفاده از مواد شیمیایی دارای گروههای عملکردی نظیر فسفرو اکسی کلراید (POCl3)، سدیم تری فسفات (STMP)، و آدیپیک اسید، دو شاخه از آمیلوز یا آمیلوپکتین را توسط پیوندهای استری به هم متصل می‌کنند و در نتیجه این فرایند باعث تقویت و افزایش یکپارچگی ساختار گرانول نشاسته می‌شود.
همچنین مولکولهای آمیلوز و آمیلوپکتین را در کنار هم باقی میمانند و ساختار گرانول در طی فرایند حرارت‌دهی، بهم زدن و شرایط اسیدی حفظ می‌شود.
در نتیجه در این نوع نشاسته‌ها تورم گرانول به شکل کنترل شده‌ای انجام می‌شود و این نوع نشاسته‌ها در طی حرارت دادن ویسکوزیته خود را حفظ می‌کنند و می‌توانند مقاومت خوبی در برابر دمای بالا، شرایط اسیدی و تنشهای مکانیکی داشته باشند.
این نوع نشاسته در تولید انواع سوپها، غذای کودک و کنسروسازی می‌توان استفاده کرد.
همچنین این نشاسته‌ها در صنایع نساجی نیز کاربرد دارند.
1-2- تولید نشاسته‌های جایگزین شده در این روش یک گروه شیمیایی نظیر استات، فسفات، هیدروکسی پروپیل، یونهایی نظیر سولفونیوم، فسفونیوم، آمینهای نوع سوم و آمونیوم نوع چهارم را به جای یک گروه هیدروکسیل واحدهای گلوکز سازنده نشاسته جایگزین می‌کنند.
این جایگزینی بوسیله تشکیل استر یا اتر بوجود می‌آید.
در اینجا گروههای قرار گرفته روی زنجیره‌های آمیلوز یا آمیلوپکتین به عنوان یک عامل ممانعت‌کننده فضایی عمل کرده و باعث دور نگه داشتن زنجیرها از هم می‌شوند.
این نوع نشاسته‌ها بطور کلی دارای خواص زیر می‌باشند که بسته به نوع گروه جایگزین شده خواص دیگری نیز ممکن است داشته باشد: - رتروگراده شدن به دلیل افزایش فاصله بین شاخههای نشاسته کمتر اتفاق می‌افتد و در نتیجه در دماهای پایین پایدارتر هستند.
- دمای ژلاتینه شدن به دلیل نفوذ سریعتر آب بین شاخههای نشاسته پایین می‌باشد...
- قدرت جذب آب گرانولها زیاد می‌باشد و در نتیجه ویسکوزیته بالایی ایجاد می‌کنند.
- ژل آنها شفاف است.
- به علت فضاهای بوجود آمده بین رشته‌های نشاسته، وزن مخصوص این نشاسته پایین است.
نشاسته‌های دارای گروههای استات و فسفات بعنوان پایدارکننده امولسیون در محصولاتی که در دمای پایین یا بصورت منجمد نگهداری می‌شوند مانند سسها یا خمیر نان منجمد استفاده می‌شوند.
نشاسته‌های دارای گروههای هیدروکسی پروپیل برای تولید محصولات غذایی یا بافتی نرم، ویسکوز، شفاف و غلیظ مانند سسها، پودینگ‌ها و انواع دسرهای سرد استفاده می‌شود.
1-3- نشاسته‌های کاتیونی و آمفوتری نشاسته‌های کاتیونی و آمفوتری که با جایگزینی گروههای باردار بر روی نشاسته ایجاد می‌شود.
بعلت دارا بودن بار مثبت، مواد بهم چسباننده مناسبی برای ذرات با بار منفی می‌باشند و در صنایع نساجی و کاغذسازی کاربرد زیادی دارند.
1-4- اصلاح نشاسته از طریق شکستن ساختار آن این نوع نشاسته‌ها با توجه به نوع فرایند و روش بکار رفته در تولید آنها خواص متفاوتی دارند.
دو نوع متداول این فرایندها شامل هیدرولیز اسیدی و دکسترینیزه کردن می‌باشند.
1-5- هیدرولیز اسیدی در این فرایند از مخلوط آب و نشاسته گرانولی استفاده می‌شود و سپس اسید (اسید هیدروکلریک یا اسید سولفوریک) به آن اضافه شده و ضمن مخلوط کردن در دمای 550c-25، فرایند تا رسیدن به درجه هیدرولیز مناسب ادامه می‌یابد.
مقدار هیدرولیز می‌تواند تعیین‌کننده بافت و خصوصیات نهایی فراورده باشد.
در این فرایند چون از دماهای زیر دمای ژلاتینه شدن استفاده می‌شود، اسید بیشتر به قسمتهای غیرکریستالی و بی‌شکل نشاسته حمله می‌کند و در نتیجه به علت از بین رفتن قسمتهای بی‌شکل و افزایش ساختار کریستالی، دمای ژلاتینه شدن و حلالیت نشاسته افزایش می‌یابد، در حالی که ویسکوزیته نمونه کاهش پیدا می‌کند.
از این نوع نشاسته‌ها تحت عنوان «Thin-boiled starch» یاد می‌شود.
بنابراین می‌توان از آنها در تهیه محصولاتی که حاوی غلظتهای زیاد نشاسته می‌باشند اما ویسکوزیته بالا در دماهای بالا مطلوب نمی‌باشد مثل آبنبات‌ها و پاستیل‌ها استفاده کرد.
4-1-2- دکسترینیزه کردن این فرایند شامل شکسته شدن رشته‌های نشاسته و تشکیل اتصالات و پلیمرهای جدید می‌باشد که در حرارتهای بالا و با یا بدون حضور کاتالیست‌ها بوجود می‌آید.
تولید صنعتی آنها توسط حرارت‌دهی خشک در دماهای 1800c-110 و به مدت 24-3 ساعت انجام می‌شود.
اسید ممکن است بر روی نشاسته اسپری شود.
با توجه به شرایط واکنش مانند دما و مدت زمان بکار رفته و وجود یا عدم وجود اسید محصولات متنوعی از لحاظ ساختار و خصوصیات بوجود می‌آیند.
با توجه به شرایط از نظر صنعتی دکسترینها را به سه دسته دکسترینهای سفید (دما و زمان کم و اسید زیاد)، دکسترینهای زرد (دما و زمان متوسط و مقدار اسید متوسط) و صمغهای انگلیسی (دمای بالا و زمان طولانی و اسید کم) تقسیم‌بندی می‌کنند.
دکسترینها می‌توانند به عنوان مواد تشکیل‌دهنده فیلم‌‌های خوراکی و جایگزین چربی در محصولات غذایی به کار روند.
2- اصلاح آنزیمی نشاسته معمولا از آنزیمهای هیدرولیز کننده برای تغییر ساختار نشاسته استفاده می‌شود.
آنزیمهای متداول و مورد استفاده شامل آلفاآمیلاز، بتاآمیلاز، گلوکوآمیلاز، ایزوآمیلاز، پلولوناز، سیکلوآمیلوز و گلوکوتراسفراز می‌باشند.
جهت اصلاح آنزیمی، نشاسته بایستی ژلاتینه شود و کنترل دما و pH مناسب، بسیار مهم و ضروری است.
آنزیم آلفاآمیلاز می‌تواند اتصالات را بصورت تصادفی در قسمتهای داخلی مولکول هیدرولیز کند و در نتیجه محصول این آنزیم رشته‌های کوتاه پلیمری یا قسمتهای شاخه‌دار کوتاه زنجیر است.
آنزیم بتاآمیلاز می‌تواند اتصالات را از انتهای غیراحیا کننده زنجیره‌ها بصورت یک در میان شکسته و در نتیجه محصول این آنزیم مالتوز است.
این آنزیم نیز شاخه‌ها را باقی می‌گذارد و محصول باقی مانده مالتوز و پلی‌ساکاریدهایی به نام بتالیمیت دکسترین است که ساختار و تعداد واحدهای گلوکز آن بستگی به ساختار اولیه آمیلوپکتین دارد.
آنزیم گلوکوآمیلاز می‌تواند مولکولهای آمیلوز و آمیلوپکتین را از قسمت انتهای غیراحیا کننده آنها مورد حمله قرار دهد و باندهای و را پشت سر هم شکسته و مولکولهای گلوکز را آزاد کند.
در زمان کافی، این آنزیم می‌تواند تمام مولکولهای نشاسته را به گلوکز تبدیل کند.
آنزیمهای ایزوآمیلاز و پلولوناز می‌توانند اتصالات را شکسته و در نتیجه پلیمرهای بدون شاخه بوجود آورند.
آنزیم سیکلوآمیلوز گلوکز ترانسفراز می‌تواند اتصالات را به زنجیرهای 6، 7 و 8 تایی شکسته و سپس انتهای آنها را به هم متصل کند.
در نتیجه یک ساختار حلقوی با تعداد 6، 7 یا 8 واحد گلوکز بوجود می‌آید که بنام سیکلو آمیلوز یا سیکلودکسترین شناخته می‌شوند.
این ساختار به علت عدم وجود انتهای غیراحیا کننده نسبت به آنزیمهای خارجی مقاوم هستند.
قسمت داخلی این حلقه می‌تواند ترکیبات غیرقطبی موجود در محیط را در خود جا دهد.
در نتیجه باعث افزایش حلالیت ترکیبات غیرقطبی می‌شوند.
از این خاصیت در مواد غذایی، صنایع دارویی و بهداشتی، صنایع شیمیایی و آفت‌کشها استفاده می‌شود.
برای مثال می‌توان از آنها برای پایدار کردن ترکیبات طعمی فرار مواد غذایی یا برای حذف کردن بعضی طعم‌های نامطلوب مانند طعم تلخ آب مرکبات استفاده کرد یا با آن داروها را از اکسیداسیون حفظ کرد.
مواد حاصل از فرآیندهای آنزیمی با توجه به نوع آنزیم بکار رفته، زمان و شرایط استفاده شده ساختار و خصوصیات متفاوتی دارند، برای مثال می‌توان از مالتودکسترین‌ها نام برد که در اثر فعالیت آلفا آمیلاز تولید می‌شوند.
همچنین برای بدست آوردن شربتی با درصد گلوکز بالاتر می‌توان از مخلوطی از آنزیمهای مختلف مانند آلفا و بتا آمیلازها و گلوکو آمیلاز استفاده کرد.
در نتیجه محصولات فرآیندهای آنزیمی می‌توانند حلالیت، ویسکوزیته، قدرت تشکیل ژل، قابلیت جذب آب و شیرینی متفاوتی داشته باشند.
3- اصلاح فیزیکی نشاسته در این روش با استفاده از نیروهای فیزیکی، تغییراتی در ساختار نشاسته ایجاد می‌شود که منجر به ایجاد خواص عملکردی جدیدی در محصول می‌گردد.
به دلیل تبلیغات بسیار بر عدم استفاده از غذاهای حاوی مواد شیمیایی، نشاسته اصلاح شده به روش فیزیکی از محبوبیت بیشتری برخوردار است.
روشهای متداول اصلاح فیزیکی نشاسته شامل: 3-1- تولید نشاسته فوری یا پیش ژلاتینه برای تولید این نوع نشاسته‌ها ابتدا نشاسته را ژلاتینه کرده، سپس سریع آن را خشک کرده و سپس پودر می‌کنند.
در اثر ژلاتینه شدن، زنجیرهای آمیلوز و آمیلوپکتین از هم دور شده و آب بین آنها قرار میگیرد.
در اثر خشک شدن سریع، آب بین زنجیرها به سرعت تبخیر شده و در نتیجه مولکولهای آمیلوز و آمیلوپکتین نمی‌توانند کریستالیزه شوند و به همان صورت باقی می‌ماند و تولید ماده‌ای با حالت شیشه‌ای می‌کنند.
این نشاسته به محض قرار گرفتن در آب می‌تواند آب را به درون ساختار خود جذب کرده و ویسکوزیته بالایی ایجاد کند.
در طی این فرایند معمولا ساختار گرانول از بین می‌رود.
این نشاسته‌ها تحت عنوان نشاسته فوری نیز شناخته می‌شوند.
از نشاسته‌های فوری می‌توان در غذاهای حساس به حرارت (نظیر غذاهای حاوی شیر، ترکیبات رنگی یا ویتامین‌ها) استفاده کرد.
روشهایی که برای تولید نشاسته‌های فوری استفاده می‌شوند شامل موارد زیر می‌باشند: 3-2- استفاده از خشک‌کن غلطکی این روش یکی از متداولترین روشهای تولید نشاسته فوری می‌باشد.
دو نوع خشک‌کن غلطکی استفاده می‌شود که شامل خشک‌کن تک‌غلطکی و خشک‌کن دو غلطکی است.
در این روشها مخلوط 40-30% نشاسته و آب روی غلطک ریخته شده و بعد از حرارت دیدن توسط غلطک و ژلاتینه شدن و خشک شدن، توسط یک کاردک از سطح غلطک جدا می‌شوند.
معمولا روشهای دوغلطکی تنشهای مکانیکی کمتری به محصول وارد کرده و فیلم تشکیل شده نیز نازک‌تر است و نشاسته‌هایی که با سیستم‌های دوغلطکی بدست می‌آید ویسکوزیته بالاتری نسبت به سیستم‌های تک غلطکی دارد.
ترکیبات غذایی دیگر مانند انواع صمغها، شیرین‌کننده‌ها، ترکیبات فعال سطحی، نمک و مواد طعمی هم ممکن است به مخلوط آب و نشاسته قبل از فرایند اضافه شوند.
معمولا نشاسته خشک شده پس از تولید پودر می‌شود که اندازه ذرات آن می‌تواند تأثیر زیادی بر بافت و خصوصیات نهایی محصول داشته باشد.
نشاسته‌های فوری با اندازه ذرات خیلی ریز قابلیت پراکندگی کمی در آب دارند و می‌توانند یک بافت نرم را ایجاد کنند، در حالی که ذرات درشت‌تر قابلیت پراکندگی بیشتری در آب دارند و یک بافت پالپی را ایجاد می‌کنند.
3-3- استفاده از خشک‌کن پاششی برای تولید نشاسته‌های پیش ژلاتینه با این روش ابتدا نشاسته را ژلاتینه کرده، آنرا به نازلهای خشک‌کن پاششی پمپ می‌کنند و نشاسته در محفظه دستگاه خشک می‌شود.
این روش بلعت تنشهای مکانیکی زیادی که به نشاسته ژلاتینه وارد می‌کند باعث از بین رفتن ساختار گرانول می‌شود و کیفیت نشاسته حاصل پایین تر است.
در روش دیگر مخلوط آب و نشاسته به نازل پمپ می‌شود و در محل نازل بخارآب داغ درون مخلوط تزریق می‌شود که در اثر آن فرایند ژلاتینه و خشک شدن نشاسته انجام می‌شود.
در این فرایند بعلت اینکه تنشهای مکانیکی قبل از ژلاتینه شدن به نشاسته وارد می‌شود ساختار گرانولی نشاسته حفظ می‌شود و در نشاسته از کیفیت بالاتری برخوردار است.
3-4- اکسترودر از این روش بعنوان یک روش کم‌هزینه در تولید نشاسته‌های فوری یاد می‌شود.
در این فرایند در اثر فشار و دمای بالا و تنشهای مکانیکی و برشی زیاد ساختار گرانول از بین می‌رود و حتی مولکولهای آمیلوپکتین هم ممکن است تا حدی شکسته شوند.
بعد از خروج مخلوط از اکسترودر بعلت اختلاف فشار محصول پف کرده‌ای بدست می‌آید که در نهایت خشک و پودر می‌شود.
خصوصیات نشاسته بدست آمده می‌تواند تحت تأثیر شرایط اکسترودر مانند سرعت چرخش، شکل هندسی مارپیچ اکسترودر، دما، فشار دستگاه و مقدار رطوبت باشد.
3-5- تیمار حرارتی نشاسته در این روش نشاسته گرانولی تحت شرایط کنترل شده تحت تأثیر فرایند حرارتی قرار گرفته و سپس به همان فرم گرانولی بازیافت می‌شود.
این روشها باعث تغییر ساختار فیزیکی و کریستالی نشاسته شده در حالیکه ساختمان گرانول حفظ می‌شود.
4- اصلاح ژنتیکی نشاسته توسط روشهای به نژادی و هیبریداسیون یا تغییر ساختار ژنتیکی گیاهان می‌توان خواص مطلوب و مورد نظر را بصورت طبیعی در نشاسته ایجاد کرد؛ برای مثال نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین را تغییر داد یا اندازه مولکولهای آمیلوز را افزایش داد که این عمل می‌تواند باعث کاهش رتروگراده شدن، بهبود خواص مکانیکی و تشکیل ژل شود.
در حال حاضر گندم کاملا مومی که دارای 100% آمیلوپکتین می‌باشد تولید شده است که نان حاصل از این گندم بسیار دیر بیات می‌شود.
با اصلاح ژنتیکی می‌توان مقدار چربی گرانول و مقدار فسفولیپیدها را کاهش داد و در نتیجه شفافیت ژل نشاسته را بهبود بخشید.
همچنین می‌توان گروههای فسفات که بطور طبیعی به مقدار کم در ساختار نشاسته وجود دارند را افزایش داد و در نتیجه نشاسته فسفاته تولید کرد.
5- روشهای ترکیبی اصلاح نشاسته به منظور بهبود خواص نشاسته می‌توان دو یا چند روش اصلاح را بر روی یک نشاسته انجام داد.
برای مثال می‌توان از نشاسته با اتصالات عرضی برای تولید نشاسته پیش ژلاتینه استفاده کرد یا می‌توان هم جایگزینی با هیدروکسی پروپیل و هم اتصالات عرضی را بر روی یک نشاسته انجام داد.
بکار بردن ترکیب روشهای اصلاح می‌تواند باعث تشدید اثرات هر کدام از روشها شود و نشاسته حاصله دارای خواص متعدد و جدیدی خواهد شد.
چگونگی تعیین خواص نشاسته اصلاح شده بعد از انجام فرایندهای اصلاح نشاسته باید با روشهایی بتوان تغییرات بوجود آمده و میزان این تغییرات را مشخص کرد.
به این منظور از بررسی تغییرات ایجاد شده در دمای ژلاتینه شدن نشاسته، ویسکوزیته نشاسته در آب سرد، ساختار میکروسکوپی گرانولها، موقعیت آب آزاد در نشاسته استفاده می‌شود.
در این راستا استفاده از تجهیزات متداول آزمایشگاهی زیر می‌تواند اطلاعات دقیقی از میزان تغییرات بوجود آمده و نیز طبقه‌بندی خصوصیات جدید ایجاد شده در نشاسته را نشان دهد.
Differential Scanning Calorimetry (DSC) به منظور مطالعه دمای ژلاتینه شدن نشاسته و بررسی وجود کریستالهای جدید در نشاسته.
Rapid Visco- Analyser (RVA) یا Viscoamylograph جهت مطالعه تغییرات ویسکوزیته با دما و تعیین بیشترین و کمترین ویسکوزیته نشاسته در آب در شرایط آزمایش.
Optical and Electron Microscopy جهت مطالعه دقیق تغییرات گرانولها در اثر اصلاح نشاسته.
Nucleic Magnetic resonance (NMR) جهت مطالعه موقعیت آب آزاد در نمونه.
روشهای تبادل یونی (در مورد نشاسته‌های آنیونی یا کاتیونی) و روشهای آنزیمی با مشخص کردن Limit dextrin جدید بوجود آمده و نیز در مطالعه ساختار نشاسته اصلاح شده.
نتیجه‌گیری با به کارگیری روشهای نوین عمل‌آوری و فورموله کردن مواد غذایی نشاسته می‌بایست قابلیت تطبیق با شرایط جدید را دارا باشد که با تولید نشاسته اصلاح شده عملی می‌گردد.
نشاسته اصلاح شده با دارا بودن خواص جدید و قدرت تحمل شرایط سخت فرایند نظیر شرایط اسیدی، بازی، فشار و تنش بالا می‌تواند به عنوان یک ترکیب طبیعی و نسبتا ارزان قیمت در بهبود خواص کیفی بسیاری از غذاها و نیز به عنوان جایگزینی برای افزودنی‌های مصنوعی یا وارداتی استفاده گردد.
با اصلاح نشاسته از انواع نشاسته نامرغوب و ارزان، می‌توان علاوه بر تولید نشاسته‌ای با کارایی جدید، باعث افزایش کاربرد نشاسته در محصولات مختلف و افزایش سود دهی واحدهای تولیدکننده آرد و نشاسته گردید.
این امر بر اهمیت تحقیقات در زمینه تولید نشاسته اصلاح شده، طبقه‌بندی خصوصیات آن و کاربردی نمودن این محصول تأکید دارد.