دانشگاه آزاد اسلامي
واحد مراغـه
دانشکده کشاورزی
پايان‌نامه كارشناسي‌ارشد رشته علوم و صنایع غذایی (M.Sc)
گرایش: مهندسی صنایع غذایی
عنوان
بررسی تاثير برخی از هیدروکلوئیدها بر پايداری و خواص رئولوژیکی و حسی دوغ با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)
استاد راهنما
دکتر شهین زمردی
نگارنده
لادن لقایی
شهریور1393
سپاسگزاری
اکنون که به یاری خداوند متعال توفیق انجام این پایان نامه را یافته‌ام، به حکم ادب و وظیفه بر خود لازم می‌دانم از تمامی عزیزانی که مرا در این راه یاری نموده‌اند، تشکر و قدردانی نمایم.
نخست از راهنمایی‌های صمیمانه و بی‌دریغ استاد ارجمندم سرکار خانم دکتر شهین زمردی که در طول مراحل مختلف اجرا و نگارش این پایان‌‌‌نامه به عنوان استاد راهنما، اینجانب را یاری نموده‌اند صمیمانه تشکر و قدردانی می‌نمایم. همینطور از پدر مهربانم جناب آقای علی‌اوسط لقایی که در تمام مراحل همراه و همگام من بودند، کمال تشکر را دارم.
لادن لقایی
تابستان 93
تقدیم به پدر و مادرم
رفیع‌ترین داستان زندگی‌ام و بلندترین داستان حماسی ایثار، تکیه‌گاه همیشگی‌ام، پدرم. هم او که شانه‌های پرصلابتش مامن مهر و صفا است و او که شمع وجودش را بی‌دریغ ارزانی روشنایی راهم کرده است. اگر چه نمی‌توانم کوشش‌هایت را ارج نهم و محبت‌هایت را سپاس گزارم، اما شادی و محبت امروزم را به تو تقدیم می‌کنم. این کتاب همیشه گشوده ایثار، عشقت و محبتت اوراق زندگی‌ام را ورق زد و لحظه‌هایم را سرشار از عطر آسمانیت کرد. ای زیباترین واژه هستی، مادرم، بیانم برای سپاس از تمام خوبی‌ها، دلسوزی‌ها و محبت‌هایت قاصر است، برایت چیزی ندارم جز تقدیم شادی و موفقیت امروزم.
فهرست مطالب
عنوانصفحهچکیده فارسی…………………………………………………………………………………………………………………1فصل اول: کلیات……………………………………………………………………………………………………………..21-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………31-2- بیان مساله……………………………………………………………………………………………………………..41-3- ضرورت انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………..51-4- اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………………..61-5- سوالات تحقیق………………………………………………………………………………………………………71-6- فرضیه‌های تحقیق…………………………………………………………………………………………………..7فصل دوم: سابقه و پیشینه تحقیق……………………………………………………………………………………….82-1- دوغ………………………………………………………………………………………………………………………92-1-1- انواع دوغ…………………………………………………………………………………………………………..92-1-1-1- دوغ بلغاری……………………………………………………………………………………………………92-1-1-2- دوغ کشت داده شده یا تخمیری……………………………………………………………………….102-1-1-3- دوغ کره………………………………………………………………………………………………………..102-1-1-4- دوغ ایرانی…………………………………………………………………………………………………….102-1-2- مواد اولیه دوغ……………………………………………………………………………………………………112-1-2-1- ماست…………………………………………………………………………………………………………..112-1-2-2- آب آشامیدنی یا آب معدنی……………………………………………………………………………..112-1-2-3- نمک خوراکی………………………………………………………………………………………………..112-1-2-4- مواد اختیاری مجاز برای دوغ…………………………………………………………………………..122-1-3- ویژگی‌های کلی دوغ…………………………………………………………………………………………..122-1-4- مروری بر تولید دوغ…………………………………………………………………………………………..132-1-5- فواید مصرف دوغ………………………………………………………………………………………………152-1-6- میکروارگانیسم‌های موثر دوغ……………………………………………………………………………….172-1-7- مشکلات عمده فیزیکی، حسی و میکروبی دوغ……………………………………………………..172-1-7-1- هوا در دوغ (دوغ کف‌دار)……………………………………………………………………………….172-1-7-2- زیادی رایحه اسیدی……………………………………………………………………………………….182-1-7-3- رایحه فلزی……………………………………………………………………………………………………182-1-7-4- دوغ با کیفیت یکنواخت………………………………………………………………………………….192-1-7-5- رایحه نامطلوب………………………………………………………………………………………………192-1-7-6- کمبود رایحه خوب…………………………………………………………………………………………192-1-8- دوفاز شدن یا جدا شدن آب دوغ………………………………………………………………………….202-1-9- گرانروی بالا………………………………………………………………………………………………………212-1-10- گرانروی پایین………………………………………………………………………………………………….212-2- هیدروکلوئیدها……………………………………………………………………………………………………….212-2-1- صمغ زانتان……………………………………………………………………………………………………….222-2-2- صمغ عربی………………………………………………………………………………………………………..242-2-3- صمغ زدو …………………………………………………………………………………………………………252-2-4- پایدارکننده تجاری CHO…………………………………………………………………………………….272-2-4-1- صمغ کارآگینان………………………………………………………………………………………………272-2-4-2- صمغ گوار…………………………………………………………………………………………………….2682-3- واکنش پروتئین‌ها و چندقندی‌ها……………………………………………………………………………….282-3-1- قابلیت امتزاج یا آمیزش……………………………………………………………………………………….292-3-2- ناسازگاری دینامیکی……………………………………………………………………………………………302-3-3 – تجمع یا توده‌ای شدن ترکیبی یا ایجاد کمپلکس…………………………………………………….302-4- مروری بر پژوهش‌‌های انجام شده…………………………………………………………………………….32فصل سوم: مواد و روش‌ها………………………………………………………………………………………………..373-1- مواد و تجهیزات……………………………………………………………………………………………………..383-2- روش‌ها…………………………………………………………………………………………………………………393-2-1- طرح آزمایشی و تیمار آماری……………………………………………………………………………….393-2-2- روش تهیه صمغ‌ها‌……………………………………………………………………………………………..413-2-3- تهیه محلول صمغ‌ها……………………………………………………………………………………………413-2-4- روش تهیه دوغ…………………………………………………………………………………………………..423-2-5- روش‌های آزمایش………………………………………………………………………………………………423-2-5-1- کپک و مخمر…………………………………………………………………………………………………423-2-5-2- اندازه‌گیری رطوبت…………………………………………………………………………………………423-2-5-3- تعیین pH………………………………………………………………………………………………………433-2-5-4- تعیین اسیدیته……………………………………………………………………………………………….433-2-5-5- اندازه‌گیری میزان سینرزیس……………………………………………………………………………..433-2-6- شاخص‌های رنگ……………………………………………………………………………………………….433-2-7- خواص رئولوژیکی……………………………………………………………………………………………..443-2-8.- ارزیابی حسی……………………………………………………………………………………………………44فصل چهارم: تجزیه و تحلیل و نتایج حاصل از تحقیق………………………………………………………….454-1- تغییرات ویسکوزیته………………………………………………………………………………………………..464-2- تغییرات رطوبت…………………………………………………………………………………………………….474-3- تغییرات سینرزیس………………………………………………………………………………………………….494-4- تغییرات pH و اسیدیته……………………………………………………………………………………………514-5- کپک و مخمر…………………………………………………………………………………………………………544-6- شاخص‌های رنگ…………………………………………………………………………………………………..574-7 – خواص رئولوژیکی………………………………………………………………………………………………..604-7-1- رئولوژی پایا………………………………………………………………………………………………………604-7-2- رئولوژی ناپایا…………………………………………………………………………………………………….614-8- ارزیابی حسی………………………………………………………………………………………………………..634-8-1- ارزیابی حسی طعم……………………………………………………………………………………………..634-8-2- ارزیابی حسی بافت…………………………………………………………………………………………….644-8-3- ارزیابی حسی رنگ…………………………………………………………………………………………….66فصل پنجم: بحث و تفسیر………………………………………………………………………………………………..685-1- تغییرات ویسکوزیته………………………………………………………………………………………………..695-2- تغییرات رطوبت…………………………………………………………………………………………………….705-3- تغییرات سینرزیس………………………………………………………………………………………………….715-4- تغییرات pH و اسیدیته…………………………………………………………………………………………….725-5- کپک و مخمر…………………………………………………………………………………………………………745-6- شاخص‌های رنگ…………………………………………………………………………………………………..755-7 – خواص رئولوژیکی………………………………………………………………………………………………..775-8- ارزیابی حسی…………………………………………………………………………………………………………795-8-1- ارزیابی حسی طعم……………………………………………………………………………………………..795-8-2- ارزیابی حسی بافت…………………………………………………………………………………………….805-8-3- ارزیابی حسی رنگ…………………………………………………………………………………………….815-9- بهینه سازی……………………………………………………………………………………………………………815-10- نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………………………………………..825-11- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………..83منابع و ماخذ…………………………………………………………………………………………………………………..84پیوست…………………………………………………………………………………………………………………………..94پیوست 1- فرم ارزیابی تست پانل……………………………………………………………………………………..95چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………….96
فهرست جداول
عنوانصفحهجدول 2-1- ویژگی‌های میکروبی دوغ……………………………………………………………………………13جدول 2-2- تقسیم‌بندی هیدروکلوئیدها براساس منشا………………………………………………………22جدول 3-1- ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی شیرخام مصرفی…………………………………………………..38جدول 3-2- نمایش متغییرهای مستقل فرآیند و مقادیر آن‌ها………………………………………………39جدول 3-3- نمایش طراحی آزمون‌ها براساس طرح مرکب مرکزی چرخش‌پذیر (CCRD) با 5 متغییر (صمغ زدو، زانتان، عربی، پایدارکننده CHO و زمان نگهداری)……………………………….40جدول 4-1- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر تغییرات ویسکوزیته در دوغ………………………………..46جدول 4-2- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر تغییرات رطوبت در دوغ…………………………………….48جدول 4-3- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر تغییرات سینرزیس در دوغ………………………………….50جدول 4-4- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر تغییرات pH در دوغ…………………………………………..52جدول 4-5- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر تغییرات اسیدیته در دوغ…………………………………….53جدول 4-6- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر رشد کپک در دوغ……………………………………………..55جدول 4-7- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر رشد مخمر در دوغ……………………………………………56جدول 4-8- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر شاخص L* در دوغ…………………………………………..57جدول 4-9- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر شاخص a* در دوغ……………………………………………58جدول 4-10- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر شاخص b* در دوغ…………………………………………59جدول 4-11- پارامترهای محاسبه شده مربوط به مدل هرشل بالکی برای نمونه‌های دوغ حاوی هیدروکلوئیدهای مختلف……………………………………………………………………………………..61جدول 4-12- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر ارزیابی حسی طعم در دوغ……………………………….63جدول 4-13- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر ارزیابی حسی بافت در دوغ………………………………65جدول 4-14- نتایج تجزیه آماری داده‌ها بر ارزیابی حسی رنگ در دوغ………………………………67جدول 5-1- شرایط بهینه برای تولید دوغ………………………………………………………………………..82جدول 5-2- تولید دوغ مطابق شرایط بهینه در آزمایشگاه…………………………………………………..82
فهرست شکل‌ها
عنوانصفحهشکل 2-1- مراحل تولید دوغ از ماست……………………………………………………………………………15شکل 2-2- ساختار مولکولی صمغ زانتان………………………………………………………………………..24شکل 2-3- ساختار مولکولی صمغ عربی…………………………………………………………………………25شکل 2-4- شکل صمغ زدو…………………………………………………………………………………………..26شکل 2-5- نحوه آرایش ساختار مارپیچ کارآگینان در شیر و تشکیل شبکه ژلی ……………………27شکل 4-1- تاثیر متقابل الف) صمغ زدو و صمغ عربی ب) زانتان و پایدارکننده CHO بر تغییرات ویسکوزیته در دوغ……………………………………………………………………………………………47شکل 4-2- تاثیر متقابل الف) صمغ عربی و صمغ زدو ب) زانتان و پایدارکننده CHO بر تغییرات رطوبت در دوغ…………………………………………………………………………………………………47شکل 4-3- تاثیر متقابل زانتان و صمغ عربی بر تغییرات سینرزیس در دوغ…………………………..49شکل 4-4- تاثیر صمغ زدو و پایدارکننده CHO بر تغییرات سینرزیس در دوغ……………………..49شکل 4-5- تاثیر زمان نگهداری بر تغییرات pH در دوغ…………………………………………………….51شکل 4-6- تاثیر زمان نگهداری بر تغییرات اسیدیته در دوغ……………………………………………….51شکل 4-7- تاثیر زانتان و پایدارکننده CHO بر رشد کپک در دوغ……………………………………….54شکل 4-8- تاثیر زمان نگهداری بر رشد مخمر در دوغ………………………………………………………54شکل 4-9- تاثیر متقابل الف) صمغ عربی و زانتان بر شاخص a* ب) صمغ زدو و عربی بر شاخص b* ج) زمان نگهداری و پایدارکننده CHO بر شاخص L* د) زانتان و پایدارکننده CHO بر شاخص L*…………………………………………………………………………………………………….60شکل 4-10- اثر ترکیب‌های هیدروکلوئیدی بر نمودار گرانروی………………………………………….62شکل 4-11- تاثیر مدول ذخیره و مدول افت در فرکانس‌های مختلف………………………………….62شکل 4-12- تاثیر زانتان و پایدارکننده CHO بر ارزیابی حسی طعم در دوغ…………………………64شکل 4-13- تاثیر صمغ عربی و صمغ زدو بر ارزیابی حسی بافت در دوغ…………………………..64شکل 4-14- تاثیر زانتان و پایدارکننده CHO بر ارزیابی حسی بافت در دوغ………………………..66شکل 4-15- تاثیر زانتان و پایدارکننده CHO بر ارزیابی حسی رنگ در دوغ………………………..66
فهرست علائم و اختصارات
Locust been Gum (LBG)صمغ لوبیای لوکاستResponse surface Method (RSM)روش سطح پاسخCentral composite Rotatable Design (CCRD)طرح مرکب مرکزی چرخش پذیرCommerical Gum (CHO 400)صمغ تجاری CHOSoild non fat (SNF)ماده خشک بدون چربیSum Squares (SS)میانگین مربعاتDegrees of Freedom (DF)درجه آزادیMean Squares (MS)مجموع مربعاتWater activity (aw)فعالیت آبیR-Square (R2)ضریب تبیینAdjusted R-Square (R Adj)ضریب تبیین اصلاح شدهZedo (Z)صمغ زدوXhantan (X)زانتانCHO (C)صمغ تجاری CHOArabic (A)صمغ عربی
چکیده
در این پژوهش، تاثیر صمغ‌های‌ زدو و CHOدر 5 سطح 0، 1/0، 2/0، 28/0 و 4/0 درصد و صمغ‌های عربی و زانتان به ترتیب در سطوح 0، 5/0، 9/0، 4/1، 8/1 و 0، 08/0، 1/0، 15/0 و 2/0 درصد بر پایداری، خواص رئولوژیکی و حسی دوغ در طول 59 روز نگهداری با استفاده از طرح مرکب مرکزی چرخش‌پذیر (CCRD) و روش سطح پاسخ (RSM) بررسی گردید. نتایج حاصل نشان داد با افزایش غلظت‌های صمغ‌های زدو، زانتان، عربی و CHO ویسکوزیته دوغ افزایش و درصد رطوبت و سینرزیس کاهش یافت (p<0.05). با گذشت زمان نگهداری نيز اسیدیته و اندیس L* افزایش و pH کاهش یافت (p<0.05). غلظت‌های پایین صمغ‌های زدو و زانتان، منجر به کاهش اندیس a* و غلظت‌های بالا منجر به افزایش اندیس a* گردید. اما صمغ‌های زدو و عربی هر دو منجر به افزایش اندیس b* شدند. مطابق نتایج آزمون‌های رئولوژی نوسانی، رفتار سودوپلاستیک و رقیق شونده با برش در نمونه‌های حاوی صمغ مشاهده شد و با افزایش غلظت‌های هر 4 نوع صمغ، مدول‌های گرانروکشسانی (G’ و G”) افزایش یافت. مدول ذخیره (G’) نيز بزرگتر از مدول افت (G”) بود. با توجه به نتایج ارزیابی حسی، با افزایش غلظت‌های صمغ‌های زانتان و CHO امتیاز طعم، رنگ و با افزایش صمغ‌های زدو، زانتان، عربی و CHO امتیاز بافت کاهش یافت. با توجه به مدل تجربی بدست آمده توسط روش سطح پاسخ ارتباط بین متغیرهای مورد مطالعه مناسب تشخیص داده شد. غلظت‌های 2/0، 2/0، 1 و 4/0 درصد به ترتیب برای صمغ‌های زانتان، زدو، عربی و CHO و 56 روز نگهداری به عنوان شرایط بهینه تعیین شد. در شرایط بهینه، ویسکوزیته، رطوبت و سینرزیس به ترتیب 2/13 پاسکال بر ثانیه، 6/86 درصد و 1/15درصد شاخص L*،a* و b* به ترتیب 8/61، 7/10و 4/7 و امتیازات رنگ، طعم و قوام به ترتیب 2/3 ، 5/4 و 5/4 از 5 بود.
کلمات کلیدی: دوغ، پایدارسازی، پایدارکننده تجاری CHO، رئولوژی، زانتان، صمغ زدو، صمغ عربی
فصل اول
کلیات
1-1- مقدمه
امروزه مصرف فرآورده‌های تخمیری شیر و نوشیدنی‌های لاکتیکی، مثل دوغ رواج زیادی یافته است. نوشیدنی‌های لاکتیک1 فرآورده‌هایی هستند که روند تولید آن‌ها شامل تخمیر شیر به وسیله باکتری‌های اسید لاکتیک و سپس رقیق‌سازی لخته حاصل با آب، آب پنیر و یا تراویده2 است که با توجه به تقاضای بازار، با استفاده از افزودنی‌هایی مثل شکر، پالپ یا آب میوه به فرمولاسیون مطلوب می‌رسند (لاورنت و بولنگور، 2003). نوشیدنی‌های آب پنیر، ماست نوشیدنی3، آیران و دوغ نمونه‌هایی از این محصولات هستند. طبق استاندارد ملی ایران، دوغ ساده، نوشیدنی حاصل از تخمیر شیر است که ماده خشک آن از راه رقیق کردن ماست دوغ‌سازی (پس از تخمیر) یا شیر دوغ‌سازی (پیش از تخمیر) استاندارد شده باشد (کدکس، 2009).
دوغ یکی از نوشیدنی ‌لبنی، تخمیری، اسیدی و از محصولات بومی ایران است که توسط رقیق کردن ماست با آب و نمک یا از طریق تخمیر مستقیم شیر تولید شده و در بین نوشیدنی‌های موجود در بازار از نظر ویژگی‌های سلامت بخشی، جایگاه ویژه‌ای را به خود اختصاص داده است (کیانی و همکاران، 2008). دوغ از لحاظ ارزش غذایی، مفید بودن از لحاظ مصرف کننده، کمک به هضم غذا و نظایر آن از ارزش بالایی برخوردار است ولی در این فرآورده به دلیل وجود ترکیباتی نظیر پروتئین‌ها، بعد از تولید و در حین نگه‌داری به صورت دوفازی درآمده (حدود 55-50 درصد جداسازی فازی طی یک ماه) و از لحاظ ظاهری و دیداری شکلی نامطلوب و غیریکنواخت به خود می‌گیرد (آذری‌کیا و عباسی، 2009). در نتیجه مصرف کنندگان به رغم مزیت‌های بالقوه آن، تمایل چندانی به خرید و مصرف آن نشان نمی‌دهند. بنابراین، تولیدکنندگان با مشکل فروش و عدم تمایل در بازار مواجه هستند. طبق آمار وزارت جهاد کشاورزی میزان تولید دوغ در کشور در سال‌های 1381، 1382 و 1385 به ترتیب 12، 48 و 120 هزار تن بوده است (آمارنامه‌ی کشاورزی، 1382).
1-2- بیان مسئله
یکی از عمده‌ترین مشکلات در تولید نوشیدنی‌های اسیدی شیر، دوفاز شدن آن‌ها در طی تولید و نگهداری است که این مساله ناشی از گرانروی پائین، pH پائین و تاثیر آن‌ها بر ته‌نشین شدن پروتئین‌ها است (کوکسوی و کیلیک، 2004).
اساسا پایداری میسل‌های کازئین در pHطبیعی شیر، به علت قرار گرفتن کاپاکازئین‌ها در سطح میسل‌های کازئین است که با تشکیل لایه‌ای مویی4 در سطح آن‌ها و سازوکارهای دافعه‌ی فضایی و الکترواستاتیک، مانع نزدیک شدن میسل‌ها به یکدیگر می‌گردند. در صورتی که به هر دلیلی لایه‌های مویی جدا شوند (شکسته شدن توسط آنزیم‌های دلمه کننده شیر) و یا متلاشی شوند (از دست دادن بار خالص موثر با کاهش pH، افزایش قدرت یونی و کاهش قابلیت انحلال)، ناپایداری در میسل‌های کازئین رخ می‌دهد. زیرا در اثر اسیدی شدن محیط، فسفات کلسیم به تدریج از میسل خارج شده، بار الکتریکی منفی میسل کاهش می‌یابد و میسل کازئین متلاشی می‌شود (لاورنت و بولنگور، 2003). راه حل عملی برای رفع این مشکل، افزودن پایدارکننده‌ها یا صمغ‌ها به نوشیدنی‌های لبنی می‌باشد (تولستراپ و همکاران، 2007). لفظ هیدروکلوئیدها به تمام چند قندی‌هایی که از گیاهان، دانه‌ها و منابع میکروبی بدست می‌آید به کار می‌رود (دیکینسون، 2002).
هیدروکلوئیدها به دو نوع هیدروکلوئیدهای جاذب5 و هیدروکلوئیدهای غیرجاذب6 تقسیم می‌شوند. هر دو نوع هیدروکلوئیدها می‌توانند سبب ایجاد پایداری در سیستم شوند. هیدروکلوئیدهای جاذب، به پلی‌ساکاریدهای باردار اطلاق می‌شوند که می‌توانند با پروتئین‌ها از طریق نیروهای الکترواستاتیک تعامل برقرار کنند که این تعامل به شدت به pH و قدرت یونی محلول بستگی دارد (سیرب و همکاران، 1998).
در صورت استفاده از هیدروکلوئیدهای جاذب، پایداری سیستم از طریق ممانعت‌ فضایی و دافعه‌ی الکترواستاتیک یا از طریق هر دو امکان‌پذیر است. از سوی دیگر هیدروکلوئیدهای غیرجاذب، با افزایش ویسکوزیته‌ی فاز ‌پیوسته و به‌ تله‌ انداختن‌ آب در شبکه‌ی سه بعدی و بی‌حرکتی ‌ذرات از دوفاز ‌شدن جلوگیری می‌کنند (اوورد و ملئود، 2005). تاثیر مخلوط‌ هیدروکلوئیدها بر ویسکوزیته، با توجه به عملکرد‌ هیدروکلوئیدهای به ‌کار ‌رفته متفاوت می‌باشد که برخی دارای برهمکنش‌‌ قوی با یکدیگر بوده و برخی برهمکنش‌ ضعیف با یکدیگر نشان ‌می‌دهند. تعیین ویسکوزیته‌ی‌ مخلوطی از هیدروکلوئیدها به علت خواص‌ رئولوژیکی پیچیده‌ی آن‌ها مشکل‌ می‌باشد (آذری‌کیا و عباسی، 2010). گزارشات بسیار زیادی در رابطه با پایداری نوشیدنی‌های اسیدی با استفاده از هیدروکلوئید‌های مختلف ارائه شده است.
1-3- ضرورت انجام تحقیق
هیدروکلوئیدها، به عنوان مواد قوام‌دهنده (ایجاد ویسکوزیته)، تشکیل ژل و پايدار‌کننده می‌باشند. علاوه بر این خصوصیات، هیدروکلوئیدها به منظور تثبیت امولسیون‌ها و ایجاد ویژگی‌ها‌ی ‌حسی مطلوب در محصولات غذایی به کار می‌روند (دیکینسون، 2002). خصوصیات رئولوژیکی هیدروکلوئیدها به خصوص وقتی که برای بهبود بافت در فرمولاسیون مواد غذایی به کار ‌می‌روند، اهمیت دارند (کایاسیر و دوگان، 2006).
چون همیشه طعم ناخوشایند حاصل از افزودن هیدروکلوئید‌ها یک عامل محدود‌کننده است بنابراین تعیین سطح مناسبی از هیدروکلوئید‌ها از عوامل مهم در تولید فرآورده‌های تخمیری شیر محسوب می‌شود (گالاردو و همکاران، 2007).
پدیده سینرژیستی هیدروکلوئیدها می‌تواند در نتیجه به هم پیوستن مولکول‌های هیدروکلوئیدی مختلف باشد (ویلییام و فیلیپس، 2000). از جمله مثال‌های بسیار معمول ترکیب سینرژیستی هیدروکلوئیدها، می‌توان به افزودن صمغ لوبیای لوکاست به کاپا‌کاراگینان به منظور تولید پل‌ها‌ی نرم‌تر و شفاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تر و نیز افزودن صمغ لوبیای لوکاست به زانتان برای تشدید تشکیل پل اشاره نمود. بنابراين با توجه به اين‌ كه مخلوط هیدروکلوئیدها معمولا به منظور ایجاد خصوصیات رئولوژیکی جدید یا بهبود این خواص در فرآوردها‌ی غذایی به کار رفته و سبب کاهش هزینه‌ها‌ی تولید می‌شوند لذا بررسی مخلوط هيدروكلوئيدها در پايداری دوغ ضرورت پيدا می‌كند.
صمغ زدو (فارسی) در زمره هیدروکلوئیدهای آنیونی قرار دارد. بخش محلول آن جذب سطح کازئین‌ها می‌شود و از طریق ممانعت فضایی و دافعه‌ی الکترواستایک از نزدیک شدن ذرات جلوگیری می‌کند. از طرف دیگر بخش نامحلول، با افزایش ویسکوزیته‌ی فاز پیوسته و ایجاد شبکه سه بعدی باعث پایداری سیستم می‌گردد (محمدی و همکاران، 1389).
صمغ عربی نیز جزو هیدروکلوئیدهای آنیونی می‌باشد. ماده‌ای مترشحه از درخت آکاسیا است و هتروپلی‌ساکاریدی پیچیده است که از ترکیباتی با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است (ویلییام و فیلیپس، 2000). صمغ عربی برخلاف پلی‌ساکاریدهای دیگر که در غلظت‌های کم خود باعث افزایش ویسکوزیته می‌شوند، افزایش ویسکوزیته در غلظت‌های پایین صمغ عربی کم است، ولی در غلظت‌های زیاد ویسکوزیته را افزایش می‌دهد و باعث پایداری سیستم‌های کلوئیدی می‌شود.
زانتان جزو هیدروکلوئیدهای غیرجاذب می‌باشد. این پنتاساکارید شامل دو واحد گلوکوز، مانوز و اسید گلوکورونیک است و دارای امتیازات خاصی از جمله حلالیت بالا در آب سرد یا داغ، ویسکوزیته‌‌ی بالا و حلالیت عالی در سیستم‌های اسیدی میباشد (ساهین و ازدمیر، 2004).
در اين پژوهش هدف پايدارسازی دوغ با استفاده از 4 نوع هيدروكلوئيد زدو (فارسی)، صمغ عربی، زانتان و پایدارکننده‌ی تجاریCHO با استفاده از روش سطح پاسخ میباشد. همچنین تاثير اين هيدروكلوئيدها بر پايداری، خواص حسی و ويسكوزيته‌ی نمونهها در طول 59 روز نگهداری در دمای يخچال ( 4 درجه سانتی‌گراد) بررسی می‌گردد.
1-4- اهداف تحقیق
اهداف کلی:
تعیین کارائی هيدروكلوئيدهای زدو، عربی، زانتان و پایدارکننده‌ی تجاریCHO در پایدارسازی دوغ
اهداف جزئی:
1- تعیین و مقایسه‌ی کارائی هيدروكلوئيدهای زدو، عربی، زانتان و پایدارکننده‌ی تجاریCHO در دو فاز ‌شدن دوغ
2- تعیین و مقایسه‌ی کارائی هيدروكلوئيدهای زدو، عربی، زانتان و پایدارکننده‌ی تجاریCHO در خصوصیات ارگانولپتیکی دوغ
1-5- سؤالات تحقیق
1- مقدار بهينه‌ی هيدروكلوئيدها كه مانع از دو فاز شدن دوغ می‌شود چه مقدار است؟
2- مناسب‌ترین هیدروکلوئید در پایداری دوغ کدام هیدروکلوئید می‌باشد؟
1-6- فرضیه‌های تحقیق
1- هيدروكلوئيدهای زدو (فارسی)، عربی، زانتان و پایدارکننده‌ی تجاریCHO در دو فاز شدن دوغ تاثیر دارند.
2- هيدروكلوئيدهای زدو (فارسی)، عربی، زانتان و پایدارکننده‌ی تجاریCHO در خصوصیات ارگانولپتیکی دوغ تاثیر دارند.
فصل دوم
سابقه و پیشینه تحقیق
2-1- دوغ
دوغ در اکثر نقاط ایران به خصوص نقاط گرمسیری طرفداران زیادی دارد. در زمان‌های قدیم دوغ به صورت دستی تهیه می‌شده است. اما اولین تولید صنعتی دوغ در ایران در سال 1343 در کارخانه‌ی شیر پاستوریزه تهران انجام شد که برای تهیه‌ی آن از 50% آب و 50% ماست استفاده شد ولی استقبال چندانی در بازار نداشت و تقریبا اکثر دوغ‌ها به صورت اول به کارخانه برگردانده شدند. این موضوع مسئولین امر را برآن داشت که اگر به دوغ اسانس مناسب اضافه شود تا حدی مطلوبیت افزایش می‌یابد. به همین دلیل فرمول تولید خود را تغییر دادند و به نسبت 1 به 4، ماست به آب و نمک به میزان کافی و مقداری کاکوتی دوغ را عرضه کردند و چون از آن استقبال زیادی به عمل آمد برای تولید دوغ‌های بعدی از این فرمول استفاده کردند (کریم و روحانی، 1359).
در حال حاضر دوغ در اکثر نقاط ایران در کارخانه‌های لبنیاتی و در کارگاه‌های کوچک‌تر تولید می‌شود و یکی از نوشیدنی‌های مردم را تشکیل می‌دهد. امروزه معمولا از فرمول 60% آب و 40% ماست و اسانس‌های مجاز به همراه نمک برای تولید دوغ استفاده می‌شود.
2-1-1- انواع دوغ
4 نوع دوغ در ایران وجود دارد: دوغ گازدار، دوغ بدون چربی گازدار، دوغ بدون گاز و دوغ بدون چربی بدون گاز (بی‌نام، 1374). طبقه‌بندی دیگری که برای انواع دوغ مطرح می‌شود عبارت است از:
2-1-1-1- دوغ بلغاری
همان گونه که از نامش پیداست این نوع دوغ فقط در بلغارستان تولید و مصرف می‌شود. مولد اسید در این نوع دوغ فقط باسیلوس بولگاریکوس است. غلظت اسید لاکتیک این فرآورده بالا و حدود 2 تا 4 درصد است که این امر موجب داشتن رایحه‌ی تند در این فرآورده می‌شود در ضمن این فرآورده فاقد الکل می‌باشد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-1-2- دوغ کشت داده شده یا تخمیری
این فرآورده به نام‌های دوغ یا دوغ تجاری نیز مصرف می‌شود و چون مغذی بوده در رفع تشنگی موثر است و در پخت و پز از آن استفاده می‌شود و قیمت آن پایین و مصرف آن بالا است. در آمریکا محبوبیت زیادی دارد. این دوغ از شیر پاستوریزه شده‌ی پس چرخ که بوسیله‌ی کشت لاکتیک و باکتری‌های مولد رایحه تخمیر شده و دلمه‌ی اسیدی حاصله از خصوصیات اصلی آن می‌باشد در ضمن اسیدهای فرار که در نتیجه‌ی تخمیر حاصل شده‌اند به آن رایحه‌ و عطر مطلوبی می‌دهند (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-1-3- دوغ کره
چربی این نوع دوغ بالا می‌باشد زیرا باقی‌مانده‌ حاصل از کره زنی است. روش تولید آن به این صورت است که بعد از تولید ماست آن‌ را با آب رقیق کرده و در مشک‌های مخصوص کره می‌ریزند آن چه پس از جداکردن کره در مشک باقی می‌ماند دوغ نامیده می‌شود. ترکیبات آن با ترکیب شیر ترش اختلاف کمی دارد. بدین معنی که در دوغ فسفولیپیدهایی که از پاره شدن غشای گلبول‌های چربی بدست می‌آید یافت شده و ویتامین‌های B2 در آن زیاد است (حکمتی و لامع، 1352).
2-1-1-4- دوغ ایرانی
این فرآورده از اختلاط ماست با آب و مقداری نمک بدست می‌آید و برای مطبوع ساختن آن از مواد اضافی مثل اسانس کاکوتی7، اسانس نعناع و همچنین گلبرگ‌های خشک و خرد شده نوعی گل سرخ معطر موسوم به محمدی8 استفاده می‌کنند. این فرآورده با توجه به اصول تهیه قابل مقایسه با فرآورده مشابه خارجی نیست. دوغ ایرانی دارای مقدار زیادی چربی می‌باشد (حکمتی و لامع، 1352).
2-1-2- مواد اولیه دوغ
2-1-2-1- ماست
ترکیب ماست از نظر چربی، پروتئین و ماده‌ی خشک کل در فرآورده‌های نهایی موثر است. ماست باید عاری از هر گونه آلودگی به مواد خارجی و عوامل بیماری‌‌زا باشد. بدون بوی ترشیدگی یا بوی خارجی باشد. ماست باید دارای لخته‌ای ژل‌ مانند، سطحی براق، باشد و در هنگام برش، سطحی همگن و یکنواخت داشته باشد. اسیدیته‌ی ماست باید حداقل 7/0 بر حسب درصد (اسید لاکتیک) و pH آن کمتر از 6/4 باشد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-2-2- آب آشامیدنی یا آب معدنی
آبی که برای تهیه‌ی دوغ استفاده می‌شود باید قابل شرب باشد. یعنی یا آب تصفیه شده‌ی شهری باشد و یا از منابع طبیعی مانند چشمه و سفره‌های آب‌ زیرزمینی به دست ‌آید و کلیه اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از هر گونه آلودگی یا تاثیرات خارجی روی کیفیت آن باید انجام شود (بی‌نام، 1371).
2-1-2-3- نمک خوراکی
نمک مورد استفاده در تهیه‌ی دوغ، باید به رنگ سفید شفاف یا مات بوده و عاری از هرگونه طعم و بو و مواد خارجی باشد. اندازه‌ی ذرات نمک باید بین 40-60 مش (معادل 354 تا 250 میکرون) باشد. مجموع مقادیر مواد نامحلول در آب در صورت استفاده، حداکثر 5/0 گرم در صد گرم باشد. رطوبت نمک نباید از 5/0 گرم در صد گرم تجاوز نماید (بی‌نام، 1371).
2-1-2-4- مواد اختیاری مجاز برای دوغ
الف) دی‌اکسید کربن در دوغ های گازدار
ب) گیاهان معطر خوراکی از قبیل نعناع، پونه، کاکوتی و یا اسانس‌های طبیعی آن‌ها
ج) آب پنیر تخمیرشده
د) دوغ کره (بی‌نام، 1374).
2-1-3- ویژگی‌های کلی دوغ
دوغ باید دارای طعم مطلوب بوده و فاقد هرگونه طعم و بوی خارجی باشد.
رنگ دوغ باید سفید تا شیری باشد.
دوغ باید عاری از هرگونه مواد خارجی غیر از مواد اختیاری مجاز باشد.
در انواع دوغ‌های گازدار میزان گاز دی‌اکسید‌کربن نباید از 6/0 گرم در صد میلی‌لیتر کمتر باشد.
pH دوغ نباید از 5/4 تجاوز کند.
اسیدیته دوغ برحسب اسید لاکتیک از 1 درصد کمتر باشد.
میزان چربی دوغ در دوغ گازدار و دوغ بدون گاز نباید از 1 درصد کمتر باشد.
ماده‌ی خشک بدون چربی ناشی از شیر (بدون احتساب نمک) در انواع دوغ نباید از2/3 درصد وزنی/ وزنی کمتر باشد.
نمک طعام نباید از 5/0 درصد تجاوز کند.
میزان آلودگی دوغ هم باید پایین باشد (جدول 2-1).
جدول 2-1- ویژگی‌های میکروبی دوغ
نوع ریزسازوارهدر هر میلی‌لیتر دوغکلیفرمکمتر از 10اشرشیامنفیکپکحداکثر 100استافیلوکوکوس اورئوسمنفی
طبق استاندارد ترکیه، ویژگیهای آیران (دوغ ترکی) عبارت است از: 5/90% آب، 5/9 % ماده خشک کل، 8% ماده خشک بدون چربی، 6/1 % اسیدلاکتیک و 1 % نمک و بدون حضور ریزسازواره‌ها (تمیم و رابینسون، 1999).
2-1-4- مروری بر تولید دوغ
دوغ یا آیران یکی از نوشیدنی‌های سنتی ایرانیان و برخی ملل دیگر از جمله اروپای شرقی، خاورمیانه و آسیا بوده (فروغی‌نیا و همکاران، 1386؛ نیلسون و همکاران، 2006). این فرآورده از رقیق کردن ماست با آب آشامیدنی و یا معدنی، آب پنیر تخمیرشده و یا دوغ کره و افزودن آب، نمک و طعم‌دهنده‌ها به دست می‌آید. دوغ به طور صنعتی با تخمیر شیر رقیق شده با آب و رقیق‌شدگی بیشتر با آب محتوی نمک بعد از تخمیر تهیه می‌شود. همچنین گیاهان معطر خوراکی نظیر نعناع، پونه، کاکوتی و یا اسانس‌های طبیعی آن‌ها نیز می‌توانند در فرمولاسیون دوغ مورد استفاده قرار گیرند.
کلمه دوغ از واژه‌ی فارسی دوشیدن اقتباس شده است و در لغت به معنی ماده حاصل از دوشیدن است. در گذشته دوغ به فرآورده‌ای اطلاق می‌شد که پس از رقیق‌سازی ماست پرچرب با آب و جداسازی چربی آن با استفاده از مشک بر جای می‌ماند. دوغ از نوشیدنی‌های سنتی ویژه ایران است، این فرآورده با فرآورده‌های مشابه آن پس از ایران در آذربایجان، ارمنستان و … به مصرف می‌رسد (کدکس، 2009). امروزه دوغ از ویژگی‌های مشخص و استاندارد شده فیزیکی، شیمیایی، میکروبی و حسی برخوردار است. مطالعات نشان داده است که در کشورهای اروپایی دوغ پتانسیل پذیرش بالایی داشته و تقاضا برای صادرات و مصرف آن روز به روز در حال افزایش است (کدکس، 2009).
اصولا دوغ ایرانی، به سبب تفاوت در روند تهیه، چندان قابل مقایسه با فرآورده‌های مشابه خارجی نیست. این محصول جزو نوشیدنی‌های اسیدی شیر می‌باشد. نوشیدنی‌های اسیدی شیر مشتقات گروهی از آشامیدنی‌ها از جمله نوشیدنی‌های ماست و شیر است. مصرف نوشیدنی‌های اسیدی شیر در کشورهای آسیایی از مقبولیت بالایی برخوردار بوده و استفاده از نمک در تولید دوغ در کشورهایی مانند ایران، ترکیه و پاکستان رواج دارد. این فرآورده در ایران و افغانستان دوغ و در ترکیه آیران نامیده می‌شود. به علاوه مردم هند نیز دوغ مخصوصی به نام لاسی مصرف می‌کنند که به دو صورت شور و شیرین تولید می‌گردد. در تهیه لاسی شور از انواع ادویه (فلفل) و به منظور تهیه لاسی شیرین از لیمو، انبه شیرین و یا گلاب استفاده می‌شود (نیلسون و همکاران، 2006). امروزه مصرف فرآورده‌های تخمیری شیر و نوشیدنی‌های لاکتیکی، مثل ماست نوشیدنی رواج زیادی یافته است به گونه‌ای که در سال 2000 میلادی مصرف نوشیدنی‌های ماست در ایالات متحده آمریکا 270 درصد افزایش داشت. در کشورهای مختلف برای تهیه نوعی نوشیدنی تخمیری سنتی از آب کره استفاده می‌شود که این فرآورده در اتیوپی و در فنلاند، ویای نامیده می‌شود. در برزیل نوشیدنی‌های لاکتیکی را با مخلوط کردن ماست و آب پنیر تولید می‌کنند. به علاوه در کشورهای آسیایی فرآورده‌های رقیق ترجیح داده شده و به منظور افزایش زمان نگهداری این محصول عمل پاستوریزه کردن روی آن‌ها انجام می‌گیرد. در حالی که در اروپا نوشیدنی‌های اسیدی شیر از قوام بالاتری برخوردار بوده و به دلیل پاستوریزه نشدن دارای ریزسازواره‌های زنده می‌باشند. مراحل تولید دوغ از ماست در شکل 2-1- نشان داده شده است (فروغی‌نیا و همکاران، 1386).
هم‌زدن و یکنواخت کردن ماست
اضافه کردن آب و نمک
پاستوریزه کردن در دمای 80-78 درجه سانتی گراد به مدت 20 ثانیه
سرد کردن تا دمای 8 درجه سانتی گراد
بسته‌بندی
نگهداری در دمای 5-4 درجه سانتی‌گراد
شکل2-1- مراحل تولید دوغ از ماست (فروغی‌نیا و همکاران، 1386)
2-1-5- فواید مصرف دوغ
به طورکلی فرآورده‌های تخمیری همچون دوغ، با تغییر فلور روده به فلور ساکارولیتیک به سلامتی انسان کمک می‌کنند. در افراد مسن با افزایش سن میزان اسید معده کاهش می‌یابد. این عامل سبب افزایش میکروب‌های گندزدا در معده و روده می‌شود، فرآورده‌های تخمیری با تولید اسید سبب افزایش میکروب‌های گندزدا می‌شوند. دوغ بعد از آب سالم‌ترین نوشیدنی محسوب می‌شود و می‌تواند جای نوشابه را در سبد غذایی بگیرد. یک نوشیدنی سالم و مفید که تامین‌کننده یک چهارم کلسیم مورد نیاز روزانه بوده و علاوه بر تامین مقداری از آب مورد نیاز بدن، حاوی پروتئین، چربی، ویتامین‌های گروه B مثل ویتامین‌های B2، B6، B12 و همچنین ویتامین D و متابولیت ‌های مغذی است (کریم، 1374). دوغ رقیق‌تر از ماست است و ارزش غذایی آن کمتر از ماست است. برای افرادی که مشکل عدم تحمل لاکتوز دارند، می‌تواند مناسب باشد. به طور کلی دوغ در مقایسه با سایر فرآورده‌های شیر، نسبت به گرمای محیط مقاومت بیشتری دارد و نیاز به نگهداری سنتزی ندارد (کریم، 1374).
امروزه با توجه به سطح آگاهی مردم و اهمیت مسائل تغذیه‌ای و رژیم غذایی و متعاقب آن مشخص شدن اثرات زیان بخش نوشابه‌های گازدار و پرکالری و تاثیر مستقیم آن بر شیوع بیماری‌های مزمن نظیر چاقی و دیابت در راستای سیاست‌های تغذیه‌ای دولت ایران مبنی بر جایگزینی دوغ به جای نوشابه‌های گازدار صنعتی، تولید صنعتی دوغ رواج زیادی یافته و تا حد زیادی با استقبال مردم روبه‌رو شده است تا آنجا که طی چند سال اخیر مصرف آن در ایران حدود 40 درصد افزایش پیدا کرده است (وثوق و همکاران، 1388).
در رابطه با فواید مصرف دوغ باید متذکر شد که این فرآورده به دلیل دارا بودن مقدار کافی اسیدلاکتیک و ریز سازواره‌های مفید جهت پیشگیری از عفونت‌های روده‌ای و نیز به خاطر دارا بودن نمک برای جبران تعریق (جهاندیده و جعفری، 1384) و حفظ تعادل نمک بدن در فصل تابستان نوشیدنی بسیار مفیدی است (نیلسون و همکاران، 2006). اضافه کردن نعناع خشک و پونه چنان که معمول است، نه تنها طعم مطلوبی به آن می‌دهد بلکه از نفخ نیز جلوگیری می‌کند (جهاندیده و جعفری، 1384). به علاوه دوغ محتوی درصد پائین چربی است که این محصول را به عنوان یک نوشیدنی رژیمی مطرح ساخته است (نیلسون و همکاران، 2006).
به‌طور کلی ثابت شده است که شیر اسیدی بیش از یک شیر معمولی قابل هضم بوده که علت این امر مربوط به شکسته شدن مولکول‌های بزرگ پروتئین به مولکول‌های کوچکتر می‌باشد. از طرفی به دلیل تبدیل بخشی از لاکتوز به اسید لاکتیک، اسیدیته آن به میزان قابل توجهی بالا می‌رود. در گذشته شیرهای تخمیر شده را به خاطر خاصیت درمانی آن در درمان ناراحتی معده و روده مصرف می‌کردند (جهاندیده و جعفری، 1384).
2-1-6- میکروارگانیسم‌های موثر دوغ
از نظر میکروبیولوژیک می‌توان گفت که دوغ حاوی همان میکروارگانیسم‌هایی است که در ماست وجود دارد ولی باید به این نکته توجه داشت که میزان این میکروارگانیسم‌ها در دوغ کمتر از ماست است. باکتری‌های آغازگر ماست، استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر گونه بولگاریکوس می‌باشند که این باکتری‌های آغازگر در مقابل کشت‌های پروبیوتیک در اصطلاح، کشت‌های سنتی نامیده می‌شوند (مرتضویان و سهراب‌وندی، 1385).
در میان نژادهای مختلف استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس بولگاریکوس تنوع و گوناگونی فراوان در قابلیت اسیدسازی و رایحه‌سازی به چشم می‌خورد (تمیم و رابینسون، 2006). در کل، باکتری لاکتوباسیلوس بولگاریکوس نسبت به استرپتوکوکوس ترموفیلوس به عنوان باکتری با قدرت اسیدسازی بیشتر و سریعتر، فعالیت پروتئولیتیک و حتی رایحه‌ سازی بیشتر یاد می‌شود، اما نوع نژاد را نیز نباید از نظر دور داشت (مرتضویان و سهراب‌وندی، 1385). هر چه درصد تلقیح بیشتر باشد (به خصوص بیشتر از 3 درصد)، نسبت لاکتوباسیلوس بولگاریکوس به استرپتوکوکوس ترموفیلوس در فرآورده‌ نهایی بیشتر می‌شود (تمیم و رابینسون، 2006). افزایش این نسبت موجب ازدیاد سرعت اسیدی‌سازی و ایجاد فرآورده‌ای با طعم تیز‌تر می‌گردد. نسبت تلقیح بهینه 1:1 در نظر گرفته می‌شود. هر چند این نسبت می‌تواند بسته به عواملی چون ویژگی‌های نژاد باکتری‌ها، درصد تلقیح و شاخص‌های گرمخانه‌گذاری یعنی درجه‌حرارت و زمان متغییر باشد (مرتضویان و سهراب‌وندی، 1385).
2-1-7- مشکلات عمده فیزیکی، حسی و میکروبی دوغ
2-1-7-1- هوا در دوغ (دوغ کف‌دار)
در بسته‌ها یا ظروف دوغ که کاملا پر نشده‌اند، به علت فضای بازی که در آن‌ها وجود دارد مقداری هوا داخل فرآورده می‌شود. از جمله علل پر نشدن مناسب می‌توان به بسته نشدن صحیح پمپ‌ها، لوله‌ها و یا درست تنظیم نشدن دستگاه پرکنی اشاره کرد.
اختلاط هوا در دوغ به علت هم‌زدن شدید یا پمپاژ کردن غیرصحیح نیز می‌تواند صورت گیرد. بعضی از هم‌زن‌ها هوای زیادی به مخلوط وارد می‌کنند در حالی که انواع جدید هم‌زن‌ها میزان ورود هوا در دوغ را به حداقل می‌رسانند. در هر حال کنترل پمپ و داشتن هم‌زن مناسب، یک ضرورت است (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-7-2- زیادی رایحه اسیدی
در ماست، لاکتوز یا قند شیر توسط باکتری‌های استرپتوکوکوس به اسید لاکتیک تبدیل و تخمیر می‌شود. تولید اسید حتی بعد از تولید دوغ نیز ادامه دارد. موقعی که مقدار اسید زیادتر از حد معمول شود دوغ دارای طعم تند و گزنده خواهد شد. در بعضی جاها زیادی اسیدیته به عنوان عیب تلقی نمی‌شود چون مصرف‌کننده با گذشت زمان، نسبت به این طعم عادت کرده است. برای تقلیل طعم تند می‌توان مقداری نمک به فرآورده اضافه کرد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-7-3- رایحه فلزی
در موقع چشیدن فرآورده حالتی مشابه جمع‌شدن نوک زبان به وجود می‌آید که معرف رایحه فلزی است. این رایحه، در نتیجه واکنش‌های شیمیایی پروتئین و چربی اکسیده شده به وجود می‌آید که با آلودگی به مس تانک‌ها و لوله‌ها تسریع می‌گردد، به ‌خصوص موقعی که اسیدیته‌ی دوغ بیشتر از 85/0 درصد باشد. این عیب را می‌توان با به کار بردن وسایل شیشه‌ای یا زنگ نزن برطرف کرد. در وسایل مورد استفاده بایستی از روکش یا سفیدی فلز اطمینان حاصل کرد، چون آن‌ها مشابه فلز زنگ نزن بوده، ولی در حقیقت مس سفید شده می‌باشند. در صورت بروز رایحه‌ی فلزی باید به جای سترون کردن به وسیله‌‌ی کلر، از آب گرم و بخار استفاده کرد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-7-4- دوغ با کیفیت یکنواخت
یک حالت مهم که اغلب در تهیه‌ی دوغ غیرقابل قبول است عدم یکنواخت بودن آن است و بهترین طریقه‌ی برطرف ساختن آن، رعایت کیفیت استاندارد دوغ و تعیین اسیدیته قابل عیار سنجی یا اندازه‌گیری pH است. اسیدیته دوغ به طور مستقیم و غیرمستقیم با تمام عیوب ممکنه بیشتر از هر عامل دیگری در ارتباط است. اندازه‌گیری اسیدیته و pH بایستی در هر مرحله که فرآورده تهیه می‌شود انجام گرفته و میزان آن ثبت گردد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-7-5- رایحه نامطلوب
این رایحه توسط گروه باکتری‌های اشریشیا و ائروباکتر به‌وجود می‌آید کثرت تولید گاز کربنیک توسط این ریزسازواره‌ها باعث تشکیل حباب یا کیسه‌های هوا در داخل مایع غلیظ یا ژله‌ای می‌شود. کنترل آن‌ها با اجرای کامل بهداشت و پاستوریزه کردن اصولی انجام می‌گیرد.
برای جلوگیری از رایحه نامطلوب و تلخ بایستی کشت مادر ماست را از گردش خارج ساخته، از کشت جدید استفاده کرد. همزمان با این کار بایستی احتیاط بیشتری در سترون کردن وسایل به کار برد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-7-6- کمبود رایحه خوب
معمولا دوغ دارای رایحه بی‌مزه و صاف است. این صافی به علت حضور ریزسازواره‌های مولد رایحه است. دوغ باید علاوه بر ریزسازواره‌های مولد اسید مانند استرپتوکوکوس لاکتیس و یا استرپتوکوکوس کرموریس دارای لوکونستوک سیترووروم، لوکونستوک دکسترانیوم و یا استرپتوکوکوس دی استیل لاکتیس باشد. سه ریزسازواره‌ی آخری بر روی اسید سیتریک تاثیر کرده و ترکیبات رایحه‌ای به اضافه‌ی دی‌استیل به وجود می‌آورند. اضافه کردن خامه، نمک، سیترات سدیم به مواد اولیه، در جاهایی که مجاز است رایحه‌ی دوغ را بهتر می‌کند (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-8- دو فاز شدن یا جدا شدن آب دوغ
دوغ در حدود 94% آب دارد که در فرآورده به صورت آزاد می‌باشد، منتهی پروتئین‌ها آن را مثل اسفنجی که رطوبت را جذب کرده باشد، در خود نگه می‌دارند، مایع آزاد، آب نبوده، بلکه مشابه آب پنیر است که دارای مواد معدنی، لاکتوز، پروتئین و ویتامین‌ها نیز هست.
مهمترین و بیشترین پروتئین موجود در شیر کازئین‌ها هستند که گروه‌های فسفوپروتئینی ناهمگن می‌باشند که در pH 6/4 در دمای 20 درجه سانتی‌گراد در شیر رسوب می‌کنند. کازئین‌ها در pH شیر معمولی (6/6) دارای بار منفی بوده و همین بار منفی با ایجاد دافعه، یکی از عوامل اصلی پایداری می‌باشد. در pH 65/4 که به نقطه‌ی ایزوالکتریک (PI) پروتئین‌ها موسوم است تعداد بارهای منفی و مثبت برابر شده و این امر منجر به تجمع و رسوب می‌شود. در دوغ به دلیل pH پائین، پروتئین‌ها به نقطه ایزوالکتریک خود می‌رسند در نتیجه شروع به تجمع و رسوب می‌نمایند. در این حالت پروتئین‌ها آب را در خود نگه نمی‌دارند که این امر سبب ناپایداری و ایجاد حالت دو فازی و آب اندازی در دوغ می‌گردد (ترامپ و همکاران، 2004). جدا شدن آب دوغ ممکن است یا به دلیل روش تهیه آن باشد که در این صورت آب جداشده در قسمت فوقانی ظرف جمع می‌شود یا مربوط به فعالیت باکتری‌هاست که در این حالت در قسمت تحتانی ظرف جمع می‌شود (کوزیکووسکی، 1374).
سال‌های متمادی این فرضیه مورد قبول بوده که اسیدیته‌ی زیاد باعث جداشدن آب از دوغ می‌شود اما همان طوری که کوزیکورسکی و بروکنز معتقد هستند که ازدیاد اسیدیته با مقدار آب جدا شده نسبت معکوس دارد و جلوگیری از جدا شدن آب از دوغ، در دوغی که اسیدیته‌ زیاد بوده و در درجه حرارت پایین نگهداری می‌شوند بهتر صورت می‌گیرد. در صورتی که اسیدیته دوغ پایین باشد به طور مشخص جدا شدن آب در فرآورده زیاد می‌شود (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-9- گرانروی بالا
بعضی از دوغ‌ها مثل سفیده‌ی تخم‌مرغ غلیظ هستند و تحت این شرایط، خالی کردن ظروف و بسته‌ها خالی از اشکال نیست. کمبود حالت سیالی که برای ماست خیلی جالب، ولی برای دوغ مطلوب نیست کیفیت خنک‌کنندگی آن را کاهش می‌دهد. مهمترین دلیل این مسئله بالا بودن اسیدیته است و به همان نسبتی که اسیدیته بیشتر شود، قوام دوغ نیز افزایش می‌یابد. انبار کردن در درجه‌حرارت پایین باعث ازدیاد گرانروی می‌شود. بعضی از سوش‌های استرپتوکوکوس کرموریس به علت تمایل آن‌ها برای تشکیل زنجیره‌های کوکسی فرآورده‌ای چسبنده و غلیظ به وجود می‌آورند. وجود بعضی از سوش‌های استرپتوکوکوس لاکتیس از شرایط چسبنده و غلیظ بودن جلوگیری می‌کنند. هر گونه ازدیاد ماده‌ی خشک کل دوغ باعث ازدیاد گرانروی می‌گردد. برای جلوگیری از گرانروی زیاد دوغ باید درجه‌ی اسیدیته‌ی قابل عیار سنجی بین 8/0-75/0 و حداکثر 85/0 درصد باشد. علاوه بر آن در صورت بروز گرانروی بالا محیط کشت ماست باید تعویض شود. رعایت کامل جنبه‌های بهداشتی و نظافت در مورد وسایل می‌تواند در بروز معایب موثر باشد (کوزیکووسکی، 1374).
2-1-10- گرانروی پایین
رقیق بودن بیش از حد دوغ هم مثل غلظت زیاد آن می‌تواند مورد اعتراض مصرف کننده واقع شود که این عیب ممکن است به خاطر اسیدیته‌ی پایین، ماده‌ی خشک بدون چربی کم، هم‌زدن زیاد، درجه‌حرارت نگهداری بالا و وجود باکتری‌های تجزیه کننده پروتئین اتفاق بیافتد. در بعضی از موارد می‌توان با اضافه کردن ژلاتین و چربی گرانروی فرآورده را بهبود بخشید (کوزیکووسکی، 1374).
2-2- هیدروکلوئیدها (صمغ‌ها)
برای رفع ناپایداری دوفاز شدن و رسوب پروتئین‌ها در فرآورده‌های تخمیری از هیدروکلوئیدها یا صمغ‌ها استفاده می‌شود. گرانروی مورد نیاز، خواص ژله‌ای، قدرت امولسیون‌کنندگی، سرعت جذب آب، احساس دهانی، شرایط فرآیند مثل درجه حرارت، اندازه‌ی ذرات، در دسترس بودن و هزینه‌ی هیدروکلوئیدها مهمترین عوامل در انتخاب یک هیدروکلوئید می‌باشد.
صمغ‌های جاذب چند قندی‌هایی هستند که در سطح پروتئین‌ها قرار گرفته و ضمن واکنش با ترکیبات سطحی کازئین به صورت فضایی به آن‌ها متصل می‌شوند (مانند کارآگینان و صمغ عربی) ولی صمغ‌های غیرجاذب به چند قندی‌هایی گفته می‌شود که با پروتئین‌ها هیچ واکنشی نداشته (مانند گوار و زانتان) بیشتر از طریق افزایش گرانروی سبب افزایش پایداری می‌شوند (سیرب و همکاران، 1998). تقسیم‌بندی هیدروکلوئیدها براساس منشا در جدول 2-2- آورده شده است.
جدول 2-2- تقسیم‌بندی هیدروکلوئیدها بر اساس منشا (نصیرپور، 1391)CelluloseTreesBotanicalArabic,karaya,ghatti,tragacanthTree gum exudatesStach,pectin,cellulosePlantsGuar,locust been, tara,tamarindSeedsKonjac mannanTubersAgar,carrageenangRed seaweedsAlgalAlginateBrown seaweedsXanthan,curdlan,dextran,gellan,celluloseMicrobialGelatin,caseinate,whey protein,chitosanAnimal
2-2-1- صمغ زانتان
زانتان توسط ميكروارگانيسم Xanthomonas compestris توليد مي‌شود و ساختار خطی دارد (شکل 2-2). زانتان در آب سرد محلول بوده و محلول‌های ايجاد شده به شدت سودوپلاستيك هستند. ويسكوزيته محلول‌ها پايداري مناسبي در مقابل pH و دما داشته و اين پلي‌ساكاريد مقاوم به تجزيه آنزيمي است. زانتان واکنش‌های سينرژيستي با صمغ گوار و 9LBG دارد. ويسكوزيته‌ی صمغ زانتان در حضور صمغ گوار وLBG افزايش مي‌يابد. در غلظت‌هاي بالا ژل‌هاي نرم، الاستيك و برگشت پذير حرارتي در حضور LBG تشكيل می‌دهد. ويژگي‌هاي محلول‌هاي زانتان بستگي به روش صحيح آماد‌ه‌سازي دارد. جهت حصول ويژگي‌های مناسب محلول، محلول زانتان بايستي به خوبي هيدراته شود. هيدراته شدن بستگي به چهار فاكتور پراكنده شدن صمغ، سرعت همزدن محلول، تركيب فاز مايع و اندازه ذرات دارد. جهت هيدارته كردن مناسب بايستي ذرات به طور مناسب در فاز مايع، پراكنده شوند. پراكندگي ضعيف موجب ايجاد كلوخه مي‌شود كه در نتيجه هيدراته شدن كاهش مي‌يابد. روش ایده‌آل ديسپرس كردن زانتان، مخلوط كردن آن با ساير اجزاء فرمول از قبيل شكر، نمك، نشاسته و غيره است. نسبت مناسب صمغ و ساير اجزا به ترتبيب 1 به 10 است. به علاوه می‌توان زانتان را در روغن ديسپرس كرده و سپس به فاز آبي اضافه نمود. هر چه اندازه ذرات صمغ كوچكتر باشد، سريعتر به حداكثر ميزان ويسكوزيته مي‌رسيم. محلول هاي زانتان سودوپلاستيك بوده و با افزايش تنش برشی 10ويسكوزيته كاهش يافته و با حذف تنش برشی ويسكوزيته اوليه دوباره ايجاد می‌شود. در سرعت‌های برشی11 پائين، محلول‌هاي زانتان تقريبا ويسكوزيته‌ای در حدود 15 برابر گوار گام و بيشتر از كربوكسي متيل سلولز يا سديم آلژينات در غلظت‌های مشابه دارند. اثر نمك بر ويسكوزته زانتان بستگي به غلظت صمغ دارد. غلظت‌هاي 25/0 و يا كمتر، نمك‌‌های تك ظرفيتي مثل NaCl موجب كاهش ناچيز ويسكوزيته مي‌شوند. در غلظت‌های بالاتر صمغ، ويسكوزيته با افزودن نمك افزايش می‌یابد. بسياري از نمك‌هاي ديگر از قبيل نمك‌هاي كلسيم و منيزيم اثرات مشابهي دارند. جهت توسعه ويژگي‌هاي رئولوژيكي مناسب در محلول‌هاي زانتان، وجود برخي نمك‌ها ضروري است به طوري‌كه نمك‌هاي موجود در آب شرب كفايت مي‌كنند. در صورتي ‌كه غلظت نمك در حدود 1-2 درصد باشد تا حدي از هيدراته شدن زانتان جلوگيري مي‌نمايد. لذا هيدراته كردن بهتر است در آب با نمك كم انجام شده و مورد استفاده در صنعت غذا قرار گیرد (نصیرپور، 1391).
شکل 2-2- ساختار مولکولی صمغ زانتان
2-2-2- صمغ عربی
صمغ عربی ماده‌ی تراوش شده از درخت آکاسیا می‌باشد. به دو گروه آکاسیا سیال و آکاسیا سنگال تقسیم می‌شود. صمغ عربی از -L آرابینوز، L- رامنوز، D-گالاکتوز و D- اسیدگالاکتورونیک تشکیل شده است. زنجیره‌ی اصلی گالاکتوپیرانوز با اتصالات 1 به 3 می‌باشد و ساختار منشعب دارد (شکل 2-3). جزو هیدروکلوئیدهای آنیونی است و به غلظت‌های بالا برای تشکیل ژل نیاز دارد (نایل و همکاران، 2012).
این صمغ بصورت دستي جدا و براساس رنگ سورت مي‌شود. كشور سودان اصلي‌ترین منبع توليد كننده صمغ عربي از دهه 1960 بوده است. ميزان توليد اين صمغ در سودان در حدود60 هزار تن در سال است. در حال حاضر كل توليد سالانه اين صمغ در حدود40 الي50 هزار تن می‌باشد. صمغ عربی در اندازه‌های مشخص خرد شده و در آب گرم همراه همزدن حل می‌گردد. درجه



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید