اثر امولسیفایر بر کره بادام زمینی

چرا اثر امولسیفایر بر کره بادام زمینی ناچیز است؟ می دانیم روغن بادام زمینی حدود 50% از وزن بادام زمینی را تشکیل می‌دهد{1}. محتوی آب در بادام زمینی بسیار ناچیز است. و می دانیم امولسیفایر یک مولکول آب را به یک ملکول روغن می چسباند و مانع بروز پدیده جدا شدن یا سینرزیس (Syneresis) می‌شود.

این نکته مهمی است که متأسفانه اکثر تولید کنندگان بدون توجه به این نکته هر بار به مقدار امولسیفایر می افزایند بدون آنکه اثر مثبتی داشته باشد. در واقع مطالعات نشان داده ، میزان مؤثر امولسیفایر در کره بادام زمینی بین 0.1% تا 1% وزنی است و مقادیر بیشتر امولسیفایر هرگز تأثیری بر تثبیت کره بادام زمینی ندارد.

ملاحظات عملی

• غلظت امولسیفایر:
  • در عمل، امولسیفایر حدود یک درصد برای تثبیت امولسیون با توجه به مقدار کمی آب کافی است. مولکول‌های امولسیفایر عمدتاً با فاز روغن تعامل خواهند داشت، اما همچنان می‌توانند قطرات آب را تثبیت کنند.
• ریزساختار کره بادام زمینی:
  • فرآیند مکانیکی ساخت کره بادام زمینی نیز کمک می کند. آسیاب کردن بادام زمینی باعث آزاد شدن روغن می‌شود که با آب و امولسیفایر مخلوط می‌شود تا یک مخلوط خوب و همگن تشکیل شود. این عمل مکانیکی به امولسیفایر در تثبیت امولسیون کمک می کند.

مثالی از محاسبه (فرضی)

اگر 100 گرم کره بادام زمینی داشته باشیم:

• روغن: 40 گرم
• آب: 1 گرم
• امولسیفایر: 1 گرم

با وجود محتوای کم آب، نقش امولسیفایر این است که اطمینان حاصل کند که آب به طور یکنواخت در سراسر فاز روغن توزیع می شود. با توجه به اینکه امولسیفایرها می توانند در غلظت های پایین بسیار موثر باشند، محتوای امولسیفایر 1 درصد برای تثبیت مخلوط کافی است و اطمینان می دهد که آب و روغن از هم جدا نمی شوند.

نتیجه گیری

در نتیجه، اگرچه ممکن است غیر منطقی به نظر برسد، یک امولسیفایر 1٪ برای تثبیت امولسیون در کره بادام زمینی با بیش از 40٪ روغن و کمتر از 1٪ آب کافی است. امولسیفایر با پوشاندن سطح مشترک بین روغن و آب کار می کند و از خواص فعال سطحی آن برای ایجاد یک مخلوط پایدار استفاده می کند. این فرآیند توسط آسیاب مکانیکی بادام زمینی پشتیبانی می شود که به تشکیل یک ترکیب همگن کمک می کند. بنابراین، تعادل جرم از امکان پذیری این امولسیون پشتیبانی می کند.

تجربه پولادین

پولادین در یک تجربه عملی ، پس از آسیاب بادام زمینی در دستگاه خمیرساز، با استفاده از دستگاه بال میل گلوله ای، کره بادام زمینی را با با ترکیب 2 درصد امولسیفایر همگن کرده و عملیات بال میل را به مدت 8 ساعت ادامه داد. اما پس از گذشت کمتر از یک ماه جداسازی (سینرزیس) اتفاق افتاد. تیم تحلیل پولادین نتیجه را بررسی و یافته‌های زیر را در اختیار تیم تولید قرار داد.

باید توجه داشته باشیم که بیش از 3% امولسیفایر طبق مقررات ملی مجاز نیست و پولادین از E472 به عنوان امولسیفایر استفاده کرده است.

سینرزیس یا جداسازی مایع از ژل در کره بادام زمینی می تواند تحت تاثیر عوامل متعددی قرار گیرد، حتی در صورت استفاده از امولسیفایرها و فرآیندهای اختلاط کامل مانند آسیاب گلوله ای. در اینجا یک تجزیه و تحلیل دقیق از دلایل بالقوه سینرزیس و نحوه رسیدگی به آنها آورده شده است:

علل بالقوه Syneresis

1. غلظت ناکافی امولسیفایر:
   • امولسیفایر 2 درصد ممکن است برای ترکیب خاص و نیازهای پایداری کره بادام زمینی شما کافی نباشد. این می تواند به دلیل تغییرات در محتوای روغن، نوع امولسیفایر مورد استفاده یا ویژگی های خاص بادام زمینی باشد.
2. نوع امولسیفایر:
   • امولسیفایرهای مختلف کارایی متفاوتی دارند. امولسیفایری که استفاده کردید ممکن است برای تثبیت کره بادام زمینی موثرترین نباشد. لسیتین یک امولسیفایر رایج در کره بادام زمینی است، اما گزینه های دیگری مانند مونوگلیسرید یا دی گلیسیرید ممکن است پایداری بهتری را ارائه دهند.
3. توزیع اندازه ذرات:
   • قوام و توزیع اندازه ذرات بادام زمینی پس از آسیاب گلوله ای می تواند بر ثبات تاثیر بگذارد. ذرات ریزتر معمولاً با افزایش سطح برای اثرگذاری امولسیفایر به تثبیت بهتر امولسیون کمک می کنند.
4. شرایط فرآیند:
   • دما و مدت زمان آسیاب گلوله ای می تواند بر محصول نهایی تأثیر بگذارد. گرمای بیش از حد ممکن است امولسیفایر را تخریب کند یا خواص روغن بادام زمینی را تغییر دهد و منجر به جدا شدن شود.
5. شرایط نگهداری:
   • نوسانات دما و شرایط نامناسب نگهداری می تواند سینرزیس را تشدید کند. حتی با یک امولسیفایر خوب، نگهداری کره بادام زمینی در محیط گرم می تواند منجر به جدا شدن روغن شود.

راه حل هایی برای جلوگیری از سینرزیس

1. بررسی و تنظیم نوع و غلظت امولسیفایر:
   • انواع مختلف امولسیفایرها یا ترکیبی از آنها را آزمایش کنید. گاهی اوقات ترکیبی از امولسیفایرها می تواند پایداری بهتری ایجاد کند. غلظت امولسیفایر را کمی افزایش دهید (البته اگر زیر حد مجاز 3% بود) تا ببینید آیا پایداری آن را بهبود می بخشد یا خیر.
2. بهینه سازی فرآیند آسیاب:
   • اطمینان حاصل کنید که فرآیند آسیاب گلوله ای سازگار است و یک توزیع اندازه ذرات یکنواخت ایجاد می کند. این ممکن است شامل تنظیم زمان آسیاب، سرعت یا دما باشد.
3. افزودن تثبیت کننده ها:
   • علاوه بر امولسیفایرها، تثبیت کننده ها یا غلیظ کننده های دیگر مانند صمغ گوار، صمغ زانتان یا پکتین را در نظر بگیرید. اینها می توانند به حفظ ویسکوزیته و جلوگیری از جدا شدن کمک کنند.
4. کنترل شرایط ذخیره سازی:
   • کره بادام زمینی را در یک محیط خنک و ثابت نگهداری کنید. کنترل دما می تواند به طور قابل توجهی بر پایداری امولسیون تأثیر بگذارد.
5. انجام تست های پایداری:
   • قبل از نهایی کردن فرمول، تست های پایداری تسریع شده را انجام دهید. این می تواند شامل ذخیره کره بادام زمینی در دمای بالا برای مدت کوتاهی برای پیش بینی پایداری طولانی مدت باشد.

تنظیمات نمونه

1. غلظت امولسیفایر:
   • از 2% به 3% افزایش دهید و هر گونه بهبود در ثبات را مشاهده کنید.
2. ترکیبی از امولسیفایرها:
   • لسیتین را با مقدار کمی مونو و دی گلیسیرید ترکیب کنید تا پایداری امولسیون را افزایش دهید.
3. تثبیت کننده های اضافی:
   • برای بهبود ویسکوزیته و کاهش سینرزیس، 0.1-0.2% صمغ زانتان را به فرمول اضافه کنید.

نتیجه گیری

سینرزیس در کره بادام زمینی، با وجود استفاده از آسیاب گلوله ای و امولسیفایرها، نشان می دهد که فرمولاسیون فعلی و شرایط فرآیند ممکن است بهینه نباشد. با آزمایش امولسیفایرهای مختلف، تنظیم غلظت آنها، بهینه سازی فرآیند آسیاب، افزودن تثبیت کننده ها و کنترل شرایط نگهداری، می توانید پایداری کره بادام زمینی خود را بهبود بخشیده و از جدا شدن آن جلوگیری کنید. انجام تست پایداری کامل می تواند به شناسایی بهترین ترکیب عوامل برای دستیابی به یک محصول پایدار کمک کند.

راهنمایی با رعایت محدودیت 3% امولسیفایر

ممکن است با رسیدن به سقف استفاده از امولسیفایر مشکل سینرزیس حل نشود. در اینجا چند استراتژی اضافی وجود دارد که می توانید برای حل مشکل سینرزیس در حالی که در محدوده های نظارتی قرار دارید، از آنها کمک بگیرید:

استفاده از امولسیفایر E472 را بهینه کنید

• اطمینان از یکپارچگی مناسب امولسیفایر:
  • بررسی کنید که امولسیفایر به طور کامل و یکنواخت در سراسر مخلوط کره بادام زمینی پخش شده باشد. این را می توان با اصلاح فرآیند آسیاب گلوله ای یا استفاده از مراحل اختلاط اضافی به دست آورد.

استفاده از مواد مکمل

• تثبیت کننده های طبیعی را اضافه کنید:
  • از تثبیت کننده های طبیعی استفاده کنید که می توانند همزمان در کنار E472 برای افزایش پایداری بدون تجاوز از حد امولسیفایر اضافه شوند. به عنوان نمونه می‌توان از مواد زیر استفاده کرد:
    • صمغ زانتان: مقدار کمی (0.1-0.3٪) می تواند به طور قابل توجهی ویسکوزیته را بهبود بخشد و سینرزیس را کاهش دهد.
    • صمغ گوار: غلیظ کننده طبیعی دیگری که می تواند به تثبیت مخلوط کمک کند.
    • پکتین: می توان به مقدار کم برای تثبیت فاز آب استفاده کرد.

بهینه سازی فرآیند

• بهینه سازی پارامترهای آسیاب:
  • کنترل دما: اطمینان حاصل کنید که آسیاب گلوله ای بیش از حد گرم نمی شود، که می تواند امولسیفایر یا روغن را تخریب کند.
  • توزیع اندازه ذرات: اندازه ذرات یکنواخت و ریز را هدف قرار دهید تا سطحی را افزایش دهید تا امولسیفایر بر روی آن تأثیر بگذارد.

تکنیک های اختلاط پیشرفته

• اختلاط با برش بالا:
  • علاوه بر آسیاب گلوله ای، میکسر با برش بالا را پیشنهاد می‌کنیم. اختلاط با برش بالا می تواند امولسیون های ظریف و پایدارتری ایجاد کند.

تنظیمات فرمولاسیون

• محتوای آب و روغن را تنظیم کنید:
  • حتی اگر محتوای آب کم است، تنظیم کمی تعادل می تواند کمک کند. به عنوان مثال، افزایش جزئی در محتوای آب (در حالی که در محدوده قابل قبول باقی می ماند) ممکن است روند امولسیون سازی را بهبود بخشد.

ذخیره سازی و جابجایی

• بهینه سازی شرایط ذخیره سازی:
  • کره بادام زمینی را در دمای ثابت و خنک نگهداری کنید تا از جدا شدن آن جلوگیری کنید. نوسان دما می تواند منجر به جدا شدن روغن شود.

منابع:

1. شناخت بادام زمینی
2. رئولوژی کره بادام زمینی