دانشگاه فردوسی مشهد
دانشکده کشاورزی
پایان نامه کارشناسی ارشد
بررسی اثر pH، غلظت نمک و دمای پاستوریزاسیون بر پدیده دوفاز شدن دوغ
استادان راهنما
دکتر محمد جواد وریدی
دکتر مهدی وریدی
استاد مشاور
دکتر محبت محبی
دی 1393
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
دوغ یکی از فرآوردههای لبنی است که در طی زمان نگهداری، ناپایدار میگردد. از مهمترین عوامل مؤثر بر پایداری دوغ میتوان به pH، درصد نمک و تیمار حرارتی اشاره کرد. هدف از این مطالعه تعیین شرایط بهینه pH دوغ، میزان نمک حل شده و دمای فرآیند حرارتی است. در این تحقیق از سه غلظت (4/0%، 6/0، 8/0)، سه pH (5/3، 4 و 5/4) و سه دما (°C 65، 75 و 85) استفاده شد. تأثیر این فاکتور بر میزان دو فاز شدن، ویسکوزیته، توزیع اندازه ذرات، ریز ساختار، پتانسیل زتا و بعد برخال با بهره گرفتن از طرح RSM بررسی شد. میزان دو فاز شدن با کاهش pH و افزایش اولیه غلظت نمک و دمای حرارتی ، کاهش یافت اما در سطح بالای غلظت نمک و دما، دو فاز شدن افزایش یافت. اثر سه فاکتور بر ویسکوزیته مشابه اثر آنها بر میزان دو فاز شدن بود. دما اثر مثبتی بر قطر متوسط داشت و افزایش غلظت نمک ابتدا موجب افزایش قطر متوسط و سپس کاهش آن شد. همچنین کاهش pH موجب کاهش اندازه ذرات کلوئیدی گردید. مقادیر بهینه برای pH، غلطت نمک و دما جهت بیشترین پایداری به ترتیب برابر با 6/3، 59/0 درصد و 35/76 درجه سانتیگراد بود.
کلید واژهها: پایداری کلوئیدی، دما، دوغ، نمک، pH
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 1
1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 1
فصل دوم: بررسی منابع ……………………………………………………………………………………………………………………….. 4
2-1- سوسپانسیونهای کلوئیدی …………………………………………………………………………………………………………….. 4
2-2- نوشیدنیهای لبنی اسیدی ……………………………………………………………………………………………………………… 5
2-3- نوشیدنی دوغ ……………………………………………………………………………………………………………………………… 5
2-3-1- ارزش تغذیه ای دوغ……………………………………………………………………………………………………………….. 6
2-3-2- خواص فیزیکی دوغ ………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-3-3- عیوب فیزیکی دوغ …………………………………………………………………………………………………………. 10
2-3-3-1- دوفاز شدن …………………………………………………………………………………………………………………. 10
2-3-3-2- ویسکوزیته پائین ……………………………………………………………………………………………………….. 12
2-3-3-3- ویسکوزیته زیاد …………………………………………………………………………………………………………. 13
2-3-4- جلوگیری از دوفاز شدن دوغ ………………………………………………………………………………………………. 13
2-4- پروتئین های آب پنیر ………………………………………………………………………………………………………………….. 20
2-4-1- پایداری پروتئینهای آب پنیر …………………………………………………………………………………………………. 23
2-4-1-1- pH …………………………………………………………………………………………………………………………………. 23
2-4-1-2- حرارت …………………………………………………………………………………………………………………………….. 25
2-4-1-3- نمک ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 28
2-5- کازئین ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30
2-5-1- پایداری کلوئیدی میسلها …………………………………………………………………………………………………. 33
2-5-1-1- pH ………………………………………………………………………………………………………………………….. 33
2-5-1-2-حرارت ……………………………………………………………………………………………………………………….. 35
2-5-1-3- نمک ………………………………………………………………………………………………………………………… 38
فصل سوم: مواد و روشها …………………………………. ……………………………………………………………………………. 27
3-1- تولید دوغ ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 42
3-2- آزمونهای شیمیایی …………………………………………………………………………………………………………………… 42
3-2-1- تعیین pH و اسیدیته ……………………………………………………………………………………………………….. 43
3-2-2- تعیین مقدار پروتئین، چربی و ماده خشک ……………………………………………………………………… 43
3-3- تعیین ویسکوزیته ……………………………………………………………………………………………………………………….. 43
3-4- بررسی ساختار ……………………………………………………………………………………………………………………………. 44
3-5- تعیین اندازه ذرات ………………………………………………………………………………………………………………………. 43
3-6- بررسی پایداری فیزیکی …………………………………………………………………………………………………………….. 44
3-7- اندازه گیری پتانسیل زتا ……………………………………………………………………………………………………………. 45
3-8- طرح آماری و تجزیه و تحلیل نتایج ………………………………………………………………………………………….. 45
فصل چهارم: نتایج و بحث ……………………………………………………………………………………………………………… 46
4-1- نتایج آزمایشها ………………………………………………………………………………………………………………………… 46
4-1-1- برازش مدل ………………………………………………………………………………………………………………………. 46
4-1-2- تاثیر متغیرهای فرآیند بر پاسخ ویسکوزیته ……………………………………………………………………. 51
4-1-3- تأثیر متغیرهای فرآیند بر پاسخ پتانسیل زتا …………………………………………………………………… 55
4-1-4- تأثیر متغیرهای فرآیند بر پاسخ بعد برخال …………………………………………………………………….. 58
4-1-5- تأثیر متغیرهای فرآیند بر پاسخ پهنای توزیع ذرات ……………………………………………………….. 62
4-1-6- تأثیر متغیرهای فرآیند بر پاسخ قطر متوسط ذرات ………………………………………………………… 66
4-1-7- تأثیر متغیرهای فرآیند بر پاسخ پایداری (دوفاز شدن) ………………………………………………….. 70
4-2- تعیین شرایط بهینه پایداری دوغ …………………………………………………………………………………………….. 74
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………………………………………………………. 76
5-1- نتیجه گیری کلی …………………………………………………………………………………………………………………….. 76
5-2- پیشنهاد پژوهشهای آتی ……………………………………………………………………………………………………….. 77
فهرست منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………… 88
پیوست ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 86
پیوست 1. فهرست اسامی لاتین …………………………………………………………………………………………………..87
فهرست شکلها
| عنوان | صفحه |
شکل 4-1. اثر تغییرات دما- غلظت نمک بر ویسکوزیته pH ثابت 00/4 ………………………………………… 52
شکل 4-2. اثر تغییرات دما- pH بر ویسکوزیته غلظت نمک ثابت 6/0 درصد ………………………………… 53
شکل 4-3. اثر تغییرات غلظت نمک- pH بر ویسکوزیته دما ثابت 75 درجه سانتیگراد ……………….. 54
شکل 4-4. اثر تغییرات دما- غلظت نمک بر پتانسیل زتا pH ثابت 00/4 ……………………………………….. 56
شکل 4-5. اثر تغییرات دما- pH بر پتانسیل زتا غلظت نمک ثابت 6/0 درصد ……………………………….. 57
شکل 4-6. اثر تغییرات غلظت نمک- pH بر پتانسیل زتا دما ثابت 75 درجه سانتیگراد ………………. 58
شکل 4-7. اثر تغییرات دما- غلظت نمک بر بعد برخال pH ثابت 00/4 …………………………………………. 60
شکل 4-8. اثر تغییرات دما- pH بر بعد برخال غلظت نمک ثابت 6/0 درصد …………………………………. 61
شکل 4-9. اثر تغییرات غلظت نمک- pH بر بعد برخال دما ثابت 75 درجه سانتیگراد ………………… 62
شکل 4-10. اثر تغییرات دما- غلظت نمک بر اسپان pH ثابت 00/4 ………………………………………………. 64
شکل 4-11. اثر تغییرات دما- pH بر اسپان غلظت نمک ثابت 6/0 درصد ………………………………………. 65
شکل 4-12. اثر تغییرات غلظت نمک- pH بر اسپان دما ثابت 75 درجه سانتیگراد ……………………… 66
شکل 4-13. اثر تغییرات دما- غلظت نمک بر قطر متوسط pH ثابت 00/4 …………………………………….. 68
شکل 4-14. اثر تغییرات دما- pH بر قطر متوسط غلظت نمک ثابت 6/0 درصد …………………………….. 69
شکل 4-15. تغییرات غلظت نمک- pH بر قطر متوسط دما ثابت 75 درجه سانتیگراد ………………… 70
شکل 4-16. اثر تغییرات دما- غلظت نمک بر پایداری pH ثابت 00/4 …………………………………………. 72
شکل 4-17. اثر تغییرات دما- pH بر پایداری غلظت نمک ثابت 6/0 درصد …………………………………. 73
شکل 4-18. تغییرات غلظت نمک- pH بر پایداری دما ثابت 75 درجه سانتیگراد ……………………… 74
فهرست جدولها
| عنوان | صفحه |
جدول 4-1. نتایج آنالیز آماری مدلهای برازش یافته بر داده های پاسخ …………………………………………. 47
جدول 4-2. سطوح واقعی متغیرهای مستقل و مقادیر واقعی و پیش بینی شده پاسخها ………………. 49
جدول 4-3. ضرایب مدل رگرسیون و نتایج آنالیز واریانس برای متغیرهای پاسخ ………………………….. 50
جدول 4-4. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای شش پاسخ ……………………………………………………………. 50
جدول 4-5. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای پاسخ ویسکوزیته ………………………………………………….. 51
جدول 4-6. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای پاسخ پتانسیل زتا ………………………………………………… 55
جدول 4-7. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای پاسخ بعد برخال …………………………………………………. 59
جدول 4-8. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای پاسخ اسپان ………………………………………………………… 63
جدول 4-9. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای پاسخ قطر متوسط ……………………………………………… 67
جدول 4-10. ضرایب مدل درجه دوم کامل برای پاسخ پایداری ………………………………………………….. 71
جدول 4-11. شاخصها و اهداف بهینه سازی پایداری دوغ …………………………………………………………. 75
جدول 4-12. مقادیر پیش بینی شده و واقعی در شرایط بهینه پایداری دوغ ………………………………. 75
فصل اول: مقدمه
شیرهای تخمیری از مهمترین ابداعات تمدن بشری هستند. از لحاظ تاریخی، این مواد غذایی در نجات مردم از قحطی سهم بسزایی داشته اند و از لحاظ تغذیه، ضمن تأمین مواد لازم برای زندگی، در مطبوع ساختن غذای روزانه موثرند. از نظر جغرافیایی در کشورهای در حال توسعه، این محصولات مواد غذایی اساسی را تشکیل میدهند. منشأ و محل اولیه تولید فرآوردههای تخمیری در دنیا، کشورهای خاور نزدیک است. همچنین نشانه هایی از وجود شیرهای تخمیر شده در حدود 10 تا 15 هزار سال پیش وجود دارد. تهیه این محصولات بعدها در اروپای مرکزی و شرقی نیز مورد توجه و محبوبیت قرار گرفت. احتمالاً اولین بار نحوه تولید شیر های تخمیری به طور تصادفی برای انسان شناخته شد. به طوری که میکروارگانیسمهای مولد اسید لاکتیک با تأثیر بر شیر و لخته نمودن آن، سبب شناسایی فرآوردههای تخمیری گردیدند. در ابتدای قرن بیستم، الی مچنیکوف[1] (برنده روسی جایزه نوبل) متوسط عمر بالای مردم بلغار را به مصرف فرآوردههای تخمیری شیر مربوط دانست. انواع مختلفی از شیرهای تخمیر شده در سرتاسر دنیا تولید میشوند که در این میان، ماست محبوبیت بالایی دارد (پورهیت، 2008).
كلمه دوغ از واژه فارسی دوشیدن اقتباس شده است و در لغت به معنای ماده حاصل از دوشیدن است. این فرآورده یکی از انواع شیرهای تخمیری و نوشیدنی سنتی ایرانیان و برخی ملل دیگر در اروپای شرقی، خاورمیانه و آسیا به شمار میآید و ارزش غذایی مشابه با سایر فرآوردههای لبنی به ویژه ماست دارد. دوغ ایرانی از اختلاط ماست، آب، نمک و گیاهان معطر تهیه میگردد. در حال حاضر، دوغ در بین نوشیدنیهای مرسوم جایگاهی ویژه دارد و حجم تولیدات صنعتی این محصول به میزان زیادی افزایش یافته است؛ به طوری که میزان مصرف سرانه و تولید صنعتی آن در سالهای اخیر رشد قابل توجهی داشته است. طبق آمار وزارت جهاد کشاورزی، تولید دوغ در سالهای 1381، 1382 و 1385 به ترتیب 12، 48 و 120 هزار تن بوده است (قربانی گرجی و همکاران، 1390؛ میرچولی برازق و صداقت، 1389؛ نصیرپور و همکاران، 1390)
در حال حاضر دوغ از فرآوردههای مهم و اقتصادی کارخانههای لبنی میباشد. همچنین در چند سال اخیر، تمایل جامعه به نوشابههای طبیعی و سالم افزایش یافته است. همین مسئله، لزوم توجه به جنبه های کیفی این محصول، ایجاد ثبات در خواص آن و انجام تحقیقات کاربردی در این زمینه را نشان میدهد.
یک نوشیدنی به لحاظ کیفیت و بازارپسندی، از جنبه های مختلف مانند عطر و طعم و ویژگیهای حسی مورد ارزیابی مصرف کننده قرار میگیرد. یکی از این ویژگیها، ظاهر نوشیدنی است. مشکلی که در ارتباط با نوشیدنی دوغ وجود دارد، دوفاز شدن طی مدت نگهداری است که مرتبط با خواص جریانی این فرآورده میباشد. در فرآیند تولید دوغ، لخته ماست توسط نیروی برشی با آب مخلوط شده و تکه های بزرگ پروتئینی تشکیل میگردد. به دلیل ویسکوزیته پائین دوغ، دوفاز شدن در طی زمان رخ میدهد.
دوفاز شدن دوغ، ارزش غذایی آن را کاهش نمیدهد ولی ظاهر طبیعی آن را نامطلوب میسازد. افزودن هیدروکلوئیدها از جمله روشهای جلوگیری از دوفاز شدن در فرآوردههای لبنی تخمیری است. هیدروکلوئیدها با افزایش ویسکوزیته دوغ یا ایجاد دافعه فضایی بین ذرات کلوئیدی، سبب پایداری نوشیدنی تخمیری میشوند (سماواتی، 2011). با این حال، استفاده از هیدروکلوئیدها علاوه بر افزایش قیمت تمام شده محصول، بر طعم و احساس دهانی ما تأثیر نامطلوب داشته و پذیرش نوشیدنی را کاهش میدهد. همچنین استفاده از پایدارکنندهها در برخی کشورها با محدودیت قانونی روبرو است. لذا اصلاح فرآیند تولید این فرآورده جهت رسیدن به بیشترین پایداری، در اولویت قرار دارد (کیانی و همکاران، 1388؛ فروغینیا و همکاران، 1388؛ ازدمیر و کلیک، 2004).
عوامل متعددی مانند نوع استارتر مورد استفاده در تولید ماست، غلظت ماده خشک (به ویژه کازئین)، نسبت رقیق سازی آب با ماست، مقدار نمک اضافه شده، pH فرآورده، دما و زمان پاستوریزاسیون و شرایط هموژنیزاسیون در فرآیند تولید این نوشیدنی دخیل هستند که با یافتن شرایط بهینه برای این عوامل، میتوان به بالاترین پایداری با حداقل نیاز به افزودن پایدارکنندهها دست یافت. با توجه به ماهیت پروتئینی این فرآورده، بررسی عوامل بر ساختار پروتئین از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مورد میتوان به قدرت یونی، دما و pH اشاره کرد. این عوامل با تأثیر بر بارهای سطحی و تشکیل پیوندهای جدید، در نهایت بر ساختار و پایداری پروتئین مؤثر هستند (حامدی، 1387).
هدف از این مطالعه بهینهسازی دمای پاستوریزاسیون، pH نهایی فرآورده و درصد نمک افزوده شده جهت تولید نوشیدنی دوغ با بیشترین پایداری و بررسی تأثیر هر یک از این مولفهها بر ویژگیهای فیزیکوشیمیایی مانند رفتار جریان، اندازه ذرات، بعد برخال، پتانسیل زتا، پهنای توزیع ذرات (اسپان) و پایداری فیزیکی در طی 30 روز نگهداری این فرآورده میباشد.
تعداد صفحه : 104
قیمت :14700 تومان
