بخشی از مقاله
بررسی اثر هیدروکلوئیدها بر خصوصیات فیزیکی پنیر پروسس
چکیده
پنیرپروسس یکی از انواع پنیرهای عمده و پیشتاز در دنیا است که به عنوان یک جزء در غذاهای مختلف استفاده می شود. بافت، مهمترین عامل تعیین کننده کیفیت پنیر پروسس از نقطه نظر مصرف کنندگان است. تعیین خصوصیات فیزیکی میتواند اطلاعات ارزشمندی درمورد کیفیت محصول و ارزیابی بافت پنیر پروسس به دست دهد.در تولید پنیر پروسس ، نمک های امولسیون کننده سدیم فسفات ها و پلی فسفات ها بیشترین استفاده را دارند که نقش مهمی را در تولید محصولی همگن با ویژگی های فیزیکی مناسب ایفا میکنند. استفاده بیش از اندازه فسفات و سدیم میتواند به عنوان یک فاکتور خطرناک برای بروز بسیاری از بیماری ها باشد ، میتوان با جایگزینی نمک های امولسیون کننده با جایگزینهایی از جمله هیدروکلوئیدهای مناسب ،میزان فسفر و سدیم را در پنیر پروسس کاهش داد و به تولید محصولات جدید سلامتی بخش با ویژگی های بافتی مطلوب کمک شایانی کرد. در این مطالعه به بررسی مروری عوامل تأثیرگذار بر خصوصیات فیزیکی پنیر پروسس ، شرایط فراوری و استفاده از صمغ ها و هیدروکلوئیدها پرداخته میشود.
واژه های کلیدی : "پنیر پروسس"،"هیدروکلوئید"،"خصوصیات فیزیکی"
مقدمه
پنیرپروسس یک محصول لبنی است که برخلاف پنیرمعمولی مستقیما ازشیرتهیه نمی شود، بلکه درنتیجه خردکردن و مخلوط کردن یک یا بیش از یک پنیر معمولی همراه با دیگر اجزاء لبنی یا غیرلبنی و سپس تبدیل این مخلوط به یک مخلوط ذوب شده هموژن ، صاف ونرم با استفاده از حرارت ، اعمال برش (هم زدن ) و نمک های امولسیون کننده ، تولید می شود .(7) جزء اصلی پنیرپروسس، پنیرمعمولی است که می تواند برحسب نوع پنیرپروسس بین % 51- 95 پنیرپروسس را تشکیل دهد . اجزاء اختیاری دیگر مجاز برحسب نوع پنیر پروسس ،عبارتند از : اجزاء لبنی، نمک های امولسیون کننده، پایدارکننده، طعم دهنده، عوامل اسیدی کننده، شیرین کننده، رنگ، نگهدارنده، سبزی، میوه، گوشت، آجیل و آب .(4) در تولید پنیر پروسس ، نمک های امولسیونکننده نقش مهمی را ایفا میکنند و باعث تولید محصولی همگن با غلظت مناسب میشوند. نمک امولسیونکننده معمولا شامل یک آنیون چند ظرفیتی و یک کاتیون یک ظرفیتی است مانند سیتراتها یا فسفاتهای سدیم.
به طور معمول نمک های سدیم فسفات ها و پلی فسفات ها بیشترین استفاده را دارند. فسفات یک ماده ضروری است و از طرف دیگر استفاده بیش از اندازه فسفات میتواند برای ساخت استخوان مضر باشد و سبب استئوپروسیس شود ، بخصوص زمانیکه با کاهش مصرف کلسیم همراه باشد. نسبت مولاری مطلوب Ca : P در رژیم غذایی 1 : 1 یا بالاتر است .در پنیر پروسس مقدار بالای فسفات، نسبت Ca : P را ( به (1 : 1/5 - 3کاهش می دهد، که می تواند منجر به استئوپروسیس شود. همچنین نمک های امولسیونکننده دارای غلظت بالای سدیم هستند (بالای . ( % 30 W/W مقادیر بالای سدیم در تغذیه بشر به عنوان یک فاکتور خطر برای بسیاری از بیماری ها است. امروزه به منظور افزایش نسبت Ca : P و کاهش مصرف سدیم و ترکیبات آن، برای تولید پنیر پروسس یا پنیرهای مشابه با آن بدون استفاده از نمک های امولسیون کننده بر پایه فسفات و پلی فسفات ها تلاش میشود .(1)
1
تاریخچه پنیر پروسس
منشا تولید پنیرپروسس به ابتدای قرن بیستم ، یعنی حدود 100 سال قبل ، برمی گردد . برخلاف وضعیت کنونی ، هدف اولیه از تولید پنیرپروسس، افزایش زمان ماندگاری پنیر و پیدا کردن راهی بود برای به مصرف رساندن و فروش بریده ها و ضایعات تولید و بسته بندی پنیر و پنیرهایی که به دلیل بد شکلی یا کپک محدود به مناطق خاص و یا سایر دلایل ، فروششان با مشکلاتی همراه بود .(5)
پنیر بجز نوع نرم آن ، خیلی به ندرت درحالت کاملا تازه مصرف می شود و در بسیاری از کشورهای جهان ، پنیرهای رسیده ، بیشتر مورد پسند مشتری می باشند. بطور کلی فرآیند رسیدن پنیر، پس از دست یافتن به طعم مطلوب و اپتیمم به پایان نمی رسد و با سرعت بیشتری ادامه یافته ، باعث تجزیه پروتئینها و در بعضی موارد چربیها (مثلا در پنیرهای رسیده با کپک ) می شود . تجزیه زیاد پروتئینها باعث کاهش وزن وکاهش ارزش تغذیه ای پنیر و تغییرات نامطلوب درخواص ارگانولپتیک آن می شود و در نهایت ، پنیر، غیرقابل مصرف می گردد . به دلیل این تجزیه کنترل نشده پروتئینها ، تمام انواع پنیرها (ی رسیده ) برای نگهداری طولانی مدت نامناسبند . مطالعات نشان می دهد که سابقا پنیرسخت ونیمه سختی که به خارج از کشورها خصوصا مناطق گرمسیری صادرمی شد ، بطور نامطلوبی دچار تغییر در طعم و بافت میشد . پس از بروز این مشکل ، صنعت درصدد رفع آن برآمد. یکی از راه حل هایی که بدست آمد، قرار دادن پنیر در قوطی وپاستوریزه کردن آن بود. اما برخلاف پنیرهای نرم ونیمه سخت ، این روش برای پنیرهای سخت موثر نبوده و تمام روشهای حرارتی بکارگرفته شده روی پنیرهای سخت ، باعث چربی و آب پس دادگی و شکست بافت می شد . پس از سالها آزمایش و خطا و تلاشهای فراوان ، کمپانی معروف سوئیسی ژربر و استتلر درسال 1911 موفق به یافتن راه حل رفع این مشکلات با معرفی پنیر پروسس شد .(10)
روش تولید پنیر پروسس
تولید پنیرپروسس شامل مراحل زیر است :
-1× فرمولاسیون و انتخاب اجزاء مختلف و سطوح هر یک از آنها فرمولاسیون شامل انتخاب نوع و مقدار صحیح پنیرهای خام ( پنیرهای غیرپروسس که درتهیه پنیرپروسس مورداستفاده قرار می گیرند ) ، نمک امولسیون
کننده، آب واجزاء اختیاری است که درنتیجه این انتخاب ، به پنیر پروسس ، ترکیب ، بافت و خصوصیات عملکردی دلخواه را می دهیم. -2× تمیز کردن و کاهش اندازه پنیر
تمیز کردن معمولا شامل حذف آلودگی سطحی (مثلا رشد تصادفی کپک ) یا حذف پوشش خارجی با استفاده ازکاردکهای سریع موتوردار می باشد. پنیر، سپس توسط تیغه های هیدرولیکی قطعات کوچکتر بریده می شود وسپس این قطعات توسط خردکن های سریع چرخ می شوند . به این ترتیب سطح پنیر ×افزایش می یابد که این امر باعث افزایش یکنواختی مخلوط می شود و نیز انتقال حرارت و برهمکنش اجزاء در مراحل بعد را افزایش می دهد .
-3× پیش مخلوط کردن با آب وسایر اجزاء مجاز این عمل در دمای اتاق صورت می گیرد و 2 اثر مهم دارد ؛ اجازه میدهد تغییرات فیزیکو شیمیایی که درحین فرآوری بعدی پنیر رخ می دهند مثلا جذب
×آب توسط پروتئینها ، دردمای پایین تری قبل ازپخت صورت گیرند، همچنین این عمل باعث می شود که محصول نهایی یکنواخت ترشود. -4× فرآوری مخلوط (حرارت دادن وهمزدن )
فرآوری یعنی تیمارحرارتی مخلوط توسط بخارمستقیم یا غیرمستقیم همراه با همزدن . استفاده از یک خلا جزئی اختیاری است و می تواند ، وقتی از بخار ×مستقیم استفاده می شود، برای تنظیم رطوبت و نیزخارج کردن هوا بکار رود . فرآوری 2 کاربرد مهم دارد :
×الف - حذف میکروارگانیسمهای عامل فساد و بیماریزا و در نتیجه افزایش زمان ماندگاری محصول ×ب - تسهیل تغییرات فیزیکو شیمیایی و میکروساختاری که مخلوط را به یک محصول با خصوصیات دلخواه و پایدار از لحاظ شیمیایی تبدیل می کند
فرآوری ممکن است دردستگاههای غیر مداوم (ناپیوسته ) 2 یامداوم (پیوسته) 3 انجام شود . تیمارزمان - دما در فرآوری غیر مداوم در دیگهای پخت مجهز به همزن ( مانند دیگ پخت استفان( 4 صورت می گیردکه در آن تیمار حرارتی بین دماهای 70 - 95 درجه سانتیگراد و مدت 4 - 15 دقیقه ، بسته به فرمولاسیون ، میزان همزدن ( ( 60 - 3000 rpm ، بافت مورد نظر و زمان ماندگاری متغیر است . مخلوط با نگه داشته شدن در این دما تدریجا سفت می-شود. این تیمار عموما برای حذف سلولهای رویشی کافی است اما برای کاهش دادن اسپورهای میکروبی کافی نیست . برای از بین بردن اسپورها دمای بالای 130 درجه سانتیگراد مورد نیاز است . دمای 140 درجه سانتیگراد دردستگاه های پخت مداوم قابل دستیابی است ، بطورمثال مبدلهای گرمایی سطح تراش که سطح تماس مخلوط را با محیط گرما دهنده به حداکثر می رسانند ، همزدن کافی را برای جلوگیری از سوختن مخلوط روی سطح انتقال حرارت فراهم میکنند. دردستگاه های پخت مداوم ، مخلوط در 140 درجه سانتیگراد به مدت 5 - 20 ثانیه حرارت داده می شود ، سپس به سرعت تا 70- 95 درجه سانتیگراد سرد میشود ، پس از آن محصول دراین دما 4 - 15 دقیقه نگهداری می شود تا زمان کافی برای برهمکنش اجزاء مختلف مخلوط و ایجاد تغییرات فیزیکوشیمیایی و بافتی به مخلوط داده شود . مخلوط با نگه داشته شدن در این دما تدریجا سفت می شود.
2
-5 هموژن کردن مخلوط ذوب شده چهاردستگاه برای هموژن کردن مخلوط پنیرپروسس مناسب شناخته شده است : کاترگوشت، آسیاب کلوئیدی ، هموژنایزر و هموژنایزر اولتراسونیک .(10)
اثرات هموژنیزاسیون عبارتند از؛ کمک به کاهش اندازه ذرات و خرد شدن بیشتر ذرات حل نشده که درنتیجه آن محصول بافت نرم و یکنواختی خواهد یافت، افزایش برهمکنش بین اجزاء مخلوط ، افزایش پراکندگی قطرات چربی و عموما تقویت غلیظ وسفت شدن. اما ازآنجا ییکه هموژنیزاسیون ، اختیاری و مستلزم صرف هزینه و سرمایه گذاری اولیه می باشد معمولا فقط برای پنیرپروسس با چربی بالا انجام میشود .
-6 بسته بندی داغ و سرد کردن اغلب ، مخلوط پنیرپروسس از دستگاه پخت یا هموژنایزر توسط پمپ و قیف به ماشین پرکن منتقل می شود . پنیررا با اشکال بیشماری میتوان با استفاده
ازماشین های مختلف پرکن، بسته بندی نمود برحسب نوع بافت مورد انتظار، سردکردن میتواند سریع یا کند انجام شود . برای محصولات قالبی از سرد کردن کند و برای محصولات مالش پذیر از سرد کردن سریع استفاده می کنیم .(3)
مکانیسم تولید پنیر پروسس کازئینها مهمترین گروه پروتئینهای موجود در شیر هستند ، درحدود % 2/3 - 3 شیرگاو را تشکیل میدهند و مانند بیشتر پروتئینها هر دو قسمت آب دوست
و آب گریز را دارند . سه مولکول کازئین عمده عبارتند از: آلفا کازئین ، بتا کازئین و کاپا کازئین . کازئینها بی همتا هستند ازاین نظرکه شامل گروههای فسفات به صورت کووالانسی اتصال یافته به خود هستند . در فرم طبیعی ،کازئینها به شکل میسلهای کازئینی وجود دارند . این میسل ها حدود15 - 20 نانومتر قطر دارند و در داخل ازحدود 10000 زنجیره پلی پپتیدی آلفا و بتا کازئین تشکیل شده اند که با برهمکنشهای هیدروفوبیک پروتئین-پروتئین و اتصالات عرضی با واسطه فسفات کلسیم کلوئیدی پایدارمی شوند . کاپا کازئینها بطورعمده درسطح میسلها قراردارند ، بطوریکه منطقه هیدروفوبیک آنها درداخل میسل جا گرفته و دم هیدروفیلیک گلیکوزیدی آنها بیرون زده است. این دم بار منفی دارد و درنتیجه باعث میشود میسلها همدیگر را دفع کنند که این امر باعث پایداری میسلها و حفاظت آلفا وبتا کازئین می شود .
جهت تولید پنیر، به شیر، رنت اضافه می شود . رنت پیوند 105-106 کاپاکازئینها را می شکند ودر نتیجه ناحیه هیدروفیل گلیکوزیدی کاپاکازئین از جا کنده شده و وارد فاز آبی می شود . درنتیجه این پدیده ، میسل های کازئین، پایداری خود را ازدست می دهند و باقیمانده های فسفوسرین موجود درآلفا و بتاکازئین در اتصالات عرضی با یکدیگر با واسطه کلسیم شرکت می کنند ، درنتیجه یک کمپلکس پاراکازئینات فسفات کلسیم دارای اتصالات عرضی غیرقابل حل درآب و سخت معروف به دلمه تشکیل می شود ( .( 7
نتایج آزمایشات مختلف نشان داده است که ، حرارت دادن پنیر تا 95 درجه سانتیگراد باعث تجمع وسیع گلبولهای چربی و چروکیدگی ماتریکس پروتئین درسطح میکروساختاری می شود . بنابراین بکارگیری حرارت 70 - 90 درجه سانتیگراد و اعمال برش روی پنیر در طی فرآوری بدون حضور پایدارکننده ، معمولا به تشکیل یک توده خمیرمانند ، صمغی وهتروژن می انجامد که درطی تولید وخصوصا درسرد کردن ، دستخوش پسدهی زیاد روغن و رطوبت می-شود. این ساختار جدید که از یک ماتریکس پارا کازئین چروکیده همراه با حوضچه های بزرگ روغن و رطوبت آزاد تشکیل شده ، توانایی کمی در بلوکه کردن چربی و رطوبت آزاد دارد در نتیجه چربی ورطوبت به خارج نشت می کند(.(4
افزودن % 1- 3 نمک امولسیون کننده به مخلوط پنیر از چنین نقایصی جلوگیری می کند . درحالیکه نمکهای امولسیون کننده به خودی خود امولسیفایر نیستند ، به کمک حرارت بالا و اعمال برش یک سری تغییراتی را ایجاد می کنند که باعث جذب آب پاراکازئین نامحلول و در واقع حل شدن و تبدیل آن به یک اتصال دهنده آب و یک امولسیون کننده فعال قطرات روغن آزاد درماتریکس پنیر می شود و به این ترتیب در حضور نمک امولسیون کننده ، حرارت بالا
و اعمال برش ، یک محصول نرم ، هموژن و پایدار تولید می شود . این تغییرات عبارتنداز:
- سکستران یا چیلیت کردنCa 2+ پاراکازئینات کلسیم
این توانایی یکی از مهمترین کاربردهای نمک امولسیون کننده می باشد .سکستران کردن کلسیم شامل تعویض یونی Ca2+ پاراکازئین با کاتیون یک ظرفیتی نمک امولسیون کننده مثلا Na1+ می باشد . این عمل باعث تبدیل پاراکازئینات فسفات کلسیم به پاراکازئینات فسفات سدیم میشود ، درنتیجه پیوندهای درون و برون مولکولی که Ca 2+ مانند پلی آنها را برقرار کرده ، می شکنند ، اکنون این پاراکازئینات فسفات سدیم، قابلیت هیدراته کردن آب وحل شدن در آن را دارد . این تبدیل مهمترین عاملی است که باعث بالاتر بودن ظرفیت اتصال به آب پروتئین پنیرپروسس نسبت به پنیرمعمولی میشود . افزایش هیدراتاسیون پاراکازئین در نتیجه فرآوری ، موازی است با باد کردن فیزیکی دیسپرسیون کازئینات و افزایش در ویسکوزیته توده پنیرپروسسی که ذوب شده است . شکل (1)
