دانشگاه آزاد اسلامی
واحد شهریار – شهر قدس
عنوان پروژه :
تکنولوژی تولید ماست کم چرب
کارشناسی علوم و صنایع غذایی
استاد راهنما :
سرکار خانم دکتر فدائی
نگارش :
لیلا آقا بابایی
تابستان1387
با تشکر و قدردانی فراوان از استاد گرامی سرکار خانم دکتر فدایی
که درجمع آوری این مطالب من را بسیار یاری نمودند .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده 5
مقدمه 7
فصل 1: کلیاتی در رابطه با ماست
1-1 تاریخچه 10
1-2 فرآیند تولید ماست 11
1-3 اهمیت مصرف ماست در رژیم غذایی 12
فصل 2:ماست کم چرب و ویژگی های آن
2-1 مقدمه 17
2-2 ویژگی های رئولوژیک ماست کم چرب 19
2-3 اثرات سلامت بخش ماست کم چرب 20
فصل 3: تکنولوژی تولید ماست کم چرب
معرفی انواع روش ها در تولید ماست کم چرب 23
3-1 استفاده از جایگزین های چربی 23
3-1-1 ترکیبات نشاسته ای ( ذرت ، پیکما و تاپیوکا) 23
3-1-2 ترکیب هیدروکلوئیدی بتاگلوکان 25
3-1-3 فرآورده های حاصل از پروتئین آب پنیر MWP,WPC; 27
3-1-4 پری بیوتیک ها 29
3-2 فرآیند فشار هیدرواستاتیکی بالا (HHP) 31
3-3 کاربردمایه های میکروبی مولدپلی ساکارید خارج سلولی 34
3-4 آنزیم ترانس گلوتامیناز 35
نتیجه گیری 38
پیشنهادات 39
منابع 40
چکیده
در طی سال های اخیر توجه مردم به مصرف فرآورده های رژیمی از جمله فرآورده های لبنی کم چرب از قبیل ماست کم چرب ، پنیر کم چرب ، بستنی رژیمی و کره کم کالری افزایش یافته است .
چراکه اثبات شده مصرف بیش از اندازه ی مواد غذایی پر چرب می تواند باعث ایجاد بیماریهایی از قبیل مشکلات قلبی – عروقی ، دیابت ، چاقی مفرط و حتی سرطان شود.
بنابراین در طی دو دهه ی گذشته مصرف ماست کم چرب به طور چشمگیری افزایش یافته است .
با افزایش مصرف کنندگان ماست کم چرب ، تلاش های زیادی برای بهبود بافت و سایر ویژگی های محصولات رژیمی انجام شده است ، چرا که تغییر میزان چربی در ماست ها ، ویژگی های رئولوژیک آنها را تغییر می دهد .
از جمله روشهای معمول و متعارفی که جهت بهبود بافت ماست کم چرب به کار می رود ، افزودن پایدار کننده ها به عنوان مثال صمغ ها می باشد . اماعلاوه بر اینکه استفاده از این ترکیبات سبب ایجاد بافت دانه دانه و نامطلوب و طعم پودری در فرآورده می شود ، در برخی از کشورها نیز غیر مجاز می باشند .
بنابراین محققان روشهای دیگری جهت تولید فرآورده های کم چرب با دارا بودن خصوصیات عملکردی ، بافتی و طعم مشابه فرآورده های پرچرب را بررسی کرده اند. این روشها عبارتند از :
استفاده از جایگزین های چربی از قبیل ترکیبات هیدروکلوئیدی ، نشاسته ای و پروتئین های آب پنیر ، استفاده از فرآیند فشار هیدرواستاتیکی بالا (HHP) ، کاربرد مایه های میکروبی مولد پلی ساکارید خارج سلولی و استفاده از آنزیم ترانس گلوتامیناز .
به کارگیری هر یک از این روشها می تواند سبب تولید ماست کم چرب با ویژگی های مطلوب از قبیل طعم و بافت مشابه ماست پرچرب شود .
واژه های کلیدی : ماست ، ماست کم چرب ، جایگزین های چربی ، مایه های میکروبی ، ویژگی های بافتی و رئولوژیک .
مقدمه :
از میان فرآورده های بیشماری که از تخمیر شیر در سطوح محلی و منطقه ای نقاط مختلف جهان تولید می شوند، در واقع ماست تنها فرآورده ای است که مصرف آن در سراسر جهان عمومیت یافته است . رواج این محصول ناشی از عوامل متعددی از قبیل داشتن عطر و طعم مطبوع ، قوام زیاد و خامه گونه ی آن ، قابلیت مصرف با سایر مواد غذایی و اشتهار آن به داشتن اثرات درمانی است ]7[.
در خصوص منشاء تولید ماست تا کنون گزارش مستندی به دست نیامده است . ولی اعتقاد به اثرات مفید ماست در سلامتی انسان از زمانهای گذشته در جوامع متمدن وجود داشته است . به احتمال زیاد منشاء تولید ماست خاورمیانه است و تحول در این محصول تخمیری طی قرن ها را می توان مرهون مردم و عشایر ساکن در این نقطه از جهان دانست ]5[.
در طی فرآیند تولید این محصول ابتدا شیر با اعمال فرآیند حرارتی پاستوریزه شده و به درجه حرارت مناسب برای کشت مایه ماست رسانده می شود . سپس با تلقیح مایه ماست و گرمخانه گذاری ، تشکیل لخته صورت می گیرد .
مایه ماست شامل دو نوع باکتری می باشد که عبارتند از :
استرپتوکوکوس ترموفیلوس (Streptococcillus thermophilus)
لاکتوباسیلوس بولگاریکوس (Lactobacillus Bulgaricus)
بدون در نظر گرفتن نوع ماست تولیدی ، تمام واکنش های بیوشیمیایی تشکیل لخته که به وسیله ی این دو نوع باکتری صورت می گیرد ، یکسان هستند . ماحصل فعالیت باکتری های مایه ماست ، محصول ماست را به صورتی در می آورد که آن را برای هر نوع رژیم غذایی مناسب می سازد .]7[
فصل اول
کلیاتی در رابطه با ماست
1-1 – تاریخچه
در گذشته تصور می شد که مردم بلغارستان اولین کسانی بودند که ماست تهیه کردند ، با وجود اینکه شواهدی وجود دارد که نشان می دهد مردم کشورهای دیگر نیز از دو قرن پیش از میلاد مسیح ، ماست و دیگر انواع لبنیات را تهیه می کردند.
اولین ماست ها احتمالاً به طور تصادفی تهیه شدند یعنی زمانی که شیر را برای حمل و نقل داخل کیف هایی که از پوست بز درست شده بود می ریختند ، باکتری موجود در پوست بز شیر را تخمیر نموده و ماست بدست می آمد .
ماست تا دهه ی آغازین قرن بیستم تنها میان مردم اروپای مرکزی و شرقی رایج بود . تا اینکه درآن زمان یک زیست شناس عقیده داشت که دلیل طول عمر مردم بغارستان ، استفاده ی زیاد از ماست می باشد .
از آنجا که این زیست شناس عقیده داشت که لاکتوباسیلوس برای سلامتی مفید است ، او سعی نمود که استفاده از ماست را در سر تا سر اروپا رواج دهد . به دنبال آن در سال 1919 میلادی اولین کارخانه صنعتی تولید ماست در شهر بارسلونای اسپانیا احداث شد و مصرف ماست روز به روز افزایش یافت]5[.
1-2- فرآیند تولید ماست
جهت تولید ماست ابتدا باید شرایط و مقدمات تولید آن را فراهم نمود . به این ترتیب که شیر خام مورد استفاده باید توتال کانت پایینی داشته باشد و عاری از آنتی بیوتیک ها ، مواد شیمیایی ضد عفونی کننده و باکتریوفاژها باشد . همچنین بایستی شیر مورد استفاده از دام مبتلا به ورم پستان به دست نیامده باشد ، زیرا ترکیبات مذکور سبب جلوگیری از فعالیت باکتری های لاکتیکی می شوند .]1[
به منظور اینکه ماست دارای ویسکوزیته و وزن مخصوص لازم باشد و در نتیجه استحکام ژل ماست افزایش یافته و میزان جدا شدن سرم کاهش یابد ، استاندارد کردن ماده ی خشک شیر صورت می گیرد . به طوریکه ماده ی خشک شیر پس چرخ مورد استفاده در تولید ماست به 11 تا 12 درصد و ماده ی خشک شیر کامل به 14 تا 15 درصد برسد . ] 2[
از طرف دیگر با توجه به نوع ماست تولیدی ( کم چرب ، پر چرب ، و معمولی ) باید میزان چربی شیر نیز استاندارد شود . در ادامه پس از انجام عمل هموژنیزاسیون ، تیمار حرارتی بر روی شیر صورت می گیرد . بدین معنی که شیر را در درجه حرارت به مدت 30 دقیقه و یا در دمای به مدت 2 تا 5 دقیقه حرارت می دهند تا یک محیط نسبتاً استریل برای فعالیت استارترها فراهم شود . پس از رساندن دمای شیر به دمای مناسب برای رشد استارترها ، عمل تلقیح صورت می گیرد . معمولاً در تهیه ماست از نسبت 1:1 استرپتوکوکوس قرموفیلوس و لاکتوباسیلوس بولگاریکوس استفاده می شود .]2[
سرانجام عملیات گرمخانه گذاری در درجه حرارت به مدت 2 تا 3 ساعت صورت می گیرد تا اسیدیتیه ماست به 80 تا 100 درجه دورنیک برسد . پس از سپری شدن زمان لازم ، به منظور توقف فعالیت باکتریهای استارتر عمل سرد کردن ماست ها در سردخانه انجام می شود .]2[
1-3- اهمیت مصرف ماست در رژیم غذایی
هر چنددر ضمن فرآیند حرارتی ، پاره ای از ویتامین های موجود در شیر کاهش می یابند ، اما بعضی از این ترکیبات به وسیله ی باکتریهای مایه 1ماست در ضمن فرآیند تولید ، به مقدار قابل توجهی ساخته می شوند.
محققان زیادی ادعا کرده اند که رابطه ی مستقیمی بین مصرف ماست و افزایش طول عمر وجود دارد . از آن جمله طول عمر قبایل ساکن در بلغارستان را به مصرف زیاد ماست مرتبط دانسته اند .] 15[
در زیر به چند نکته ی مهم در خصوص ویژگی های اختصاصی ماست اشاره می شود:
1- هضم ماست آسان تر از شیر است .
2- ماست با تقویت باکتریهای مفید ساکن روده ، باعث افزایش سلامت دستگاه گوارش می شود .
ماست با خنثی سازی برخی ترکیبات مضرصفراوی ، از تحریک جدار روده ها کاسته و احتمال بروز تومور روده را کاهش می دهد .]15[
کلسیم موجود در ماست نیز مانع رشد بی رویه ی سلول های پوششی روده ی بزرگ می شود یک برسی نشان داده است ، افرادی که کلسیم بیشتری مصرف می کنند ، بروز سرطان روده در آنها کمتر است .
مطالعه دیگری نشان داده که متوسط ورودی 1200 میلی گرم کلسیم در روز به بدن ، باعث کاهش چشمگیر شیوع و بروز سرطان روده ی بزرگ2 می شود .
3- ماست با ایجاد شرایط مناسب بیولوژیکی ، باعث جذب برخی مواد مغذی می گردد که از آن جمله می توان به افزایش جذب کلسیم و ویتامین های گروه B اشاره نمود.]15[
4- اسید موجود در ماست به برگشت حالت عادی روده ها پس از عفونت ها کمک می نماید . ماست می تواند در پیش گیری از بروز عفونت ها و بیماری های گوارشی ناشی از ویروس ها و حساسیت های غذایی مفید باشد .]15[
5- بررسی ها نشان داده که ماست در کمک به درمان اسهال کودکان مفید بوده است.
6- متخصصان در هنگام مصرف آنتی بیوتیک ها ، مصرف ماست را توصیه می نمایند ، زیرا اغلب آتنی بیوتیک ها باعث نابودی باکتریهای مفید دستگاه گوارش شده و متعاقباً باعث اختلال در کار دستگاه گوارش می شوند .] 15[
7- ماست منبعی غنی از کلسیم است . 250 میلی لیتر ماست دارای 450 میلی گرم کلسیم می باشد . این مقدار می تواند نیمی از نیاز کودکان و 30 تا 40 درصد نیاز کلسیم بزرگسالان را برطرف کند . باید در نظر داشت که حضور باکتریهای زنده در ماست باعث افزایش جذب کلسیم در بدن می شود .
بررسی ها نشان داده است که مقدار جذب کلسیم از 250 میلی لیتر ماست در مقایسه با همین مقدار شیر بیشتر است .]15[
8- ماست منبع بسیار خوبی برای جذب پروتئین است . در هر 250 میلی لیتر ماست تقریباً 10 تا 14 گرم پروتئین موجود می باشد که تقریباً برابر با 20 درصد نیاز روزانه است . همچنین عملیات تخمیر باکتریهای ماست باعث سهولت و تسهیل جذب پروتئین ها می شود . به این دلیل پروتئین های ماست را پروتئین های پیش هضم شده3 می نامند . ]15[
9- تحقیقات نشان داده است که ماست می تواند باعث کاهش کلسترول خون شود . این ممکن است به علت تاثیر فعالیت باکتریهای زنده و سهولت متابولیسم کلسترول باشد ، زیرا ماست می تواند اتصال هایی را با اسیدهای صفراوی ایجاد کند .( اسیدهای صفراوی پیش ساز کلسترول هستند ) ]15[.
10- ماست در رشد کودکان موثر است . در کودکانی که دچار بیماری سوء جذب هستند ، ماست به جذب در ترکیب مهم غذایی یعنی پروتئین ها و مواد معدنی کمک می کند . اسیدلاکتیک موجود در ماست باعث سهولت جذب و هضم این ترکیبات مغذی می شود .
11- محققان توصیه می کنند که برای کاهش وزن باید مصرف ماست در رژیم غذایی گنجانده شود .]15[
فصل دوم
ماست کم چرب و ویژگی های آن
2-1- مقدمه :
امروزه مصرف کنندگان به سلامت و کیفیت زندگی خود بسیار توجه می کنند ، و تمایل آنها به مصرف فرآورده های رژیمی افزایش یافته است . در این میان ماست کم چرب سهم مهمی را در بازار فرآورده های لبنی کم چرب به خود اختصاص داده است . از آنجا که میزان مواد جامد در تهیه اینگونه ماست ها نسبتاً پایین تر است ، تولید فرآورده های با کیفیت بافتی مطلوب ، چالش بزرگی را برای تولید کنندگان ایجاد کرده است .] 3[
جهت مرتفع نمودن این نقص ، تولید ماست کم کالری کم چرب و بدون چربی با انتخاب و استفاده از روشها و ترکیبات خاصی که کیفیت دلخواه را در فرآورده ایجاد می کنند ، افزایش یافته است .] 3[
افزایش میزان کل مواد جامد بدون چربی شیر و یا افزودن صمغ های طبیعی یا سنتتیک به عنوان پایدار کننده ها به شیر ، روش های معمول و متعارفی هستند که جهت بهبود بافت ماست کم چرب به کارگرفته شده اند . اما از آنجا که افزودن پایدار کننده ها به شیر جهت تهیه ماست تا کنون در بسیاری از کشورها مجاز دانسته نشده است و همچنین مقادیر مورد نیاز از این افزودنی ها برای رسیدن به میزان مواد جامد مشابه با ماست پرچرب می تواند سبب ایجاد طعم پودری ، تولید اسید بیش از حد در نتیجه ی تخمیر لاکتوز، سفتی بیش از حد بافت و دفع بالاتر سرم4و ایجاد بافت دانه دانه در ماست شود ، بنابراین ماست های کم چرب می توانند به وسیله ی جایگزینی بخشی از مقدار چربی شیر با استفاده از ترکیبات کم کالری که به عنوان جایگزین های چربی 5شناخته شده اند ، تولید شوند.]4[
از این روست که بررسی روشهای جایگزین جهت دستیابی به بافت مطلوب در ماست کم چرب درسال های اخیر مورد توجه واقع شده است .
2-2- ویژگی های رئولوژیک ماست کم چرب
تغییر میزان چربی درماست ها ، ویژگی های رئولوژیک آنها را تغییر می دهد . افزایش میزان چربی بین 4-37/0 درصد ، درحالیکه میزان پروتئین ثابت است ، سبب افزایش مدول های نگهداری 6 و ویسکوزیته ظاهری می شود . محققان اعلام کرده اند که با تغییر مقادیر پروتئین ، چربی و ترکیبات هیدروکلوئیدی دامنه ی وسیعی از قوام و شلی بافت در ماست دیده می شود . پروتئین موثرترین جزء در افزایش قوام در ماست می باشد و چربی در جایگاه بعدی قرار دارد . ماست کم چرب سفتی و قوام کمتری را نسبت به ماست پرچرب نشان می دهد ]9[ که این امر می تواند به دلیل کمتر بودن تعداد گلبول های چربی فعال در تشکیل ساختار شبکه ی پروتئینی باشد .
حرارت دهی شیر کم چربی در دمای قبل ازانجام عمل تلقیح به وسیله ی استارترها جهت تشکیل ساختار مناسب ماست ضروری است . در واقع انجام این عمل سبب می شود ماست های سفت تری نسبت به شرایطی که حرارت دهی صورت نمی گیرد ، حاصل شود تیمار حرارتی شیر در دمای بیش از به شدت مدول های نگهداری (G') ژل های اسیدی شیر را در مقایسه با ژل های حاصل از شیرهای حرارت داده نشده ، افزایش می دهد و هیچ تفاوت عمده ای در ریز ساختار ژل هایی که در محدوده ی شکل گرفته اند ، وجود ندارد .
گلبول های چربی هموژنیزه شده مستقیماً در فرآیند کوآگولاسیون اسیدی شرکت می کنند و در نهایت به صورت یک جزء جدایی ناپذیرو بنیادی در ساختار شبکه ای دیده می شوند .] 11و 12و 14[
هنگامی که فرمولاسیون ماست کم چرب تهیه می شود باید به تقویت شبکه ی پروتئینی دقت شود تا منجر به توسعه ساختار در آنها گردد .]13[
با انجام بررسی های رئولوژیک مناسب می توان اثرات ژل مانندی که پروتئین ها و پایدار کننده ها در شیر نشان می دهند را مورد بررسی قرار داد و از این رو به بهبود پایداری و بافت ماست کمک نمود .]9[
اطلاعات رئولوژیکی ماست کم چرب ، تاثیرات مختلف جایگزین های چربی بر بهبود شبکه ی پروتئینی در این نوع ماست ها را نشان می دهد ]9[.
2-3- اثرات سلامت بخش ماست کم چرب
ماست های کم چرب یا بدون چربی با کالری پایین در طی دهه ی گذشته محبوبیت زیادی را در بین مصرف کنندگان پیدا کرده اند . اصولاً انواع ماست ها ( کم چرب ، پرچرب و معمولی ) به جهت دارا بودن اثرات تغذیه ای ، درمانی و پروبیوتیکی از قبیل افزایش هضم غذا ، تقویت سیستم ایمنی بدن ، نقش ضد سرطان زایی و کاهش کلسترول جایگاه ویژه ای در میان فرآورده های لبنی به خود اختصاص داده اند . اما در این میان تقاضا برای ماست کم چرب به دلیل ویژگی های تغذیه ای منحصر به فردی که دارد رو به افزایش می باشد . بیماری هایپرکلسترولمی ( چربی خون بالا ) سبب شده که مصرف کنندگان میزان فرآورده های لبنی پرچرب از قبیل ماست پرچرب را کاهش دهند ، چرا که بالا بودن میزان چربی خون خطر ابتلا به بیماریهای قلبی – عروقی را افزایش خواهد داد .] 7و5[
همانطور که در بخش اهمیت مصرف ماست اشاره شد ، مصرف ماست اثر شگفت انگیزی در لاغر شدن دارد ، به طوری که افرادی که در رژیم غذایی خود ماست کم چرب را می گنجانند ، بیشتر از افرادی که صرفاً دریافت کالری خود را کم می کنند ، کاهش وزن دارند . ماست کم چرب در سوزاندن چربی های اضافی به بدن کمک می کند و حفظ عضلات در وضعیت مناسب را تسهیل می کند .] 15[
فصل سوم
تکنولوژی تولید ماست کم چرب
معرفی انواع روشها در تولید ماست کم چرب
3-1 استفاده از جایگزین های چربی
3-1-1 ترکیبات نشاسته ای ( ذرت ، پیکما 7و تاپیوکا8)
در این روش نشاسته ی ذرت و ریشه پیکما با اسید کلریدریک ( 5/1 ، 3 و 5/4 گرم به ازای هر 100 گرم نشاسته ) در درجه حرارت به مدت 3 تا 6 ساعت دوبار هیدولیز می شود . ماست هم زده تهیه شده با استفاده از نشاسته های هیدرولیز شده از لحاظ میزان سینرزیس 9( آب اندازی ) با توجه به نوع نشاسته و شرایط هیدرولیز ویژگیهای متفاوتی را نشان می دهند . ماست های تهیه شده با نشاسته ی پیکما هیدرولیز شده تفاوت قابل ملاحظه ای را در pH و ویسکوزیته نشان نمی دهند . ارزیابی حسی اینگونه ماست ها نشان می دهد که تولید ماست با ویژگیهای حسی و عملکردی مطلوب در صورت استفاده از نشاسته های هیدرولیز شده ی ذرت و ریشه ی پیکما به عنوان جایگزین چربی امکان پذیر است . در بررسی طعم و کیفیت ماست کم چرب تهیه شده با این نوع جایگزین کننده های چربی ، علی رغم تصور هیچ گونه بافت دانه دانه ای دیده نمی شود . شرایط بافت و ویسکوزیته این نوع ماست ها در مقابل ماست هایی که در تهیه آنها از این موارد استفاده نمی شود ، تغییری را نشان نمی دهد.]3[
نشاسته ی تاپیوکای تغییر یافته ،مولکول های نشاسته ای قابل انحلالی است که با شبکه ی میسلی کازئین ادغام می شوند . ماست تهیه شده با استفاده از این نوع نشاسته ساختار شل تری را نسبت به سایر ماست ها نشان می دهد ، اما بخش های ژلی نشاسته ای نیز در این نوع ماست ها موجود است که ساختارهای مستقلی را شکل می دهند .]7[
ترکیب شیمیایی مالتود کسترین که به وسیله ی تغییرات آنزیمی بر روی نشاسته ی سیب زمینی و ذرت مومی بدست می آید نیز می تواند به عنوان یک جایگزین چربی در تهیه ماست های کم چرب با داشتن بافت نرم و خامه ای و احساس دهانی10 مطلوب استفاده شود .]7[
3-1-2 ترکیب هیدروکلوئیدی بتاگلوکان 11
ترکیب هیدروکلوئیدی بتاگلوکان یک فیبر رژیمی12 است و فواید سلامت بخش و مفیدی دارد .مصرف مواد غذایی حاوی بتاگلوکان در بعضی کشورها از قبیل آمریکا ، سوئد ، فنلاند و انگلستان مجاز است .
مواد غذایی حاوی یولاف و جو منابع طبیعی بتاگلوکان هستند . مقدار بتاگلوکان در یولاف و جو به ترتیب 7-3 درصد و 11-3 درصد می باشد . ساختار بتاگلوکان به صورت (3-1) ( 4-1) D-B گلوکان می باشد ، با بخش هایی شبیه سلولز که از طریق پیوندهای گلیکوزیدی (3-1) به یکدیگر متصل شده اند .
بتاگلوکان یک ترکیب هیدروکلوئیدی قابل حل درآب است که میزان آب در دسترس را به وسیله ی افزایش غلظت و یا تشکیل ژل فراهم می کند . ]5[
بتاگلوکان پلی ساکاریدی غیر نشاسته ای است که به عنوان جایگزین چربی در فرآورده های بدون چربی نظیر ماست کم چرب استفاده می شود . ماست های کم چرب تهیه شده حاوی بتاگلوکان با نمونه های کم چربی که فاقد این ترکیب بوده اند مقایسه شده اند. استفاده از بتاگلوکان در تولید ماست کم چرب تاثیر چشمگیری بر روی pH، اسیدیته ، میزان استالدئید ، میزان اسیدهای چرب فرار و میزان تیروزین در مدت نگهداری نداشت ، اما جدا شدن سرم ( آب ماست ) ، ویسکوزیته و ویژگی های حسی در صورت استفاده از بتاگلوکان تحت تاثیر قرار می گیرند . به این ترتیب که افزودن ترکیب بتاگلوکان وافزایش زمان نگهداری ، سبب کاهش میزان سینرزیس و ویسکوزیته ی ماست می شود .]5[
استفاده از بتاگلوکان در مقادیر کم در تولید ماست کم چرب نتایج حسی رضایت بخشی را نشان می دهد . به عبارت دیگر بهترین نتایج در شرایط افزودن میزان 25/0 یا 5/0 درصد بتاگلوکان به ترکیب ماست کم چرب حاصل می شود . استفاده از ترکیب هیدورکلوئیدی بتاگلوکان در تولید ماست کم چرب به دلیل دارا بودن حالت فیبری و اثرات مفید آن برروی ویژگیهای فیزیکی و حسی این نوع ماست ها توصیه می شود .]5[
3-1-3 فرآورده های حاصل از آب پنیر MWP13,WPC14;
کنسانتره پروتئین آب پنیر ( WPC) و پروتئین های آب پنیر که به صورت ذرات بسیار ریزدرآمده اند (MWP) از جمله فرآورده های حاصل از پروتئین های آب پنیر می باشند که به عنوان جایگزین های چربی در تهیه ماست های کم چرب استفاده شده و مورد بررسی قرار گرفته اند . محققین درسال 1995 دریافتند که گروهی از جایگزین های چربی معروف به سیمپلس ها 15که از جمله ی آنها می توان MWP را نام برد در تهیه ماست های کم چرب جایگاه ویژه ای دارند ]7[.
ریز ساختار و بافت ماست تهیه شده با استفاده از این نوع جایگزین کننده ها مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است . بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که ماتریکس پروتئین 16درماست های کم چرب تهیه شده با استفاده از این جایگزین کننده های چربی نسبت به ماست های عاری از این ترکیبات تفاوت های ساختاری با یکدیگر دارند . به طوریکه ساختار ماست های کم چرب از تراکم کمتری نسبت به ماست های پرچرب برخوردار است . این امر می تواند مربوط به اندازه ی بزرگتر ذرات جایگزین کننده های چربی نسبت به گلبول های چربی شیر باشد . این نکته می تواند منجر به شل شدن بافت و بالاتر بودن میزان جداسازی سرم در ماست های هم نزده 17 شود .در واقع این حالت یکی از ضعف های استفاده از این نوع جایگزین کننده ها می باشد و در برخی اوقات ترکیبات هیدروکلوئیدی جهت از بین بردن عیوب و نقایصی از این قبیل اضافه می شوند . البته ماست تهیه شده با WPC و مخلوط WPC و MWP ماست هایی با ویژگی های بافتی مشابه ماست پرچرب را تولید می کنند ، درحالیکه ماستی که فقط با استفاده از MWP تهیه شده است ، سفتی و قوام کمتری را نشان می دهد ، اما در مقابل از بافت همگن تری برخوردار است ] 7 و 9و 12و 13[
3-1-4 پری بیوتیک ها
پری بیوتیک ها به عنوان منابع غذایی کربوهیدراتی غیر قابل هضم هستند که سبب تحریک رشد پروبیوتیک ها از قبیل بیفید و باکتریوم ها و لاکتوباسیل ها می شوند . پری بیوتیک ها اثرات مفید و سودمندی را در بدن میزبان از طریق بهبود تعادل فلور میکروبی روده ی آنها ایجاد می کنند . اینولین یک ترکیب پلی ساکاریدی است که جزء پری بیوتیک ها می باشد . ]8[
اینولین ترکیبی پلیمری از فروکتوز است که در طبیعت به صورت کربوهیدرات ذخیره ای گیاهی یافت شده است . الیگو فروکتوز زیر گروهی از اینولین می باشد که شامل پلیمرهایی با درجه ی پلیمریزاسیون است . اینولین والیگوفروکتوز هر دو در دستگاه گوارش هضم نمی شوند . همچنین سبب افزایش قند خون نیز نمی گردند. پری بیوتیک های از قبیل الیگوفروکتوز و اینولین دارای فواید زیادی برای سلامتی هستند ، از جمله دسترسی زیستی18 به برخی مواد معدنی ( کلسیم ، منیزیم و آهن ) ، افزایش فعالیت زیستی باکتریهای مفید و بازدارندگی رشد باکتریهای مضر در دستگاه گوارش .] 8[
استفاده از اینولین همراه با فیبرهای رژیمی اثرات سلامت بخش در فرآورده های تولید شده ایجاد می کنند .به این ترتیب که به هضم غذاهای حاوی پروتئین بالا کمک می کنند ، سبب کاهش جذب چربی و دفع سموم از بدن و جلوگیری از یبوست می شوند. از دیگر فواید سلامت بخش اینولین می توان به ایجاد احساس سیری ، کاهش کلسترول خون ، کاهش میزان شیوع سرطان روده ی بزرگ و تقویت سیستم ایمنی بدن اشاره کرد .]8[
تاثیر پری بیوتیک ها بویژه اینولین در تولید فرآورده های لبنی به اثبات رسیده است . از این رو می توانند به عنوان جایگزین چربی در تولید فرآورده های کم چرب مورد استفاده قرار گیرند .
طول زنجیره اینولین برویسکوزیته و ویژگی های ظاهری ماست تهیه شده با استفاده از لاکتوباسیلوس کازئی19 به عنوان استارتر اثری ندارد . ماست تهیه شده با اینولین زنجیره بلند میزان سینرزیس کمتر و بافت و پیکره ی20 مطلوب تری در مقایسه با ماست حاوی اینولین زنجیره کوتاه دارد .]8[
از طرفی دیگر اینولین زنجیره کوتاه ، pH پایین تر و عطر و طعم مطلوبی را در مقایسه با اینولین زنجیره بلند تولید می کند . افزودن اینولین به ماست کم چرب قوام و ویسکوزیته را در این ماست ها افزایش می دهد ، در مقابل میزان آب اندازی ماست رادر طی نگهداری کاهش می دهد .]8[
ماست های کم چرب حاوی اینولین دارای pH و اسیدیته ی ثابتی در تمام طول نگهداری می باشند .
نکته ی حائز اهمیت در انتخاب پری بیوتیک های مختلف جهت تهیه ماست کم چرب ، توجه به ویژگی های مورد انتظار ما از ماست و موارد مصرف آن می باشد .
3-2 – فرآیند فشار هیدرواستاتیکی بالا (HHP)21
استفاده از تکنولوژی فشار بالا در سیستم های غذایی و میکروبی مورد توجه زیادی قرار گرفته است . فرآیند تیمار فشار بالا بر روی شیر جهت تهیه ماست کم چرب هم نزده ( 12 درصد ماده ی خشک ) با داشتن بافت نرم و قوام خامه ای مطلوب بدون نیاز به افزودن پلی ساکاریدها با موفقیت انجام شده است . مطالعات صورت گرفته در این زمینه اثرات گوناگون استفاده از فشار بالا بر روی اجزاء شیر را نشان می دهد.
به این ترتیب که ساختمان اول پروتئین ها در طی فرآیند فشار بالا به صورت سالم و دست نخورده باقی می ماند . پیوندهای هیدروژنی می توانند گسسته شوند و سبب دناتوراسیون و تغییرات غیر قابل برگشت بر روی ساختمان سوم پروتئین ها شوند همچنین اثرات استفاده ی توام از تیمار حرارتی و فرآیند HHP نیز بررسی شده است . برای مثال در شیر کم چرب غنی شده ، مدول های الاستیک ، تنش حد بهبود یافته و کاهش پدیده ی سینرزیس در ماست مشاهده شده است .]6[
فرآیند HHP انعقاد اسیدی شیر را بدون داشتن اثرات مضر بر روی ویژگی های کیفی مهم آن از قبیل عطر و طعم ، ویتامین ها و مواد مغذی بهبود می بخشد . ماست تهیه شده از شیری که تحت فرآیند HHP ( Mpa 500-400(و فرایند تیمار حرارتی ( به مدت 30 دقیقه ) قرار گرفته است ، در مقایسه با ماست های تهیه شده از شیر خام و شیری که به روش حرارتی تیمار شده ، افزایش تنش حد ، مقاومت به نفوذ معمولی و مدول های قابل ارتجاع را نشان داده ، در حالیکه سینرزیس را کاهش می دهد . استفاده از فرایند HHP، روشی است درجهت بهبود کیفیت میکروبی فرآورده و هم چنین عدم نیاز به مواد افزودنی در تولید ماست کم چرب در اثر کاهش آب اندازی ماست ، بالا بردن کیفیت حسی و تغذیه ای ،ایجاد بافت مناسب و افزایش عمر ماندگاری آن ]6[
استفاده از فرآیند HHP برای تیمار شیر قبل از عمل تخمیر ، ریز ساختار ماست را تحت تاثیر قرار می دهد .
ریز ساختار شیری که تحت تیمار حرارتی قرارگرفته ، زنجیره های داخلی کمتری از میسل های کازئین به طور نامنظم تشکیل داده است که تشکیل شبکه ای می دهند و فضاهای خالی رااحاطه می کنند .
در حالیکه ریز ساختار ماستی که به روش HHP فرآیند شده است ، توده های بهم پیوسته تر و تجمع متراکم پروتئینی با اندازه های کوچکتر ذرات ، ظاهری کروی شکل تر ، سطوح منظم تر و نرم تر با پراکندگی یکنواخت از لحاظ اندازه را نشان می دهد ] 6[
ترکیب استفاده از فرآیند HHP و تیمار حرارتی شیر موجب می شود ساختار ژلی ماست متراکم شده ، توده های بزرگتری از میسل های کازئینی همراه با فضاهای خالی تشکیل گردند .
دراین شرایط میزان بالاتری از پیوندهای عرضی22 مشاهده شده است . میسل های کروی شکل تمایل به برقراری پیوند با توده هایی از مواد بی شکل متراکم و تشکیل توده های کوچک نامنظم را دارند که موجب ایجاد بافت ژلی و غلظت اصلاح شده در ماست می گردند .
بنابراین ترکیب فرآیند HHP و تیمار حرارتی قبل از تخمیر ، موجب تولید ماستی با بافت یکنواخت و مشکلات فیزیکی کمتر در آن می شود ]6[
3-3 – کاربرد مایه های میکروبی مولد پلی ساکارید خارج سلولی
عامل دیگری که کیفیت ماست را تحت تاثیر قرار می دهد ، انتخاب مایه میکروبی است . بعضی از مایه های میکروبی مثل استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس بولگاریکوس ترکیبات اگزوپلی ساکاریدی چسبناک تولید می کنند . این ترکیبات موکوئیدی سبب افزایش غلظت ماست کم چرب و کاهش جدا شدن سرم 23 می شوند ]14[.
تولید پلی ساکاریدها توسط مایه های میکروبی تحت تاثیر دمای گرمخانه گذاری می باشد . استفاده از دماهای پایین گرمخانه گذاری ، تولید پلی ساکاریدهای چسبناک را افزایش می دهد . پلی ساکاریدهای تولید شده توسط باکتریهای لاکتیکی24 عمدتاً از گلوکز ، لاکتوز و رامنوز تشکیل شده اند .
استفاده از مایه های میکروبی متفاوت ودماهای مختلف گرمخانه گذاری باعث تغییر بافت و طعم ماست می شود . عمدتاً هنگامی که ماست در دمای پایین ( ) گرمخانه گذاری شود ، استارترها توانایی تولید اگزوپلی ساکاریدها را خواهند داشت و سبب بهبود بافت و پیکره ی ماست کم چرب می شوند .]14[
استفاده از مایه های میکروبی تولید کننده ی اگزوپلی ساکارید به جای استفاده از افزودنی هایی از قبیل جایگزین های چربی ، بافت بهتر و مطلوب تری به ماست های کم چرب می بخشد . ]14[
3-4- آنزیم ترانس گلوتامیناز ( TGase)25
تحریک آنزیمی فعل وانفعالات پروتئین ه ا در شیربه عنوان یک روش کاربردی برای رسیدن به یک بهبود رضایت بخش در ویژگی های بافتی ماست پیشنهاد شده است . برای این هدف اثرات آنزیم ترانس گلوتامیناز (TGase) در طی سال های اخیر مطالعه و بررسی شده است . ترانس گلوتامیناز آنزیمی است که به طور طبیعی در اغلب نسوج حیوانی و مایعات بدن آنها یافت می شود ]4[.
ترانس گلوتامیناز میکروبی به وسیله ی باکتری به نام "Streptoverticillum mobaraense" تولید می شود . آنزیم ترانس گلوتامیناز واکنش انتقال آسیل بین گروه های گاما – کربوکسی آمید از پیوندهای پپتیدی باقیمانده های گلوتامین ( آسیل دهنده ) و گروه های اصلی آمینو گلوتامین و باقیمانده لیزین را کاتالیز می کند . در نهایت این عمل به تشکیل پیوندهای عرضی جدید درون مولکولی و بین مولکولی منتهی خواهد شد . چنین پیوندهایی می توانند ساختار و عملکرد پروتئین ها را تغییر دهند ]4[
کازئین ها به دلیل ساختار بازی که دارند بهترین سوبسترا26 برای ترانس گلوتامیناز هستند در حالیکه گویچه های پروتین های سرمی به جزء آنهایی که دناتوره شده اند ، سوبستراهای ضعیفی هستند .
پلیمریزاسیون پروتئینها که توسط TGase صورت می گیرد با افزایش دناتوراسیون حرارتی پروتئین های سرمی افزایش می یابد ]4[.
استفاده از MTGase در ساخت ماست ، از پیشرفته ترین فرآیندهای مورد استفاده در تولید لبنیات است . طی تحقیقات انجام گرفته ، اثبات شده است که اتصالات برگشت ناپذیر میان کازئین ها که در مرحله ی گرمخانه گذاری شیر بی چربی حاوی MTCase صورت می گیرد ، موجب کاهش نفوذ پذیری ژلی 27می شود که همین امر سبب افزایش استحکام لخته ی ماست می گردد . در مقایسه با سایر ماست ها تهیه ماست با استفاده از شیر حاوی MTGase ، تولید اسید در طی دوران نگهداری را کاهش می دهد ، میزان سینرزیس را پایین می آورد ، طعم ملایم تری در ماست ایجاد می کند و سبب افزایش نرمی دربافت ماست می شود .]4[
غلظت های متفاوت آنزیم سبب ایجاد ویژگی های بافتی ، بیوشیمیایی و حسی درماست های کم چرب تهیه شده با استفاده از MTGase می شود . افزایش غلظت MTGase ، میزان آب اندازی را در ماست کاهش و ویسکوزیته را افزایش می دهد ، اما در مقابل بر رشد باکتریهای مایه ماست اثر عکس داشته و سبب کند شدن تولید اسید و استالدئید در طی تخمیر و پس از آن می شود .برای دستیابی به کیفیت حسی و فیزیکی مطلوب ماست ، غلظت MTGase اضافه شده به شیر باید به دقت انتخاب شود و باکتریهای استارتر مورد استفاده باید دارای قابلیت تولید آرومای بالایی باشند .] 4[
جهت بهبود ویژگی های حسی ، شیمیایی و فیزیکی در ماست کم چرب بهم نزده ، میزان 0/3 gr/lit ، MTGase میزان مطلوب و مناسبی می باشد . ]4[
نتیجه گیری
با توجه به توضیحاتی که در رابطه با تکنولوژی ماست کم چرب مطرح گردید ، مشخص می شود که هدف از تولید ماست کم چرب دست یابی به ویژگی های بافتی و عملکردی مشابه ماست پر چرب می باشد ، چرا که در تولید فرآورده های رژیمی معمولاً بزرگترین مشکل تولید کنندگان ، تولید فرآورده ای کم کالری با داشتن ویژگیهای مطلوب انواع پرچرب آن می باشد . از این رو تمام تلاش محققان بر این بوده است که به روشی دست یابند که علاوه بر ایجاد و حفظ خاصیت سلامت بخش ماست کم چرب به ویژگی های مطلوب و مورد پسند مصرف کنندگان دست یابند .
بنابراین روشهای به اثبات رسیده و مطرح شده در این پروژه از قبیل استفاده از ترکیبات جایگزین چربی مانند ترکیبات نشاسته ای ، هیدروکلوئیدی ، پروتئین های آب پنیر ، استفاده از آنزیم و مایه های میکروبی و همچنین استفاده از فرآیند HHP همگی تولید فرآورده های کم چرب با ویژگی های مطلوب را نتیجه داد ه اند ، که می توانند به تنهایی و در برخی موارد همراه با سایر روشها در تولید ماست کم چرب به کار روند.
پیشنهادات :
با توجه به اینکه صنعت غذا بویژه صنایع لبنی در کشور ما رو به رشد و تعالی است اما هنوز برای تولید ماست کم چرب از شیر چربی گرفته شده استفاده می شود که جهت بهبود بافت این فرآورده از لحاظ مشتری پسندی معمولاً از ترکیبات نشاسته ای و یا پودر شیر خشک استفاده می گردد ، بنابراین بایستی تلاش نمود تا در جهت تولید این فرآورده ی رژیمی که همه روزه بر تعداد مصرف کنندگان آن در کشور افزوده می شود ، از روشهای نوین و تکنولوژی های روز دنیا استفاده کرد .
البته لازم به ذکر است که اخیراً پژوهشگران جوان کشورمان در پژوهشکده ی علوم و فناوری مواد غذایی جهاد دانشگاهی مشهد ، موفق به تولید آزمایشگاهی ماست منجمد کم چرب شده اند که می تواند جایگزین بستنی شود .
بنابراین امید است که با تلاش روز افزون همه ی دست اندرکاران در این صنعت ، بتوانیم شاهد تولید فرآورده های لبنی رژیمی باکیفیت مطلوب در آینده ای نزدیک باشیم .
منابع :
]1[ حبیبی نجفی ،م.ب و همکاران ، دانش و تکنولوژی تولید ماست ، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد ، ص 21-30 .
]2[ فدایی ، و ، صنایع شیر و فرآورده های آن ، جزوه ی درسی ، ص 57- 63.
[3] Amaya -Llano, S.L & et al ,2007.Acid thinned jicama and mize starches as fat substitute in stirred yogurt . Food Science and Technology .
[4] Ozer , B.et al , 2006 . Incorporation of microbial transglutaminase in to non – fat yogurt production . International Dairy Journal 17, 199- 207 .
[5] sahan,N.et al , 2007. physical , chemical and flavour quality of non – fat yogurt as affected by a B-glucan hydrocolloidal composite during storage . Food Hydrocolloids.
[6]Penna, A.L.B., et al , 2007. High hydrostatic Pressure processing on microstructure of probiotic low – fat yogurt . Food Research International, 40:510-519.
[7] Sandoval- castilla ,O.& et al , 2003. Microstructure and texture of yogurt as influenced by fat replacers . International Dairy Journal 14:151-159.
[8]Aryana , kayanush J.,& Mc Grew , paula , 2007 . Quality attributes of yogurt with Lactobacillus casei and various prebiotics .LWT, 40: 1808-1814.
[9] Labato – calleros ,C., et al, 2004. flow and creep compliance properties of reduced -fat yogurts containing protein – based fat replacers . International Dairy Journal, 14:777-782.
[10] Dello staffolo,M.& et al , 2003 . Influence of dietary fibre addition on sensory and rheological properties of yogurt . International Dairy Journal ,14:263-268.
[11] Lucey ,J.A.& et al , 2000. Effects of heat treatment and whey protein addition on the rheological properties and structure of acid skim milk gels .International Dairy Journal, 9:275-279.
[12] Graveland – Bikker , Johanna F., & Anema , skelte G.2002. Effect of individual whey proteins on the rheological properties of acid gels prepared from heated skim milk. International Dairy Journal, 13:401- 408 .
[13] Remeuf ,F.& et al , 2003. preliminary observations on the effects of milk fortification and heating on microstructure and physical properties of Stirred yogurt . International Dairy Journal, 13:773-782.
[14] Guzel – seydim , zeynep B.& et al , 2004. Influences of exopolysaccharide producing cultures on the quality of plain set type yogurt . Food Control, 16:205-209.
[15] Lourens – Hatting , Analie & Viljoen Bennie, C.2001.
Yogurt as probiotic carrier food . International Dairy Journal ,11:1-17.
Abstract
Over the last years , consumers pay more attention to eat healthy products , and as a concequense , the consumption of low – fat dairy products such as low – fat yogurt , cheese , ice cream , and low calorie butter has increased , because it has been shown that over consumption of foods with high amounts of fat can result in some diseases including heart and blood vessels problems , diabet , obesity , and even cancer .
As a concequence , the consumption of low -fat yogurt has increased in the last two decades.
In the line with the increase of the number of the low – fat yogurt consumers , many attempts have been made to improve the texture and other characteristics of healthy foods , because changing the fat content of yogurts leads to a change in rheological properties of them.
Addition of stabilizers such as gum is a common method of improving the texture of low fat yogurt .
But the use of such ingredients produces a grainy texture and powdery taste . More over , in some countries the usage of these materials are forbiden , there fore , researchers have studied alternative methods to produce low fat products with functional and textural properties and a flavour similar to those of full fat yogurt .
These methods include the usage of :
– fat replacers such as hydrocolloidal composite , whey proteins
– High hydrostatic pressure processing
– Transglutaminase
– Exopolysaccharid producing cultures
By means of any of these methods , it is possible to produce low fat yogurt with desired properties such as flavour and texture similar to those of full fat yogurt .
Key words : yogurt , low fat yogurt , fat replacers , starter culture , rheological and textural properties .
1 .Starter Culture
2 .Colon
3 .Predigested
4 .whey
5 .Fat replacers
6 .storage modulus
7 .jicama: (پیکما) ، گیاهی نشاسته ای که در مکزیک ارزش خوراکی دارد
8 .modfied tapioca starch
9. Synersis
10 .Mouth feeling
11 .B-glucan hydrocolloidal composite
12 .dietary fibre
13 .Microparticulated whey protein
14 .Whey protein concentrate
15 .Simpless 100=پودر کنسانتره پروتئینی آب پنیر
16 .protein matrix
17 .set yogurt
18 . bioavailability
19 .Lactobacillus casei
20 .body
21 .High hydrostatic pressure
22 .Cross-linking
23 .whey separation
24 Lactic acid bacteria
25 .transglutaminase
26. Substrate
27 . gel pereability
—————
————————————————————
—————
————————————————————
4