بهبود خواص ارگانولپتيكي نان با استفاده از آب پنير حسين جوينده
دانشگاه شهيد چمران، مجتمع عالي رامين، گروه علوم و صنايع غذايي
چكيده نان و محصولات آردي مهمترين منبع غذايي مردم ايران است. در چند سالة اخير، مصرف نان به دلايل متعدد منجمله بالا رفتن هزينة ساير مواد غذايي افزايش قابل ملاحظه اي يافته است. بديهي است با توجه به محدوديت منابع و عدم امكان تأمين مواد غذايي مي بايد جهت رفع نيازهاي تغذيه اي مردم بويژه اقشار كم درآمد از ساده ترين روش جهت تأمين مواد غذايي مورد نياز آنها استفاده گردد. يكي از اين راهها تهية نانهاي مخصوص و غني شده با پروتئين، املاح و ويتامين ها مي باشد. اين پژوهش نيز در همين راستا انجام پذيرفت. دراين تحقيق پس ازتهية كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري يا FWPC (Fermented whey protein Concentrate) از آب پنير تازة شيرين، مقادير مختلفي از آن در فرمولاسيون نان مربوط به نانوايي مجتمع رامين (ملاثاني) خوزستان به كار برده شد و تأثير كنسانترة پروتئيني آب پنير افزوده شده بر خصوصيات حسي يا ارگانولپتيكي اين محصولات شامل خواص طعم، بافت، رنگ و رايحه توسط 5 فرد پانليست مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين مطالعه، FWPC در فرمولاسيون نان در پنج سطح صفر (نمونة شاهد)، 25، 50، 75، و 100 درصد بطور وزني/ وزني جايگزين آب مورد استفاده جهت توليد خمير گرديد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه با افزايش ميزان استفاده از كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري در فرمولاسيون نان لواش، تمامي خواص ارگانولپتيكي مورد آزمايش شامل طعم، بافت، رنگ، و رايحة محصول بطور قابل توجهي بهبود مي يابد. اين تغييرات بويژه در رنگ و بافت محصول قابل توجه بود بطوري كه با افزايش درصد جايگزينيFWPC ، رنگ مغز نمونه هاي نان لواش توليد شده سفيدتر و رنگ پوسته نيز طلايي تر مي گرديد. همچنين، با افزايش درصد بكارگيري FWPC بجاي آب مورداستفاده درهنگام تهية خمير تا يك حد معين خاصيت جوندگي نان بطور قابل توجهي بهبود مي يافت. در هر حال، پس از امتيازدهي به تيمارهاي مختلف، بكارگيري سطح 75درصد به عنوان بهترين سطح جايگزيني مشخص گرديد.
مقدمه
به دليل محدوديت مواد غذايي بويژه مواد پروتئيني، امروزه بسياري از محققين توجه خود را به استفادة بهينه از مواد غذايي موجود بخصوص استفاده از ضايعات مواد غذايي معطوف نموده اند. آب پنير، يك فراوردة جانبي حاصل از توليد پنير سفيد است كه به دليل دارا بودن مواد مغذي با ارزش بويژه پروتئينهاي سرمي (وي پروتئين) از ارزش غذايي بالايي برخوردار است. به علت وجود مقادير نسبتاً زياد آب پنير توليدي در كشور كه بالغ بر 000/233/2 تن در سال مي باشد (3)، يافتن راه حلي منطقي و مناسب جهت استفاده از آب پنير همواره مورد توجه بوده است.
اگرچه هم اكنون در برخي از نقاط كشورمان از آب پنير بويژه جهت توليد پودر آب پنير، ريكوتا و همچنين جهت استفاده در خوراك دام استفاده مي گردد، اما با وجود اين هنوز بخش قابل توجهي از آب پنير توليدي كارگاهها و كارخانجات پنيرسازي دور ريخته مي شود. همين امر نيز سبب شده است كه هنوز مشكلات محيط زيستي منتج از دور ريختن آب پنير باقي بماند. از طرف ديگر، دور ريختن آب پنير در شرايطي صورت مي پذيرد كه در ميهنمان با بحران مواد غذايي بويژه مواد پروتئيني روبرو هستيم و اين درحالي است كه در بسياري از كشورهاي دنيا بخصوص آمريكا و كشورهاي اروپايي از آب پنير به عنوان يك مادة غذايي با ارزش در توليد انواع محصولات غذايي به شكل مستقيم همانند توليد انواع نوشابه هاي تخميري و غيرتخميري، و غير مستقيم همانند بكارگيري درتوليد فراورده هاي لبني، انواع سوسيس وكالباس و همچنين محصولات پخت استفاده مي شود (1، 7 ، 8 ، و 10).
متأسفانه در كشورمان به دليل كيفيت پايين نانهاي توليدي همه ساله مقادير قابل توجهي نان ضايع مي گرددكه اين مقدار تقريباً معادل 2 ميليون تن گندم تخمين زده شده است (3). اين درحالي است كه در حال حاضر با محدوديت اعتبارات و همچنين زمينهاي زراعي روبرو هستيم و در آينده حتي با بالا بردن عملكرد در هكتار نخواهيم توانست نان مورد نياز جامعه را تأمين كنيم. اگرچه يكي از دلايل اصلي پايين بودن كيفيت نانهاي توليدي در كشور مربوط به كيفيت پايين گندم يا آرد مورد استفاده است، اما عوامل و دلايل مهم ديگري همچون روش نامناسب توليد نان در بروز اين معضل مؤثرند. لذا، توجه به كيفيت محصولات پخت بويژه نان و بررسي روشهاي مختلف جهت بهبود كيفيت نان توليدي كشور جهت جلوگيري از ضايع شدن و به هدر رفتن آن امري بسيار ضروريست.
آب پنير، يكي از منابع غني كننده و بهبود دهندة فراورده هاي پخت بخصوص نان است كه توجه محققين را در سالهاي اخير به خود جلب نموده است . اين ماده با دارا بودن حدود 5/6 درصد مادة خشك شامل حدود يك درصد پروتئين، 5/4 درصد لاكتوز و مقادير قابل توجهي مواد معدني و ويتامين به عنوان يك مادة غذايي با ارزش مي تواند كيفيت غذايي محصولات پخت را به طرز قابل توجهي بهبود بخشد (4 و 8).
كنسانترة پروتئيني آب پنير مادة سفيد رنگي است كه به عقيدة كارشناسان يكي از بهترين مكملهاي پروتئيني غلات به شمار مي رود و افزودن مقادير كمي از آن مي تواند تا حد قابل ملاحظه اي كيفيت پروتئيني غلات را بهبود ببخشد (4 و 8). به علاوه، به عقيدة برخي ديگر از محققين افزودن كنسانترة پروتئيني آب پنير سبب بهبود خصوصيات پخت، عطر و مزه، و حجم نان گرديده و خواص فيزيكي و رئولوژيكي خمير را نيز بهبود مي بخشد (2، 3، 7، 9 و10). بنابراين، با بكارگيري آب پنير در فرآورده هاي پخت بويژه در شرايطي كه استفاده از اين ماده سبب بهبود خواص ارگانولپتيكي يا حسي اين محصولات گردد مي توان از يك سو ارزش غذايي اين فراورده ها را افزايش داد و از سوي ديگر ميزان ضايعات آنها را كاهش داد.
مواد و روشها
هدف از اين تحقيق، اراية يك روش ساده و عملي جهت بكارگيري آب پنير در فرمولاسيون نان مجتمع رامين به منظور ارتقاي خواص كيفي نان و افزايش قابليت پذيرش مصرف كننده بود. در اينجا پس از تهية كنسانترة پروتئيني تخميري از آب پنير، مقادير متناسبي از آن در فرمولاسيون نان مجتمع بكار گرفته شد.
الف - تهية كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري (FWPC ):
در اين پژوهش، ابتدا پروتئينهاي با ارزش آب پنير با روشي بسيار ساده و تنها با كمك دو عامل حرارت و كاهش PH رسوب داده شد. در اين تحقيق جهت تهية كنسانترة پروتئيني تخميري از آب پنير تازة شيرين (بدست آمده از انعقاد آنزيمي) استفاده گرديد. درابتدا، آب پنير در دماي Cْ 80 به مدت 10 دقيقه حرارت داده شد. فرايند حرارتي مذكور سبب دناتوراسيون مناسب پروتئينهاي آب پنير مي گرديد و به اين ترتيب شرايط لازم جهت امكان رسوب دادن پروتئينهاي آب پنيرمهيا مي شد. درادامه، پس از رساندن دماي آب پنير به Cْ 42، سوشهاي ماست به آن افزوده گرديد. پس از عمل تخمير به مدت حدود 3ساعت (تا تنزل PHبه حدود 5/4)، كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري توسط سانتريفوژ (3000 دور در دقيقه) به صورت رسوب سفيد رنگي از آب پنير جدا گرديد و در يخچال نگهداري و به تدريج مورد استفاده قرار گرفت (1).
ب- روش توليد نمونه:
در اين پژوهش، FWPC يا كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري با نسبتهاي مختلف در فرمولاسيون نان لواش توليدي در مجتمع به كار برده شد و خصوصيات ظاهري نمونه هاي توليد شده از نظر رنگ پوستة نان، طعم و مزه، بافت وخصوصيت جوندگي، و همچنين رايحه يا آروماي محصول بررسي گرديد.
در نانوايي مجتمع رامين، همانند اكثر نانواييهاي كشور، نان لواش با يك فرمولاسيون و روش توليد نسبتاً ثابتي توليد مي شود. نان مجتمع با فرمولاسيون تقريبي: 5/1 كيلوگرم آرد (با درصد رطوبت حدود 15 درصد)، يك كيلوگرم آب، 2/2 گرم جوش شيرين و 17 گرم نمك توليد مي گردد.
براي تهية خمير، مواد فرمولاسيون با نسبتهاي اشاره شده در همزن خميرگير ريخته شد و با يك دور ثابت تا حدود 15 دقيقه به هم زده شد. پس از تهية خمير با توجه به فرمولاسيون فوق، عمل چانه گيري صورت پذيرفت. بدين ترتيب كه خمير به قسمتهاي كوچكي با وزن تقريبي 200 گرم تقسيم گرديد و براي مدت حدود 15 دقيقه براي ايجاد يك حالت مناسب شكل پذيري در خمير به حال خود گذاشته شد. سپس چانه هاي خمير جهت توليد نان بروي ميز جلوي فر هدايت شد. در اين قسمت، چانه هاي خمير با كمك دست به صورتي يكنواخت و با ضخامتي مناسب پخش شد و به شكل نان مسطح مورد نظر بروي نوار چرخان فر قرار گرفت.
در اين تحقيق، FWPC در پنج سطح 0، 50، 75، و 100 درصد بطور وزني جايگزين آب مورد استفاده جهت توليد خمير گرديد. در هر حال، كلية نمونه هاي خمير با درصد مادة خشك ثابتي توليد شدند. يعني در هنگام جايگزين نمودن كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري بجاي آب مورد نياز، مقدار درصد مادة خشك اضافه شده به خمير از طريق كنسانتره نيز محاسبه گرديد و اين مقدار با افزودن مجدد آب پنير جبران شد. براي مثال در حالت 50 درصد جايگزيني آب پنير بجاي آب و جهت توليد يك كيلوگرم خمير (حاوي 510 گرم مادة خشك) از مقدار 200 سي سي آب، 222 سي سي (200 + 22) آب پنير، 600 گرم آرد و حدود 7 گرم نمك و 9/0 گرم جوش شيرين استفاده گرديد. در مقدار صفر درصد جايگزيني (نمونة شاهد)، نان بدون استفاده از آب پنير توليد شد كه اين محصول در واقع همان نان توليدي مجتمع بود. درحالت 100 درصد جايگزيني نيزجهت توليد خمير بجاي آب تنها از كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري استفاده گرديد.
ج- انجام آزمونهاي كمي و كيفي (پانل ):
آزمونهاي كمي: دراين مطالعه، ميزان درصد مواد جامد تام، چربي، پروتئين و همچنين اسيديته مطابق روش ارائه شده دركتاب A.O.A.C. (5) انجام پذيرفت. PH نيز با استفاده از PH متر ديجيتال اندازه گيري شد.
آزمون پانل (بررسي خصوصيات ارگانولپتيكي محصول): در اين قسمت مهمترين خصوصيات ارگانولپتيكي نان لواش شامل: طعم، بافت، رنگ، و رايحه توسط 5 فرد پانلسيت مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت. در واقع نمونه ها از طريق يك آزمون ترجيحي (تست هدونيك) با يكديگر مقايسه شدند به اين ترتيب كه نمونه ها به همراه فرم نظرخواهي جهت ارزيابي خواص حسي مذكور به اين افراد داده شد و پانليستها نظر خود را بر اساس امتيازدهي به هر يك از خواص حسي مورد نظر ابراز داشتند. در اينجا ارزيابي به صورت يك آزمون هفت نقطه اي 3- تا 3+ (بسيار بد تا بسيار خوب) براي هر يك از خواص كيفي مورد آزمايش صورت پذيرفت و پس از امتيازدهي، نتايج مورد ارزيابي و تجزيه و تحليل قرار گرفت.
د- روش آناليز داده ها، نحوة امتيازدهي نهايي و مشخص كردن بهترين نمونه:
در اينجا بر اساس اهميت هر يك از صفات كيفي مورد نظر، به هر يك از صفات نمره اي تعلق گرفت، بطوري كه به طعم كه بيشترين اهميت را داشت نمرة 40، بافت نمرة 30، رنگ و ظاهر نمرة 15 و رايحه يا عطر نان نيز نمرة 15 داده شد كه در مجموع هر تيمار حداكثر 100 امتياز مي توانست به دست آورد.
همانطوري كه قبلاُ گفته شد، هدف از اين طرح بررسي تأثير افزودن FWPC در نان در 5 سطح مختلف بوده است. لذا، پس از انجام امتيازدهي توسط پانليستها به هر يك از خصوصيات كيفي مورد آزمايش بر اساس آزمون هفت نقطه هاي، نتايج مربوط به نمونه هاي نان از طريق طرح بلوكهاي كاملاً تصادفي ارزيابي گرديد و وجود اختلاف معني دار ميان هر يك از سطوح تيمارها در هر دو فراوردة پخت تعيين گرديد. سپس امتيازها بر اساس وجود اختلاف معني دار ميان سطوح مختلف و در ميان تيمارها توزيع گرديد. براي مثال، اگر تيمارها در مورد طعم در سه سطح: A، B، و C اختلاف معني داري با يكديگر مي داشتند، به نمونه هايي كه در سطح A قرار مي گرفتند نمرة كامل 40، به نمونه هاي B نمرة 20 و به نمونه هايي كه در گروه C قرار مي گرفتند هيچ نمره اي تعلق نمي گرفت.
نتايج و بحث
در اين تحقيق، با توجه به بكارگيري كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري در پنج سطح: 0% (W1)، 25% (W2)، 50% (W3)، 75% (W4) و 100 % (W5) در فرمولاسيون نان و انجام آزمايشها در سه تكرار (T1)، (T2)، و (T3) مجموعاً 15 بار نمونه هاي نان لواش توليد شد و در ادامه ميانگين نمره هاي به دست آمده از طريق آزمايش بلوكهاي كاملاً تصادفي و توسط آزمون دانكن در سطح 5% با يكديگر مقايسه گرديدند كه نتايج اين بررسي در جدول شمارة 1 آورده شده است. شايان ذكر است كه هر عدد آورده شده در اين جدول مربوط به ميانگين هر سه تكرار آزمايش مي باشد.
جدول 1- ميانگين نمرات مربوط به خصوصيات ارگانولپتيكي نمونه هاي نان فرموله شده با FWPC
نمونه
|
طعم
|
بافت
|
رنگ
|
رایحه
|
|
W1
|
C 533/0 -
|
C 0
|
D 333/0
|
C 466/0
|
|
W2
|
B 333/0
|
B 866/0
|
C 666/0
|
BC 267/1
|
|
W3
|
AB 733/0
|
AB 33/1
|
B 533/1
|
AB 66/1
|
|
W4
|
A 2/1
|
A 46/1
|
AB 267/2
|
AB 93/1
|
|
W5
|
AB 733/0
|
AB 000/1
|
A 467/2
|
A 36/2
|
همانطوري كه از جدول شمارة 1 مي توان مشاهده نمود، سطوح مختلف آب پنير تأثير معني داري بروي تمامي خواص ارگانولپتيكي نمونه هاي نان ايجاد كرده است. بر اساس اين نتايج، اختلاف معني داري ميان نمونه هاي حاوي FWPC و نمونة شاهد يا نان لواش توليدي در مجتمع رامين وجود داشت. همانند نتايج برخي ديگر از تحقيقات انجام شده در اين زمينه (2، 3، 7، 9 و10)، در اينجا نيز مشخص گرديد كه افزودن كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري به نان تأثير معني داري بروي طعم، بافت، رنگ، و رايحة نمونه ها ايجاد مي كند. در هر حال، همانطور كه در جدول فوق مشهود است با افزايش درصد جايگزيني FWPC تا سطح 100% كيفيت رنگ و آروماي محصول افزايش مي يافت اما در مورد خواص حسي طعم و بافت محصول تأثير كنسانتره تا حدودي متفاوت بود بدين صورت كه با افزايش درصد بكارگيري FWPC تا سطح 75 درصد كيفيت طعم و بافت نان ابتدا افزايش و با بيشتر شدن درصد جايگزيني (سطح 100% ) مجدداً كاهش مي يافت. به هر صورت، ميان كيفيت طعم و بافت نمونه هاي حاوي 75% و100% كنسانترة پروتئيني اختلاف معني داري مشاهده نگرديد.
در اين تحقيق مشخص گرديد كه با افزايش مقدار FWPC، كيفيت رنگ محصول به دليل سفيدتر شدن نان و طلايي تر شدن رنگ پوستة آن افزايش مي يابد. به علاوه، در هنگام افزايش درصد جايگزيني FWPC تا سطح 75%، خاصيت جوندگي نان بطور قابل توجهي بهبود مي يافت و در اين شرايط چانة خمير راحتتر پهن مي گرديد و حالت فرم پذيري خمير افزايش مي يافت. اما با افزايش درصد جايگزيني بيشتر از حد مذكور بافت نان سفت تر مي گرديد و در اين ميان حجم محصول كاهش مي يافت و نان جمع تر مي گرديد. اين حالت كه توسط برخي ديگر از محققين نيز اشاره گرديده است (6 و 11) احتمالاً به دليل افزايش ميزان پروتئينهاي گوگرددار آب پنير درنان و در تيجة آن تشكيل تعداد زيادي باندهاي دي سولفيدي در محصول مي باشد.
- تعيين بهترين نمونة نان از طريق تقسيم امتيازها ميان سطوح مختلف تيمارها: پس از بررسي وجود اختلاف معني دار ميان ميانگين نمرات مربوط به خواص ارگانولپتيكي نمونه هاي نان در سطوح FWPC بكاررفته، امتيازها بين سطوح معني دار تقسيم گرديد و بر اساس آن بهترين نمونه يا در واقع بهترين سطح جايگزيني FWPC مشخص شد. در اينجا، با عنايت به اين كه اختلاف معني داري ميان سطوح تمامي فاكتورهاي كيفي مورد آزمايش وجود داشت، لذا امتيازها ميان تيمارها بر اساس ميزان اختلاف تقسيم گرديد تا بدين روش بهترين نمونة نان لواش از نظر مقدار كنسانترة پروتئيني آب پنير تخميري بكار رفته در فرمولاسيون معرفي گردد (جدول شمارة 2). به عبارت ديگر، ميزان امتياز تعلق گرفته به هر يك از خصوصيات كيفي نمونه ها بستگي به ميزان اختلاف معني دار ميان سطوح مختلف FWPC بكار رفته در تيمارها داشت. براي مثال، با توجه به سطوح مختلف معني دار مربوط به ميانگين نمرات طعم ميان تيمارها و همچنين با در نظر گرفتن امتياز منظور شده براي طعم (40 امتياز)، توزيع امتيازها به صورت ذيل صورت پذيرفت:
A = 40
AB = 30
B = 20
BC = 10
C = 0
همانگونه كه در قسمت مواد و روشها ذكر شد، نحوة تقسيم امتيازها بر اساس اهميتي كه هر يك از صفات كيفي مورد آزمون داشتند صورت پذيرفت.
جدول 2- امتیاز دهی به نمونه های مختلف نان با توجه به وجود اختلاف معنی دار میان سطوح هر یک از خواص حسی مورد مطالعه
نمونه
|
طعم
|
بافت
|
رنگ
|
رایحه
|
امتیازکل
|
|
W1
|
C 0
|
C 0
|
D 0
|
C 0
|
0
|
|
W2
|
B 20
|
B 15
|
C 5
|
BC 4
|
44
|
|
W3
|
AB 30
|
AB 5/22
|
B 10
|
AB 11
|
5/73
|
|
W4
|
A 40
|
A 30
|
AB 5/12
|
AB 11
|
5/93
|
|
W5
|
AB 30
|
AB 5/22
|
A 15
|
A 15
|
5/82
|
با مشاهدة جدول فوق بخوبي مي توان دريافت كه بهترين نمونة نان درصورت بكارگيري كنسانترة پروتئيني آب پنير با نسبت 75% جايگزيني بجاي آب مورد استفاده در هنگام تهية خمير نان به دست مي آيد. در هر حال، همانگونه كه در جدول نيز نشان داده شده است، تمامي نمونه هاي نان توليد شده با استفاده از سطوح مختلف جايگزيني FWPC، از امتياز بسيار بالاتري در مقايسه با نمونة شاهد (نان لواش توليدي در مجتمع رامين) برخوردار بودند.
بنابراين، در يك نتيجه گيري كلي از اين تحقيق مي توان اظهار نمود كه با بكارگيري FWPC در فرمولاسيون نان لواش بجاي آب مورد استفاده در هنگام تهية خمير، بويژه در نسبتهاي بالاي جايگزيني، مي توان كيفيت محصول را بطور قابل توجهي بهبود بخشيد.
منابع
1- جوینده، ح. 1379. توليد ماست سوياي حاوي آب پنير مطابق ذائقة ايراني. گزارش نهايي طرح ملي، دانشگاه شهيد چمران اهواز.
2- دخاني، ش. ر. ستاري و م، شاهدي. 1380. شناسايي كمي و كيفي، تهيه و كاربرد پروتئينهاي كنسانترة آب پنير در برخي فرآورده هاي غذايي. نخستين همايش تخصصي صنعت شير و فرآورده هاي آن، 19 تا 21 آبان، تهران.
3- غيبي، ف. 1374. بررسي امكان استفاده از آب پنير و سيب زميني در تهية نان، پايان نامة كارشناسي ارشد، دانشگاه فردوسي مشهد.
4- مرتضوي، ع. ح. جوينده، و م. قدس روحاني. 1381. تكنولوژي شير و فرآورده هاي لبني. چاپ سوم، انتشارات دانشگاه فردوسي مشهد.
5- A. O. A. C. 1990. Assos. Of Official Analytical Chemists. 15th Edition,Washington Dc.
6- Barnes, F. G. , D. R. Shenkenberg, and E. J. Guy. 1987. Factors of affecting the mixing requirements of a sourdough bread made with acid whey. (I): bread mixing studies. Baker’s Digest, 47 (3): 19-23.
7- Drobot, V. I. , V. F. Dotsenko, L. Y. U. Arsen’eva , and R.S. Kriklii. 1996. Improving the effectiveness of condensed cheese whey in baking. Pishchevaya Promyshlennast, 3:31-32.
8- Fennema, O. R. 2000. Food Chemistry. Mercel Dekker Inc., New York.
9- Keshavarz, E. , and S. Nakai.1985. Utilization of Resin-Neutralized whey in making cake and bread. Canadian Ins. of Food Science and Technology J. , 17(2): 107-110 .
10- Sanchez, H. D. , M. A. Toma, J. C. Mancuello, and E. Renner. 1998. Whey protein concentrates in baking. (I): Effects on reological properties. Baker’s Digest, 58(3): 18–20.
11- Zadow, J. G., and N. Abhayaranta. 1992. The use of whey protein concentrates in bread. New Zealand J. of Dairy Science and Technology, 14 (2): 199-200.