بخشی از مقاله
هدف:
دوغ نوعی نوشیدنی تخمیري است که از اختلاط ماست با آب و مقداري نمک تهیه می شود. دو فاز شدن این فراورده در طول زمان نگهداري، مشکل عمده اي است که از پایین بودن pH و تجمع کازئین ها ناشی می شود. زمانی که از هیدروکلوئیدها به منظور پایدارسازي استفاده میشود خواص رئولوژیک این نوشیدنی تحت تاثیر قرار گرفته و گاه برآن تاثیر منفی میگذارد.بنابر این بررسی تاثیر این هیدروکلوئیدها بر خواص این نوشیدنی ضروري است.
روش پژوهش: در این پژوهش تاثیر هیدروکلوئید پکتین ، پروپیلن گلایکول آلجینات و صمغ لوبیاي خرنوب بر ویسکوزیته و خواص رئولوژي 18 تیمار با غلظتهاي معین بررسی شده است.
نتیجه گیري کلی: بررسی ها نشان دا ده است هرسه هیدروکلوئید منجر به افزایش ویسکوزیته نمونههاي دوغ شده است و هرچه غلظت این هیدروکلوئیدها افزایش یابد ویسکوزیته ظاهري نمونهها نیز افزاش یافته است. در این میان تاثیر پکتین مشهودتر است. ضمنا کلیه نمونههاي حاوي هیدروکلوئید رفتار رئولوژیکی رقیق شونده با برش را نشان میدهند.
مقدمه:
امروزه تولید دوغ در ایران و برخی از کشورهاي دیگر ازجمله ترکیه - بانام آیران - ، هندوستان - بانام لاسی - ، آذربایجان، ارمنستان و افغانستان بهعنوان یک نوشیدنی مغذي و مقوي درمقایسه با انواع نوشیدنیهاي دیگر قابل توجه میباشد - میرچولی برازق و صداقت، . - 1389 این محصول پس از اختلاط آب، ماست و نمک و گیاهان معطر خوراکی نظیر نعناع، پونه، کاکوتی و یا اسانس طبیعی آنها بهصورت گازدار و بدون گاز ساخته میشود
وثوق و همکاران، . - 1388 خواص رئولوژیک در میان دیگر ویژگیهاي مواد غذایی اهمیت بسزایی دارد و امروزه توجه زیادي به آن جلب شده است. در مایعات و نوشیدنیها یکی از خواص مهم رئولوژیک در زمینه کیفیت و تکنولوژي خواص جریانی است. این خواص در قوام محصول، احساس دهانی و پذیرش مصرف کننده نقش مهمی دارند. بر اساس یافتههاي قبلی، نوشیدنیهاي اسیدي لبنی مانند آیران اغلب رفتار غیرنیوتونی دارند و عواملی مانند مقدار ماده خشک، قدرت یونی و نوع فرآیند بر آنها تاثیر میگذارند - کیانی و همکاران، 1388؛ جانهوج و همکاران . - 2008 دوغ در واقع سوسپانسیون رقیق از کلاسترهاي پروتئینی شیر شامل پروتئین آب پنیر و کازئین است که به عنوان ذرات کلوئیدي عمل میکنند.
خصوصیات عملکردي این پروتئینها بر رفتار جریانی دوغ تاثیر میگذارند. پیوندهاي بین مولکولی و خصوصیات ترمودینامیکی پروتئین، برهمکنش بین ذرات و خصوصیات بین ذرات و خصوصیات رئولوژي محصول را تعیین میکنند - کیانی و موسوي، . - 2008 نتایج بررسی کیانی و همکاران بر خواص جریانی دوغ تجاري نشان دهنده نیوتونی بودن رفتار جریانی این فراورده است
در آزمایش فروغی نیا و همکارن نیز نشان داده شده است که دوغ معمولی بدون مواد پایدار کننده با نسبت رقیقسازي 60 به 40 - آب و نمک به ماست - رفتار جریان نیوتونی نشان میدهد - فروغی نیا و همکاران، . - 1388 رقیق کردن دوغ فاصله بین ذرات را افزایش میدهد و همچنین به دلیل میزان کم پروتئین در این محصول امکان ایجاد اتصالات عرضی بین محصول کاهش مییابد. این امر باعث میشود که در سرعتهاي برشی بالا یا پایین، تنش برشی داراي تناسب ثابت با سرعت برشی باشد
جانهوج و همکاران، . - 2008 در اینجا با افزایش پایدار کننده ها این تناسب از بین رفته است. قربانی گرجی و همکاران در سال 1390 در بررسی اثر استفاده از سه گونه کتیرا بر رفتار رئولوژیکی دوغ بیان کرد که این نوع از هیدروکلوئیدهاي جاذب در دوغ نشان دهنده مدلهاي کراس و هرشل بالکلی در رفتار جریانی خود هستند. این تفاوت با نتایج حاصل از پژوهش به دلیل تفاوت در ساختار و عملکرد نوع هیدروکلوئیدهاي مورد استفاده است.
پکتین جزء مواد تشکیل دهنده ي دیواره ي سلولهاي گیاهی میباشند. قسمت اصلی این ماده به صورت پلیمري از اسید گالاکتورونیک با اتصال - α - 1 4 است که تعدادي از عوامل کربوکسیل آن با متانول ترکیب شده و تشکیل استر داده اند.
براساس مطالعات انجام شده بررسی نمونه حاوي پکتین با درجه متوکسیله شدن بالا از نظر ویژگیهاي رئولوژیکی با استفاده از مدل قانون توان شاخص رفتار جریان مشابهی با دوغ فاقد پایدار کننده از خود نشان می دهد. در نمونه هاي دوغ احتمالا پایدار کننده ها از تجمع ذرات کلوئیدي جلوگیري کرده و همچنین حضور یونهاي نمک پتانسیل سطحی بیشتري را ایجاد می کنند در نتیجه بیشترین درجهي تیکسوتروپی دوغ با افزایش سطح پایدار کننده به وجود می آید
افزایش غلظت پکتین تیکسوتروپی آشامیدنیهاي اسیدي شیر را در مقایسه با نوشیدنیهاي فاقد پایدار کننده کاهش میدهد - و امایس کنمور ، . - 1995 اما در برخی مطالعات دیگر بیان شده است که پکتین با درجه متوکسیله شدن بالا تیکسوتروپی دوغ را افزایش میدهد - کوکسوي،. - 2004 به علاوه حضور پکتین باعث کاهش اندازه ذرات در نوشیدنیهاي اسیدي شیر شده است زیرا از واکنش بین ذرات کازئین ممانعت به عمل می آورد
در یک بررسی نمونه هاي حساس به کلسیم و غیر حساس به کلسیم پکتین وتاثیر آن ها را بر مکانیسم پایداري نوشیدنیهاي اسیدي شیر مورد بررسی قرار دادند. بر اساس نتایج این بررسی ها نمونه هاي پکتین غیر حساس به کلسیم پایداري بیشتري را در نوشیدنیهاي اسیدي بوجود آورده و با ایجاد یک شبکه ژل ضعیف ایجاد خواص تیکسوتروپی می کند. البته استفاده از پکتین غیر حساس به کلسیم نیز جهت پایدار کردن نمونه هاي اسیدي قابل قبول بوده و در نتیجه مشخص شد حساسیت به کلسیم عامل اصلی تعیین کننده ي پایداري نیست
صمغ لوبیاي خرنوب از ترکیبات گالاکتومانان است و از آنجا که این صمغ در دسته ي ترکیبات غیر جاذب قرار دارد با افزایش گرانروي فاز پیوسته مانع از آب اندازي دوغ میشود
صمغ لوبیاي خرنوب داراي یک تاثیر سینرژیستی با هیدروکلوئیدهاي دیگر است و به آنها در جلوگیري از دوفاز شدن دوغ و افزایش ویسکوزیته ي آن کمک می کند. این صمغ معمولا با اجزاي کازئینی واکنش نمی دهد و در غلظت هاي پایین - % 0/001 - تاثیري روي پایداري شیر پس چرخ اسیدي شده ندارد
پروپیلن گلایکول آلجینات هیدروکلوئیدي است که از آلجینیک اسید ساخته شده. و از واحدهاي مانورونیک اسید و گالاکتورونیک اسید تشکیل میشود روي سطح این ترکیب گروههاي هیدروکسیل قرار دارد. این ماده داراي فعالیت سطحی محسوسی نمیباشد به همین خاطر از استریفیکاسیون گروههاي کربوکسیل آزاد با پروپیلن گلایکول یا پروپیلن اکساید بخشهاي آب دوست این ترکیب را کاهش می دهند. این ماده نیز به افزایش گرانروي هیدروکلوئیدها کمک میکند.
مواد و روشها:
مواد:پودر پکتین با نام تجاري پکتین، سیتروس1 با درجه ي متوکسیلاسیون بالا از شرکت ساینس لب2 ، صمغ لوبیاي خرنوب با برند سیگما - آمریکا - 3 و پودر پروپیلن گلایکول آلجینات با برند هرکولز4 از شرکتهاي آکوالون دویژن5و سیگما آلدریچ خریداري شده و تا زمان نگهداري در محیط عاري از رطوبت نگهداري شد. ماست %1/8 چربی از شرکت پگاه اصفهان خریداري شد.ترکیبات این ماست شامل شیر تازه ي گاو و استارتر بوده و ماده خشک آن % 10/5 می باشد.
تهیهي محلول هیدروکلوئید:براي تهیه ي محلول ابتدا مقدار هیدروکلوئیدهاي مورد نظر را در سه سطح 0/05، 0/1 و %0/15 - وزنی/وزنی - براساس وزن دوغ توزین کرده و پس از مخلوط کردن با همزدن آرام بخشی از آب ، به همراه 0/7 - وزنی/وزنی - نمک جهت تهیه دوغ ، مخلوط هیدروکلوئیدها افزوده شد. به منظور هیدراته شدن کامل
صمغ لوبیاي خرنوب، حل شدن نمک و پاستوریزه شدن محلول تولید شده، به مدت 10 دقیقه در دماي بیش از80℃ حرارت داده شد و در حین حرارت دهی نیز همزدن ادامه داشت
تولید دوغ:در این مرحله مقدار مشخصی ماست %1/8 - چربی، ماده خشک %10/5 ماده خشک، 4/41 pHو اسیدیته - 0/8 با همزن برقی همزده شده و به تدریج و حین همزدن به مخلوطی که قبلا از هیدروکلوئیدها تهیه شده بود اضافه شد. مقدار ماست طوري محاسبه شد که ماده خشک کل با احتساب چربی دوغ0/1 5/9 درصد باشد - . - 10 پس از افزودن آب باقیمانده، در مرحله ي بعد نمونه هاي دوغ تولید شده در فشار 150 بار توسط همگن ساز آرمفیلد در دماي 20 درجه به صورت یک مرحله اي همگن و یکنواخت شد. نمونه ها در دماي 75 درجه و به مدت 1 دقیقه با همزدن آرام پاستوریزه شد تا نمونه ها کواگوله نگردند. سپس دماي آن تا 20 درجه کاهش یافت. سپس نمونهها در دماي 5 در طی 30 روز نگهداري شدند .
اندازه گیري ویسکوزیته محصول:ابتدا 250 میلی لیتر از نمونه کاملا همگن شده و سپس گرانروي ظاهري نمونه ها در دماي 25 در سرعتهاي بین 10 تا rpm 200 به وسیله ي دستگاه رئومتر بروکفیلد و با استفاده از اسپیندل شماره 61 اندازه گیري شد. تغییرات ویسکوزیته ظاهري نمونه ها در سرعتهاي برشی در روز سیام نگهداري نمونه ها اندازه گیري گردید.
طرح آماري مورد استفاده:جهت بررسی اثر متغیرهاي مورد مطالعه، میزان افزودن هیدروکلوئیدهاي پکتین، صمغ لوبیاي خرنوب و پروپیلن گلایکول آلجینات در آب مورد استفاده در تولید دوغ، بر میزان پایداري کلوئیدي دوغ و خواص رئولوژیکی آن از طرح سطح پاسخ - RSM - استفاده گردید. بر اساس طرح آماري مورد نظر 18 نمونه دوغ با غلظت هاي تعیین شده پکتین، صمغ لوبیاي خرنوب و پروپیلن گلایکول آلجینات محصول تولید گردید. طرح آماري در نظر گرفته شده شامل سه سطح -1 - ، 0 و - 1 می باشد.
اثر میزان استفاده از پکتین، پروپیلن گلایکول آلجینات و صمغ لوبیاي خرنوب در محصول بر ویسکوزیته آن مدل پیشنهادي براي تعیین میزان ویسکوزیته محصول مدل پیشنهادي براي تعیین ویسکوزیته محصول درجه دوم است. طبق جدول تجزیه واریانس هر سه فاکتور پکتین، پروپیلن گلایکول آلجینات و صمغ لوبیاي خرنوب، همچنین اثر متقابل پکتین و پروپیلن گلایکول آلجینات و اثر متقابل پروپیلن گلایکول آلجینات و صمغ لوبیاي خرنوب بر میزان ویسکوزیته موثر میباشد.
