پروتئین‌ها
پروتئین‌ها و پروتئین‌های ایزوله در صنایع غذایی کارکردهای زیر را ارائه می‌دهند:
- ظرفیت اتصال چربی
- غنی سازی محتوای مغذی
- امولسیون سازی
- هیدراتاسیون
- افزایش طعم و بهبود حس دهان
- توانایی کف کردن و پایداری
- ژل شدن
- چسبندگی و بهبود خواص رئولوژیکی (ویسکوزیته، کشسانی)
در فرمولاسیون محصولاتی مانند نوشیدنی‌ها، بستنی‌ها، پنیر، ماست و غیره حضور پر رنگ دارند. پروتئین‌ها به عنوان آنزیم، تبدیل مواد خام به محصولات غذایی بهبود یافته را کاتالیز می‌کنند. آنزیم‌های پروتئینی عبارتند از: کیموزین، لیپاز، لیزوزیم، لاکتوپراکسیداز، اسید پروتئیناز، خنثی پروتئیناز یا پپتیداز، آلفا آمیلاز، بتا زایلاناز، اکسیدوردوکتاز، لیپاز، پروتئاز، مالتوژن آلفا آمیلاز، آسپارژیناز، لیپواکسیژناز، پکتیانزها، سلولازها، همی سلولزها، لاکاز، گلوکومیلازها، ترانس گلوتامیناز، لیپس، اکتیدین، تیروزیانز و غیره که به طور گسترده در سطح جهانی در محصولاتی مانند نشاسته، نان، آبمیوه، نوشابه و لبنیات به کار می‌روند. ماندگاری پروتئین برای حفظ کیفیت و ایمنی ماده غذایی مهم است و امکان دارد تحت تأثیر عوامل خارجی مانند نور، گرما، رطوبت، آلودگی و غیره دستخوش تغییراتی شود. قیمت پروتئین‌های حیوانی به دلیل خواص عملکردی عالی نسبت به پروتئین‌های گیاهی حدود دو برابر است.
ساختار و انواع پروتئین
پروتئین از یک کلمه یونانی به معنای اول یا اولیه گرفته شده است که بیانگر نقش اساسی پروتئین‌ها در حفظ و ایجاد حیات است. پروتئین‌ها ترکیبات حاوی نیتروژن هستند که از واحد اسیدهای آمینه ساخته شده‌اند. آنها جزء اصلی ساختار ماهیچه‌ها و سایر بافت های بدن هستند. پروتئین‌ها از 22 اسید آمینه مختلف تشکیل شده‌اند که توسط پیوند‌های پپتیدی به هم متصل شده‌اند و زنجیره حاصل را پلی پپتید می‌نامند. آنها ساختار اولیه مشابهی دارند اما در زنجیره‌های جانبی متفاوت هستند. پروتئین‌هایی که برای فرآوری مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند منشاء مختلفی دارند:
- پروتئین‌های حیوانی ( مانند ژلاتین ها)
- پروتئین‌های گیاهی (مانند پروتئین بادام زمینی، پروتئین گندم، پروتئین کنجاله کانولا، سویا)
- مشتقات حیوانی پروتئین (به عنوان مثال پروتئین شیر)
پروتئین‌های غذایی اسیدهای آمینه ضروری را که بدن برای سنتز پروتئین به آن نیاز دارد، فراهم می‌کنند. کارکرد آنها همچنین به خواص حسی و عملکردی غذا (مانند بافت، طعم و ثبات) کمک می‌کند.
پروتئین‌های استخراج شده
پروتئین‌های استخراج‌شده به پروتئین‌هایی اطلاق می‌شوند که از منابع طبیعی خود، مانند بافت‌های گیاهی یا حیوانی، از طریق تکنیک‌های مختلف پردازش جدا شده یا استخراج شده‌اند. این فرآیندهای استخراج معمولاً شامل شکستن ماتریس مواد غذایی پیچیده وجداسازی بخش پروتئین از سایر اجزاء مانند کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و مواد معدنی است. پروتئین های استخراج شده را می‌توان به عنوان مواد تشکیل دهنده برای بهبود خواص ماده غذایی، بسته به کاربردها و عملکردهای مورد نظر به فرمولاسیون ماده غذایی اضافه کرد. پروتئین‌ها را به اشکال مختلف از جمله کنسانتره پروتئین، ایزوله و هیدرولیزات پردازش می‌کنند.
کارکردهای پروتئین‌ها در صنایع غذایی
پروتئین‌ها به سیستم‌های غذایی، کارکردهای فنی و عملکردی مختلفی ارائه می‌دهند که به بافت، ساختار، ثبات و کیفیت کلی محصولات غذایی کمک می‌کنند؛ در ادامه به خواص کارکردی پروتئین‌ها به شکل موردی اشاره شده است:
امولسیون سازی
پروتئین‌ها خاصیت امولسیون کنندگی دارند و امولسیون‌های روغن در آب یا آب در روغن ایجاد می‌کنند. ویژگی امولسیون کنندگی برای جلوگیری از دو فاز شدن مخلوط و حفظ پایداری امولسیون در محصولاتی مانند سس‌ها و خامه بسیار مهم است.
ایجاد کف (عامل فومینگ)
کف کردن: پروتئین‌ها می توانند با به دام انداختن حباب های‌هوا یا گاز در داخل ماتریس پروتئین، ایجاد فوم یا کف کنند. خاصیت کف کردن در فرایند تولید محصولات غذایی پف‌دار مانند مرنگ، موس و تاپینگ‌های زده شده ضروری است و باعث ایجاد ثبات، حجم و بافت در این محصولات می‌شود.
ژل سازی
بسیاری از پروتئین ها توانایی تشکیل ژل در شرایط مناسب را دارند. ژل شدن زمانی اتفاق می‌افتد که پروتئین‌ها تحت یک بازآرایی ساختاری، شبکه‌ای سه‌بعدی تشکیل می‌دهند که آب یا سایر اجزای مایع را به دام می‌اندازد. ژلهای پروتئینی به بافت ثبات و ویژگی‌های حسی محصولاتی مانند دسرهای ژلهای کمک می‌کنند.
ظرفیت اتصال آب
پروتئین‌ها دارای خاصیت اتصال به آب هستند که به حفظ رطوبت و آبدار بودن محصولات غذایی کمک می‌کند. این خاصیت به ویژه در فرآورده‌های گوشتی بسیار مهم است، زیرا پروتئین‌ها باعث حفظ آب بافت و شادابی محصول در حین پخت می‌شوند.
بهبود بافت
پروتئین‌ها می‌توانند با ایجاد شبکه بر ویسکوزیته، کشش و احساس دهان تأثیر بگذارند و به خواص بافتی محصولات غذایی کمک کنند. این ویژگی در محصولاتی مانند محصولات پخت و نان، ماکارونی و آنالوگ‌های گوشت حائز اهمیت است.
حلالیت و پخش پذیری
پروتئین‌ها حلالیت و پخش پذیری متفاوتی در سیستم‌های غذایی مختلف از خود نشان می‌دهند. این خاصیت بر سهولت ادغام پروتئین در محصولات غذایی و رفتار عملکردی آنها تأثیر می‌گذارد. پروتئین‌های محلول در محصولاتی مانند نوشیدنی‌های غنی شده با پروتئین مطلوب هستند؛ در حالی که پروتئین‌های پراکنده و پخش پذیر برای فرمولاسیون‌های پودری و محصولات غذایی فوری مناسب هستند.
انعقاد ناشی از گرما
بسیاری از پروتئین‌ها در اثر گرما لخته یا دناتوره می‌شوند. انعقاد ناشی از گرما در فرآیندهای غذایی مختلف، مانند فرآوری کیک پای گوشتی، محصولات پخت و نان حاوی پروتئین و توفو استفاده می‌شود. انعقاد به ایجاد ساختار، بافت و پایداری در این محصولات کمک می‌کند.
فعالیت آنزیمی
برخی از پروتئین‌ها دارای فعالیت آنزیمی هستند که می‌توانند هم اثرات مثبت و هم منفی بر سیستم‌های غذایی داشته باشند. فعالیت آنزیمی به ایجاد طعم مطلوب در فرآیندهایی مانند تخمیر و رساندن کمک می‌کند. از سوی دیگر، بعضا باعث ایجاد تغییرات نامطلوب در کیفیت غذا، مانند قهوه‌ای شدن یا بد طعم شدن می‌شود.
ایجاد طعم و عطر
پروتئین‌ها می‌توانند با سایر اجزای موجود در سیستم‌های غذایی تعامل داشته باشند و به ایجاد پروفایل طعم و عطر کمک کنند؛ پروتئین‌ها می‌توانند با ترکیبات فرار ادغام شوند و آنها را حمل کنند. به این ترتیب بر انتشار و درک طعم‌ها تأثیر می‌گذارند. همچنین پروتئین‌ها تحت واکنش‌های میلارد، طعم‌های مطلوب را در محصولات پخت و نان، گوشت کبابی و قهوه ایجاد می‌کنند.
ارزش غذایی
پروتئین‌ها منبع مهمی از اسیدهای آمینه ضروری هستند و در محصولات غذایی، ارزش مغذی ایجاد می‌کنند. آنها با رشد و ترمیم بافت‌ها و سلول‌های بدن، در ارتباط هستند.
