مقارنة صمغ الخروب مع صمغ الزانثان والغوار
ثلاثة من أشهر الهيدروكولويدات المستخدمة في صناعة الأغذية للقوام والثبات والتحكم في الملمس هي صمغ الخروب (E410)، وصمغ الغوار (E412)، وصمغ الزانثان (E415). الأولان هما جالاكتومانان المستمدان من البذور الداخلية لبذور النباتات؛ الزانثان هو متعدد السكاريد ينتج عن التخمير الميكروبي. على الرغم من أن هذه الصمغ الثلاثة غالبا ما تذكر جنبا إلى جنب في نفس مجموعة المنتجات، إلا أن بنيتها الكيميائية وسلوكها في الماء وتفاعلاتها مع بعضها البعض تختلف بشكل ملحوظ.
في هذه الورقة، نقارن اللثة الثلاثة من حيث البنية، والذوبانية، وقوة التكثيف، وميل تكوين الهلام، وخاصة التآزر المعروف بين صمغ الفاصوليا الجرادية والزانثانوم؛ نشرح أي خاصية مهمة في اختيار التركيبة ولماذا.
تعريف موجز للسلالم الثلاثة
الهيدروكولويدات هي مواد جزيئية كبيرة تشكل اللزوجة عن طريق التفاعل مع الماء وتشكل هلا تحت بعض الظروف. تستخدم غالبا بنسب منخفضة في صناعة الأغذية؛ الغرض منها هو ضبط قوام المنتج، تأخير فصل الطور، الحد من تكوين بلورات الجليد، أو تنظيم ملمس الفم.
صمغ الخروب (علكة الفاصوليا الجرادية، علكة فاصوليا الخروب، E410)يتم الحصول عليه عن طريق طحن الجزء الداخلي من نواة الخروب (Ceratonia siliqua). في تقييم هيئة سلامة الغذاء الأوروبية (EFSA)، ذكر أن E410 هو مادة غذائية مصرح بها في الاتحاد الأوروبي، يتم الحصول عليها من الباطنة المطحونة لبذور الخروب. كيميائيا، هي جالاكتومانان.
مقياس الغوار (E412)هو جالاكتومانان آخر تم الحصول عليه من بذور نبات الغوار (Cyamopsis tetragonoloba). تشير مراجعة حديثة عن Galactomannans إلى أن بذور الغوار يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 40–50 بالمئة من الجالاكتومانان حسب الوزن.
علكة زانثان (E415) هو من نوع إكسوبوليسكاريد ينتج عن التخمير البكتيري، وليس من بذور النباتات. لذلك، يختلف عن الاثنين الآخرين من حيث أصله وبنيته وسلوكه. في إعادة تقييم EFSA لعام 2017، ذكر أن الزانثا لا يتوقع امتصاصها سليما في الأمعاء، بل يتم تخميرها بواسطة ميكروبيوتا الأمعاء.
البنية الكيميائية: العمود الفقري للمانوز وفروع الجالاكتوز
ما يضع صمغ الخروب وصمغ الغوار في نفس العائلة هو هيكلهما العظمي الشائع. لدى جالاكتومانان سلسلة رئيسية خطية من وحدات D-mannose مرتبطة معا بروابط β-1,4 وفروع جانبية D-جالاكتوز متصلة بهذه السلسلة بواسطة 1.6 رابطة. أهم فرق يميز القشور هو أن الجالاكتوز يتفرع على السلسلة الرئيسية التكرار والتوزيع.
في الأدبيات، غالبا ما يعبر عن هذا الفرق في نسبة المانوز/جالاكتوز (M/G). في مراجعة عام 2025 أجراها فلوريس غارسيا وآخرون، تم إعطاء نسبة M/G لصمغ الخروب حوالي 4:1 ولصمغ الغوار تقريبا 2:1. في دراسة جويكوليا وآخرون حول تآزر الزانثان، يشار إلى هذه النسب بأنها تقريبا 3.5 لصمغ الخروب وحوالي 1.55 للغوار. على الرغم من أن الأرقام تختلف حسب المصادر والمواد الخام، إلا أن الاتجاه هو نفسه: فروع الجالاكتوز متفرقة في صمغ الخروب وأكثر كثافة في صمغ الغوار.
توزيع الفروع مهم أيضا. في نفس المراجعة، يذكر أن فروع الجالاكتوز موزعة بشكل أكثر تساويا في صمغ الغوار، مما يوفر لزوجة أكثر استقرارا وقابلية للتكرار؛ أما في صمغة الخروب، فيذكر أن التوزيع غير المنتظم يسمح بتآزر أقوى مع عوامل التجل الأخرى. تعتبر كتل المانوز "الملساء" التي تبقى غير متفرعة في السلسلة الرئيسية لصمغ الخروب كمناطق يمكنها إقامة روابط فيزيائية مع عدادات السكريات الأخرى.
أما تركيب الزانثا، فهو مختلف تماما: سلاسل جانبية ثلاثية السكاريد متصلة بعمود فقري من وحدات الجلوكوز؛ السلاسل الجانبية تحتوي على المانوز وحمض الجلوكورونيك، مع استبدال بعض الوحدات بمجموعات الأسيتيل والبيروفات. تعطي هذه المجموعات المشحونة الزانثان طابعا أيونيا؛ الجالاكتومانان هي عدادات السكريات المحايدة.
الاختلافات في ذوبانية الماء والترطيب
في الجالاكتومانان، تمنع فروع الجالاكتوز السلاسل الرئيسية من الاقتراب كثيرا من بعضها وتكوين مناطق شبيهة بالبلورات، مما يسهل تفاعل الجزيء مع الماء. وفقا لتجميع فلوريس غارسيا وآخرين، ترتبط ذوبانية الجالاكتومانان في الماء بنسبة سلاسل جانبية الجالاكتوز في الهيكل؛ ومع انخفاض فرع الجالاكتوز، تزداد الروابط الهيدروجينية بين السلاسل وتنخفض الذوبانية.
ينعكس هذا الاختلاف البنيوي في التطبيق كما يلي:
| مقياس الغوار | نظرا لأن فروع الجالاكتوز كثيفة، يمكن نشرها في الماء البارد؛ وفي نفس المراجعة، تم التأكيد على أن قابلية تشتت الغوار في المياه الباردة تعد ميزة مهمة في التطبيقات الصناعية. |
| نطاق الخطوط الموسيقية | وبسبب بنية التفرع المتفرقة، غالبا ما يستخدم مع المعالجة الحرارية في التطبيق للحصول على ترطيب كامل؛ لذلك، يفضل في المنتجات التي تتضمن مراحل البسترة أو الطهي. |
| علكة زانثان | يعرف بأنه صمغ قابل للذوبان في الماء البارد والساخن ويمكنه الحفاظ على لزوجته على نطاق واسع من درجات الحموضة ودرجة الحرارة. |
تؤثر هذه الاختلافات مباشرة على اختيار المسار حسب تدفق إنتاج التركيبة. لا ينبغي أن تتوقع صلصة محضرة باردا وخليط آيس كريم معالج بالحرارة نفس الأداء من نفس المجموعة.
قوة التكثيف وتشكيل الجل
تعتمد قدرة التكثيف ليس فقط على نسبة الجالاكتوز، بل أيضا على الوزن الجزيئي وطول السلسلة. يذكر تجميع فلوريس غارسيا وآخرون القدرة على التكثيف بين الجالاكتومانيين من نوع صمغ الحلبة، صمغ الغوار، صمغ تارا وصمغ الخروب؛ أي أنه عند استخدامه بمفرده، يميل الغوار إلى تكوين لزوجة أعلى من صمغ الخروب.
في الميل لتكوين الجل، ينعكس الترتيب. الجالاكتومانان، التي تحتوي على فروع جالاكتوز أقل من نفس المصدر، تتفاعل بشكل أقوى مع عدادات السكريات الأخرى بفضل كتل المانوز غير المتفرعة وتشكل هلاتا أقوى في تركيبات. في هذا التصنيف، يكون صمغ الخروب هو الأقوى وصمغ الغوار لديه قدرة أضعف على التجل؛ الغوار يعطي محاليل أكثر لزوجة، لكن قدرته على التجلي محدودة.
باختصار:
| الميزة | غامات خروب (E410) | مقياس الغوار (E412) | علكة زانثان (E415) |
|---|---|---|---|
| المصدر | البذرة الداخلية لبذور الخروب | البذرة الداخلية لبذور الغوار | التخمير البكتيري |
| النوع الكيميائي | جالاكتومانان محايد | جالاكتومانان محايد | إكسوبوليسكاريد أنيوني |
| نسبة M/G | تقريبا 3.5–4:1 | تقريبا 1.5–2:1 | غير قابل للتطبيق |
| السلوك في المياه الباردة | محدود؛ عادة ما يستخدم للتدفئة | قابل للتشتت | قابل للذوبان |
| السمك وحده | الوسيط | عالي | هيكل مرتفع وذو ترقق قص |
| إمكانات التآزر | يشكل هلام قوي مع الزانثان | زيادة اللزوجة مع الزانتان، ضعف التجليف | يتفاعل مع الجالاكتومانان |
تعتمد البيانات النوعية في الجدول على النتائج العامة للمراجعات والأبحاث التي موضحة مصادرها أدناه؛ يجب تحديد القيم الدقيقة لمنتج معين بناء على المواصفات الفنية للنطاق المستخدم والقياسات المختبرية.
التآزر بين زانثان وعلكة الخروب
أحد أكثر المواضيع دراسة في علم الهيدروكولويد هو التآزر الذي يحدث عند استخدام صمغ الزانثان وصمغة الخروب معا. هذان النوعان من الكاثوليكريد، اللذان لا يتزاومان بشكل منفصل أو يصنعان هلاتا ضعيفا، يمكن أن يكونا هلا مرنا عند تسخينهما وتبريدهما معا.
في دراسة فرنانديز عام 1995، تم فحص الزانتان؛ الغوار عن طريق خلطه مع صمغة الخروب، التي قسمت إلى صمغة الخروب كاملة وكسور. في الدراسة، أفيد أن أقوى تآزر تم الحصول عليه بنسبة 1:1 بين زانثان وجالاكتورمانان، وكانت نسبة M/G لكسر مقياس الخروب تحدد درجات حرارة التجليم والانصهار، أما الأجزاء التي تحتوي على نسبة M/G عالية فقد أظهرت درجة حرارة انتقال أعلى مع تآزر أقوى.
تدعم دراسة جويكولا وآخرون صورة مشابهة: يذكر أن خلطات صمغ الخروب والزانثان تشكل هلا عند حوالي 60 درجة مئوية، وأن التآزر مع الزانثان يميل إلى الزيادة مع انخفاض محتوى الجالاكتوز. في عام 2015، درس غريزل وآخرون تأثير البنية الدقيقة للجالاكتومانان على تفاعل الزانثان واقترحوا آليتين تعملان معا لتفسير التآزر.
هذه النتائج تعني عمليا أن:
- يمكن النظر في مزيج الزانثان + صمغ الكروب في تركيبات تهدف إلى بناء هلام مع كمية منخفضة من النطاق الإجمالي.
- يوفر مزيج الزانثان + الغوار زيادة أكبر في اللزوجة؛ لا يتوقع أن يتكون هلام بنفس الدرجة.
- تؤثر نسبة الخلط ونسبة M/G في الجالاكتومانان بشكل كبير على سلوك الصلابة ودرجة الحرارة للبنية الناتجة.
أي علكة يتم اختيارها لأي شيء في تطبيقات الطعام؟
اختيار المقياس ليس سؤالا واحدا "أفضل نطاق"؛ يتم تقييم طريقة معالجة المنتج، ومتوسط الصلاحية، والملمس المستهدف، والتكلفة معا.
خلطات الألبان والآيس كريم المعالجة حرارياهي الاستخدامات التقليدية لصمغ الخروب. خطوة المعالجة بالحرارة تسهل ترطيب اللثة؛ تستخدم التركيبات مع مثبتات أخرى لضبط النسيج وسلوك الذوبان. في دراسة أجريت في تركيا، أضيفت صمغ الخروب بنسبة 0.05 و0.10 و0.20 بالمئة إلى الكفير الناتج من حليب الماعز؛ وقد أفيد أنه مع زيادة نسبة اللثة، زادت اللزوجة وقل فصل المصل، وفضل أعضاء اللجنة العينات التي تحتوي على علكة بنسبة 0.05 و0.10 بالمئة للضمنة. تظهر هذه النتيجة أنه حتى عند معدلات منخفضة، يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الأنسجة؛ الاستخدام المفرط يمكن أن يقلل من التذوق.
صلصات ومشروبات وجاهزة للخلط محضرة باردة قد يكون أكثر عملية في منتجات مثل غوار غوم أو زانتان، التي يمكن أن تتشتت في الماء البارد. البنية الانزلاق (شبه البلاستيك) للزانثان تدعم خصائص مرغوبة مثل تدفق الصلصات بسهولة من الزجاجة لكنها تبقى سميكة على الطبق.
في الحلويات، والحشوات وبعض الأطعمة الجاهزة للأكل التي تتطلب بنية هلامية الاستخدام المشترك للزانثان وصمغ الخروب يمكن أن يجعل من الممكن الوصول إلى الأنسجة المستهدفة بكمية أقل من القشرة الكلية بفضل التآزر.
تظهر الاختلافات أيضا في المناطق غير الغذائية. على سبيل المثال، في المراجعة، ذكر أن صمغ الغوار هو أكثر المكثفات استخداما في معاجين الطباعة النسيجية بسبب قابليته للتشتت في الماء البارد، بينما يمكن استخدام صمغ الخروب في معاجين الطباعة المقاومة للقلويات بدرجة حموضة واسعة بفضل تركيبه غير الأيوني.
تقييمات الأمن والتشريعات
جميع الدفعات الثلاث هي إضافات غذائية مصرح بها في الاتحاد الأوروبي برقم E وتم إعادة تقييمها من قبل EFSA في عام 2017.
وفقا لتقييم مقياس الخروب الصادر عن EFSA، فإن E410 نادرا ما يهضم، ولا يمتص سليما، ويتخمر بشكل كبير بواسطة البكتيريا في أمعاء الإنسان. تم تذكيره بأن JECFA حددت قيمة الاستهلاك اليومية المقبولة "غير محددة" في عام 1981؛ كما خلصت لجنة EFSA إلى أنه لا حاجة لقيمة استهلاك يومية مقبولة رقميا، وأنه لا توجد مخاوف تتعلق بالسلامة للسكان العامين في الاستخدامات المبلغ عنها. وفي نفس التقييم، ذكر أن الرضع والأطفال الصغار الذين يطعمون أطعمة لأغراض طبية خاصة قد يكونون أكثر عرضة لتأثيرات الجهاز الهضمي بسبب حالتهم الأساسية، وأن البيانات لهذه المجموعة غير كافية.
بالنسبة لصمغ الزانثان، خلصت EFSA إلى أنه لا حاجة لقيمة كمية مقبولة من الاستهلاك اليومي وأنه لا توجد مخاوف تتعلق بالسلامة عند مستويات التعرض المكررة لعامة السكان؛ كما تم تضمين ذلك في التقييم أنه عند الجرعات العالية لدى البالغين، قد يلاحظ بعض الأفراد انزعاجا في البطن، وهو ما وصفته اللجنة بأنه أثر غير مرغوب فيه لكنه غير سلبي. كما أعيد تقييم علكة الجوار من قبل نفس اللجنة برأي منفصل.
تشكل هذه التقييمات الخلفية العلمية للتشريع الذي يحدد في أي المنتجات وبكميات يمكن استخدام العلكة. أي علكة يمكن استخدامها في منتج الشركة المصنعة وإلى أي نسبة يجب فحصها بشكل منفصل وفقا للتشريعات الإضافية المعمول بها.
الأسئلة الشائعة
هل صمغ الفاصوليا الجراد وصمغ الجوار قابلان للتبادل؟ وبما أن كلا النظامين من جالاكتومانان، فهما قابلان للتبديل جزئيا في بعض التطبيقات؛ ومع ذلك، نظرا لاختلاف ذوبانيتهما، ولزوجتهما، وسلوكهما في تشكيل الهلام، خاصة مع الزانثان، فإن التغيير المباشر من شخص لواحد غالبا لا ينتج نفس النتيجة. يتطلب الأمر تجربة في التركيب.
هل صمغ الزانثان نباتي؟ الزانثان هو عدادي السكريات ينتج عن التخمير البكتيري، وليس من بذور النبات. أما الخروب وصمغ الغوار، فيتم الحصول عليه مباشرة من البذور الداخلية لبذور النباتات.
لماذا نستخدم الزانثان وعلكة الخروب معا؟ عندما يتم تسخين وتبريدي هذين النوعين من البوليسكاريدات معا، يمكن أن يشكلا بنية هلامية مرنة لا يمكن أن تتكون بمفردها. تظهر الأبحاث أن التآزر يعتمد على نسبة الخلط ونسبة المانوز/جالاكتوز في نطاق الخروب.
هل صمغ الخروب هو نفسه دقيق الخروب؟ يتم الحصول على صمغ الخروب من البذرة الداخلية للنواة، بينما يحصل دقيق الخروب من الجزء اللحمي (اللب) في الثمرة؛ وظائفهما وتركيباتها مختلفة.
نواة خروب وتوريد المواد الخام مع Carob Türkiye
المادة الخام لصمغ الخروب هي الحبوب المنفصلة عن ثمرة الخروب. في إنتاج الصمغ، يتم فصل قشرة النواة، ويفصل قسم البذور الداخلية عن الجرثومة والأرض؛ لذلك، فإن توفير الحبوب النظيفة والمصنفة والقابلة للتتبع هو الحلقة الأولى في السلسلة.
في Carob Türkiye، نوفر ثمرة الخروب والفتات والدقيق/المسحوق والحبوب والمستخلصات. لمزيد من المعلومات حول بنية النواة وقيمتها التجارية ما هو بذور الخروب؟ بالنسبة لمواصفات المنتج، بذور الخروب يمكنك مراجعة صفحتنا. لطلباتك بالجملة والتصدير تواصل الآن يمكنك التواصل معنا عبر صفحتنا.
الموارد المحلية
ساريجا، إ.، فيلزكيران، ج.، جانبك، د.، إرتورك، ب.، جوشكون، م.، مستول أوغلو، ش.، "تأثير صمغ الخروب على الخصائص الفيزيائية-كيميائية والحسية للكفير الناتج من حليب الماعز"، أكاديميك جيدا، 2021، 19(1)، 28–37. ديرجيبارك.
org. en/ en/ pub/ الأكاديمي- طعام/ مقال/ 927653 المصادر الأجنبية
لجنة الجمعية الأمريكية للطبيعة حول الإضافات الغذائية ومصادر الغذاء المضافة إلى الغذاء (ANS)، مورتنسن، أ.، أغيلار، ف.، كريبيلي، ر. وآخرون، "إعادة تقييم صمغ الفاصوليا الجراد (E 410) كمادة مضافة غذائية"، مجلة EFSA، 2017، 15(1)، 4646. دوي.
org/ 10. 2903/ j. EFSA. 2017. 4646 لجنة EFSA حول الإضافات الغذائية ومصادر المغذيات المضافة إلى الغذاء (ANS)، مورتنسن، أ.، أغيلار، ف.، كريبيلي، ر. وآخرون، "إعادة تقييم صمغ الغوار (E 412) كمضاف غذائي"، مجلة EFSA، 2017، 15(2)، 4669. دوي.
org/ 10. 2903/ j. EFSA. 2017. 4669 لجنة EFSA حول الإضافات الغذائية ومصادر العناصر الغذائية المضافة إلى الغذاء (ANS)، مورتنسن، أ.، أغيلار، ف.، كريبيلي، ر. وآخرون، "إعادة تقييم صمغ الزانثان (E 415) كمادة مضافة غذائية"، مجلة EFSA، 2017، 15(7)، 4909. دوي.
org/ 10. 2903/ j. EFSA. 2017. 4909 فلوريس غارسيا، ي.، مارتين ديل كامبو سوليس، م. ف.، غوميز-أنغولو، ج. ه. وآخرون، "التطبيقات الصناعية، المصادر الرئيسية، واستخراج الجالاكتومانان: مراجعة"، فودز، 2025، 14(9)، 1587. دوي.
org/ 10. 3390/ الأطعمة 14091587 فرنانديز، ب. ب.، "تأثير الجالاكتومانان على بنية وسلوك المزيج الحراري لخلطات الزانثان/جالاكتومانان"، مجلة هندسة الأغذية، 1995، 24(2)، 269–283. دوي.
org/ 10. 1016/ 0260- 8774(94)P2647- N غويكوليا، ف. م.، ريتشاردسون، ر. ك.، موريس، إي. آر.، جيدلي، م. ج.، "القياس القياسي القياسي وتكوين الزانثان في التزامن مع صمغ الفاصوليا الجراد أو كونجاك"، 1995 (مستودع ديجيتوم بجامعة مورسيا). الديجيتوم.
أم. es/ ديجيتوم/ تيار البت/ 10201/ 139110/ 4/ مجانية٪20 إلى... غريزيل، م.، أغوني، ي.، رينو، ف.، مالهياك، سي.، "تأثير البنية الدقيقة للجالاكتومانان على تفاعلاتها مع الزانثان: آليتان متواجدان لتفسير التآزر"، فود هيدروكولويدات، 2015، 51، 449–458. دوي.
الموارد العلميةorg/ 10. 1016/ j. فودهايد. 2015. 05. 041
