ژل در ساختار فراورده های غذایی
ژل ها، بخشی مهمی از ساختار های غذایی را تشکیل میدهند. تقریبا تمام مواد غذایی نیمه جامد، ساختار ژلی دارند. این ساختار ها، می توانند بر پایه آب یا روغن باشند که به ترتیب، هیدروژل و الئوژل نامیده می شوند. ساختار های ژل به شدت وابسته به ویژگی های مولکول های سازنده، نوع واکنش این مولکول ها و ویژگی های شیمیایی محیط تشکیل دهنده ژل، به ویژه غلظت یون ها است (الئوژل و کاهش چربی های اشباع).
واکنش ژل به دما
یکی از پارامتر های مهم در فرمولاسیون های غذایی، واکنش ژل به دما است. در بعد فرمولاسیون، مرحله قالب ریزی و بسته بندی، به دمای بستن ژل و جامد شدن ساختار وابستگی زیادی دارد. در ارتباط با احساس دهانی، اگر محصول در دمای بدن ذوب نشوند، مطلوبیت کمتری خواهد داشت (جایگاه ارزیابی حسی در توسعه بازار). همچنین از نظر ماندگاری، تغییرات دمایی طی توزیع و قفسه گذاری، ممکن است با تغییر ساختار ژل، شکل و پایدرای محصول را تحت تاثیر قرار دهد. در فرایند های مثل پرینتر سه بعدی، رفتار حرارتی ژل، نقش اساسی در طراحی سیال چاپ دارد (پتانسیل‌های پرینترهای سه بعدی در صنعت غذا).
ژل های برگشت پذیر دمایی
ساختار های ژل، از تغییر حالت از فرم سل به ژل تشکیل می شوند. در عمده موارد، یک ساختار سل در دمای بالاتر از دمای تشکیل ژل، که حاوی مولکول های پر انرژی با شکل موکلول تصادفی هستند، با کاهش دما، دچار کاهش انرژی در کل مولکول های سیستم شده و در شرایط مناسب، مولکول ها نظم پیدا کرده و شبکه ای را تشکیل می دهند. با این حال، وقتی ساختار تشکیل شود، الزاما با افزایش دما، به دمای بالاتر از دمای تشکیل ژل و حتی دمای چندین درجه بیشتر، ساختار ژل، تخریب نمی شود. باید در نظر داشت که منظور از دما، دماهای پایین تر از دمای جوش آب است و اگر دما به بالاتر از 100 درجه سانتی گراد برسد، به دلیل انرژی بالای سیستم، رفتار های متفاوتی قابل مشاهده است. بر این اساس، منظور از برگشت پذیری دمایی ژل، مربوط به دماهای بسته بندی، نگهداری و مصرف ماده غذایی است. ژل های برگشت پذیر دمایی، انعطاف پذیری زیادی برای فرمولاسیون فراهم می کند، با این حال، در مواردی نیز، ژل های غیر برگشت پذیر، کاربرد دارند. می توان گفت که عمده ژل های دارای برگشت پذیری دمایی، از نوع ژل های تشکیل شده بر پایه نقاط اتصال یونی و گروه های فعال هستند. باید توجه داشت که دمای بستن ژل و ذوب ژل متفاوت است و بحث هایی مانند فرایند و بسته بندی، وابسته به دمای بستن ژل می باشد.
ژلاتین
ژلاتین احتمالا شناخته شده ترین هیدروکلوئید با ویژگی برگشت پذیری دمایی است. نکته مهم تر این است که دمای ذوب ژل ژلاتین، نزدیک به دمای بدن انسان است و باعث ایجاد احساس دهانی خوشایند ناشی از ذوب در هنگام مصرف می شود. این ویژگی به همراه ساختار ژل نرم آن، کاربرد آن را در محصولات مختلف به ویژه، پاستیل ها، به یک گزینه بی رقیب تبدیل کرده است.
آگار
آگار، هیدروکلوئیدی استخراج شده از جلبک و با هزینه بالا است. آگار به دلیل امکان تشکیل ژل با برگشت پذیری دمایی و ساختار ژل قوی، در فراورده های مختلف غذایی، کاربرد دارد. ژل تشکیل شده با آگار، اگرچه برگشت پذیری دمایی دارد ولی دمای ذوب آن، در شرایط عمومی بالاتر از 80 درجه سانتی گراد است. این محدوده دمایی، برای فراورده های پخت که در دماهای بالا، فرایند می شوند، دارای اهمیت است.
کاپا و یوتا کاراگینان
دو گونه کاپا و یوتا کاراگینان، جزو پرکاربرد ترین هیدروکلوئید ها در فراروده های غذایی به ویژه لبنی و گوشتی هستند و همچنین ویژگی برگشت پذیری دمایی ژل را نشان می دهند. دمای ذوب ژل کاپا کاراگینان تقریبا 60 درجه سانتی گراد و در مورد یوتا کاراگینان، تقریبا 50 درجه سانتی گراد است. این ویژگی، ذوب مجدد فرمولاسیون برای بسته بندی را در دسترس قرار می دهد.
پکتین با متوکسیل کم
پکتین با متوکسیل کم، از جمله هیدروکلوئید های تشکیل دهنده ژل نرم است که برای تشکیل نیاز به شرایط نسبتا اسیدی و حضور یون کلسیم در غلظت بهینه دارد. ژل پکتین با متوکسیل کم در دمای تقریبا 60 درجه سانتی گراد، از به فرم سل تبدیل می شود.
نشاسته اصلاح شده
نشاسته های واکسی اصلاح شده با آمیلومالتاز، دارای ویژگی برگشت پذیری دمایی هستند که در محصولاتی مانند ماست، احساس دهانی مناسبی را مشابه با عملکرد ژلاتین ایجاد می کند (چرا نشاسته واکسی پرمصرف است).
