SUPERVISOR
Javad Keramat,Mahmoud SheikhZeinodin,Ali Nasirpour
جواد کرامت (استاد مشاور) محمود شیخ زین الدین (استاد مشاور) علی نصیرپور (استاد راهنما)
STUDENT
Zahra Azary
زهرا آذری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Effect of Whey Proteins, Salt and pH on Colloidal Stability of Doogh
Doogh, an acidified milk drink made from yoghurt, water and salt, is a favorite refreshing beverage in Iran and some parts of Middle East. Phase separation of Doogh during shelf life, however, is believed to be the main obstacle in the way of its overall consumption. The problem is likely caused by large colloidal particles of doogh, low pH and the aggregation of casein. Considering the high polluting power of whey and the existing problems for its disposal as well as its high nutritional value, has made it essential to carry out a wide research on use of product in formulations and compounds different foods is done. In recent years, many attempts have been put in order to produce whey protein concentrate. So far, little research has been done on the stability of acidified milk drinks ??with whey proteins. On the other hand, pH and ionic strength of environment are the two effective factors in the stability of such products. The purpose of this study was to investigate the effects of whey proteins, pH and dissolved salt in milk, on the colloidal stability of Doogh. In order to fulfill these requirements five concentrations of whey protein from 0.5% to 4.0%; three pH levels 3.5, 4 and 4.5 and five concentrations (0%, 0.5%, 1%, 1.33% and 2%) of dissolved salt in the milk were used. The influence of the foregoing factors on the amount of phase separation, sedimentation and the product viscosity using the RSM design and during 28 days storage of product at 5°C were studied. Furthermore the micro structure, zeta potential, particle size distribution and sensory characteristics of the samples were investigated. It was found that appropriate models to determine the amount of phase separation and sedimentation were quadratic models, and 2FI for determining the viscosity. It was observed that with increasing amount of whey protein and salt in milk, phase separation reduced. While increasing whey protein and decreasing pH, decreased amount of sedimentation. Increasing pH and salt concentration in milk and whey proteins increased samples viscosity. In addition increasing the amount of whey protein in Doogh, reducing pH of product and the amount of salt dissolved in the milk reduced the size of the colloidal particles of Doogh. All of Doogh samples showed Newtonian behavior, but in samples with pH 4.5 and 4% whey proteins and 2% salt dissolved in milk was observed pseudo-plastic behavior. Samples with lowest phase separation had higher zeta potential value and zeta potential of samples with pH 3.5 and 4.5 were positive and negative, respectively. The results of Experiments during storage of the product showed, increasing the amount of whey proteins and salt not only reduced amount of phase separation of product during the storage but also the rate wass reduced. In all the samples viscosity of product during storage was constant, but in samples with pH 4.5, 4% whey proteins and 2% dissolved salt in milk viscosity decreases during storage. Investigating sensory properties of product showed the sample containing 0.5% whey protein, in terms of flavor and overall acceptability of product compared with the sample containing 4% whey protein has been more acceptability. Key Words : Doogh, Whey Proteins, pH, Salt, Colloidal Stability, Phase Separation, Sedimentation, Viscosity, RSM Design
دوغ یکی از فرآوردههای لبنی تخمیری است که از اختلاط ماست با آب و مقداری نمک تهیه میشود. این نوشیدنی تخمیری در سطح وسیعی به عنوان یک نوشیدنی فرح بخش در ایران و سایر کشورهای خاورمیانه به ویژه در فصول گرم مصرف میشود. اگرچه دوغ دارای ارزش تغذیهای بالایی بوده، ویژگیهای حسی و ظاهری این محصول چندان مورد توجه قرار نگرفته است. یکی از عمدهترین مشکلات در این محصول، دو فاز شدن آن طی نگهداری است که این مسئله ناشی از بزرگ بودن ذرات کلوئیدی دوغ، پایین بودن pH محصول و بنابراین تجمع کازئینها است. به منظور جلوگیری از دو فاز شدن این محصولات از پایدار کنندههای متنوعی استفاده میشود که معمولیترین آنها هیدروکلوئیدها هستند. اما این ترکیبات سبب افزایش بیش از حد ویسکوزیته دوغ میگردند، که در نتیجه بازار پسندی محصول کاهش مییابد. با توجه به مشکلات فراوان دفع آب پنیر و از طرفی ارزش تغذیهای بالای آن ضروری است تا تحقیقات گستردهای پیرامون استفاده از این محصول جانبی صنایع پنیر سازی در فرمولاسیون ترکیبات و مواد غذایی مختلف انجام گیرد. در سالهای اخیر تلاشهای زیادی به منظور تولید کنسانتره پروتئینی آب پنیر صورت گرفته است. تاکنون تحقیقات کمی در زمینه پایداری نوشیدنیهای لبنی اسیدی با پروتئینهای آب پنیر صورت گرفته است. از مهمترین عوامل مؤثر بر پایداری کلوئیدی نوشیدنیهای لبنی اسیدی میتوان به pH و قدرت یونی محیط اشاره کرد. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی اثر میزان پروتئینهای آب پنیر، pH دوغ و میزان نمک حل شده در شیر بر پایداری کلوئیدی دوغ است. در این تحقیق از پنج غلظت (5/0%، 375/1%، 25/2%، 83/2% و 4% ) پروتئین آب پنیر، سه pH ( 5/3، 4 و 5/4) و پنج غلظت ( 0%، 5/0% ، 1%، 33/1% و 2%) نمک حل شده در شیر استفاده شد و تأثیر این سه فاکتور بر میزان دو فاز شدن، رسوب و ویسکوزیته محصول با استفاده از طرح RSM و طی 28 روز نگهداری محصول در دمای 5 درجه سانتیگراد بررسی گردید. همچنین ریز ساختار، پتانسیل زتا، توزیع اندازه ذرات و خصوصیات حسی برخی از نمونهها نیز بررسی شد. مدل درجه دوم مدل مناسب برای تعیین میزان دو فاز شدن و رسوب بود و برای تعیین ویسکوزیته محصول مدل 2FI پیشنهاد شد. میزان دو فاز شدن با افزایش میزان پروتئینهای آب پنیرو نمک در شیر کاهش یافت. کاهش pH و افزایش میزان پروتئینهای آب پنیرسبب کاهش رسوب محصول شد. ویسکوزیته محصول با افزایش میزان پروتئینهای آب پنیر، pH و میزان نمک حل شده در شیر افزایش یافت. افزایش میزان پروتئینهای آب پنیردر دوغ، کاهش pH محصول و کاهش میزان نمک حل شده در شیر سبب کاهش اندازه ذرات کلوئیدی دوغ شد. در تمام نمونههای بررسی شده دوغ رفتار نیوتنی نشان داد، اما در نمونههای با pH 5/4 و 4% پروتئین آب پنیرو 2% نمک حل شده در شیر رفتار سودوپلاستیک مشاهده شد. نمونههایی با حداقل میزان دو فاز شدن، دارای مقدار عددی پتانسیل زتای بالاتر و پتانسیل زتای نمونههای دارای pH 5/3 و 5/4 به ترتیب مثبت و منفی بود. نتایج آزمایشات در طی نگهداری محصول نشان داد، افزایش میزان پروتئینهای آب پنیرو میزان نمک نه تنها سبب کاهش میزان دو فاز شدن محصول طی زمان نگهداری میگردد بلکه سرعت آن نیز کاهش مییابد. در تمام نمونهها ویسکوزیته محصول طی زمان نگهداری ثابت بود، اما در نمونههای با pH 5/4 ، 4% پروتئین آب پنیر و 2% نمک حل شده در شیر ویسکوزیته طی زمان کاهش یافت. بررسی خصوصیات حسی محصول نشان داد که نمونه حاوی 5/0% پروتئین آب پنیراز نظر طعم و پذیرش کلی محصول در مقایسه با نمونه حاوی 4% پروتئین آب پنیردارای مقبولیت بیشتری است. کلمات کلیدی : دوغ، پروتئینهای آب پنیر، pH، نمک، پایداری کلوئیدی، میزان دو فاز شدن، رسوب، ویسکوزیته، طرح RSM