التجنيس
مقدمة
هو العملية التي تهدف إلي تفتيت حبيبات الدهن للعمل علي انتشارها ومنع تصاعدها علي السطح وفي الوقت الحاضر تعتبر عملية التجنيس احدي خطوات الصناعة في العديد من المنتجات اللبنية بل في معظمها مثل اللبن المبستر،والمعقم وقد يتجنس اللبن الداخل في صناعة الجبن ومعظم أصنافه مثل الجبن الطرية أو المعرقة بالفطر ويتم تجنيس مخلوط المثلجات والقشدة الداخل في صناعة الزبادي وتحقق خطوات التجنيس أغراضا تتحدد بنوع المنتج ويستخدم لتحقيق هذا الغرض الجهاز المسمي بالمجنس Homogenizer واكتشف في فرنسا خلال العقد الأول من القرن الحالي وحصل علي براءة الاختراع في الولايات المتحدة عام 1904 ولكن انتشار اللبن المجنس لم يلقي رواجا في أمريكا حتى عام 1932 بالرغم من انه أنتج وسوق في كندا عام1927.
ويعرف اللبن المجنس طبقا للقانون الأمريكي بأنه ذلك اللبن الذي تعرض للمعاملة التي بموجبها يتم تفتيت حبيبات الدهن للدرجة التي تسمح بعدم صعود أو ظهور طبقة قشدة مرئية إذا ما خزن اللبن في حالة سكون لمدة48 ساعة علي درجة 45°م والنسبة المئوية للدهن في العينة المأخوذة من العشر العلوي لا تزيد بأكثر من 10% عن النسبة المئوية للدهن في باقي اللبن وقد خفضت النسبة المئوية في السنوات الأخيرة لكي لا تزيد عن 5%.
والتجنيس باختصار هو عملية بموجبها يتم دفع اللبن فيها تحت ضغط مرتفع وبسرعات كبيرة تؤدي إي تفتيت جزئيات الدهن محدثا تغيرات في الخواص الطبيعية للناتج فمن المعروف أن حبيبات الدهن في المتوسط يتراوح ما بين 10ـ15ميكرون ويؤدي التجنيس إي تكسير هذه الحبيبة إي أحجام لا يتجاوز حجم أي منها 2ميكرون ويتوقف ذلك علي الضغط المستخدم ويلاحظ أن درجة حرارة التخزين وطول مدة التخزين للمنتج تحدد درجة التجنيس التي جب أن يتعرض لها اللبن فعلي سبيل المثال اللبن المبستر يخزن(1ـ2)أسبوع علي درجة حرارة4°م بينما اللبنMHT يخزن(1ـ2)شهر علي درجة حرارة الغرفة وكان في الماضي لا يجنس لبن الشرب المبستر بالرغم من أن نكهة اللبن المبستر أغنى من اللبن غير المبستر وكان الاعتقاد بان عدم التجنيس يساعد على تكوين طبقة القشدة على سطح اللبن. فمن المعروف أن حبيبات الدهن في اللبن تميل للصعود على السطح وتكوين طبقة القشدة التي من الصعب إعادة مزجها باللبن وإعادته إلى حالته الطبيعية مما يؤدى إلى أن الطبقات السفلى من اللبن تكون اقل في نسبة الدهن من الطبقات العليا وطبقة الدهن التي تتكون على السطح في الزجاجات من العوامل التي تلعب دورا هاما في تسويق اللبن غير المجنس حيث تعتقد ربة البيت أن وجودها يدل على جودة اللبن ولكن في بعض البلاد لا يهتم بوجود طبقة القشدة على سطح اللبن وإنما يفضل توزيع الدهن خلال اللبن توزيعا منتظما لضمان تجانس القيمة الغذائية للبن.
* وتجرى عملية التجنيس للبن ومنتجاته بواسطة أجهزة خاصة تسمى بالمجنسات Homogenizer وهو عبارة عن مضخة تدفع اللبن تحت ضغط مرتفع قد يصل إلى 5000 رطل / بوصة مربعة خلال فتحة ضيقة تعرف بصمام المجنس على سرعة كبيرة مما يؤدى لتجزئة حبيبات الدهن الى حبيبات صغيرة في الحال وعادة توجد في المجنسات 3-5 اسطوانات وذلك حسب حجم المجنس ونوعه وتعمل على دفع السوائل خلال عملية التجنيس وتنظيم سرعة مرورها خلال الصمام وكذلك تنظيم الضغط الواقع على السوائل أثناء مرورها خلال صمام المجنس.
* المجنسات:ـ Homogenzers
عند إجراء عمليات الخلط لبعض المنتجات الغذائية يتكون بشكل طبيعي خليط غير متجانس من هذه المواد وقد لا يمكن بواسطة الخلط فقط توزيع بعض أجزاء هذه المواد في جميع المواد الأولية ولذلك فإن هذه العملية تتطلب تسليط ضغط مرتفع علي هذه المواد لتوزيعها في المنتج الغذائي وكذلك تكسير أجزائها الكبيرة لأصغر منها وتوزيعها في المنتج كما يحدث عند إضافة الزبد للبن الفرز أو إضافة القشدة للبن الفرز فإن حبيبات الدهن في كلا لا تنتشر بشكل متجانس إلا عن طريق معاملته بواسطة أجهزة التجنيس حيث يتم تكسير الحبيبات الدهنية الموجودة في البن مثلا من حجمها الذي يتراوح مابين (1ـ20 ميكرون) إلي أقل من (2ميكرون)من هذا نجد أن أجهزة التجنيس قد صممت للقيام بهذه المهمة فلذلك في عبارة عن جهاز يقوم بتسليط قوة كبيرة علي هذه المواد الغرض تكسيرها وتوزيعها وبذلك فإن المجنس يقوم بالاتي
1ـ تسليط ضغط علي الأجزاء الكبيرة والمساعدة علي انتشارها وذلك يتم واسطة المضخة التي يتكون منها المجنس حيث يبل ضغط هذه الأخيرة مابين(112.5ـ170.75)كجم/سم².
2ـ توفير جزء صلب تصطدم عليه هذه الأجزاء لكي يتم تكسيرها إلي أجزاء دقيقة سهلة التوزيع في المواد الغذائية.
3ـ تعتبر المجنسات من المضخات ذات الضغط العالي حيث ينخفض حجم الحبيبة كلما زاد الضغط المسلط علي هذه المادة حيث يتراوح معدل متوسط حجم الحبيبة الدهنية بدون ضغط إلي3.71ميكرون ويصل إلي 0.71ميكرون عندما يستعمل ضغط مقداره حوالي211كجم/سم².
نظريات التجنيس
ميكانيكية عملية التجنيس غير واضحة تماما وقد اقترحت عدة نظريات لتفسيرها من أهمها:ـ
1ـ نظرية التجزئة تحت ضغط Shearing Theory
وفي هذه النظرية يعتقد أن حبيبات الدهن عندما تدفع بسرعة كبيرة قد تصل إلي3000ـ6000قدم/ثانية خلال فتحة ضيقة فإنها تجزأ إي حبيبات صغيرة نتيجة لاصطدامها علي جدران صمام المجنس .
2ـ نظرية الأنفجار Explosion Theory
ويعتقد أن حبيبات الدهن تتجزأ لحبيبات صغيرة نتيجة الانخفاض المفاجئ في الضغط المرتفع الذي تتعرض له الحبيبات عندما تترك صمام التجنيس.
3ـ نظرية إضعاف حبيبات الدهن وتجزئتها نتيجة التمدد
Unstable fat theread forma or Attenustian
ويعتقد أن حبيبات الدهن تتجزأ نتيجة تمددها درجة كبيرة تفوق حدود مطاطيتها نتيجة للضغط الواقع عليها في عملية التجنيس.
4ـ نظرية التفتيت Shattering Theory
وقد تسمي Impact Theory وهي مشابهة للنظرية الأولي حيث يعتقد أن حبيبات الدهن تتجزأ نتيجة تصادمها بجسم صلب(جدار صمام التجنيس) عند تحركا بسرعة كبيرة ضد هذا الجسم.
تأثير التجني عل صفات اللبن
1ـ مظهر اللبن Appearance
*عملية التجنيس تتلف قدرة اللبن علي تكوين طبقة القشدة وبذلك يكون لون اللبن المجنس أبيض طباشيري وقد يشوبه لون أصفر ذهبي ضعيف وذلك في حالة اللبن البقري، واللبن المجنس عادة لا يترك آثار ملتصقة منه علي جوانب زجاجة اللبن .
*اللبن المجنس يكون رغاوي بدرجة كبيرة عن اللبن غير المجنس ويرجع ذلك كما يغتد كثير من الباحثين إلي أن المواد إلي قد تزيد من تكون الرغاوي في اللبن المجنس تكون مرتبطة بغشاء حبيبات الدهن وعملية التجنيس تؤدي إلي إنفراد هذه المواد وبقائها في ال مما يؤدي إلي زيادة الرغاوي في اللبن المجنس ومما يؤيد هذا الاعتقاد أن فرز اللبن علي درجة (100ـ120ف) فالمواد التي تفقد من غشاء حبية الدهن في اللبن الفرز تجعله يكون رغاوي بدرجة كبيرة في حين لو فرز اللبن علي درجة حرارة منخفضة فهذه المواد لا تنفصل من الغشاء وبالتالي فإن اللبن لا يكون رغاوي أو كونا ون بدرجة قليلة.
*تجنيس اللبن بدون تنقية قد يؤدي إي تكوين رواسب في قاع الزجاجات وتسمي في هذه الحالة Seoliments (كرات دم بيضاء وخلايا طلائية ومواد غريبة تصل للبن أثناء إنتاجه) ولذلك يفضل البعض تنقية اللبن عقب التجنيس مباشرة للتخلص من هذه الرواسب حيث يعتقد أن التنقية قبل التجنيس لا تعطي نتائج مرضية.
2ـ حجم حبيبات الدهن
*تؤدي عملية التجنيس للبن إلي تجزئة حبيبات الدهن إلي حبيبات صغيرة وكلما زاد الضغط المستخدم في عملية التجنيس كلما قل حجم حبيبات الدهن. ويتضح ذلك من الجدول التالي
الضغط المستخدم في التجنيس رطل/بوصة² قطر حبيبات الدهن ميكرون
صفر 3.71
500 2.39
1500 1.40
2500 0.99
4500 0.97
ويزداد عدد حبيبات الدهن زيادة كبيرة تبلغ مئات الأضعاف العدد الأصلي في اللبن قبل التجنيس كما تزداد مساحة سطح حبيبات الدهن بعد التجنيس وتصبح حوالي 6 مرات قدر مساحتها قبل التجنيس.
واللبن المجنس له قدرة ضعيفة جدا علي تجمعات الدهن وتكوين مجاميع من حبيبات الدهن Clusters
التي تعتبر ضرورية لتكوين طبقة القشدة في اللبن كما أن التجنيس يضعف من الحالة التي عليها بروتينات اللبن.
*ومن المشاكل التي قد توجد في اللبن المجنس وخاصة في المجنسات ذات المرحلة الواحدة
( Single-Stage Homg ) تكون كتلا من حبيبات الدهن ،ويمكن التغلب علي هذه الحالة بتعريض اللبن للتجنيس علي مرحلة ثانية باستعمال ضغط منخفض 500 رطل /بوصة².
وأهم العوامل التي تساعد علي تكوين كتل في اللبن المجنس :ـ
1ـ التجنيس في مجنس ذو مرحلة واحدة.
2ـ استعمال ضغط مرتفع أو منخفض عن اللازم في عملية التجنيس.
3ـ ارتفاع نسبة الدهن في اللبن.
4ـ ارتفاع حموضة اللبن (انخفاض3PH).
5ـ ارتفاع نسبة الكالسيوم بينما وجود السترات والفوسفات تقلل من اندماج حبيبات الدهن مع بعضها وتكوين الكتل.
6ـ درجة الحرارة حيث أن التكتل يزيد عند درجة (110ـ120ف°) ولكن يقل عند(145ف°)[/b][/b]
مقدمة
هو العملية التي تهدف إلي تفتيت حبيبات الدهن للعمل علي انتشارها ومنع تصاعدها علي السطح وفي الوقت الحاضر تعتبر عملية التجنيس احدي خطوات الصناعة في العديد من المنتجات اللبنية بل في معظمها مثل اللبن المبستر،والمعقم وقد يتجنس اللبن الداخل في صناعة الجبن ومعظم أصنافه مثل الجبن الطرية أو المعرقة بالفطر ويتم تجنيس مخلوط المثلجات والقشدة الداخل في صناعة الزبادي وتحقق خطوات التجنيس أغراضا تتحدد بنوع المنتج ويستخدم لتحقيق هذا الغرض الجهاز المسمي بالمجنس Homogenizer واكتشف في فرنسا خلال العقد الأول من القرن الحالي وحصل علي براءة الاختراع في الولايات المتحدة عام 1904 ولكن انتشار اللبن المجنس لم يلقي رواجا في أمريكا حتى عام 1932 بالرغم من انه أنتج وسوق في كندا عام1927.
ويعرف اللبن المجنس طبقا للقانون الأمريكي بأنه ذلك اللبن الذي تعرض للمعاملة التي بموجبها يتم تفتيت حبيبات الدهن للدرجة التي تسمح بعدم صعود أو ظهور طبقة قشدة مرئية إذا ما خزن اللبن في حالة سكون لمدة48 ساعة علي درجة 45°م والنسبة المئوية للدهن في العينة المأخوذة من العشر العلوي لا تزيد بأكثر من 10% عن النسبة المئوية للدهن في باقي اللبن وقد خفضت النسبة المئوية في السنوات الأخيرة لكي لا تزيد عن 5%.
والتجنيس باختصار هو عملية بموجبها يتم دفع اللبن فيها تحت ضغط مرتفع وبسرعات كبيرة تؤدي إي تفتيت جزئيات الدهن محدثا تغيرات في الخواص الطبيعية للناتج فمن المعروف أن حبيبات الدهن في المتوسط يتراوح ما بين 10ـ15ميكرون ويؤدي التجنيس إي تكسير هذه الحبيبة إي أحجام لا يتجاوز حجم أي منها 2ميكرون ويتوقف ذلك علي الضغط المستخدم ويلاحظ أن درجة حرارة التخزين وطول مدة التخزين للمنتج تحدد درجة التجنيس التي جب أن يتعرض لها اللبن فعلي سبيل المثال اللبن المبستر يخزن(1ـ2)أسبوع علي درجة حرارة4°م بينما اللبنMHT يخزن(1ـ2)شهر علي درجة حرارة الغرفة وكان في الماضي لا يجنس لبن الشرب المبستر بالرغم من أن نكهة اللبن المبستر أغنى من اللبن غير المبستر وكان الاعتقاد بان عدم التجنيس يساعد على تكوين طبقة القشدة على سطح اللبن. فمن المعروف أن حبيبات الدهن في اللبن تميل للصعود على السطح وتكوين طبقة القشدة التي من الصعب إعادة مزجها باللبن وإعادته إلى حالته الطبيعية مما يؤدى إلى أن الطبقات السفلى من اللبن تكون اقل في نسبة الدهن من الطبقات العليا وطبقة الدهن التي تتكون على السطح في الزجاجات من العوامل التي تلعب دورا هاما في تسويق اللبن غير المجنس حيث تعتقد ربة البيت أن وجودها يدل على جودة اللبن ولكن في بعض البلاد لا يهتم بوجود طبقة القشدة على سطح اللبن وإنما يفضل توزيع الدهن خلال اللبن توزيعا منتظما لضمان تجانس القيمة الغذائية للبن.
* وتجرى عملية التجنيس للبن ومنتجاته بواسطة أجهزة خاصة تسمى بالمجنسات Homogenizer وهو عبارة عن مضخة تدفع اللبن تحت ضغط مرتفع قد يصل إلى 5000 رطل / بوصة مربعة خلال فتحة ضيقة تعرف بصمام المجنس على سرعة كبيرة مما يؤدى لتجزئة حبيبات الدهن الى حبيبات صغيرة في الحال وعادة توجد في المجنسات 3-5 اسطوانات وذلك حسب حجم المجنس ونوعه وتعمل على دفع السوائل خلال عملية التجنيس وتنظيم سرعة مرورها خلال الصمام وكذلك تنظيم الضغط الواقع على السوائل أثناء مرورها خلال صمام المجنس.
* المجنسات:ـ Homogenzers
عند إجراء عمليات الخلط لبعض المنتجات الغذائية يتكون بشكل طبيعي خليط غير متجانس من هذه المواد وقد لا يمكن بواسطة الخلط فقط توزيع بعض أجزاء هذه المواد في جميع المواد الأولية ولذلك فإن هذه العملية تتطلب تسليط ضغط مرتفع علي هذه المواد لتوزيعها في المنتج الغذائي وكذلك تكسير أجزائها الكبيرة لأصغر منها وتوزيعها في المنتج كما يحدث عند إضافة الزبد للبن الفرز أو إضافة القشدة للبن الفرز فإن حبيبات الدهن في كلا لا تنتشر بشكل متجانس إلا عن طريق معاملته بواسطة أجهزة التجنيس حيث يتم تكسير الحبيبات الدهنية الموجودة في البن مثلا من حجمها الذي يتراوح مابين (1ـ20 ميكرون) إلي أقل من (2ميكرون)من هذا نجد أن أجهزة التجنيس قد صممت للقيام بهذه المهمة فلذلك في عبارة عن جهاز يقوم بتسليط قوة كبيرة علي هذه المواد الغرض تكسيرها وتوزيعها وبذلك فإن المجنس يقوم بالاتي
1ـ تسليط ضغط علي الأجزاء الكبيرة والمساعدة علي انتشارها وذلك يتم واسطة المضخة التي يتكون منها المجنس حيث يبل ضغط هذه الأخيرة مابين(112.5ـ170.75)كجم/سم².
2ـ توفير جزء صلب تصطدم عليه هذه الأجزاء لكي يتم تكسيرها إلي أجزاء دقيقة سهلة التوزيع في المواد الغذائية.
3ـ تعتبر المجنسات من المضخات ذات الضغط العالي حيث ينخفض حجم الحبيبة كلما زاد الضغط المسلط علي هذه المادة حيث يتراوح معدل متوسط حجم الحبيبة الدهنية بدون ضغط إلي3.71ميكرون ويصل إلي 0.71ميكرون عندما يستعمل ضغط مقداره حوالي211كجم/سم².
نظريات التجنيس
ميكانيكية عملية التجنيس غير واضحة تماما وقد اقترحت عدة نظريات لتفسيرها من أهمها:ـ
1ـ نظرية التجزئة تحت ضغط Shearing Theory
وفي هذه النظرية يعتقد أن حبيبات الدهن عندما تدفع بسرعة كبيرة قد تصل إلي3000ـ6000قدم/ثانية خلال فتحة ضيقة فإنها تجزأ إي حبيبات صغيرة نتيجة لاصطدامها علي جدران صمام المجنس .
2ـ نظرية الأنفجار Explosion Theory
ويعتقد أن حبيبات الدهن تتجزأ لحبيبات صغيرة نتيجة الانخفاض المفاجئ في الضغط المرتفع الذي تتعرض له الحبيبات عندما تترك صمام التجنيس.
3ـ نظرية إضعاف حبيبات الدهن وتجزئتها نتيجة التمدد
Unstable fat theread forma or Attenustian
ويعتقد أن حبيبات الدهن تتجزأ نتيجة تمددها درجة كبيرة تفوق حدود مطاطيتها نتيجة للضغط الواقع عليها في عملية التجنيس.
4ـ نظرية التفتيت Shattering Theory
وقد تسمي Impact Theory وهي مشابهة للنظرية الأولي حيث يعتقد أن حبيبات الدهن تتجزأ نتيجة تصادمها بجسم صلب(جدار صمام التجنيس) عند تحركا بسرعة كبيرة ضد هذا الجسم.
تأثير التجني عل صفات اللبن
1ـ مظهر اللبن Appearance
*عملية التجنيس تتلف قدرة اللبن علي تكوين طبقة القشدة وبذلك يكون لون اللبن المجنس أبيض طباشيري وقد يشوبه لون أصفر ذهبي ضعيف وذلك في حالة اللبن البقري، واللبن المجنس عادة لا يترك آثار ملتصقة منه علي جوانب زجاجة اللبن .
*اللبن المجنس يكون رغاوي بدرجة كبيرة عن اللبن غير المجنس ويرجع ذلك كما يغتد كثير من الباحثين إلي أن المواد إلي قد تزيد من تكون الرغاوي في اللبن المجنس تكون مرتبطة بغشاء حبيبات الدهن وعملية التجنيس تؤدي إلي إنفراد هذه المواد وبقائها في ال مما يؤدي إلي زيادة الرغاوي في اللبن المجنس ومما يؤيد هذا الاعتقاد أن فرز اللبن علي درجة (100ـ120ف) فالمواد التي تفقد من غشاء حبية الدهن في اللبن الفرز تجعله يكون رغاوي بدرجة كبيرة في حين لو فرز اللبن علي درجة حرارة منخفضة فهذه المواد لا تنفصل من الغشاء وبالتالي فإن اللبن لا يكون رغاوي أو كونا ون بدرجة قليلة.
*تجنيس اللبن بدون تنقية قد يؤدي إي تكوين رواسب في قاع الزجاجات وتسمي في هذه الحالة Seoliments (كرات دم بيضاء وخلايا طلائية ومواد غريبة تصل للبن أثناء إنتاجه) ولذلك يفضل البعض تنقية اللبن عقب التجنيس مباشرة للتخلص من هذه الرواسب حيث يعتقد أن التنقية قبل التجنيس لا تعطي نتائج مرضية.
2ـ حجم حبيبات الدهن
*تؤدي عملية التجنيس للبن إلي تجزئة حبيبات الدهن إلي حبيبات صغيرة وكلما زاد الضغط المستخدم في عملية التجنيس كلما قل حجم حبيبات الدهن. ويتضح ذلك من الجدول التالي
الضغط المستخدم في التجنيس رطل/بوصة² قطر حبيبات الدهن ميكرون
صفر 3.71
500 2.39
1500 1.40
2500 0.99
4500 0.97
ويزداد عدد حبيبات الدهن زيادة كبيرة تبلغ مئات الأضعاف العدد الأصلي في اللبن قبل التجنيس كما تزداد مساحة سطح حبيبات الدهن بعد التجنيس وتصبح حوالي 6 مرات قدر مساحتها قبل التجنيس.
واللبن المجنس له قدرة ضعيفة جدا علي تجمعات الدهن وتكوين مجاميع من حبيبات الدهن Clusters
التي تعتبر ضرورية لتكوين طبقة القشدة في اللبن كما أن التجنيس يضعف من الحالة التي عليها بروتينات اللبن.
*ومن المشاكل التي قد توجد في اللبن المجنس وخاصة في المجنسات ذات المرحلة الواحدة
( Single-Stage Homg ) تكون كتلا من حبيبات الدهن ،ويمكن التغلب علي هذه الحالة بتعريض اللبن للتجنيس علي مرحلة ثانية باستعمال ضغط منخفض 500 رطل /بوصة².
وأهم العوامل التي تساعد علي تكوين كتل في اللبن المجنس :ـ
1ـ التجنيس في مجنس ذو مرحلة واحدة.
2ـ استعمال ضغط مرتفع أو منخفض عن اللازم في عملية التجنيس.
3ـ ارتفاع نسبة الدهن في اللبن.
4ـ ارتفاع حموضة اللبن (انخفاض3PH).
5ـ ارتفاع نسبة الكالسيوم بينما وجود السترات والفوسفات تقلل من اندماج حبيبات الدهن مع بعضها وتكوين الكتل.
6ـ درجة الحرارة حيث أن التكتل يزيد عند درجة (110ـ120ف°) ولكن يقل عند(145ف°)[/b][/b]
