باسمه تعالی
تحقیق
خـرما و روش تولید شهد خرما و قند مایع
مقدمه :
خرما یکی از محصولات بسیار مهم کشور ایران است که از دوران باستان تاکنون کشت می شود . این محصول یک غذای طبیعی و پر ارزش می باشد و خوراک مهمی برای کودکان ، شاهان و فقیران در همه ادوار تاریخ بوده است . بلی سخن از نخل است ، درختی صبور در مقابل ناملایمات طبیعت که از تقدس و پیوند معنوی بسیاری با مردم برخوردار می باشد .
این طلای شیرین که میوه درخت امید و زندگی نیز نامیده می شود ، نقش مهمی در تغذیه مردم در هنگام بروز قحطی های منطقه ای داشته است . اعراب معتقدند که درخت خرما دارای قدرت درک و احساس است . بنابراین با در نظر گرفتن ارزش غذایی خرما و نیز با توجه به اینکه در ادوار گذشته ایران با قحطی های منطقه ای زیاد مواجه بوده و نیز به علت تغذیه مردم از خرما هیچگاه مشکل قحطی و کمبود مواد غذایی برای ساکنین این مناطق وجود نداشته است .
شناخت جایگاه واقعی خرما و توجه بیشتر به تولید ، آماده سازی و صنایع تبدیلی ، موجبات توسعه کشت این محصول کشاورزی پر ارزش را فراهم می آورد . این محصول از نظر صادرات نیز برای کشور ایران اهمیت بسیار زیادی دارد ، لذا با اعمال راه کارهای موثر و بهبود کشت و برداشت خرما می توان به مقام ممتازی از نظر صادرات و رقابت با سایر کشورهای صادر کننده دست یافت . درخت خرما یا نخل قدیمی ترین ، گیاهی می باشد که در دنیا وجود داشته است . این درخت بیشینه ای هفت هزار ساله دارد و پیدایش آن را در جهان به دوران دوم زمین شناسی یعنی دوره تریاس و ژوراسیک نسبت داده اند . میوه این درخت نقش مهمی در ارتزاق و اشتغال مردم در گذشته های بسیار دور داشته است .
نام نخل در بسیاری از کتب مذهبی و دعاهای بودا آمده است . بابلی ها درخت خرما " راکشمارو " و سومریان آن را " دتله " می نامیدند . در قرآن مجید در بیش از 20 مورد به نخل و خرما اشاره شده و این بیانگر اهمیت نخل از نظر اسلام و قرآن است .
گیاه شناسی خرما
خرما ، محصول درختی از خانواده نخل ها می باشد . هر دانه ( میوه ) خرما از سه قسمت زیر تشکیل شده است :
1 ـ قسمت خوراکی ( گوشتی ) با پوست نازک
2 ـ هسته سخت
3 ـ کلاهک
میوه درخت خرما به شکل خوشه بزرگ از درخت آویزان می شود و غنی از مواد مغذی برای انسان می باشد . 75 درصد آن را مواد قندی و کربوهیدرات ها تشکیل می دهند . علاوه بر پروتئین ( 2 درصد ) ، چربی ( 5/2 درصد ) و مواد معدنی ( 2/1 درصد ) حاوی مقدار کافی از ویتامین های A ، B و C می باشد .
قسمت گوشتی خرما بسیار شیرین و خوش طعم است و حدود 88 ـ 50 درصد از وزن خرما را به خود اختصاص می دهد . تقریباً از این وزن را انواع مختلف قندها و حدود آن را آب موجود در میوه خرما و بقیه وزن را پروتئین ، چربی ، مواد معدنی و انواع ویتامین ها تشکیل می دهند . املاح موجود در خرما شکل آهن ، منگنز ، کلسیم ، فسفر ، سدیم ، پتاسیم و مس است .
مراحل رشد
برای بیان مراحل رشد خرما اصطلاح هایی به کار برده می شود که از زبان عربی گفته شده است . این اصطلاح ها مراحل رشد میوه خرما را مجزا می سازند . به طور کلی خرما از مرحله شکوفه تا چین 4 مرحله را پشت سر می گذارد و هر مرحله نام و مشخصاتی دارد که به شرح زیر تقسیم بندی می شود :
1 ـ کیمری
هنگامی که میوه درخت خرما کمی رشد و رنگ آن سبز روشن بشود به آن کیمری می گویند .
2 ـ خلال ( خارک )
خلال دومین مرحله رشد خرما می باشد و آن هنگامی است که رنگ سبز خرما تبدیل به زرد می شود . گاهی در سطوح زرد ، زنگدانه های قرمز رنگی هم دیده می شود .
3 ـ رطب ( به معنای تر )
در این مرحله بافت میوه ترد و رنگ آن تیره می شود .
4 ـ تمر ( ثمر )
آخرین مرحله رسیدن میوه خرما را تمر ( ثمر ) می گویند . در این مرحله میوه مقدار زیادی از آب خود را از دست می دهد و خشک به نظر می رسد و برای حمل و نقل به نقاط دور دست یا ذخیره در انبار مناسب تر است .
طبقه بندی
میزان رطوبت ، زودرسی ، دیررسی ، هسته دار بودن و بی هسته بودن ، نرمی بافت ، حالت مصرف خرما ( مربوط به مرحله رشد خرما ) ، موجب می گردد که میوه خرما در حالات مختلف به طور متفاوتی طبقه بندی شود .
میوه خرما بر مبنای نرمی بافت و میزان رطوبت و کیفیت به صورت زیر طبقه بندی می شود هر یک از ارقام خرما در حالت بخصوص مذکور بهترین طعم را دارند .
الف ـ خرمای خشک
این نوع خرما به مرحله رطب نمی رسد مانند : " قصب " ، " اشرسی " ، " دیری " ، " سوئدانی "
ب ـ خرمای نیمه خشک
این نوع خرما وقتی به مرحله تمر می رسد ، بافت آن خشک می شوند مانند : " خضراوی " ، " زاهدی " ، " دجله نوز " ، " ربی " و " استعمران "
ج ـ خرمای نرم
این نوع خرما بافت آن از مرحله " رطب " تا " تمر " نرم باقی می ماند مانند : " کبکاب " ، " مضافتی " و " شاهانی " .
ترکیبات قندی
میزان
درصد وزن خشک
نرم
نیمه خشک
خشک
تمام قندها
حداکثر
85
82
82
متوسط
78
77
77
حداقل
67
71
73
قندهای احیا کننده
حداکثر
85
81
86
متوسط
78
60
41
حداقل
61
45
17
ساکارز
حداکثر
20
38
59
متوسط
1
17
36
حداقل
0
1/0
1
صنایع تبدیلی خرما
به طور کلی علاوه بر اهمیتی که خرما در تغذیه انسان ، بخصوص در نواحی جنوبی کشور دارد و به واسطه ارزش غذایی بسیار بالای آن ، می توان محصولاتی نظیر " شیره قند مایع " ( گلوکز ) ، " الکل اتیلیک " ، " خوراک دام " ، " آرد خرما " ، " نوشابه خرما " از آن بدست آورد و همچنین در انواع نان ها ، مارمالاد ، آب نبات ، شکلات ، مخمر و غیره مورد استفاده قرار داد . در زیر به برخی از فرآورده ها و روش های عمل آوری و استحصال آن ها اشاره شده است .
الف ـ شهد خرما ( عسل خرما )
عبارت است از عصاره شیره خرما که مواد کلوئیدی و قسمت عمده مواد رنگی آن گرفته شده و به صورت یک مایع غلیظ شبیه عسل ، درآمده است . " عسل خرما " محتوی کلیه مواد قابل حل خرما می باشد و در صنایع نوشابه سازی ، شکلات سازی ، بستنی سازی ، در تهیه مارمالاد و آب نبات و همچنین در قنادی ها کاربرد دارد .
ب ـ قند مایع خرما
عبارت است از شربت تصفیه شده که کلیه املاح آن گرفته شده است و مخلوطی از انواع قند یعنی گلوکز ، فروکتوز ، ساکارز ، با غلظت 75 درجه بریکس می باشد . یکی از روش های تهیه " قند مایع " مطابق نمودار شماره (1) است .
ج ـ شیره خرما
شیره ای است که از قسمت گوشتی خرما تهیه می شود و مصرف خوراکی دارد . این عمل اکثراً در نقاط خرماخیز جنوب کشور ، به صورت سنتی انجام می گیرد . بدین ترتیب که خرما را در مخازن مخصوص ریخته و در اثر فشار توده خرما ، شیره ای از انتهای مخزن خارج می شود . در این روش حدود 15 درصد شیره بدست می آید و چنانچه این عمل در کارخانجات این عمل در کارخانجات صنایع تبدیلی انجام شود تا 60 درصد از خرما ، شیره استحصال می گردد .
د ـ سرکه خرما
سرکه خرما از تخمیر خرماهای له شده در اب ، با درجه حرارت 35 تا 40 درجه سلسیوس تهیه می شود . به طور کلی از هر صد کیلو خرما می توان 300 تا 400 لیتر " سرکه " بدست می آورد .
هـ ـ مخمرهای خوراکی
از شیره خرما می توان " مخمر " تولید کرد . مخمرهای حاصله ، سرشار از پروتئین و ویتامین ها می باشند و در تهیه خوراک دام و نیز به عنوان " مخمر نانوایی " کاربرد دارد.
تعریف قند مایع :
شربت تصفیه شده از شیره خرماست که کلیه املاح آن گرفته شده و مخلوطی از انواع قند یعنی گلوکز ، فروکتوز ، و ساکاروز با غلظت 75 درجه بریکس می باشد .
ساختمان قند مایع شامل :
الف ـ مواد سلولزی و نشاسته ای :
دیواره سلولهای خرما در هنگامی که میوه بسیار کوچک و نارس است حدود 85 درصد از سلولز و مواد غیر محلول تشکیل می شود که بعد از رسیدن میوه این مواد به مواد قندی تبدیل می شوند .
ب ـ مواد پکتینی :
این مواد به صورت پروتئوپکتین و محلول وجود دارند که در هنگام جوشانیدن شیره خرما و تغییر دادن PH باعث بروز اشکالاتی می شود که خرما به حالت ژله در می آید که البته با تنظیم PH می توان تا حدی از بروز این اشکالات جلوگیری کرد.
ج ـ مواد معدنی و Vit ها :
حدود 2 درصد از وزن خرما را خاکستر تشکیل می دهد که این خاکستر ترکیبی از املاح معدنی شامل کلسیم ، فسفر ، کلر و آهن می باشد معمولاً در هر 100 گرم از قسمت خوراکی خرما را حدود 50 واحد بین المللی ویتامین A ، 09/0 میلی گرم ویتامین B1 ( یتامین ) ، 1/0 میلی گرم ویتامین B2 ( ریبوفلاوین ) و 22/0 میلی گرم یناسین تشکیل می دهد .
د ـ پروتئین :
2 درصد از وزن قسمت خوراکی خرما را pro تشکیل می دهد که 18 نوع آمینه تشکیل شده است .
هـ ـ مواد چربی و اسیدهای چرب :
معمولاً 6/0 تا 72/0 درصد از وزن خرما تشکیل می دهند که این مواد بیشتر روی سطح خارجی میوه پخش شده اند . هسته خرما 5/8 درصد چربی دارد و در ترکیب چربی هسته اسیدهایی مثل اسید کاپریک ، کاپروئیک ، لوریک ، میرستیک ، پا لمتیک ، اولئیک ، لینولئیک و استئاریک دیده می شود .
6 ـ رنگ دانه :
مواد رنگی خرما شامل کلروفیل ، کاروتن و آمنتوسیانین
این رنگدانه ها به ترتیب مسئول ایجاد رنگ های سبز ، زرد و قرمز خرما می باشند . کاروتنوئیدها و گزانتوفیل ها از نظر فیزیولوژی اهمیت زیادی دارند ، زیرا بیشتر میوه ها در هنگام رسیدن مولکولهای کلرونیل خود را از دست می دهند و ساخت رنگدانه های کاروتنوئیدی آغاز می شود که این رنگدانه ها از نظر تغذیه انسان اهمیت زیادی دارند ، زیرا بتاکاروتن در بدن انسان به دو مولکول ویتامین A تبدیل می شود .
7 ـ آنزیم ها :
از آنزیم های موجود در میوه خرما ، می توان آنزیم اینورتاز ، سلولاز ، پلی گالاکتوروناز را نام برد . آنزیم اینورتاز در کلیه مراحل رسیدن خرما و کیفیت آن تاثیر بسزایی دارد و اساس کار آن تجزیه ساکاروز به گلوکز و فروکتوز در زمان رسیدن خرماست . در هنگام کال و نارس بودن میوه فعالیت آنزیم سلولاز آغاز می شود تا زمان رسیدن میوه ادامه می یابد . نرم شدن بافت میوه در حلول مراحل رسیدن بستگی به آنزیم پکتیک دارد و آنزیم دیگری که تاثیر در تیرگی رنگ میوه خرما دارد ، آنزیم پلی فنواکسیداز است .
مراحل تهیه صنعتی شهد خرما و قند مایع :
1 ) مرحله اول دریافت و آماده سازی :
ابتدا خرما را بر روی میز مرتعش به منظور جداسازی خرماها از یکدیگر و جداسازی اضافات و نخاله ها تخلیه می کنند سپس توسط بالابر با نوار پله ای ( نقاله ) به سمت سیستم شستشو هدایت می شود .
2 ) مرحله دوم شستشو با سیستم خشک کن :
خرما به آرامی و با توزیع یکنواخت وارد سیستم شستشو دهنده می شود . این سیستم دارای سه بخش است ابتدا شستشو توسط سیستم کنترل بخار آب صورت می گیرد که از مواد شوینده و مواد شیمیایی به مقدار کم استفاده می گردد و درصد زیادی خاک و شن و دیگر مواد چسبنده به خرما همچنین موم و قند موجود در سطح پوسته آن نرم گردیده و اجازه جداسازی بهتر آلودگیهای موجود بر روی این لایه نظیر قارچها را از دانه های خرما می دهد سپس خرما وارد قسمت آبگیری می شود که در این بخش آب سطحی مانده بر روی دانه های خرما توسط سیستم هوادهی قابل کنترل از نظر درجه حرارت حذف می گردد . خرما بعد از مرحله شستشو حدود 3 ـ 2 درصد افزایش رطوبت دارد و به دلیل اینکه آب باعث فعالیت میکروبها و فعل و انفعالات شیمیایی می شود باید تا حد امکان از محیط حذف شود که انجام این کار توسط خشک کن ها صورت می گیرد ، خشک کن ها سه نوعند :
1 ـ خشک کن قفسه ای :
شامل سینی هایی از جنس فولاد زنگ نزن یا چوبی است که درجه حرارت هوا بین 0C 80 ـ 65 و سرعت هوای خشک کن بین 240 ـ 170 متر در دقیقه است .
2 ـ خشک کن تونل :
حمل و نقل محصولی به این خشک کن بصورت نیمه اتوماتیک است که یا جهت حرکت هوا و واگنها یکی است و یا مخالف هم .
3 ـ خشک کن نواری متحرک :
بصورت مداوم و بدون دخالت دست کار می کند . درجه حرارت 54 درجه و رطوبت نسبی 50 درصد برای خرماهای نرم است که برای خرماهای مرطوبتر درجه حرارت به 0C 60 می رسد .
3 ) ضدعفونی کردن :
گاز So2 یا نمک های سولفیت ( So3)2- و بی سولفیت ( Hso3) از ترکیباتی هستند که می توانند علاوه بر جلوگیری از قهوه ای شدن آنزیمی و غیر آنزیمی ( کاهش مقدار هیدروکسی متیل فورفورال ) روی محفرها و کپک ها تاثیر گذاشته و مانع تخمیر خرما شوند که بهترین PH برای فعالیت ترکیبات سولفیت 3 ـ 2 می باشد و این PH می تواند از فعالیت میکروبها جلوگیری کند همچنین با عبور خرما از تونل های دودهی توسط گاز متیل بروماید خرما ضدعفونی می شود .
د ) هسته گیر :
این دستگاه شامل یک محور که به الکترو موتور وصل است می باشد که دارای دو تیغه عمودی در طرفین خود و بصورت قرینه است خارج از این محور یک فیلتر وجود دارد با چرخش محور تیغه ها ، خرما بریده شده و هسته آن از قسمت بخصوصی خارج می شود . جدا کردن هسته خرما به این جهت مهم است که هسته ها چسبناک بوده و اغلب بصورت کلوخه هایی درآمده که این وضع برای استخراج شیره مناسب نیست .
هـ ) خرد کردن :
ابتدا خرما توسط سیستم بالابر ایواتور که شامل محفظه های کوچکی است به خرد کردن منتقل می شود . این دستگاه از دو مارپیچ درون هم که در جهتهای مخالف هم حرکت می کنند تشکیل شده است خرما از یک طرف وارد شده و توسط تیغه ها بریده شده و بصورت لایه هایی به قطر mm 3 ـ 2 خرد می شوند .
و ) مرحله استخراج قند به روش دیفوزیون :
این محل توسط آب گرم 0C 70 ـ 60 انجام می شود میزان مصرف آب بستگی به درصد رطوبت یا مواد جامد موجود در خرما دارد . این دستگاه از دو بدن تمام استیل تشکیل شده که بخار در جهت مخالف با ورود خرما وارد دستگاه می شود هر واحد دستگاه دارای یک پروانه است که توسط الکتروموتوری که در روی دستگاه است می چرخد و باعث یکنواختی محلول می شود . بخار نیز از قسمت فوقانی خارج شده و وارد کندانسور می شود و آب قند گرفته شده از قسمت تحتانی دستگاه خارج می گردد تفاله باقیمانده در این قسمت به دستگاه پرس جهت آبگیری منتقل می شود و آب خارج شده استریل شده و مجدداً وارد سیستم دیفوزیون می گردد تفاله خشک شده پس از خرد شدن در آسیابهای چکشی به بخش خوراک دام منتقل می شود .
س ) مخزن :
شربت گرفته شده برای نگهداری تا قبل از انجام مرحله تغلیظ در مخازن تمام استیل ذخیره می شود .
ر ) پیش پخت :
این دستگاه شامل یک مخزن استوانه ای افقی شکل است که دارای بخش حلزونی شکل از جنس استیل است . در قسمت فوقانی دستگاه مکانی برای ورود بخار طراحی شده ، بخش درونی قسمت حلزونی شکل بصورت قاشقک های پخش است که باعث بهم خوردن محلول درون دستگاه می شود و بخار باعث گرم شدن اولیه محلول می گردد ضمناً در این مرحله به مقدار مناسب و برای رسیدن به PH برابر 5/3 از اسید فسفریک 89 درصد استفاده می شود .
تصفیه جزئی :
شربت خام بدست آمده از خرما بدلیل داشتن مواد معلق و کلوئیدی و نیز در رنگدانه های مختلف کدر می باشد به همین جهت تصفیه می شود به این صورت که ابتدا اسید فسفریک 89 درصد را به شربت اضافه کرده ، PH آن را به 5/3 کاهش می دهد سپس 5/1 تا 2/1 درصد شیر آهک اضافه می شود که در این حالت تمام املاح مثل سولفاتها ، فسفاتها و سیتراتها بصورت نمک کلسیم رسوب می کنند بعد از اضافه نمودن اینها 05/0 ـ 02/0 درصد زغال اکتیو را به شربت مخلوط کرده و سپس مخلوط را از صافی عبور می دهند . یکی از فاکتورهای مهم عمل تصفیه کنترل درجه حرارت است زیرا درجه حرارت باعث منعقد شدن ترکیباتی نظیر آلبومین و پروتئین ها می شود همچنین درجه حرارت بالا باعث کاهش میزان قند اینورت می گردد .
تصفیه کلی :
این بخش از یک دکانتور تشکیل شده است که برای تصفیه کلی آن از شیر آهک و زغال اکتیو استفاده می شود همچنین تمامی ترکیبات کاتیونی و آنیونی که بصورت ترکیبات هیدروکسید می باشند گرفته می شود . در این حالت PH تعویض کننده های کاتیونی برابر 2/1 و آنیون ها برابر 7 است . مواد تصفیه شده توسط پمپی از این دستگاه خارج شده سپس به یک صافی قفسه مانند منتقل می شود .
تغلیظ : این دستگاه از دو اوپراتور تمام استیل و استوانه ای شکل تشکیل شده است که به صورت دو بدنه ای است و بخار در پشت بدنه خارجی قرار دارد . دمانی دو بدنه با هم متفاوت است بخار از قسمت پایین وارد شده و از قسمت بالای بدنه دوم به کندانسور منتقل می شود یک الکتروموتور همراه با پروانه ای متصل به آن باعث یکنواختی محلول و درجه حرارت می گردد . در مرحله اول با حرارت 0C 60 و در مرحله بعدی با حرارت 0C 50 محل تغلیظ صورت می گیرد . شربت حاصله دارای رنگ روشن می باشد . اما در مرحله تغلیظ زرد رنگ خواهد شد .
تصفیه نهایی :
شربت بدست آمده کمی کدر و غیر شفاف است و درجه آن بین 7 و 9 می باشد که با اضافه کردن مقدار مناسبی اسید استیک ( جوهر سرکه ) که مقدار PH را به 5/6 ـ 6 تنزل می دهد و در آخر توسط صافی پنبه سوز مجدداً آنرا صاف کرده که شیره کاملاً شفافی بدست می آید .
تبخیر و پاستوریزه کردن : پس از تصفیه نهایی شربت حاصله در دستگاه تبخیری که تحت خلاء کار می کند تغلیظ می کنند و چون قند اینورت در مقابل حرارت حساس می باشد باید تبخیر در مدت کوتاه و حرارت کم انجام گیرد که به روش تبخیر مضاعف صورت می گیرد ابتدا حرارت آن بین 0C 50 ـ 45 و بعد به 0C 68 ـ 64 می رسد محصول بدست آمده غلظتی معادل 720 ـ 70 دارد و مدت 2 تا 3 دقیقه در 0C 85 پاستوریزه می شود بلافاصله تا 35 ـ 30 درجه سانتیگراد سرد می شود و در نتیجه قند مایع پاستوریزه و سرد شده توسط لوله های استریل به مخازن نگهداری منتقل می شود .
نگهداری ، پر کردن ، جابجا کردن قند مایع : قند مایع را در یکسری از مخازن که مجموعاً دارای ظرفیتی معادل m3 25 می باشد نگهداری می کنند و توسط یک تلمبه پیچی یکطرفه از این مخازن شیره را به ظروف دیگر انتقال می دهند . یک دستگاه تهویه استریل متصل به مخازن نگهداری قند مایع وجود دارد تا هر موقع که آنها پر و خالی شدند بجای هوای آزاد هوای استریل به مخازن وارد شده تا از آلوده شدن بخش خالی بالای ظروف جلوگیری شود .
قند مایع را می توان در ظروف شیشه ای یا قوطی های فلزی سربسته و یا در تانکرهای موتوری حمل و نقل کرد . دستگاه مخصوص پر کردن قند مایع دارای ظرفیت های معادل یک تا یک و نیم تن در ساعت می باشد و تجهیزات مخصوصی برای شستشو و استریل کردن کلیه ظروف قبل از پر شدن و نیز مجهز به قسمت های مخصوصی جهت دربندی و برچسب زدن است .
مصارف شهد خرما و قندمایع
شهد خرما می تواند مصارف متعددی داشته باشد
1 ـ در قنادیها و آب نبات سازی بعنوان جانشین شکر و یا گلوکز
2 ـ تهیه انواع مربا و مارمالاد
3 ـ تهیه عصاره نوشابه ها
4 ـ تهیه انواع شکلاتها و انواع محصولات SNAK
5 ـ تهیه انواع بستنی و محصولات جانبی بعنوان شیرین کننده
6 ـ انواع بیسکوئیت ـ تافی و کارامل
7 ـ با توجه به خواص تغذیه ای که شهد خرما دارد با انجام عملیات تصفیه بعنوان عسل مورد استفاده قرار می گیرد .
قند مایع
1