اثر ميزان ماده جامد بر ويژگي هاي نوشيدني اسيدي تهيه شده از مخلوط شير گاو و شيرسويا
مقدمه
دردهه هاي اخيرنوشيدني هاي لبني اسيدي، محبوبيت زيادي پيدا كرده اند.اين نوشيدني ها به دوصورت تخميـري ويـا شـيميايي توسط آب ميوه ها و يا اسيدهاي خوراكي تهيه مي شوند.
افزايش تقاضاي مصرف كنندگان در مورد محصولات غني شده با پروتئين باعث افزايش توليد محصولاتي جديد حاوي سـويا گرديـده است. نوشيدني هايي حاوي پروتئين هـاي سـويا و شـير ارزش هـاي تغذيه اي بالايي دارند. به طور كلي توليد محصولاتي شامل پـروتئين هاي شير و سويا، امكان بهـره منـد شـدن از خصوصـيات عملكـردي متفــاوت دو پــروتئين و همچنــين طراحــي محصــولاتي بــا بافــت، خصوصيات ريز ساختاري و خصوصيات تغذيـه اي منحصـر بـه فـرد را فراهم مي سازد، البته چـالش هـاي بسـياري در مسـير توسـعه توليـد محصولاتي با پايه شير/شير سويا به دليل عدم وجود اطلاعـات كـافي در مورد رفتار پروتئين هاي سويا در طي فـرآوري در حضـور پـروتئين هاي شيروجود دارد.
تغييرات بوجود آمده در طي پروسه اسيدي كـردن در سيستم هـاي مخلـوط پـروتئين شـير/ شـير سـويا مـي توانـد بـا جايگزيني قسمتي از شير با پروتئين سويا تغيير كند. حضـور پـروتئين سويا، به دليل ناپايداري پروتئين سويا در pH بالاتر، سـبب ايجـاد ژل در pH بالاتري مي گردد بنابراين با جـايگزيني درصـدي از پـروتئين شير با پروتئين سـويا،امكان طراحـي رنـج گسـترده اي از ژل هـا بـا خصوصيات ريزساختاري و رئولوژيكي متفاوت فراهم مي شود.
ويژگي هاي مهم نوشيدني هاي اسـيدي
از ويژگي هاي مهم نوشيدني هاي لبنـي اسـيدي pH پـايين و ويسكوزيته كم آنها مي باشد كه باعث تجمع پروتئين هاي شير و در نتيجه ايجاد ناپايداري محصول مي شود . pH اين محصـولات در محدوده ي ۳/۴ تا ۴/۶ مي باشد و به دليل عـدم پايـداري كـازئين در اين محدوده، استفاده از يك پايدار كننـده بـراي جلـوگيري از متـراكم شدن پروتئين ها و همچنين دست يابي به احسـاس دهـاني مطلـوب ضروري مي باشد. قوام مناسب و بافت هموژن جهت ايجـاد احسـاس دهاني مطلوب و عدم جداشدن سرم (دوفاز شدن) از جمله خصوصيات مطلوب در نوشيدني هاي اسيدي شير مي باشد.
پكتين
پكتين با درجه متوكسيل بالا، بطور گسترده اي در نوشيدني هاي اسيدي شير مورد استفاده قرار مي گيرد و علاوه بر جلوگيري از رسوب كازئين، ديگر ويژگي هاي مطلوب محصول را نيز افزايش مي دهد. در سيستم هاي اسيدي رقيـق شـده شـير، پكتـين در نتيجه واكنش هاي الكترواستاتيك به صورت سـطحي جـذب ميسـل هاي كازئين مي شود.
پژوهش هاي گذشته استفاده از ۰/۳ درصد پكتين براي جلوگيري از دو فاز شدن را در نمونه هاي تخميـري شـير مـوثر دانسته بودند. غلظت بهينه پكتـين را در نمونه هاي حاوي در صدهاي جـايگزيني شـير سـويا ۰/۲۵ درصـد دانستند، البته شـرايط مناسـب جهـت واكـنش ميـان پكتـين و ذرات پروتئيني در ميزان پايداري موثراست. بـرا ي مثـال تركيـب و قـدرت يوني، شرايط فرآوري پروتئين هاي شير از جمله تيمار حرارتي در ايـن واكنش موثر مي باشند. هموژنيزاسيون نيز براي بهبـود پايـداري سيستم هاي اسيدي شير بوسيله پكتين ضروري مـي باشـد. ايـن پايداري ظاهرا به اندازه ذرات در اين محصولات بسـتگي دارد. توزيـع اندازه ذرات پروتئيني شير تحت تاثير هموژنيزاسيون قرار مي گيرد.
خصوصيات رئولوژيكي و پايداري اين نوشيدني ها بـه ميـزان آب (ماده جامد كل) نيز وابسته است. كوكسوي و كيليك (۲۰۰۲) دريافتند كه در نمونه هاي آيران با افـزايش ميـزان آب (كـاهش مـاده جامـد) ويسكوزيته و قوام و همچنين ميزان پايداري كاهش مي يابد.
در اين پژوهش نيز نوشيدني هاي اسيدي لبني حاوي درصد هاي جايگزيني شير سويا در دو سطح ماده جامـد كـل از لحـاظ پايـداري، ويسكوزيته، ميزان پروتئين و همچنـين خصوصـيات حسـي محصـول مورد بررسي قرار گرفت.
مواد و روش ها
مواد
شير پاستوريزه با ۲/۵درصد چربي و ماده جامد كل (۱۰/۸±۰/۲) از كارخانه ي بشير خراسـان، آرد كامـل سـويا (هـر ۱۰۰گـرم حـاوي ۳۵درصد پروتئين، ۲۲درصد چربي و ۳۳درصد كربوهيدرات) از كارخانه توس سويا، پكتين با كد تجاري p9135بـا درجـه متوكسـيل بـيش از ۷۴درصد از كمپاني مرك، آغازگر مورد استفاده با كد تجـاري ( DVS ( Lac 13 شامل استرپتوكوكوس دلبروكي زير گونه ي بولگاريكوس و استرپتوكوكوس ترموفيلوس از شركت آزمالبن شرق و نمك و اسـانس كاكوتي از فروشگاه هاي معتبر خريداري شدند.
تهيه شير سويا
براي تهيه شير سويا با ماده جامـد كـل (۱۰/۸±۰/۲) (مشـابه شير مورد استفاده در فرمولاسيون)، آرد سويا را به نسـبت ۱بـه ۷بـه آب در دماي ۸۰-۷۵درجه سانتيگراد اضافه كرده و در دمـاي مـذكور هم زدن را به مدت ۱۵دقيقه ادامه داده، سپس شـير سـوياي بدسـت آمده را سريعا تا دماي حدود ۵۵-۵۰ درجه سانتيگراد سـرد كـرده و در اين دما عمليات صاف كردن را با پارچه صافي هايي با مش بسـيار ريـز دو بار انجام داده و سپس شير سوياي صاف شده در حمام آب سرد تـا دماي كمتر از ۲۰ درجه سانتيگراد سرد شد.
تهيه محلول پكتين (۲درصد) ۲گرم پكتين در ۱۰۰ گرم آب مقطر حل گرديد، اين محلـول در حمام آب گرم ۷۵ درجه سانتيگراد به مدت ۲۰ دقيقه حرارت داده شـد و سپس به مدت ۱شب در دماي ۴ درجه سانتيگراد نگهداري گرديـد.
تخمير
شير پاستوريزه با ماده جامد كل (۱۰/۸±۰/۲) و شير سوياي آماده شده با ماده جامد مشابه در نسـبت هـاي وزنـي ۱۰۰درصـد، ۳۰ -۷۰ درصد و ۵۰-۵۰ درصد مخلوط شده و در فشار ۷۰بـار در هموژنـايزر مدل آرمفيلد ft9 ساخت كشور آلمان هموژن گرديد و سـپس مخلـوط هموژن شده بـه مـدت ۵دقيقـه در دمـاي ۸۵-۹۰درجـه سـانتيگراد حرارت داده شد.
بـه منظـور آمـاده سـازي اسـتارتر بـراي اسـتفاده در مقياس كوچك طبق دسـتورالعمل شـركت سـازنده مقـدار مـورد نيـاز استارتر( ۴درصد)، به ۵-۱۰ميلي ليتر مخلوط مورد نظردر دماي -۴۵ ۴۲درجه سانتيگراد اضافه گرديد و به مـدت ۱۵دقيقـه در اينكوبـاتور ۴۲ درجه سانتيگراد قرار گرفت. پس از طي اين زمان محلول اسـتارتر به مخلوط اصلي افزوده شد و عمليات گرمخانه گـذاري تـا رسـيدن pH محصول به ۴-۴/۵ ادامه پيدا كرد. و به محض رسيدن pH نمونه ها به ميزان مورد نظر، نمونـه هـا از اينكوبـاتور خـارج گرديدنـد و تـا دماي ۴ درجه سانتيگراد سرد شدند.
فرمولاسيون
در اين مرحله به مخلوط هاي تخمير شده شير/ شير سويا، آب تا ماده جامد كل در دو سطح ( ۶/۵درصد و ۴/۵درصد) اضـافه گرديـد، ميزان نمك (۱درصد) و اسانس كاكوتي(۰/۰۰۱درصد) و پكتين (۰/۲۵ درصد)، در همه نمونه ها ثابت در نظر گرفته شد.
pH نهايي نمونه ها، بوسيله محلول اسيد سيتريك ۵۰ درصد در 4pH ثابت شد و مرحله دوم همژنيزاسيون تحت فشار ۷۰بـار انجـام گرفت. در نهايت نمونه ها در حمام آب گرم در (دماي ۷۲ ºcبه مدت ۱۵ثانيه) پاستوريزه شدند، براي جلوگيري از انجام تبخير روي ظـروف با فويل پوشانده شد. سپس نمونه ها در حمام آب سرد تا دماي كمتـر از ۱۰º cسرد شدند و در ظـروف مـورد نظـر جهـت انجـام آناليزهـا و آزمايشات مورد نظر بسته بندي شده ودر دماي ۴ º cنگهداري شـدند.
آزمون ها نوشيدني اسيدي
۱- ميزان رسوب
مقدار ۴۰گرم نمونه در ظروف پلاستيكي مدرج اسـتريل تـوزين شد، درب ظروف بسته شدو نمونـه هـا در دمـاي ۴درجـه سـانتيگراد نگهداري شدند، ۱۴روز پس از نگهداري در دماي ۴درجه سانتيگراد،لايه شفاف سرم جداشده (وزن)، در صورت وجود داشتن بوسيله پيپـت پاستور جدا و توزين شد و درصد جداشدن سرم محاسـبه گرديـد.
۲- ويسكوزيته ظاهري
۶۰۰ ميلي ليتر از مخلوط را در يك بشر ريخته و دماي آن را بـا استفاده از آب و يخ در طي آزمـايش در ۱۰±۰/۵ درجـه ي سـانتيگراد ثابت نگه داشته شد. ويسكوزيته ي مخلوط توسط ويسكومتر بروكفيلد مدل ، DV-ΙΙ pro توسـط اسـپندل شـماره ي ۲در ۱۸۰ rpmانـدازه گيري شد.
۳- درصد پروتئين
درصــد پــروتئين نمونــه هــا بوســيله روش كجلــدال (دســتگاه مدل (Analyzer 1030اندازه گيري شد.
۴- ارزيابي حسي
ارزيابي حسي نمونه ها توسط ۶نفر داور (مرد وزن) انجام گرفت. از داوران خواسته شد تا نمونه هاي توليدي را از نظر طعم، رنـگ، بـو، بافت و قوام ارزيابي كنند. ارزيابي ويژگي هاي حسي براساس مقياس پنج نقطه اي هدونيك انجام پذيرفت.
طرح آماري
آناليز آمـاري نمونـه هـا برپايـه طـرح آزمـايش كـاملا تصـادفي فاكتوريل در سه تكرار و مقايسه ميانگين ها با استفاده از آزمون دانكن در سطح اطمينان ۹۵ درصد با استفاده از نـرم افـزار MstatC انجـام شد. رسم منحني ها بـا اسـتفاده از نـرم افـزار Excelانجـام گرفـت. تيمارهاي مورد استفاده شامل جايگزيني شـير سـويا در ۳سـطح و در صد ماده جامد در ۲سطح بود.
نتايج و بحث
الف) پروتئين
نتايج نشان داد كه ميزان شـير سـويا و مـاده جامد بر درصد پروتئين نمونه ها تاثير معناداري داشت و بـا افزايش ميزان شير سويا و ماده جامد درصد پروتئين محصول افزايش يافت و بالاترين ميزان پـروتئين مربـوط بـه نمونـه هـاي ۵۰ درصـد شير سويا در ماده جامد ۶/۵ بود.كه علت آن را مي توان بيشـتر بـودن ميزان پروتئين شير سويا نسبت به شير و همچنين كمتر بـودن آب در نمونه هاي با ماده جامد بالاتر دانست.
ب) ويسكوزيته
افزايش شير سويا باعث افزايش معناداري در ويسكوزيته شده كه به دليل خاصيت ژل كنندگي پروتئين سويا در شرايط اسيدي و همچنين افزايش ميـزان پـروتئين و ساير تركيبات ازجمله كربوهيدرات ها با توجه به استفاده از آرد كامـل دانه سويا در اين پژوهش است. البته افزايش بيش از ۳۰درصد باعـث تغيير معناداري در ويسكوزيته نشده است. بنابراين در حداقل ۳۰درصد جايگزيني شير سويا به جاي شير در توليد نوشيدني اسيدي مـي تـوان علاوه بر افزايش پروتئين در كمپلكسي از كازئين و پروتئين هاي سويا و پكتين باعث افزايش ويسكوزيته وبهبود احسـاس دهـاني محصـول شد. اثر افزايش درصدماده جامد روي افزايش ويسكوزيته ي نوشيدني نيز نشان مي دهد که ايـن افزايش در سطح p<0.05 معني دار است و بـا افـزايش مـاده جامـد ويسكوزيته نمونه ها افزايش مي يابـد. ايـن نتـايج تاييـدي بـر نتـايج لورنت و بلنگر (۲۰۰۳) و كوكسوي وكيليـك (۲۰۰۳) اسـت كـه نشـان دادند با افزايش ماده جامد در نوشيدني هاي لبني اسيدي، ويسـكوزيته نيز افزايش مي يابد.
ج) ميزان رسوب
جدا شدن سرم در محصولات اسـيدي شـير بـه دليـل تجمـع و كواگولــه شــدن پــروتئين كــازئين اتفــاق مــي افتــد. اســتفاده از پايدار كننده ها براي جلوگيري از جدا شدن سرم ضـروري مـي باشـد.
اثـر درصـد شـير سـويا در ميـزان رسـوب در روز چهاردهم نشان مي دهد كـه ميزان شير سويا تاثير معنا داري بر ميزان رسوب دارد ( p<0.05) و بـا افزايش درصد شير سويا تا سطح ۳۰درصد ميزان دو فاز شدن كـاهش مي يابد ولي با افزايش ميزان شير سويا بـه ميـزان ۵۰ درصـد ميـزان ناپايداري به طور معناداري افزايش مي يابد و بيشترين پايداري مربوط به نمونه هـايي حـاوي ۳۰ درصـد شـير سـويا بـود. كـه علـت آن را مي توان ايجاد رسوب در pHبـالاتر، كـاهش درصـد كـازئين جهـت ايجاد شبكه ژلي و افزايش خلل و فـرج در مخلـوط هـايي بـا درصـد بالاي شير سويا (بيش از ۳۰درصد) دانست .
اثر درصد ماده جامـد كـل در ميـزان رسـوب در روز چهاردهم نشان مي دهد كـه ميزان ماده جامد تاثير معنا داري بر ميزان رسوب دارد (p<0.05) و با افزايش ميزان ماده جامد كل، ميزان رسوب به طور معنا داري كـاهش مي يابد كه دليل آن را مي توان كاهش قدرت يوني و افزايش ميزان آب آزاد همزمان با كاهش ماده جامد و در نتيجه نياز به مقادير بالاتري پكتين جهـت ايجـاد پايـداري دانسـت. كوكسـو ي و كيليـك (۲۰۰۳) نيز درنمونه هاي آيران با افزايش ميزان آب در فرمولاسيون (كاهش ماده جامد كـل) افـزايش دوفـاز شـدن را در دوره نگهـداري گزارش كردند. به طور كلي درصد بهينه شـير سـويا را بـا توجـه بـه بيشترين ميزان پايداري در طول دوره نگهداري مي تـوان ۳۰درصـد در نمونه هايي با ماده جامد ۶/۵ دانست.
د) ارزيابي حسي
ميانگين پذيرش طعم و بوي نمونه ها در درصـد هـاي مختلف شير سويا نشان مي دهد كـه همزمان با افزايش ميزان شير سويا در فرمولاسيون نمونـه هـا ميـزان پذيرش (مطلوبيت ) طعم و بوي نمونه ها كاهش مي يابـد. كـه علـت آن را مي توان افزايش طعم لوبيايي و نـامطلوب شـير سـويا دانسـت.
جانسن و همكاران ( ۱۹۸۱) گزارش كردند كه طعم و آررومـاي شـير سويا در pHطبيعي با افزودن شير خشك پس چرخ، بهبود مـي يابـد.
رحمان و همكاران (۲۰۰۷) نيز گزارش كردند كه افزودن شير خشـك بدون چربي (۶۰-۵۰) درصد، طعم نامطلوب شير سويا را كاهش داده و مخلوطي با طعم مطلوب توليد مي نمايد. بطور كلي نتايج بررسـي هـا نشان داد ميزان شير سـويا اثـر معنـي داري بـر خصوصـيات حسـي محصول و ميزان پذيرش مصرف كننده دارد و با افزايش شير سويا در فرمولاسيون نمونه ها ميزان پذيرش (مطلوبيت) رنـگ، طعـم و بـوي نمونه ها كاهش مي يابد. و بيشـترين امتيـاز در مطلوبيـت و پـذيرش خصوصيات حسي، پس از نمونه هاي ۱۰۰ درصد شيربا ميانگين نمـره ،۴/۳ مربوط به نمونه هاي حاوي ۷۰درصد شير و ۳۰ درصـد شيرسـويا با ميانگين نمره ۳/۴ بود.
اثر متقابل شيرسـويا و مـاده جامـد بـر پـذيرش رنـگ محصول نشان مي دهد كه همزمان با افزايش شير سويا و ماده جامد پـذيرش و مطلوبيـت رنـگ كاهش پيدا كرده است كه علـت را مـي تـوان افـزايش رنـگ زرد در محصول دانست. همچنين نتايج نشان دادند كه ميـزان مـاده جامـد كــل بــرروي پــذيرش و مطلوبيــت طعــم و بــو تــاثير معنــي داري نداشت.
اثرافزايش نسبت شير سويا را بربافـت و قـوام محصـول نشان مي دهد. شكل نشان مي دهد كه با افزايش شير سويا مطلوبيت و هموژن بودن بافت به طور معنا داري كاهش مي يابد، كه دليـل آن را مي توان بافت متفاوت و غير هموژن شـير سـويا نسـبت بـه بافـت كاملا هموژن شير دانست. قوام نوشيدني ها دردو سطح ۰و ۳۰ درصد شيرسويا يكسان ارزيابي شد ولي در نوشيدني هاي حـاوي ۵۰درصـد شير سوياكاهش يافت.
همچنين نتايج نشان داد كه افزايش ماده جامد تاثير معناداري بـر ميزان قوام محصول داشت و با افـزايش مـاده جامـد قـوام محصـول افزايش يافت.
نتيجه گيري
با افزايش ميزان شير سـويا و مـاده جامـد كـل، ميـزان پـروتئين افزايش يافت. همچنين با جايگزيني درصـدي از شـير بـا شـير سـويا ويسكوزيته افزايش پيدا كرد و افزايش ماده جامد تاثير معني داري بـر افزايش ويسكوزيته داشت.
پايداري در نمونه ها با افزايش ماده جامد افزايش يافت و بالاترين ميزان پايداري مربوط به نمونه حاوي ۳۰درصـد شـير سـويا بـا مـاده جامد ۶/۵بود.
در مجموع با توجه به نتـايج حاصـل از آزمـون هـاي فيزيكـي و حسي، مي توان نتيجه گرفت كه با جايگزيني درصدي از شير لبني بـا شير سويا مي توان گام موثري در جهت توليد و طراحي گروه جديدي از نوشيدني ها بر داشت. انجام مطالعات و پژوهشهاي بيشتر در جهـت بهبود خصوصيات حسي و همچنين بافت محصول و در نتيجه پذيرش بيشتر از طرف مصرف كننده يك امر ضروري در توسـعه ي مصـرف اين محصول به شمار مي رود كه دسترسي بـه ايـن فـاكتور مهـم در سطوح مشخصي از شير سويا و ماده جامد امكان پذير است. در نهايت
مي توان چنين عنوان كرد كه نوشيدني لبنـي تخميـري حـاوي شـير سويا مي تواند به عنوان يك نوشيدني مطلوب و نيز بـه عنـوان يـك جايگزين مناسب براي نوشيدني هايي با ارزشهاي محـدود غـذايي در صنعت نوشيدني ها مطرح گردد.
