Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Shahedi bagh khandan,Ali Nasirpour
محمد شاهدی باغ خندان (استاد راهنما) علی نصیرپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sadaf Saeidi
صدف سعیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

The Effect of Thermal Treatment During Production Process on Functional Properties of Skim Milk Powder
Today milk has a special effect in human societies as a valuable source of nutrition. Chemical safety is one of the most important issues that should be widely considered and evaluated. The process of food processing causes chemical changes in some of the ingredients in the food, including carbohydrates, proteins, fats and vitamins, and leads to the formation of toxic and hazardous compounds. These types of adverse chemical reactions are generated during the heating, storage, or other industrial processes, and are affected by the processing methods and the constituents of the food substance. During of thermal processing in order to produce dried milk, lactose and lysine react in maillard reaction and produce toxic and harmful compounds like furfural, hydroxymethylfurfural, and so on. In this research, various treatments with heating at different times and temperatures were performed to study the rate of maillard reaction and the effect of heating on functional properties during the levels production of dry milk powder from skim milk. The difference of treatments with each other during the heating period after the pasteurization step was at 75 ° C and the concentration at 60 ° C , so that 0, 30 and 60 minutes was used. Also, the control treatment, which was unheated, was isolated only when cooling after pasteurization and condensation step without heat treatment. To evaluate the effect of heating on the quality of dried milk powder, functional characteristics such as powder rehydration, viscosity, emulsifier properties, protein precipitation and density were evaluated in different treatments. To evaluate the progression of the maillard reaction during the production of dried milk powder, the amount of produced fluorescence compounds, the amount of free amine, and changes in the color of dried milk powder and reconstituted milk from the powder were measured. Reduction in quality of dried milk powder produced by the application of a severe thermal processing, was confirmed by measuring functional properties. Due to the use of the thermal processing after pasteurization and condensation step more than 30 minutes, the amount of denaturation and precipitation proteins was increased. This factor leads to increase viscosity, density and duration of powder rehydration, and decrease in the activity and stability of the emulsion. However, heating for 30 minutes improved the properties of emulsion and rehydration of the powder, and ultimately increased the quality of dried milk powder. Increase in amount of fluorescence compounds and colored compounds in dry milk powder and decrease in amount of free amine groups in dried milk powder indicates the progression of the maillard reaction due to the application of a severe thermal processing during the production of dried milk powder. However, the rate of progression of the maillard reaction is negligible, if it is heated for 30 minutes after condensation. Keywords: Maillard, Milk powder, Heat treatment, Free amine, Fluorescence
امروزه در جوامع بشری شیر به‌عنوان یک منبع تغذیه‌ای ارزشمند از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. همچنین ایمنی مواد غذایی ازنظر شیمیایی یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که باید بطور گسترده موردتوجه و ارزیابی قرار گیرد. عمل فرآوری مواد غذایی سبب بروز تغییرات شیمیایی در برخی از ترکیبات موجود در ماده‌ی غذایی ازجمله کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، چربی‌ها و ویتامین‌ها شده و منجر به تشکیل ترکیبات سمی و خطرناک می‌گردد. این نوع واکنش‌های شیمیایی نامطلوب، در طی فرآیند حرارت ‌دهی، نگهداری و یا سایر فرآیندهای صنعتی حاصل می‌شوند و متأثر از نوع روش فرآوری و ترکیبات تشکیل ‌دهنده‌ی ماده‌ی غذایی هستند. با اعمال فرآیندهای حرارتی در تولید شیرخشک، لاکتوز و لیزین موجود در آن‌ طی انجام واکنش مایلارد سبب ایجاد ترکیبات سمی و خطرناک فورفورال،‌ هیدروکسی متیل‌ فورفورال و غیره می‌شود. در این تحقیق تیمارهایی با حرارت دهی در زمان‌ها و دماهای گوناگون جهت بررسی روند بروز واکنش مایلارد و تأثیر حرارت بر خواص عملکردی در طی مراحل تولید شیرخشک از شیر بدون چربی مورد مطالعه قرار گرفت. اختلاف تیمارها با یکدیگر در مدت‌ زمان حرارت دهی بعد از مراحل پاستوریزه‌کردن در دمای 75 درجه سلسیوس و تغلیظ در دمای 60 درجه سلسیوس بوده که به این منظور از زمان‌های صفر، 30 و 60 دقیقه استفاده گردید. نمونه شاهد بدون حرارت دهی بوده و تنها به‌وسیله سرد کردن بعد از مرحله پاستوریزه‌کردن و تغلیظ، از تیمار شماره یک مجزا می‌شود. جهت بررسی تأثیر حرارت بر کیفیت شیرخشک تولیدشده ویژگی‌های عملکردی نظیر آبگیری مجدد پودر، گرانروی، ویژگی‌های امولسیون کنندگی، رسوب پروتئین و دانسیته تیمارها اندازه‌گیری شد. به منظور ارزیابی میزان پیشرفت واکنش مایلارد در طی مراحل تولید شیرخشک میزان ترکیبات فلورسنسی تولیدشده، تغییرات گروه‌های آمین آزاد و تغییرات رنگ شیرخشک و شیر بازسازی‌شده از پودر تولیدشده اندازه‌گیری شد. با اعمال فرآیند حرارتی بیشتر از 30 دقیقه بعد از مراحل پاستوریزه‌کردن و تغلیظ، واسرشت شدن و درنتیجه میزان رسوب پروتئین‌ها افزایش یافت. رسوب پروتئین‌ها منجر به افزایش گرانروی، دانسیته و مدت‌زمان آبگیری مجدد پودر و نیز کاهش درصد فعالیت و پایداری امولسیون گردید. حرارت‌دهی به مدت 30 دقیقه باعث بهبود ویژگی‌های امولسیون کنندگی و آبگیری مجدد پودر و نهایتاً افزایش کیفیت شیرخشک تولیدشده گردید. افزایش میزان ترکیبات فلورسنسی و ترکیبات رنگی در شیرخشک و کاهش میزان گروه‌های آمین آزاد در شیرخشک تولیدشده نشان‌دهنده پیشرفت واکنش مایلارد در اثر اعمال فرآیند حرارتی شدید در طی مراحل تولید شیرخشک است. البته میزان پیشرفت واکنش میلارد درصورتی‌که به مدت 30 دقیقه حرارت دهی بعد از تغلیظ صورت بگیرد بسیار ناچیز بود. کلمات کلیدی : مایلارد،‌‌‌ شیر‌خشک، تیمار حرارتی،آمین آزاد، ‌‌فلورسنس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی