کاربرد صمغ ها در پایداری دوغ
خلاصه :
شماره : 1
تاریخ : 1400/04/31
واحد صادر کننده : اطلاع رسانی غذا و بهداشتی
موضوع : کاربرد صمغ ها در پایداری دوغ
متن :

کاربرد صمغ ها در پایداری دوغ
 
دوغ نوشیدنی تخمیری است که از اختلاط ماست با آب و مقداری نمک تهیه می شود. دوفاز شدن این فراورده در طول زمان نگهداری ، مشکل عمده ای است که از پایین بودن PH و تجمع کازئین ها ناشی می شود. اگر چه امروزه به دلیل افزایش آگاهی مردم از زیان های مصرف نوشابه های گازدار ، تمایل به مصرف نوشابه های طبیعی از جمله دوغ رو به افزایش است ،ولی با وجود رعایت استانداردهای بهداشتی ، ویژگی های حسی و ظاهری این محصول چندان مورد توجه قرار نگرفته است. یکی از عمده ترین مشکلات ، دو فاز شدن آن طی نگهداری است که این مسئله از گرانروی پایین ، PH پایین و تاثیر آنها بر رسوب کردن پروتئین ها ناشی می شود. در این فرآورده به دلیل PH پایین ، پروتئین ها به نقطه ایزوالکتریک خود نزدیک می شوند و در نتیجه شروع به تجمع و رسوب می کنند که این امر سبب ناپایداری و ایجاد حالت دوفازی ، بعد از تولید و در حین نگهداری می شود ( حدود 50-40 درصد جداسازی فازی طی یک ماه ) . در شرایط عادی ، آب انداختن دوغ ، ارزش غذایی آن را کم نمی کند ولی ظاهر طبیعی آن را نامطلوب می سازد.

طبق استاندارد ملی دوغ (2453) استفاده از ترکیبات ناروان ساز یا ضد دوفاز شدن که از نوع طبیعی یا مشابه طبیعی می باشند مجاز شمرده شده و غلظت آنها نباید از 10% ماده خشک بدون چربی شیری دوغ (وزنی/وزنی ) تجاوز کند. اضافه کردن هیدروکلوئیدها یا صمغ های طبیعی یکی از راههای افزایش پایداری ، جلوگیری از دوفاز شدن و جلوگیری از رسوب پروتئین ها در فرآوردهای تخمیری است. هیدروکلوئیدها یا صمغ ها با افایش گرانروی ظاهری فرآورده یا در اثر برهم کنش های کلوئیدی از نوع ممانعت فضایی (steric ) و دفع الکترواستاتیک ، سبب پایداری سامانه های تخمیری می شوند. نتایج پژوهش های مختلف تاثیر مثبت هیدروکلوئیدها را روی کاهش آب انداختن سامانه های کلوئیدی تائید می کند.در بررسی های انجام شده از صمغ های مختلفی مانند کتیرا ، گوار ، ثعلب و لوبیای خرنوب استفاده شد ، که ما در این جا به دلیل اینکه کتیرا صمغی بومی محسوب می شود ، چگونگی مکانیسم اثر آن را برویژگی های رئولوژیکی و ارگانولپتیکی  دوغ مورد بررسی قرار می دهیم .  


کتیرا صمغی است که در تولید پایداری دوغ مؤثر است. کتیرا عصاره خشک‌ شده و به‌‌دست آمده از ساقه نوعی گون از جنس آستراگالوس است که بطور طبیعی در بخشی از آسیا از جمله ترکیه و ایران رشد می‌کند. کتیرا توسط سازمان FDA (سازمان غذا و داروی امریکا) به‌عنوان یک ماده غذایی سالم طبقه‌بندی شده است و در صنایع غذایی، داروسازی، آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد. کتیرا از دو پلی ساکارید باسورین و تراگاکانتین تشکیل می شود. باسورین 60 تا 70 درصد کتیرا را تشکیل میدهد و کمپلکسی از اسیدهای پلی متوکسیله می باشد که در آب متورم می شود ولی حل نمی شود . باسورین به شکل یک مولکول کشیده می باشد که به فرم محلول ویسکوز در می آید. تراگاکانتین که احتمالا باسورین بدون متوکسیل می باشد ، حدود 30 تا 40 درصد صمغ را تشکیل می دهد و یک ترکیب محلول در آب می باشد. در تحقیقی که از چند هیدروکلوئید برای جلوگیری از ضد دو فاز شدن دوغ استفاده شد ، نتایج بدین صورت بیان شد که نقش اساسی در ایجاد پایداری دوغ توسط کتیرا بر عهده تراگاکانتین ( بخش محلول ) بود و احتمالا این ترکیب توانست با جذب شدن در سطح کازئین ها ( به واسطه سازوکارهای ممانعت فضایی و الکترواستاتیک ) موجب پایداری محصول شود. هم چنین یافته ها نقش کمکی باسورین را در ایجاد پایداری با افزایش گرانروی را به اثبات رساند . با توجه به این که کتیرا صمغی جاذب محسوب می باشد ، می توان از این ترکیب به عنوان یک صمغ جاذب در جلوگیری از دو فاز شدن دوغ استفاده کرد. شکل 1 نتایج آزمایش های مربوط به بررسی تراگاکانتین بر میزان پایداری دوغ را نشان می دهد . نتایج نشان داد که بین نمونه ها با یکدیگر و نمونه شاهد ، اختلاف معنی داری وجود داشت (p<0.01) . همانطور که مشاهده می شود ، استفاده از تراگاکانتین در سطح 0.075 در صد ، میزان دو فاز شدن را به طور چشم گیری کاهش می دهد. در سطح 0.1و 0.125 درصد پایداری کامل ، ایجاد و اختلاف معنی داری بین این دو نمونه مشاهده نشد.




تاثیر همزمان دونوع صمغ در جلوگیری از دوفاز شدن دوغ :


مطابغ نتایج بدست آمده ، اثر هم افزایی خوبی بین لوبیای خرنوب و کتیرا وجود داشت . به طوری که غلظت 0.2 درصد و نسبت های 50:50 و 20:80 ترکیب کتیرا :صمغ لوبیای خرنوب قادر به ایجاد پابداری کامل بودند. برای صمغ های ترکیبی دمای 5 درجه اثر بهتری نسبت به دمای 25 درجه داشت و دمای پایین توانست اثر تشدیدکنندگی تاثیر صمغ ها را روی هم تقویت کند. افزایش غلظت صمغ های ترکیبی تاثیر مثبتی در پایدارسازی دوغ ها داشت. در ترکیب های به کاربده شده ، ترکیب هایی که دارای کتیرا بودند ، بهترین پایداری را داشتند.


تاثیر افزودن هیدروکلوئیدها روی برخی ویژگی های رئولوژیکی دوغ :


استفاده از هیدروکلوئیدها موجب افزایش گرانروی و ضریب قوام و کاهش شاخص توان نمونه های دوغ شده است. محققان دوغ ( حاوی حدود 6 درصد ماده خشک با چربی ) را به عنوان سیالی نیوتنی مطرح کرده اند. البته ذکر این نکته هم ضروری است که عوامل متعددی مانند درصد ماده خشک ، چربی ، نمک ، همگن کردن و حضور یا عدم حضور پلی ساکارید های خارج سلولی روی رفتار جریانی و ویژگی های رئولوژیکی دوغ تاثیر دارند. بررسی اثرات افزودن تکی صمغ ها نشان داد که استفاده از غلظت های بالا ، صمغ کتیرا ، فرایند حرارتی و دمای نکهداری پایین (5 درجه ) تاثیر مثبتی روی کاهش جداسازی سرمی داشتند. صمغ کتیرا نسبت به دو صمغ دیگر ، تاثیری بهتری از خود نشان داده است. به طوری کتیرا توانست حتی در غلظت 0.3% هم در نمونه های پاستوریزه شده ، پایداری کامل به وجود آورد.


یافته های این بررسی نشان داد که جداسازی فازی دوغ های نگهداری شده در 5 درجه نسبت به نمونه های نگهداری شده در دمای 25 درجه کمتر بود. احتمالا یکی از دلایل این تفاوت ، این است که اولا افزایش دما سبب کاهش پایداری فیزیکی شده است . ثانیا در صورت وجود بنیانهای آزاد، امکان تشکیل کمپلکس پروتئین و صمغ در دماهای پائین بیشتر بوده است. زیرا در درجه حرارت های پائین ، واکنش بین زیست بسپارها ( بیوپلیمر ها ) بیشتر اتفاق می افتد و انرژی پیوند آسان تر تخلیه می شود. از طرف دیگر ، یافته ها نشان داد که میزان پایداری نمونه های پاستوریزه از نمونه های پاستوریزه نشده بود که این مساله احتمالا بیشتر به دلیل تاثیر حرارت در افزایش حلالیت صمغ هاست. همچنین با افزایش غلظت صمغ ، میزان پایداری بیشتر شد. احتمالا هیدروکلوئید های اضافه شده ، به ویژه در غلظت های بالا یک شبکه هیدروکلوئیدی در سرار دوغ پدید می آورند که آب و کازئین ها در این شبکه ، به دام افتاده و در نتیجه ، از جداسازی سرمی جلوگیری شود. ای سازوکار در واقع سازوکار اصلی پایدار سازی توسط هیدروکلوئیدهای غیر جاذب نیز هست که در غلطت های مناسب با تشکیل چنین شبکه ای و افزایش گرانروی ، سبب پایدار شدن مخلوط های کلوئیدی می شود . در غلظت های پائین ، چون مقدار صمغ ، بسیارکم است ، ممکن است صمغ با جذب بیش از یک مولکول پروتئین ، تولید پروتئین را از سیال جدا کند که این امر منجربه افزایش جداسازی فازی می شود. عملکرد صمغ کتیرا در دوغ بهتر از سایر صمغ ها بود و در غلظت 0.3% هم در نمونه های پاستوریزه شده ، پایداری مناسبی ایجاد کرد. در حالی که ثعلب و گوار به ترتیب در غلظت های 0.4و 0.5% یعنی بیشترین غلظت قابل حل خود در آب ، چنین عملکردی داشتند. لازم به یادآوری است که کتیرا نسبت به دو صمغ دیگر ، گرانروی ظاهری را نیز بیشتر افزایش داد که تاثیر را مدیون خلوص بالا و قدرت ویسکوالاستیک بالا در غلظت های پائین است.


گوار نیز در افزایش گرانروی ظاهری محلول ها تاثیر فراوانی دارد ، به همین دلیل آن را جزو صمغ های غیر جاذب تقسیم می کنند. به نظر می رسد که ثعلب و کتیرا نیز به دلیل افزایش گرانروی ظاهری و تغییر حالت دوغ از رفتار نیوتنی به شبه پلاستیک ، مانند آنچه در مورد گوار اتفاق می افتد. احتمالا جزو هیدروکلوئیدهای غیر جاذب باشند. زیرا غلظت های بالای صمغ های غیرجاذب ، باعث افزایش و غلظت های بالای صمغ هایجاذب سبب کاهش گرانروی ظاهری می گردد. به نظر میرسد ، مکانیزمی که در این بررسی باعث افزایش پایداری و کاهش جداسازی فازی دوغ شد ، همان افزایش گرانروی و به دام افتادن ذرات پروتئینی در یک شبکه گرانرو بوده است .


در ترکیب های مورد استفاده ، ترکیب های حاوی کتیرا بهترین پایدار سازی را در دوغ داشتند. این مساله به دلیل خلوص بالا ی کتیرا ( مستقیما از کتیرای نواری حاصل از گیاه ) و قدرت بالای تثبیت کنندگی آن در غلظت های کم ، زیرا کتیرا قدرت ژل کنندگی بیشتری در واحد وزن ، نسبت به گوار و ثعلب دارد . کتیرا گرانروی ظاهری بالاتری داشت ، ولی پایداری دوغ حاوی کتیرا و گوار بیشتر از آنها بود . شاید دلیل این تاثیر این باشد که صمغ کتیرا دارای بر هم کنش با گوار بوده و مولکول بزرگتری ایجاد می کند ، که توانائی نگهداری آب توسط آن بالاتر از چند قندی های کوچکتر است . 


ثعلب یک ترکیب هیدروکلوئیدی است که از ریشه‌های افشان، غده‌ای و یا ریزوم‌های خزندة گیاهان تیرة ارکیده‌ها به‌دست می‌آید. این ترکیب، علاوه بر کاربردهای دارویی، دارای کاربردهای بسیاری در صنعت غذا به‌ویژه در بستنی‌سازی می‌باشد ولی به دلیل بومی بودن، تاکنون پژوهش‌های چندانی در این زمینه صورت نگرفته است. بنابراین، در پژوهش حاضر تأثیر متغیرهایی مانند دما (5 تا 55 درجة سانتی‌گراد)، زمان (چرخة 24 ساعته)، غلظت (3 تا 7 گرم در لیتر) و پ هاش (2، 4، 6، 7، 9 و 11) روی گرانروی ظاهری و رفتار جریان این محلول مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان دادند که این محلول در غلظت‌های پایین (3 و 4 گرم در لیتر) رفتار نیوتنی و در غلظت‌های بالاتر (5، 6 و 7 گرم در لیتر) رفتار شبه‌پلاستیک داشته و افزایش غلظت سبب افزایش گرانروی ظاهری و بالا رفتن دما اثر عکس روی آن داشت. در ضمن، زمان و پ هاش اثر معنی‌داری روی گرانروی ظاهری محلول ثعلب نداشتند.


بنابراین ، مشخص می شود که حضور هیدروکلوئیدها در فرمولاسیون دوغ موجب تغییر نوع رفتار جریانی این محصول از نیوتنی به غیر نیوتنی شده است.


زمانی که PH نوشیدنی اسیدی شیر 3.5 نزدیک شود، احتمالا تمایل پکتین برای جذب شدن در سطح ذرات کازئین کاهش می یابد. دلیل کاهش تمایل پکتین به جذب سطحی را به کاهش بار مولکول های پکتین در این PH نسبت داده اند.



 


به نظر میرسد که سازوکار پایدارسازی توسط کتیرا را می توان این گونه تفسیر کرد که با توجه به ساختار تراگاکانتین احتمالا به واسطه نیروی الکترواستاتیک ، واکنشی بین گروه های کربوکسیل گالاکتورونیک اسید موجود در شاخه اصلی تراگاکانتین با کازئین های دارای بار مثبت رخ می دهد و در نتیجه شاخه های جانبی متصل به شاخه اصلی با تشکیل لایه ای در اطراف ذرات از نزدیک شدن ذرات به یکدیگر ممانعت می کنند. از آن جا که تراگاکانتین حدود 38% از ترکیب کتیرا را تشکیل می دهد و با توجه به سازوکار مطرح شده برای تراگاکانتین به نظر می رسد که بخش عمده بخش محلول کتیرا باشد. از طرف دیگر ، با توجه به ساختار خطی و وزن مولکولی بالای باسورین ممکن است این بخش هم با افزایش گرانروی و به تله انداختن ذرات ، در ایجاد پایداری نقش داشته باشد.


تراگاکانتین جذب سطح کازئین ها شده و هم پوشانی شاخه های جانبی آن موجب افزایش گرانروی می شود . در حالی که حضور باسورین در کتیرا از هم پوشانی شاخه های جانبی تراگاکانتین ممانعت می کند و ایم بخش از کتیرا با افزایش گرانروی و ایجاد شبکه به پایداری کمک می کند.


کتیرا که از هیدروکلوئیدهای جاذب هستند ، با افزایش گرانروی و قدرت نگهداری آب سبب افزایش پایداری دوغ شدند. در ضمن انجام عملیات مکانیکی ( هم زدن و همگن سازی ) روی دوغ های حاوی صمغ ، به دلیل متلاشی کردن ساختار شبکه ای صمغ ، سبب کاهش گرانروی و افزایش جداسازی فازی در دوغ شد.


آزمونهای چشایی :


همانطور که در شکل مشاهده می شود، در غلظت 0.1% صمغ های تکی ، نمونه های حاوی کتیرا و گوار در مقایسه با شاهد و با همدیگر تفاوت نداشتند ، در حالی که نمونه حاوی ثعلب با نمونه های حاوی کتیرا ، گوار و شاهد ، تفاوت معنی دار داشت. اما در نمونه های حاوی ترکیب صمغ ها ( شکل 4) در غلظت 0.2% اختلاف معنی داری بین شاهد و نمونه های حاوی کتیرا و گوار مشاهده نشد . در ضمن ، نمونه دارای ثعلب و کتیرا با شاهد و دو نمونه دیگر اختلاف معنی دار داشت.




 


همانطور که در شکل مشاهده می شود نمونه های حاوی صمغ کتیرا و گوار دارای بالاترین میزان پذیرش بودند.


 


از دیدگاه ارزیاب های چشایی نیز کتیرا در حالت تکی ، طعم بهتری نسبت به دو صمغ دیگر در دوغ ایجاد کرد و در صمغ های ترکیبی ، هر قدر میزان کتیرا در ترکیب بالاتر بود ، پذیرش نهایی دوغ حاصل ، و میزان پایداری دوغ ، بیشتر بود.



 


نشان داده شد که اختلاف معنی داری در بافت وجود ندارد. (p>0.05)


 


اصولا عملیت مکانیکی سبب کوچک شدن و توزیع یکنواخت تر ذرات می شود که این امر ممکن است بتواند در واکنش پروتئین ها با صمغ های جاذب تاثیر داشته و آن را بهبود بخشد. اما در بررسی که انجام شد ، انجام عملیات مکانیکی بر فعالیت صمغ ها در پایدار سازی دوغ تاثیر منفی گذاشت . این مورد ممکن است به دلیل به هم خوردن و متلاشی شدن شبکه پلی ساکاریدی و در نتیجه کاهش گرانروی باشد. در ضمن همگن سازی ، حالتی یکنواخت و روان را در دوغ های حاوی صمغ ایجاد کرد ، در حالی که هم زدن علاوه بر ایجاد کف ، حالتی غیر یکنواخت را در نمونه ها پدید می آورد . مقدار ماده خشک موجود در یک سامانه نیز در پایدار سازی آن سامانه کلوئیدی توسط همگن سازی تاثیر بسزائی دارد. یعنی پایداری نمونه های هموژن شده و غیر هموژن متفاوت می باشند.


معمولا استفاده همزمان از ترکیب صمغ های جاذب و جاذب توصیه می شودچرا که صمغ های جاذب ، سبب کاهش آب انداختن و صمغ های غیر جاذب ، سبب افزایش قوام می شوند و با ترکیب کردن این دو نوع صمغ ، می توان به هر دو هدف رسید. صمغ های غیر جاذب ، برای اتصال با ترکیبات طعمی قابلیت اتصال بیشتری نسبت به صمغ های جاذب از خود نشان داده و طعم را بیشتر تحت تاثیر قرار می دهند . زیرا صمغ های جاذب با پروتئین ها درگیر شده و با ترکیبات طعمی ، کمتر وارد واکنش می شوند.


رفتار جریانی دوغ ، نیوتنی بود که با افزودن صمغ ها به شبه پلاستیک تغییر یافت. در ضمن ، افزایش غلظت صمغ ها و استفاده از فرایند حرارتی ، جداسازی فازی دوغ را کاهش داد. کتیرا نسبت به دو صمغ دیگر ، تاثیر بیشتری در پایدارسازی دوغ از خود نشان داد و در غلظت 0.3% دوغ را کاملا پایدار کرد. استفاده از عملیات مکانیکی روغ دوغ حاوی صمغ ها ، جداسازی فازی را افزایش داد که این مساله احتمالا مربوط به متلاشی شدن شبکه صمغی و در نتیجه ، کاهش گرانروی است. در ضمن صمغ های ترکیبی به ویژه ترکیب گوار و کتیرا ، نتیجه بهتری نسبت به حالت تکی در پایدارسازی دوغ داشتند.


صمغ آگار ویسکوزیته را بالا برده و شاخص ثبات و پایداری را بهبود می بخشد و از دو فازه شدن جلوگیری می کند . اما صمغ آگار ، یک احساس دهانی چرب رادر دوغ به وجود می آورد که فاکتور مناسبی نمی باشد. صمغ دانه خرنوب در غلظت 0.1% از دوفازه شدن دوغ جلوگیری کرده و ویسکوزیته را بدون اثر بر طعم و بوافزایش می دهد.


 


 


 



 



نمودار نشان می دهد که نمونه های حاوی صمغ نسبت به نمونه های شاهد بیشتر تحت تاثیر نیروی برشی قرار می گیرند. در واقع تبدیل سیال نیوتنی به غیر نیوتنی ( از نوع شبه پلاستیک ) را بیان می کند.


در آزمایشات مشخص شده که با افزایش سطح نمک در دوغ دوفازه شدن با شدت بیشتری انجام می شود.


اصطلاحات و تعاریف :


ویسکوزیته : خاصیت سیال که مسئول مقاومت در برابر نیروی وارد بر سیال و ایجاد تنش برشی در آن می باشد.


تنش : نیروی موازی بر واحد سطح را گویند.


سیالات نیوتنی : در این سیالات shear stress  تابع خطی shear rate  می باشد و شیب خط ویسکوزیته است . اغلب مواد غذایی رقیق نیوتنی اند. در واقع  سیالات نیوتنی در اثر هم زدن شل و یا سفت نمی شوند. یعنی ویسکوزیته آنها مستقل از مقدار برش می باشد. مانند عسل و آب و دوغ بدون صمغ


سیالات غیر نیوتنی : در این سیالات shear stress  تابع خطی  shear rate نمی باشد و ویسکوزیته آنها تابعی از مقدار برش می باشد. مانند دوغ حاوی صمغ


سیالات شبه پلاستیک : با افزایش shear stress ویسکوزیته آنها کاهش می یابد .اغلب سیالات در صنایع غذایی در این دسته اند.


 


 


منابع :            


1-     آذری کیا.ف، عباسی .س، عزیزی .م، (88)، بررسی کارائی و سازوکار برخی ترکیبا هیدروکلوئیدی در جلوگیری از دوفازشده دوغ، مجله علوم و صنایع غذائی ایران ، سال چهارم ، شماره 1،صفحات 22-11


2-     فروغی نیا .س، عباسی .س ، (86)،تاثیر افزودن تکی و ترکیبی صمغ های کتیرا ، ثعلب وگوار در پایدارسازی دوغ، مجله علوم و صنایع غذائی ایران، سال دوم ، شماره 2،صفحات 25-15


3-     فارماکوپه گیاهان داروئی ایران


4-      Aysel .k,Meral .k,(2004), use of hydrocolloids in textural stabilization of yoghurt drink,ayran, food hydrocolloids ,18,593-600


 
تاريخ : 1391/04/31
     
نام
آدرس صندوق الکتریکی  
نظرات کاربران  

کد فوق را اینجا وارد کنید