مقاله HFCS و کاربرد آن در صنايع غذايي

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

 مقاله HFCS و کاربرد آن در صنايع غذايي دارای 52 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله HFCS و کاربرد آن در صنايع غذايي  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله HFCS و کاربرد آن در صنايع غذايي

مقدمه:  
تاریخچه HFCS :  
فرایند تولید HFCS :  
کاربرد مهندسی ژنتیک در تولید HFCS :  
انواع مختلف HFCS:  
مزایای HFCS :  
معایب HFCS:  
کاربردHFCS  در بستنی:  
مقدمه  
مروری بر پژوهش های پیشین .  
فواید مصرف HFCSدر بستنی  
مضرات مصرف زیاد HFCSدربستنی.  
چکیده  
نتایج و بحث  
مطالعه پایداری نوشابه در طول نگهداری  
HFCS و بازار جهانی:  
مقدمه :  
صنعت و مدل اقتصادی :  
تولید HFCS :  
خلاصه و بحث :  
حمل HFCS  :  
قیمت شکر :  
قیمت های HFCS :  
ظرفیت HFCS :  
هزینه های خالص ذرت :  
روزهای درجه بندی شده سرمایش :  
بحث و نتیجه :  

مقدمه

HFCS شربتی پرکاربرد و در عین حال فروکتوز, منوساکاریدی است که تقریباً 75 درصد شیرین‌تر از ساکاروز است؛ به همین علت فروکتوز و فرآورده‌های آن, غالباً جانشین ساکاروز می‌شوند و می‌توان آن را از هیدرولیز ساکاروز به دست آورد.در طبیعت, فروکتوز (لوولوز) قند اصلی بسیاری از میوه‌ها و سبزیجات است و به همین دلیل به آن قند میوه می‌گویند. عسل حاوی 55 درصد وزنی فروکتوز بر مبنای ماده­ی خشک است. فروکتوز در شکل پلیمری, به عنوان اینولین در منابعی از قبیل کنگر اورشلیمی, کاسنی و گیاه مولد قاصدک وجود دارد و ضمن فرآیند با اسید یا آنزیم آزاد می‌شود

HFCS مخفف High Fructose Corn Syrup به معنی شربت ذرت با فروکتوز بالاست. شربت‌های با میزان فروکتوز بالا, افزایش روزافزون تقاضا برای قند و نیز افزایش قیمت آن, توجه دانشمندان را معطوف به تولید شیرین‌کننده‌های دیگر کرد. شربت‌های اینورت, شربت‌های گلوکز ـ فروکتوز و یا شربت‌های دارای میزان‌ فروکتوز بالا به عنوان شیرین‌کننده‌هایی که می‌توانند جایگزین ساکاروز شوند؛ در نظر گرفته شدند. علت این امر وجود فروکتوز است که دارای اندیس شیرینی 173 در مقایسه با گلوکز با شیرینی 74 یا ساکاروز با شیرینی 100 بود

تاریخچه HFCS

تلاش‌های جدی جهت تولید فروکتوز در آمریکا به اوایل دهه­ی 1950 برمی‌گردد. اما فقط در اواسط دهه­ی 1970 بود که محققان موفق شدند فروکتوز خالص را به صورت تجاری به دست آورند, حق ثبت شده­ی انحصاری آن متعلق به هولشتاین (Holestein) و هولسینگ(Holsing)  است

 در اروپا در کشورهایی مانند آلمان, فنلاند و فرانسه تحقیقاتی روی شیمی مواد قندی و گسترش آن برای یافتن فروکتوز انجام و ساکاروز مجدداً به عنوان منبع اصلی ماده­ی خام فروکتوز مطرح شد. در دهه­ی 1960 فروکتوز کریستال شده صنعتی در اروپا تولید شد

در سال 1874 میلادی تشخیص داده شد که فروکتوز به عنوان شیرین‌کننده برای بیماران دیابتی, بر ساکاروز ارجحیت دارد

در پی کشف تبدیل قلیایی دکستروز به فروکتوز در سال 1895, تعداد قابل توجهی از بررسی‌ها به سوی روشی جهت توسعه‌ی یک فرآیند تجارتی در این مورد معطوف شد. با این وجود به خاطر مشکلاتی از قبیل رنگ و طعم نامطلوب, محصولات کم‌ارزش و بازده پایین فروکتوز, این فرآیند هرگز از نظر تجاری مقرون به صرفه نشد. تبدیل آنزیمی دکستروز به فروکتوز توسط (گلوکو ایزومراز) نخستین بار در سال 1957 گزارش و در سال 1960 ثبت شد

جست‌وجو در این مرحله, در ژاپن برای چندین سال ادامه یافت تا نهایتاً در سال 1966 منجر به تولید تجاری آن شد و در سال 1971 در ایالات متحده ثبت گردید. فناوری ژاپنی تحت لیسانس استاندارد نوشیدنی‌ها بود و تولید در سال 1967 در ایالات متحده با اجرای فرآیند غیرپیوسته آغاز شد. محصولات 15 درصد وزنی فروکتوز در سال 1968 به محصولی با 42 درصد وزنی فروکتوز بدل شد. در سال 1972 یک سیستم پیوسته با استفاده از فرآیند آنزیم غیرفعال شده, پایه ‌گذاری شد

از نسل قبل تا به امروز رژیم غذایی آمریکاییها دچار تغییرات گسترده ای شده است . به طور خاص , استفاده از مواد شیمیایی و سنتزی در بازارهای این کشورها به طور چشمگیری در حال افزایش است . یک مثال بارز در این مورد جایگزینی HFCS به جای شکر سر سفره هاست . HFCS به بازار آمریکا در سال 1967  معرفی شد

در سال 1984 , کوکاکولا نیز به شیرین کننده ها در آمریکا اضافه شد . دیگر شرکت های تولید کننده نوشیدنی ها به سرعت جای خود را در بازار پیدا کردند . امروزه HFCS در مواد غذایی پروسه شده ای نظیر نان ها , غلات , بارهای صبحانه , گوشت , ماست , سوپ و ; به کار می رود . این یک کالای عمده و ارزان در صنعت می باشد

از سال 1970 تا 1990 , مصرف HFCS از حد معین خود نیز گذشت و امروزه در آمریکا حدود 12 قاشق در روز از این شیرین کننده با کالری 1 در 10 کالری مصرف می شود
در حال حاضر بسیاری از تولید کنندگان مواد غذایی آمریکا  HFCS را جایگزین قند معمولی در انواع مواد غذایی فرآیندی, نموده اند که دلایل زیر را برای چنین تصمیماتی عنوان می کنند

تولید فراوان محصول ذرت
یارانه های دولتی به بخش کشاورزی
تعرفه های بالای گمرکی برای واردات شکر نسبتاً ارزان
انتقال آسان بدلیل حمل فله ای
سهولت در افزودن به مواد غذایی به دلیل مایع بودن
استفاده از HFCS سبب افزایش ماندگاری مواد غذایی در قفسه های آشپزخانه ها

 HFCS هم اکنون تأمین بیش از 40 درصد شیرین کننده های انرژی زا را در آمریکا برعهده دارد و بعنوان افزودنی بمیزان 42 درصد در صنایع نوشابه های غیر الکلی, 21 درصد در صنایع غذایی و 13 درصد در صنایع پُخت و فرآوری غلات مصرف می گردد

فرایند تولید HFCS

برای تولید HFCS , ابتدا نشاسته ذرت باید از پوسته آن جدا گردد که از سود بدین منظور استفاده می گردد و اسید هیدروکلرید نیز برای حفظ تعادل و توازن PH اضافه می شود .فرایند های ذرت مانند ADM یا Cargill , نشاسته ذرت را از پوسته جدا می کنند نشاسته ذرت در حین فرایندی به نام هیدرولیزاسیدی به شربت ذرت تبدیل می شود نشاسته مرطوب با اسید هیدروکلراید مخلوط می شود و بعد از پرس شدن برای شکست بیشتر مولکول های نشاسته بدان حرارت می دهند . برای تولید HFCS سه آنزیم مورد استفاده قرار می گیرد

آنزیم های آلفاآمیلاز نشاسته را به زنجیره های کوتاهتر قندی که پلی ساکارید خوانده می شوند تبدیل می کنند . بعد از این مرحله , در فرایند ذرت نشاسته به HFCS تبدیل می شود

جهت تولید HFCS, از یک آنزیم خاص به نام اسویتزایم (Sweetzyme) استفاده می‌شود. در پروسه ی تولید HFCS, به دلیل این که فعالیت آنزیم مذکور با زمان کاهش می‌یابد, کنترل دقیق فعالیت آن نیازمند تجهیزات خاصی است و مقدار مواد ورودی به راَکتور باید نسبت به فعالیت آنزیم تنظیم شود. با افزایش دما, فعالیت آنزیم نیز بیشتر شده, اما در ازای آن, طول عمر آن کوتاه‌تر می‌شود. در این پرو سه, کنترل PH محلول ورودی نیز بسیار مهم است

نیمه عمر آنزیم Sweetzyme حدود 200 روزست اما با کنترل دقیق عوامل واکنش, می‌توان این زمان را افزایش داد. آنزیم Sweetzyme جهت فعالیت, به یون‌های Mg2+ نیاز دارد. لذا قبل از ورود محلول دکستروز به راکتور ایزومریزاسیون, غلظت یون‌های Mg2+ با سولفات منیزیم تنظیم می‌شود. این نکته بسیار مهم است که یون‌های Ca2+ در محیط نباشد؛ چون این یون‌ها, Sweetzyme را غیرفعال می‌کنند. در گذشته از یون‌های کبالت استفاده می‌شد تا اثرCa2+  را خنثی کنند. معمولاً تعداد یون‌های کبالت, 20 برابر یون‌های Ca2+   بود؛ اما پس از مدتی دانشمندان به اثرات سمی کبالت بر بدن انسان پی بردند و این واکنش را بدون یون‌های کبالت انجام دادند

برای تولید HFCS نشاسته ( پلی ساکارید ) را با استفاده از آنزیم های اصلاح شده گلوکز آمیلاز به گلوکز تبدیل می کنند . مخلوط از ستون محتوی آنزیم می گذرد و نسبتی از گلوکز به فروکتوز مبدل می شود که این مرحله ایزومری شدن ( ایزومریزاسیون ) نام دارد . نتیجه کار شیرین کننده HFCS است که تقریبا حدود 42 % فروکتوز و 52 % گلوکز و 6 % ساکلریدهای دیگر دارد . این محصول HFCS-42 نام دارد . کاستیک سود مورد استفاده برای دلایل مختلف در پروسه به کار می رود . پروسه جداسازی می تواند محتوی قند فروکتوز در HFCS را تا 90 % برساند و لذا مرحله مخلوط کردن با 42 % مخلوط اصلی می تواند بازدهی شربت را به 55 % برساند

کاربرد مهندسی ژنتیک در تولید HFCS

گلوکز ایزومراز, آنزیمی است که در فرآیند تولید HFCS از اهمیت فراوان برخوردار است. این آنزیم در بیوراکتورهای صنعتی توسط یک واکنش شیمیایی بین  گلوکز و گروه های آمین ثانویه لیزین موجود در ساختار آنزیم, غیرفعال می شود. محققین در شرکت Gist- Brocade روشی را برای اصلاح ژن گلوکز ایزومراز ایجاد کردند, که در آن قسمتی از مولکول آنزیم (جز لیزین) که گلوکز به آن حمله می کند, به گروه هایی (جز آرژینین) که مورد حمله گلوکز واقع نشده ولی قادر هستند که ساختار آنزیم را حفظ کنند, تبدیل می شود. با استفاده از این روش, زمان استفاده مفید از آنزیم گلوکز ایزومراز در شرایط صنعتی به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و این موضوع باعث افزایش ظرفیت تولید و کاهش هزینه های عملیاتی می شود

انواع مختلف HFCS

1-   HFS-100: حاوی 100 درصدفروکتوز

2-   HFCS-90: حاوی 90 درصد فروکتوز و 10 درصد گلوکز که از ساکارز بسیار شیرین تر است

3-   HFCS-55: حاوی 55 درصد فروکتوز و 45 درصد گلوکز که در تهیّه نوشابه های رقیق کاربرد دارد و میزان شیرینی آن طبق محاسبات (Hanover-1993)حدود 128 برابر ساکارز است

 4-   HFCS-50: حاوی 50 درصد فروکتوز و 50 درصد گلوکز که میزان شیرینی آن طبق آزمایشات (Watt.BK-1963) حدو 120 برابر ساکارز برآورد شده است

5-   HFCS-42: حاوی 42 درصد فروکتوز و 58 درصد گلوکز که در مواد غذایی پخته شده مصرف می شود و میزان شیرینی آن طبق محاسبات (Hanover-1993) حدود 116 برابر ساکارز تعیین گردیده است .

شربت HFCS  با 42 درصد فروکتوز که به‌طور مستقیم از فرآیند ایزومریزاسیون شیره­ی نشاسته ذرت  (DE=95) به دست می‌آید, نسبت به شربت HFCS با 55 درصد فروکتوز, دارای کاربرد نسبتاً کمتری است. شربت HFCS با 90 درصد فروکتوز, در صورت خالص‌سازی شربت HFCS 42 درصد از طریق کروماتوگرافی, به دست می‌آید. این شربت اکثراً به عنوان محصولی شیرین‌تر از شیرین‌کننده‌های حاوی ساکاروز کاربرد دارد. شربت HFCS با 55 درصد فروکتوز که از مخلوط کردن شربت فروکتوزی 42 درصد با شربت فروکتوزی 90 درصد به دست می‌آید, دارای کاربردی وسیع در صنعت غذاست. طبق آمار موجود در ژاپن و آمریکا, شربت فروکتوزی 55 درصد, حدود دو برابر شربت فروکتوزی 42 درصد تولید می‌شود
در حال حاضر بیشترین تقاضای HFCS در بازار مصرف آمریکا مربوط به انواع HFCS-42 و HFCS-55 می باشند. HFCS-55  دارای شیرینی معادل شکر بوده و در تولید نوشابه های گازدار استفاده می شود

گونه 42 درصد آن از شیرینی کمتری برخوردار بوده و در نوشابه های بدون گاز ( آب میوه ها ) , محصولات تخمیری نانوایی و محصولاتی که به نقطه انجماد پایین نیاز دارند و یا سطح آنها می بایست طلایی تر و یا عطر آنها تشدید شود مورد مصرف قرار می گیرد

مزایای HFCS

این شربت جز شیرین کننده ها طبیعی است و شیرینی معادل شیرینی شکر را فراهم می کند
HFCS یک قند احیا کننده است که باعث تشدید طعم محصول شده و رنگ مطلوب طلایی ایجاد می کند
عامل ایجاد بافت نرم در شیرینی , اسنک ها و دیگر محصولات نانوایی می شود
با ثابت نگه داشتن رطوبت مانع از کریستالیزه شدن بعد از پخت می شود,
در کنسانتره های منجمد شده ای که مشکل حلالیت دارند, حل می شود
باعث ثبات طعم شیرینی در محصولاتی مثل سس ها و سالادهای میوه می شود,
96درصد قند موجود در آن قابلیت تخمیر دارد و در صنعت نانوایی بسیار پر اهمیت است,
با جلوگیری از فساد میکروارکانسیم ها و کاهش water activity باعث حفظ تازگی محصول می شود

 معایب HFCS

لینک کمکی