تحقیق و توسعه

واحد تحقیق و توسعه

افزايش رقابت و انگيزه بقاء، سازمان‌ها را برآن داشته كه فعاليت‌های خود را بر توليدات اساسی و توانمندی‌های محوری متمركز كنند كه اين امر مستلزم سرمايه‌گذاری در تحقيقات و ايجاد نوآوری‌های تكنولوژيك می‌باشد. انجام تحقيقات در سازمان‌ها با هدف حمايت از نوآوری صورت مي‌گيرد و فعاليت‌های (R&D) بايد فرصت‌هاي كسب‌وكار جديدی خلق كرده و يا كسب‌وكار فعلی سازمان را متحول نمايد. امروزه (R&D) تاثير مستقيمی بر نوآوری، بهره‌وری، كيفيت، سطح استاندارد زندگی، سهم بازار و نيز ديگر عواملی كه در افزايش توان رقابتی سازمان‌ها موثر هستند، دارد.  

مقالات

  • اثر افزودن گوشت بر روی ساختار پاستا، تغذیه و هضم در شرایط آزمایشگاهی

    سپیده حسینی نژاد، کارشناس ارشد صنایع غذایی

    در این مقاله اثر افزودن امولسیون گوشت گاو به آرد سمولینا در پاستا به منظور تولید پاستا با ارزش تغذیه ای بالاتر مورد بررسی قرار میگیرد. با افزودن گوشت، مقدار پروتئین، چربی و آب به طور قابل توجهی افزایش می یابد. علاوه بر این افزودن گوشت، سبب بهبود شبکه گلوتن و افزایش الاستیسیته خواهد شد. رنگ پاستایی که به آن گوشت اضافه شده، پس از پخت قرمزی و زردی بیشتری دارد. همچنین شاخص قندی (اندیس گلایسمی) به طور چشمگیری کاهش یافته و پنج اسید آمینه ضروری (لئوسین، لیزین، متیونین، ترئونین، تریپتوفان) نیز به طور چشمگیری افزایش می یابد. طی دهه های اخیر، پاستای گندم به طور موفقیت آمیزی با مواد اولیه متفاوتی مانند: کلزا، پروتئین کنسانتره ماهی، آرد سویا، آرد نخود، آرد لوبیا سفید، پروتئین کنسانتره آب پنیر، فرموله شده است. اضافه کردن مواد اولیه حاوی پروتئین می تواند محصولی غنی از پروتئین همراه با چربی سالم ایجاد نماید. گوشت قرمز حاوی پروتئین با ارزش بیولوژیکی بالا می باشد. همچنین یک منبع مهمی از ریز مغذی هایی همچون آهن، سلنیوم، ویتامین های A،B12 و فولیک اسید بوده که برای سلامتی بسیار ضروری هستند. همچنین گوشت قرمز غنی از پروتئین و فقیر از کربوهیدرات ها می باشد، در نتیجه اندیس گلایسمی پائینی داشته و جهت کاهش چاقی و کمک به بیماران دیابتی و سرطانی مفید می باشد. فرض بر این است که اضافه کردن گوشت ارزش تغذیه ای پاستا و همچنین ویژگی های فیزیکوشیمیایی و قابلیت هضم آن را بهبود خواهد بخشید.


    زمانیکه امولسیون گوشت جایگزین 45درصد از آرد سمولینا میشود، رطوبت به طور چشمگیری افزایش یافته و دلیل آن فعل و انفعالات امولسیون گوشت در پاستا می باشد. آب به عنوان یک مولکول دو قطبی به ترکیباتی مانند پروتئین متصل می شود. پروتئین میوفیبریل در ماهیچه گوشت گاو ترکیب اصلی بوده که مسئول نگهداری ظرفیت بالای آب می باشد. در طول فرآیند تولید پاستا، دانه های نشاسته بوسیله آب متورم شده و یک فیلم شبکه پروتئینی اطراف گرانول های نشاسته شکل می گیرد. اضافه کردن امولسیون گوشت، سبب افزایش پروتئین گردیده و در نتیجه ظرفیت نگهداری آب و رطوبت افزایش می یابد. محتوای چربی نیز به طور قابل توجهی با افزایش درصد گوشت افزایش یافته، هم چنین مقدار خاکستر نیز دچار افزایش شده که این موضوع نشان دهنده وجود مواد معدنی بالا در پاستای غنی شده می باشد.


    جایگزینی سمولینا با امولسیون گوشت، سبب افزایش ماتریکس پروتئین در اطراف دانه های نشاسته می شود. در پاستایی که امولسیون گوشت به آن اضافه شده ، گرانول های نشاسته کمتر بوده و این موضوع نشان دهنده ناکافی بودن ژلاتینه شدن نشاسته می باشد.


    کیفیت یک خصوصیت مهم پاستا بوده و شامل: ترکیبات از دست رفته در اثر پخت، زمان مناسب پخت و شاخص تورم خواهد بود. افزایش سطح امولسیون گوشت سبب افزایش ترکیبات از دست رفته در اثر پخت می گردد. محتوا و کیفیت پروتئین و همچنین تشکیل یک شبکه پروتئینی پیوسته در به دام انداختن کربوهیدرات ها به منظور دست پیدا کردن به پخت مناسب بسیار مهم می باشد. مقدار زیاد امولسیون گوشت گاو سبب ایجاد یک شبکه پروتئینی پیچیده در ساختار پاستا خواهد شد که ورود آب را به داخل گرانول نشاسته محدود کرده و در نتیجه شروع فرآیند ژلاتیناسیون را به تاخیر می اندازد.

    بافت:

    پارامتر بافت نیز از ویژگی های مهم پخت با کیفیت، در پاستا می باشد. بهینه سازی پارامترهای بافت یک نقطه بحرانی جهت جلب اطمینان و پذیرش محصول توسط مصرف کنندگان می باشد. ویژگی های بافت پاستا به طور موثری تحت تاثیر ساختار شبکه ماتریکسی نشاسته، گلوتن، پروتئین های اضافه شده و دیگر مواد اولیه می باشد. پروتئین های گوشت با شبکه نامحلول پاستا و ساختار ماتریکسی ثابت شکل گرفته و منجر به نیروی کششی و توسعه پذیری بیشتر می گردد. با توجه به اینکه نیروی بیشتری جهت شکست نمونه ی حاوی امولسیون گوشت مورد نیاز می باشد لذا مشخص می گردد که گوشت به عنوان یک عنصر موثر جهت تقویت ساختار شبکه ی پاستا بوده و استحکام نیروی کششی، به علت میزان پروتئین بالا در گوشت می باشد. با افزایش میزان امولسیون گوشت، توسعه پذیری در پاستا افزایش یافته که این عامل می تواند به دلیل تعداد بیشتر زنجیره پلی پپتیدی مرتبط با سطح بیشتر پروتئین باشد که شانس پروتئین ها را جهت تعامل با یک شبکه نامحلول افزایش می دهند. این شبکه پروتئینی نامحلول قادر است گرانول نشاسته متورم و ژلاتینه شده را به دام انداخته و از شکستن پاستا جلوگیری نماید. با توجه به کمبود اسید آمینه لیزین و ترئونین در پاستا، گوشت گاو می تواند در افزایش این اسید های آمینه ، همچنین افزایش سایر اسیدهای آمینه همچون لوسین، متیونین، تریپتوفان نقش بسزایی داشته باشد.

    شاخص قندی (اندیس گلایسمی):

    شاخص قندی (اندیس گلایسمی) در پاستا با جایگزینی امولسیون گوشت کاهش می یابد. نسبت هضم نشاسته یکی از عوامل مهم و موثر بر اندیس گلایسمی بوده که علت آن هضم بیشتر نشاسته، نشان دهنده واکنش بیشتر بین نشاسته و آمیلاز پانکراتین می باشد. نحوه عملکرد بدین صورت است که نشاسته، مانع از واکنش بین خود و آمیلاز شده در نتیجه اندیس گلایسمی کاهش خواهد یافت. گرانول های نشاسته در ساختار شبکه ای پروتئین، باعث محدودیت دسترسی آنزیم به گرانول نشاسته شده و در پاسخ به پروتئین های رژیمی گاسترین آزاد می گردد. آمینو اسیدها و آمین ها نقش مهمی در القای احساس سیری دارند از این رو، پاستای غنی از پروتئین باعث احساس سیری نیز می شود.

    عطر و طعم:

    پاستای غنی شده با گوشت، از نظر بو، عطر و طعم مورد رضایت بیشتر مصرف کنندگان بوده ، به خصوص در ارتباط با عطر و طعم، واکنش میلارد بین قندهای احیا کنندهء آزاد و آمینو اسیدها سبب مطلوبیت بیشتر آن می شود.

    درپایان می توان اینطور نتیجه گیری کرد که غنی سازی پاستا یک روش موفق برای بهبود خواص تغذیه ای آن می باشد. افزودن امولسیون گوشت سبب افزایش پروتئین و چربی پاستا شده و توسعه پذیری و کشش پذیری نیز با افزایش مقدار امولسیون گوشت افزایش می یابد. همچنین به دنبال آن اندیس گلایسمی کاهش یافته و قابلیت هضم نیز افزایش می یابد.

    منابع:


    [1]Alireza Sadeghi, M., & Bhagya, S. (2008). Quality characterization of pasta enriched with mustard protein isolate. Journal of Food Science, 73(5), S229–S237
    [2]Bornet, F. R. J., Cloarec, D., Barry, J. L., Colonna, P., Gouilloud, S., Laval, J. D., & Galmiche, J. P. (1990). Pasta cooking time: Influence on starch digestion and plasma glucose and insulin responses in healthy subjects. American Journal of Clinical Nutrition, 51(3), 421–427.
    [3]Fuad, T., & Prabhasankar, P. (2010). Role of ingredients in pasta product quality: A review on recent developments. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 50 (8), 787–798.
    [4]Matsuo, R., Bradley, J., & Irvine, G. (1972). Effect of protein content on the cooking quality of spaghetti. Cereal Chemistry
    [5]Petitot, M., & Micard, V. (2010). Legume-fortified pasta. Impact of drying and precooking treatments on pasta structure and inherent in vitro starch digestibility. Food Biophysics, 5(4), 309–320.
    [6]Tingting Liu, Nazimah Hamid, Kevin Kantono, Loveena Pereira, Mustafa M. Farouk, Scott O. Knowles cEffects of meat addition on pasta structure, nutrition and in vitro digestibility. Food Chemistry 213 (2016) 108–114.

  • توسعه غذاهای بدون گلوتن

    سپیده حسینی نژاد، کارشناس ارشد صنایع غذایی

    بیماری سلیاک یک بیماری ژنتیکی می باشد که حدود یک درصد از مردم جهان درگیر این بیماری هستند و در اثر آن گلوتن موجود در گندم، جو، چاودار و ... سبب التهاب مزمن در روده این بیماران می گردد.


    به طور ژنتیکی سیستم ایمنی بدن افراد مبتلا به سلیاک، پاسخ غیر طبیعی به گلوتن گندم و پرولامین موجود در چاودار و جو می دهد که در نتیجه، سبب التهاب و آسیب به پوشش روده کوچک و کاهش جذب مواد مغذی مانند آهن، کلسیم، ویتامین های K، E، D و A می شود. با توجه به اینکه محصولات عمده غذایی مانند بسیاری از نان ها، بیسکویت ها، ماکارونی ها، کیک ها و کلوچه ها از آرد گندم تشکیل شده اند و نیزاز آنجائیکه تغییر کامل در سبک زندگی برای همه افراد قابل اجرا نمی باشد، لذا تقاضا برای محصولات بدون گلوتن در حال افزایش بوده، ولی یکی از چالش های اصلی در توسعه محصولات بدون گلوتن حفظ بافت و طعم مناسب در این محصولات می باشد.


    محصولات فاقد گلوتن کیفیت تغذیه ای پایین تر و قیمت بالاتری نسبت به محصولات غذایی حاوی گلوتن دارند که این خود یک مشکل جدی برای این بیماران می باشد. در نتیجه نیاز اساسی جهت توسعه محصولات فاقد گلوتن با ارزش تغذیه ای بالا و با قیمتی مقرون به صرفه، از اهمیت بالایی برخوردار است. این مقاله به بررسی ملاحظات خاص مانند پیدا کردن یک منبع جایگزین بدون گلوتن، به منظور حصول اطمینان از حفظ کیفیت و ویژگی های حسی، رعایت دستور العمل های مقرراتی و مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادی و ایمنی محصولات تولید شده جهت تولید غذای سالم بدون گلوتن برای بیماران سلیاکی، می پردازد.


    اولین نکته در تهیه محصولات بدون گلوتن، حذف هر ماده غذایی گلوتن دار می باشد، این مواد عبارتند از : گلیادین در گندم، آونین در جو دوسر و سکالین در چاودار. جهت بهبود کیفیت بافت محصولات بدون گلوتن می توان از ترکیباتی مانند نشاسته، پروتئین های گیاهی، پروتئین های حیوانی، هیدروکلوئیدها مانند صمغ ها، پکتین، هیدروکسی متیل سلولز و صمغ زانتان استفاده کرد. نشاسته و هیدروکلوئیدها در ویژگی هـاي بـافتی و ظـاهر محـصول تأثیر به سزایی دارند. اسـتفاده از ایـن ترکیبـات بـه علـت ویژگــی هــاي ســاختاري و اتــصال بــا آب، در تولیــد محـصولات پخـت بـدون گلـوتن، جـایگزین خـوبی بـراي گلوتن میباشند. هیدروکلوئیدها دسته ای از افزودنی ها بوده کـه بـه طور گسترده در صنعت غـذا مـورد اسـتفاده قـرار گرفته و ایـن ترکیبــات عمومــاً صــمغ نامیـده مـیشــوند. هیدروکلوئیــدهاي غــذایی یــا صــمغ هــا، بیوپلیمرهــاي هیدروفیلیک با وزن مولکولی بالا بوده که بـه عنـوان ترکیبات عملکردي در صنعت غذا مورد استفاده قرار می گیرند.


    مطالعات نشان داده که بیماران تحت رژیم غذایی سخت بدون گلوتن، اغلب از کمبود مواد مغذی مختلف رنج میبرند. رژیم غذایی این بیماران متعادل نبوده و درصد بالایی از کالری مورد نیاز بدن را از چربی ها دریافت می کنند. با توجه به اینکه خمیر بدون گلوتن یک ساختار شبکه ای ضعیفی داشته، لذا کار کردن با آن از لحاظ تکنولوژیکی سخت بوده و اغلب احساس دهانی خوبی در محصول نهایی ایجاد نمیکند. همچنین اجزای اصلی پروتئین گلوتن، که گلیادین و گلوتنین می باشند نقش اصلی در کیفیت پخت، کشش خمیر، ظرفیت جذب آب و ویسکوزیته خمیر دارند لذا حذف گلوتن سبب ایجاد مشکلات بزرگی در کیفیت محصول می گردد. به غیر از این موارد چالش های دیگری از قبیل ایمنی محصول، پذیرش آن توسط مصرف کننده و مقرون به صرفه بودن آن، وجود دارد. (شکل1)

    شکل 1: برخی از چالش ها جهت توسعه محصولات بدون گلوتن

    چالش دیگری که در محصولات بدون گلوتن مورد بررسی می باشد، میزان پایین فیبر در این دسته از رژیم های غذایی است. مواد غذایی بدون گلوتن حاوی مقادیر کمی از ویتامین ها و یون ها مانند ویتامین B، D، کلسیم، آهن، روی، منیزیم و همچنین فیبر می باشند که نیازهای غذایی توصیه شده برای هر فرد را تامین نمی کنند. از لحاظ اقتصادی محصولات بدون گلوتن در سوپرمارکت ها از قیمت بالاتری نسبت به محصولات دارای گلوتن، برخوردار می باشند (شکل 2). هم چنین عدم دسترسی به این محصولات در بیشتر سوپرمارکت ها یک مشکل مهم برای این بیماران می باشد. طبق بررسی های انجام شده مشخص شده است که قیمت محصولات بدون گلوتن در مقایسه با محصولات حاوی گلوتن در کشور شیلی افزایش 89 درصدی داشته است همچنین در کانادا، قیمت محصولات بدون گلوتن 242 درصد گران تر از محصولات حاوی گلوتن می باشد.


    شکل2: مقایسه قیمت محصولات مختلف بدون گلوتن و حاوی گلوتن در 12 سوپرمارکت استرالیایی

    این نکته در تولید محصولات بدون گلوتن حائز اهمیت می باشد که محصولاتی که هدفشان بیماران سلیاکی است باید مطابق با استانداردها و مقررات سازمان های مختلف ملی و بین المللی، باشند.


    سازمان های Codex، WHO و FAO محصولات فاقد گلوتن را به صورت ذیل شرح داده اند: 1- ترکیب آنها متشکل از مواد اولیه ای حاوی پرولامین گندم، تریتیکوم تمام گونه ها مانند گندم دوروم، چاودار، جو و یا ارقام متشابه نباشد و سطح گلوتن از ppm 20 تجاوز نکند. 2- شامل مواد اولیه ای از گندم، چاودار، جو و یا ارقام متشابه بدون گلوتن که سطح گلوتن آنها بیشتر از ppm 200است، نباشد. 3- ترکیبی از موارد 1و 2 که سطح گلوتن بیش از ppm 200 نباشد.


    لیبل گذاری بر روی محصولات بدون گلوتن نقش مهمی در انتخاب آگاهانه مصرف کنندگان خواهد داشت. بیماری سلیاک حدود یک درصد از مردم جهان را تحت تاثیر قرار می دهد و به دلیل اینکه اغلب، این بیماری تشخیص داده نمی شود به طور چشم گیری در حال افزایش است. در نتیجه توسعه محصولات بدون گلوتن با ارزش تغذیه ای بالا و مقرون به صرفه از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود.

    منابع:


    [1] A. Goyal, V. Sharma, M. K. Sihag, S. K. Tomar, S. Arora, L. Sabikhi, A. K. Singh, Development and physic-chemical characterization of microencapsulated flaxseed oil powder: A functional ingredient for omega-3 fortification, Powder Technol. 286 (2015) 527–537.
    [2] G. Pang, J. Xie, Q. Chen, Z. Hu, How functional foods play critical roles in human health, Food Science and Human Wellness. 1 (2012) 26–60. [3] M. B. Roberfroid, An European consensus of scientific concepts of functional foods, Nutrition. 16 (2000) 689–691.
    [4] K. Menrad, Market and marketing of functional food in Europe, J. Food Eng. 56 (2003) 181–188.
    [5] J. G. Vaughan, P. A. Judd, Health Foods-A comprehensive guide to natural remedies, Oxford University Press, New York, 2003.
    [6] A. Rubio–Tapia, I.D. Hill, C.P. Kelly, A.H. Calderwood, J.A. Murray, ACG Clinical Guidelines: diagnosis and management of celiac disease, Am. J. Gastroenterol. 108 (2013) 656–676.
    [7] M. D. L. Moreno, I. Commino, C. Sousa, Alternative grains as potential raw material for Gluten–free food development in the diet of celiac and Gluten sensitive patients, Aust. J. Nutr. Food Sci. 2(3) (2014) 1–9.
    [8] P. Grace-Farfaglia, Bones of contention: bone mineral density recovery in celiac disease-a systematic review, Nutrients. 7 (2015) 3347–3369.
    [9] S. Picascia, R. Mandile, R. Auricchio, R. Troncone, C. Gianfrani, Gliadin-specific T-cells mobilized in the peripheral blood of coeliac patients by short oral gluten challenge: clinical applications, Nutrients. 7 (2015) 10020–10031.
    [10] Health Canada. Celiac Disease-The gluten connection 2008. (http://www.hc-sc.gc.ca/fn-an/pubs/securit/gluten_conn-lien_gluten-eng.php) (accessed 17.03.16).
    [11] I. Churruca, J. Miranda, A. Lasa, M. Bustamante, I. Larretxi, E. Simon, Analysis of body composition and food habits of Spanish celiac women, Nutrients. 7 (2015) 5515–5531. [12] Prakriti Jnawali Vikas Kumar Beenu Tanwar. CELIAC DISEASE: Overview and considerations for development of gluten-free foods. 2016