من المعروف أنه يستحيل خلط الماء بالزيت، ولكن هذا ممكن من خلال المستحلبات emulsions، والتي تعد عنصرا ضروريا لتناسق عدد من المواد الغذائية، فالمستحلب ببساطة، زيت يوجد في ماء، أو ماء يوجد في زيت دون خلط أو مزج بقوام متناسق.
وكلمة مستحلب تأتي من اللاتينيةmulgeo ، وهي مشتقة من الحليب، حيث إن الحليب نفسه عبارة عن مستحلب من الدهون والماء، إلى جانب المكونات الأخرى.
ما هي المستحلبات؟
المستحلبات هي إضافات غذائية معتمدة من إدارة الغذاء والدواء، وهي عبارة عن مجموعة من المركبات تعمل على تركيز نفسها في البيئة الفاصلة بين وسطين غير ممتزجين (مثال الدهن و الماء) وتعمل على تقليل التوتر السطحي بين هذين الوسطين، أي أن تلك المركبات تعتبر مواد متعددة الأوجه تظهر خواص محبة للماء وكذلك خواص محبة للدهن، وبشيء من الاختصار يمكن القول إنها مواد تعمل على إيجاد معلق ثابت من سائلين غير مختلطين طبيعيا، أي أنها تساعد المنتجات التي تحتوي على مكونات غذائية غير قابلة للامتزاج، مثل الدهن والماء، على الامتزاج.
تقلل المستحلبات أيضا من التصاق الطعام وتساعد على الحفاظ على قوام ونكهة ناعمة. يعتبر الأيس كريم مثالا رائعا على كيفية تقليل المستحلبات من الالتصاق في بعض الأطعمة، بحيث لا تشبه كل قضمة من الأيس كريم قضمة الحلوى التي قد تلتصق بالأسنان.
المستحلبات لها العديد من الوظائف في معالجة الأغذية، وهناك العديد من الأنواع المختلفة من المستحلبات المستخدمة، اعتمادا على المنتج المحدد والغرض.
يمكن اشتقاق المستحلبات من النباتات أو الحيوانات أو تصنيعها صناعيا.
ما هي المستحلبات الطبيعية؟
تصنع المستحلبات الطبيعية من النباتات والمنتجات الحيوانية - وأحيانا الخميرة.
وهي تشمل مكونات مثل الليسيثين والكاراجينان، كما يطلق على المستحلبات الطبيعية أيضًا اسم الغروانيات المائية.
تعمل الغروانيات المائية كعوامل تثخين وتدعم البنية والملمس والنكهة وفترة صلاحية المنتجات الغذائية المختلفة، وغالبا ما يشار إليها ببساطة باسم الصمغيات بسبب نسيج الطعام والاتساق الذي تخلقه. تشمل المواد الغروانية المائية المستحلبات المصنوعة من النباتات والحيوانات والمصادر المائية. تشتمل المواد الغروانية المائية النباتية على الكاراجينان والبكتين والنشا، في حين تشتمل الأصناف من مصادر حيوانية على مادة الكيتوزان المصنوعة من أصداف القشريات. يمكن أن تأتي الغرويات المائية، مثل صمغ الزانثان، من مصادر ميكروبية، وحتى المنتجات الغذائية نفسها - الخردل والزيت والملح وصفار البيض والخل - يمكن أن تكون بمثابة مستحلبات.
كيف يتم استخدام المستحلبات الطبيعية في الأطعمة والمشروبات؟
ثلاثة من الغروانيات المائية الأكثر استخدامًا تشمل صمغ الغوار وصمغ جيلان والكاراجينان.
- يمكن استخدام صمغ الغوار لاستحلاب المكونات وتكثيفها وتثبيتها في المنتجات الغذائية، حتى تلك التي تتطلب درجات حرارة باردة أثناء التصنيع. يساعد صمغ الغوار على توفير والحفاظ على ملمس ناعم في منتجات الألبان ومنتجات الألبان النباتية منخفضة السعرات الحرارية.
- صمغ جيلان يستخدم بشكل شائع كعامل تبلور. يمكن استخدامه لإنشاء مواد هلامية سائلة يتم دمجها في مجموعة واسعة من منتجات الألبان الطبيعية ومنتجات الصويا. يمكن أيضا استخدام صمغ جيلان كمكثف ومثبت. يعمل على استقرار المواد الهلامية ذات الأساس المائي، مثل بعض الحلويات و الجيلي.
- يتم الحصول على الكاراجينان من الأعشاب البحرية الحمراء ويساعد على تكثيف الأطعمة، مما يمنحها قوامًا يشبه الهلام. يشيع استخدام الكاراجينان في منتجات الألبان ومنتجات الألبان البديلة، وخاصة الحليب المنكه وحليب الصويا. يرتبط هذا المستحلب بالبروتينات الموجودة في الحليب الحيواني والنباتي لتثبيت مكوناتها السائلة. يمكن أن تحتوي اللحوم المصنعة أيضًا على مادة الكاراجينان.
المستحلبات الغذائية الشائعة
المستحلبات المستخدمة تجاريا تأتي من مصادر طبيعية وأخرى اصطناعية، وتتكون من عناصر كيميائية متنوعة، يمكن ذكرها على النحو التالي:
مستحلب الليسيثين
وهو عبارة عن مركب كيميائي خليط بين الفسفوليبيد مثل فوسفاتيديل كولين وفوسفاتيدي إيثانولامين، وعادة ما يتم استخراجه من مصادر مثل صفار البيض وفول الصويا، والتركيب الدقيق للفسفوليبيدات يعتمد على المصدر مثل:
- ليسيثين الصويا - وهو أحد أكثر الأنواع شيوعًا. للأسف، يتم إنتاجه من فول الصويا، والذي غالبا ما يتم تعديله وراثيا ويصعب أحيانا هضمه، بالإضافة إلى أنه من المحتمل أن يسبب تفاعلات مسببة للحساسية.
- ليسيثين عباد الشمس - هذا بديل جيد لكل من ليسيثين البيض وفول الصويا لأنه نباتي وغير مسبب للحساسية وغير معدل وراثيا ويتطلب طرق استخلاص أسهل.
- ليسيثين صفار البيض
تشمل المنتجات التي تستخدم الليسيثين صوص السلطة والسلع المخبوزة والشوكولاته.
استرات أحاديات الجليسريد للأحماض الدهنية
وهي مستحلبات مصنوعة من الأحماض الدهنية الطبيعية، مثل الجلسرين وحمض عضوي مثل الخليك، الستريك، اللبنيك. عادة ما تكون الأحماض الدهنية من مصدر نباتي، وهو ما يُعرف بالمستحلبات نباتية المصدر، وتشمل المنتجات التي تستخدمها؛ الأيس كريم والكعك ورقائق البطاطس.
أحادي وثنائي جليسيريد الأحماض الدهنية
وهي عبارة عن مستحلبات شبه اصطناعية مصنوعة من الجلسرين والأحماض الدهنية الطبيعية، والتي يمكن أن تكون إما من مصادر نباتية أو حيوانية. يتم استخدامها في منتجات مثل الخبز والكعك والسمن.
الداتم
عبارة عن حمض ثنائي ترتريك اسيتيل استر للمونو والداي جلسريد.
وتستخدم كمادة استحلاب في منتجات العجائن التي تستخدم فيها الخميرة كمادة رفع ( الكيزر - البيتزا).
- البولي سوربات عبارة عن استر السوربيتان المكون من السوربيتول المرتبط مع الحامض الدهني اوليك وفي وجود مجموعات الأوكسي ايثلين.
- البكتين (كربوهيدرات توجد في بعض الفواكه).
- الجيلاتين (مشتق من التحلل الجزئي للكولاجين).
- أجار أجار (مادة جيلاتينية نباتية ومكثف غذائي نباتي).
- نشاء
- الشيتوزان
- صمغ الغوار وصمغ جيلان والكاراجينان.
بالإضافة إلى المستحلبات التقليدية، تقوم المختبرات العلمية حول العالم بعمل مستحلبات أكثر تعقيدا مثل المستحلبات النانوية، والجسيمات النانوية الدهنية الصلبة، وجزيئات الهيدروجيل، والمستحلبات متعددة الطبقات.
أين من المرجح أن تجد المستحلبات؟
يتم استخدام المستحلبات في العديد من الأغذية المصنعة، ومنتجات العناية الشخصية والمنزلية، ومواد التشحيم الصناعية وغيرها، بما في ذلك:
منتجات الألبان - الصلصات الكريمية - المايونيز - اللحوم المصنعة - حليب جوز الهند المعبأ أو حليب اللوز - الحساء - مكملات الألياف - الأيس كريم وبعض الزبادي – الشوكولاتة - زبدة الفول السوداني وزبدة المكسرات الأخرى - الكعك والحلويات - المقرمشات وبعض الخبز - منتجات العناية بالبشرة - معاجين الأسنان - في الأدوية والمكملات الغذائية.
فوائد المستحلبات والاستخدامات المحتملة
إن الاستخدام الرئيسي للمستحلب هو المساعدة في استقرار الخليط ومنع فصل المكونات.
اعتمادًا على النوع المحدد، يمكن أن تشمل الفوائد والاستخدامات المحتملة الأخرى ما يلي:
- تحسين سمك وحجم المنتجات.
- تحسين طعم ومظهر الأطعمة (جعل الألوان أكثر تناسقًا ، إلخ).
- إطالة العمر الافتراضي للمنتجات المختلفة من خلال الحفاظ على نضارتها لفترة أطول.
- الحفاظ على المنتجات المخفوقة جيدة التهوية وخفيفة.
- منع الإفراط في طهي الأطعمة أو تليينها.
- المساعدة في امتصاص العناصر الغذائية: على سبيل المثال، يمكن أن يساعد الليسيثين في امتصاص الفيتامينات التي تذوب في الدهون، مثل الفيتامينات (أ - د - هـ - ك).
- كما يوفر الليسيثين مادة الكولين، وهي عنصر غذائي أساسي ضروري للصحة الإدراكية.
- المساعدة في الحفاظ على مستويات صحية من السكر في الدم والكوليسترول: يمكن لمكملات الليسيثين أن تقلل مستويات الكوليسترول الكلية، في حين أن صمغ الغوار قد يساعد في تقليل ارتفاع نسبة السكر في الدم.
- قد تساعد المستحلبات الطبيعية أيضًا على الشعور بالشبع نظرًا لاحتوائها على الألياف.
- ترطيب البشرة: في منتجات العناية بالبشرة، تعمل المستحلبات كمطريات لحبس زيوت البشرة والمياه وبالتالي، يمكن أن يساعد هذا في تخفيف التهاب الجلد الجاف.
- تكوين تناسق شبيه بالهلام في المنتجات التي تستخدم على الشعر أو الجسم.
- إضافة سماكة لمعاجين الأسنان.
- الحفاظ على المكونات في الأدوية أو المكملات الغذائية متناسقة وخالية من الانفصال.
المخاطر والآثار الجانبية للمستحلبات
تعتبر إدارة الغذاء والدواء (FDA) العديد من مكونات الاستحلاب في الأطعمة على أنها آمنة. تضع إدارة الغذاء والدواء إرشادات محددة حول الأنواع التي يمكن استخدامها وبأي مقادير لمنع ردود الفعل السلبية.
لكن قد تكون بعض المستحلبات ضارة إذا كنت تستهلك الكثير منها، فقد تؤدي إلى مشاكل في الجهاز الهضمي مثل الإسهال وآلام البطن والغثيان والانتفاخ.
لذلك، المستحلبات غالبا ما تستخدم بكميات صغيرة فقط في الأطعمة.
كيفية تحديد السلامة
- إذا كنت ترغب في تجنب المستحلبات التي قد تكون ضارة، فاختر المنتجات العضوية المصنوعة من مكونات قليلة. تذكر: لن تجد أي إضافات غذائية على الإطلاق في أشياء مثل الخضروات أو الفواكه أو الحبوب الكاملة 100٪ أو البيض أو السمك أو المكسرات أو البذور.
- اقرأ ملصقات المكونات عند شراء الأطعمة حتى تعرف ما تستهلكه.
- يعتبر ليسيثين عباد الشمس خيارا جيدا إذا كنت تأكل الأطعمة المصنوعة من مستحلب واحد أو أكثر. ليسيثين عباد الشمس آمن بشكل عام ويمكن تناوله بأقل مخاطر الآثار الجانبية. من غير المرجح أن يتم تعديل هذا النوع من المستحلب وراثيا ولا يخضع لعملية استخلاص مكثفة مقارنة بالمضافات الغذائية الأخرى، بما في ذلك الليسيثين المنتج من فول الصويا أو صفار البيض.
- يمكن أيضا أن تعتبر صمغ الغوار والبكتين والنشويات مستحلبات جيدة، نظرا لأنها مشتقة بشكل طبيعي ولديها بعض الفوائد التي تقدمها مثل المساعدة في إدارة الكوليسترول، وسكر الدم، والهضم، والشعور بالشبع.
الخلاصة
- الاستحلاب هو عملية الجمع بين المكونات التي عادة لا تمتزج جيدًا، مثل المكونات الغذائية "غير القابلة للامتزاج" مثل الزيت والماء.
- يضيف مصنعو المواد الغذائية المستحلبات إلى الأطعمة لدعم هيكلها وملمسها ونكهتها ومظهرها وشعورها بالفم وفترة صلاحيتها.
- تشمل الأمثلة صمغ الغوار، والليسيثين، والكاراجينان، والبكتين، والنشويات، والأنواع الاصطناعية مثل إسترات بولي جلسرين، وبولي سوربات ، ولاكتيلات ستيرويل.
- لتقليل الآثار الجانبية، استهلك فقط الأطعمة التي تحتوي على هذه المواد المضافة بكميات صغيرة. يُعد تناول كميات أقل من الأطعمة المصنعة واختيار العناصر العضوية طريقة جيدة لتجنب الكثير من الإضافات.
المصادر
Food Additives: Emulsifiers (Food and Nutrition, 2017).
Overview of Food Ingredients, Additives & Colors, U.S. Food and Drug Administration, 2010.
Xanthan gum (Handbook of hydrocolloids, 2021).
“Food Ingredients” Reference Module in Food Science (Elsevier, 2016).
“Carbohydrates” Introduction to the Chemistry of Food (Academic Press, 2020).
“Microbial Polysaccharides in Food Industry” Biopolymers for Food Design (Academic Press, 2018).
CFR – Code of Federal Regulations Title 21, U.S. Food and Drug Administration, 2010.
Basic Principles and Application to Pharmacy Practice (Elsevier, 2014).
