بررسی محتوای خاکستر در مواد غذایی چگونه انجام می‌شود؟

یکی از پارامترهای مهم برای تعیین ارزش وکیفیت غذا، بررسی میزان خاکستر در مواد غذایی است. تعیین محتوای خاکستر ممکن است به دلایل مختلفی مهم باشد. در این مطلب قصد داریم به تعریف خاکستر در غذا و بررسی روش‌هایی برای تعیین آن در کارخانجات صنایع غذایی بپردازیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

“محتوای خاکستر” در مواد غذایی چیست؟

محتوای خاکستر در غذا به مواد معدنی و غیر آلی باقی مانده پس از حرارت دادن نمونه غذا اشاره دارد. طی این فرایند، رطوبت، مواد فرار و آلی از بین می‌روند. رایج‌ترین مواد معدنی و غیر آلی کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم هستند اما گاهی اوقات می‌توان ردپایی از منگنز، روی، آهن و غیره را نیز مشاهده کرد. هنگامی که مواد غذایی گرم می‌شوند، آب و سایر مواد فرار به صورت بخار در می‌آیند و ترکیبات آلی در حضور اکسیژن هوا می‌سوزند و به دی اکسید کربن تبدیل می‌شوند.

غذا به طور معمول حدود 7 درصد خاکستر دارد. اما این مقدار می‌تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال محتوی خاکستر در روغن‌ها و چربی‌های حدود 0 درصد است. اما گوشت‌های فرآوری‌شده می‌توانند تا 12 درصد خاکستر داشته باشند.

محتوای خاکستر یک شاخص پذیرفته شده برای تصفیه مواد غذایی است.

چرا باید میزان خاکستر در مواد غذایی را اندازه گیری کنیم؟

اندازه گیری میزان خاکستر در مواد غذایی به چند دلیل مهم است.

در وهله اول، محتوای خاکستر می‌تواند بر ویژگی‌های مختلف غذا از جمله خواص فیزیکی و تغذیه‌ای تأثیر بگذارد.

از طرف دیگر، این بررسی ایمنی غذاها را تضمین می‌کند و به کمک آن می‌توان اطمینان حاصل کرد که مواد معدنی سمی در غذا وجود ندارد.

محتوای خاکستر در مواد غذایی همچنین می‌تواند بر طعم، بافت و ثبات غذاها تأثیر بگذارد. بنابراین آگاهی از میزان آن برای آزمایشات کنترل کیفیت حیاتی است.

نحوه تعیین میزان خاکستر در نمونه غذا

برای تعیین خاکستر مواد غذایی، نمونه باید تا دمای بسیار بالا (حدود 600 درجه سانتیگراد) حرارت داده شود تا تمام رطوبت، مواد فرار و مواد آلی (به عنوان دی اکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن) از بین برود. سپس مواد معدنی باقی مانده را می‌توان در صورت لزوم آنالیز کرد.

دو نوع تحلیلی اصلی برای تعیین میزان خاکستر غذاها استفاده می‌شود. این روش‌ها شامل موارد زیر هستند:

خاکستر خشک و خاکستر مرطوب

روش‌های مورد استفاده بر این اساس استوار هستند که مواد معدنی با حرارت دادن از بین نمی‌روند و در مقایسه با سایر اجزای غذایی، فراریت کمی دارند.

انتخاب روش آنالیز بسته به دلیل انجام آن ، نوع غذای مورد تجزیه و تحلیل و تجهیزات موجود، متفاوت خواهد بود.

در ادامه به بررسی روش تعیین میزان خاکستر در مواد غذایی خواهیم پرداخت.

1- آماده سازی نمونه

انتخاب دقیق نمونه‌ بسیار مهم است. معمولاً از نمونه‌های 1 الی 10 گرمی برای بررسی میزان خاکستر مواد غذایی استفاده می‌شود. غذاهای جامد به صورت ریز آسیاب می‌شوند و سپس با دقت مخلوط می‌شوند تا انتخاب نمونه آسان شود.

قبل از انجام آزمایش، نمونه‌هایی که رطوبت بالایی دارند اغلب خشک می‌شوند. نمونه‌های پرچرب معمولاً چربی زدایی می‌شوند، زیرا این کار آزاد شدن رطوبت را تسهیل می‌کند.

برای جلوگیری از آلوده شدن نمونه، توصیه می‌شود از آب دیونیزه استفاده شود.

2-  تجهیزات مناسب

جهت بررسی خاکستر در مواد غذایی معمولا از لوازمی به نام بوته استفاده می‌شود. انواع مختلفی از بوته وجود دارد. به عنوان مثال کوارتز، پیرکس، چینی، فولاد و پلاتین. انتخاب یک بوته مناسب به نمونه مورد بررسی و دمای کوره استفاده بستگی دارد.

پرمصرف ترین بوته‌ها از چینی ساخته می‌شوند، زیرا خرید آن نسبتاً ارزان است، تا دمای بالای  1200 درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند و به راحتی تمیز می‌شوند. بوته‌های چینی در برابر اسیدها مقاوم هستند اما ممکن است توسط نمونه‌های قلیایی خورده شوند و بنابراین برای آنالیز این نوع نمونه باید از انواع دیگر بوته استفاده شود.

علاوه بر این، بوته‌های چینی در صورت تغییرات سریع دما، مستعد ترک خوردن هستند.

3- روش خاکستر خشک برای بررسی خاکستر در مواد غذایی

در روش خاکستر خشک (Dry ashing) از یک کوره با دمای بالا استفاده می‌شود که می‌تواند دمایی بین 500 تا 600 درجه سانتیگراد را ایجاد کند. آب و سایر مواد فرار تبخیر شده و مواد آلی در حضور اکسیژن هوا می‌سوزند. اکثر مواد معدنی به اکسید، سولفات، فسفات، کلرید یا سیلیکات تبدیل می‌شوند.

اگرچه اکثر مواد معدنی در این دماهای بالا، فراریت نسبتاً کمی دارند،. اما برخی فرار هستند و ممکن است تا حدی از بین بروند. مانند آهن، سرب و جیوه. بنابراین اگر تجزیه و تحلیلی برای تعیین غلظت یکی از این مواد انجام می‌شود، توصیه می‌شود از یک روش جایگزین استفاده کنید که از دماهای پایین‌تر استفاده می‌کند.

میزان خاکستر در مواد غذایی به این روش از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

که در آن Mash به جرم نمونه خاکستر شده و Mdry به جرم اولیه نمونه‌های خشک و مرطوب اشاره دارد.

یکی از مزایای این روش این است که به مقدار معرف زیادی نیاز ندارد. از طرف دیگر می‌توان نمونه‌های زیادی را به طور همزمان آنالیز کرد.

اما روش خاکستر خشک، به زمان طولانی نیاز دارد (12-24 ساعت) و کوره‌ها به دلیل هزینه‌های الکتریکی و از بین رفتن مواد معدنی فرار در دماهای بالا بسیار پرهزینه هستند.

4- خاکستر مرطوب

روش خاکستر مرطوب (Wet Ashing) عمدتاً برای بررسی یکسری مواد معدنی خاص در غذا استفاده می‌شود. در این روش، نمونه غذای خشک شده، معمولاً در یک فلاسک حاوی اسیدهای قوی و عوامل اکسید کننده (مانند اسیدهای نیتریک، پرکلریک و/یا سولفوریک) قرار گرفته و سپس حرارت داده می‌شود. حرارت دادن ادامه می‌یابد تا مواد آلی به طور کامل هضم شوند و فقط اکسیدهای معدنی در محلول باقی بمانند.

میزان دما و مدت زمان حرارت دادن نمونه، به نوع اسیدها و عوامل اکسید کننده بستگی دارد. معمولاً دمای حدود 350 درجه سانتی گراد و 10 دقیقه تا چند ساعت زمان برای این روش نیاز است. در نهایت می‌توان محلول به دست آمده را برای مواد معدنی خاص آنالیز کرد.

یکی از معایب اصلی استفاده از این روش، استفاده از اسید پرکلریک است که ماهیت خطرناکی دارد.

میزان خاکستر در مواد غذایی به این روش از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

که در آن Mash به جرم نمونه خاکستر شده و Mwet به جرم اولیه نمونه‌های خشک و مرطوب اشاره دارد.

تعیین خاکستر محلول و نامحلول در آب

تا به اینجا روش محاسبه کل خاکستر در مواد غذایی را مرور کردیم. اما گاهی اوقات تعیین نسبت خاکستر محلول به نامحلول در آب نیز مفید است. به کمک این روش می‌توان کیفیت برخی غذاها، به عنوان مثال، محتوای میوه در کنسروها و ژله‌ها را سنجید.

در این روش، خاکستر با آب مقطر رقیق می‌شود و سپس حرارت داده می‌شود تا تقریباً به جوش آید و محلول حاصل فیلتر می‌شود. مقدار خاکستر محلول با خشک کردن فیلتر و خاکستر نامحلول با شستشو، خشک کردن و خاکستر کردن کاغذ صافی تعیین می‌شود.

سخن پایانی

امیدواریم از مطالبی که در مورد تجزیه و تحلیل خاکستر در مواد غذایی ارائه شد، لذت برده باشید.

خاکستر یا محتوای مواد معدنی بخشی از غذا یا هر ماده آلی است که پس از سوزاندن در دمای بسیار بالا باقی می‌ماند.

ترکیبات خاکستر شامل پتاسیم، سدیم، کلسیم و منیزیم است. همچنین ممکن است مقادیر کمتری از آلومینیوم، آهن، مس، منگنز یا روی، آرسنیک، ید، فلوئور و سایر عناصر نیز در مواد غذایی وجود داشته باشد.

عدم تعادل میزان این مواد، می‌تواند باعث ایجاد مسمومیت شود. به همین دلیل سنجش میزان خاکستر در مواد غذایی از اهمیت زیادی در حفظ سلامت عمومی برخوردار است.