مقاله اثر روش « اسفنج و خمیر» و روش « مستقیم » تهیه خمیر بر خواص خمیر و کیفیت نان قالبی

بخشی از مقاله

اثر روش « اسفنج و خمير» و روش « مستقيم » تهيه خمير بر خواص خمير و کيفيت نان قالبي
چکيده
تخمير خودبه خودي بر پايه فلور طبيعي آرد، قديمي ترين روش کاربردي براي تهيه خميرترش است . براي کاهش تنوع و بي ثباتي خميرترش ، استفاده از کشت هاي آغازگر براي توليد خميرترش گسترش پيدا کرده است . امروزه از طريق آماده - سازي تجاري نژادهاي باکتري هاي اسيد لاکتيک به صورت تک نژادي يا مخلوطي از چندين نژاد مي توان ناني با استاندارد بالا و کيفيت ثابت توليد کرد. در اين پژوهش روش دومرحله اي تهيه خمير يا روش "اسفنج و خمير" با استفاده از آغازگر خميرترش لاکتوباسيلوس روتري در مقايسه با روش تک مرحله اي تهيه خمير يا روش "مستقيم " مقايسه و اثرات آن ها بر خواص خمير و کيفيت نان قالبي مورد بررسي قرار گرفت . به طور کلي در روش دومرحله اي ، pH خمير کاهش و اسيديته قابل تيتراسيون آن افزايش نشان داد. ميزان pH نان هاي تهيه شده با روش تک مرحله اي به طور معني - داري بالاتر و ميزان اسيديته قابل تيتراسيون آنها نيز پايين تر از نان هاي تهيه شده با روش دومرحله اي بود. حجم و ارتفاع نان تهيه شده در روش تک مرحله اي بيشتر از روش دومرحله اي بود، اما نان هاي تهيه شده با روش دومرحله اي حاوي رطوبت بيشتري بودند. در طي دوره نگهداري تفاوت معني داري از لحاظ امتياز حسي بين نان هاي حاصل از دو نوع روش مورد بررسي در تهيه خمير ديده نشد. همچنين نان تهيه شده به روش تک مرحله اي در همه روزهاي نگهداري نرم تر بود و نرخ بياتي کمتري را به خود اختصاص داد. اين امر در حالي است که کپک زدگي در نان تهيه شده با روش دومرحله اي نسبت به نان تهيه شده با روش تک مرحله اي به طور قابل ملاحظه اي به تأخير افتاد.
کلمات کليدي : خمير، روش ، اسفنج ، مستقيم ، نان ، کيفيت

مقدمه
تخمير خميرترش يک فرآيند سنتي جهت بهبود استفاده از خميرترش به منظور ايجاد حجم در نان خصوصيات ارگانولپتيکي ، ارزش تغذيه اي و زمان گرديد، البته بسياري از نانواها تا ابتداي قرن بيستم از ماندگاري نان مي باشد (گرز و همکاران ٢٠٠٨). باکتري - خميرترش به دليل ارزان بودن در توليد نان استفاده مي - هاي اسيد لاکتيک نقش کليدي در فرآيند تخمير کردند. اولين کشت آغازگر خميرترش درحدود سال خميرترش برعهده دارند. اين ميکروارگانيسم ها، ١٩١٠ ميلادي در نانوايي ها عرضه شد. اين کشت آغازگر خصوصيات نان از جمله حجم ، يکنواختي پخت ، به صورت تازه و هر هفته تهيه و در اختيار نانواها قرار خصوصيات پوسته ، دانه بندي نان ، رنگ مغز نان ، طعم و مي گرفت تا کيفيت نان توليدي و کارايي توليد خميرترش مزه و بافت نان را بهبود داده و با جلوگيري از رشد را ثابت نگه دارد (براندت ٢٠٠٧). در روش دومرحله اي قارچ ها باعث افزايش زمان ماندگاري نان مي شوند تهيه خمير يا استفاده از خمير ترش شل ، ابتدا قسمتي از (رحمان و همکاران ٢٠٠٧). در طول فرآيند تخمير آرد و آب با تمام مخمر براي تهيه اسفنج ٢مخلوط شده و خميرترش ، ميکروارگانيسم هاي موجود در آن با توليد به مدت يک شب اجازه تخمير به آن داده مي شود. اسفنج متابوليت هايي باعث نرمي بافت و قابليت جويدن بهتر نان تهيه شده با بقيه آرد، آب و نمک براي رسيدن به يک مي شوند (رجب زاده ١٣٧٢). توليد صنعتي مخمر نانوايي توسط ماتنر١ در سال ١٨٤٦ ميلادي منجر به کاهش مقايسه روش « اسفنج و خمير» با روش « مستقيم » در تهيه خمير روي خواص خمير و کيفيت نان قالبي قوام مناسب مخلوط مي گردد و سپس زمان کوتاهي براي تخمير قبل از پخت داده مي شود. نان تهيه شده با اين روش داراي کيفيت مطلوبي است که به علت باکتري - هاي موجود در خميرترش مي باشد که همراه با فلور طبيعي آرد وارد خمير شده است (برومر و لورنز ١٩٩١).
با پيشرفت تکنولوژي و ابداع ميکسرهاي دور تند و استفاده از طيف گسترده اي از مواد بهبود دهنده پخت و بنا به ضرورت توليد در زمان کوتاه تر براي صرفه اقتصادي بيشتر، استفاده از روش تک مرحله اي جايگزين روش دومرحله اي گرديد. روش مستقيم يا تک مرحله اي روشي نوين و متکي برکار مکانيکي ماشين آلات فرآورش خمير مي باشد که تمام مواد اوليه همزمان با يکديگر مخلوط شده و در زمان کوتاه تري به محصول نهايي تبديل مي گردند. در اين راه ، نانوا بسياري از مزاياي تخمير دومرحله اي نظير بهبود خواص حسي ، بهبود الاستيسيته و ايجاد خلل و فرج ريز در بافت داخلي نان ، طولاني شدن زمان ماندگاري و به تعويق افتادن بياتي نان و در نتيجه کاهش ضايعات را از دست مي دهد.
ميکروارگانيسم هاي گروه تخمير علاوه بر مخمرها، باکتري هاي اسيد لاکتيک (LAB)1 هستند که به ترتيب مسئول ورآوردن و اسيدي کردن خمير مي باشند (تويوساکي ٢٠٠٧). باکتري هاي اسيد لاکتيک موجود در خميرترش مي توانند از فلور طبيعي آرد، محصولات لبني و يا از آغازگرهاي تجاري نشأت گرفته باشند (وويست و ني سنس ٢٠٠٥). تخمير خودبه خودي بر پايه فلور طبيعي آرد، قديمي ترين روش کاربردي براي تهيه خميرترش است . افزودن قسمتي از خميرترش رسيده از کشت قبلي به کشت جديد و تکثير مداوم آن ، يکي ديگر از روش هاي تهيه خميرترش است که بدين ترتيب حاوي آغازگر مي شود (اسپيشر ١٩٨٣). براي کاهش تنوع و بي ثباتي خميرترش ، استفاده از کشت هاي آغازگر براي توليد خميرترش گسترش پيدا کرده است . امروزه از طريق آماده سازي تجاري نژادهاي باکتري هاي اسيد لاکتيک به صورت تک نژادي يا مخلوطي از چندين نژاد مي توان ناني با استاندارد بالا و کيفيت ثابت توليد کرد (هامس ١٩٩٠).
هدف پژوهش حاضر مقايسه روش دومرحله اي با روش تک مرحله اي در تهيه خمير و بررسي اثرات آن روي خواص خمير و کيفيت نان قالبي تهيه شده مي باشد.
مواد و روش ها آرد گندم
آرد حاصله از مخلوط گندم هاي داخلي با کيفيت نانوايي خوب از شرکت آرد اطهر مراغه خريداري گرديد.
ويژگي هاي فيزيکي و شيمايي آرد مزبور شامل رطوبت ، خاکستر، پروتئين ، گلوتن مرطوب و خواص فارينوگرفي با استفاده از روش هاي مصوب AACC به ترتيب به شماره هاي ١٦-٤٤، ٠٧-٠٨، ١٠-٤٦، ١١-٣٨، ٢١-٥٤ و عدد فالينگ (فعاليت آنزيم آلفا آميلاز) با روش ICC به شماره ١٠٧ انجام شد.
کشت آغازگر
آماده سازي سويه باکتريايي
باکتري لاکتوباسيلوس روتري ١٦٥٥ ATCC (باکتري هتروفرمنتاتيو اجباري ) به صورت آمپول ليوفيليزه از مرکز کلکسيون قارچ ها و باکتري هاي صنعتي و عفوني ايران (PTCC)٢ تهيه شد. محيط کشت MRS broth
آماده و اتوکلاو گرديد. آمپول ليوفيليزه در زير هود بيولوژيک شکسته و باکتري در شرايط استريل به محيط کشت آماده ، تلقيح و در دماي C°٣٧ به مدت ٢٤ ساعت گرمخانه گذاري شد.
تهيه استوک
کشت باکتريايي ٢٤ ساعته (در محيط کشت broth MRS) در ويال هاي ١.٥ ميلي ليتري حاوي ٢٥درصد گليسرول و ٢٥ درصد Skim Milk (غلظت ٢٠درصد 2 Persian Type Culture Collection وزني حجمي ) مخلوط و با استفاده از دستگاه ورتکس به خوبي يکنواخت گرديد. استوک آماده شده در دماي C°80-نگهداري شد.

تهيه سوسپانسيون باکتريايي براي تلقيح به خميرترش
قبل از تلقيح خميرترش ، LAB از محيط انجمادي مايع ، دو بار در محيط کشت MRS broth کشت داده شد و گرمخانه گذاري در دماي C°30 به مدت ٢٤ ساعت انجام شد تا سلول ها کاملا فعال شدند. ميزان مايه تلقيح باکتريايي 107CFU در يک گرم خميرترش بود. براي آماده سازي مايه تلقيح اوليه ، حجم مورد نياز از کشت باکتريايي لاکتوباسيلوس روتري در دور 8000g و به مدت ١٠دقيقه سانتريفيوژ گرديد. در پايان باکتري ته نشين شده با استفاده از آب مقطر استريل شستشو داده و به سوبستراي خمير اوليه اضافه شد.
تهيه و تخمير نمونه خميرترش
نمونه خميرترش با استفاده از کشت باکتريايي فعال لاکتوباسيلوس روتري به عنوان آغازگر تهيه شد.
سوبستراي تشکيل شده از آرد و آب با راندمان خمير برابر ٣٠٠ با آغازگر اشاره شده به ميزان ١٠٧ باکتري به ازاي هر گرم خمير، تلقيح شد. عمليات تخمير در فرمنتور New Brunswick Scientific در دماي C°37 (گاجيانو و همکاران ٢٠٠٧) با دور همزن rpm ٣٠٠ تا رسيدن به 4.33=pH انجام شد.

تهيه خمير و پخت نان
براي تهيه خمير نان بر پايه ١٠٠ گرم آرد از فرمول ذيل استفاده شد: آرد (١٠٠ گرم )، آب (٥٥.٥ ميلي ليتر)، نمک (١.٥ گرم )، مخمر نانوايي ساکارومايسس سرويزيه (٢ گرم )، بهبوددهنده (١ گرم ) و شکر (١ گرم ). نمونه هاي نان حاوي خميرترش ، با افزودن مقدار ٢٠ درصد خميرترش (بر مبناي وزن آرد) (گوسمن و همکاران ٢٠٠٧) به خمير نان بر اساس روش دومرحله اي تهيه شدند. مقدار آب مورد نياز با دستگاه فارينوگراف تعيين گرديد. مواد اوليه در مخلوط کن سياره اي ساخت شرکت سپه کار اصفهان با ظرفيت کاري ١٠ کيلوگرم ، مخلوط شدند. براي انجام اين کار از دنده شماره ١ با سرعت ٦٠ دور در دقيقه استفاده شد. مخلوط کردن به مدت ٣ دقيقه در دماي محيط انجام شد. نان تک مرحله اي بدون تلقيح خميرترش ، توسط مخمر نانوايي آماده شد و تمام مواد به صورت يکجا با يکديگر مخلوط شدند. ميزان pH و اسيديته قابل تيتراسيون بلافاصله بعد از تهيه خمير و همچنين بعد از تخمير و بلافاصله قبل از پخت اندازه - گيري شد (بستتي ٢٠٠١). تخمير اوليه در محفظه تخمير با رطوبت نسبي ٨٠ درصد و دماي C°٣٠ به مدت ٣٠ دقيقه انجام شد. خميرها به چانه هاي ٥٠ گرمي تقسيم شده و در قالب هاي با ابعاد ٨.٥٣.٥٤ سانتي متر قرار داده شدند.تخمير نهايي به مدت ٤٠ دقيقه در محفظه تخمير با دماي C°٣٠ و رطوبت نسبي ٨٠ درصد صورت گرفت . سپس بخارزني چند ثانيه اي صورت گرفت و پخت در دماي ١٨٠ تا ٢٠٠ درجه سانتي گراد به مدت ٢٠ دقيقه انجام شد. نان توليد شده پس از خنک شدن کامل در کيسه هاي پلي اتيلني در بسته در دماي آزمايشگاه تا اناليزهاي بعدي نگهداري گرديد.
آزمون هاي فيزيکي نان
براي ارزيابي کيفيت نان ، آزمون هاي اندازه گيري حجم به روش جابه جايي دانه کلزا (٠٥-AACC١٠)، اندازه گيري ارتفاع و همچنين رطوبت (پيازا و مسي ١٩٩٥) انجام شد.
ميزان pH و اسيديته قابل تيتراسيون (بستتي ٢٠٠١) نان نيز اندازه گيري شد. آزمون سفتي مغز نان توسط اينستران (٠٩-AACC٧٤) و همچنين ارزيابي حسي در طي ٤ روز (روزهاي صفر، ١، ٢ و ٣)نگهداري در ماي آزمايشگاه انجام گرديدند. براي ارزيابي کيفيت نان ده نفر ارزياب آموزش ديده ، خصوصيات مورد نظر را مورد ارزيابي قرار دادند. به عبارت ديگر، در مواردي که هدف تعيين ميزان تفاوت و شدت صفت مي باشد از افراد مقايسه روش « اسفنج و خمير» با روش « مستقيم » در تهيه خمير روي خواص خمير و کيفيت نان قالبي آموزش ديده که در اصطلاح "هيئت داوران " ناميده مي - شوند، بهره گرفته مي شود. در اين مطالعه از روش امتيازدهي يک ويژگي ، از نوع آزمون محصول گرا استفاده شد.جهت تعيين نمره ارزيابي حسي ، از روش امتيازدهي (جدول ١) استفاده و ضرايب ارزشيابي براي صفات تعريف و امتياز نهايي نان محاسبه شد. همچنين قطعات برش يافته نان پس از خنک شدن در دماي 25C گرمخانه گذاري شدند. زمان لازم جهت ظهور کلوني هاي کپک روي نان به عنوان زمان ماندگاري ثبت گرديد.
آناليز آماري
در اين تحقيق کليه آزمون ها در سه تکرار انجام گرفت .
صفات خمير شامل ميزان pH و اسيديته قابل تيتراسيون و صفات نان شامل مقدار pH، اسيديته قابل تيتراسيون ، حجم ، ارتفاع ، سفتي و رطوبت با استفاده از طرح کاملا تصادفي با رويه 1GLM و نرم افزار SAS مورد تجزيه و تحليل آماري قرار گرفتند.
مقايسه ميانگين ها با آزمون دانکن در سطح احتمال ٥ درصد انجام گرفت . آناليز آماري صفات ارزيابي حسي در اين تحقيق با روش لاتريل و همکاران (٢٠٠٦) بر اساس مدل خطي مختلط (MLM)٢ انجام گرديد. روش مدل خطي مختلط هنگامي استفاده مي شود که يک متغير در طول زمان يا تحت شرايط مختلف آزمايشي ، توسط يک نفر مورد اندازه گيري قرار مي گيرد. با اين روش مي - توان اثر تيمار را بررسي نموده و تنوع بين و داخل اعضا ارزيابي حسي را به دست آورد. محاسبات با نرم افزار SAS انجام شد. مقايسه ميانگين ها با توکي در سطح احتمال ٥ درصد انجام شد. کنترل کپک زدگي نان با رويه Life Test نرم افزار SAS توسط دو آزمون به نام -Log Rankو Wilcoxon مورد آزمون قرار گرفت . براي تعيين ميزان همبستگي و رگرسيون به ترتيب از رويه Corr و Reg نرم افزار SAS استفاده شد.
نتايج و بحث
ترکيب شيميايي و ويژگي هاي رئولوژيکي آرد
ترکيب شيميايي و خواص رئولوژيکي آرد مصرفي در جدول ٢ نشان داده شده است . ارزيابي ترکيب شيميايي نشان داد که آرد مصرفي از نوع آردهايي است که داراي درصد گلوتن مرطوب و پروتئين نسبتا بالايي است .
همچنين ارزيابي ويژگي هاي رئولوژيکي ، درصد جذب تقريبا بالاي آب را توسط آرد نشان داد. مقدار جذب آب تابع عوامل مختلفي است که مهمترين آن ها مقدار پروتئين و درجه استخراج آرد است . بنابراين هر قدر ميزان پروتئين و درجه استخراج آرد بالاتر باشد، مقدار جذب آب هم افزايش مي يابد. ميزان زمان گسترش و ثبات مقاومت خمير همچنين ميزان نرم شدن خمير پس از ١٠ دقيقه مخلوط شدن ، حاکي از قوت نسبي خمير بود.
عدد فالينگ آرد مصرفي بسيار بالا بود، که مي توان چنين نتيجه گيري کرد که فعاليت آميلازي آن بسيار پايين بوده و خطر کوچک شدن و کاهش حجم و سفت شدن نان حاصل به دليل عدم وجود قندهاي قابل تخمير به مقدار زياد، وجود دارد.

ميزان pH و اسيديته قابل تيتراسيون خمير و نان
خميرترش حاوي آغازگر لاکتوباسيلوس روتري جهت آماده سازي خمير به روش دومرحله اي مورد استفاده قرار گرفت و تهيه خمير به روش تک مرحله اي بر اساس روش صنعتي تهيه آن و بدون افزودن خميرترش انجام گرفت . تغييرات ميزان pH و اسيديته قابل تيتراسيون خمير بلافاصله بعد از تهيه و نيز بعد از تخمير و بلافاصله قبل از پخت با توجه به روش هاي مختلف تهيه خمير در شکل ١ نشان داده شده است .
همان طور که انتظار مي رفت خمير تهيه شده به روش مستقيم بلافاصله بعد از تهيه ، بالاترين pH و کمترين اسيديته قابل تيتراسيون را نشان داد، علت اين امر عدم توليد اسيدهاي آلي به ميزان لازم در طي فرآيند تخمير است . همان طور که در شکل ١-الف مشاهده مي شود، در انتهاي فرآيند تخمير و بلافاصله قبل از پخت ، ميزان pH در خمير تهيه شده به روش دو مرحله اي حاوي آغازگر لاکتوباسيلوس روتري به طور معني داري پايين تر از خمير تهيه شده با روش تک مرحله اي بود. علت اين امر مي تواند بالاتر بودن نرخ توليد اسيد در تيمارحاوي آغازگر لاکتوباسيلوس روتري باشد.
شکل ٢ ميزان pH و اسيديته قابل تيتراسيون نان هاي تهيه شده با روش هاي مختلف مخلوط کردن را نشان مي دهد.

pH نان تهيه شده با روش تک مرحله اي ٥.٦٣ بود که به - طور معني داري بالاتر و ميزان اسيديته قابل تيتراسيون آن نيز پايين تر از نان حاصل از روش دومرحله اي بود.
همان طور که مشاهده مي شود نان حاصل از روش دومرحله اي حاوي آغازگر لاکتوباسيلوس روتري به طور معني داري ميزان pH پايين تر (٤.٧٣) و اسيديته قابل تيتراسيون بالاتري (٤.٥٣) را نسبت به نان حاصل از روش تک مرحله اي نشان داد که علت آن به دليل فعاليت بالاي لاکتوباسيلوس تلقيحي به خميرترش و توليد اسيدهاي آلي شامل اسيد استيک و اسيد لاکتيک نسبت به خمير تهيه شده به روش تک مرحله اي مي باشد.
ويژگي هاي فيزيکي نان
در جدول ٣ نتايج حاصل از مقايسه ميانگين ويژگي هاي نان آورده شده است .
همان طور که در شکل ٣-الف مشاهده مي شود حجم نان در تيمار تهيه شده با روش تک مرحله اي ٢٢٤.١١ سانتيمتر مکعب بود که به طور معني داري (٠٠٥>P)
بيشتر از حجم نان بدست آمده از روش دومرحله اي مي - باشد. در اکثر مطالعات استفاده از خميرترش و تهيه خمير به صورت دومرحله اي به عنوان عاملي براي افزايش حجم نان گزارش گرديده است ، اگرچه يافته هايي نيز بر خلاف آن منتشر شده است (رابرت و همکاران ٢٠٠٦). هاگمن و سالووارا (٢٠٠٨) عنوان کردند فعاليت مخمر ساکارومايسس سرويزيه براي عمل آوري خمير در حضور باکتري هاي اسيد لاکتيکي ٢٠ الي ٣٥ درصد کاهش يافت . همچنين اين محققين عنوان کردند که نوع آغازگر تفاوت معني داري در ميزان حجم نان هاي تهيه شده از خميرترش ايجاد نکرد