بررسی اثر روش تولید و کاربرد همزمان کنسانتره پروتئین آب پنیر و آنزیم ترانس‌گلوتامیناز بر ویژگی‌های رئولوژیکی و ریزساختاری دوغ

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 2، دوره 20، شماره 1 - شماره پیاپی 85، فروردین و اردیبهشت 1403، صفحه 19-34   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2022.74657.1134

نویسندگان

محمد هادیان¹؛ مصطفی مظاهری طهرانی^{* 1}؛ محسن قدس روحانی²

¹گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²گروه علوم و صنایع غذایی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

چکیده

دوغ فرآورده لبنی تخمیری است که در سطح وسیعی به‌عنوان یک نوشیدنی پر طرفدار در ایران و سایر کشورهای خاورمیانه مصرف می‌شود. یکی از عمده‌ترین مشکلات در این محصول دو فاز شدن آن پس از تولید و در طی مدت زمان نگهداری می‌باشد؛ که این مسئله ناشی از بزرگ بودن ذرات کلوئیدی دوغ، پایین بودن pH محصول و در نهایت تجمع کازئین‌ها است. در این پژوهش اثر کنسانتره پروتئین آب پنیر (WPC) در سه سطح (0، 1 و 2 درصد) به همراه آنزیم ترانس‌گلوتامیناز در دو سطح (صفر و یک واحد به ازای هر گرم پروتئین شیر) در دو روش آماده‌سازی دوغ (یکی افزودن آب به ماست و دیگری تخمیر شیر رقیق شده با آب) بر روی خصوصیات رئووژیکی و ریزساختاری دوغ مورد بررسی قرار گرفت. افزودن WPC و آنزیم ترانس‌گلوتامیناز به‌طور معنی‌داری (05/0P<) سبب افزایش ویسکوزیته در محدوده 200 تا 250 میلی‌پاسکال ثانیه و افزایش رفتار شل‌شوندگی دوغ نسبت به کنترل گردید. این نتایج نشان می‌دهد که WPC سبب ایجاد شبکه ژل در دوغ گردیده که آنزیم ترانس‌گلوتامیناز با مرتب کردن این ساختار سبب بهبود خصوصیات فیزیکی و پایداری نمونه‌های دوغ شد؛ که بررسی ریزساختار نمونه‌های دوغ نیز مؤید این مسئله می‌باشد. روش تهیه دوغ هم عامل تأثیرگذار دیگری در ویژگی‌های فیزیکی این محصول بود. نمونه‌هایی که به‌صورت مستقیم از شیر رقیق شده بدست آمدند خصوصیات فیزیکی بهتری نسبت به نمونه‌هایی که پس از افزودن آب به ماست تولید شدند از خود نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

ترانس گلوتامیناز؛ دوغ؛ دوفاز شدن؛ رئولوژی؛ کنسانتره پروتئین آب پنیر

مراجع

1. Afonso, I.M., & Maia, J.M. (1999). Rheological monitoring of structure evolution and development in stirred yoghurt. Journal of Food Engineering, 42(4), 183-190. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(99)00118-1
2. Beirami-Serizkani, F., Hojjati, M., & Jooyandeh, H. (2021). The effect of microbial transglutaminase enzyme and Persian gum on the characteristics of traditional kefir drink. International Dairy Journal, 112(10). https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2020.104843
3. Danesh, E., Jooyandeh, H., Samavati, V., & Goudarzi, M. (2017). Effect of enzymatic transglutaminase treatment on textural and sensory properties of low-fat Uf-Feta cheese incorporated with whey proteins using response surface optimization. Iranian Food Science and Technology Research Journal, 13(42), 282-294. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/ifstrj.v1395i0.45870
4. Danesh, E., Goudarzi, M., & Jooyandeh, H.(2018). Transglutaminase-mediated incorporation of whey protein as fat replacer into the formulation of reduced-fat Iranian white cheese: physicochemical, rheological and microstructural characterization. Journal of Food Measurement and Characterization, 12(4), 2416-2425. https://doi.org/10.1007/s11694-018-9858-5
5. Danesh, E., Goudarzi, M., & Jooyandeh, H. (2017). Effect of whey protein addition and transglutaminase treatment on the physical and sensory properties of reduced-fat ice cream. Journal of Dairy Science, 100(7), 5206-5211. https://doi.org/10.3168/jds.2016-12537
6. Bourne, M.C. (2002). Food Texture and viscosity. Consept and Measurment., New York, Academic press, p.p, 214.
7. Færgemand, M., & Qvist, K.B. (1997). Transglutaminase: effect on rheological properties, microstructure and permeability of set style acid skim milk gel. Food Hydrocolloids, 11(3), 287-292. https://doi.org/10.1016/S0268-005X(97)80058-6
8. Faergemand, M., Otte, J., & Qvist, K.B. (1997). Enzymatic cross-linking of whey proteins by a Ca ²⁺-independent microbial transglutaminase from Streptomyces lydicus. Food Hydrocolloids, 11(1), 19-25. https://doi.org/10.1016/ S0268-005X(97)80006-9
9. Foroughi Nia, S., Abasi, S., & Hamidi Esfahani, Z. (2007). Effect of individual and combined addition of salep, tragacantin and guar gums on the stabilisation of Iranian doogh. Journal of Nutrition Scincce & Food Technology, 2(2), 15-25
10. Foroughi Nia, S., Abasi, S., & Hamidi Esfahani, Z. (2009). Influence of shear stirring and homogenization on serum separation of doogh. Electronic Journal of Food Processing and Preservation, 1(3), 83-100. https://doi.org/20.1001.1.24233544.1388.1.3.5.9
11. Gorji, E.G., Mohammadifar, M.A., & Ezzatpanah, H. (2011). Influence of gum tragacanth, Astragalus gossypinus, addition on stability of nonfat Doogh, an Iranian fermented milk drink. International Journal of Dairy Technology, 64(2), 262-268. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.2010.00658.x
12. Janhøj, T., Frøst, M.B., & Ipsen, R. (2008). Sensory and rheological characterization of acidified milk drinks. Food Hydrocolloids, 22(5), 798-806. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2007.03.006
13. Jaros, D., Heidig, C., & Rohm, H. (2007). Enzymatic modification through microbial transglutaminase enhances the viscosity of stirred yogurt. Journal of Texture Studies, 38(2), 179-198. https://doi.org/10.1111/j.1745-4603.2007. 00093.x
14. Kiani, H., Mousavi, M.E., Razavi, H., & Morris, E.R. (2010). Effect of gellan, alone and in combination with high-methoxy pectin, on the structure and stability of doogh, a yogurt-based Iranian drink. Food Hydrocolloids, 24(8), 744-754. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2010.03.016
15. Kiani, H., Mousavi, S.M.A., & Emam-Djomeh, Z. (2008). Rheological properties of Iranian yoghurt drink, Doogh. International Journal of Dairy Science, 3(2), 71-78. https://doi.org/10.3923/ijds.2008.71.78
16. Kiani, H., Ebrahimzadeh Mousavi, S.M.A., Razavi, S.H., Yarmand, M.S., & Dini, A. (2009). Effect of source and amount of total solids content on the rheological properties and stability of non-fat doogh. Journal Of Agricultural Engineering Rresearch, 10(3),45-56.
17. Köksoy, A., & Kılıç, M. (2003). Effects of water and salt level on rheological properties of ayran, a Turkish yoghurt drink. International Dairy Journal, 13(10), 835-839. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(03)00103-1
18. Koksoy, A., & Kilic, M. (2004). Use of hydrocolloids in textural stabilization of a yoghurt drink, ayran. Food Hydrocolloids, 18(4), 593-600. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2003.10.002
19. Kücükcetin, A. (2008). Effect of heat treatment and casein to whey protein ratio of skim milk on graininess and roughness of stirred yoghurt. Food Research International, 41(2), 165-171. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2007.11.003
20. Lorenzen, P.C., Neve, H., Mautner, A., & Schlimme, E. (2002). Effect of enzymatic cross‐linking of milk proteins on functional properties of set‐style yoghurt. International Journal of Dairy Technology, 55(3), 152-157. https://doi.org/10.1046/j.1471-0307.2002.00065.x
21. Nilson, L.-E., Lyck, S., & Tamime, A.Y. (2006). Production of drinking products. In: Tamime, A. (ed.) Fermented Milks. UK: Society of Dairy Tehnology-Blackwell Science Ltd, p.p, 95-127.
22. Ozen, A.E., & Kilic, M. (2009). Improvement of physical properties of nonfat fermented milk drink by using whey protein concentrate. Journal of Texture Studies, 40(3), 288-299. https://doi.org/10.1111/j.1745-4603.2009.00182.x
23. Patocka, G., Cervenkova, R., Narine, S., & Jelen, P. (2006). Rheological behaviour of dairy products as affected by soluble whey protein isolate. International Dairy Journal, 16(5), 399-405. https://doi.org/10.1016/j.idairyj. 2005.05.010
24. Penna, A.L.B., Sivieri, K., & Oliveira, M.N. (2001). Relation between quality and rheological properties of lactic beverages. Journal of Food Engineering, 49(1), 7-13. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(00)00179-5
25. Puvanenthiran, A., Williams, R.P.W., & Augustin, M.A. (2002). Structure and visco-elastic properties of set yoghurt with altered casein to whey protein ratios. International Dairy Journal, 12(4), 383-391. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(02)00033-X
26. Rodriguez-Nogales, J.M. (2006). Effect of preheat treatment on the transglutaminase-catalyzed cross-linking of goat milk proteins. Process Biochemistry, 41(2), 430-437. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.07.009
27. Sandoval-Castilla, O., Lobato-Calleros, C., Aguirre-Mandujano, E., & Vernon-Carter, E.J. (2004). Microstructure and texture of yogurt as influenced by fat replacers. International Dairy Journal, 14(2), 151-159. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(03)00166-3
28. Şanli, T., Sezgin, E., Deveci, O., Şenel, E., & Benli, M. (2011). Effect of using transglutaminase on physical, chemical and sensory properties of set-type yoghurt. Food Hydrocolloids, 25(6), 1477-1481. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2010.09.028
29. Schorsch, C., Carrie, H., & Norton, I.T. (2000). Cross-linking casein micelles by a microbial transglutaminase: influence of cross-links in acid-induced gelation. International Dairy Journal, 10(8), 529-539. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(00)00069-8
30. Shahidi, F., Ehtiati, A., Mohebi, M., & Yavarmanesh, M. (2013). The effect of WPC and starters producing exopolysaccharide on the physical properties of doogh. Iranian Food Science and Technology, 9(4), 295-303. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/ifstrj.v9i4.30072
31. Sharma, R., Lorenzen, P.C., & Qvist, K.B. (2001). Influence of transglutaminase treatment of skim milk on the formation of ε-(γ-glutamyl) lysine and the susceptibility of individual proteins towards crosslinking. International Dairy Journal, 11(10), 785-793. https://doi.org/10.1016/S0958-6946(01)00096-6
32. Shirkhani, M., Madadlou, A., & Khosrowshahi, A. (2015). Enzymatic modification to stabilize the fermented milk drink, doogh. Journal of Texture Studies, 46(1), 22-33. https://doi.org/10.1111/jtxs.12107
33. Ye, A., & Taylor, S. (2009). Characterization of cold-set gels produced from heated emulsions stabilized by whey protein. International Dairy Journal, 19(12), 721-727. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.06.003