اثر افزودن ماده خشک شیر و تیمار آنزیمی ترانس‌گلوتامیناز میکروبی بر ویژگی‌های حسی و بافتی ماست قالبی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان

2 عضو هیات علمی گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

سابقه و هدف: پروتئین‌ها، از مهمترین ترکیباتی هستند که علاوه‌بر نقش تغذیه‌ای که برای انسان دارند می‌توانند نقش سازنده‌ای در ایجاد بافت مواد غذایی از خود نشان دهند. پروتئین‌ها اجزاء اصلی تشکیل دهنده ساختار ژل‌های اسیدی نظیر ماست می‌باشند. مقدار برهمکنش میان پروتئین‌ها و ساختار مولکولی حاصله، تعیین کننده ویژگی بافتی و قدرت ژل تشکیل شده است. یکی از استراتژی‌های کارآمد جهت بهبود ویژگی‌های بافتی پروتئین‌ها در مواد غذایی به‌ویژه فراورده‌های لبنی، تیمار آنزیمی شیر با آنزیم ترانس‌گلوتامیناز (TG) می‌باشد. این آنزیم با تشکیل پیوندهای کووالانسی بین پروتئین‌های شیر و به‌دام انداختن آب در شبکه پروتئینی، ژل یکنواخت و پایداری تشکیل می‌دهد که سبب افزایش ظرفیت نگهداری آب‌ در آن می‌شود. درحال‌حاضر، جهت بهبود بافت ماست از روش‌های مختلف جهت افزایش مواد جامد شیر همانند افزودن شیرخشک استفاده می‌گردد اما این روش‌ها سبب افزایش بیشتر اسیدیته محصول در حین نگهداری می‌شود. بنابراین با بکارگیری آنزیم TG به‌عنوان روشی جایگزین، علاوه بر بهبود بافت محصول می‌توان مانع از کاهش کیفیت آن طی نگهداری شد.

مواد و روش‌ها: نمونه‌های ماست قالبی با استفاده از شیر گاو تیمار شده با مقادیر مختلف آنزیم ترانس گلوتامیناز میکروبی (01/0، 02/0 و 03/0 درصد آنزیم به شیر، وزنی/حجمی) و حاوی مقادیر متفاوت ماده خشک شیر (سطوح 8 و 9 درصد) تولید گردید. ماست فاقد آنزیم نیز به عنوان نمونه شاهد تولید شد. نمونه‌های ماست تازه و نگهداری شده (طی مدت 21 روز) از نظر خواص حسی (ظاهر، رنگ، رایحه، بافت، طعم) و آنالیز دستگاهی بافت (سفتی، قوام، پیوستگی و اندیس ویسکوزیته) ارزیابی شدند.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که تمامی متغیرهای مورد آزمون تأثیر معنی‌داری (05/0p <) بر اکثر پارامترهای مورد بررسی می‌گذارند. به-طورکلی، به‌غیر از امتیازات حسی رنگ و طعم، سایر ویژگی‌های حسی نمونه‌های ماست غالباً تحت تأثیر سه متغیر تیمار آنزیمی، ماده خشک شیر و زمان نگهداری قرار گرفت. با افزایش سطوح متغیرهای مذکور، به‌ویژه افزایش غلظت آنزیم، مقادیر امتیاز ظاهر و بافت نمونه‌ها به‌طور معنی‌داری افزایش ‌یافت. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش غلظت آنزیم و ماده خشک شیر، مقدار سفتی، قوام، پیوستگی و اندیس ویسکوزیته ماست به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. با افزایش مدت زمان نگهداری نیز میزان شاخص‌های بافت مورد بررسی افزایش ‌یافت، به‌طوری که در تمامی تیمارهای مورد مطالعه، مقادیر سفتی و قوام در پایان مدت سه هفته‌ی نگهداری به حداکثر مقدار خود ‌رسید.

نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که اتصالات عرضی آنزیمی می‌تواند به‌طور موفقی سبب پایداری شبکه‌ی سه‌بعدی و درنتیجه بهبود خصوصیات بافتی ماست شود. هرچند بهترین نمونه‌های ماست با بالاترین ویژگی‌های حسی و بافتی با استفاده از مقدار 03/0 درصد آنزیم تولید شدند، اما تفاوت معنی‌داری میان آن‌ها با سطح 02/0 درصد مشاهده نشد. بنابراین مقدار استفاده از 02/0 درصد به عنوان بهترین سطح بکارگیری آنزیم مشخص شد. براساس نتایج این تحقیق، تأثیر افزودن مقدار 01/0 درصد آنزیم (یک واحد آنزیم به‌ازای 100 سی‌سی شیر) بر خصوصیات بافتی نمونه‌ها معادل افزودن بیش از یک درصد ماده‌ی خشک (شیر خشک) به شیر تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Impact of addition of milk powder and microbial transglutaminase on the sensory and textural properties of set yogurt

چکیده [English]

Background and objectives: Proteins are one of the most important compounds that besides nutritional function for human have a crucial role in food texture development. Proteins are the basic structure of acid-induced gels such as yoghurt. The amount of protein interactions and resulted molecular construction determine the textural and strength of a gel. An effective strategy to improve textural properties of food proteins particularly dairy products is enzymatic treatment with transglutaminase (TG). This enzyme with formation of covalent bonds between milk proteins and trap water in protein network produces a stable and smooth gel with higher water holding capacity. Nowadays, in order to improve the yoghurt texture different methods of milk solids enhancement (increasing the milk solids) like addition of milk powder are used. However, these procedures resulted in higher acidity in the product during storage period. Therefore, with using of TG enzyme as a substituted method, not only the yoghurt texture can be improved, but also the reduction of quality of the product during storage time can be prevented.

Materials and methods: Set-type yoghurt samples were manufactured from cow's milk treated with different concentration of microbial TG (0.01, 0.02 and 0.03 percent TG per milk, v/w) and different amounts of dry matter of milk (8 and 9 percent). Yoghurt sample that did not contain any TG was regarded as control. Fresh and stored yoghurts (during 21 days) were evaluated for sensory attributes (appearance, color, odor, texture and taste) and instrumental texture analysis (hardness, consistency, adhesiveness and viscosity index).

Results: Results showed that all variables had significant effects (p < 0.05) on studied parameters. In general, except color and taste, other sensory scores usually were affected by the variables, i.e. milk powder addition, transglutaminase treatment and storage period. By increasing the variables levels, particularly increase of enzyme concentration, the appearance and texture of yoghurts were improved. Results also showed that by increasing enzyme concentration and milk solids, the amount of hardness, consistency, adhesiveness and viscosity index were meaningfully increased. In all the yoghurt samples, the hardness and consistency reached to maximum level at the end of 3 weeks’ storage period.

Conclusion: This investigation confirmed that enzymatic cross-linking by transglutaminase might be applied effectively to establish three dimensional structure of yoghurt and to improve texture properties of the product. Although the best samples with the higher textural properties were produced with using 0.03 percent of TG enzyme, but no significant differences with samples containing 0.02 and 0.03 percent was observed. Therefore, for set yoghurt production utilization of 0.02 percent TG enzyme was determined as the best level of TG treatment. Based on our results, effect of addition of 0.01 percent enzyme (one unit) on the textural properties of yoghurt was equal to addition of more than one percent milk solids (milk powder).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Transglutaminase enzyme
  • Texture
  • Sensory properties
  • Set yoghurt

مراجع

Caballero, P.A., Gomez, M., and Rosell, C.M. 2007. Improvement of dough rheology, bread quality and bread shelf-life by enzymes combination. Journal of Food Engineering. 81: 42–53.
Danesh, E., Jooyandeh, H., and Goudarzi, M. 2017. Improving the rheological properties of low-fat Iranian UF-Feta cheese by incorporation of whey protein concentrate and enzymatic treatment of transglutaminase. Iranian Journal of Food Science and Technology. 14(67): 285-298. (In Persian)
Dickinson, E. 1997. Enzymatic crosslinking as a tool for food colloid rheology control and interfacial stabilization. Trends in Food Science and Technology. 10: 333-339.
Domagata, J., Wszoteka, M., Tamime, A.Y., and Kupiec-Teahan, B. 2013. The effect of transglutaminase concentration on the texture, syneresis and microstructure of set-type goat ҆ s milk yoghurt during the storage period. Small Ruminant Research. 112: 154-161.
Færgemand, M., Otte, J., and Qvist, K.B. 1998a. Emulsifying properties of milk proteins cross-linked with microbialtransglutaminase. International Dairy Journal. 8: 715-723.
Færgemand, M., Otte, J., and Qvist, K.B. 1998b. Cross-linking of whey proteins by enzymatic oxidation. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 46: 1326-1333.
Faergemand, M., Sorensen, M.V., Jorgensen, U., Budolfsen, G., and Qvist, K.B. 1999. Transglutaminase: Effect on instrumental and sensory texture of set style yoghurt. Milchwissenschaft. 54: 563-566.
Fox, P.F., and Kelly, A. 2004. Milk proteins: Technological aspects. Proceedings of recent developments in dairy science and technology, International dairy symposium, Isparta, Turkey, 24-28 May, Pp: 17-36.
Gastaldi, E., Lagaude, A., Marchesseau, S., and de la Fuente, B.T. 1997. Acid milk gel formation as affected by total solids content. Journal of Food Science. 62(4): 671-675.
Gauche, C., Tomazi, T., Barreto, P.L.M., Ogliari, P.J., and Bordignon-Luiz, M.T. 2009. Physical properties of yoghurt manufactured with milk whey and transglutaminase. Food Science and Technology. 42: 239-243.
Gerrard, J.A., Brown, P.K., and Fayle, S.E. 2002. Maillard crosslinking of food proteins I: The reaction of glutaraldehyde, formaldehyde, and glyceraldehyde with ribonuclease. Food Chemistry. 79: 343–349.
Hill, S., and Easa, A.M. 1998. Linking protein using the Maillard reaction and the implications for food processors. In J. O’Brien, H.E. Nursten, M.J.C. Crabbe, and J M. Ames (Eds.), The Maillard reaction in foods and medicine United Kingdom, The Royal Society of Chemistry. Pp: 133–138.
Jaros, D., Partschefeld, C., Henle, T., and Rohm, H. 2006. Transglutaminase in dairy products: Chemistry, physics, applications. Journal of Texture Studies. 37: 113–155.
Jongjareonrak, A., Benjakul, S., Visessanguan, W., and Tanaka, M. 2006. Skin gelatin from bigeye snapper and brown stripe red snapper: Chemical compositions and effect of microbial transglutaminase on gel properties. Food Hydrocolloids. 20: 1216–1222.
Jooyandeh, H., Mortazavi S.A., Farhang P. and Samavati V. 2015. Physicochemical properties of set-style yoghurt as effect by microbial transglutaminase and milk solids contents. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences. 4(11S): 59-67.
Jooyandeh, H., Namvar, H., Niakosari, M., and Hojjati, M. 2017. Effect of enzymatic treatment of milk by transglutaminase on physical properties of low fat milk powder. Iranian Journal of Food Science and Technology. 14(66): 131-143. (In Persian)
Kesenkaş, H. 2010. Effect of using different probiotic cultures on properties of Torba (strained) yoghurt. Mljekarstvo. 60(1): 19-29.
Kristo, E., Biliaderis, C.G., and Tzanetakis, N. 2003. Modelling of the acidification process and rheological properties of milk fermented with a yogurt starter culture using response surface methodology. Food Chemistry. 83: 437–446.
Lauber, S., Henle, T., and Klostermeyer, H. 2000. Relationship between the cross linking of caseins by transglutaminase and the gel strength of yoghurt. European Food Research and Technology. 210: 305-309.
Lorenzen, P.C. 2007. Effects of varying time/temperature-conditions of preheating and enzymatic cross-linking on techno-functional properties of reconstituted dairy ingredients. Food Research International. 40: 700–708.
Mahmood, W.A., and Sebo, N.H. 2012. Improvement of yogurt properties by microbial transglutaminase. Jordan Journal of Agricultural Sciences. 8(3): 333-342.
Md Yasir, S.B., Sutton, K.H., Newberry, M.P., Andrews, N.R., and Gerrard, J.A. 2007. The impact of transglutaminase on soy proteins and tofu texture. Food Chemistry. 104: 1491–1501.
Megenis, B.R., Prudencio, E.S., Amboni, R.D.M.C., Cerquierra, N.G., Jr, Olivierra, R.V.B., Soldi, V., and Benedet, H.D. 2006. Compositional and physical properties of yogurt manufactured from whey and cheese concentrated by ultra-filtration. International Journal of Food Science and Technology. 41(5): 560-568.
Motoki, M., and Seguro, K. 1998. Transglutaminase and its use for food processing. Trends in Food Science and Technology. 9: 204-210.
Nonaka, M., Toiguchi, S., Sakamoto, H., Kawajiri, H., Soeda, T., and Motoki, M. 1994. Changes caused by microbial transglutaminase on physical properties of thermally induced soy protein gels. Food Hydrocolloid. 8:1-8.
Oner, Z., Karahan, A.G., Aydemir, S., and Aloglu, H.S. 2008. Effect of transglutaminase on physicochemical properties of set-style yogurt. International Journal of Food Properties. 11: 196-205.
Ozer, B., Kirmaci, H.A., Oztekin, S., Hayaloglu, A., and Atamer, M. 2007. Incorporation of microbial transglutaminase into non-fat yogurt production. International Dairy Journal. 17: 199–207.
Sanli, T., Sezgin, E., Deveci, O., Senel, E., and Benli, M. 2011. Effect of using transglutaminase on physical, chemical and sensory properties of set-type yoghurt. Food Hydrocolloids. 25: 1477-1481.
Schorsch, C., Carrie, H., Clark, A.H., and Norton, I.T. 2000. Cross-linking casein micelles by microbial trans-glutaminase: conditions for formation of transglutaminase-induced gels. International Dairy Journal. 10: 519-528.
Tamime, A.Y., and Deeth, H. 1980. Yogurt: Technology and biochemistry. Journal of Food Protection. 4: 939-977.
Shi, J., Li, D., and Zhao, X.H. 2017. Quality attributes of the set-style skimmed yoghurt containing enzymatic cross-linked or thermal polymerized whey protein isolate CyTA - Journal of Food. 15(1): 34-40.
Tamime, A.Y., and Robinson, R.K. 2007. Tamime and  Robinson’s Yoghurt, Science and Technology. 3rd ed., Woodhead Publishing, UK, 880p.
Trachoo, N., and Mistry, V.V. 1998. Application of ultrafiltered sweet buttermilk and sweet buttermilk powder in the manufacture of nonfat and low fat yoghurts. Journal of Dairy Science. 81: 3163–3171.
Trespalacios, P., and Pla, R. 2007. Simultaneous application of transglutaminase and high pressure to improve functional properties of chicken meat gels. Food Chemistry. 100: 264–272.
Tsevdou, M.S., Eleftheriou, E.G., and Taoukis, P.S. 2013. Transglutaminase treatment of thermally and high pressure processed milk: Effects on the properties and storage stability of set yoghurt. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 17: 144-152.
Zambou, N.F., Nour El-Noda, H., Mbiapo T.F., and Morsi, El-S. 2004. Effect of ropy and capsular exopolysaccharides producing strain of Lactobacillus plantarum 162RM on characteristics and functionality of fermented milk and soft Kareish type cheese. African Journal of Biotechnology. 3(10): 512-518.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 10، شماره 2
دی 1397
صفحه 121-136

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار