بخشی از مقاله
بررسي اثر سطوح مختلف کنسانتره پروتئين آب پنير (WPC) بر خصوصيات فيزيکوشيميايي و حسي کيک روغني
چکيده
در اين پژوهش ويژگيهاي فيزيکوشيميايي ، حسي و نگهداري کيک روغني (يزدي ) حاصل از جايگزيني سفيده تخم مرغ با سطوح مختلف کنسانتره پروتئين آب پنير (WPC) مورد ارزيابي قرار گرفت . WPC در سه سطح ٢٥، ٥٠ و ٧٥ درصد بـه عنـوان متغيـر پـژوهش در نظـر گرفتـه شـد. ويژگـي هـاي فيزيکوشيميايي شامل pH خمير، قوام خمير، pH کيک ، افت وزني ، دانسيته ، رطوبت ، ويژگي هاي ماندگاري شامل فعاليت آبي aw و سفتي بعد از ١، ٢ و ١٠ روز نگهداري و ويژگيهاي حسي شامل رنگ پوسته ، طعم ، بافت و پذيرش کلي بود. آناليز داده ها نشان داد که سطوح مختلف جايگزيني WPC کليه خصوصيات را تحت تاثير قرار داد، به طوري که با افزايش نسبت جايگزيني مقادير pH خمير، pH کيک ، رطوبت ، دانسيته ، aw و سفتي بعد از ١، ٢ و ١٠ روز نگهداري نسبت به شاهد کاهش و قوام و افت وزني افزايش پيدا کرد. سطوح مختلف جايگزيني WPC بر خواص حسي نمونه ها نيز موثر بـود
.در سطوح ٢٥ و ٥٠ درصد WPC امتياز رنگ نسبت به شاهد افزايش يافت اما در سطح ٧٥ درصد WPC از امتياز رنگ نمونه ها کاسته شد. امتيـازات بافت ، طعم و پذيرش کلي با افزايش سطح جايگزيني کاهش يافت . البته اختلاف امتيازات طعم و پذيرش کلي تا سطح جايگزيني ٥٠ درصد با شاهد معني دار نبود اما با افزايش نسبت جايگزيني تا ٧٥ درصد اين اختلاف معني دار شد.
کليد واژه گان: کيک ، کنسانتره پروتئين آب پنير(WPC)، فعاليت آبي aw، خواص حسي
١- مقدمه
در سال هاي اخير فرايندهاي تجاري براي توليد فراورده هاي حاصل از آب پنير که داراي کيفيت بالايي باشد بسيار توسعه يافته است و با توسعه فراوري آب پنير و تبديل آن به محصولات جديد با کيفيت مناسب استفاده از اين فراورده فرعي شير در صنايع غذايي نيز گسترش يافته است [١ و ٢].
فراورده هاي نانوايي از جمله فراورده هاي مناسب جهت استفاده از آب پنير مي باشند. انتخاب افزودني مناسب در فراورده هاي مختلف پخت به عوامل گوناگوني نظير چگونگي تاثير افزودني بر خواص عمل کنندگي و رئولوژيکي فراورده و مقرون به صرفه بودن آن بستگي دارد[٢].
اکثر فراورده هاي پايه آب پنير به عنوان پرکننده جهت بهبود وضعيت تغذيه اي مورد توجه قرار مي گيرند در حاليکه فراورده هاي غني شده پروتئيني آب پنير به عنوان فراورده هاي عمل کننده مورد استفاد ه قرار مي گيرند. پروتئين هاي آب پنير، افزودنيهاي غذايي با خصوصيات عملکردي متنوعي ميباشند که از ارزش تغذيه اي بالايي نيز برخوردار مي باشند. به علاوه کاربرد اين پروتئين ها در فراورده هاي پخت مي تواند امکان توليد محصولات جديدتر با هزينه هاي پايين تر را فراهم نمايد[٣]. کنسانتره پروتئين آب پنير١ (WPC) محصولي به رنگ سفيد تا کـرم روشن و طعم ملايم است که از حذف مواد معدني و لاکتوز از آب پنير به دست مي آيـد. ايـن محـصول حـاوي حـداقل ٢٥ درصد پروتئين بوده و به صورت محلول يـا پـودر خـشک در دسترس مـي باشـد[١] .خـواص عملکـردي WPC در مـواد غذايي بسته به ميزان پروتئين آن متفاوت است .سرعت انحـلال بالا در محدوده وسيعي از pH، ظرفيت اتصال به آب ، خواص تشکيل ژل ، توانايي تشکيل امولسيون ، بهبـود خـواص حجـيم شدن و خواص تـشکيل کـف ، بهبـود ويـسکوزيته و بافـت از جمله ويژگي هاي مطلوب پروتئين هاي آب پنير جهت استفاده از آنها در فراورده هاي پخت محسوب مي شود [٤ - ٦ ].
ازجمله فرآورده هاي نانوايي که در توليـد آن مـي تـوان از WPC استفاده نمود انواع کيک مي باشد. پروتئين هـاي آب پنير از نظر انعقاد حرارتي ، دارا بودن مقادير بالاي گـروه هـاي سولفيدريل و پيوندهاي دي سولفيد مشابه سـفيده تخـم مـرغ مي باشند. کارلسکيند ضمن بررسي خواص WPC کم چـرب حاصل از آب پنير ميکروفيلتر شده که حاوي کمتر از يـک در صد چربي باقيمانده از آب پنير بود پيشنهاد نمود کـه احتمـالا اين WPC ميتواند جايگزين پروتئين هاي سفيده تخم مرغ در فرمولاسيون کيک آنجل شود[٦]. کوالزوک کاربرد آزمايشگاهي کنسانتره پروتئين آب پنير حاوي ٢٥ درصد پروتئين را در توليد فرآورده هاي پخت آرد گندم بررسي نمود و نشان داد که ايـن کنسانتره محصولات را از نظر پروتئيني و نمـک هـاي معـدني غني نموده و به وسيله کاهش قوام و تجزيه خمير و افـزايش پايداري آ ن بر روي خواص فيزيکي محصول تاثير مي گذارد .
به علاوه رنگ پوسته وطعم اين نمونه ها نيز نسبت بـه شـاهد بهبود مي يابد [٧]. اش و همکاران گزارش نمودنـد کـه مـاده جامد حاصل از آب پنير کاني زدايي شده که حدود ٥٢ درصد پروتئين دارد يک جايگزين مناسب براي شير خشک پس چرخ در فرآورده هاي پخت مي باشد [٨]. آرون پانلوپ و همکاران اثرات جايگزيني جزئي پروتئين هاي سفيده تخم مرغ با WPI را بر روي ظاهر، ساختار، بافت و خواص حسي کيـک آنجـل بررسي نمودند. به عـلاوه در ايـن بررسـي از افزودنـي هـا ي مختلف نظير صمغ زانتان ، متيل سلولز، سولفات مس و فسفات سديم نيز استفاده شد.نتايج اين پـژوهش نـشان داد کـه کيـک هايي که درآنها پروتئين سفيده جايگزين شده بود اما فاقد ساير بررسي اثر سطوح مختلف کنسانتره پروتئين آب پنير... افزودني هاي فوق بودند عموما مرغوب تر از شاهد بودنـد. در بين کيک هايي که در آنها جايگزيني انجام شده بود کيک هاي حاوي صـمغ زانتـان از نظـر ظـاهر، بافـت و خـواص حـسي بيشترين شباهت را به نمونه شاهد داشتند[٩]. پرنل و همکاران کيک هاي آنجل ساخته شده از سـفيده تخـم مـرغ و WPI را مورد مقايسه قرار دادند. آنها دريافتند که تيمار حرارتي WPI و افزودن صمغ زانتان مي تواند حجـم کيـک هـاي حاصـل را افزايش دهد، البته اين افزايش به اندازه افزايش حجم حاصل از پروتئين هاي سفيده تخم مرغ نمي باشد[١٠]. راکر وجانـسون نشان دادند که محلول هاي WPI حرارت ديده تـا ٨٠ درجـه سانتيگراد کف هاي پايدارتري ايجاد ميکنند و مي توانند بـراي ساخت کيک هايي که شباهت بيشتري به نمونـه شـاهد داشـته باشند مورد استفاده قرار گيرند [١١]. مر و همکارانش نيز براي بهبود کيفيت کيـک هـاي آنجلـي کـه در آن WPI جـايگزين سفيده تخم مرغ شده بود از فشار هوا استفاده کردند[١٢]. کور و همکاران جايگزيني سفيده تخم مرغ را بـا WPC در کيـک موفين مورد بررسي قرار دادند. نتايج تحقيق آنها نشان داد که با افزايش غلظت WPC ويسکوزيته خمير افزايش يافت و ايـن جايگزيني کيفيـت محـصول را بهبـود داد. همچنـين کيکهـاي حاوي ١٥ درصد WPC از طـرف داوران بيـشترين امتيـازات آزمون پانل را دريافت کردند و زمان ماندگاري محصول نيز در دماي اتاق و در شرايط انجماد نسبت به شاهد افـزايش يافـت [١٣]. اسواران و همکاران در کيک مواد جامد تخم مـرغ را بـا WPC، لـسيتين سـويا و منوگليـسرول اسـتئارات جـايگزين نمودند . نتايج تحقيق اين محققين نشان داد که با افزايش سطح جايگزيني تا مقدار ٥٠ درصد خواص فيزيکي کيـک بـه طـور معني داري تغيير نکرد [١٤].
در اين پژوهش جايگزيني جزئي سفيده تخم مرغ با WPC با اهداف بهبود خصوصيات فيزيکوشـيمايي کيـک روغنـي از قبيل بهبود ساختار و بافت ، حفـظ رطوبـت محـصول در طـي زمان نگهداري و به تاخير انداختن بياتي ، بهبود رنـگ و طعـم ، بهبـود ارزش تغذيـه اي و کـاهش هزينـه اقتـصادي و...مـورد بررسي قرار گرفته است .
٢- مواد و روشها
آرد مخصوص توليد کيک با درجه اسـتخراج ٨١ درصـد (آرد ستاره ) از کارخانه آرد سفيد طوس مشهد تهيـه شـد. ايـن آرد حاوي ١٠.٥ درصد پروتئين ، ١.٠٣ درصد خاکستر و ٣٣ درصد گلوتن مرطـوب بـود. ويـسکوزيته آرد ١٢٠٠ واحـد برابنـدر، جـذب آب ٥٧.٣ درصـد، زمـان مخلـوط کـردن ٣.٥ دقيقــه ، مقاومت خمير ٥.٢ دقيقه و ضريب تحمل مخلوط کردن خمير بعد از ٥ دقيقه برابر ٦٠ واحد برابندر بود. U F-WPC با نام تجـاري WPC – ٣٩٢ A Lacen از طريـق نماينـدگي شـرکت NZMP نيوزيلنـد در تهـران و وانيـل بـا نـام تجاري Rhovanilla از شـرکت Rhodia Food تهيـه شد. شکر ، روغن نباتي جامد، گرد پخت ٢ و جوش شيرين نيز از فروشگاههاي سطح شهر مشهد تهيه شد و تخم مرغ تازه نيز يک روز قبل از توليـد روزانـه کيـک هـا تهيـه و در يخچـال نگهداري شد. تمامي خميرهاي کيک طـوري تهيـه شـدند کـه نسبت به آرد حاوي ٣٠ درصد روغـن ، ٤٦ درصـد شـکر، ٥٠ درصد آب ، ٤ درصد گرد پخت ، ٥ درصد شربت اينـورت و ١ درصد جوش شيرين بودند. به منظور بهبـود عطـر و طعـم بـه مقدار معين وانيل در تمام فرمولاسيون ها به خمير افزوده شد .
در اين پژوهش ويژگيهاي فيزيکوشيميايي مورد انـدازه گيـري تيمارهاي مختلف کيک روغني شامل pH خمير، قوام خمير، pH کيک ،افت وزني ، دانسيته ، رطوبت و ويژگيهاي ماندگاري شامل aw و سفتي ٣ بعد از ١، ٢ و ١٠ روز نگهـداري بودنـد.
pH خمير و pH کيک طبق روش آرون پان لوپ اندازه گيري شد [٩]. براي اندازه گيري قوام خميـراز قـوام سـنج بازويـک استفاده گرديد. اين دستگاه داراي محفظه اي مکعـب مـستطيل شکل يا نيمه استوانه اي با دو خانه کوچک و بزرگ اسـت کـه خمير درون خانه کوچک ريخته شده و بعد از آزاد کردن تيغـه مخصوص بين دو خانه مسير طي شده توسط خميـر در زمـان معين قرائت و عکس مسافت طي شده توسط خمير به عنـوان قوام ثبت گرديـد . بـراي انـدازه گيـري درصـد افـت وزنـي ، نمونه هاي کدگذاري شده قبل و بعد از پخت با دقـت ٠.٠٠١ گرم توزين شده و درصدافت وزني با اسـتفاده از فرمـول زيـر محاسبه شد[٩]:
وزن نمونه بعد از پخت -وزن نمونه قبل از پخت = درصد افت وزني براي اندازه گيري دانسيته ابتدا حجم نمونه ها با کمک روش جايگزيني با ارزن تعيين شد و سپس دانسيته نمونه ها محاسبه گرديد. رطوبت نمونه ها با دستگاه رطوبت سنج مـادون قرمـز مدل MOC ٣٣٠-Shimadzu EB اندازه گيـري شـد. aw نمونه ها توسط دستگاه aw متـر و طبـق روش آبلانـا انـدازه گيري شد [١٥]. سفتي نمونه هـا بـه کمـک دسـتگاه تکـسچر آنـالايزر مـدل Texture Analyzer,CNS Famell انـدازه گيري شد. براي اندازه گيري سفتي ابتدا نمونـه هـا بـه شـکل طعات مکعب با ابعاد ٢.٥ ×٢.٥×٢.٥ سانتي متر برش داده شد و سپس توسط يک پروب صفحه اي با سرعت ١٠٠ ميلي متر در دقيقه فشرده گرديد. مقدار عددي پارامتر سفتي بـر حـسب واحد نيوتن پيک بر روي صفحه نمايشگر دسـتگاه ثبـت و بـه عنوان شاخصي از سفتي گزارش شد. نتـايج حاصـل از انـدازه گيري خواص فيزيکوشيميايي و ماندگاري تيمارهاي مختلـف در قالب طرح کاملا تصادفي با آرايش فاکتوريل و به کمک نرم افزار MStat-C تجزيه و تحليل شد و مقايسه ميانگين ها در سطح ٥ درصد با آزمون دانکن انجام شد. ويژگي هـاي حـسي تيمارهاي کيک نيز که شامل رنگ پوسته ، بافت ، طعم و پذيرش کلي بود توسط ١٠ پانليست ماهر با آزمون هدونيک ٥ نقطه اي مورد ارزيابي قرار گرفت (امتيـازات بـين ١ (خيلـي بـد ) و ٥ (خيلي خوب ) در نظر گرفتـه شـد) و نتـايج حاصـل باشـاهد مقايسه گرديد [١٦].
٣- نتايج و بحث
pH خمير: اثر سطوح جايگزيني WPC بر pH خمير در سطح يک درصد معني دار بود، به طوري که با افزايش نـسبت جايگزيني WPC،pH خمير کاهش پيدا کرد. البته در اولين و دومين سطح جايگزيني اين اختلاف با شاهد معني دار نبـود اما با افزايش سطح جايگزيني تا ٧٥ درصد pH نمونـه هـا در حدود ٢.٢ درصد کاهش يافت (جدول ١). با توجه به اين کـه WPC مورد استفاده در اين بررسي داراي pH حدود ٧ بـود بنابراين اين کاهش pH را نميتوان به حضور اين ترکيب نسبت داد و نظر به اينکه pH سفيده تخم مرغ حدود ٩ ميباشد به نظر ميرسد که کاهش مقدار اين ترکيب قليـايي بـا افـزايش سـطح جايگزيني عامل کاهش pH خمير باشد[١٧] .
قوام خمير: اثر سطوح جـايگزيني WPC بـر قـوام خميـر معني دار بود. با افزايش نـسبت جـايگزيني WPC بـر قـوام خمير افزوده شد، ميزان اين افزايش در سطح ٢٥ درصد حدود ٤.٤ درصد، در سطح ٥٠ درصد حدود ١٩ درصد و در سطح ٧٥ درصد حدود ٣٥ درصد بود ( جدول ١).
جدول ١ اثر سطوح مختلف wpc بر pH خمير، قوام خمير، pH کيک و افت وزني (حروف مشترک در هر ستون ، نشان دهنده عدم وجود اختلاف معني دار در سطح يک درصد ميباشند)
همان طور که اشاره شد عکس مسافت طي شده توسط خمير در قوام سنج بازويک نشان دهنده قوام خمير است . به نظر مي رسد که وجود قند احيـا کننـده لاکتـوز و همچنـين وجـود لاکتـالبومين در WPC که از خواص تـشکيل ژل خـوبي بـر خـوردار ميباشـد از دلايل عمده اين مسئله ميباشد. تحقيق کور و همکارانش نيز نـشان داد که با افزايش غلظت WPC در خمير کيک موفين ، ويسکوزيته افزايش يافت [١٣].
pH کيک : اثر سطوح جايگزيني WPC بر pH کيک معنـي دار بود. با افزايش سطح جايگزيني WPC از مقدار pH نمونه ها کاسته شد(جدول ١). به نظر ميرسد که کاهش pH کيک با افزايش سـطح جـايگزيني را بتـوان بـه کـاهش مقـدار سـفيده تخـم مـرغ درفرمولاسيون نمونه هاي جايگزين شده نسبت داد.
افت وزني : اثر سطوح جايگزيني WPC بر افت وزني نمونه ها معني دار شد. افت وزني نمونه هـا بـا افـزايش سـطح جـايگزيني افزايش پيدا کرد(جدول ١). به طور کلـي WPC محلـول در آب بوده و لذا نميتواند با مقادير زيادي آب اتصال برقرار کند و لذا بـه نظر ميرسد که اين اختلاف معني دار به اين ويژگـي ايـن فـراورده پروتئيني آب پنير مربوط مي باشد. نتايج تحقيقات آرون پانلوپ و طح جـايگزيني WPI در همکارانش نيز نشان داد که با افزايش فرمولاسيون کيک آنجل افت وزني افزايش مي يابد[٩].
رطوبت : اثر سطوح جايگزيني WPC بر رطوبت نمونه ها معني دار بود. با افزايش سطح جايگزين WPC مقدار رطوبت نمونه هـا کاهش يافت . رطوبت نمونه هاي حاوي WPC در سـطوح ٢٥،٥٠ و ٧٥ درصد به ترتيب ١.١، ١.٢ و ١.٤ برابر نسبت به شاهد کاهش يافت (شکل ١).
