شیر شکلات بدون چربی که برای اولین بار با فناوری جت فشار بالا فرآوری شده است، ویسکوزیته افزایش یافته را نشان می دهد، ذرات کاکائو را در مایع تثبیت می کند و نیاز به افزودن یک امولسیفایر بحث برانگیز را از بین می برد.
این نتیجه گیری تیمی از محققان ایالت پن است که مطالعه آنها نشان می دهد که فناوری جدید می تواند از استفاده از کاراگینان در شیر شکلات جلوگیری کند. افزودنی غذایی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد – که کمک می کند تا مایع صاف و به خوبی مخلوط شود حتی پس از روزها نشستن در قفسه فروشگاه – مورد نظر بسیاری از مصرف کنندگان نیست، به خصوص در شیر شکلات ارگانیک.
به گفته رهبر تیم فدریکو هارت، استاد علوم غذایی، اگرچه سازمان غذا و داروی ایالات متحده استفاده از کاراگینان را تایید کرده است، اما نگرانی ها در مورد ایمنی آن همچنان وجود دارد. وی خاطرنشان کرد که برخی از دانشمندان بر این باورند که افزودنی – ترکیبی که از جلبک دریایی قرمز استخراج می شود – می تواند باعث التهاب و مشکلات گوارشی مانند نفخ و بیماری روده تحریک پذیر شود. در نتیجه، افزودنی در شیر خشک نوزادان در اتحادیه اروپا ممنوع است.
او گفت: “این تحقیق در مورد مخالفت با کاراگینان نیست – بلکه در مورد مصرف کنندگانی است که برچسب های مواد غذایی تمیز را فقط با مواد تشکیل دهنده ای که می شناسند می خواهند.” “و قطعا کاراگینان چیزی نیست که آنها در شیر شکلات بخواهند. ما می دانیم که وزارت کشاورزی ایالات متحده آمریکا آن را برای شیرهای شکلاتی ارگانیک ممنوع کرده است. نتایج ما نشان می دهد که این امر ممکن است.”
در این مطالعه، محققان شیرشکلات بدون چربی حاوی شیر بدون چربی، پودر کاکائو و شکر را به صورت حرارتی پردازش کردند و سپس آنها را با استفاده از فناوری جت پرفشار از 125 تا 500 مگا پاسکال پردازش کردند. ویسکوزیته، خواص جریان و پایداری شیرهای شکلاتی تیمار شده با جت های فشار بالا با شیرهای شکلاتی که تحت فرآوری جت فشار بالا قرار نگرفته بودند، هم با و هم بدون افزودن کاراگینان تهیه شده بودند، مقایسه شد.
همانطور که انتظار می رفت، شیر شکلات بدون کاراگینان جداسازی فاز فوری پودر کاکائو را نشان داد، در حالی که فرمول های حاوی کاراگینان به مدت 14 روز پایدار بودند و ذرات کاکائو از حالت تعلیق خارج نمی شدند. با این حال، محققان افزایش پایداری را با افزایش فشار پردازش جت مشاهده کردند، با حداکثر پایداری زمانی که شیر شکلات در 500 مگا پاسکال پردازش شد.
هارت گفت: “ما معتقدیم که تغییرات ساختاری در میسل های کازئین – نوعی پروتئین شیر – و فعل و انفعالات جدید کازئین-کاکائو ناشی از پردازش جت پرفشار باعث افزایش پایداری کاکائو در شیر شکلات شده است.” از آنجایی که به نظر می‌رسید پروتئین شیر جزء اصلی افزایش پایداری کاکائو در نمونه‌های تیمار شده با این روش است، مطالعه دومی را برای تعیین تأثیر پروتئین شیر اضافی و فرآوری جت پرفشار بر پایداری شیر شکلات بدون چربی انجام دادیم.
در یافته هایی که اخیراً در مجله علوم لبنیات، محققان گزارش کردند که فرمول‌بندی‌های حاوی 4 درصد “مایسل کازئین” فرآوری شده در 500 مگا پاسکال، هیچ جداسازی فازی را در یک دوره نگهداری 14 روزه در دمای 39 درجه فارنهایت نشان ندادند. افزودن پروتئین شیر به همراه پردازش جت پرفشار در 500 مگا پاسکال منجر به ویسکوزیته ظاهری بالاتری شد که ذرات کاکائو را معلق نگه می دارد.
از آنجایی که استفاده از فناوری جت پرفشار برای بهبود پایداری پراکندگی کاکائو، جایگزینی برای پردازش برای تولید شیر شکلات با برچسب تمیز و در عین حال پایدار و کم‌چرب در اختیار صنعت قرار می‌دهد، ایالت پن برای ثبت اختراع موقت در این فرآیند درخواست داده است. همکاری با یک تولید کننده مواد غذایی لبنی برای توسعه و افزایش آن.
هارت خاطرنشان کرد که فرآوری مواد غذایی با جت پرفشار یک مفهوم کاملاً جدید است و او حدود شش سال است که این ایده را در Penn State تجربه کرده است. کار او بر روی این فناوری در یک کارخانه آزمایشی در ساختمان علوم غذایی رادنی ای اریکسون منحصر به فرد است زیرا از یک پمپ تقویت کننده به اندازه یک خودروی کوچک برای پاشیدن شیر از طریق نازل الماس یا یاقوت کبود استفاده می کند. مایع به صورت فواره ای از قطرات ریز از نازل خارج می شود که با هوا برخورد می کند و آئروسل را تشکیل می دهد.
هارت گفت: “تجهیزاتی که ما برای تهیه این شیرهای شکلاتی استفاده می کنیم، تجهیزاتی نیستند که در صنایع غذایی پیدا کنید – معمولاً آنها را در یک فروشگاه خدمات مهندسی پیدا می کنید.” “این تجهیزات برای برش فلزات استفاده می شود. این ابزار جت آب است که برای برش مواد سخت مانند سنگ مرمر یا فولاد ضد زنگ استفاده می شود. ما از آن در یک برنامه کاملا متفاوت استفاده می کنیم.”
هارت یک دهه پیش، زمانی که یکی از اعضای هیئت علمی دانشگاه تنسی بود، با کمک مالی از مؤسسه ملی بهداشت این تجهیزات را خریداری کرد و هنگامی که به ایالت پن آمد، آن را به محوطه دانشگاه پارک ارسال کرد. او گفت: “شما این نوع ساز را در هیچ دانشگاهی در بخش علوم غذایی در ایالات متحده پیدا نخواهید کرد.” “و من هیچ موردی را در سایر نقاط جهان نمی شناسم.”
برای درک فشار ایجاد شده توسط پمپی که شیر شکلات را پردازش می کند، هارت این مقایسه را ارائه می دهد: در پایین ترانشه ماریانا – عمیق ترین نقطه در هر اقیانوسی – فشار 100 مگا پاسکال است. او گفت: «ما پنج برابر این فشار یعنی 500 مگا پاسکال اعمال می کنیم. “مایع، همانطور که از روزنه خارج می شود، با سرعت 3 ماخ حرکت می کند – سه برابر سرعت صوت.”
همچنین میشل تران و گریس ورونین، دانشجویان فارغ التحصیل رشته علوم غذایی در این مطالعه مشارکت داشتند. رابرت رابرتز، استاد و رئیس علوم غذایی؛ جان کوپلند، استاد علوم غذایی؛ و گرگ زیگلر، استاد علوم غذایی.
مؤسسه ملی غذا و کشاورزی وزارت کشاورزی ایالات متحده و شورای ملی لبنیات تا حدی بودجه این تحقیق را تأمین کردند.
منبع داستان:
مواد ارائه شده توسط ایالت پن. نوشته اصلی توسط جف مولهولم. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.