جستجوی مقالات فارسی – بررسی تاثیر برخی از هیدروکلوئیدها بر پایداری و خواص رئولوژیکی و حسی دوغ …

ناسازگاری بین چند قندی‌ها و پروتئین‌ها در چند قندی‌های سولفاته کمتر از چند قندی‌های طبیعی و آن هم کمتر از چند قندی‌های کربوکسیله است (گرینبرج و تولستوزور، ۱۹۹۷).
۲-۳-۳- تجمع یا توده‌ای شدن ترکیبی یا ایجاد کمپلکس[۱۵]
این رفتار در غلظت‌های بالای بسپارهای زیستی ایجاد می‌شود و به دلیل جاذبه‌ی ایجاد شده دو فاز حاصل می‌شود که فاز اول غنی از پروتئین و چند قندی و فاز بعدی غنی از حلال می‌باشد. توده‌ای شدن در میزان کم چند قندی‌ها اتفاق می‌افتد در این حالت چند قندی بیش از یک مولکول پروتئین جذب می‌کند و سبب ایجاد تجمع پروتئین می‌گردد (کروف و تیونر، ۲۰۰۱).
حالت توده‌ای شدن بستگی به pH، قدرت یونی و درجه‌حرارت دارد. البته غلظت و اندازه‌ی زیست بسپار نسبت به ذرات کلوئیدی هم اهمیت دارد. در اثر این رفتار جاذبه‌ی قوی بین پروتئین و هیدروکلوئید حاصل می‌شود به طور کلی اگر بسپارها جذب هم شوند و اگر مقدارشان از نصف اشباع بیشتر باشد باعث ایجاد ناپایداری و تجمع می‌گردد ولی در حالتی که غلظت کم باشد حالت پل و پایداری حاصل می‌شود (زالسکا و همکاران، ۲۰۰۲).
ایجاد کمپلکس به ۳ عامل بستگی دارد:
۱- توزیع گروه‌های یونی در سطح پروتئین
۲- حالت تا شونده و ساده روی ساختار طبیعی چند قندی
۳- انعطاف‌پذیری و چگالی چند قندی
تمایل جهت ایجاد کمپلکس نامحلول زمانی که عدم تعدیل در غلظت‌های پایین نمک وجود داشته باشد یا pH کمتر از pH ایزوالکتریک پروتئین باشد افزایش می‌یابد. کمپلکس زمانی محلول است که بار منفی زیاد باشد یعنی pH بیشتر از PI پروتئین باشد. معمولا کمپلکس پروتئین و چند قندی به صورت استریک می‌باشد که سبب پایداری سامانه می‌شود (لانگر و پپاس، ۲۰۰۳). زمانی که بارهای مخالف دو زیست‌ پلیمر یکدیگر را خنثی کنند، کمپلکس نامحلول ایجاد شده در نتیجه تجمع و هم‌رسوبی اتفاق می‌افتد. زیرا در این حالت، بین ذرات کمپلکس هیچ نیروی دافعه‌ای وجود ندارد و ذرات یکدیگر را دفع نمی‌کنند. عامل مهم دیگر در محلول یا نامحلول بودن کمپلکس، ترتیب و توالی اختلاط زیست‌پلی‌مرها و تغییرات pH طی آماده‌سازی است. زمانی که اسیدی کردن محلول پس از اختلاط زیست پلیمر انجام شود، اندازه‌ی کمپلکس نسبت به حالتی که این عمل پیش از اختلاط انجام شود کوچک‌تر است و ثبات بیشتری دارد.
برای ایجاد کمپلکس بین پروتئین‌ها و چند قندی‌ها ۳ واکنش اتفاق می‌افتد:
۱- واکنش بین بخش‌های ماکرومولکول
۲- واکنش بین گروه‌های مخالف (اسیدی و بازی)
۳- واکنش بین سایر گروه‌های یونی
کمپلکس در اثر پیوندهای یونی، وان دروالسی، واکنش‌های آبگریز و پیوندهای هیدروژنی اتفاق می‌افتد. مهمترین عامل تشکیل کمپلکس نیروهای الکترواستاتیک هستند. در اثر افزایش وزن مولکولی بسپارهای زیستی، سازگاری و واکنش‌ها کاهش می‌یابد (دیکینسون، ۱۹۹۵).
درجه‌حرارت، سرعت، مدت زمان هم‌زدن و فشار همگن‌سازی روی تشکیل کمپلکس مؤثر است. در ضمن عامل‌هایی مانند وزن مولکولی و چگالی بار الکتریکی هم بی‌تاثیر نیستند (زالسکا و همکاران، ۲۰۰۲).
اضافه کردن هیدروکلوئیدها از تجمع در اثر حرارت جلوگیری می‌کنند. هر چه قدر اندازه‌ی ذرات پروتئین کوچکتر باشد مقدار هیدروکلوئیدهای بالاتری نیاز است. زمانی که pH کمتر از ۵/۳ باشد هیدروکلوئید اثر منفی دارد زیرا گروه‌های کربوکسیل با هیدروکلوئیدها پیوند می‌دهند و اگر این محلول رقیق شود یا قدرت اسیدی پایین آید پایداری کم می‌شود، که با افزودن نمک بافری می‌توان این مشکل را رفع کرد. این مسئله به دلیل ترکیب شدن پایدارکننده‌ها با سطح پروتئین‌ها می‌باشد که حالت دافعه بین ذرات پروتئینی ایجاد می‌کند (گلان، ۱۹۸۲).
البته سازوکار دیگری در واکنش پروتئین‌ها و چندقندی‌ها با عنوان تهی‌سازی در نهایت سبب ایجاد تجمع می‌گردد. در این سازوکار پروتئین‌ها در حضور چند قندی به طرف هم جذب می‌شوند. در این حالت چند قندی‌ها نقش مستقیمی در تجمع ایفا نمی‌کنند. اما به طور غیرمستقیم سبب افزایش تجمع و توده‌ای شدن می‌گردند.
به طور کلی هیدروکلوئیدها قادر هستند آب را به ۳ صورت نگه دارند:
۱- اتصال به آب به صورت هیدراته
۲- واکنش با ترکیبات شیر به خصوص پروتئین‌ها برای افزایش آب هیدراته
۳- پایدار کردن پروتئین‌های داخل شبکه و کاهش حرکت و رسوب آن‌ها (تمیم و رابینسون، ۱۹۹۲).
۲-۴- مروری بر پژوهش‌های انجام شده
آذری‌کیا و عباسی کارائی و مکانیسم برخی ترکیبات هیدروکلوئیدی مانند صمغ کتیرا و فراکسیون‌های محلول و نامحلول آن را در جلوگیری از دو فاز شدن دوغ مورد بررسی قرار دادند و به ویژگی‌های رئولوژیکی و ریز ساختاری نمونه‌های دوغ پرداختند. با توجه به نتایج تراگاکانت (کتیرا) و تراگاکانتین در غلظت‌های ۱/۰ و ۲/۰ درصد از دو فاز شدن جلوگیری کرد. علاوه بر این، مدل رئولوژیکی مناسب (بالاترین ضریب تعیین و کمترین خطای استاندارد) برای نمونه‌های شاهد مدل نیوتونی بود در حالی که برای نمونه‌های حاوی صمغ کتیرا و تراگاکانتین مدل مناسب قانون توان بود. در ضمن آن‌ها ادعا کردند نقش اصلی در پایدارسازی دوغ بر عهده‌ی تراگاکانتین از طریق واکنش‌های الکترواستاتیک با کازئین می‌باشد (آذری‌کیا و عباسی، ۲۰۱۰).
کایاسیر و دوگان ویژگی‌های جریانی محلول‌های حاوی صمغ ثعلب در ترکیب با گوار، زانتان و ژلاتین را مورد بررسی قرار دادند. در این بررسی مشخص شد که گرانروی ظاهری محلول‌ها با افزایش غلظت صمغ افزایش یافت و تمامی صمغ‌ها رفتار جریانی غیرنیوتونی (شبه‌پلاستیک) از خود نشان دادند. ترکیب ثعلب و گوار بیشترین قوام را در مقدار کم صمغ نسبت به سایر صمغ‌ها در محلول از خود نشان دادند و از آن جایی که گوار به عنوان صمغ تجاری نسبت به سایر صمغ‌ها موارد مصرف بیشتری در صنایع غذایی دارد، برای افزایش قوام فرآورده‌های غذایی حالت تشدیدی ثعلب و گوار مطلوب می‌باشد. گوار در غلظت‌ حدود ۲۵/۰% حالتی تقریبا نیوتونی را در سرعت‌های چرخشی بالا که گرانروی ظاهری تغییر می‌کند از خود نشان داد (کایاسیر و دوگان، ۲۰۰۶).
ازدمیر و کلیک گزارش کردند دوغ، که عملیات تخمیر ماست مورد استفاده در آن در دماهای بالا انجام شده باشد و pH نهایی آن پایین باشد کمترین میزان جداسازی فازی را از خود نشان می‌دهد و باکتریی‌هایی که چند قندی‌های طنابی[۱۶] تولید می‌کنند اگر در مرحله‌ی تخمیر استفاده شوند جداسازی فازی را در هر دما و pH نسبت به باکتری‌هایی که رشته‌های چند قندی تشکیل نمی‌دهند کاهش می‌دهند. آن‌ها دمای تخمیر ۴۳ درجه وpH 3/4 را برای تولید دوغ با بالاترین گرانروی و کمترین جداسازی فازی پیشنهاد دادند (ازدمیر و کیلیک، ۲۰۰۴).
کوکسوی و کیلیک در پژوهشی پکتین با متوکسیل پایین، کاپا کاراگینان، سدیم- ژلاتین، صمغ گوار، صمغ دانه‌ی اقاقیا، آگار و پکتین با متوکسیل بالا را برای پایدارسازی دوغ مورد استفاده قرار دادند. تنها گوار و دانه‌ی اقاقیا، ژلاتین و پکتین با متوکسیل بالا توانستند پایداری دوغ را بهبود بخشند. صمغ گوار و دانه‌ی اقاقیا در غلظت ۲۵/۰% پایداری کامل را در دوغ ایجاد کردند. پکتین با متوکسیل بالا و ژلاتین نتوانستند حتی در غلظت ۵/۰% هم دوغ را کاملا پایدار کنند ولی پایداری را تا حدودی بهبود بخشیده در ضمن رفتار دوغ در اثر افزودن صمغ‌ها تغییر یافته و به حالت شبه‌پلاستیک در آمد (کوکسوی و کیلیک، ۲۰۰۴).
کوکسوی و کیلیک در پژوهشی دیگر تاثیر میزان آب و نمک را روی جداسازی فازی بررسی کردند و یافته‌ها نشان داد که افزایش میزان آب و نمک جداسازی سرم را در دوغ افزایش داد (کوکسوی و کیلیک، ۲۰۰۳).
ترومپ و همکاران معتقدند که نوشیدنی‌های اسیدی شیری نیاز به پایدار کننده‌هایی مثل پکتین با متوکسیل بالا دارد تا از جداسازی فازی آن‌ها جلوگیری شود. آن‌ها مقدار پکتینی که با کازئین واکنش می‌دهد و آن مقدار که در سرم باقی می‌ماند را اندازه‌گیری کردند. یافته‌ها نشان داد که کمتر از ۲۰% پکتین اضافه شده مستقیما با کازئین واکنش می‌دهد و در پایدارسازی مؤثر است و بقیه‌ی آن در شبکه کازئین و پکتین محلول است و نقشی در پایداری ندارد. آن‌ها از پکتین استری شده (۲/۷۲%) استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که از میان pH‌های ۷/۶، ۵/۵ و ۴، pH 4 مناسب‌ترین pH برای واکنش استریک بین پکتین و کاپا کازئین می‌باشد. در ضمن افزایش همگن‌سازی از ۵۰ به ۲۵۰ بار سبب کاهش پکتین موجود در سرم (غلظت ۳/۰% پکتین) شد. البته این مسئله در حضور ۵/۸% ماده‌ی خشک بدون چربی صادق است. افزایش فشار همگن‌سازی سبب واکنش بیشتر پکتین (هیدروکلوئید جاذب) با پروتئین شد (ترومپ و همکاران، ۲۰۰۴).
اولویرا و همکاران گزارش کردند که نوشیدنی لاکتیکی، ۳۵% جداسازی فازی را پس از ۱۴ روز نگهداری از خود نشان داد. اضافه کردن گوار و نشاسته، به عنوان پایدار کننده، به نوشیدنی اسیدی سبب ایجاد ساختار رشته‌ای و کروی در این نوشیدنی شد (اولویرا و همکاران، ۲۰۰۲).
دکروف و تیونر واکنش بین کازئین‌ها و چند قندی‌های خارج سلولی (اگزو پلی‌ساکارید) را برای افزایش قوام و پایداری فرآورده‌های تخمیری شیری مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها دریافتند که غلظت‌های بالای چند قندی‌های خارج سلولی با به دام انداختن پروتئین‌ها از جداسازی فازی جلوگیری می‌کنند. چند قندی‌های خارج سلولی توسط باکتری‌ها در فرآورده‌های تخمیری تولید می‌شوند و دارای خاصیت غلیظ کنندگی می‌باشند. چند قندی‌های خارج سلولی با کازئین‌ها در pH برابر ۷ واکنش می‌دهند. استفاده از غلظت‌های پایین چند قندی‌های خارج سلولی به دلیل سازوکار تهی‌سازی، سبب جداسازی فازی می‌شوند (دکروف و تیونر، ۲۰۰۱).
ونگ و همکاران در پژوهشی پایداری صمغ گوار در شرایط اسیدی در محلول‌ها را بررسی کردند نتایج نشان داد که هر چه درجه حرارت بالاتر رود پایداری گوار هم بالاتر می‌رود. در ضمن گوار را باید تحت شرایط اسیدی و دمای متوسط استفاده نمود (ونگ و همکاران، ۲۰۰۰).
کیانی و همکاران طی مطالعهای در کنار ویژگیهای مرسوم دوغ، رفتار جریان و نیز اثر هموژنیزاسیون را بر ویژگی های رئولوژیکی دوغ بررسی کردند و توزیع اندازه ذرات و میکروساختارها را اندازه گیری نمودند. نتایج نشان داد که دوغ رفتار نیوتنی داشت و ویسکوزیته آن بین ١ و۲ سانتی پوآز بود. بزرگترین توزیع اندازه ذرات ۲-۳۰ میکرون بوده و فشار هموژنیزاسیون بر ویسکوزیته اثری نداشت (کیانی و همکاران، ۲۰۰۸).
گرجی و همکاران تاثیر سه گونه مختلف کتیرای ایرانی به نامهای آستراگالوس گوسیپینوس، آستراگالوس فلوکوسوس و آستراگالوس راهنسیس را بر خصوصیات رئولوژیکی و پایداری دوغ در مدت ۳۰ روز نگهداری مورد مطالعه قرار دادند. نتایج آنها نشان داد که بیشترین پایداری در نمونه‌های حاوی صمغ کتیرا گونه آستراگالوس گوسیپینوس با غلظت ۳/۰ درصد در طول ۳۰ روز نگهداری بود. دلیل آن بالا بودن محتوی اسید اورونیک و میزان جز نامحلول صمغ کتیرا در گونه‌ی آستراگالوس نسبت به دو گونه‌ی دیگر می‌تواند عاملی برای ایجاد یک دیسپرسیون کلوئیدی پایدارتر توسط این گونه در مقایسه با دو گونه‌ی دیگر در غلظت‌های مساوی باشد. همچنین، اطلاعات به دست آمده از آزمون توزیع اندازه ذرات نشان دهنده ریز شدن ذرات تجمع یافته بعد از افزودن صمغ و به خصوص گونه آستراگالوس گوسیپینوس صمغ کتیرا بود و بیشترین امتیاز خواص حسی را به دست آورد (گرجی و همکاران، ۲۰۱۱).
فروغی‌نیا و همکاران تاثیر افزودن دو نوع صمغ بومی (ثعلب و کتیرا) و یک نوع صمغ تجاری(گوار) در افزایش پایداری و کاهش دو فاز شدن دوغ را مورد بررسی قرار دادند. آنها سه نوع صمغ، به صورت تکی در غلظتهای ۱/۰ تا ۵/۰ درصد و ترکیب دو‌تایی (به نسبت ۲۰:۸۰، ۸۰:۲۰، ۵۰:۵۰) در غلظتهای ۱/۰ و ۲/۰ درصد به دوغ افزوده و پایداری و ویژگیهای رئولوژیکی آنها را در اثر افزودن این ترکیبات مورد بررسی قرار دادند. نتایج آنها نشان داد که اضافه کردن تکی صمغها سبب افزایش پایداری دوغ شد، که در این میان تاثیر صمغ کتیرا بهتر از دو صمغ دیگر بود. به طوری که این صمغ توانست در غلظت ۳/۰ درصد دوغ را به طور کامل پایدار کند. در ضمن در ترکیبهای دوتایی به کار برده شده، ترکیبهای حاوی صمغ کتیرا بیشترین پایداری را ایجاد کردند. همچنین افزایش صمغها باعث تغییر رفتار رئولوژیک دوغ از حالت نیوتنی به حالت شبهپلاستیک گردید. انجام عملیات مکانیکی نیز سبب کاهش پایداری دوغهای حاوی صمغ گردید. ثعلب و کتیرا که از هیدوکلوئیدهای غیر جاذب هستند با افزایش گرانروی و قدرت نگهداری آب سبب افزایش پایداری دوغ شدند (فروغی‌نیا و همکاران، ۱۳۸۶).
پنا و همکاران اثر کارآگینان روی نوشیدنی اسیدی حاصل از اختلاط ماست و سرم را بررسی کردند و مشاهده کردند که این نوشیدنی ویژگی‌های سیالات غیر نیوتونی را داشته و مقدار کل مواد جامد نسبت به مقدار کارآگینان تاثیر بیشتری در ویژگی‌های رئولوژیکی دارد (پنا و همکاران، ۲۰۰۳).
فصل سوم
مواد و روش‌ها

این نوشته را هم بخوانید :   بررسی تاثیر برخی از هیدروکلوئیدها بر پایداری و خواص رئولوژیکی و حسی ...

منبع فایل کامل این پایان نامه این سایت pipaf.ir است