ناپایداری چربی شیر (ادغام شدگی)
-
ناپایداری چربی شیر
تمام امولسیون های غذایی من جمله امولسیون چربی شیر، از نظر ترمودینامیکی ناپایدارند. یعنی اگر مدت طولانی به حالت ساکن باقی بمانند می شکنند.
ناپایداری شیمیایی: درنتیجه تغییر در ساختمان شیمیایی مولکول های چربی (به دلیل اکسیداسیون یا هیدرولیز) رخ می دهد.
ناپایداری فیزیکی: درنتیجه تغییر در پراکندگی فضایی یا تغییر ساختاری در آرایش گویچه ها (فاز پراکنده ی امولسیون) اتفاق می افتد و در دو بخش جداشدگی گرانشی و تجمع قطرات دسته بندی شده است.
جداشدگی گرانشی: حرکت قطرات امولسیونی (به دلیل اختلاف دانسیته آنها نسبت به مایع اطرافشان) باعث جداشدگی شان می شود.
اگر قطرات، دانسیته کمتری نسبت به محیط اطرافشان داشته باشند به سمت بالا حرکت نموده که به آن خامه بستن (Creaming) گویند و اگر دانسیته بیشتری داشته به سمت پایین آمده که به آن ترسیب (Sedimentation) گفته می شود.
تجمع قطرات: زمانی اتفاق می افتد که قطرات برای زمان طولانی تر از حد معمول در کنار هم قرار گیرند. مکانیسم های مسئول ناپایداری فیزیکی از این نوع شامل فولیکوله شدن، ادغام شدگی و ادغام شدگی ناقص میباشد.
-
ادغام شدگی (Coalescence):
زمانی که دو یا چند گویچه چربی با هم تماس پیدا می کنند همچنان یک لایه نازک از مایع فاز پیوسته بین آنها وجوددارد.
در فرایند ادغام شدگی گویچه ها در هم ممزوج شده و یک گویچه بزرگتر تشکیل می شود. این امر در نتیجه پارگی لایه نازک مایع بین آنها و به دنبال آن پارگی غشا گویچه ها رخ می دهد. با افزایش اندازه گویچه وکم شدن نیروی کشش بین سطحی تمایل گویچه ها به شرکت در پدیده ادغام شدگی بیشتر می شود.
(لایه نازک مایع بین گویچه ها برخی اوقات مانع ادغام شدن سریع دو گویچه می شود و در مواردی که این چنین نباشد ادغام شدگی فوری اتفاق می افتد).
این پدیده برگشت پذیر نیست و حتی تمامیت گویچه های شرکت کننده در آن نیز قابل تشخیص نخواهدبود.
پدیده ی ادغام شدگی کامل، به دلیل کاهش کشش سطحی باعث یکنواختی امولسیون می شود.
ادغام شدگی ممکن است با برخورد طولانی مدت گویچه های چربی به وجود بیاید.
گفتنی است بخش قطبی فسفولیپیدها نقش مهمی در پایداری گویچه های چربی در برابر ادغام شدگی دارد.
پدیده ادغام شدگی کامل (True Coalescence) می تواند نهایتا منجر به شکست کامل امولسیون و جدا شدن کامل فازهای روغن و آب از هم شود، همان چیزی که در تولید کره از خامه اتفاق می افتد.
-
ادغام شدگی ناقص (Partial coalescence):
زمانی که دو یا چند قطره امولسیونی که به طور ناقص کریستالی شده اند با هم تماس پیدا کنند احتمال وقوع پدیده ادغام شدگی ناقص وجود خواهد داشت. مثلا در مورد گویچه های چربی، بیرون زدگی کریستال چربی از یک گویچه، ممکن است غشاء گویچه یا گویچه های چربی مجاور را سوراخ کند و این امر موجبات پیوستگی گویچه ها را فراهم آورده و باعث تشکیل تجمعات بی قاعده گویچه ها شود.
علت اصلی ادغام شدگی ناقص، شبکه کریستال چربی داخل گویچه ها است که مانع ادغام شدن کامل آنها می شود.
این پدیده نقش کلیدی در کیفیت محصولاتی همچون خامه قنادی (Whipping cream) و مخلوط بستنی دارد.
-
عوامل موثر در سرعت پدیده ادغام شدگی ناقص:
- همزنی و بکاربردن نیروی برش:
سرعت برخورد بین گویچه ها را زیاد کرده و با نزدیکتر کردن آنها به هم تشکیل پل کریستالی بین گویچه ها را زیاد می کند. اما همین عامل، بالاتر از میزانی خاص یعنی سرعت و شدت همزنی، سرعت ادغام شدگی ناقص را کم می کند.
- محتوای چربی:
افزایش محتوای چربی، سرعت خوشه ای شدن را زیاد می کند.
(نسبت چربی جامد به مایع در این پدیده بسیار مهم است. پدیده ادغام شدگی ناقص در جایی که کریستال های چربی وجود ندارند نمی تواند اتفاق بیفتد. اما اگر چربی جامد خیلی زیادی نیز وجود داشته باشد ممکن است چربی مایع، به اندازه کافی برای نگه داشتن گویچه های چربی در دسترس نباشد).
- اندازه ی گویچه های چربی:
گویچه های چربی درشت تر پایداری کمتری در برابر پدیده ادغام شدگی ناقص دارند. دلیل این امر محتوای کریستال های چربی بیشتر آنها است که قطعا بیرون زدگی آنها نیز فاصله بیشتری را پر خواهدکرد (پل های بین گویچه ای بزرگتری را تشکیل خواهندداد).
- قرارگیری لایه پروتئینی در سطح گویچه های چربی:
به طور مثال در هموژنیزاسیون به دلیل ایجاد نیروی دافعه ی کلوئیدی، به طور قابل ملاحظه ای پایداری گویچه ها در برابر ادغام شدگی ناقص را افزایش میابد.
تهیه و تنظیم: فاطمه عامری
منبع: مقدمه ای بر شناخت علمی شیر
مولفان: دکتر نسرین مویدنیا/ دکتر امیرفرخ مظاهری
دیدگاهتان را بنویسید