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 …………………………………………………………………………………

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 ………………………………………………………………………………….

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

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 استفاده 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.

فصل اول: مقدمه

شیرهای تخمیری از مهم­ترین ابداعات تمدن بشری هستند. از لحاظ تاریخی، این مواد غذایی در نجات مردم از قحطی سهم بسزایی داشته­اند 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 نشانه­هایی 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 جنبه­های 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 جنبه­های مختلف مانند عطر و طعم و ویژگی­های حسی مورد ارزیابی مصرف­کننده 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.

فصل دوم: بررسی منابع

1-2- سوسپانسیون­های کلوئیدی

به پراکندگی یک یا چند جزء در یک جزء دیگر دیسپرسیون می گویند. دیسپرسیون­های غذایی بر اساس اندازه ذرات به سه گروه محلول­های حقیقی (اندازه ذرات کوچک­تر از 001/0 میکرون)، محلول­های کلوئیدی (اندازه ذرات بین 5/0-001/0 میکرون) و محلو­ل­های درشت یا سوسپانسیون ها (اندازه ذرات بزرگ­تر از 5/0 میکرون) تقسیم می­شوند. محلول های حقیقی عمدتاً پایدار هستند و با مرور زمان رسوب چندانی در آن­ها رخ نمی­دهد. کلوئید­ها برخی پایدار و برخی در اثر تجمع ذرات، اندازه ذرات آن­ها افزایش یافته، ناپایدار شده و در اثر نیروهای جاذبه رسوب می­کنند. محلول های درشت یا سوسپانسیون­ها نیز ناپایدارند و به مرور زمان دچار رسوب می­شوند (میرزاپور و رضایی، 1392).