SUPERVISOR
Ali Nasirpour,Amir Hosein Goli
علی نصیرپور (استاد راهنما) سیدامیرحسین گلی (استاد راهنما)
STUDENT
Maryam Nikbakht Nasrabadi
مریم نیکبخت نصرآبادی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
TITLE
Evaluation of Production of Functional Beverage Emulsion Containing Conjugated Linoleic Acid (CLA)
Nowadays consumers are looking for food products which are useful for human health in addition to satiate their hunger. The term “functional food” refers to food containing one or several nutrients with specific beneficial functions in the human body. It is recently proven that some fats and oils in addition to having nutritional value have positive effects on the human body. One of the functional lipid compounds is conjugated linoleic acid (CLA). The aim of this study is to prepare a functional beverage containing CLA as a functional compound. Because CLA has a low water-solubility and beverages are mainly composed of water, in order to add CLA to beverage oil -in -water emulsion can be used which is called beverage emulsion. Beverage emulsions are thermodynamically unstable systems and tend to break down due to various physicochemical mechanisms during storage. Emulsions composed of arabic gum (AG) (5-10% w/w), CLA oil (3.5-6.5% w/w) and xanthan gum (XG) (0.1-0.3% w/w) were prepared and their mean droplet size (D 43 ), opacity, speci?c gravity, viscosity and heat stability was investigated applying response surface methodology (RSM). The effects of main emulsion components were evaluated and results revealed that their contents had a direct impact on physicochemical characteristics of emulsions. It was generally concluded that the increase in AG and XG content led to increase in density, turbidity, viscosity and stability. D 43 decreased when AG concentration increased and increased by the XG content. The oil content has resulted in increasing D 43 and turbidity whereas was negatively effective on heat stability and specific gravity. Applying RSM, emulsion with the highest specific gravity, turbidity, viscosity, stability and smallest average droplet size considered as an optimum product. Optmization based on D-optimal design was succesfully accomplished for selecting a CLA oil in water beverage emulsion containing 3.5% w/w oil, 10%AG w/w and 0.3% w/w XG as an optimum formula. The emulsion and finished product stability and oxidative stability were investigated during 49 days of storage and results showed that specific gravity and viscosity decreased insignificantly during this time. Opacity, heat stability, specific surface area and creaming index decreased significantly and surface tention, pH, size index, D 43 and span increased in the passage of time. Peroxide value increased until the day 21 and began to fall down after that time. TBA and Totox values increased significantly during storage time. Turbidity of finished product decreased significantly and turbidity loss rate was calculated 0.038 A/day which was low and indicated the good stability of diluted form.Totally, the oxidative stability of the CLA-beverage emulsion and its stability in beverage were acceptable upto 28 days and 21 days, respectively. Keywords : Arabic gum, Xanthan, Conjugated linoleic acid, Emulsion beverage, Functional, Optimization, Oxidative stability
امروزه مصرف کنندگان به دنبال محصولاتی هستند که ضمن رفع گرسنگی و احتیاجات غذایی، برای سلامتی انسان نیز مفید باشند. غذای فراسودمند به غذایی گفته می شود که حاوی ترکیباتی است که بر یک یا چندین عملکرد در بدن انسان اثر مثبت دارند. اخیرِاً اثبات شده است که برخی از لیپیدها علاوه بر داشتن ارزش تغذیه ای، می توانند دارای اثرات مثبتی بر سلامتی انسان باشند. از جمله ترکیبات فراسودمند لیپیدی می توان به اسیدهای لینولئیک مزدوج (CLA) اشاره کرد. هدف این تحقیق تولید نوشیدنی فراسودمند حاوی CLA به عنوان یک جزء فراسودمند می باشد. از آنجایی که CLA ترکیبی نامحلول در آب می باشد و بخش اعظم نوشیدنی ها را آب تشکیل می دهد از امولسیون نوشیدنی جهت اضافه کردن به نوشیدنی استفاده می گردد. امولسیون های نوشیدنی سیستم های ناپایدار ترمودینامیکی بوده و با گذشت زمان، به دلیل مکانیسم های فیزیکوشیمیایی مختلف دو فاز می شوند. امولسیون های حاوی 10-5 درصد وزنی صمغ عربی، 5/6-5/3 درصد وزنی CLA و 3/0-1/0 درصد وزنی زانتان تهیه گردید و اندازه متوسط قطرات روغن (D 43 )، کدورت، وزن مخصوص، گرانروی ظاهری و پایداری حرارتی امولسیون ها اندازه گیری شد و داده ها با استفاده از نرم افزار سطح پاسخ (RSM) مورد بررسی قرار گرفت. اثر غلظت های مختلف اجزای اصلی امولسیون نشان دادکه غلظت هر کدام از اجزا اثر مستقیم بر پایداری و خصوصیات فیزیکوشیمیایی امولسیون ها خواهد داشت. صمغ عربی و زانتان اثر مثبتی بر وزن مخصوص، کدورت، گرانروی ظاهری و پایداری حرارتی امولسیون ها داشتند. میزان D 43 با افزایش صمغ عربی، کاهش و با افزایش درصد زانتان، افزایش یافت. درصد بالاتر روغن، D 43 و کدورت را افزایش داد در حالی که باعث کاهش وزن مخصوص و پایداری حرارتی گردید. با استفاده از روش سطح پاسخ، فرمول بهینه برای داشتن بالاترین وزن مخصوص، کدورت، گرانروی ظاهری و پایداری حرارتی و کم ترین اندازه قطر قطرات روغن تعیین گردید. بهینه سازی بر پایه طرح دی اپتیمال برای تعیین فرمول بهینه امولسیون نوشیدنی روغن CLA در آب با موفقیت انجام شد و فرمول حاوی 5/3 درصد روغن CLA، 10 درصد صمغ عربی و 3/0 درصد وزنی/ وزنی زانتان به عنوان بهترین فرمول انتخاب شد. این فرمول بهینه به مدت 49 روز نگهداری شد و پایداری امولسیون، پایداری محصول نهایی و پایداری اکسیداتیو روغن موجود در امولسیون مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که تحت تاثیر زمان، وزن مخصوص وگرانروی ظاهری به صورت جزئی کاهش یافتند که معنی دار نبود. کدورت، پایداری حرارتی، سطح مخصوص قطرات و ضریب خامه ای شدن به صورت معنی داری به تدریج با گذشت زمان کاهش یافتند. در طول دوره انبارداری به طور کلی کشش سطحی، pH، شاخص اندازه ذرات، متوسط اندازه ذرات و Span در امولسیون به صورت معنی داری افزایش نشان دادند. عدد پراکسید تا روز 21 افزایش یافت ولی پس از آن به طور معنی داری کاهش یافت و افزایش معنی داری در عدد TBA و عدد توتوکس صورت گرفت. کدورت فرم رقیق شده امولسیون به مرور زمان کاهش معنی داری داشته و سرعت کاهش کدورت، 038/0 A/day محاسبه گردید که میزان پایین آن نشان دهنده پایداری بالای کدورت نوشیدنی نهایی می باشد. به طور کلی، امولسیون نوشیدنی حاوی روغن CLA از نظر اکسیداتیو تا 28 روز و از نظر پایداری در نوشیدنی به مدت 21 روزقابلیت نگهداری داشت. کلمات کلیدی: صمغ عربی، زانتان، اسید لینولئیک مزدوج (CLA)، امولسیون نوشیدنی، فراسودمند، بهینه سازی، پایداری اکسیداتیو