قبل از اینکه به تاثیر چربی و پروتئین بر پراکندگی پودر شیر خشک بپردازیم، لازم است معیار "فوری" یا instant را تعریف کنیم.
معیار "فوری (IC)" برای شیر خشک چیست؟
قابلیت آبرسانی مجدد پودر در آب یکی از ویژگی های ضروری پودرهای غذایی برای مصرف کننده است. معمولاً سه خصیصه اصلی در فرآیند آبرسانی مجدد حائز اهمیت است: خیس شدن، پراکندگی و حل شدن. این مراحل به ترتیب با سه شاخص مشخص می شوند: شاخص ترشوندگی(WI)، شاخص پراکندگی (DI)و شاخص حلالیت(SI). شاخص ترشوندگی توانایی پودر را برای جذب آب روی سطح خود، خیس شدن و نفوذ به سطح آزاد آب ساکن اندازه گیری می کند. شاخص پراکندگی نشان دهنده توانایی یک پودر برای جدا شدن به ذرات منفرد هنگام پراکنده شدن در آب است و شاخص حلالیت یک اندازه گیری کلی از توانایی پودر برای حل شدن در آب را ارائه می دهد. به منظور در نظر گرفتن واقع بینانه آب پذیری مجدد پودر، شوک و همکارانش در سال 2012 معیار "فوری" برای پودر شیر خشک را به صورت زیر در نظر گرفتند: پودرهایی که قابل تر شدن کمتر از 20 ثانیه ، پراکندگی بیش از 95 درصد و حلالیت بیشتر از 99 درصد به طور همزمان باشند.
تاثیر چربی بر پراکندگی:
قابلیت آبرسانی مجدد به ترکیب و ساختار یک پودر به ویژه میل ترکیبی بین اجزای آن با آب و دسترسی آب به اجزای آن و به شرایط آبرسانی مجدد بستگی دارد. شیرخشک کامل را به دلیل ماهیت آبگریزی سطح ذرات حاوی چربی، نمی توان در مدت زمان معقولی خیس کرد و نتیجه پراکندگی آن در مقایسه با شیر خشک بدون چربی رضایت بخش نیست. برای بهبود این ویژگی، تولیدکنندگان ملزم به افزودن سورفکتانت‌های طبیعی مانند لسیتین روغنی یا یک ماده مرطوب‌کننده مانند کربوهیدرات‌های آمورف هستند. (چربی شیر به دلیل خاصیت آبگریز بودن آن بر ترشوندگی تأثیر منفی می گذارد.)
تاثیر پروتئین بر پراکندگی:
کنسانتره پروتئین آب پنیر (WPC) و پروتئین آب پنیر ایزوله (WPI) رایج ترین منابع پروتئین در تغذیه ورزشی و مکمل های غذایی هستند، با محتوای پروتئین معمولاً در محدوده 60٪ تا 90٪. هرچه سطح پروتئین بالاتر باشد، حل کردن پودر در مایع دشوارتر است. پودر با پروتئین بالا، خیلی سریع روی سطح خیس می شود و یک لایه ژلاتینی در سطح مشترک پودر و آب تشکیل می دهد - که از نفوذ آب به ذرات پودر پروتئین جلوگیری می کند. به جای پراکندگی سریع و یکنواخت، پودر به هنگام هم زدن در مایع تمایل به تشکیل توده دارد.
مصرف کنندگانی که اغلب پودرهای پروتئین را با آب، شیر یا آبمیوه مخلوط می کنند تا نوشیدنی های پروتئینی، اسموتی ها و غیره تولید کنند، می خواهند پودر پروتئین به راحتی در مایع، آب یا شیر انتخاب شده حل شود. بنابراین تولیدکنندگان باید پودر پروتئین را به صورت فوری تولید کنند.
آگلومراسیون یا توده ای کردن، به تنهایی یا در ترکیب با استفاده از یک عامل فعال سطحی، برای تولید پودرهای پروتئینی فوری انجام می شود. تراکم باعث افزایش اندازه ذرات و ساختار ذرات متخلخل تر می شود که به طور کلی نفوذ مایع را به ذره بهبود می بخشد.
همانطور که فهمیدیم چربی و پروتئین از پراکندگی خوب شیرخشک جلوگیری می کنند، بنابراین برای حل این مشکل از روش فوری سازی استفاده می شود که پودر شیر را تبدیل به شیرخشک فوری (instant milk powder) می کند.
فرآیند فوری سازی ممکن است با استفاده از یکی از دو روش زیر انجام شود:
1. Spray Drying Agglomeration
2. Rewet Agglomeration
1. آگلومراسیون یا توده ای کردن (اسپری درایر یا افشان): در طول این فرآیند، هدف تولید ذرات با نسبت سطح به جرم بزرگ است. بازسازي پودري متشكل از ذرات ريز در آب دشوار است و به مخلوط كردن زیادی نياز دارد تا پودر قبل از حل شدن كامل آن پراكنده شود. ذرات بزرگتر پراکندگی بهتری از خود نشان می دهند، اما حلالیت در طول عملیات خشک کردن تأثیر منفی می گذارد. با روش تراکم هم یک پراکندگی خوب و هم یک محلول کامل به دست می آید.
2. تراکم مجدد Instantization (تراکم با روش مرطوب سازی مجدد):شامل خیس کردن سطح ذرات با بخار، آب یا مخلوطی از هر دو، تجمع، خشک کردن مجدد با جریان هوای گرم، خنک کردن و طبقه بندی بر اساس اندازه ذرات است. هنگامی که ما از شیر پرچرب به صورت فوری استفاده می کنیم، چربی آزاد موجود که ماهیت آبگریز دارد، لایه ای روی ذرات تشکیل می دهد که ظرفیت نگهداری آب را کاهش می دهد. به منظور جلوگیری از این نقص و بهبود خواص بازسازی، ذرات پودر با مواد فعال کننده سطحی (معمولاً 2٪ لسیتین) در هنگام فوری سازی پوشانده می شوند.
“Whey protein hydrolysate: Functional properties, nutritional quality and utilization in beverage formulation” Radha Cheruppanpullil. December 2007.
“Enzymatic hydrolysis of whey and its analysis” Bikash C. Ghosh. Journal of Food Science and Technology. 2017.
