تشکیل کارامل یک نوع واکنش قهوهای شدن غیرانزیمی میباشد که در غیاب ترکیبات نیتروژن دار انجام میشود. اساساً تشکیل کارامل بر پایه از دست دادن آب از مولکول قند و پلیمر شدن و تکه تکه شدن این پلیمر میباشد. با آب گیری از گلوکز، گلوکزان و لووگلوکزان تولید میشود. ساکارز در دمای 160 درجه سانتیگراد ذوب شده و تشکیل گلوکز و فروکتوز انیدرید (لوولزان) میدهد. تحت شرایط حرارت 200 درجه سانتیگراد ساکارز یک واکنش سه مرحلهای را انجام میدهد. در مرحله اول ساکارید 5/4 % وزن خود آب از دست داده و تشکیل ایزوساکارزان میدهد. در مرحله دوم ساکارز 9% وزن خود آب از دست داده و تولید کارملان میکند که در آب و اتانل محلول بوده و داراری طعم تلخ میباشد. در مرحله سوم 14% درصد کاهش وزن با از دست دادن آب اتفاق افتاده و تولید کاراملن میدهد که این ماده فقط در آب محلول میباشد. حرارت دهی اضافی باعث تشکیل رنگدانه بسیار تیرهای با وزن مولکولی خیلی بالا به نام کاراملین (هیومین) میدهد.
به طور کلی در صورتی که تولید کارامل در یک محلول بافر انجام شود، تکه تکه شدن پلیمرهای تشکیل شده افزایش یافته و بنابراین بیشتر ترکیبات عطرزا تولید میشود. در حالی که تولید کارامل در اثر حرارت دادن گلوکز با اسید سولفوریک و در حضور آمونیاک، تولید پلیمرهای شدیداً رنگی میکند. طعم کارامل ناشی از خود طعم کارامل تشکیل شده و نیز pHپایین (حدود 3) کارامل میباشد.
کارامل میتواند به منزله امولسیون کننده نیز عمل کند. مقدار بالای نیتروژن در کارامل باعث تولید متیل ایمیدازول میشود که یک ترکیب سمی میباشد.
پلی ساکاریدها
چنانچه تعداد قندهای کربوهیدرات بیش از 10 تا باشد به آن پلی ساکارید می گویند. اگر پلی ساکارید از یک نوع قند تشکیل شده باشد به ان هموپلی ساکارید می گویند مانند نشاسته و سلولز، در غیر این صورت به ان هتروپلی ساکارید گفته میشود. مانند اکثر همی سلولزها
نشاسته
نشاسته پلیمری از گلوکز بوده و به صورت گرانولهای 2-100 میکرون در بافتهای گیاهی وجود دارند. از نظر شکلی میتوانند به صورتهای کروی، بیضوی و یا چند وجهی باشند. این گرانولها دارای یک مبدأ مرکزی به نام هیلام بوده که توسط حلقه های متحد المرکزی احاطه شده است .بزرگترین گرانولهای نشاسته متعلق به سیب زمینی (با قطر متوسط 33 میکرون) و کوچکترین ان متعلق به برنج (با قطر متوسط 5 میکرون) میباشد. نشاسته از یک قسمت خطی به نام آمیلوز و یک قسمت انشعاب دار به نام آمیلوپکتین تشکیل شده است .معمولاً 75 – 80 درصد نشاسته از آمیلوپکتین بوده و بقیه ان آمیلوز میباشد. در مولکولهای آمیلوپکتین بعد از هر 7 –
8 واحد گلوکز یک انشعاب وجود دارد که دارای 20 – 30 واحد گلوکز میباشد. در رشته اصلی اتصالات به صورت الفا( 1—4) بوده و در محل انشعابات به صورت الفا( 1—-6)میباشد. زنجیرهآ حالت مارپیچ یا هلیکس داشته که در هر دوران 6 مولکول گلوکز وجود دارد. مواد طعمی و اسیدهای چرب میتوانند در داخل این مارپیچها به دام انداخته شوند. آمیلوز میتواند برای تولید فیلم و بسته بندیهای خوراکی مورد استفاده قرار گیرد.
آمیلوز با یک رنگ آبی ایجاد میکند. این رنگ آبی وقتی ایجاد میشود که ید در ماپیچی با حداقل 9 دور( 54 واحد گلوکز) قرار گیرد. بنابراین چون آمیلوپکتین انشعابهایی بالاتر از 30 واحد گلوکز ندارد ،نمیتواند با ید رنگ آب تولید کند. آمیلوپکتین با ید رنگ قرمز ایجاد میکند.

ژلاتینی شدن
زمانی که گرانولهای نشاسته در آب سرد قرار میگیرند، جذب آب کمی داشته و این جذب آب برگشت پذیر میباشد. با افزایش درجه حرارت اگر جذب آب از حدی بالاتر رود، در این صورت گرانولهای نشاسته قابلیت برگشت به حالت اولیه خود را از دست میدهند. به چنین حالتی ژلاتینی شدن می گویند. در هنگام ژلاتینی شدن در ابتدا سوسپانسیون شیری رنگ ابتدایی ناگهان شروع به شفاف و روشن شدن میکند. با افزایش شفافیت تورم نشاسته اتفاق می افتد. تغییرات ایجاد شده در اثر آب گرم که سبب نفوذ آب به درون گرانولهای میشود، غیر قابل برگشت میباشند. نشاسته ژلاتینه شده بعد از خشک کردن قدرت جذب آب مجدد زیادی دارد .گرانولهای بزرگتر به درجه حرارت کمتری برای متورم شدن نیاز دارند. نشاسته ذرت و گندم به دلیل اینکه اتصالات در گرانولهایشان با تأخیر افزایش ویسکوزیته در اثر حرارت دادن نشان میدهند. گرانولهای سیب زمینی، تاپیوکا و ذرت واکسی (که تمام نشاسته ان آمیلوپکتین است) در درجه حرارت کمتری نسبت به گندم و ذرت ژلاتینی میشوند.

افزایش ویسکوزیته در جریان ژلاتینی شدن مربوط به آمیلوپکتین است. بنابراین نشاستههای دارای آمیلوپکتین بالا در دمای 95 -100 درجه سانتیگراد افزایش ویسکوزیته نمیدهند و برای افزایش ویسکوزیته و ژلاتینی شدن به دمای خیلی بالاتری نیاز دارند.
در هنگام حرارت دادن در آب گرم، مقداری از مولکولهای آمیلوز در ژلاتینی شدن از گرانول به داخل محیط ابی نشت میکند. در هنگام سرد کردن محلول نشاسته این مولکول آمیلوز به یکدیگر و نیز به شاخه های آمیلوپکتین ملحق میشوند. به این حالت کریستال شدن مجدد نشاسته ،”برگشته به عقب می گویند. البته این حالت زمانی اتفاق می افتد که سرد کردن محلول به ارامی انجام شود. اگر سرد کردن سریع انجام شود، نشاسته تشکیل ژل میدهد.
مولکولهای آمیلوز مسئول ایجاد ژل و سفت کردن محیط هستند .نشاسته های واکسی به دلیل نداشتن آمیلوز قادر به این کار نمیباشند. قدرت ایجاد ژل مربوط به مولکولهای متوسط آمیلوز میباشد. مولکولهای کوچک به دلیل عدم توانایی در ایجاد پل و مولکولهای بزرگ به دلیل عدم امادگی لازم برای این کار قابلیت تشکیل ژل ندارند. بخش اعظم آب در ژل تشکیل شده در داخل گرانولها و شبکه ایجاد شده توسط آمیلوز قرار دارد. بخشی از آب نیز به سطح گرانولها و به مولکولهای گرانول اتصال دارد. زمانی که نشاسته ژلاتینه منجمد میشود، هنگامی که از حالت انجام خارج میشود، بدلیل کمتر شدن توانایی جذبان، تشکیل یک بافت اسفنجی میدهد.
عوامل مؤثر بر ژلاتینه شدن و خصوصیات خمیر حاصل از ان
غلظت زیاد قند در محیط باعث کاهش میزان ژلاتینه شدن، کاهش حداکثر ویسکوزیته و کاهش استحکام ژل میشود. در این خصوص اثر دی ساکارید ها از منوساکاریدها بیشتر میباشد. تأثیر هر قند در کاهش میزان ژلاتینی شدن و کاهش ویسکوزیته و استحکام ژل عبارتند از:
ساکارز> لاکتوز> گلوکز> فروکتوز
ساکارز که همراه پودینگ است باعث کاهش ویسکوزیته و سفتی بیش از حد پودینگ میشود. البته غلظت کم قند میتواند باعث افزایش ویسکوزیته نشاسته ژلاتینی شده شود.
چربیها و اسیدهای چرب، منو، دی و تری گلیسریدها با تشکیل کمپلکس با آمیلوز از یک طرف در مقابل نفوذ آب به داخل گرانول شده مقاومت کرده و از طرفی از خروج آمیلوزهای کمپلکس شده را سخت میکند، بنابراین باعث اثر منفی روی ژلاتینی شدن، کاستن از افزایش ویسکوزیته و تشکیل ژل میشود. هنچنین کمپلکسهای چربی – آمیلوز به ساده گی نمیتوانند در ایجاد اتصال بین گرانولها که برای ایجاد ژل مورد نیاز است، شرکت کنند.
pH خیلی پایین به دلیل تجزیه گرانولهای نشاسته و تبدیل آن به تکه های کوچک (بیشتر روی آمیلوپکتین مؤثر است) مانند دکسترین ها که فاقد اثر غلیظ کنندگی هستند، حداکثر ویسکوزیته نشاسته را کاهش میدهند.
برای جلوگیری از این اثر میتوان از مولکولهای نشاسته متصل به هم مولکولهای نشاسته درشت استفاده کرد تا هیدرولیز اثر زیادی روی انها نگذارد.
در مراحل اولیه بیات شدن شدن، اتصالات زنجیره های آمیلوز مسئول ایجاد بیاتی در نان هستند .چربیها و مواد امولسیون کنند میتوانند از این بهم پیوستن رشته های آمیلوز جلوگیری کنند. بیات شدنی که در اثر نگهداری طولانی مدت نان ایجاد میشود ناشی از بهم پیوستن رشته های آمیلوپکتین میباشد. حرارت دادن با شکستن این پیوندها و راندن مجدد آب بین رشته های آمیلوپکتین تا حدودی نان را به حالت اولیه بر میگرداند. بیات شدن در دماهای پایین (دما یخچال) سریعتر از دمای بالا اتفاق می افتد. انجماد به طور کامل از بیات شدن جلوگیری میکند.
نشاسته غلات مانند ذرت، گندم و برنج پس از سرد شدن، ژل سفت و مناسبی تشکیل میدهد و رنگ آن کدر است. در حالی که نشاسته ساقه ها و ریشه ها (سیب زمینی و کاساوا) ژل شفاف ولی ضعیفی را تشکیل میدهند.
نشاسته ها پیش ژلاتینه شده جذب آب سریعتر داشته و برای ایجاد ویسکوزیته به دمای بالا نیاز ندارند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست