گوار گام
گوار گام، صمغی طبیعی است که از آندوسپرم دانه گوار Cyamopsis tetragonolobus و Cyamopsis psoraloides از خانواده Leguminosae به دست میآید. چندین گونه مختلف از گیاه لوبیا گوار وجود دارد که عمدتاً در هند و پاکستان و تا حدودی در ایالات متحده کشت میشوند. گوار گام یا صمغ گوار پلی ساکاریدی محلول در آب است و به دلیل توانایی آن در تشکیل پیوندهای هیدروژنی با مولکولهای آب در صنایع مختلف استفاده میشود. همچنین، توانایی تغلیظ کردن بسیار خوبی دارد. مقرون به صرفه است و به طور گستردهای در صنایع غذایی، کاغذ، داروسازی، آرایشی و بهداشتی، حفاری چاه نفت، مواد منفجره و صنایع نساجی به شکل پودر صمغ گوار استفاده میشود. توسعه پوششهای زیست تخریبپذیر و فیلمهای نانوکامپوزیتی برای بهبود ماندگاری و کیفیت محصولات غذایی فاسد شدنی امروزه بسیار مورد توجه هستند. در این راستا، صمغها، بهویژه گوار گام، به دلیل ساختار پلیمری و در دسترس بودن، گزینه مناسبی برای بهبود پایداری بستهبندیهای زیست تخریبپذیر است.
خواص فیزیکوشیمیایی گوار گام
- حلالیت
صمغ گوار در محلولهای قطبی مانند آب، هیدرازین، فرمامید، اتیلن دی آمین و آمونیاک مایع حل میشود. عوامل مختلفی مانند افزایش دما، کاهش pH و اندازه ذرات، حلالیت گوار گام را در آب افزایش میدهند، در حالی که وجود نمک و شکر حلالیت را کاهش میدهد.
- ویسکوزیته
صمغها توانایی ساخت محصولاتی با ویسکوزیته بالا در غلظت کم را دارند و از این رو در صنایع غذایی مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. ساختار صمغها به دو دسته خطی و شاخه ای تقسیم میشود. صمغهای با ساختار خطی، فضای بیشتری را اشغال میکنند و در نتیجه چسبناکتر از صمغهای شاخهای هستند؛ در حالی که صمغهای شاخهدار ژل کارآمدتری تشکیل میدهند و حلالیت بیشتری در آب دارند. گوار گام از نظر ساختاری یک پلی ساکارید است که یک زنجیره بلند با شاخه های بسیار کوتاه دارد. از این رو به سرعت آب را جذب کرده و محلول بسیار غلیظی میسازد.
- قابلیت ژل سازی
یکی از مهمترین خواص گوار، ژل سازی است. ژل یک واسطه بین جامد و مایع است که هم خاصیت جامد (الاستیک) و هم مایع (جریان) دارد. ژل شدن پدیده ای است که شامل اتصال عرضی زنجیرههای پلیمری برای تشکیل یک شبکه سه بعدی است که آب را به دام میاندازد. ژل تشکیل شده توسط گوار به عواملی مانند دما، pH و غلظت گوار بستگی دارد. محدوده pH بهینه برای تشکیل ژل 7.5 تا 10.5 است. ترکیبات مختلف، از جمله بورات و یونهای فلزات واسطه، اتصالات عرضی را با صمغ گوار افزایش میدهند و در نتیجه قدرت ژل، ویسکوزیته و مقاومت را در دماهای بالا افزایش مییابند.
- pH
صمغ گوار به دلیل ساختار خنثی خود در محدوده وسیعی از PH پایدار است. بیشترین جذب آب در pH 8 تا 9 و کمترین جذب آب در pH بیشتر از 10 و کمتر از 4 رخ میدهد.
- تغلیظ کنندگی
یکی از خصوصیات مهم هیدروکلوئیدها، غلیظ شدن است که دلیل استفاده از آنها در محصولات مختلف غذایی از جمله سس، مربا و ... است. این فرآیند ناشی از در هم تنیدگی زنجیرههای پلیمری هیدروکلوئیدی با حلال است. در غلظتهای بحرانی، مولکولها تحرک کمتری دارند، به هم میپیوندند و شبکهای در هم تنیده ایجاد میکنند و در نهایت فرآیند ضخیم شدن را آغاز میکنند. گوار گام به دلیل داشتن گروه های هیدروکسیل تمایل به تشکیل پیوندهای هیدروژنی با آب دارد و میتواند به عنوان تثبیتکننده و غلیظکننده استفاده شود.
- اثر همافزایی (سینرژیک)
صمغ گوار دارای ساختار منحصر به فردی است که از زنجیره های خطی گالاکتوز و مانوز با نقاط انشعاب در فواصل منظم تشکیل شده است. از این رو اثر هم افزایی صمغ گوار باعث افزایش خواص عملکردی آن در در ترکیب با سایر هیدروکلوئیدها، پروتئینها، قندها و نمک میشود. برای مثال، ترکیب صمغ گوار و صمغ زانتان محلول قویتر، الاستیکتر و چسبناکتری نسبت به هر کدام از آنها به طور جداگانه ایجاد میکند. میتوان از این ترکیب در محصولاتی مانند سس و نوشیدنی استفاده کرد. از دیگر اثرات همافزایی گوار گام میتوان به ترکیب آن با پروتئین اشاره کرد. این ترکیب ژلهای پایدار در برابر حرارت تولید میکند و بافتهای ضخیمتر و خامهتری را در محصولاتی مانند ماست و بستنی ایجاد میکند.
کاربردهای گوار گام در صنایع غذایی
یکی از متداولترین کاربردهای گوار گام در محصولات لبنی است، جایی که ماست را غلیظ میکند. در محصولات پنیر، دوغ، کفیر و بستنی همچنین به بهبود همگنی بافت کمک میکند. باعث بهبود بافت خمیر در محصولات پخت و نان میشود. این ماده به عنوان پیونده و جایگزین چربی در محصولات گوشت و فرآوردههای گوشتی استفاده میشود. علاوه بر این، ثبات، بافت و ظاهر را در سسها (مانند سس سالاد، کچاپ، خردل و مایونز) و بهبود میدهد. در حالی که صمغ گوار لزوماً مواد مغذی ضروری را فراهم نمیکند، اما کالری کم و فیبر بالایی دارد که به ایجاد احساس سیری کمک میکند. همچنین برای کنترل برخی از مشکلات سلامتی مانند دیابت مفید است. در ادامه به شکل موردی به کاربردهای گوار گام در محصولات مختلف غذایی اشاره شده است:
کاربرد گوار گام در محصولات پخت و نان
کارکرد اصلی گوار گام، تنظیم جذب آب و بهبود رئولوژی خمیر است. فرآیند مخلوط کردن و دستور پخت را بهبود میبخشد، با حفظ رطوبت، ماندگاری محصولات را افزایش می دهد، از سینرزیس غذاهای منجمد (مانند نان منجمد) جلوگیری میکند و قابلیت پخش را کنترل میکند. افزودن گوار گام به خمیر نان گندم، به طور قابل توجهی حجم نان را پس از پخت افزایش میدهد. سطح پایینی از گوار گام را میتوان به محصولات اکسترود شده مانند غلات صبحانه، ماکارونی و میان وعده ها اضافه کرد تا بازده اکسترودر را افزایش داده و به دلیل اثر روان کننده از پسرفتگی جلوگیری کند، ظاهر را بهبود بخشد و تردی را افزایش دهد.
کاربرد گوار گام در محصولات لبنی
به دلیل تطبیق پذیری، گوار گام را میتوان در محصولات لبنی مختلف برای تأثیر بر کریستالیزاسیون، جلوگیری از کرمی شدن ناخواسته، سینرزیس یا ته نشین شدن، بهبود رفتار انجماد و ذوب شدن و تثبیت کف استفاده کرد. گوار گام به جلوگیری از جدا شدن مواد چربی و حفظ یکنواختی بافت در فرآوردههایی مانند پنیر، ماست، شیر نارگیل، دسرهای گازدار، تاپینگ، بستنی و میلک شیک کمک میکند.
کاربرد گوار گام در گوشت و فرآوردههای گوشتی
صمغ گوار به طور گسترده در صنعت گوشت به عنوان جایگزین چربی و همچنین در فیلمهای خوراکی برای بهبود ماندگاری و افزایش ماندگاری محصولات گوشتی استفاده میشود. به طور مثال، سوسیسهای فرانکفورت کم چرب ساخته شده با صمغ گوار در مقایسه با سایر جایگزینهای چربی از نظر کیفیت پایدارتر هستند. صمغ زانتان و گوار میتوانند به عنوان هیدروکلوئید در تهیه سوسیس مرغ کم چرب استفاده شوند و ماندگاری را به مدت 6 ماه کیفیت قابل قبولی را حفظ خواهند کرد.
