بررسی اثر ژل آلوئه‌ورا و بتاگلوکان بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حسی ماست کم‌چرب: رویکرد تحلیل چندمتغیره

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

2 استادیار، گروه فناوری‌های سبز مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد تکنولوژی تولید فراورده‌های نوین لبنی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: در سال‌های اخیر، با افزایش آگاهی مصرف‌کنندگان نسبت به ارتباط بین رژیم غذایی و سلامت، تقاضا برای محصولات لبنی کم‌چرب به‌ویژه ماست به طور قابل توجهی افزایش یافته است. ماست کم‌چرب به دلیل محتوای کالری پایین و خواص تغذیه‌ای مطلوب، نقش مهمی در پیشگیری از چاقی و بیماری‌های قلبی-عروقی دارد. با این حال، کاهش میزان چربی در ماست منجر به بروز مشکلاتی در بافت، طعم و پذیرش کلی محصول می‌شود. استفاده از ترکیبات عملگرا و جایگزین‌های چربی می‌تواند راهکار مناسبی برای غلبه بر این چالش‌ها باشد. در این راستا، این پژوهش با هدف بررسی امکان بهبود خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حسی ماست کم‌چرب با استفاده همزمان از آلوئه‌ورا و بتاگلوکان به عنوان ترکیبات عملگرا و جایگزین چربی انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، ماست کم‌چرب (1% چربی) با سطوح مختلف آلوئه‌ورا (0، 5/0 و 1 درصد) و بتاگلوکان (0، 5/0 و 1 درصد) با استفاده از طرح مرکب مرکزی تولید شد. نمونه‌های تولیدی از نظر خصوصیات فیزیکوشیمیایی شامل اسیدیته، pH، آب‌اندازی و ویسکوزیته مورد ارزیابی قرار گرفتند. ارزیابی حسی نمونه‌ها شامل بررسی ویژگی‌های بافت، طعم و پذیرش کلی توسط 9 ارزیاب آموزش‌دیده با استفاده از آزمون هدونیک 5 نقطه‌ای انجام شد. داده‌های حاصل با استفاده از روش سطح پاسخ و تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزودن آلوئه‌ورا و بتاگلوکان موجب کاهش معنی‌دار اسیدیته و افزایش pH نمونه‌ها شد (p<0.01). همچنین با افزایش درصد این ترکیبات، آب‌اندازی به طور قابل توجهی کاهش یافت که نشان‌دهنده افزایش ظرفیت نگهداری آب در محصول است. ویسکوزیته نمونه‌ها با افزایش درصد هر دو ترکیب افزایش یافت که به دلیل خواص هیدروکلوئیدی و توانایی تشکیل شبکه‌های سه‌بعدی توسط این ترکیبات است. در ارزیابی حسی، افزایش بتاگلوکان تا سطح 1 درصد موجب بهبود معنی‌دار امتیاز بافت، طعم و پذیرش کلی شد. در حالی که افزایش آلوئه‌ورا باعث بهبود امتیاز بافت گردید ولی تاثیر منفی بر طعم و پذیرش کلی داشت. تاثیر منفی آلوئه ورا بر طعم، در مقادیر بالای بتاگلوکان تعدیل می گردید. تحلیل PCA نشان داد که دو مؤلفه اصلی اول و دوم مجموعاً 7/74 درصد از تغییرات را توجیه می‌کنند. همبستگی مثبت معنی‌داری بین بافت، اسیدیته، طعم و پذیرش کلی، و همبستگی منفی بین ویسکوزیته و آب‌اندازی مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده همزمان از آلوئه‌ورا و بتاگلوکان می‌تواند راهکار مؤثری برای بهبود خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حسی ماست کم‌چرب باشد. بهینه‌یابی عددی نشان داد که فرمولاسیون حاوی 94/0 درصد آلوئه‌ورا و 99/0 درصد بتاگلوکان، بهترین خصوصیات را با میزان مطلوبیت 72/0ایجاد می‌کند. این فرمولاسیون می‌تواند به عنوان یک محصول فراسودمند با خواص تغذیه‌ای و عملکردی مناسب به صنعت لبنیات معرفی شود که علاوه بر داشتن چربی کمتر، از مزایای سلامت‌بخش آلوئه‌ورا و بتاگلوکان نیز برخوردار است. این محصول می‌تواند پاسخگوی نیاز مصرف‌کنندگانی باشد که به دنبال محصولات لبنی سالم و کم‌کالری با خصوصیات حسی مطلوب هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Aloe Vera and gel Beta-glucan on Physicochemical and Sensory Properties of Low-fat Yogurt: A Multivariate Analysis Approach

نویسندگان [English]

  • Mohsen Ghods Rohani 1
  • Masoud Najaf Najafi 1
  • Morteza Kashaninejad 2
  • Soheyl Samiei 3
1 Associate Professor of Department of Food Science and Technology, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran
2 Assistant Professor, Department of Green Technologies in Food Processing, Research Institute of Food Science and Technology (RIFST), Mashhad, Iran
3 MSc of Novel Dairy Products Manufacture, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and education Center, AREEO, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Background and Objectives: In recent years, with increasing consumer awareness of the relationship between diet and health, demand for low-fat dairy products, particularly yogurt, has significantly increased. Low-fat yogurt is crucial in preventing obesity and cardiovascular diseases due to its low caloric content and favorable nutritional properties. However, reducing fat content in yogurt leads to challenges in texture, flavor, and overall acceptability. The use of functional compounds and fat replacers could provide an appropriate solution to overcome these challenges. Therefore, this study aimed to investigate the potential improvement of physicochemical and sensory properties of low-fat yogurt through the simultaneous incorporation of Aloe vera and beta-glucan as functional ingredients and fat replacers.
Materials and Methods: In this study, low-fat yogurt (1% fat) was produced with varying levels of Aloe vera (0, 0.5, and 1%) and beta-glucan (0, 0.5, and 1%) using a central composite design. The produced samples were evaluated for physicochemical properties including acidity, pH, syneresis, and viscosity. Sensory evaluation of samples, including texture, flavor, and overall acceptance, was conducted by nine trained panelists using a 5-point hedonic scale. The data were analyzed using response surface methodology and principal component analysis (PCA).
Results: Results indicated that the addition of Aloe vera and beta-glucan led to a significant decrease in acidity and increase in pH of the samples (p<0.01). Furthermore, increasing the percentage of these compounds significantly reduced syneresis, indicating enhanced water holding capacity of the product. Sample viscosity increased with increasing concentrations of both compounds due to their hydrocolloid properties and ability to form three-dimensional networks. In sensory evaluation, increasing beta-glucan up to 1% significantly improved texture and flavor scores and overall acceptance, while increasing Aloe vera improved texture scores but negatively impacted flavor and overall acceptance. PCA analysis revealed that the first two principal components explained 74.7% of the total variation. Significant positive correlations were observed between texture, acidity, flavor, and overall acceptance, while negative correlations were found between viscosity and syneresis.
Conclusion: This research demonstrated that the simultaneous use of Aloe vera and beta-glucan could be an effective approach for improving the physicochemical and sensory properties of low-fat yogurt. Numerical optimization showed that formulation containing 0.94% Aloe vera and 0.99% beta-glucan yielded the best characteristics with a desirability of 0.72. This formulation could be introduced to the dairy industry as a functional product with appropriate nutritional and functional properties, offering not only reduced fat content but also the health benefits of Aloe vera and beta-glucan. This product could meet the needs of consumers seeking healthy, low-calorie dairy products with desirable sensory characteristics.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Low-fat yogurt
  • Aloe vera
  • Beta-glucan
  • Principal
  • Component Analysis

مراجع

  1. Guggisberg D, Cuthbert-Steven J, Piccinali P, Bütikofer U, Eberhard P. (2009). Dairy J. 19:10715
  2. Víquez-Barrantes D, Lau-Lee N, Cubero-Castillo E, Cordero-García M. (2023). NFS Journal 33:100156
  3. Lobato-Calleros C, Ramírez-Santiago C, Vernon-Carter EJ, Alvarez-Ramirez J. (2014). Food Eng. 131:110-5
  4. Jooyandeh H, Alizadeh Behbahani B. (2024). Food Science & Nutrition 12:4656-66
  5. Mohammadi M, Saidi M. (2021). Food Processing and Preservation Journal 12:39-52
  6. Mensah EO, Adadi P, Asase RV, Kelvin O, Mozhdehi FJ, Amoah I, Agyei D. (2025). PharmaNutrition 31:100436
  7. Ahmad A, Anjum FM, Zahoor T, Nawaz H, Dilshad SMR. (2012). Rev. Food Sci. Nutr. 52:201-12
  8. Azari-Anpar M, Payeinmahali H, Daraei Garmakhany A, Sadeghi Mahounak A. (2017). Journal of Food Processing and Preservation 41
  9. Basannavar S, Pothuraju R, Sharma RK. (2014). Journal of the Science of Food and Agriculture 94:2712-7
  10. Sahan N, Yasar K, Hayaloglu A. (2008). Food hydrocolloids 22:1291-7
  11. Brennan CS, Tudorica CM. (2008). International Journal of Food Science & Technology 43:824-33
  12. Vasiljevic T, Kealy T, Mishra VK. (2007). Journal of Food Science 72:C405-C11
  13. Association of Official Analytical C. (2005). Official Methods of Analysis. Gaithersburg, MD, USA: AOAC International
  14. Walstra P. (1999). Dairy technology: principles of milk properties and processes. CRC Press
  15. Ramachandra CT, Rao PS. (2008). American Journal of Agricultural and Biological Sciences 3:502-10
  16. Laitinen M, Mäkelä-Salmi N, Maina NH. (2023). Food Hydrocolloids 141:108722
  17. Srisuvor N, Chinprahast N, Prakitchaiwattana C, Subhimaros S. (2013). LWT-Food Science and Technology 51:30-6
  18. Rosburg V, Boylston T, White P. (2010). Journal of Food Science 75:C439-C44
  19. Ahlawat KS, Khatkar BS. (2011). Journal of Food Science and Technology 48:525-33
  20. Lazaridou A, Biliaderis CG. (2007). Journal of Cereal Science 46:101-18
  21. Staffolo D, Bertola M, Martino N, Bevilacqua M. (2004). International Dairy Journal 14:263-8
  22. Staffolo MD, Bertola N, Martino M. (2004). International Dairy Journal 14:263-8
  23. Rashidi H, Kashaninejad M, Bolandy M, Ghaffary S. (2021). Research and Innovation in Food Science and Technology 10:43-58
  24. Paseephol T, Small DM, Sherkat F. (2008). Journal of Texture Studies 39:617-34
  25. Ahmadian H, Beig Mohammadi Z, Soltani M. (2023). Food Processing and Preservation Journal 15:1-22
  26. Ranadheera CS, Evans CA, Adams MC, Baines SK. (2012). Food Chemistry 135:1411-8
  27. Panesar PS, Shinde C. (2012). Current Research in Dairy Sciences 4:17-23
  28. Kashaninejad M, Najaf Najafi M, Shateri A. (2021). Journal of Food and Bioprocess Engineering 4:160-7
  29. ingla A, Gupta OP, Sagwal V, Kumar A, Patwa N, et al. (2024). In Nutrients, 16. 6 of.
  30. Tamime, A. Y., & Robinson, R. K. (2007). Yoghurt: Science and Technology (3rd ed.). Woodhead Publishing.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 17، شماره 3
مهر 1404
صفحه 23-42

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار