بخشی از مقاله
اثر پودر توده زيستي اسپیرولینا پلاتنسیس بر برخي ويژگي هاي فيزيک وشيميايي و حسي پنير سفيد ايراني پروبيوتيک حاوي پودر پونه کوهي تهيه شده به روش فراپالايش
چکيده
مسئله اي که امروزه بيش تر به آن پرداخته ميشود، دريافت بهينه مواد مغذي و شناسايي اجزايي است که وقتي به رژيم غذايي اضافه ميشوند، بتوانند موجب افزايش سطح سلامت شوند. جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس با توجه به دارا بودن خواص منحصر به فرد، ميتواند در غنيسازي پنير مورد استفاده قرار گيرد. در اين پژوهش ، اثر غلظت هاي متفاوت ريزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس (٠، ٠.٣، ٠.٥ و ٠.٨٪) بر برخي ويژگيهاي فيزيکوشيميايي (pH، اسيديته ، پروتئين و بافت ) و حسي پنير فراپالايش حاوي ٠.٥ و ١٪ پونه کوهي، مورد ارزيابي قرار گرفت . نمونه ها به مدت ٤٥ روز در دماي C°٤ نگه داري شدند. ٨ تيمار با ٤ غلظت متفاوت جلبک (٠.٣،٠، ٠.٥ و ٠.٨٪ وزني.وزني) و ٢ سطح متفاوت پونه کوهي (٠.٥ و ١٪ وزني.وزني) تهيه شد. جهت انجام آزمايشات در روزهاي يکم ، پانزدهم ، سيام و چهل و پنجم نمونه برداري انجام گرفت . نتايج نشان داد با افزودن پودر ريزجلبک ، ميزان پروتئين ، اسيديته و ميزان سختي بافت به طور معنيداري افزايش (٠٠٥>p) و pH در نمونه ها به آرامي کاهش يافت . در ارزيابي حسي بالاترين ميزان پذيرش در بين نمونه هاي جلبکي مربوط به نمونه حاوي ٠.٣٪ جلبک و ١٪ پونه کوهي بود.
واژههاي کليدي: ويژگيهاي فيزيکوشيميايي، پونه کوهي، پنير پروبيوتيک .
١- مقدمه
به دليل تغيير عادت هاي غذايي مردم ، غذاهاي فراسودمند محصولات مورد علاقه تعداد بسيار زيادي از مردم هستند. با بالا رفتن سن افراد در کشورهاي توسعه يافته و افزايش نگراني براي حفظ سلامت افراد مسن ، که بيش تر در معرض بيماريها، به خصوص بيماريهايي مانند سرطان ، پوکي استخوان ، ديابت و بيماريهاي قلبي و سکته قرار دارند، غذاهاي فراسودمند بيش تر مورد توجه قرار گرفته اند. مسئله اي که در حال حاضر بيش تر به آن پرداخته ميشود، دريافت بهينه مواد مغذي، افزايش ميانگين طول عمر و شناسايي اجزايي است که وقتي به رژيم غذايي اضافه ميشوند، بتوانند موجب کاهش ابتلا به بيماريها و افزايش سطح سلامت شوند [١].
غذاهاي فراسودمند دامنه وسيعي از اجزا سازنده غذا را نيز در برميگيرند. اين فراورده ها ممکن است حاوي ميکروب هاي پروبيوتيک باشند. پروبيوتيک ها، ميکروارگانيسم هاي زنده اي هستند که به وسيله بلعيده شدن در يک تعداد مشخص ، فوائد سلامت بخشي بيشماري را باعث ميگردند [٢]. در برخي از مطالعات مشخص شده که مصرف پروبيوتيک ها در درمان انواع مختلفي از اسهال ، نظير اسهال مرتبط با آنتيبيوتيک در بزرگسالان ، اسهال مسافرتي و بيماريهاي اسهال در جوانان به سبب روتاويروس ها مفيد ميباشد [٣-٤]. استفاده گسترده از پروبيوتيک ها ميتواند يک روش مهم و غير تهاجمي به منظور پيشگيري و درمان بيماريها به خصوص در کشورهاي در حال توسعه باشد. باکتريهاي پروبيوتيک به حفظ سلامت دستگاه گوارش کمک ميکنند و عارضه روده اي تحريک پذير، ورم مخاط روده بزرگ و بيماريهاي کبدي مرتبط با مصرف الکل را درمان مينمايند [٥-٧].
اسپیرولینا بهترين جنس شناخته شده سيانوباکتري به دليل خصوصيات تغذيه اي منحصر به فردش ميباشد. اثبات شده است که مصرف اسپیرولینا با توجه به ترکيب شيميايي آن که شامل ترکيباتي مثل تمامي اسيدهاي آمينه ضروري، ويتامين ها، پيگمان هاي طبيعي و اسيدهاي چرب ضروري امگا ٣ و به ويژه امگا ٦ گاما لينولنيک اسيد، پيش ساز هورمون پروستاگلاندين در بدن ، ميباشد، براي سلامتي مفيد است . توده زيستي خشک شده آن داراي حدود ٢٠-١٢٪ کربوهيدرات ، ٧-٣٪ رطوبت ، ٦٠-٥٥٪ پروتئين ، ١٠-٧٪ خاکستر، ٨-٦٪ ليپيد، ١٠-٨٪ فيبر و ١.٥-١٪ کلروفيل a است [٨].اسپیرولینا شامل مقادير بالايي از پروتئين (٧٠-٦٠٪ وزن خشک آن ) ميباشد[٩].اسپیرولینا به دليل کميت و کيفيت پروتئيني بالاي آن براي تغذيه بشر مفيد ميباشد. پروتئين اسپیرولینا پروتئين کاملي است و داراي تمامي اسيدهاي آمينه ضروري ميباشد، اما کمبود اسيدهاي آمينه گوگرد دار متيونين و سيستئين دارد و هم چنين ليزين آن کم است . طيف اسيدهاي آمينه نشان ميدهد ارزش بيولوژيکي پروتئين در آن بالا است و با مکمل کردن آن با اسيدهاي آمينه گوگرد دار و ليزين منبع غذايي خوبي خواهد بود [١٠]. شامل انواع ويتامين هاي B٢، B٦، B١٢،E ،K ،H و A است . ويتامين B12 اسپیرولینا بيش تر از جگر گاو است [٨]. پيش ساز ويتامين A بتاکاروتن بوده که ٨٠٪ از کاروتنوئيدهاي اسپیرولینا را تشکيل ميدهد.
هر کيلوگرم اسپیرولینا ي خشک شامل ٧٠٠ تا ١٧٠٠ ميليگرم بتاکاروتن و حدود ١٠٠ ميليگرم کريپتوزانتين ميباشد که اين دو کاروتنوئيد توسط پستانداران به شکل ويتامين A قابل تغيير ميباشند. اسپیرولینا ا ي خشک حاوي mg.kg ١٩٠-٥٠ ويتامين E ميباشد که داراي سطح قابل مقايسه با جوانه گندم ميباشد [١٠].
پونه کوهي گياهي چند ساله ، با شاخه و ساقه هاي سخت پوشيده از کرک به رنگ سبز مايل به قرمز، و ارتفاع حدود هفتاد سانتي متر است . برگ هاي آن پوشيده از کرک و به رنگ سبز تيره ، پهن تر و بزرگ تر از برگ مرزنگوش است . اين گياه در سواحل دريا و دامنه کوه ها و جنگل هاي مناطق مختلف اروپا و آسيا و ايران ميرويد و پرورش داده ميشود. در مناطق شمال ايران ، لاهيجان طالش و آستارا، به طور خودرو ديده ميشود و طبيعت آن گرم و خشک است [١١]. اسانس آن معطر، محرک، مقوي و براي قطع اسهال و تسکين دردهاي حاد پشت سر هم شکم مفيد است [١١]. خصوصيات درماني اين گياه در بر طرف کردن اختلالات گوارشي، استفراغ ، بياشتهايي، اختلالات کبدي به اثبات رسيده است . هم چنين خصوصيات ضدميکروبي و آنتياکسيداني گونه هاي متعدد اين گياه به خوبي شناخته شده است و از قسمت هاي مختلف اين گياه در ترکيب ادويه تجاري به عنوان طعم دهنده در غذا استفاده ميشود [١٢].
پنير از جمله مواد غذايي است که پروتئين آن مرغوب بوده و غني از اسيدهاي آمينه ضروري ميباشد. پنير در مقايسه با ساير محصولات لبني تخميري، از قبيل ماست و شيرهاي تخميري، به دليل دارا بودن برخي ويژگيها از قبيل چربي بالا، بافت متراکم و منسجم به عنوان غذاي حامل پروبيوتيک ها، جهت ماندگاري و حفظ فعاليت زيستي آن ها در تمام مراحل عبور از دستگاه گوارش و هضم بسيار مناسب ميباشد [١٣].
هم چنين داراي pH بالاتري نسبت به شيرهاي تخميري است .
اين ويژگي ميتواند به بقاي بيش تر پروبيوتيک ها کمک کند [١٤-١٦]. افزودن هم زمان جلبک و پروبيوتيک به پنير باعث افزايش دوچندان ارزش تغذيه اي نيز ميشود.
به تازگي جنبه هاي سلامتي بخش درماني و تغذيه اي اسپیرولینا در مقالات مرور شده است [١٧-١٨]. اين جلبک به عنوان مکمل پروتئيني، منبع غني از آهن بوده و با داشتن رنگي مطلوب در بسياري از محصولات غذايي از قبيل کلوچه [١٩]، ماست [٢٠-٢١]، پنير [٢٢]، نوشابه ، مواد گوشتي و پاستا به کار برده ميشود [٢٣]. در اين پژوهش ٨ تيمار با نام هاي اختصاري M1A1، M1A2، M1A3 و M1A4 که حاوي ٠.٥ درصد پونه کوهي و به ترتيب حاوي ٠، ٠.٣، ٠.٥ و ٠.٨ درصد اسپیرولینا پلاتنسیس و M2A1، M2A2، M2A3 و M2A4 که حاوي ١ درصد پونه کوهي و به ترتيب حاوي ٠، ٠.٣ ،٠.٥ و ٠.٨ درصد اسپیرولینا پلاتنسیس ميباشند، در نظر گرفته شده و ويژگيهاي فيزيکوشيميايي و حسي پنير پروبيوتيک تهيه شده به روش فراپالايش مورد ارزيابي قرار گرفت .
٢-مواد و روشها
٢-١-مواد
شير گاو از دامداريهاي نظر آباد، که ويژگيهاي آن در جدول ١ آورده شده ، تهيه شده است . از استارتر پنير 704-R ( لاکتوکوکوس لاکتیس تحت گونه لاکتیس و لاکتوکوکوس لاکتیس تحت گونه کرموريس تهيه شده از شرکت کريستين هانسن دانمارک) استفاده گرديد. باکتري پروبيوتيک لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس 5-La از شرکت کريستين هانسن دانمارک تهيه شد. اسپیرولینا پلاتنسیس به صورت پودر از شرکت سينا ريزجلبک قشم ، پودر پونه کوهي از شهرستان گوار استان مرکزي و مواد شيميايي مورد استفاده از شرکت مرک آلمان تهيه گرديد.
٢-٢-روش توليد نمونه هاي پنير
نمونه هاي پنير در کارخانه طرحان نظر آباد، به روش معمول آن کارخانه ، تهيه شد. شير خام پس از انجام آزمايشات اوليه و عبور از پيش سردکن ، کلاريفاير و دستگاه باکتوفيوژ، وارد پاستوريزاتور شد و در دماي ٧٢ درجه سانتيگراد به مدت ١٥ ثانيه پاستوريزه گرديد. در دستگاه اولترافيتراسيون (UF)و با استفاده از صافيهاي غشايي لوله اي، بخشي از آب ، املاح و لاکتوز شير پاستوريزه گرفته شد و ماده خشک افزايش يافت . در اين مرحله محصول به دست آمده ريتنتيت است که در دماي ٥٥ درجه سانتيگراد هموژنيزه شده و سپس در دماي ٧٧ به مدت ١ دقيقه پاستوريزه گرديد. سپس تا دماي ٣٥ درجه سانتيگراد سرد و به مقدار ١٪ استارتر مزوفيل (٧٠٤-R) شامل لاکتوکوکوس لاکتیس و لاکتوکوکوس کرموریس تهيه شده از شرکت کريستين هانسن و سپس
باکتري پروبيوتيک لاکتوباسیلوس اسیلدوفیلوس به شيري که از آن نمونه هاي پنير داراي استارتر تهيه ميگرديد، اضافه شد و جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس (٠.٣، ٠.٥ و ٠.٨٪) و پونه کوهي در مقادير ٠.٥ و ١٪ به هر نمونه شير اضافه گرديد و در نهايت رنت به ميزان ٣٠ ميليگرم در کيلوگرم اضافه و بلافاصله در بسته هاي ٣٠٠ گرمي پر گرديد. پس از تشکيل لخته ، مقدار ٣ درصد نمک بر روي نمونه ها ريخته و درب بندي گرديد. پنيرهاي توليدي به مدت ٢٤ ساعت در گرمخانه با دماي ٣٠ درجه سانتيگراد و ٤٨ ساعت در سردخانه با دماي ٤ درجه سانتيگراد قرار گرفت . تيمارها در ٣ تکرار تهيه شدند. پنير خروجي از سردخانه نمونه هاي روز اول بودند. در طول نگه داري در فواصل زماني ١، ١٥، ٣٠ و ٤٥ روز از نمونه هاي پنير به طور تصادفي نمونه برداري شد و آزمايشات انجام گرفت .
٢-٢-١-تعيين pH و اسيديته
pH و اسيديته با استفاده از استاندارد ملي ايران شماره ٢٨٥٢ اندازه گيري شد[٢٤].
٢-٢-٢-تعيين نيتروژن کل
براي تعيين نيتروژن کل ، از روش کجلدال استفاده شد. در اين روش ، به ٢ گرم از نمونه ، مقدار ١٠ گرم سولفات مس ، ١٠ گرم سولفات پتاسيم و ٢٠ ميلي ليتر اسيد سولفوريک غليظ اضافه ميشود. سپس حرارت داده تا مرحله هضم کامل گردد. در اثر حرارت دادن ، محلول سياه ميشود و بعد از هضم به رنگ سبز در ميآيد. رنگ سبز بايد نيم ساعت دوام داشته باشد. سپس به آن آب اضافه ميشود. در هنگام هضم ، اسيد سولفوريک ، با عامل آمين موجود در پروتئين تبديل به سولفات آمونيوم شده که با افزوده شدن محلول قليا به محيط ، آمونياک ايجاد ميشود که با حرارت دادن محلول (داخل بالن ) آمونياک موجود در نمونه تبخير شده و در ارلن حاوي حجم معيني اسيد، آمونياک در محيط اسيدي وارد ميشود و مقداري از آن را خنثي ميسازد. اسيد باقيمانده را با محلول هم غلظت يا هم نرماليته خنثي نموده تا ميزان اسيد مصرفي توسط آمونياک مشخص ميشود. هر ميليليتر اسيد ٠.١ نرمال ، معادل با ١.٤ ميليگرم نيتروژن است [٢٥].
٢-٢-٣- آزمون بافت
آزمون بافت به صورت آزمون Compression انجام گرفت .
براي اين آزمون ، از دستگاه سنجش بافت (10CT,UK-M350) و پروب صفحه اي با قطر ٤٠×٤٠ ميليمتر استفاده شد.
نمونه هاي پنير بلافاصله قبل از آزمايش از يخچال خارج شده و پس از برش به ابعاد ٢.٥×٢.٥سانتيمتر تا ٤٠٪ ارتفاع اوليه (عمق ١٠ ميليمتر) توسط دستگاه فشرده شدند. سرعت پائين آمدن پروب ٦٠ ميليمتر در دقيقه بود. هر تست حداقل در ٣ تکرار انجام شد [٢٦].
٢-٢-٤-ارزيابي حسي
ارزيابي حسي با استفاده از آزمون چشايي به روش هدونيک پنج نقطه اي (خيلي ضعيف :١، ضعيف :٢، متوسط :٣، خوب :٤ و خيلي خوب :٥) انجام شد [٢٧]. ارزياب ها ٥ نفر متخصص صنايع غذايي و به طور کامل آشنا با ويژگيهاي پنير بودند. نمونه ها (بسته هاي ١٠٠ گرمي) مدتي قبل از آزمون از سردخانه خارج شده و پس از رسيدن به دماي محيط ، در قطعات ٥٠ گرمي در اختيار داوران قرار گرفت . ارزياب ها نمونه ها را از نظر طعم ، رنگ ، بو، بافت و مقبوليت نهايي مورد ارزيابي قرار دادند.
٢-٢-٥-روش آماري
براي تجزيه و تحليل داده هاي به دست آمده از نرم افزار SAS ٩.١ و رويه GLM استفاده شد. براي تجزيه داده ها از آزمايش فاکتوريل در قالب طرح بلوکهاي کامل تصادفي استفاده گرديد. اثر زمان به عنوان بلوک در نظر گرفته شد. براي مقايسه ميانگين اثرات معنيدار شده ار روش Lsmean استفاده شد.
٣-نتايج و بحث
شير مصرفي از نظر ويژگيهاي شيميايي بررسي شد و نتايج آزمون در جدول ١ آمده است .
٣-١-نتايج به دست آمده از pH و اسيديته نمونه هاي پنير پروبيوتيک حاوي جلبک و پونه کوهي
بر اساس نتايج آماري نمودار شکل ١، در پي افزودن غلظت هاي مختلف جلبک اسپیرولینا پلاتنیسیس به نمونه ها، اسيديته به طور معنيداري نسبت به گروه شاهد افزايش پيدا کرد و بيش ترين ميزان افزايش اسيديته مربوط به غلظت ٠.٨٪ ميباشد. ٣ غلظت مورد بررسي تفاوت معنيداري با هم ندارند. نمونه شاهد در دو سطح متفاوت پونه کوهي در روزهاي نگه داري داراي کم ترين ميزان اسيديته ميباشد.
بر اساس نتايج آماري نمودار شکل ٢ در پي افزودن غلظت هاي مختلف جلبک اسپيرولينا پلاتنسيس به نمونه ها، pH به طور معنيداري نسبت به گروه شاهد کاهش پيدا کرد و بيش ترين ميزان کاهش pH مربوط به غلظت ٠.٨٪ اسپيرولينا و ٠.٥٪ پونه کوهي در روز اول ميباشد. اختلاف ميزان pH با گذشت زمان ، بين سه غلظت جلبک افزوده شده و مقادير متفاوت پونه کوهي قابل توجه نميباشد. همواره ميزان pH نمونه کنترلي در مدت نگه داري، در هر دو سطح پونه کوهي، بالاترين مقدار بوده است .
آنچه از نتايج مطالعه حاضر به دست آمده ، افزايش معنيدار اسيديته قابل تيتر با افزودن ريزجلبک اسپیرولینا پلاتنیسیس (0.05>p)و در مقابل ، کاهش ميزان pH است . اين مطلب با نتايج مطالعه اي که وارگا و همکاران در سال ٢٠٠٢ انجام دادند، مطابقت دارد [٢٨]. آن ها مقدار pH در نمونه هاي حاوي اسپیرولینا پلاتنیسیس را نسبت به pH شير تخميري کنترلي در طول نگه داري، پائين گزارش کردند. گلداس و آيريخ در سال ٢٠١٠ و آکالين و همکاران در سال ٢٠٠٩، به نتايج مشابهي در کاهش pH و افزايش اسيديته در نمونه هاي حاوي اين ريزجلبک دست يافتند[٣٠-٢٩].
همان طور که در اين مطالعه مشاهده ميشود، بيش ترين افزايش ميزان اسيديته مربوط به نمونه هاي غني شده با جلبک ميباشد. اين بدان معنا است که تيمارهاي حاوي اين ريزجلبک در توليد اسيد تحريک شده اند. مونلار و همکاران در سال ٢٠٠٥، اثر اسپیرولینا پلاتنیسیس را بر شيرهاي تخميري در دماهاي مختلف مورد بررسي قرار دادند؛ آن ها بيان کردند که اسپیرولینا پلاتنیسیس داراي اثر محرک بر رشد باکتريهاي اسيد لاکتيک هستند که منجر به توليد اسيد و در نهايت افزايش اسيديته ميشوند [٣١].
جلبک اسپیرولینا پلاتنیسیس با مصرف نيتروژن موجود در محيط کشت ، منجر به آزادسازي اگزوپلي ساکاريدها ميگردد که اين مواد به عنوان پروبيوتيک عمل نموده ، رشد باکتريهاي اسيد لاکتيک را تحريک ميکند و در نهايت منجر به افزايش اسيديته ميشود [٣٢]. مواد نيتروژن دار موجود در توده زيستي اسپیرولینا پلاتنیسیس (اسيدهاي آمينه ، پپتون ، آدنين ، هيپوگزانتين ) موجب توليد اسيد و افزايش اسيديته ميشوند [٣١، ٣٣].
٣-٢-نتايج به دست آمده از پروتئين نمونه هاي پنير پروبيوتيک حاوي جلبک و پونه کوهي
محتواي بالاي پروتئين در انواع ريزجلبک ، يکي از دلايل اصلي براي در نظر گرفتن آن ها به عنوان منبع اصلي پروتئين است [٣٤]. اسپیرولینا پلاتنیسیس شامل مقادير بالايي از پروتئين (٧٠- ٦٠٪ وزن خشک آن ) ميباشد [٩]. پروتئين موجود در اين ريزجلبک حاوي تمامي اسيدهاي آمينه ضروري والين ، لوسين و ايزولوسين است و از آن جا که اين ريزجلبک فاقد ديواره سلولي بوده ، پروتئين موجود در آن قابليت هضم بالايي دارد [٣٥].
کمبود اسيدهاي آمينه سيستئين و متيونين در اسپيرولينا گزارش شده است ، اما مقدار بالاتري از اين اسيدهاي آمينه
در اسپیرولینا نسبت به دانه هاي غلات و سبزيجات وجود دارد [٣٦]. بيش از ١٠٠ درصد اسيدهاي آمينه ضروري مورد نياز براي يک فرد بالغ ، با مصرف روزانه ٣٦ گرم اسپیرولینا معادل چهار قاشق پر سوپ خوري تامين ميشود [٣٦].
بر اساس نتايج آماري نمودار شکل ٣ در پي افزودن غلظت هاي مختلف جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس (٠.٣، ٠.٥ و ٠.٨٪) به نمونه ها، پروتئين به طور معنيداري نسبت به گروه شاهد افزايش پيدا کرد و در روز اول بيش ترين ميزان افزايش پروتئين مربوط به غلظت ٠.٨٪ اسپیرولینا پلاتنسیس و ١٪ پونه کوهي ميباشد و در تمام مدت زمان نگه داري همواره افزايش پروتئين در نمونه هاي جلبک دار نسبت به نمونه شاهد مشاهده شد. نمونه شاهد، حاوي ١٣.٨٩ درصد پروتئين بود، در حاليکه اين مقدار در روز اول در پنيرهاي غني شده با ٠.٣، ٠.٥ و ٠.٨ درصد ريزجلبک در حدود ١.٤٥، ١.٣١ و ١.٦٤ درصد افزايش داشت . بيش ترين مقدار پروتئين در روز چهل و پنجم در نمونه ها مشاهده شد.
نتايج اين مطالعه با نتايج تحقيقاتي آکالين و همکاران که بر روي ماست هاي حاوي اسپیرولینا پلاتنسیس انجام دادند مطابقت داشت .
