کاربردهای قندهای الکلی در صنایع غذایی

قندهای الکلی :

قندهای الکلی امروزه مصرف مواد غذایی که باعث کمک به بهبود سلامتی  و کاهش ریسک ناشی از بیماریهای مختلف می گردند در مصرف کنندگان رو به افزایش می باشد در این میان توجه زیادی به نوع خاصی از کربوهیدراتها به نام کربوهیدراتهی غیر قابل هضم معطوف شده است. این ترکیبات ویزگی های فیزیکوشیمیایی و فیزیولوژیکی سودمندی برای سلامت مصرف کنندگان داشته و به این دلیل مصرف این ترکیبات در حال حاضر در حال افزایش است. کربوهیدراتها بر اساس وزن ملکولی یا درجه پلیمریزاسیون (تعداد مونوساکارید های سازنده) به مونوساکاریدها، اولیگوساکاریدها یا پلی ساکاریدها تقسیم بندی می شوند.

غیر قابل هضم بودن این ترکیبات از این غیر قابل هضم بودن این ترکیبات از این ویژگی ناشی شده است که اتم کربن اتومریک در (C1 یا C2) در واحد های مونومریک اولیگوساکاریدهای غیر قابل هضم دارای چنان آرایش فضایی هستند که باند های این اولیگوساکاریدها را برای آنزیمهای بدن غیر قابل هضم می نماید. گروههای اصلی از کربوهیدراتهای غیر قابل هضم کربوهیدراتهایی هستند که واحدهای مونومریک آنه8ا فرئکتوز، گالاکتوز، گلوکز و یا زایلوز هستند.

مواد غذایی حاوی قند های الکلی به علت جایگزین شدن قند توسط قندهای الکلی می توانند به عنوان مواد غذایی کم هضم و کم کالری معرفی شوند. این ترکیبات به علاوه انرزی کمتر از شکر داشته و دارای مزایای دیگیری (کاهش پاسخ گلایسمیک، کاهش اثر خورندگی بر دندان و افزایش اثرات پروبیوتیکی)هستند. از نظر ساختار شیمیایی قند های الکلی ممکن است از مونوساکاریدها مشتق شده باشند(مانند سوربیتول،مانیتول،زایلیتول و اریتریتول) مشتق شده از دی ساکاریدها باشند( مانند مالتیتول سیروپ و HSH) اگرچه قندهای الکلی بشکل گسترده ای در گیاهان وجود دارند. برای مصارف تجاری نیز تولید می گردند. قند های الکلی به علاوه به عنوان ترکیبات ایمن در مواد غذایی شناخته شده اند. این ترکیبات بشکل ناقص و آرام توسط انتشار در روده جذب می شوند. اما از طرفی به علت اثر ملین قند های الکلی مصرف بش از حد آنها (بیشتر از 50گرم دوز سوربیتول بیشتر 20 گرم دوز مانیتول) ممکن است باعث ایجاد اسهال شود. اگر قند های الکلی بشکل کامل جذب شوند متابولیسم مستقیم آنهادر حدود 4Kcal/gr انرژی تولید می کنند. هرچند جذب ناقص قند های الکلی باعث متابولیسم ناقص این ترکیبات و تخمیر توسط میکروفلور روده می شود. FDA در نظر گرفتن قند های الکلی را به عنوان ترکیبات کم انرژی تر نسبت به سایر شیرین کننده های مغذی مجاز دانسته  است.

علاوه بر این قند های الکلی سرعت متابولیزه شدن کمی نیز دارند و باعث پایین نگه داشته شدن گلوکز خون در دیابت نوع1و 2 می شوند. علاوه بر پاسخ گلایسمیک کمتر در قندهای الکلی و کربوهیدارتهای کم جذب، این ترکیبات باعث کاهش اندیس گلایسمیک سایر کربوهیدراتها نیز خواهند شد. این اثر نشان دهنده این واقعیت است که ویژگی کاهش پاسخ گلایسمیک برای این ترکیب زمانی که از این ترکیبات به همراه قندهای دیگر استفاده شود از بین نخواهد رفت.

با توجه به علاقه مصزف کنندگان ب ویژگی های تغذیه ای مواد غذایی و در خواست های روز افزون برای تولید مواد غذایی کم کالری و از طرفی کاربرد وسیع قند های الکلی و به عنوان جایگزین ساکارز برای کاهش کالری و اندیس گلایسمیک مواد غذایی در این مقاله ویزگی ها و کاربرد های گروهی از قند های الکلی مورد بررسی قرار گرفته است.

شیرین کننده های کم کالری جایگزین ساکارز:

به طور کلی شیرین کننده های جایگزین ساکاز را می توان به دو دسته شیرین کننده های مغذی و غیر مغذی تقسیم کرد. اغلب قندهای الکلی از جمله سوربیتول (E420)، مانیتول (E421)، ایزومالتوز (E953) ،مالتیتول (E965) ،لاکتیتول (E966) و زایلیتول (E967 ) جز شیرین کننده های مغذی به شمار می روند. شیرین کنندگی قندهای الکلی 100-40% ساکارز می باشد. قندهای الکلی در طیف وسیعی از محصولات غذایی از جمله: ژله، شکلات و بستنی تا محصولات نانوایی قابل کاربرد هستند.

مالتیتول:

مالتیتول یک شیرین کننده کم کالری حاصل از هیدروژناسیون مالتوز بوده و جایگزینی سیروپ ساکاز با این قند باعث کاهش کالری محصول خواهد شد. مالتیتول و پلی گلیسیتول به دلیل داشتن محدوده وسیعی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی شانس زیادی برای استفاده در فرمولاسیون محصولات غذایی جدید دارند.

به عنوان مثال مالتیتول یک ترکیب بافت دهنده (پرکننده) با طعم شیرین مناسب و با 90% شیرینی ساکارز است. در مقایسه با شکر، این قند باعث کاهش کالری شده (کالری زایی) 2/1 کیلو کالری بر گرم در مقابل 4 کیلو کالری بر گرم انژری زایی ساکارز)، برای افراد مبتلا به دیابت مناسب بوده و دارای اندیس گلایسمیک پایینی می باشد (اندیس گلایسمیک 52 در مقابل 68 برای ساکارز) به دلیل اینکه بسیاری از ویژگی های فیزیکی وشیمیایی مالتیتول به ساکارز شباهت زیادی دارد ، مالتیتول می تواند مستقیما در بسیاری از محصولات جایگزین ساکارز شود. این قند به همراه سایر قندها در محصولات قنادی مانند آدامس، قرص نعنایی و محصولات وابسته ،آبنبات های سخت ، شکلات، کارامل و محصولات نانوایی است.

زایلیتول:

این باعث بهبود ویژگی های حسی، ایجاد بافت مرطوب تر و بهبود ویژگی های ساختاری و ظاهری محصول خواهد شد.زایلیتول مزایای زیادی برای سلامتی دارد که به همراه طعم مناسب این ترکیب را به عنوان موفق ترین جایگزین طبیعی قند در جهان معرفی می کند در تحقیقی که برای مقایسه تاثیر ساکارز و زایلیتول بر عمر ماندگاری کیک انجام گرفت نمونه  های حاوی ساکارز پس از مدت 15 روز دچار کپک زدگی شدند.

در حالی که در نمونه  های حاوی 5% زایلیتول تا 29 روز اثری از کپک زدگی مشاهده نشده. این ویژگی باعث تبدیل زایلیتول به یک شیرین کننده موثر برای افزایش پایداری میکروبیولوژیکی شده است. علت این اثر به دلیل وزن ملکولی کمتر زایلیتول نسبت به ساکارز و افزایش فشار اسمزی توسط این قند می باشد.

شیرین کنندگی زایلیتول با ساکارز برابر بوده و بنابراین می تواند به نسبت 1:1 جایگزین آن شود بنابراین یکی از مهمترین مزایای زایلیتول در تهیه محصولات نانوایی قدرت شیرین کنندگی مشابه با ساکارز می باشد که نیاز به استفاده از شیرین کننده های سنتزی را به حداقل می ریاند.(زایلیتول تنها قند الکلی است که از نظر قدرت شیرین کنندگی با ساکارز برابری میکند.)

در حقیقت زایلیتول می تواند به عنوان جایگزین مستقیم شکر در کیک های اسنفجی و سایر محصولات نانوایی بدون هیچ گونه اثر منفی بر کیفیت محصول مورد استفاده قرار گیرد. انرژی تولید شده توسط این قند 1 کیلوژل بر گرم می باشد که این میزان 40% کمتر از انرژی تولید شده توسط ساکاز است.این ویژگی بعث مناسب شدن زایلیتول برای استفاده در مواد غذایی کم کالری شده است. ویژگی مهم تر زایلیتول جذب آرام و ورود به چرخه متابولیکی بدون نیاز به انسولین و بدون افزایش سری در سطح قند خون می باشد که باعث مطرح شدن زایلیتول به عنوان یک شیرین کننده دیابتی شده است زایلیتول به عنوان شیر ین کننده منحصر به فرد در ککی نیز به شمار می رود و ویزگی چنین محصولی نیز قابل مقایسه با محصولات تهیه شده از ساکارز و گلوکز می باشد قند زایلیتول قابل کاربرد به عنوان جایجزین شکر در محصولات قنادی مانند آبنات، پاستیل های تهیه شده با صمغ عربی، پاستیل های تهیه شده با صمغ عربی، پاستیل های ژلاتینی، آدامس، شکلات، محصولات لبنی و دسر های منجمد و محصولات نانوایی است.

سوربیتول و مانیتول :

سوربیتول و مانیتول جز اولین دسته از قند های مورد استفاده در غذاهای بدون قند (ساکارز) هستند. سوربیتول عنوان اولین قند الکلی که به شکل تجاری تولید شد، در محدوده وسیعی از مواد غذایی از جمله فراورده های نانوای و قنادی مورد استفاده قرار می گیرد و از نظر حجم مصرف سالیانه سوربیتول از سایرین پیشی گرفته است. محصولات قنادی تهیه شده از سوربیتول و مانیتول دارای اندیس گلایسمیک پاینی بوده و از این نظر مطابق با رزیم های غذایی مدرن هستند. این قند های قابل استفاده در رزیم غذایی فرد مبتلا به دیابت هستند زیرا نیازی به انسولین برای متابولیزه شدن ندارند. کالری زایی سوربیتول و مانیتول از کالری تولیدی توسط ساکارز کمتر است بنابراین این دو قند قابل استفاده در تهیه غذاهای کم کالری می باشد. عده ای از محققین معتقدند در میان قند های سوربیتول،مانیتول و فروکتوز سوربیتول و مناسب ترین قند برای جایگزین کردن ساکارز می باشد، زیرا ویژگی های حسی محصولی که در نهایت تولید می شود تا حدود زیادی به محصول تهیه شده با ساکارز شباهت دارد. موارد استفاده این ترکیبات در تهیه صمغ های خوراکی ، شکلات های سخت، قرص های خوراکی، سوسیس پخته شده (بهبود طعم و ممانعت از سوختن در حین پخت) شکلات و محصولات نانوایی است.

اریتریتول:

اریتریتول یک قند الکلی 4 کربنب است که به شکل طبیعی در بسیاری از غذاهای تخمیری، میوه ها، قارچ و حتی در مایعات و بافت های بدن انسان یافت می شود. علاوه بر شیرینی، اریتریتول دارای خواص دیگری مانند جذب رطوبت، پایدار کنندگی ، قوام دهندگی، کاهش نقطه انجمادو.. نیز هست که این ترکیب را برای استفاده در مواد غذایی مناسب کرده است. اریتریتول به عنوان یکی از ترکیبات مقاوم نسبت به تجزیه شدن توسط میکروارگانیسمهای مختلف برای تولید پلاک دندان مورد استفاده قرار می گیرد.

تحقیقیکه بر روی موشهای آزمایشگاهی انجام گرفت نشان داد که تعذیه موش های ازمایشگاهی با استفاده از 26% اریتریتول باعث ایجاد خوردگی کمتر(یک سوم نسبت به زمانی که از 26% ساکارز استفاده گردید) شد یکی از ویژگی منحصر به فرد اریتریتول این است که بر خلاف سایر قند های الکلی هیچ انرزی تولید نکرده و بنابراین اریتریتول یک قند الکی بدون کالری بوده و چون متابولیزه نمیشود فتقد اندیس گلایسمیک است. بسته به نوع سیستم غذایی اریتریتول 70-60% شیرین کنندگی ساکارز را دارست. یکی از ویژگی های منحصر بع فرد اریتریتول که از گرمای انحلال منفی آن ناشی شده است اثر خنک کنندگی این قند است.

این ویژگی در پاره ای محصولات مانند آب نبات مناسب بوده، اما در برخی محصولات این ویژگی منفی تلقی شده که با مخلوط کردن ترکیبات با گرمای انحلال مثبت با اریتریتول این مشکل مرتفع خواهد شد.غالبا مخلوط کردن اریتریتول با فیبر های محلول مانند اینولین برای رفع این مشکل پیشنهاد می شود. استفاده از اریتریتول به همراه شیرین کننده های سنتزی باعث بهبود احساس دهانی و کاهش پس طعم در محصولات قنادی و نوشیدنی ها خواهد شد. اریتریتول باعث پوشانده شدن پس طعم نامناسب قهوه،چای و عصاره گریپ فروت شده و در تهیه آدامس، شکلات، فوندانتها و محصولات نانوایی قابل کاربرد است.

آسه سولفام K و آسپارتام:

آسه سولفام K جز شیرین کننده های سنتزی طبقه بندی می شود. اما به دلیل کاربردهای فراوان، توضیحات مختصری در مورد این ترکیب اورده شد است. این ترکیب نمک پتاسیم آسه سولفام می باشد. آسه سولفم K، 20 برابر شیرین تر از ساکارز بوده و تقریبا شیرین کنندگی برابر با آسپارتام دارد. ویژگی های طعمی ایجاد شده توسط آسه سولفام K به سیستم غذایی مورد استفاده نیز وابسته است. در مقادیر کم، طعم شیرین این ترکیب با شدت بشتری احساس می شود در حالی که در مقادیر بالاتر امکان ایجاد طعم های جانبی در محصول وجود خواهد داشت. آسه سولفام K برای سالها بدون تغییرات محسوس قابل انبارداری است. آسه سولفام K به علاوه در مواد غذای خشک شده نظیر نوشیدنی های پودری، دسرها و قرص ها و نیز در ترکیباتی که محتوای رطوبتب کمی دارند مانند آدامس یا شکلات پایدار خواهد بود.

آسپارتام یک شیرین کننده سنتزی است که از اتصال آمینواسید های L-فنیل آلانین و L- آسپارتیک اسید با اتصال متیل استری ایجاد شده است. یکی از مشکلات آسپارتام به عنوان شیرین کننده، در سیستم هایی است که به مدت طولانی در معرض دمای بالا قرار می گیرند. زیرا آسپارتام در اثر معرض گیری در برابر حرارت تجزیه شد وتولید دی کتوپیپرازین می کند. می توان با استفاده از کپسوله کردن،34% از غلظت اولیه آسپارتام را پس از پختن و خنک کردن محصول در آن حفظ کرد، محیط مورد استفاده برای کپسوله  کردن باعث جداسازی آسپارتام از محیط آبی تا دمای 63c خواهد شد. کاربرد اصلس قند آسپارتام در لیمونادها، آدامس ها، ماست، دسرهای منجمد و محصولات قنادی می باشد.

قند های الکلی دارای کاربردهای فراوان و متعدد در صنعت غذا می باشند. این کربوهیدرات ها در تهیه محصولات لبنی و دسرها، محصولات قنادی و شیرینی جات و محصولات نانوایی قابل استفادذه هستند. از ویژگی های مهم قند های الکی می توان به کم کاری بودن این قندها و کمتر بودن اندیس گلایسمیک آنها نسبت به ساکارز یا گلوکز اشاره کرد. با توجه به در خواست های روز افزون مصرف کنندگان برای محصولات غذایی کم کالری و مناسب برای افراد مبتلا به دیابت این ترکیبات گزینه مناسبی برای جایگزینی ساکارز در محصولات غذایی مختلف هستند.