تكنولوجيا تصنيع الهلاميات

يعد الهلام حالة غروية يشترك في تكوينها مجموعة من المركبات تتضمن البكتين والسكر والحمض، ومن أهم النظريات التي تفسر آلية تكوين الهلام هي النظرية القائلة بأن البكتين مادة غروية ذات شحنة سالبة تحاط حبيباتها بطبقة رقيقة من الماء بينما يقوم السكر بربط الماء المحيط بالبكتين في حين يعمل الحمض في الوقت نفسه على تعديل الشحنة السالبة مما يؤدي في النهاية إلى تشكيل حالة متخثرة يتحول فيها البكتين على شكل خيوط دقيقة منتشرة في المحلول الحامضي السكري، حيث يمكن تعمل هذه الخيوط على ربط المحلول السكري وتحويله إلى حالة متماسكة عند زيادة التركيز الأمر الذي يحتم ضرورة توفير الكمية الكافية من البكتين للقيام بدورها في تشكيل الحالة الهلامية بالتوافق مع السكر والحمض وذلك ضمن تركيز معين.

وتتراوح نسبة البكتين الواجب توافرها من أجل تشكيل الهلام 0.5 - 0.7 % أما بالنسبة للسكر فإن النسبة اللازمة منه تتراوح بين 65 - 68%، كما يجب أن يكون PH في حدود 3.

مواصفات الهلام الجيد:

يجب أن يتمتع الهلام الجيد بمجموعة من الخصائص والصفات والتي من أهمها ما يلي:

1. يجب أن يكون رائقاً وشفافاً لامعاً .

2. أن يكون القوام رجراجا متماسكاً.

3. أن يكون سطحه أملس له حواف حادة عند قطعه بالسكين .

4. أن يتوفر فيه الصفات الحسية للمادة الأولية المستخدمة في تصنيعه وذلك من حيث الطعم واللون والرائحة .

5. أن يأخذ شكل الإناء المعبأ فيه بعد التبريد والتفريغ.

المكونات العامة في تصنيع الهلام :

إن الهلاميات تتكون من مجموعة من المواد التي تتجانس فيما بينها لتشكل المنتج النهائي والتي سوف نأتي على ذكرها في الفقرات التالية :

(1) البكتين:

يعتبر البكتين من المواد متعددة السكريات حيث تتألف وحدة تكوينها الأساسية من حمض غلاكتورينيك، وأهم الصور التي يتواجد عليها البكتين هي البروتوبكتين وهي عبارة عن مادة غير ذائبة تشترك في تكوين الجدار اللاحم بين خلايا الثمار، ويعود الفضل في صلابة الثمار في طور النضج الفيزيولوجي المبكر إلى هذه المادة ومع تقدم الثمار في النضج فإن هذه المادة تتعرض للتحلل بواسطة أنزيم بروتوبكتيناز حيث تتحول إلى مواد أخرى أكثر قابلية للذوبان والتي تعرف باسم البكتين، والذي يتحول بدوره عند اكتمال النضج عند الثمار إلى حمض البكتين.

تختلف الفواكه من حيث نسبة البكتين التي تحتويها ، فعلى سبيل المثال يعتبر التفاح من الفواكه الغنية بمادة البكتين، كما تعتبر الحمضيات من الفواكه الغنية أيضاً بالبكتين وخصوصاً الطبقة الاسفنجية السطحية منها، لذا فإن تصنيع المستحضرات البكتينية النقية يتم منها حيث يتم الاستفادة من المخلفات الناتجة عن عصر وتصنيع التفاح والحمضيات من أجل الحصول على البكتين، حيث تعتمد أغلب الطرق المستخدمة لهذا الغرض على قابلية البكتين على الذوبان في الماء وعدم قابليته للذوبان في الكحول الاثيلي، ونتيجة لتكرار إذابته في الماء وترسيبه بالكحول يمكن استخلاصه وتحضيره على حالة نقية.

يؤدي انخفاض نسبة البكتين عن 0.26 % إلى عدم تكوين الحالة الهلامية، حيث توجد علاقة عكسية بين نسبة السكر ونسبة البكتين اللازمين لتشكيل الهلام فكلما قلت نسبة البكتين كلما زادت نسبة السكر اللازمة للوصل للحالة الهلامية وذلك مع ثبات درجة PH الوسط.

ويمكن إيضاح هذا الأمر من خلال الجدول رقم (1) الذي يبين العلاقة بين نسبة السكر والبكتين اللازمين للوصول إلى الحالة الهلامية.

الجدول رقم (1) :

(2) الحموض :

تعتبر كمية الحموض العضوية في العصائر من العوامل الهامة من أجل الحصول على الحالة الهلامية، حيث لوحظ أنه يوجد علاقة عكسية بين كمية الحمض العضوي الموجود في العصير وبين كمية السكر وذلك عند ثبات نسبة البكتين، ويمكن إيضاح هذا الأمر من خلال معطيات الجدول رقم (2) الذي يوضح العلاقة بين تركيز الحمض والسكر في تشكيل الحالة الهلامية عند نسبة بكتين قدرها 1.5%.

ونلاحظ من النتائج السابقة أنها قد حددت في ظروف تصنيع الهلام الصناعي لأن العامل المحدد هنا ليس الحموضة العامة الكلية بل تركيز أيونات الهيدروجين، حيث أن وجود بعض المواد المنظمة قد يؤثر على رقم PH دون أن يؤثر على الحموضة العامة، وبالتالي يجب أن تكون درجة PH تتراوح بين 3.4 - 3.5، ويعتبر وجود الحمض ضرورياً لتحويل السكروز أثناء التسخين إلى سكر محول حيث يمنع انفصال بلورات السكر وظهور ظاهرة التسكر غير المرغوبة.

ولقد أكدت بعض الأبحاث التي قام بها عدد من العلماء على تأثير PH الوسط في الحالة الهلامية، مع التنويه على وجود اختلافا في القيمة العظمى المثالية حيث اعتمد هذا الأمر على نوعية الحمض المستخدم في صناعة الهلام، حيث أكد العالم W.G.Ogg على إمكانية الحصول على الهلام عند PH 2.45 مع نسبة سكر 65% وبكتين 0.125 % وذلك بغض النظر عن نوع الحمض المستخدم في حين أكد بعض العلماء أمثال A.Mehlitz و H.Eckart و lers. أن الحد الأعظمي لتشكيل الهلام هو عند 2.9 - 3.1 .

(3) السكر :

يعتبر السكروز وبعض المواد السكرية الأخرى مثل السكاكر الأحادية والعسل من العوامل الأساسية من أجل الحصول على الحالة الهلامية للمنتج، وبشكل عام يفضل استخدام السكروز لسرعة انحلاله.

يتراوح التركيز الطبيعي المطلوب للسكر في تصنيع الهلام من 67 - 68 %، وكما هو معروف أنه كلما انخفضت الحموضة العامة كانت كمية السكر المطلوبة أكبر، أما بالنسبة للبكتين فكلما كانت كمية البكتين أكبر كلما تطلبت الحالة الهلامية كمية أقل من السكر، لكن بشكل عام لا يمكن خفض نسبة السكر في جميع الأحوال عن 60% حيث أن انخفاض نسبة السكر عن هذه النسبة قد يؤدي إلى تدهور المواصفات العامة للمنتج النهائي، ومن جهة أخرى يجب عدم رفع تركيز السكر إلى أكثر من 70% وذلك لأن الطعم شديد الحلاوة يؤثر بشكل سلبي على الطعم والقوام للمنتج النهائي.

ذكرنا في الفقرات السابق المواد الأساسية الداخلة في تكوين الهلام والنسب الواجب توافرها من كل مادة من المواد السابقة وذلك بهدف الحصول على هلام جيد الصفات، وفي الفقرة التالية سوف نستعرض عملية الطبخ وتأثيرها على مواصفات الهلام الناتج .

عملية الطبخ :

تؤثر عملية طبخ المكونات السابقة بشكل كبير على مواصفات الهلام الناتج حيث تؤثر هذه العملية على انحلال السكر المضاف ورفع تركيزه، كما تعمل على زيادة قدرة البكتين والحمض الموجودين على تشكيل الحالة الهلامية، وقد وجد أن طبخ هذه المكونات في الأواني المفتوحة مع توفر كمية كبيرة من الحمض يؤدي إلى تحلل المواد البكتينية ويقلل من نكهة الهلام الناتج الأمر الذي يحتم علينا ضرورة تسريع عملية الطبخ وإزاحة الكمية المحددة من ماء العصير خلال دقائق للحصول على الهلام بالقوام المناسب والنكهة المرغوبة، لذا يتم اللجوء في الوقت الحالي إلى أجهزة الطبخ تحت تفريغ للتقليل من التأثير الذي تحدثه درجة الحرارة العالية المرافقة لعملية الطبخ ولتسريع تبخير الماء الفائض في العصير.

وبشكل عام يمكن الحصول على الهلام باستخدام بعض المركبات الأخرى غير البكتين كما هو الحال في مادة الكراجين والجيلاتين، وغالباً ما يصنع الهلام من عصائر الفواكه الغنية بالبكتين حيث يساعد البكتين الطبيعي على الوصول إلى حالة الهلام المرغوبة، ويمكن من خلال الجدول رقم (3) توضيح محتوى بعض الفواكه من المواد البكتينية والحموضة العامة .

طريقة صناعة الهلامي الطبيعي :

(1) استخلاص العصير :

يتم استخلاص العصير بإحدى طرق استخلاص العصير المعروفة إلا أنه في هذه الحالة يفضل غلي الفاكهة مع الماء أو بدونه لمدة تختلف تبعاً لنوع الفاكهة المستخدمة في التصنيع وحالتها (كاملة أو مجزأة أو مهروسة)، والهدف من هذه العملية استخلاص أكبر جزء ممكن من محتوياتها، كما تعمل الحرارة العالية على تحويل مادة البروتوبكتين إلى بكتين، كما أنها تعمل على إتلاف الأنزيمات المحللة للبكتين.

(2) ترشيح العصير :

يتوقف على هذه العملية المظهر الرائق للهلام الناتج، وتعتبر ألواح الأسبستوس من أفضل الطرائق المستخدمة لهذا الغرض، كما يجب ترك العصير رائقاً ساكناً مدة من الوقت بهدف ترسيب المواد العالقة ويمكن من أجل ذلك استخدام أجهزة الطرد المركزي.

(3) إضافة السكر والحمض :

تتوقف كمية السكر المضاف على ما يحتويه العصير من البكتين والحمض كما ذكرنا ذلك سابقا، وبشكل عام يجب أن لا تزيد نسبة السكر عن 55 جزء بالوزن إلى 45 جزء بالوزن من العصير، كما يجب أن يكون السكر المستخدم نقياً خال من الشوائب حتى لا يؤثر بشكل سلبي على مظهر الهلام الناتج .

(4) التركيز :

يتم تركيز الخليط بواسطة التسخين، وتعتبر هذه العملية من أهم العمليات في عملية تصنيع الهلاميات .

فوائد عملية التركيز :

1. إذابة السكر والمساعدة على إتمام الاتحاد بينه وبين البكتين والحمض لتكوين الحالة الهلامية .

2. تحويل السكروز إلى سكاكر أحادية بالتحلل بواسطة الحمض الأمر الذي يؤدي إلى منع حدوث ظاهرة التسكر غير المرغوبة.

3. تساعد على تجميع الغرويات على شكل ريم على السطح مما يسهل كشطها وإزالتها وبالتالي منع ظهور اللون العكر في الهلام.

4. تركيز المواد الصلبة الذائبة إلى الدرجة التي يتم فيها تكوين الحالة الهلامية عند تبريد المحلول .

وكما ذكرنا سابقاً فإن عملية الطبخ أو التركيز يجب أن تتم في أقل وقت ممكن تلافياً لحصول فقد في الطعم والرائحة أو تحلل البكتين مما يفقد الهلام تماسكه .

ويمكن الاستدلال على انتهاء عملية التركيز عن طريق قياس درجة الحرارة الخليط والتي يجب أن تكون 104.5 م وهي درجة غليان محلول يحتوي على 65-68 % مواد صلبة ذائبة، كما يمكن أيضاً الاستدلال على انتهاء هذه العملية بواسطة قياس التركيز بالرافراكتومتر حيث أن قراءة 65 - 68 % تركيز تدل على إتمام مرحلة الطبخ.

(5) التعبئة:

يتم تعبئة الهلام وهو ساخن في أواني زجاجية أو بلاستيكية مخصصة بحيث يتم إحكام غلق هذه العبوات بغطاء من المعدن يمنع وصول الهواء إلى المنتج المعبأ، كما يمكن تعبئة الهلام في عبوات من الصفيح .

(6) البسترة :

يبستر عادة في الإنتاج الكبير على درجة حرارة 180 ف لمدة 30 دقيقة أو يضاف إليه كمية من أملاح حامض الكبريتي لتعطي 100-PPM 150 من SO2 كعامل من عوامل الحفظ.

عيوب الهلام :

1. خشونة الهلام :

ويعود سبب هذه الظاهرة إلى زيادة كمية البكتين عن الحد المناسب أو لنقص كمية السكر.

2. عدم صفاء المظهر :

والسبب في هذه الظاهرة يرجع إلى عدم ترويق العصير بشكل جيد أو نتيجة لوجود شوائب في السكر المستخدم أو لعدم فصل المواد الغروية عند تجمعها على السطح أثناء عملية التركيز.

3. تسكير الهلام :

يرجع لقلة الحموضة أو لقلة الفترة الزمنية خلال عملية التركيز.

4. سيولة الهلام :

وترجع إلى عدم وجود توازن بين مكونات الهلام الأساسية كما يعود سبب هذه الظاهرة بشكل خاص إلى انخفاض PH إلى 3.1 .