عندما تفتح كيسًا من مسحوق البروتين، وتُخرج بسهولة مسحوقًا ناعمًا؛ وعندما تهز عبوة التوابل، وينثر مسحوق الفلفل الحار بالتساوي؛ وعندما تقلب مزيج كعكة مُعد مسبقًا، وتذوب الحبيبات بسرعة، ربما لن تتخيل أن هناك حارسًا خفيًا - ثاني أكسيد السيليكون الغازي. هذا المُضاف الغذائي الذي يبدو غير مهم، يُوفر جودة المنتجات الغذائية المسحوقة بأداءه الفريد بصمت.

أولًا: التعرف على ثاني أكسيد السيليكون الغازي

ثاني أكسيد السيليكون الغازي هو مسحوق غير عضوي ناعم جدًا مُنتج من تحلل رباعي كلوريد السيليكون في لهب هيدروكسيد الهيدروجين، ويبلغ قطره 7-40 نانومتر. يبدو عاديًا، لكن له خصائص مذهلة: مساحة سطحية كبيرة، وقدرة امتصاص قوية، وخصائص كيميائية مستقرة، ولا يتفاعل مع معظم المواد.

فلماذا يدخل مجال الأغذية؟ هذا يعود إلى المشاكل المُلازمة للمنتجات الغذائية المسحوقة. سواء كان مسحوق البروتين أو مسحوق التوابل، توجد قوى فان دير فال بين الجسيمات، وفي بيئات رطبة أو مُضغوطة، يسهل تكتلها. ويستطيع ثاني أكسيد السيليكون الغازي، بفضل بنيته المسامية، أن يمتص الرطوبة على سطح المسحوق مثل "إسفنجة صغيرة"، وفي الوقت نفسه، يُنشئ "حاجزًا عازلًا" بين الجسيمات، ويُحل مشكلة التكتل من جذورها.

ثانيًا: تطبيقات ثاني أكسيد السيليكون الغازي الأساسية في الأغذية المسحوقة

1. المشروبات الصلبة: تسهيل عملية التحضير

في مسحوق بروتين مصل اللبن الشائع في صالات الرياضة، يُعد دور ثاني أكسيد السيليكون الغازي بالغ الأهمية. بدون إضافة، يسهل ضغط مسحوق البروتين وتكتله أثناء النقل بسبب الاهتزاز، وغالبًا ما يُسدّ فوهة الزجاجة عند سكبه. بعد إضافة 0.2%-0.5% من ثاني أكسيد السيليكون الغازي، يمكن أن يبقى المسحوق مفككًا، ويسيل بسلاسة عند سكبه.

الأهم من ذلك، أنه يُحسّن كفاءة الذوبان. عندما يُضاف الماء الساخن إلى مسحوق البروتين، فإن خاصية ثاني أكسيد السيليكون الغازي المحبة للماء ستوجه جزيئات الماء إلى اختراق الجزء الداخلي من المسحوق بسرعة، وتجنب تكوين كتل صعبة الذوبان. أظهرت التجارب أن وقت ذوبان مسحوق حليب الصويا المُضاف إليه ثاني أكسيد السيليكون يمكن أن ينخفض بنسبة 30% أو أكثر.

2. التوابل والمنكهات: سر التحكم الدقيق في الكمية

توابل المطبخ مثل مسحوق الفلفل ومسحوق الكاري، تبدو بسيطة لكنها تخفي أسرارًا. مسحوق الفلفل الحار غير المُعالَج يتجمع تدريجيًا في حبيبات صغيرة أثناء التخزين، وعند الطهي، قد يُضاف بكمية زائدة عند سكبه. يمكن لثاني أكسيد السيليكون الغازي أن يلتصق بسطح حبيبات التوابل، ويُقلل من الاحتكاك بين الحبيبات، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الكمية عند كل سكب.

في الإنتاج الصناعي، تبرز هذه الخاصية أهميتها. عانت إحدى شركات التوابل من تكتل مسحوق الفلفل الحار، مما أدى إلى عدم تجانس الخليط، وتفاوت نكهة المنتج. بعد إضافة ثاني أكسيد السيليكون الغازي، يمكن توزيع التوابل بالتساوي في معدات الخلط، وانخفض معدل المنتجات المعيبة من 5% إلى 0.3%.

3. مزيج الخَبز المُعد مسبقًا: الحفاظ على النضارة والنكهة

مزيج كعكة الخَبز المُعد مسبقًا الذي يعرفه محبو الخَبز، غالبًا ما يحتاج إلى خلط العديد من المكونات مثل الدقيق والسكر ومسحوق التخمير. يمكن لثاني أكسيد السيليكون الغازي أن يكون بمثابة عامل استقرار، ليحافظ على توزيع هذه المكونات بالتساوي. حتى بعد تخزينها لعدة أشهر، لا يزال بإمكانك رؤية مسحوق ناعم ومتناسق عند فتح العبوة.

في الوقت نفسه، تُساهم مقاومته للرطوبة في إطالة عمر الصلاحية. لم يُضف أحد أنواع مزيج الخَبز المُعد مسبقًا ثاني أكسيد السيليكون، فإنه يتكتل ويتلف بعد شهرين في موسم الأمطار في جنوب الصين، أما بعد إضافته، فيمكن إطالة عمر الصلاحية إلى 6 أشهر، دون اختلاف في مذاق الكعك المخبوز. ثالثًا: الدور الرئيسي لثاني أكسيد السيليكون الغازي في الأغذية المسحوقة

1. عامل مضاد للتكتل: حل مشكلة التكتل

جوهر تكتل المسحوق هو أن قوة الامتصاص بين الجسيمات تتجاوز قوة الجاذبية الذاتية. يمكن للجسيمات النانوية الدقيقة لثاني أكسيد السيليكون الغازي أن تتداخل بين جسيمات المسحوق، مثل إدخال

أوتاد عازلة في حشد مزدحم، وكسر توازن الامتصاص بين الجسيمات. هذه الطريقة "العازلة الفيزيائية" أكثر موثوقية من الاعتماد فقط على البيئة الجافة. 2. عامل مساعد للتدفق: تحسين كفاءة الإنتاج

في خطوط الإنتاج الآلية، تؤثر سيولة المسحوق مباشرة على سرعة التعبئة. عانت إحدى مصانع حليب الأطفال من انخفاض سيولة حليب الأطفال، حيث بلغت سرعة التعبئة 70% فقط من الطاقة الإنتاجية المُصممة. بعد إضافة ثاني أكسيد السيليكون الغازي، ارتفعت سرعة تدفق المسحوق إلى القيمة المُصممة، وزاد الإنتاج اليومي بمقدار 3 أطنان.

3. عامل مُشتت: جعل الخلط أكثر تجانسًا في إنتاج التوابل المركبة، يُعد الخلط المتجانس للملح والسكر والتوابل أمرًا بالغ الأهمية لضمان تجانس النكهة. يمكن لثاني أكسيد السيليكون الغازي، من خلال التنافر الكهروستاتيكي، أن يُعلق جسيمات المسحوق ذات الكثافات المختلفة بالتساوي، لضمان ثبات نكهة كل ملعقة من التوابل.

رابعًا: مزايا استخدام ثاني أكسيد السيليكون الغازي في الأغذية المسحوقة

1. سلامة عالية: اجتياز شهادات صارمة

يجب أن يجتاز ثاني أكسيد السيليكون الغازي المُستخدم في الأغذية

تقييم السلامة من قبل منظمات دولية مثل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) والهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA)، كما حددته الصين في المعيار الوطني الصيني GB 2760-2024 كمُضاف غذائي مُسموح به، وكمية الاستهلاك اليومية المسموح بها (ADI) غير محدودة، مما يعني أنه يمكن تناوله بأمان ضمن النطاق المعقول.

2. قوة استقرار عالية: التكيف مع بيئات متنوعة سواء في المناطق الاستوائية

مستودعات ذات درجة حرارة عالية تصل إلى 38 درجة مئوية، أو بيئات تخزين تصل إلى -10 درجة مئوية في الشمال، يمكن لثاني أكسيد السيليكون الغازي الحفاظ على أدائه ثابتًا. في بيئة ذات رطوبة تصل إلى 80%، لا تزال الأغذية المسحوقة المُضافة إليها تحتفظ بحالتها المفككة لأكثر من 6 أشهر.

无论是热带地区 38℃的高温仓库，还是北方 - 10℃的储存环境，气相二氧化硅都能保持性能稳定。在湿度高达 80% 的环境中，添加了它的粉体食品仍能维持 6 个月以上的松散状态。​

3. كفاءة عالية و توفير للطاقة: تأثير ملحوظ بكميات ضئيلة

في معظم الأغذية المسحوقة، تبلغ كمية ثاني أكسيد السيليكون المضافة 0.1%-1% فقط، ومع ذلك، فإنها تحسن الجودة بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، في مصنع مساحيق البروتين الذي ينتج 10000 طن سنويًا، تبلغ تكلفة الإضافة لكل طن 50 يوانًا فقط، ومع ذلك، يمكن أن يقلل من الخسائر بنسبة 10% بسبب التكتل، مما يوفر أكثر من مليون يوان سنويًا.

4. وجود غير مرئي: لا يؤثر على تجربة الحواس

بسبب حجم الجسيمات الدقيقة و الخمول الكيميائي العالي، لا يؤثر ثاني أكسيد السيليكون على لون أو رائحة أو طعم الطعام. في الاختبارات العمياء، لم يتمكن خبراء التذوق من التمييز بين حليب البودرة مع أو بدون هذه المادة المضافة.

خامساً، تحليل سلامة ثاني أكسيد السيليكون

1. ضمان المعايير المزدوجة الدولية والمحلية

منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة ( FAO) و منظمة الصحة العالمية (WHO) و اللجنة المشتركة لخبراء المواد المضافة إلى الأغذية (JECFA) وافقت على استخدام ثاني أكسيد السيليكون في الأغذية، كما تنص اللوائح الصينية GB 2760-2024 على أنه يمكن استخدامه في جميع أنواع الأغذية بكميات مناسبة حسب الحاجة.

2. الدراسات العلمية التي تثبت السلامة

وكالة سلامة الأغذية الأوروبية ( EFSA) أشار تقرير التقييم لعام 2020 إلى أن ثاني أكسيد السيليكون لا يتم امتصاصه في الجهاز الهضمي، ويتم إخراجه من الجسم مع البراز، ولا يشكل خطرًا تراكميًا على جسم الإنسان. كما أظهرت التجارب السمية طويلة الأمد التي أجرتها إدارة الغذاء والدواء الأمريكية أنه حتى عند تناول كميات أكبر بكثير من المستويات اليومية، لم يتم ملاحظة أي آثار ضارة.

3. التحكم الصارم في كمية المواد المضافة

على الرغم من سلامته، إلا أن الصناعة لا تزال تتبع مبدأ "الحد الأدنى الضروري". في المشروبات الصلبة، لا تتجاوز الكمية المضافة عادةً 0.5%؛ في التوابل، يتم التحكم فيها عادةً بين 0.1% و 0.3%. بافتراض أن الشخص البالغ يتناول 100 جرام من الأغذية المسحوقة يوميًا، فإن الكمية الفعلية التي يتم تناولها هي

سادساً، التوقعات المستقبلية: إمكانات ثاني أكسيد السيليكون في مجال الأغذية

مع تطور تكنولوجيا الأغذية، تتوسع تطبيقات ثاني أكسيد السيليكون باستمرار. حاليًا، يقوم الباحثون باستكشاف تطبيقه في مساحيق اللحوم النباتية، لتحسين قدرة المنتج على امتصاص الماء و قوامه. في الأغذية المسحوقة الوظيفية، من المتوقع أن يكون بمثابة حامل وقائي للبكتيريا المفيدة، مما يحسن استقرار المكونات النشطة.

في ظل اتجاه التنمية المستدامة، يتم أيضًا ترقية عمليات الإنتاج الخضراء لثاني أكسيد السيليكون. قامت إحدى الشركات بتطوير تقنية إعادة التدوير، مما رفع معدل استعادة المنتجات الثانوية في عملية الإنتاج إلى 95%، مما يقلل من تأثيرها على البيئة.

سابعاً، الخاتمة

على الرغم من أن ثاني أكسيد السيليكون غير ملحوظ، إلا أنه عامل رئيسي في صناعة الأغذية المسحوقة. فهو يحل المشاكل العملية بمبادئ علمية، ويضمن سلامة الأغذية بمعايير صارمة. عندما نستمتع بالراحة التي توفرها الأغذية المسحوقة، فلنكن أكثر دراية و ثقة بهذا "الحامي الخفي".

المواد المضافة إلى الأغذية ليست مخيفة في حد ذاتها، بل ما يستحق الاهتمام هو الاستخدام وفقًا للوائح و الرقابة العلمية. تُعد حالة استخدام ثاني أكسيد السيليكون مثالاً حيًا على التوازن بين التكنولوجيا و السلامة في صناعة الأغذية الحديثة.