सेल्युलोज आधारित खाद्य फिल्म्सच्या संशोधनातील प्रगती

१. सेल्युलोज हा डी-ग्लुकोपायरानोज β- द्वारे १,४ ग्लायकोसाइड बंधांच्या संयोगाने तयार झालेला एक रेखीय पॉलिमर आहे. सेल्युलोजचा पडदा स्वतःच अत्यंत स्फटिकमय असतो आणि पाण्यात त्याचे जिलेटिनीकरण होऊ शकत नाही किंवा त्याचे पडद्यात रूपांतर होऊ शकत नाही, म्हणून त्यात रासायनिक बदल करणे आवश्यक असते. C-2, C-3 आणि C-6 या स्थानांवरील मुक्त हायड्रॉक्सिलमुळे त्याला रासायनिक क्रियाशीलता प्राप्त होते आणि त्यावर ऑक्सिडीकरण अभिक्रिया, इथरीकरण, एस्टरीफिकेशन आणि ग्राफ्ट कोपॉलिमरायझेशन करता येते. यामुळे सुधारित सेल्युलोजची विद्राव्यता सुधारता येते आणि त्यात फिल्म तयार करण्याची चांगली क्षमता असते.
२. १९०८ मध्ये, स्विस रसायनशास्त्रज्ञ जॅक ब्रँडेनबर्ग यांनी पहिली सेल्युलोज फिल्म सेल्युलोफेन तयार केली, ज्यामुळे आधुनिक पारदर्शक मऊ पॅकेजिंग साहित्याच्या विकासाला चालना मिळाली. १९८० च्या दशकापासून, लोकांनी खाद्य फिल्म आणि कोटिंग म्हणून सुधारित सेल्युलोजचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली. सुधारित सेल्युलोज मेम्ब्रेन हे सेल्युलोजच्या रासायनिक सुधारणेनंतर मिळणाऱ्या व्युत्पन्नांपासून बनवलेले एक पडदा साहित्य आहे. या प्रकारच्या मेम्ब्रेनमध्ये उच्च ताणशक्ती, लवचिकता, पारदर्शकता, तेल प्रतिरोधकता, गंधहीनता आणि चवहीनता, तसेच मध्यम पाणी आणि ऑक्सिजन प्रतिरोधकता हे गुणधर्म असतात.
३. फ्रेंच फ्राईजसारख्या तळलेल्या पदार्थांमध्ये चरबीचे शोषण कमी करण्यासाठी सीएमसीचा (CMC) वापर केला जातो. जेव्हा ते कॅल्शियम क्लोराईडसोबत वापरले जाते, तेव्हा त्याचा परिणाम अधिक चांगला होतो. एचपीएमसी (HPMC) आणि एमसी (MC) हे उष्णता-प्रक्रिया केलेल्या पदार्थांमध्ये, विशेषतः तळलेल्या पदार्थांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, कारण ते थर्मल जेल आहेत. आफ्रिकेत, तळलेल्या लाल बीन्सच्या पिठापासून बनवलेल्या पदार्थांमधील खाद्य तेल रोखण्यासाठी एमसी, एचपीएमसी, कॉर्न प्रोटीन आणि अमायलोझ यांचा वापर केला जातो. यासाठी लाल बीन्सच्या गोळ्यांवर या कच्च्या मालाचे द्रावण फवारून किंवा बुडवून खाद्य आवरण तयार केले जाते. बुडवलेले एमसीचे आवरण हे चरबी रोखण्यासाठी सर्वात प्रभावी ठरते, ज्यामुळे तेलाचे शोषण ४९% पर्यंत कमी होऊ शकते. सर्वसाधारणपणे, फवारलेल्या नमुन्यांपेक्षा बुडवलेल्या नमुन्यांमध्ये तेलाचे शोषण कमी दिसून येते.
4. MCआणि HPMC चा वापर बटाट्याचे गोळे, बॅटर, बटाटा चिप्स आणि कणिक यांसारख्या स्टार्चयुक्त पदार्थांमध्ये अडथळा निर्माण करण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी केला जातो, जो सहसा फवारणीद्वारे केला जातो. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की ओलावा आणि तेल रोखण्याची MC ची क्षमता सर्वोत्तम आहे. त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता मुख्यत्वे त्याच्या कमी जलस्नेहतेमुळे (हायड्रोफिलिसिटी) आहे. सूक्ष्मदर्शकाद्वारे पाहिल्यास असे दिसून येते की MC फिल्म तळलेल्या पदार्थांना चांगल्या प्रकारे चिकटते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की चिकन बॉल्सवर फवारलेल्या HPMC कोटिंगमध्ये पाणी धरून ठेवण्याची चांगली क्षमता असते आणि तळताना तेलाचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या कमी करता येते. अंतिम नमुन्यातील पाण्याचे प्रमाण १६.४% ने वाढवता येते, पृष्ठभागावरील तेलाचे प्रमाण १७.९% ने कमी करता येते आणि आतील तेलाचे प्रमाण ३३.७% ने कमी करता येते. अडथळा निर्माण करणाऱ्या तेलाची कार्यक्षमता ही थर्मल जेलच्या कार्यक्षमतेशी संबंधित आहे.एचपीएमसीजेलच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, चिकटपणा झपाट्याने वाढतो, आंतररेणवीय बंधन वेगाने होते आणि ५०-९० अंश सेल्सिअस तापमानात द्रावण घट्ट होते. जेलचा थर तळताना पाणी आणि तेलाचे स्थलांतर रोखू शकतो. ब्रेड क्रम्समध्ये बुडवलेल्या तळलेल्या चिकन स्ट्रिप्सच्या बाहेरील थरावर हायड्रोजेल लावल्याने तयारीची प्रक्रिया सोपी होते, चिकन ब्रेस्टचे तेल शोषण लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि नमुन्याचे अद्वितीय संवेदी गुणधर्म टिकून राहतात.
५. एचपीएमसी (HPMC) हे उत्तम यांत्रिक गुणधर्म आणि बाष्प-प्रतिरोधक क्षमता असलेले एक आदर्श खाद्य फिल्म मटेरियल असले तरी, त्याचा बाजारपेठेतील वाटा कमी आहे. त्याच्या वापराला मर्यादित करणारे दोन घटक आहेत: पहिले म्हणजे, ते एक थर्मल जेल आहे, म्हणजेच उच्च तापमानात तयार होणारा एक व्हिस्कोइलास्टिक घन जेल, परंतु सामान्य तापमानात ते खूप कमी स्निग्धता असलेल्या द्रावणात अस्तित्वात असते. परिणामी, तयार करण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान मॅट्रिक्सला उच्च तापमानात पूर्व-तापवून वाळवावे लागते. अन्यथा, कोटिंग, फवारणी किंवा बुडवण्याच्या प्रक्रियेत, द्रावण सहजपणे खाली वाहते, ज्यामुळे असमान फिल्म मटेरियल तयार होते आणि खाद्य फिल्म्सच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. याव्यतिरिक्त, या प्रक्रियेसाठी संपूर्ण उत्पादन कार्यशाळेचे तापमान ७०°C पेक्षा जास्त ठेवावे लागते, ज्यामुळे बरीच उष्णता वाया जाते. म्हणून, त्याचा जेल बिंदू कमी करणे किंवा कमी तापमानात त्याची स्निग्धता वाढवणे आवश्यक आहे. दुसरे म्हणजे, ते खूप महाग आहे, सुमारे १,००,००० युआन/टन.