دانلود تحقیق تأثیر هیدروکلوئیدها و امولسیفایرها روی خصوصیات رئولوژیکی کیک بدون تخم¬مرغ

چکیده

تأثیر هیدروکلوئیدهایی مانند صمغ عربی (AR)، گوار(CR)، زانتان(XN)، کاراگینان(CG) و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز(HPMC) در ترکیب با مواد امولسیون کننده مانند گلیسرول مونوسیترات GMS، سدیم استرول دولاکتیلات SSL، بر روی خصوصیات رئولوژیکی، ریزساختاری و کیفیتی کیک بدون تخم¬مرغ مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است.

اضافه کردن GR به آرد گندم در حضور SSL پیک ویسکوزیته (نقطه¬ی اوج ویسکوزیته) را افزایش داد.

در حالی که در حضور GMS همه¬ی هیدروکلوئیدها به غیر از XN پیک وسیکوزیته را افزایش دادند.

مقدار معکوس با اضافه کردن هیدروکلوئیدها کاهش پیدا کرد.

در بین هیدروکلوئیدهای استفاده شده، تنها HPMC خصوصیات ترکیبی کیک بدون تخم¬مرغ تولید شده از آرد گندم را بهبود بخشید.

اضافه کردن تمام هیدروکلوئیدها کیفیت کلی کیک بدون تخم¬مرغ را به همراه SSL افزایش می¬دهد و بالاترین بهبود کیفیت را می¬توان با HPMC به دست آورد.

مطالعه ریزساختاری خرده¬های کیک بدون تخم¬مرغ به همراه هیدروکلوئیدها نشان داد که دانه¬های نشاسته توسط XN و HPMC پوشیده شده¬اند.

در کیک بدون تخم¬مرغ که در آن از ترکیب HPMC و SSL استفاده شده است ماتریکس پروتئینی یکنواخت¬تر است.

1- مقدمه

در درست کردن کیک، آرد گندم، تخم¬مرغ، چربی و شکر از اجزای اصلی هستند.

در بین اجزاء مختلف استفاده شده در پخت کیک تخم¬مرغ¬ها گران¬ترین جزء و مهم¬ترین منبع کلسترول هستند.

استفاده از پروتئین¬های گیاهی برای جایگزینی جزئی یا کلی آن¬ها به جای تخم¬مرغ در فرمولاسیون کیک موضوع جالبی به نظر می¬رسد.

مخصوصاً برای افرادی با رژیم ویژه یا محدودیت¬های غذایی (گیاه خواران، افرادی با کلسترول بالا، و غیره).

خصوصیات وویژگی¬های تقریباً منحصر به فرد پروتئین تخم¬مرغ در کف کردن، امولسیون کردن و انعقاد در برابر گرما به آن نقش کاربردی در تعیین ویژگی¬های کیک، مثل حجم یا بافت آن، اعطا کرده است.

این موضوع جایگزینی موفقیت¬آمیز تخم¬مرغ را با منابع دیگر پروتئین حتی با اضافه کردن انوع مختلف افزودنی¬ها مثل هیدروکلوئیدها را درکیک بسیار مشکل کرده است.

جانسون، هاول، هاسنی (1979) گزارش دادند که پلاسمای تازه و پردازش شده¬ی گاو در جایگزینی با سفیده-ی تخم¬مرغ یا کل تخم¬مرغ با درصد بالایی در کیک¬های چند لایه مؤثر بوده است.

لی، جانسون، لاو و جانسون (1991) در مطالعاتشان بیان کردند که استفاده¬ی پلاسمای گاوی به صورت تازه، منجمد و یا خشک شده می¬تواند با درصد بالایی جایگزین قسمت سفیده تخم¬مرغ شود و در کیک¬ها حجم و ترکیب و ظاهر مشابه را نتیجه دهد.

جایگزینی 1 قسمت از پروتئین سفیده¬ی تخم مرغ با 9/9 قسمت از پروتئین پلاسما نتیجه و کیفیت برابر خواهد داشت.

مخلوطی از پلاسمای هیدرولیزه شده و مایه¬ی گوشت را می¬توان جایگزین 50% تخم¬مرغ در کیک شکلاتی تلخ کرد بدون اینکه در تناسب و تخلخل آن تأثیر بگذارد و تنها کاهش کمی در حجم خواهیم داشت.

آرد سویا برای جایگزینی جزئی از تخم¬مرغ در کلوچه¬های شکری، انواع مافین، کیک شکلاتی و پن¬کیک¬ها استفاده شده است.

آروزارنا (2001) امکان جایگزینی کامل تخم¬مرغ در کیک¬های زرد را با خمیرمایه (خمیر ترش)، امولوسیون کننده¬ها، و صمغ زانتان که در این سیستم برابری می¬کنند و هم سطح هستند آنالیز و بررسی کرد.

میلر و ستسر (1983) استفاده¬ای صمغ زانتان را به عنوان جایگزین جزئی سفیده¬ی تخم مرغ در کیک¬ها پیشنهاد کردند.

میلر و هاسنی (1993) نشان دادند که کیک¬های بدست آمده از خمیرهای دارای زانتان خصوصیات مشابه و یا بهتری نسبت به کیک¬های کنترل شده در حجم، ارتفاع و تخلخل از خود نشان داده¬اند.

علت جایگزینی تخم مرغ با هیدروکلوئیدها و امولسیون کننده¬ها ویژگی¬های کاربردی آنهاست.

هیدروکلوئیدها صفات کاربردی خوبی مانند جذب آب، وسیکوزیته، کف کردن، امولسیون کردن، ژلاتینه کردن، حلالیت و بهبود ترکیب دارند؛ در حالی که امولسیون کننده¬ها برای نرم کردن خمیر و ضد بیات شدن خود شناخته شده¬اند.

مقصود این مطالعه تعیین تأثیر هیدروکلوئیدها و امولسیون کننده¬ها تأکید بر خصوصیات رئولوژیکی ریزساختاری و کیفی کیک بدون تخم¬مرغ است.

نتایج مطالعات در شناخت هیدروکلوئیدها و امولسیون کننده¬ها برای بهبود خصوصیات کیک بدون تخم¬مرغ مفید است.

2- مواد اولیه و روش¬ها:

1-2 آرد گندم: آرد گندم موجود در بازار برای این مطالعه استفاده شده است.

خصوصیات این آرد مانند رطوبت، ذرات، گلوتن (ماده¬ی چسبنده¬ی گندم) خشک، عدد سقوط (Falling number)، مقدار ته نشینی (رسوب) زلنی توسط روش¬های انجمن شیمیدان¬های غله¬ی آمریکا تعیین شد.

2-2 هیدروکلوئیدها:
عربی (AR) [EC232-519-5]، زانتان (XN) [EC234-394-2]، صمغ گوار (GR) [EC232-536-8]، کارگینان (CG) [E232-524-2] از شرکت¬های سیگما شیمی، بانگلورو هند بدست آمدند و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) از طریق شرکت بین¬المللی واو شیمی، هند بدست آمد.

3-2 گلیسرول مونوسترات (GMS) و سدیم استرول دو لاکتیلات (SSL) از شرکت بیوکن هند، در بنگلور بدست آمد.

4-2 اجزاء
پودر شکر از بازار تهیه شد، روغن ترد کننده¬ی شیرینی (مارگارین)، پودرهای پخت (نوع تک و دیرکارکرد، سدیم آلومینیوم سولفات با منبع اسیدی) نمک، پروپیونات، استیک اسید یخی، اسانس آناناس در این مطالعه استفاده شد.

5-2 آماده¬سازی ژل امولسیون کننده
ژل¬ها با استفاده از امولسیون کننده¬ها و آب با نسبت ا به 4 بدست آمدند و حاضر شدند.

ابتدا پاشش انجام می¬شود و پاشش به همراه هم¬زدن تا دمای برای GMS و برای SSL گرم می¬شود.

بعد از سردشدن ژل بدست می آید.

در تمام آزمایشات ژل¬ها طوری اضافه شدند که در هر پایه از آرد گندم 5/0% امولسیون کننده موجود باشد.

6-2 خصوصیات رئولوژیکی
تأثیر AR، XN، GR، CG و HPMC به طور جداگانه در ترکیب با GMC و SSL در سطح 5/0% بر روی آمیلوگراف خصوصیات آرد گندم در سه نسخه با توجه به روش AACC با استفاده از میکرو وسیکو آمیلوگراف که با حساسیت cmg300 تجهیز شده بود مطالعه شد.

7-2 فرمولاسیون کیک
فرمولاسیون زیر برای آماده سازی کیک بدون تخم مرغ استفاده شد: آرد گندم 100 گرم، روغن 25 گرم، شکر 80 گرم، نمک 25/0 گرم، پودر پخت 5 گرم، اسانس آناناس 1/0 گرم، آب 115 میلی لیتر، هیدروکلوئیدهای HPMC/CG/GR/AR/XN 5/0 گرم و امولسیون کننده SSL/GMS، 5/0 گرم.

آرد گندم: نمک و پودر نانوایی، هیدروکلوئید و کلسیم پروپیونات سه دفعه الک شدند و پودر شکر، مارگارین و اسانس برای 1 دقیقه در rpm112 و برای 5 دقیقه در rpm173 در یک مخلوط کن هوبارت N-50 مخلوط شده و به صورت کرم درآمدند.

50 میلی لیتر آب و ژل امولسیون کننده اضافه شده و این مخلوط برای 1 دقیقه در rpm112 و 2 دقیقه در rpm173 هم زده شد.

در نهایت آرد و آب باقی مانده اضافه شده و در دور rpm58 برای 1دقیقه rpm112 برای 1دقیقه و rpm173 برای 2دقیقه مخلوط شدند تا همگن گردند.

دمای خمیر بود.

خمیر کیک بدون تخم مرغ (450gr) به قالب کیک منتقل شد و برای 60 دقیقه در دمای پخته شد.

8-2 وزن مخصوص خمیر
وزن مخصوص خمیر کیک بدون تخم مرغ در دمای توسط تقسیم وزن استاندارد خمیر بر وزن حجم مشابهی از آب، بدست آمد.

9-2 وسیکوزیته¬ی خمیر:
وسیکوزیته¬ی خمیر کیک بدون تخم¬مرغ با استفاده از وسیکومتر بروک فیلد مطابق با کیم و واکر (1992) با اندکی تغییر تعیین شد.

خمیر کیک به یک بشر 100 گرمی منتقل شد و آن را قالب پر کرد.

سرعت محور (میله¬ی گردان) rpm20 قرار داده شد و محور شماره¬ی 7 برای همه آزمایش¬ها به کار رفت.

آزمایش در دمای اتاق انجام شد.

و وسیکوزیته به سرعت اندازه¬گیری شد.

10-2 اندازهگیری خصوصیات فیزیکی و حسی کیک بدون تخممرغ 1-10-2 حجم کیک بدون تخم مرغ حجم کیک به وسیله ی روش جابجایی رپسید اندازهگیری شد.

2-10-2 بافت و ترکیب کیک بدون تخممرغ سختی تکههای کیک بدون تخممرغ به وسیلهی آنالیزگر بافت اندازهگیری شد.

نیروی لازم برای 25% فشردگی با استفاده از شرایط زیر ثبت شد: ضخامت نمونه 1 اینچ، ظرف بارگذاری یا فشار g54، سرعت میله افقی mm/min100 و قطر پیستون شناور mm35.

مقادیر گزارش شده میانگین 4 مرتبه آزمایش هستند.

3-10-2 مرور مطالعات توسط میکروسکوپ الکترونی.

مطالعات SEM به وسیلهی کاوش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مدل up435 و با تطابق با روش پراباسانگار، ایندرانی، ژویوسنا و ون کاتسوارا (2003) انجام شد.

نمونههای کیک بدون تخممرغ (سایز) به وسیله هگزان پوشیده و شکسته شدند و به دنبال آن با استفاده از دستگاه خشک کن سرد (HETO) به صورت سرد خشک شدند.

نمونههای سرد و خشک در یک دستگاه خشک کننده تا استفادهی بعدی نگهداری میشوند.

نمونههای کیک بدون تخممرغ به طور جداگانه در نگه دارندههایی با کمک نوارچسب اسکاچ دورو و اسپوتر پوشیده شده با طلا قرار میگیرند.

در نهایت هر نمونه به میکروسکوپ منتقل میشود و در آنها در kv15 و خلاء با فشار مشاهده میگردد.

4-10-2 ارزیابی حسی کیک بدون تخممرغ یک کارت امتیاز دهی برای ارزیابی کیک بدون تخممرغ براساس ارزیابیهای متدهای انجام شده به وسیلهی قضاوتهای تجربی تهیه شد.

پارامترهایی مانند رونگ رویه (پوسته)، شکل پوسته (رویه)، رنگ تکه ها و خردههای کیک، اندازهی خرده و تکههای کیک، و ضخامت دیوارهی سلول همه از 10 ارزیابی شدند (بالاترین مقدار10)، در حالی که پارامترهایی مانند بافت و مزهی خرده و تکههای کیک که برای کیک بدون تخممرغ بسیار مهم هستند از 20 ارزیابی شدند (بالاترین نمره و مقدار20).

ارزیابی حسی کیک به وسیله امتیاز دهی به پارامترهای بالا انجام شد: رنگ پوسته: 1 قهوهای تیره- 10= قهوهای طلایی.

شکل پوسته: 1 برای مسطح و ناهموار، 10 برای عادی.

رنگ تکهها:1برای تیره، 10 برای سفید روشن و براق.

نوع و اندازهی دانهها و تکهها: 1 برای خیلی خشن، 20 برای خیلی خوب.

ضخامت دیوارهی سلول: 1 برای دیوارهی خیلی ضخیم، 10 برای دیواره نازک.

بافت و ترکیب: 1 برای خیلی سخت، 20 برای خیلی نرم.

مزه: 1 برای چسبنده و خشک، 20 برای راحت بودن بلع و باقی نماندن در دهان.

امتیاز نهایی از ترکیب 7 صفت کیفی به دست میآید.

11-2 آنالیز استاتیکی (ایستا) اطلاعات از نظر استاتیکی با استفاده از ANONA و به وسیلهی 6 گروه آزمایشی مناسب و با طرحی کاملاً رندم آنالیز شدند و برای هر گروه 4 باراین آنالیز را تکرار شد.

سپس گروههای آزمایشی به طور ایستا و استاتیکی با استفاده از تستهای جدید چند دامنهای از هم جدا شدند.

3- نتایج و بحث 1-3 کیفیت آرد گندم: آرد گندم مورد استفاده دارای 5/0% خاکستر و 7/9% گلوتن خشک بود.

عدد ریزش آن s480 و مقدار ته نشینی آن ml24 بود.

خصوصیات ذکر شده نشان میدهد که آرد گندم انتخاب شده برای مطالعه دارای کیفیت متوسط بوده است.

2-3 تأثیر هیدروکلوئیدها بر روی خصوصیات آمیلوگرافی آرد گندم.

تأثیر عربی (AR)، زانتان (XN)، گوار(GR) و کاراگینان(CG) و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، در سطح 5/0% و به طور جداگانه بر روی خصوصیات آمیلوگرافی آرد گندم در شکل A1 نشان داده شده است.

عموماً اضافه کردن هیدروکلوئیدها دمای خمیر را کاهش میدهد.

به عقیدهی کریستیانسون، هاج، آرمورن، و دتروی (1981).

آغاز زودهنگام یسکوزیتهی اولیه با آشکارسازی اولین مرحله از بادکردن نسبت دارد و به ویسکوزیتهی ظاهری وابسته است.

روخاس، راسل و باربر(1999) نیز گزارش کرده اند که زانتان، کاراگینان و آلژینات دمای خمیر را کاهش میدهند.

اضافه کردن هیدروکلوئیدها بر ویسکوزیتهی نهایی سوسپانسیون آرد گندم تأثیر میگذارد.

چسب گوار پیک ویسکوزیته را از 975 تا 9050 افزایش میدهد و دیگر هیدروکلوئیدها آن را از 975 به Bu965-825 کاهش میدهند.

افزایش در ویسکوزیتهی نهایی پیش از این با اضافه کردن گالاکتومانان مانند صمغ گوار دیده شده بود.

آلونسل (1989) با مشاهدهی خمیر نشاسته به صورت سوسپانسیون دانههای ریز باد کرده در یک محیط دنبالهدار ماکرومولکولی بیان کرد که هیدروکلوئید تنها در فاز دنباله دار محیط وجود دارند.

و هرچه ذرات تحت تأثیر هیدروکلوئیدها با افزایش محیط دنبالهدار باد کنند، منجر به افزایش قابل توجه ویسکوزیته در این فاز میشوند.

با دیگر هیدروکلوئیدها میتوان فرض کرد که کاهش در پیک ویسکوزیته به وسیلهی کاهش در خیساندن دکسترین ایجاد میشود که بر افزایش ویسکوزیته به سبب وجود صمغ در فاز دنبالهدار غالب میشود.

ویسکوزیتهی خمیر سرد هنگامی که با مقدار کنترل شده (Bu1173) مقایسه میشود کاهش پیدا میکند؛ یعنی با ، AR(Bu1014)، GR(Bu1050) و CG(1023) اما با HPMC بدون تغییر باقی میماند.

به عقیدهی کریستسنون، صمغها بر روی ژلاتینه شدن و پس روی نشاسته از طریق ارتباط دکسترین با صمغ تأثیر میگذارد و منجر به کاهش پس روی نشاسته میگردد.

همچنین هیدروکلوئیدها ظرفیت نگهداری آب در سیستم محلول آبی نشاسته را بهبود میبخشند و نشان میدهد که کنترل حرکت و فعالیت آبی باید یکی از فاکتورهای مهم برای جلوگیری از پس روی نشاسته باشد.

مقادیر شکست تنها با اضافه کردن GR از 354 به Bu401 افزایش مییابند و دیگر هیدروکلوئیدها آن را از 354 به 287-336 کاهش میدهند.

به عقیدهی لی، بیک، چا، پارک و گیم (2002) افزایش در شکست و تجزیه به این علت است که ذرات نشاسته در برابر رفتارهایی دمایی، کمتر پایدار میشوند و در برابر برش مکانیکی شامل انبساط شعاعی ذرات به گسستگی که با فعل و انفعالات ایجاد شده توسط هیدروکلوئیدها تغییر میکند.

مقادیر عقبنشینی که آسانی در پخت و تمایل برای شکیت را ایجاد میکنند به طور قابل توجهی به