روش های تولید عطر
با به اشتراک گذاشتن دانش و سرمایه از طرف محققان و صاحبان صنایع غذایی، امروزه امید به پیشرفت در متنوع سازی محصولات بسیار بیشتر شده است.
تحقیق برای کشف عطرها و طعم ها ی طبیعی
صنعت عطر و اسانس را می توان به 4 بخش عمده تقسیم کرد:
1. عطرهای طبیعی
2. اسانس های طبیعی
3. عطرها و اسانس هایی که به صورت ترکیبی از چند جزء هستند.
4. مواد معطر شیمیایی مصنوعی.
مجموعه عطرهای طبیعی در حال گسترش است، بدین معنی که همه روزه منابع جدیدی برای استخراج آن ها کشف می شود.
امروزه تخمیناً در آمریکا، 60 درصد عطر طبیعی و 40 درصد عطر مصنوعی در صنعت استفاده می شود، در حالی که 10 سال قبل این نسبت 50-50 بوده. در حال حاضر، تعریف یک عطر �طبیعی� این است که این مواد بایستی از عصاره گیری یا عمل آنزیم ها و یا تولید مستقیم از منابع طبیعی حاصل شوند.
عطرهای تقطیری و استخراجی
عطرهایی که قبلاً تولید آن ها مرسوم بود، به طور کلی از استخراج مواد آروماتیک از منابع گیاهی و سپس تغلیظ آنها به دست می آمدند.
در دهه ی1960پیشرفت بزرگی که اتفاق افتاد، ابداع روش هایی بود که با آن ها می شد همین مواد معطررا به روش مصنوعی و به صورت 100 درصد خالص تهیه کرد.
سپس در دهه 1970 محققان دو اختراع عمده را انجام دادند، یکی بدست آوردن عطرهای شبیه به هم از منابع مختلف و دیگری ابداع روش هایی برای ترکیب کردن عطرهای مختلف بدون آسیب شیمیایی به آن ها و در نتیجه امکان نوآوری در تولید عطرها. همچنین امکان تجزیه شیمیایی عطرها و به دست آوردن اجزای آن ها به
صورت خالص نیز ایجاد شد. امروزه، مثلاً در مورد اسانس پرتقال می توان آن را به 20 تا 30 جزء متفاوت تجزیه کرد و هر جزء را پایه ای برای عطری جدید قرار داد. این امر علاوه بر سودآوری اقتصادی برای صنعت، امکان کنترل بیشتری را بر روی محصول نهایی فراهم می آورد که حاصل آن رضایت مشتری است.
هم اکنون فرآیندهای استخراج ما را قادر ساخته است تا اسانس ها را چه به صورت کامل و چه به صورت اجزای جدای از هم، از منابع مختلف بتوانیم بدست آوریم، که می توان به استفاده از امواج اولته ا سونیک در استخراج اسانس ها که تنوع قابل تنظیمی را به ما می دهد، اشاره کرد.
همچنین با استفاده از انواع حلا ل ها برحسب اینکه حلال و جزء مورد نظر در اسانس قطبی و یا غیرقطبی باشد و با کنترل سایر شرایط محیطی می توان به دقت یک اسانس را جدا کرد.
ضمناً برخی اوقات، روش بدست آوردن یک اسانس با کاربرد آن ارتباط مستقیم دارد. مثلا اسانس لیموترش اگر با تقطیر بدست آید، در شیرینی پزی و اگر با استخراج بدست آید، در نوشابه سازی کاربرد خواهد داشت.
برخی اجزای اصلی اسانس هایی که با استخراج یا تقطیر بدست می آیند عبارتند از:
1. روغن های ضروری: انواعی از مواد فرار و اجزای معطر گیاهی ( ادویه) که معمولا با تقطیر یا بخار به دست می آیند.
2. الئورزین ها: اجزایی که دارای روغن های غیر فرار هستند، این مواد توسط حلال هایی که بعداً حذف خواهد شد، به دست می آیند.
3. الئورزین ها ی استاندارد.
4. روغن های تغلیظ شده: توسط درجات مختلف غلظت که ما تنظیم می کنیم، جدا می شوند. این فرایند ترپن ها را در محصول کاهش می دهد ولی از بین نمی برد.
از روش استخراج با CO2 نیز امروزه علی رغم گرانی آن به طور وسیعی در استخراج اسانس ها با کیفیت بالا استفاده می شود. مهم ترین امتیاز این روش، عدم اتلاف مواد فرار بر اثر حرارت و عدم باقی ماندن حلال، حتی در مقادیر بسیار کم در محصول نهایی است.
عطرها و اسانس هایی که با فرایند و یا واکنش شیمیایی به دست می آید.
بسیاری از غذاها در حالت خام دارای عطرهای متنوعی هستند که پس از پخته شدن اثری از آن ها در غذا باقی نمی ماند. به علاوه نوع پخت و حرارت مورد استفاده نیز بر کیفیت و میزان اسانس ها و عطرها اثر مستقیم دارد.
واکنش های شیمیایی از طرفی باعث ایجاد عطرهایی در غذا می شوند که در حالت خام، غذا فاقد آن ها بوده است این واکنش ها را امروزه به نام واکنش های قهوه ای شدن غیر آنزیمی می شناسیم که در �ارتباط مستقیم� با کاراملیزه شدن قندها و اکنش های مایلارد می باشد. قهوه ای شدن غیر آنزیمی هر دو اسانس مطبوع و نامطبوع را می توان در غذا ایجاد کند.
آنزیم شناسی
به دلیل نقش ویژه ی آنزیم ها در تولید عطر و طعم در مواد غذایی، استفاده از آن ها و بررسی آن ها جایگاهی خاصی پیدا کرده است.
در صنعت امروزه با استفاده از آنزیم ها می توان طیف وسیعی از عطرها را تولید کرد که البته شرط آن، استفاده از آنزیم درست بر روی سوبسترای مناسب است.
آنزیم ها همچنین در تولید عطر در چای و قهوه، پنیر، پیاز، سیر و خردل نقش ویژه ای دارند. امروزه با استفاده از آنزیم ها، زمان لازم برای رسیدن پنیر را می توان بسیار کاهش داد.
عمل میکروارگانیسم ها
اگر چه در بالا به نقش آنزیم ها اشاره کردیم، لیکن بایستی در نظر داشت که منبع مهمی برای بدست آوردن آنزیم های جدید و متنوع باکتری ها هستند. انواع مختلفی از کپک ها و مخمرها نیز به ما در شناسایی آنزیم های جدید کمک می کنند. به کمک میکروب ها می توان تقریباً هر نوع آنزیمی را به دست آورد.
امروزه استفاده از آنزیم های تولید شده توسط مخمر ترولا در نانوایی بسیار رایج شده است. این میکروبها در شرایط مختلف محیطی عطرهای بسیار متفاوت و مطبوعی تولید می کنند، مثلاً مخمری که در محیط حاوی گندم رشد کرده، عطری متفاوت با مخمری که روی محیط ذرت رشد کرده است، ایجاد می کند. کار نهایی شکستن دیواره سلولی میکروبها و آزاد سازی آنزیم ها و عطرها است. این کار را می توان با استفاده از هیدرولیزاسیدی و یا ایجاد شرایطی برای اتولیز شدن پروتئین های سلولی میکروب ها انجام داد.
در کارخانجات، به مخازن حاوی این میکروب ها پروتئاز و چند آنزیم دیگر اضافه می کنند تا فرآیند اتولیز تسریع شود. حاصل اتولیز، آزادشدن عطرها و اسانس ها به همراه آمینواسیدهای آزاد، پپتیدها و برخی مونوساکاریدها است.
این فرآیندها را می توان به نحوی کنترل کرد که در آن نوکلئوتیدها نیز به دست آیند که انواعی از ،RNA هستند و به عنوان تشدید کننده عطر و طعم به کار می روند.
مواد حاصل از اتولیز مخمرها شفاف تر هستند و در سوپ ها و سایر غذاهایی که رنگ در آن ها مهم است، استفاده می شوند. مواد استخراج شده از کپک که تیره رنگ هستند نیز در تزئینات سالادها و دسرها و کرم ها استفاده می شود.
عطرها و مواد تشدید کننده ی عطر در طی فرآیند به دست آوردن آنزیم از میکروارگانیسم ها برخی از متابولیت های محلول تولید می شوند که بعدا در مراحل تولید محصول از بین می روند. این مواد چنانچه به نحوی خالص شده و استخراج شوند و در غذا به کار روند، باعث می شوند که عطر و طعم غذا را بیشتر و عمیق تر احساس کنیم.
امروزه تعریف دقیقی برای تمایز عطر و مواد تشدید کننده ی عطر وجود ندارد.
FDA، عطر را ماده ای تعریف می کند که در ذات خود معطر هست، لیکن مواد تشدید کننده ی عطر تنها باعث می شوند که ما عطر و طعم را بهتر و بیشتر احساس کنیم و خود الزاماً دارای بوی خاصی نیستند.
محققان نیز بر این عقیده اند که عطرها دارای مواد آروماتیک و بودار بوده و طعم خاصی ایجاد می کنند، لیکن مواد تشدید کننده بر میزان احساس آن ها اثر می گذارند.
آنچه باعث نگرانی نهادهای ناظر بر کیفیت مواد غذایی در دنیا می شوند، امکان تقلب در تولید مواد غذایی با استفاده از تشدید کننده ها است. بدین معنی که با مصرف عطر کمتر و تشدید کننده بیش تر، یک کارخانه می تواند مصرف کنندگان را فریب دهد.
ضمن اینکه تحقیقات نشان می دهد برای میزان مصرف تشدید کننده ها در غذا نیز مانند سایر اجزای غذا، بایستی حد مجاز تعیین کرد تا از بی خطر بود آن ها مطمئن شد. مواردی نیز از ایجاد آلرژی در مصرف کنندگان غذاهای دارای تشدید کننده ها، گزارش شده است.
- تعیین میزان فعالیت اسانس:
هر اسانسی را با هر غذایی نمی توان به کار برد و مهم ترین عامل تعیین کننده نیز خواص شیمیایی غذا و اسانس است. برخی اسانس ها در طول فرآیند تولید و برخی به محصول نهایی اضافه می شوند که بایستی شرایط محیطی و اثر آنها بر اسانس ها را کاملاً بررسی کرد تا از ایجاد واکنش های نامطلوب جلوگیری شود. مثلا اسانس هایی که در نوشابه های گازدار به کار می روند بایستی با PH های پایین سازگار باشد و فعالیتی نشان ندهد.
خالص سازی اسانس
برای استخراج اسانس از منابع گیاهی معمولاً آن ها را تحت اثر یک حلال قرار می دهند. این حلال بایستی حداکثر قدرت جذب اسانس مورد نظر را داشته باشد، اگر حلال آب باشد اسانس را با روش تبخیر در خلا و استفاده از حلال های غیر قطبی با دمای جوش پایین (مثل اتر، سیکلوهگزان، متیل دی کلراید) یا با گازهای متراکم شده و به صورت مایع درآمده مثل فرئون و دی اکسید کربن مایع می توان از آب جدا کرد.
انتخاب حلال بستگی به طبیعت فیزیکی مواد اولیه و خواص شیمیایی اسانس دارد. حلال ممکن است کاملا از اسانس جداشدنی باشد و یا به مقادیر کمی در اسانس ها باقی بماند که در این صورت بایستی حد مجازی برای آن تعریف کرد و با آن مثل یک افزودنی مجاز برخورد کرد.
برای استفاده از تقطیر، بایستی دانست که اسانس این کار بر جدا کردن دوباره با فشار بخار متفاوت است. در صنعت از این روش به طور وسیع برای جدا کردن مواد فرار از آروماهای گیاهی استفاده می شود، همچنین در خالص سازی شیمیایی مواد فرار و جداکردن حلال از اسانس در روش استخراج از تقطیر استفاده می شود. تقطیر روش مناسبی برای تغلیظ آب میوه ها نیز هست، روش های تقطیر رایج عبارتند از تقطیر با آب، با بخار آب در خلا یا فشار هوا و تقطیر با الکل در فشار هوای محیط، در روش تقطیر با بخار آب بایستی دمای فرآیند از ابتدا تا انتها کاملا ً کنترل شود.
(مهندس علوم و صنایع غذایی- عضو باشگاه پژوهشگران جوان- شعبه خوراسگان**
منبع: فصلنامه علمی تخصصی چاشنی