بخشی از مقاله
بررسی خواص حسی و فیزیک وشیمیایی ماستهای غنی شده با فیبرهای رژیمی
چکیده
هدف از این مقاله بررسی اثرات انواع فیبرهای رژیمی بر روی خواص فیزیکوشیمیایی, حسی و رئولوژیکی ماستهای غنی شده با این فیبرها میباشد. در این مقاله در ابتدا تحقیقاتی که بر روی انواع فیبرها از جمله اینولین, گندم, بامبو و پکتین و همی سلولزهای زنجیر کوتاه انجام شده و نیز نحوه پروسس ماست های غنی شده حاوی فیبر مورد بررسی قرار گرفت و خواص فیزیکوشیمیایی, حسی و رئولوژیکی ماستهای غنی شده با این فیبرها با خواص مشابه ماست شاهد مقایسه گردید و هم چنین خواص فیزیکوشیمیایی و حسی انواع ماست های غنی شده با هر کدام از این فیبرها در مقایسه با هم نیز مورد بررسی قرار گرفت.
کلمات کلیدی
ماست, فیبر رژیمی, ویژگیهای حسی
1
1. مقدمه
ماست یکی از فرآوردههای لبنی است که به علت محتوای تغذیهای باﻻیی که میتواند از طریق افزودن ترکیبات مغذی (غذایی و دارویی) به دست آورد اهمیت اقتصادی قابل توجهی را در سراسر جهان کسب کرده است. 23]،[15
به توجه به تنوع و گوناگونی در طیف وسیعی از محصوﻻت ماست از جمله ماستهای با کاهش محتوای چربی, ماستهای پروبیوتیک, ماستهای غنی شده با فیبر, ماستهای آشامیدنی و...,[13] رشد بازار, ارزیابی مستمر و اصﻻح محصول مطابق با انتظارات مصرف کننده میباشد. ماست یک منبع تغذیهای مهمی است که برای مدت زمان طوﻻنی به خودی خود, به عملکرد مفید باکتریهای زنده خود که با باکتریهای بیماریزا برای مواد مغذی رقابت میکند به عنوان یک غذای سالم به رسمیت شناخته شده است.[32]
به دلیل پر مصرف بودن ماست نسبت به سایر فرآورده های لبنی، افزودن فیبر به ماست می تواند، نقش مهمی در تامین سﻻمت مصرف کنندگان داشته باشد.
با وجود تاثیر سﻻمتی اثبات شده فیبر رژیمی( (1DF بر روی کاهش خطر بیماریهای مزمن, میانگین مصرف در سراسر جهان بسیار کمتر از سطح مصرف روزانه پیشنهاد شده برای مردان 38) گرم) و زنان 25) گرم) در سن 50 سال و یا در سنین جوانتر میباشد.21]،[10
از آنجایی که نگرانیهای مصرف کنندگان به هر دو جنبه تغذیهای و حسی مربوط میشود, محققان متعددی ویژگیهای بافتی ماست را با افزودن ژﻻتین[12] ، پکتین7]،-K , [24 کاراگینان[35] و فیبرهای جوی دوسر, برنج, سویا ,[11] گندم, بامبو, سیب [22]و اینولین9]،[22 به ماست مورد مطالعه قرار دادهاند.
-1-1 انواع فیبرها
فیبر رژیمی (DF) در بخشهای خوراکی گیاهان و یا کربوهیدر اتهای مشابه وجود دارد که نسبت به هضم و جذب در روده کوچک انسان با تخمیر جزئی یا کامل در روده بزرگ, مقاوم است.14 ]،[1
اگرچه بدن قادر به هضم فیبرها نیست، لیکن برخی باکتری های مفید روده می تواند، تعدادی از انواع فیبرها را تخمیر کند که نتیجه فرآیند تخمیر، موادی موسوم به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر است که سبب حفظ سﻻمت دیوار روده کوچک می شود.
ترکیبات DF بسته به حﻻلیت رودهای به دو دسته عمده تقسیم بندی شدهاند: محلول (پکتین, همی سلولزهای زنجیر کوتاه, بتاگلوکان و طیف وسیعی از الیگوساکاریدهای غیرقابل هضم از جمله اینولین) و نامحلول (سلولز, لیگنین و سلولزهای با زنجیر محدود).27 ]،[2 اجزای محلول فیبر به کاهش سطح کلسترول خون و جذب رودهای گلوکز کمک میکند. اگرچه مقادیر باﻻتری از فیبرهای نامحلول برای مقاصد غنی سازی مواد غذایی استفاده میشوند.33 ]،[28
اینولین فیبر محلولی است که عﻻوه بر اثراتش در ارتقاء رشد باکتریهای سالم روده بزرگ, سبب افزایش جذب کلسیم و عملکرد ایمنی بدن میشود. این ویژگی سبب میشود که یک محصول ماست با کلسیم بسیار باﻻیی داشته باشیم. [22]
2
اینولین یک پلی ساکارید غیر قابل هضم طبیعی میباشد که شامل زنجیرهای از مولکولهای فروکتوز با یک مولکول گلوکز انتهایی میباشد. اینولین از ریشه کاسنی به دست میآید که در بسیاری از محصوﻻت گیاهی یافت میشود که برای کاربردهای صنعتی بسیار مناسب و سودمند میباشد. عﻻوه بر اثرات سودمند آن بر روی سﻻمتی, اینولین همچنین دارای خواص جالب تکنولوژیکی میباشد که هم به عنوان شیرین کننده کم کالری و عامل حجیم و همچنین به عنوان جایگزین چربی کاربرد دارد که میتواند به عنوان یک اصﻻح کننده بافت نیز عمل کند. خواص اینولین به درجه زنجیر پلیمریزاسیون (2DP) مرتبط است, درجه پلیمریزاسیون اینولین به طور طبیعی بین 2 تا 60 واحد میباشد. اینولین با زنجیر بلند DP) بین 23 تا 25 واحد) از نظر حرارتی با ثباتتر, کم محلول تر و ویسکوزتر از اینولین زنجیر کوتاه (متوسط DP ،11 واحد) میباشد. تصور میشود که استفاده از اینولین زنجیر بلند به عنوان جایگزین چربی, به علت توانایی آن در تشکیل میکروکریستالهایی باشد که در تعامل با یکدیگر تودههای کوچکی را تشکیل میدهند. این توده ها با مقداری زیادی آب, تشکیل بافت خامه ای و نرم را میدهد.
اینولین به عنوان یک جزء غذای عملگرا میباشد که در محصوﻻت نانوایی, قنادی, بستنی, نوشیدنی ها و ماست به خصوص ماست کم چرب کاربرد دارد. کاهش چربی در ماست میتواند سبب کمبودهایی مانند کاهش کیفیت طعم یا سبب ضعیف شدن بافت شود. [9] اینولین همچنین دارای مزایای تغذیهای متعددی میباشد، به عنوان پربیوتیک عمل میکند که به رشد بیفیدوباکتریا کمک میکند و سبب بهبود شرایط کلی سیستم گوارشی انسان میشود. [25]
همی سلولزها یک گروه از موادی وابسته به سلولز هستند و معموﻻً مخلوطی از زیﻻنها3 یا زیلوگلوگانها,4 اربینوگاﻻکتانها5، گلوکومانانها6 و کاﻻکتوگلوکومانانها7 میباشند.
پکتین به دو دسته پکتین متوکسیل باﻻ (8HM) و پکتین متوکسیل پایین (9LM) تقسیم میشوند. از نظر تئوری درجه استریفیکاسیون (10DE) میتواند بین %0-100 باشد. پکتینهای با درجه استریفیکاسیون بیشتر از %50 به عنوان پکتینهای متوکسیل باﻻ((HM شناخته میشوند و به دنبال آن پکتینهای با درجه استریفیکاسیون کمتر از ,%50 به عنوان پکتین متوکسیل پایین (LM) شناخته شده است. پکتین به عنوان عامل تغلیظ کننده و ایجاد کننده ژل کاربرد دارد. پکتینهای HM درPH کمتر از 4 تشکیل ژل میدهند و یا در حضور مقادیر کمی از مواد جامد محلول, عمدتاً ساکارز (غلظت بیش از .(%55 ژل-های پکتین HM توسط واکنشهای آب گریز پایدار میشوند. برعکس, پکتینهای LM به طور الکترواستاتیکی شبکههای ژلی را تشکیل میدهند که با یونهای فلزی دو بار مثبت, عمدتاً کلسیم, پایدار میشوند. [7]
-2-1 مزایای فیبرها
فرآوردههای لبنی با هدف تامین سﻻمت مصرف کنندگان با فیبرها غنی میشوند, چندین مطالعه اپیدمیولوژیکی ثابت کرد که ارتباط مستقیمی بین مصرف رژیم غذایی فیبر باﻻ و کاهش خطر بیماریهای مزمن مانند سرطان روده بزرگ, بیماریهای قلبی و عروقی, چاقی, دیابت ملیتوس, دیورتیکولوژکولون (التهاب روده), سنگ کیسه صفرا و کلیه و یبوست وجود دارد:
-1-2-1 چاقی
3
فیبرها همچون کربوهیدرات ها، چربی ها، پروتیین ها، مواد معدنی و ویتامین ها یکی از ارکان ششگانه رژیم غذایی انسان ها را تشکیل می دهند که توسط آنزیم ها قابل هضم نبوده و از سوی دیگر به دلیل نداشتن کالری یا کالری بسیار ناچیز، ارزش غذایی رژیمی داشته و ایجاد چاقی نمی کنند.
-2-2-1 سرطان
با مصرف فیبر، دفع آسان و سریع انجام می شود. تحقیقات نشان می دهد که با باقی ماندن مواد دفعی در روده ها؛ مواد مضری ایجاد می شود که روی روده ها اثر گذاشته و سرطان روده ایجاد می شود. به عﻻوه از آنجایی که مواد خوراکی فیبردار از جمله مفید ترین دسته از خوراکیها محسوب می شوند، نیاز بدن را از جهت انواع ویتامینها و مواد معدنی تأمین کرده و از ابتﻻ به سرطان سینه، بانوان را مصون می دارند.
-3-2-1 التهاب روده (بیماری دیورتیکول(11
در این بیماری، قسمتی از دیواره روده بزرگ دچار التهاب شده و برآمدگیهای کوچکی مثل تاول در دیواره روده بزرگ ایجاد می شود. این بیماری در درصد کمی از افراد ایجاد می شود که باعث درد در روده ها، اسهال و یبوست می شود. اما با مصرف مواد غذایی فیبردار، این مشکل به وجود نمی آید و یا در صورت وجود از بین می رود.
-4-2-1 سنگ کیسه صفرا و کلیه
هضم سریع، منجر به آزاد شدن سریع گلوکز به گردش خون می شود و به دنبال آن قند خون (گلوکز) به طور ناگهانی باﻻ می رود. برای جلوگیری از این مسأله، بدن باید مقدار زیادی انسولین به گردش خون وارد کند. بنابراین، این مسأله باعث ابتﻻی شخص به سنگ کلیه و سنگ کیسه صفرا می شود. به دنبال این مسأله، دیابت و افزایش کلسترول ایجاد می شود. بنابراین با مصرف فیبر، هضم منظم و آهسته شده و از این مسائل جلوگیری می شود.
-5-2-1 کنترل وزن بدن و متعادل نگه داشتن وزن بدن
فیبر رژیمی محلول قادر است، چند برابر حجم خود آب جذب کند و ژل پرحجمی را تشکیل می دهد که حجم زیادی از معده را پر میکند. به همین دلیل فیبر رژیمی محلول یکی از ارکان مواد غذایی رژیمی است که با پرکردن معده، مکانیسم احساس سیری را فعال می کند.
-6-2-1 یبوست
بسیاری از ناراحتی های گوارشی با فیبر کافی در غذای روز مره مرتبط است. فیبرها به دلیل آنکه قادر به جذب آب تا میزان زیادی هستند با افزایش حجم مدفوع، عمل دفع را تسهیل کرده، سبب بهبود نسبی یبوست می شوند.
-7-2-1 دیابت
فیبرهای محلول در آب با افزایش چسبندگی مواد غذایی باعث کند شدن تاثیر آنزیم ها و به طبع آن کند شدن کل عمل جذب می شوند. تاثیر مهم این خاصیت جلوگیری از افزایش ناگهانی قند خون است که برای افراد مبتﻻ به بیماری دیابت یک مزیت بزرگ به شمار می رود.
4
در قسمتی از روده کوچک بافت های لنفاوی موسوم به پﻻک پییر وجود دارد. گلبول های سفید خون که نقش اساسی را در سیستم بدن بر عهده دارند در پﻻک ییر پس از تماس با فیبرهای رژیمی محلول فعال تر شده و این باعث افزایش قدرت دفاعی بدن در برابر بیماری ها می شود. 34]،19،18،8،[4
2. مواد و روشها
تولید ماستهای غنی شده حاوی فیبرهای رژیمی محلول از جمله اینولین, پکتین و همی سلولزهای زنجیر کوتاه, بدون تغییر در روشهای تکنولوژیکی استاندارد تولید ماست امکانپذیر است که فرایند تولید به شرح ذیل میباشد:
در ابتدا پودر شیر خشک اسکیم و وفیبر رژیمی را با غلظتهای مختلف با هم مخلوط میکنند و در شیر سرد (5 ċ) هم زده میشوند. سپس این مخلوط با شیرخام, شیر اسکیم و خامه با نسبتهای اختﻻط محاسبه شده مخلوط میشوند و در دمای ċ 65 و فشار 20 mpa هموژن میشوند و سپس پاستوریزه میگردد (دمای 92 ċ به مدت 5 دقیقه), سپس تا دمای 45 ċ خنک میشوند و %3 کالچر ماست به نسبت یک به یک از استرپتوکوکوس ترموفیلوس12 و ﻻکتوباسیلوس بلگاریکوس 13 به آن تلقیح میشود و هم زده میشود و در دمای 42-43 ċ تا رسیدن به 4/4- 4/6 PH انکوبه میشود و در دمای 5±1 ċ به مدت بیش از 6 روز ذخیره میشوند و بعد از آن فاکتورهای شیمیایی و حسی و رئولوژیکی آنها مورد بررسی قرار میگیرند.22 ]،[7
-1-2 بررسی PH و اسیدیته 14
در فرموﻻسیون ماست معمولی, اسیدیته در نتیجه اسیدی شدن ﻻکتیک در پایان انکوباسیون و پس اسیدی شدن در طول ذخیره سازی به دست آمده است. اسیدی شدن ﻻکتیک نتیجه تخمیر ﻻکتوز توسط رشد دو باکتری اسیدی ﻻکتیکی چند تخمیری, گرماگرای ترموفیلوس و ﻻکتوباسیلوس بلگاریکوس میباشد.[6 ] پس اسیدی شدن در طول زمان ذخیره سازی را می-توان به تحول مترقی ﻻکتوز به اسید ﻻکتیک ارتباط داد. با این حال در ماستهایی که اجزای فیبر محلول به آنها افزوده شده است مکانیزمهای دیگری ممکن است اتفاق بیفتد که ارتقاء بیشتری در افزایش مقدار اسیدیته را سبب شود.[7 ] در ماستهایی که پکتین یا صمغ گوار به عنوان استابلیزر استفاده شدهاند دارای اسیدیته بیشتری نسبت به ماستهایی هستند که حاوی زانتان یا کاراگینان میباشند.[30 ] افزودن فیبر سیتریک در شیرهای تخمیری سبب رشد و بقای باکتریهای پروبیوتیک میشوند که به نوبه خود احتماﻻً ناشی از تحول سریع تر ﻻکتوز به اسید ﻻکتیک باشد.[29 ]
در مطالعاتی که بر روی ماستهای غنی شده با درصدهای مختلف اینولین (0-4%) انجام شد این نتیجه حاصل شد که مقادیر PH به میزان قابل توجهی تحت تاثیر افزودن اینولین قرار نگرفت و PH بین 4/1-4/3 بود و بعد از 6 روز ذخیره ماستها, اینولین PH را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نداد. 9]،[16در مطالعهای که بر روی 9 جایگزین کننده مختلف چربی انجام شد این نتیجه حاصل شد که هیچ گونه تاثیر منفی بر روی فعالیت باکتری های استارتر ماست نداشتند.[ 5 ]
در مطالعه دیگری که بر روی 6 فیبر مختلف افزودنی به ماست ست ساده انجام شد این نتیجه حاصل شد که PH تحت تاثیر قرار نگرفت.[ 3 ]
5
در تحقیقی که بر روی ماستهای غنی شده با غلظت %1 فیبر پکتین و همی سلولزهای زنجیر کوتاه انجام شد این نتیجه حاصل شده که ماست غنی شده اسیدیته باﻻتر و طعم دوست داشتنی تری نسبت به ماست شاهد دارد.[7 ]
در تحقیقی که بر روی ماست های غنی شده با غلظت %1/3 فیبر اینولین, فیبر بامبو, فیبر گندم انجام شد این نتیجه حاصل شد که مقدار PH برای تمامی نمونه های ماست غنی شده با هر کدام از این فیبرها و نیز ماست شاهد از مقدار اولیه به 4/2 کاهش یافت و اختﻻف قابل توجهی بین ماستهای غنی شده و ماست شاهد یافت نشد.[22 ]
-2-2 بررسی میزان آب اندازی15
افزودون تا %2 اینولین سبب کاهش آب اندازی میشود. افزودن اینولین بیشتر آب اندازی را تحت تاثیر قرار نداد و میزان بهینه در غلظت %2 اینولین حاصل شد.[9 ]
در تحقیق بر روی ماستهای غنی شده با غلظتهای %1/3 از هر کدام از فیبرهای گندم, بامبو و اینولین این نتیجه حاصل شد که حتی پس از 21 روز ذخیرهسازی نیز آب اندازی نداشتند و هیچ گونه تفاوت معناداری بین ماستهای شاهد و ماستهای غنی شده مﻻحظه نشد.[22 ]
در ماستهای غنی شده با غلظت %1 پکتین و همی سلولزهای زنجیر کوتاه نیز این نتیجه حاصل شد که آب اندازی ماست غنی شده به طور قابل توجهی بیشتر از ماست شاهد بود.[7 ]
قابلیت هیدروکلوئیدها در ماست توسط توانایی آنها در اتصال با آب, ارتباط برقرار کردن با ترکیبات شیر (به طور عمده پروتئین) سبب ایجاد ثبات در شبکه پروتئین و جلوگیری از حرکت آزاد آب میشود. پکتین یک هیدروکلوئید آنیونی است که قادر به تعامل با بارهای مثبت روی سطح پروتئینها, تقویت شبکه پروتئین و کنترل آب اندازی میشود.[ 9 ]
-3-2 بررسی احساس خامهای بودن,16 دهان پرکنی,17 عطر و طعم,18 قوام,19 ویسکوزیته20 و تنش برشی21
خامهای بودن به عنوان ویژگی غشاء چربی یک محصول تعریف میشود هنگامی که بین زبان و کام جمع میشود.
افزودن اینولین در هر درصد چربی, سبب افزایش مقادیر مواد جامد کل میشوند.
همانطوری که در شکل 1 مشاهده میشود مقادیر تنش برشی و ویسکوزیته به عنوان شاخص خوبی برای تشخیص حس "قوام" ماست میباشند که تحت تاثیر افزودن میزان چربی و اینولین قرار داشتند. شکل 2 نشان میدهد که با افزایش درصد اینولین %4)، %3، %2 و ,(%0 میزان تنش برشی به صورت خطی افزایش یافت و درنتیجه سبب افزایش قوام ماست گردید. در شکل 3 نیز مشاهده میشود که افزایش درصد چربی %3/5)، %2، %1 و (%0/1 نیز سبب افزایش تنش برشی و در نتیجه ویسکوزیته و قوام ماست میگردد.[ 9 ]
6
شکل :1 رابطه بین تنش برشی و قوام ماست
شکل :2 رابطه بین تنش برشی و غلظت های مختلف اینولین (%
