توليد شورتنينگ و مارگارين
توليد شورتنينگ
توليد مارگارين
شورتنینگ چیست؟
در اینجا جامع ترین مقاله در مورد شورتنینگ را مشاهده می نمایید.
تاريخچه توليد شورتنينگ
تلاش ها براي توليد محصولات جايگزين براي كره، در اروپا در خلال قرن نوزدهم عمدتاً به جهت بالا بودن قيمت كره آغاز گرديد. اولين كره جايگزين كه مورد پذيرش قرار گرفت توسط Mego Mourise در سال ۱۸۶۹ در ارتش امپراطوري ناپلئون توليد شد. اين محقق ثابت نمود كه فراكشن پيه گاو، ماده خام مناسبي در جهت تهيه قوام و رفتار ذوب مطلوب در دهان مي باشد.کمي بعد از اين اتفاق اولين کره جايگزين بصورت تجاري معرفي شد و اختراعات متوالي با استفاده از تغييرات در فرآيند Mouris ثبت گرديد. همچنين از پيه خوک به جهت سهولت عمليات بر روي آنٍٍ، به منظور توليد محصولي با قوام مناسب استفاده گرديد. در ادامه محققي به نام Roudebush در آمريكا پيه گاو را با اضافه كردن روغن هاي خوراكي مانند پنبه دانه ملايم نمود و در سال ۱۸۷۳ شرکت Dairy شروع به توليد شورتنينگ کرد. پس از سال ۱۸۷۳ ، شورتنينگها اغلب در آمريكا توسعه پيدا كردند و در پايان قرن نوزدهم حركت به سمت تكنيک هاي تصفيه روغن و چربي ها توسعه يافت و استفاده از روغن‌هاي پنبه دانه، سويا، پالم و بادام زميني آغاز شد. فرآيند توليد روغن هيدروژنه در سال۱۹۰۳توسط Norman ثبت گرديد و سپس در سال ۱۹۱۱ شركتهاي Procterو Gamble شورتنينگ هيدروژنه شده را با نام تجاري Crisco معرفي نمودند. از ورود تكنولوژي هيدروژناسيون مي توان بعنوان يک رنسانس در صنعت شورتنينگ و مارگارين‌ها نام برد. تا سال ۱۹۴۰، مارگارين‌ها بعنوان يک جانشين ارزان براي كره شناخته مي شدند كه در ادامه در سال ۱۹۴۱ اداره غذا و داروي آمريكا (FDA) استاندارد مارگارين را منتشر ساخت . با گذشت زمان ابتکارات در تکنولوژي توليد از قبيل بي بوکردن، مخلوط سازي، فراکشنه نمودن و زمستانه كردن روغن ها و چربي ها همراه با مكانيزه كردن فرايند توليد منجر به افزايش توانايي صنعت در تأمين نيازهاي تغذيه‌اي و عملكردهاي مورد نيازشد.همچنينعلاوه بر افزوده شدن تكنيک هايي جديد، از مهندسي ژنتيک نيز براي بهبود كيفيت دانه‌هاي روغني استفاده شد (بطور مثال تبديل شلغم روغني به کانولا كه تقريباً عاري از اسيد اروسيک و ساير تركيبات نامطلوب سولفوري مي باشد).
شورتنينگ
اصطلاح روغن شورتنينگ که در ایران به نام روغن صاف قنادی هم معروف است به چربی اطلاق می شود که توانايي در نرم و روان كردن و يا كوتاه كردن ساختار تركيبات غذایی را دارد. مثلا شورتنینگ در ترکیب خمیر نان و شیرینی گلوتن نشاسته را پاره کرده اين عمل منجربه نرم شدن ذرات گلوتن و در نتيجه توليد محصول نرم و با قابليت هوادهي مناسب مي شود.
شورتنینگ ها خصوصيات بافتي مطلوب در محصولات غذايي ایجاد می کنند و به لحاظ رئولوژیکی مواد نيمه پلاستيک هستند. شورتنينگها از تري گليسريدهائي با اسيدهاي چرب اشباع و غير اشباع تشكيل شده اند كه محتوای اسيد هاي چرب اشباع تعيين كننده درجه سفتي و پلاستيسيته شورتنينگها مي باشد .رنج پلاستیک ، رنج دمایی است که نمونه چربی قادر باشد قوام ایده الی را در رول شدن از خود نشان بدهد( یعنی نه نرم باشد و نه سفت)
شورتنینگها انواع مختلف دارند و برای هر محصول شورتنینگ ویژه آن محصول را باید استفاده کرد. روغنهای شورتنینگ میتوانند از مخلوط انواع روغن تهیه شوند که در مرحله نهایی توسط آمونیاک کریستاله می شوند که روغن با این ویژگی شبیه خامه می باشد. شورتنینگهای بر پایه پالم وارداتی اغلب از این نوع هستند و فرایند اینتراستریفیکاسیون جایگزین هیدروژناسیون شده است. روغن شورتنینگ تولید شده در ایران معمولا از هیدروژناسیون روغن های گیاهی بدست می اید که معمولا دارای اسید چرب ترانس هستند. میزان عدد یدی بیانگر میزان اشباعیت اسیدهای چرب موجود در روغن است .
در انتخاب شورتنینگ نقطه ذوب و SFC از پارامترهایی است که باید مورد توجه قرار بگیرد. نقطه ذوب بالاتر از ۳۷ موجب ماسیدگی در دهان می شود و نقطه ذوب بسیار پایین هم بافت محصول را نرم تر می کند.
در ساختار روغن شورتنینگ معمولا امولسیفایر های مختلفی همچون مونو و دی گلیسرید، LACTEM وPGE استفاده می شود که سبب بهبود بافت محصول نهایی می گردد.
روغن شورتنینگ کاملا بی رنگ است و به راحتی می توان در تولید از آن استفاده کرد. البته برخی شورتنینگ ها به سفارش مصرف کننده زرد رنگ هستند که رنگ زرد آن مربوط به وجود بتاکاروتن در روغن است.
شورتنينگها چربي‌هايي هستند كه براي شيريني‌پزي و سرخ كردن استفاده مي‌شوند. شورتنينگها از روغن‌هاي مختلف گياهي ساخته شده‌اند كه به خوبي كره هستند. روغن‌هاي گياهي مي‌توانند با تغيير دواشباعي به يك غير اشباعي به جامد تبديل شوند. كه اين عمل را هيدروژناسيون مي‌نامند و تحت كاتاليست نظير نيكل و گاز هيدروژن انجام مي‌شود.
شورتنينگها به عنوان چربي‌هاي خوراكي استفاده مي‌شوند كه محصولات شيريني‌پزي را ترد و نرم نمايند. تا محلول در آب بودن آنها، وجود چربي باعث مي‌شود تا گلوتن آرد به هم نچسبيده و حالت لايه‌اي در اين محصولات ايجاد مي‌كنند، لذا محصولات را نرم مي‌نمايند.
شورتنينگها گروهي از چربي ها هستند كه از روغن ها فرموله شده‌اند. شورتنينگها بعنوان مواد نيمه پلاستيک در نظر گرفته مي شوند، اما اين توصيف به تنهايي براي آنها كافي نيست. اصطلاح شورتنينگ به معني توانايي چربي در نرم و روان كردن و يا كوتاه كردن ساختار تركيبات غذايي باز مي گردد لذا از آن براي به دست آوردن خصوصيات بافتي مطلوب در محصولات غذايي استفاده مي شود. بدون شورتنينگ در نان وشيريني ها، گلوتن و نشاسته بصورت ذرات چسبنده به يكديگر متصل مي شوند و هنگام جويدن احساس سفتي راايجاد مي نمايند. اما با حضور شورتنينگ، چربي بطور پيوسته بخش‌هاي پروتئيني و ساختار نشاسته را پاره مي كند كه اين عمل منجربه نرم شدن ذرات گلوتن و در نتيجه توليد محصول نرم و با قابليت هوادهي مناسب مي شود. درعمليات سرخ كردن نيز، شورتنينگ ها امكان انتقال حرارت را به صورت يكنواخت و سريع در طی سرخ كردن فراهم مي کنند و همچنين به عدم ايجاد رطوبت كمک می نمايند.
خواص فيزيكی شورتنينگها به فاكتورهاي ذيل بستگي دارد:
۱- انعطاف
۲- استحكام
۳- بافت
سه شرط اساسي براي خواص انعطاف و استحكام وجود دارد:
الف) مخلوط روغن مورد نظر بايستي شامل دو فاز جامد و مايع باشد.
ب) فاز جامد بايد به طور كامل در فاز ديگر پخش شده باشد تا جايي كه توسط نيروي چسبندگي دو فاز شدن صورت نگيرد.
ج) نسبت صحيحي بايستي بين دو فاز برقرار باشد. ذرات فاز جامد نبايد بافت يك‌پارچه سختي را با يكديگر تشكيل دهند.
بافت ظاهر شورتنينگها اصولاَ كريستال بتاپريم دارد. همچنين شورتنينگها حاوي مونر و دي‌گليسريد نيز مي‌باشند. كه امولسيفايري هستند كه اجازه مي‌دهند تا آب و هوا داخل شورتنينگ كامل و سريع پخش شوند و به پف كردن آن و ژله‌اي شدن آن كمك مي‌كنند
عملكرد شورتنينگ ها:
شورتنينگها موجب تعدادي از عملكردهاي مطلوب در نان و شيريني ها مي شوند. اين عملكردها شامل موارد زير مي‌باشند:
۱٫نازک و نرم شدن بافت
۲٫ايجاد احساس دهاني مطلوب
۳٫وارد نمودن هوا به داخل ساختار
۴٫افزايش استحكام و يكپارچگي ساختار
۵٫افزايش انتقال حرارت و مدت زمان نگهداري محصول
سه پارامتر بطور سنتي در زمينه تعيين توانايي ذرات چربي و يا روغن شورتنينگها به منظور انجام عملکردهاي فوق مطرح مي باشند. اين عوامل شامل:
۱٫نسبت فاز جامد به فاز مايع در شورتنينگ
۲٫پلاستيسيته شورتنينگ
۳٫پايداري اكسيداتيو در شورتنينگ
در اين سلسله مقالات در رابطه با تركيبات گوناگوني كه با تغيير نسبت فاز جامد/مايع توليد مي شوند و عوامل موثر بر آن، بحث مي شود. براي مثال اندازه و شكل ذرات در ساختار ميكروسكوپي ، شكل تراكمي كريستال ،توزيع فاز جامد و كنتيک کريستاليزاسيون تحت شرايط فرآيند، همگي از جمله پارامترهاي موثري هستند كه بر روي نسبت فاز جامد و مايع و پلاستيسيته شورتنينگ اثر گذار مي باشند.
اهداف كلي شورتنينگ:
عملكرد بسياري از شورتنينگها در صنعت با (Solid Fat content (SFC بيان شده است. تغييرات معيارSFC در سيستم‌هاي شورتنينگ به طور خلاصه در جدول يک نشان داده شده است.شورتنينگها مي توانند همراه و يا بدون امولسيفايرساخته شوند. شورتنينگ‌‌هاي عاري از امولسيفايراساسا براي شيريني ها، كراكرها و سرخ كردن مناسب مي باشند. تمامي شورتنينگ‌‌هاي حاوي امولسيفاير، داراي۵ تا ۸ درصد مونو ودي گليسيريد وهمچنين انديس يدي(IV) متوسط مي باشند. اين گونه شورتنينگها عموماً در خامه هاي تزييني (icing) وکيک ها بكار مي روند. بطور مثال مواقعي كه خامه تهيه مي شود (ورود هوا به داخل سيستم شورتنينگ) بسيار مفيد مي باشند. همچنين اين نوع شورتنينگها به روش هيدرژوناسيون جزئي بر اساس انديس يدي بين ۶۵ تا ۸۰ توليد مي شوند و يا شايد با روش مخلوط سازي روغن‌هاي هيدروژنه شده با انديس يدي و SFI پايين ،همراه باتقريبا ۱۰ درصد اسيد هاي چرب زنجير بلند(مانند استئارين) توليد شوند.
نقطه ذوبي كه در هر سيستم چربي (همانند شورتنينگ ها) به كار گرفته مي‌شود، بايد پايين‌تر از دماي بدن انسان باشد تا از احساس چربي مانند دردهان جلوگيري (greasy mouth feel ) شود. امولسيفايرهايي كه اكثراً در شورتنينگها بكار مي‌روند شامل: منوگليسريدها، لاكتات منوگليسريد، استرهاي پروپيلن گليكول، ليستين، استرهاي پلي گليسرول ،پلي سوربيت ۶۰ و سديم استرول حاوي لاكتوز است.
کاربرد شورتنينگ ها در صنایع غذایی
کاربرد روغن صاف قنادی یا شورتنينگ ها در نان و کیک و شیرینی
– نازک و نرم شدن بافت
– بهبود خواص ارگانولپتیکی محصولات پخت
– پوکی محصول به دلیل وارد نمودن هوا به داخل ساختار خمیر
– افزايش استحكام و يك پارچگي بافت محصول
– افزايش انتقال حرارت و مدت زمان نگهداري محصول
– قابلیت اختلاط در همزن های با دور بالا
– افزایش تعداد لایه ها و در نتیجه افزایش حجم شیرینی های لایه ای مانند کروسانت
در كيك و كلوچه، نزديكي دانه‌ها و حجم نهايي نقش به‌سزايي در رفتار شورتنينگ مورد استفاده دارند. در كيك نهايي درصد بالايي از حجم فضاي خالي است. اين فضا توسط كربن دي اكسيد و بخار به دست مي‌آيد كه در طول پخت ايجاد مي‌شوند. وقتي اين گازها به واسطه حرارت به وجود مي‌آيند، خودشان را به حباب‌هاي هوا نزديك مي‌كنند كه در طول آماده‌سازي يا خميرمايه كمك مخلوط مي‌شوند. وقتي اين ذرات داخل خمير پخش شوند، خميرمايه بهتري به دست مي‌آيد.
هر حباب هوا كوچك است و به راحتي به سطح كيك نخواهد آمد و به حجم نهايي كمك مي‌كند. اگر هوايي كه در طول آماده‌سازي خمير به وجود مي‌آيد بزرگ باشد، به هنگام پخت به سطح آمده و حجم نهايي كم خواهد بود.
شورتنينگ نقش مهمي را در توزيع هوا در خمير داراست. به طور عموم توليد كيك داراي دو مرحله توليد اصلي است:
۱- شورتنينگ و شكر تركيب شده و مخلوط مي‌شوند كه در طول آن هوا در فاز جامد پخش مي‌شود. ۲- تخم‌مرغ‌ها مخلوط مي‌شوند و به دنبال آن آرد و مايعات و ديگر افزودني‌ها اضافه مي‌شوند. در اولين مرحله تشكيل كرم، شورتنينگ حباب‌هاي هوا را به دام خواهد انداخت. در حضور شورتنينگ، با عمل ورز دادن خمير، حباب‌ها به ذرات بسيار ريز تقسيم مي‌شوند. شورتنينگها بايستي جامد باشند، اما انعطاف‌پذير باشد تا بتواند دور حباب هوا حلقه بزند.
کاربرد شورتنینگ در بستنی ، خامه قنادی آیسینگ ها
شورتنینگ ها میتوانند نقطه ذوب بالاتری از کره و روغنهای حیوانی داشته باشند که همین امر سبب می شود نقطه ذوب بستنی و خامه قنادی بالاتر رود و این محصول در فصل تابستان دیر تر ذوب شود.همچنین با انتخاب شورتنینگ با SFC مناسب ، می توان رفتار ذوبی خامه قنادی را بهبود داد، بطوری که با خامه و کره این امر امکان پذیر نمیباشد. ضمن اینکه کره برخلاف روغن شورتنینگ ۱۰۰درصد چربی نیست و دارای درصدی آب می باشد که در پروسه تولید ایجاد اختلال می کند اما شورتنینگ محتوای صد در صد چربی دارد.
– هوادهی مناسب خامه قنادی
– بهبود بافت خامه قنادی به دلیل وجود مونو و دی گلیسرید و سایر امولسیفایرها در ترکیب شورتنینگ
– بهبود نقطه ذوب خامه قنادی با انتخاب شورتنینگ با SFC مناسب
* استفاده از روغنهای غیرحیوانی بویژه پالم در لبنیات اخیرا ممنوع شده است
کاربرد شورتنینگها در فرایند سرخ کردن
– پايداري اكسيداتيو در شورتنينگ
– پایداری و مقاومت زیاد حسب روش اکسیژن فعال (AOM) اندازه گیری می شود.
داشتن نقطه دود بالا و طعم و عطر ملایم
کاربرد در غذاهاي تهيه شده در صنعت (سوسيس، همبرگر، سيب‌زميني سرخ شده فرانسوي،…)
غذاهاي حاضري (سوپ، كتلت،…)
شورتنینگهای چند منظوره (multi-purpose shortenings) فراورده‌هایی روغنی هستند که به علت خصوصیات ویژه خود در تولید محصولات آردی- تنوری، قنادی و سرخ کردن مواد غذایی در صنایع غذایی مورد توجه خاص هستند. شورتنینگها یکی از عوامل اصلی ورود اسیدهای چرب ترانس به رژیم غذایی مصرف‌کنندگان هستند و ارتباط دریافت اسیدهای چرب ترانس با افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی عروقی ثابت شده است. در این تحقیق، امکان کاربرد روش اینتراستریفیکاسیون شیمیایی در تولید آزمایشگاهی شورتنینگ چند منظوره بدون اسید چرب ترانس بررسی شده است. مواد و روش‌ها: مخلوط روغن سویای کاملاً هیدروژنه شده (فِلیک سویا) و روغن آفتابگردان به نسبت 40 به60 فرموله و تحت خلأ mmHg30 در دمای C°110 به مدت 30 دقیقه خشک شد، سپس واکنش اینتراستریفیکاسیون شیمیایی در دمای C°90 و در حضور 2/0 درصد وزنی کاتالیزور متوکسید سدیم به مدت 45 دقیقه انجام گرفت. برای ختم واکنش از 2% محلول آبی اسید سیتریک 20% استفاده شد. برای حذف کامل رطوبت، خشک کردن در سه مرحله انجام شد: صاف کردن با کاغذ واتمن تحت خلأ، کاربرد دمای C°110 به مدت 10 دقیقه و سانتریفوژ کردن با سرعت 3500 دور در دقیقه به مدت 15 دقیقه. پس از بی‌رنگ کردن و بی‌بو کردن نمونه روغنِ اینتراستریفیه شده و تعیین ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن، با اضافه کردن10%0و20% پالم اولئین به آن، دو نمونه شورتنینگ چند منظوره، فرموله و تولید شد و ویژگی‌های کیفی محصولات نهایی مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌ها: در اثر واکنش اینتراستریفیکاسیون، کاهش قابل ملاحظه‌ای در نقطه ذوب و SFC مخلوط روغنی به وجود آمد. همچنین، این واکنش منجر به تصادفی شدن ساختار تری‌گلیسریدها شد. میزان اسیدهای چرب ترانس در نمونه‌های شورتنینگ حدود 1% بود که بدون ترانس تلقی می‌شود. نقطه ذوب، SFC، عدد پراکسید، پایداری، رطوبت و مواد فرّار، رنگ، نقطه دود و دیگر ویژگی‌های نمونه‌های تولید شده در محدوده استاندارد شورتنینگهای چند منظوره قرار داشت. نتیجه گیری: به کمک واکنش اینتراستریفیکاسیون شیمیایی می‌توان شورتنینگهای چند منظوره بدون اسید چرب ترانس تولید کرد که میتوانند در تولید انواع فراورده‌های غذایی جایگزین روغنهای نباتی هیدروژنه شوند.