بخشی از مقاله
چکیده:
تولید پنیر سفید ایرانی با مقادیر مختلف کنسانتره پروتئینی تخمیری آب پنیر - ١ - FWPC با استفاده از روش سنتی و متداول بررسی گردید. FWPC از آب پنیر به دست آمده در حین تولید پنیر تهیه و در سطوح مختلف ۵، ١٠، ۵١ و ٢٠ درصد در دو مرحله قبل - گروه ١ - یا پس از تشکیل لخته پنیر - گروه ٢ - به طور حجمی /حجمی جایگزین شیر مورد استفاده در پنیرسازی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که هر دو متغیر سطوح مختلف جایگزینی و محل افزودن FWPC تأثیر معنی داری بر راندمان - راندمان حقیقی٢ و راندمان تطبیقی٣ - و مقادیر بازیافت پروتئین و چربی دارد. افزایش مقدار سطوح جایگزینی FWPC بویژه در گروه ٢ منجر به کاهش قابل توجه راندمان تطبیقی و مقادیر بازیافت پروتئین و چربی شد. در هرحال، افزایش مقدار FWPC در گروه ١ سبب افزایش معنی دار راندمان حقیقی پنیر گردید. تلفیق ٢٠ درصد FWPC در این گروه سبب افرایش راندمان به میزان ١٢ درصد گردید.
مقدمه:
اگرچه آب پنیر منبع غنی ای از مواد غذایی با ارزش بویژه پروتئینهایی با خواص مختلف تغذیه ای، بیولوژیکی و عمل کنندگی است، استفاده تجاری از این پروتئینها به دلیل کاربردهای محدود، محدودیت در روشهای نوین صنعتی جهت جداسازی پروتئینها و عدم یکنواختی کیفیت تولید تا کنون فراگیر نشده است - اسمیترز و همکاران ۶١٩٩ - . پروتئنهای آب پنیر در حدود ٢٠ -١٨ درصد از مقدار کل نیتروژن شیر را تشکیل می دهند. این پروتئینها در برابر حرارت بسیار حساس بوده و در درجه حرارتهای بالا به طور غیرقابل برگشت دناتوره و منعقد می گردند. مهمترین فراورده های حاصل از پروتئینهای آب پنیر عبارتند از کنسانتره پروتئینی آب پنیر - WPC4 - و ایزوله پروتئینی آب پنیر - WPI5 - که به دلیل خواص تغذیه ای و عمل کنندگی عالی در صنعت غذا مورد توجه قرار گرفته اند.
امکان استفاده ازآب پنیر و بویژه فراورده های پروتئینی آن همانند WPC و WPI در مواد غذایی گوناگون توجه بسیاری از محققین را تا کنون به خود معطوف ساخته است. تحقیقات گسترده ای نیز راجع به استفاده از کنسانتره پروتئینی تخمیری یا غیر تخمیری آب پنیر در پنیرهای مختلفی نظیر مزارلا - رودان و همکاران ١٩٩٨ - ، دمیاتی - ال -شیخ و همکاران ٢٠٠١ - ، هاوارتی - لو و باستیون ١٩٩٨ - و مانچگو - لباتو-کالرس و همکاران ٢٠٠١ - صورت پذیرفته است که نتایج اکثر آنها افزایش راندمان تولید و بهبود طعم و بافت محصول بوده است . با این وجود، تحقیقی در خصوص بکارگیری کنسانتره پروتئینی تخمیری آب پنیر در پنیر سفید ایرانی صورت نپذیرفته است. لذا، این تحقیق به منظور بررسی تأثیر کنسانتره پروتئینی تخمیری آب پنیر بر میزان راندمان پنیر و مقادیر بازیافت پروتئین و چربی در پنیر سفید ایرانی انجام گرفت.
مواد و روشها:
تهیه : FWPC پس از جمع آوری آب پنیر در طی تولید پنیر سفید ایرانی، آب پنیر در دمای ºC ۴٨ به مدت ۵١ دقیقه حرارت داده شد. آنگاه آب پنیر به دمای ºC ۵٣ سرد گردید و با ٢ -١ درصد از مخلوط مساوی سوشهای آغازگر مزوفیل و ترموفیل مورد استفاده در تهیه پنیر تلقیح گردید. با گذشت حدود ٨ ساعت از زمان تخمیر در دمای ºC ۵٣، pH آب پنیر تخمیر شده به حدود ۵ /۴ تنزل می یافت و کنسانتره پروتئینی تخمیری آب پنیر - FWPC - از پس آب آب پنیر جدا می گردید. FWPC یا ماده رسوبی حاوی حدود ١٠ تا ١١ درصد ماده خشک بود که پس از تنظیم ماده خشک به ١٠ درصد از آن در تهیه پنیر سفید ایرانی استفاده می گردید.
FWPC در سطوح مختلف ۵، ١٠، ۵١ و ٢٠ درصد در دو مرحله قبل - گروه ١؛ افزودن FWPC به شیر بجای سوشهای آغازگر - یا پس ا تشکیل لخته پنیر - گروه ٢؛ افزودن FWPC به لخته پنیر پس از جداسازی اولیه آب پنیر از دلمه و پیش از پرس کردن - به طور حجمی/حجمی جایگزین شیر مورد استفاده در پنیرسازی می گردید. سوشهای آغازگر: در تهیه پنیر سفید ایرانی و FWPC از سوشهای میکروبی آغازگر مزوفیل و ترموفیل لیوفیلیز شده استفاده گردید.
سوشهای مزوفیل - سوشهای توده١ CHOOZIT 230، شرکت دانیسکو، آلمان - حاوی دو ارگانیسم لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس و لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کرموریس و سوشهای ترموفیل - سوشهای توده YO- MIX 532، دانیسکو، آلمان - حاوی باکتریهای استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس بود . کشتهای میکروبی مذکور در فریزر و در دمای ºC ١٨- نگهداری می گردیدند. کشتهای میکروبی مزوفیل و ترموفیل خشک شده تحت خلاء٢ به ترتیب در دمای ºC ٣٠ به مدت ١٠ ساعت و ºC ٢۴ به مدت ۴ ساعت در دو مرحله در شیر پس چرخ استریل پیش از استفاده فعال می گردیدند. کشتهای میکروبی آغازگر مزوفیل و ترموفیل درنهایت به نسبت مساوی با یکدیگر مخلوط و به مقدار ١ درصد در تهیه پنیر استفاده می شدند.
تهیه پنیر: پنیر سفید ایرانی مطابق روش سنتی مورد استفاده در کارگاههای پنیرسازی و با توجه به روشهای استفاده شده توسط آذرنیا و همکاران - ١٩٩٧ - و مددلو و همکاران - ۵٢٠٠ - تهیه گردید. چربی شیر خام توسط دستگاه خامه گیر Elecrem - ، مدل ۵٣١، فرانسه - به ٢ درصد تنظیم شد و توسط دستگاه هموژن کننده Taj Homogenizer - ، شرکت سیگما، دهلی - در فشار kg/cm2١٠٠ یکنواخت گردید و سپس به روش HTST در دمای ºC ٧٢ به مدت ۵١ ثانیه پاستوریزه و دمای آن به ºC ۵٣ تنظیم گردید. پس از افزودن کلرور کلسیم به میزان ۵١/٠ گرم به ازاء هر کیلوگرم شیر - ۵٠١/٠ درصد وزنی حجمی - ، مقدار یک درصد از مخلوط - ١ :١ - مزوفیل و ترموفیل اضافه گردید.
درهرحال، در نمونه های پنیر گروه ١ که FWPC قبل از تشکیل دلمه به شیر اضافه می شد، از کشتهای میکروبی آغازگر استفاده نمی گردید و بجای آن از FWPC در سطوح معین استفاده می شد. پس از عمل تلقیح، شیر در دمای ºC ۵٣ جهت افزایش اسیدیته به میزان ۵٠/٠ درصد اسید لاکتیک نگهداری گردید. در ادامه، آنزیم رنین - رنیلیز ٣، شرکت میتو سانگیو، ژاپن - به میزان یک گرم به ازاء هر ١٠٠ کیلوگرم شیر افزوده شد. پس از گذشت حدود یک ساعت در دمای ºC ۵٣ ، دلمه پنیر توسط چاقوهای افقی و عمودی مخصوص برش دلمه پنیر به قطعات یک سانتیمتر مکعبی برش داده شد. پس از گذشت ۵١-١٠ دقیقه، آب پنیر از دلمه جدا گردید. در نمونه های پنیر گروه ٢، FWPC در سطوح معین در این مرحله اضافه شد.
در ادامه، پس از قرار دادن دلمه پنیر در پارچه متقال، دلمه به دستگاه پرس پنیر - استوانه ای با قطر داخلی ٢٠ سانتیمتر و با دیواره و کف مشبک - منتقل گردید. در مدت ٣٠ دقیقه ابتدایی، خروج آب پنیر از دلمه بر اساس وزن خود دلمه و بدون استفاده از وزنه صورت پذیرفت. آنگاه جهت خروج کامل آب پنیر، دلمه به مدت ٣ ساعت تحت فشار قرار گرفت که با گذشت زمان به تدریج بر این فشار افزوده می شد.
عمل فشردن با فشار ٣١٠٠ پاسکال - پیستون با وزن ١٠ کیلوگرم - شروع گردید و پس از یک ساعت و برگرداندن دلمه در دستگاه پرس، فشار وارده به ٢٠٠۶ پاسکال - پیستون با وزن ٢٠ کیلوگرم - افزایش یافت. پس از خروج پنیر از دستگاه پرس و پارچه متقال، جهت افزایش اسیدیته و کاهش pH فراورده به ٢/۵، پنیر در دستگاه انکوباتور یخچال دار Automate Super 10 - BOD، شرکت یورک، دهلی - در دمایºC ٢٨ نگهداری گردید. در ادامه، پنیر به قطعات cm۵/٣ cm × ۵ /٠ cm × ۵/٠ برش داده شد و پس از قرار دادن در ظروف شیشه ای غیر قابل نفوذ، ظروف با آب نمک ١٣ درصد پاستوریزه ºC - ٨٠ به مدت ١٠ دقیقه - پر گردید.
تجزیه شیمیایی شیر، آب پنیر، پس آب آب پنیر و : FWPC مقدار چربی توسط روش ژربر تعیین شد. در مورد شیر و FWPC از بوتیرومتر شیر و برای آب پنیر و پس آب آب پنیر از بوتیرومتر شیر پس چرخ استفاده گردید. مقدار ماده جامد و خاکستر مطابق روش AOAC - ٢٠٠٠ - انجام گرفت. مقدار پروتئین توسط روش ماکروکلدال و با توجه فاکتور ضریب تبدیل ازت به پروتئین ٣٨/۶ تعیین گردید - ٢٠٠٠ pH . - AOAC نمونه ها بوسیله pH متر دیجیتال - مدل JIIE، شرکت الکترونیکس، هند - و اسیدیته قابل تیتر مطابق روش AOAC - ٢٠٠٠ - تعیین شد. لاکتوز مطابق روش رانگانا - ۶١٩٨ - توسط روش لین-اینون تعیین شد.
ویسکوزیته: جهت تعیین ویسکوزیته از ویسکومتر بروکفیلد - مدل LVT، آمریکا - استفاده گردید. انتخاب و آماده سازی نمونه : نمونه برداری و آماده سازی نمونه مطابق روش ارایه شده در - AOAC ٢٠٠٠ - انجام پذیرفت. راندمان پنیر: به طور کلی، راندمان عبارت است از وزن پنیر به دست آمده تقسیم بر وزن شیر مورد استفاده در پنیرسازی. در این تحقیق راندمان پنیر با وزن کردن پنیر قبل از قرار دادن در آب نمک تعیین گردید. مقدار راندمان پنیر سفید ایرانی بر حسب درصد به دو روش بیان گردید : ١ - بر اساس مقدار رطوبت موجود در پنیر که تحت عنوان راندمان حقیقی نامیده می شود و ٢ - بر مبنای محاسبه ۵۵ درصد رطوبت درتمامی نمونه های پنیر - رابینسون و تمیم ١٩٩١ - . راندمان حقیقی پنیر نیز با تقسیم وزن پنیر بر وزن شیر یا مخلوط شیر و FWPC محاسبه گردید.
بازیافت پروتئین و چربی: درصد پروتئین یا چربی بازیافت شده در پنیر از طریق مقدار کل پروتئین یا چربی پنیر تقسیم بر مقدار کل پروتئین یا چربی در شیر یا مخلوط شیر و FWPC محاسبه گردید - جانسون و همکاران ٢٠٠١ - . تجزیه آماری: تمامی تیمارهای پنیر در ٣ تکرار تولید گردیدند . داده های به دست آمده از تحقیق توسط طرح فاکتوریل در قالب بلوکهای کاملا" تصادفی توسط برنامه آماری SAS تجزیه و سپس تحلیل گردیدند. جهت تعیین اختلافهای معنی دار میان میانگین داده ها از آزمون دانکن در سطح ۵٠/٠ p≤ استفاده گردید.
نتایج و بحث:
ترکیب شیمیایی شیر، آب پنیر، پس آب آب پنیر و :FWPC ترکیب شییمیایی شیر مورد استفاده در تولید پنیر سفید ایرانی در جدول ١ نشان داده شده است. مهمترین عامل تعیین کننده ترکیب نهایی پنیر، منجمله پنیرسفید ایرانی، نسبت کازئین به چربی شیر می باشد. در ایران و برخی کشورهای دیگر نظیر استرالیا - کایل و هیکی ١٩٩٣ - ، پنیر کم چرب شبه فتا با حداکثر رطوبت ٨۵ درصد و حدود ٠۴ درصد چربی در ماده خشک - قبل از رسانیدن یا قرار دادن پنیر در آب نمک - تولید و به بازار عرضه می گردد. برای این منظور، شیر معمولا" به یک نسبت کازئین به چربی ۵١/١ تا ٣٠/١ بسته به مقدار چربی نهایی در ماده خشک مورد نیاز استاندارد می گردد. در این تحقیق نیز شیر مورد استفاده در تولید پنیر سفید ایرانی با تنظیم چربی آن به یک نسبت کازئین به چربی ٢٧/١ استاندارد گردید.
همانطوری که از جدول ١ مشهود است، FWPC دارای مقادیر بیشتری ویسکوزیته، پروتئین، چربی، مواد جامد، اسیدیته و مقدار کمتری کربوهیدرات از آب پنیر و پس آب آن داراست. مطابق سازمان دارو و غذای آمریکا FDA - - ، WPC به عنوان ماده ای تعریف شده است که با خروج کافی اجزاء غیرپروتئینی از آب پنیر به دست می آید به طوری که حداقل حاوی ۵٢ درصد پروتئین در ماده خشک باشد - رنر و عبد ال-سلام ١٩٩١ - . بنابراین، مقدار بالای پروتئین در FWPC که بیش از ۵٣ درصد پروتئین در ماده خشک می باشد مطابق با این تعریف است.
راندمان پنیر : نتایج نشان داد که هر دو متغیر مورد مطالعه در این تحقیق شامل محل افزودن و مقدار FWPC تأثیر معنی داری بر راندمان تطبیقی و حقیقی تیمارهای پنیر دارد - جداول ٢ - . پنیرهای گروه ١ به طور معنی داری دارای راندمان وافعی بالاتری از پنیرهای گروه ٢ بودند - ۶٨/١١ درمقابل ٣۵/٩ - اما این اختلاف معنی دار در راندمان تطبیقی کمتر مشاهده گردید - ٠۶ /١٠ در مقابل ٩۵/٩ - که دلیل آن مقدار رطوبت کمتر در پنیرهای گروه دوم بود. در گروه ١، به جز سطح جایگزینی ١٠ درصد، با افزایش مقدار FWPC مقدار راندمان وافعی به طور قابل توجهی افزایش می یافت. احتمالا" دلیل کمتر بودن مقدار راندمان وافعی در نمونه های پنیر گروه اول حاوی ١٠ درصد FWPC سینرزیس بیشتر و رطوبت پایینتر در این نمونه ها بود.
در گروه ٢ همگام با افزایش FWPC، مقدار راندمان پنیر به شدت کاهش می یافت که دلیل آن به احتمال قوی مقدار کمتر پروتئینهای آب پنیر به دام افتاده در شبکه پروتئینی کازئین می باشد. در گروه ١، پروتئینهای آب پنیر احتمالا" در هنگام تشکیل دلمه پنیر توسط میسلهای کازئین احاطه می شدند. اما در گروه دوم که FWPC پس از تشکیل دلمه و قبل از انتقال لخته به پارچه متقال اقزوده می گردید، پروتئینهای آب پنیر در شبکه کازئین به دام نمی افتاد و در حین انتقال لخته به پارچه متقال و در مرحله پرس کردن از دلمه خارج می گردید.
مقدار پروتئینهای آب پنیر باقی مانده در پنیرهای نرمی همانند فتا و پنیر سفید ایرانی از مهمترین عوامل مؤثر در میزان راندمان پنیر است - رابینسون و تمیم ١٩٩١ - . با مقایسه راندمان تطبیقی پنیرهای گروه ٢ با کنترل - جدول ٢ - بخوبی می توان دریافت که در هنگام جایگزینی مقدار ٢٠ درصد FWPC، مقدار راندمان به کمتر از ٨٠ درصد کنترل کاهش می یافت . این امر نشان می دهد که با افزایش FWPC در نمونه های گروه ١ نه تنها میزان از دست رفتگی پروتئینهای آب پنیر افزایش می یابد بلکه افزودن آن سبب ایجاد اختلال در شبکه کازئین و در نتیجه از دست رفتن کازئین می گردد.
مقدار بیشتر رطوبت در نمونه های پنیر گروه ١ دلیل دیگر بالاتر بودن راندمان در پنیرهای این گروه است . این امر را می توان به پروتئینهای دناتوره شدۀ آب پنیر که در شبکه پروتئینی کازئین به دام افتاده اند نسبت داد. پروتئینهای دناتوره شدۀ آب پنیر از پتانسیل بالایی در افزایش ظرفیت جذب آب در سیستمهای غذایی بویژه در پنیرو سایر فراورده های لبنی برخوردارند - جایاپراکاشا و بروکنر ١٩٩٩ - . نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش درصد جایگزینی FWPC در هر دو گروه ١ و ٢، مقدار راندمان تطبیقی کاهش می یافت اما تنها در پنیرهای گروه ٢ این کاهش معنی دار بود و اختلاف معنی داری در راندمان تطبیقی میان پنیرهای گروه ١ با کنترل مشاهده نگردید.
درمقابل، افزودن FWPC اثر متفاوتی در راندمان حقیقی دو گروه مورد بررسی داشت به طوری که در گروه اول، به جز سطح ١٠ درصد جایگزینی، با افزایش درصد جایگزینی FWPC مقدار راندمان افزایش و در گروه دوم کاهش می یافت. با وجود این، در میان نمونه های مختلف پنیر حاوی FWPC، تنها نمونه های گروه ١ حاوی ٢٠ درصد FWPC به طور معنی دار دارای راندمان وافعی بیشتری از کنترل بودند. مقدار راندمان وافعی در گروه ١ از ٧۴ /١٠ - مربوط به نمونه های حاوی ١٠ درصد - FWPC تا ۶٠/١٣ درصد - مربوط به نمونه های حاوی ٢٠ درصد - FWPC متغیر بود. در گروه ٢، مقدار راندمان وافعی در تمامی سطوح جایگزینی پایینتر از کنترل - ٣۶/١١ درصد - بود ومقدار آن از ٧٣/١٠ - مربوط به نمونه های حاوی ۵ درصد - FWPC تا ۴۴/٨ - نمونه های حاوی ٢٠ درصد - FWPC تغییر می کرد.
حداکثر راندمان تطبیقی مربوط به کنترل بود و مقدار آن مابین حداکثر ۵٨/١٠ تا حداقل ٩۵/٨ - نمونه های گروه ٢ حاوی ٢٠ درصد - FWPC متغیر بود - جدول ٢ - . در گروه ١، راندمان تطبیقی تمامی نمونه های پنیر کمتر از راندمان حقیقی بود که این نمایانگر مقدار بیش از ۵۵ درصد رطوبت در پنیرهای این گروه است . همانگونه که در جدول ٢ می توان مشاهده نمود، راندمان تطبیقی تمامی نمونه های حاوی FWPC پایینتر از کنترل بود که علت آن به احتمال زیاد به دو دلیل: ١ - نقش ضعیفتر پروتئینهای آب پنیر در مقایسه با کازئین در تشکیل شبکه پروتئینی کازئین و ٢ - مقدار پایینتر چربی FWPC - ٢١/١ درصد - از شیر - ٢ درصد - می باشد که منجر به کاهش مسلم راندمان پنیر در نمونه های حاوی FWPC می گردد.
