پکتین در مربا

پکتین یکی از ترکیبات پرکاربرد و ارزشمند در صنایع غذایی، به ویژه در تولید مربا و ژله است. این ماده یک پلی‌ساکارید طبیعی است که در دیواره‌های سلولی گیاهان یافت می‌شود و نقش مهمی در اتصال سلول‌های گیاهی به یکدیگر دارد. واژه پکتین برای اولین بار در سال 1825 توسط شیمی‌دان فرانسوی Braconnot از کلمه یونانی پنکستوز به معنی لخته اقتباس شد. وی پکتین را از هویج و کنگر فرنگی استخراج و آن را ماده‌ای محلول در آب که مایعی ویسکوز و موسیلاژی ایجاد می‌کند، توصیف نمود. امروزه، پکتین به طور گسترده به عنوان یک ماده ژل‌کننده، پایدارکننده، قوام‌دهنده و امولسیفایر در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی بهداشتی استفاده می‌شود.

پکتین چیست؟

پکتین یک کربوهیدرات ساختاری است که در تمام گیاهان وجود دارد. ترکیبات پکتیکی سازنده اصلی در ساختمان سلول هستند و نقش مهمی به عنوان ترکیبات چسباننده (پیونددهنده) در لاملای میانی دیواره‌های سلولی ایفا می‌کنند. این ترکیبات به وفور در سبزیجات و میوه‌جات وجود دارند و تا حد زیادی مسئول سفتی و شکل‌دهی آن‌ها هستند. در طی فرایند رسیدن، به علت هیدرولیز آنزیمی و دپلیمریزاسیون ترکیبات پکتیکی اولیه، این ترکیبات تجزیه شده و پکتین‌های محلول تولید می‌کنند.

از نظر ساختاری، پکتین یک هتروپلی‌ساکارید است که از تعداد زیادی واحد D-گالاکتورونیک اسید تشکیل شده که توسط پیوندهای آلفا 1 و 4 کنار هم قرار گرفته‌اند. گروه‌های پلی‌گالاکتورونیک اسید ممکن است تا حدی توسط گروه‌های متیل استری شده باشند. بر اساس منشأ و روش استخراج، پکتین می‌تواند حاوی مقادیر متغیری از قندهای خنثی مانند D-گالاکتوز، L-رامنوز و L-آرابینوز باشد. قندهای خنثی معمولاً در زنجیره‌های جانبی وجود دارند، اما L-رامنوز ممکن است در زنجیره اصلی نیز حضور داشته باشد و بر شکل مولکول پکتین و در نتیجه تشکیل شبکه سه بعدی در هنگام ژل‌دهی مؤثر باشد.

منابع اصلی تجاری برای تولید پکتین، پوست مرکبات (به ویژه لیمو و در مراتب بعدی پرتقال و گریپ فروت) و تفاله سیب هستند. سرگل آفتابگردان و تفاله چغندرقند نیز حاوی مقادیر زیادی فیبر پکتین هستند، اما به طور تجاری کمتر استفاده می‌شوند. در میوه‌های نارس و تازه رسیده، پکتین قدرت ژل‌سازی بیشتری دارد. میوه‌های کاملاً رسیده معمولاً قدرت ژل‌سازی خوبی ندارند. برای استخراج پکتین از منبع گیاهی، از آب گرم اسیدی تحت شرایط کنترل شده دما و pH استفاده می‌شود. محلول استخراجی سپس خالص‌سازی و پکتین از آن جدا می‌شود، اغلب با استفاده از حلال‌هایی مانند ایزوپروپانول یا اتانول که باعث رسوب پکتین می‌شوند.

چرا از پکتین در صنعت مرباسازی استفاده می‌شود؟

پکتین یکی از مواد اصلی استفاده شده در صنعت مرباسازی است و کاربردهای آن به دلایل متعددی مورد توجه قرار می‌گیرد.

1. تشکیل ژل و قوام‌دهندگی: مهم‌ترین ویژگی پکتین، توانایی آن در تشکیل ژل در حضور اسید و شکر است. این خاصیت باعث می‌شود مربا و مارمالاد به شکل مناسبی ژله‌ای شوند و قوام مطلوب را به دست آورند. پکتین در محصولات غذایی برای ایجاد ویسکوزیته، پایداری و قوام نیز به کار می‌رود. مولکول‌های پکتین مقدار زیادی آب را جذب می‌کنند که برای حل کردن اسید و قند در ژل ضروری است.

2. پایداری: پکتین به پایداری ذرات معلق در مربا کمک می‌کند و مانع رسوب تکه‌های میوه یا دیگر مواد جامد در محصول نهایی می‌شود.

3. کاهش زمان پخت: استفاده از پکتین زمان پخت مربا را کاهش می‌دهد. نیازی به پخت طولانی برای غلیظ شدن طبیعی محصول نیست، که این امر به حفظ طعم و رنگ طبیعی میوه نیز کمک می‌کند.

4. افزایش عمر ماندگاری: پکتین می‌تواند به جلوگیری از رشد برخی میکروارگانیسم‌ها کمک کند، بنابراین به افزایش عمر ماندگاری مربا کمک می‌کند. همچنین، پکتین با جلوگیری از تبلور شکر (شکرک زدن) در مربا، ماندگاری محصول را افزایش می‌دهد.

5. بافت و مزه مناسب: استفاده از پکتین باعث ایجاد بافتی مناسب و مزه‌ای لذیذ در مربا می‌شود. پکتین خود بی‌مزه است و تنها بر بافت و قوام محصول تأثیر می‌گذارد.

در مقایسه با زانتان گام، پکتین به طور کلی ژلی با کیفیت بالاتر و بافت متناسب و یکدست در محصولات میوه‌ای ایجاد می‌کند. زانتان گام ژل نسبتاً ضعیف‌تری تشکیل می‌دهد و می‌تواند بافت محصول نهایی را تغییر دهد. با این حال، زانتان گام ممکن است ویسکوزیته را افزایش دهد، به خصوص در مرباهایی با ژله‌پذیری طبیعی کم. پکتین به دلیل خواص ژله‌پذیری قوی و منبع طبیعی، ماده‌ای اصلی در مرباسازی است.

انواع پکتین و کاربرد آنها در مرباسازی

پکتین‌های تجاری بر اساس درجه استریفیکاسیون (میزان متیله بودن) به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

1. پکتین با متوکسیل بالا (HM - High Methoxyl): این نوع پکتین برای تشکیل ژل به محتوای قند بالا (معمولاً بیش از 50% شکر) و محیط اسیدی نیاز دارد. در غلظت‌های کم شکر، ژل‌های قوی تشکیل می‌دهد. معمولاً در دستورالعمل‌های سنتی مربا و ژله استفاده می‌شود که شکر نقش نگهدارنده و ژل‌کننده دارد. پکتین HM خود به دو نوع تقسیم می‌شود:

   • پکتین تند بند (Rapid Set): این نوع پکتین در دمای بالاتری (حدود 85 درجه سانتی‌گراد یا بالاتر) ژل تشکیل می‌دهد. مناسب برای ژله‌هایی است که مواد معلق در آن‌ها وجود دارد، مانند مارمالادی که حاوی تکه‌های میوه است. بیشترین ژل را در pH حدود 4 تشکیل می‌دهد.

   • پکتین کند بند (Slow Set): این نوع پکتین در دمای پایین‌تری (حدود 55 تا 60 درجه سانتی‌گراد) ژل تشکیل می‌دهد. معمولاً برای مارمالادها و ژله‌هایی مانند انگور یا زردآلو که ژل شفافی دارند، استفاده می‌شود. بیشترین ژل را در pH حدود 3 تشکیل می‌دهد. برای تولید ژله، استفاده از نوع کند بند (Slow Setting Gel) توصیه می‌شود، مگر اینکه پک‌ها کم حجم باشند که نوع تند بند نیز مناسب است.

2. پکتین با متوکسیل پایین (LM - Low Methoxyl): این نوع پکتین می‌تواند ژل را با قند کم یا بدون قند تشکیل دهد. برای تشکیل ژل به حضور یون‌های کلسیم نیاز دارد. پکتین LM برای محصولات کم شکر یا بدون قند (مناسب برای افراد دیابتی یا آگاه به سلامتی) مناسب است. این گروه نسبت به گروه‌های دیگر غلظت کمتری ایجاد می‌کند. در میوه‌ها و آب‌میوه‌های رژیمی بایستی از پکتین LM استفاده شود.

انتخاب نوع پکتین مناسب برای محصول، اولین گام در استفاده از آن است. برای مرباها و ژله‌های سنتی، پکتین HM بهترین انتخاب است، در حالی که برای محصولات کم قند، پکتین LM مناسب‌تر است.

نحوه استفاده از پکتین در تولید مربا

برای استفاده مؤثر از پکتین در مرباسازی، رعایت نکات خاصی ضروری است:

1. اندازه‌گیری دقیق: اندازه مناسب پکتین برای دستیابی به قوام مطلوب بسیار مهم است. پکتین زیاد باعث سفتی بیش از حد می‌شود و پکتین کم باعث آبکی شدن محصول می‌گردد. میزان مصرف پکتین صنعتی به ازای هر 1 کیلوگرم شکر یا میوه، معمولاً 10 تا 15 گرم (حدود 1 تا 1.5 قاشق غذاخوری) است. این مقدار بسته به نوع میوه و میزان پکتین طبیعی آن متفاوت است. میوه‌های با پکتین کم (مانند توت فرنگی، هلو، گیلاس) به پکتین بیشتری نیاز دارند. میوه‌های با پکتین زیاد (مانند سیب، پرتقال، به) ممکن است اصلاً به پکتین اضافه نیاز نداشته باشند.

2. مخلوط کردن قبل از افزودن: پکتین پودری برای انحلال در آب باید با سرعت زیاد هم زده شود تا کلوخه تشکیل نشود. بهترین راه برای استفاده درست، مخلوط کردن پکتین با سایر ترکیبات پودری قابل حل مانند شکر یا نمک قبل از افزودن به مایع است. همچنین می‌توان آن را با دور بسیار تند همزن در محلول آبی اضافه کرد. مخلوط کردن پکتین با شکر به توزیع یکنواخت آن و جلوگیری از کلوخه شدن کمک می‌کند.

3. زمان اضافه کردن: بهترین زمان برای اضافه کردن پکتین، در ابتدای پخت، قبل از افزودن شکر یا همزمان با آن است. پکتین باید در مایعی حل شود که هنوز داغ نیست تا به درستی فعال شود. اگر خیلی زود اضافه شود، ممکن است تجزیه شده و اثر خود را از دست بدهد. اگر خیلی دیر اضافه شود، ممکن است به درستی حل نشود و باعث ایجاد توده‌های ژله‌ای شود. بر اساس یک فرمول تولید، پکتین همراه با شکر و آب در دمای 80 درجه سانتی‌گراد مخلوط شده و پس از حل شدن به بخش میوه و شکر در دمای 75 درجه اضافه می‌شود.

4. نیاز به حرارت و اسیدیته: پکتین برای فعال شدن نیاز به حرارت دارد و باید همراه با مایع جوشانده شود تا ژل تشکیل دهد. مخلوط باید به جوش بیاید تا پکتین فعال شود و سپس تا رسیدن به غلظت مورد نظر پخته شود. پکتین برای ژل شدن به محیط اسیدی نیاز دارد. اسید سیتریک برای تنظیم pH و بهبود ژل شدن پکتین استفاده می‌شود. مقدار مصرف اسید سیتریک به نوع میوه و اسیدیته طبیعی آن بستگی دارد.

5. استفاده از اسید سیتریک: اسید سیتریک (یا جوهر لیمو) علاوه بر تنظیم pH برای ژل شدن پکتین، به پایداری رنگ و افزایش ماندگاری (کاهش رشد میکروبی و جلوگیری از شکرک زدن) کمک می‌کند. بهترین زمان اضافه کردن اسید سیتریک در انتهای پخت، وقتی مربا تقریباً آماده است، می‌باشد. اضافه کردن زودهنگام اسید سیتریک ممکن است باعث تجزیه پکتین شده و بافت مربا را خراب کند. در انتهای پخت، 1 تا 3 گرم اسید سیتریک حل شده در آب گرم به ازای هر 1 کیلوگرم شکر یا میوه اضافه می‌شود. مخلوط پس از اضافه کردن اسید سیتریک باید 1 تا 2 دقیقه دیگر بجوشد.

6. ترکیب پکتین و اسید سیتریک: بهتر است پکتین و اسید سیتریک به طور جداگانه و در زمان مناسب اضافه شوند. پکتین در ابتدای پخت و اسید سیتریک در انتهای پخت. اضافه کردن همزمان این دو ممکن است باعث کاهش تأثیر پکتین یا بیش از حد منعقد شدن آن شود.

7. خنک کردن و بسته‌بندی: پس از رسیدن به نقطه ژل، مربا یا ژله باید به سرعت در شیشه‌های استریل ریخته و در بسته شود. خنک شدن آهسته به چسبندگی پکتین و ایجاد بافت سفت کمک می‌کند.

8. نکات دیگر: حرارت بیش از حد می‌تواند ساختار پکتین را از بین ببرد. پکتین با برخی مواد مانند کلسیم واکنش داده و به بهبود قوام کمک می‌کند. پکتین در محلول‌های حاوی مقدار زیاد شکر به آرامی حل می‌شود.

استفاده از پکتین با جایگزین‌های شکر

در صورت استفاده کمتر از شکر یا جایگزینی آن با فروکتوز یا گلوکز، باید به تأثیر این مواد بر قوام، طعم و نگهداری مربا توجه کرد. شکر معمولی (ساکارز) در تشکیل ژل، قوام و ماندگاری مربا نقش مهمی دارد. جایگزینی آن با فروکتوز یا گلوکز نیاز به تنظیماتی در مقدار پکتین و اسید سیتریک دارد.

• فروکتوز و گلوکز: فروکتوز (حدود 1.7 برابر) شیرین‌تر از شکر است، اما ژل‌بندی را سخت‌تر می‌کند. گلوکز (حدود 0.7 برابر) کمتر از شکر شیرین است، اما قوام بهتری به مربا می‌دهد. ترکیب فروکتوز و گلوکز می‌تواند بهترین نتیجه را بدهد. برای 1 کیلوگرم میوه، حدود 400 تا 500 گرم فروکتوز یا 700 تا 800 گرم گلوکز یا ترکیب 300 گرم فروکتوز + 400 گرم گلوکز پیشنهاد می‌شود.

• تنظیمات پکتین و اسید سیتریک: چون فروکتوز و گلوکز ژل‌بندی را سخت‌تر می‌کنند، مقدار پکتین باید حدود 20٪ افزایش یابد (حدود 12 تا 18 گرم به ازای هر 1 کیلوگرم میوه). اگر فقط از فروکتوز استفاده می‌شود، مقدار اسید سیتریک باید 2 برابر شود (حدود 2 گرم). اگر از گلوکز استفاده می‌شود، مقدار اسید سیتریک نیازی به تغییر ندارد.

• زمان جوشاندن: زمان جوشاندن مربا باید 5 تا 10 دقیقه کاهش یابد، زیرا فروکتوز و گلوکز به سرعت رنگ را تغییر داده و ممکن است باعث تیره شدن مربا شوند.

به طور کلی، استفاده از ترکیب فروکتوز و گلوکز همراه با افزایش پکتین و تنظیم اسید سیتریک، بهترین رویکرد برای کاهش شکر در مربا است.

تحلیل برای گروه‌های مختلف تولید کننده

• تولیدکنندگان خانگی: توصیه می‌شود از پکتین استفاده کنند، زیرا کیفیت و بافت بهتری ایجاد می‌کند و هزینه بیشتر آن در مقیاس خانگی قابل توجه نیست.

• کارگاه‌های کوچک: می‌توانند از هر دو ماده استفاده کنند. پکتین برای اولویت دادن به کیفیت و زانتان گام برای کاهش هزینه‌ها.

• شرکت‌های بزرگ: انتخاب بستگی به بازار هدف و بودجه دارد. پکتین برای محصولات با کیفیت بالا و زانتان گام برای محصولات اقتصادی.

در نهایت، استفاده از پکتین معمولاً منجر به کیفیت بالاتر در مربا می‌شود، اما زانتان گام گزینه اقتصادی‌تری برای برخی تولیدکنندگان است.

نگهداری و ایمنی پکتین

پودر پکتین باید در جای خشک و خنک (دمای 4 تا 27 درجه سانتی‌گراد) و با رطوبت کم نگهداری شود تا از جذب رطوبت و کاهش عملکرد آن جلوگیری شود. باید از نور مستقیم خورشید و ظروف عایق هوا استفاده کرد. رعایت تاریخ انقضا نیز مهم است.

پکتین به طور کلی برای مصرف بی‌خطر است و معمولاً توسط بیشتر افراد به خوبی تحمل می‌شود. آلرژی به آن بسیار نادر است. پکتین توسط بدن انسان هضم نمی‌شود و عمدتاً به صورت دست‌نخورده از دستگاه گوارش عبور کرده و فواید فیبر را فراهم می‌کند. ایمنی پکتین در صنایع غذایی به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است.

پکتین یک افزودنی غذایی طبیعی و چند منظوره است که نقش حیاتی در تولید مربا و ژله با کیفیت، بافت و پایداری مناسب ایفا می‌کند. درک انواع آن، نحوه عملکرد و روش صحیح استفاده، به تولیدکنندگان در هر مقیاسی کمک می‌کند تا محصولاتی مطلوب و استاندارد تولید کنند.

سوالات متداول