بررسی اثر غلظت ساکارز بر خصوصیات رئولوژی ژل آب انار بر پایه ژلاتین/Ƙ-کاراگینان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ساری

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

سابقه و هدف: در این مقاله ژل‌های آب انار، رقم شیرین پوست قرمز محلی (50% حجمی-حجمی محلول نهایی)، که بر پایه هیدروکلوئیدهای ژلاتین یا کاپا-کاراگینان با مقادیر مختلف ساکارز (6/2 و 8/5% وزنی-حجمی محلول نهایی) تهیه شده‌اند، از لحاظ ویژگی های بافتی (سختی، انسجام و فنریت) و ویژگی های ویسکوالاستیک مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. میوه انار یکی از محصولاتی است که به طور گسترده در ایران کشت می‌شود و می‌تواند به عنوان یک منبع مناسب جهت تولید محصولات متنوع غذایی مورد استفاده قرار گیرد. با این حال شرایط ویژه این میوه از جمله pH پایین، طعم متنوع، رنگ قرمز تیره، ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی و غیره می‌تواند بر ویژگی های محصول نهایی مؤثر باشد. از آنجا که ژلاتین و کاراگینان دو نماینده خوب از هیدروکلوئیدهای پروتئینی و پلی ساکاریدی با قابلیت دسترسی بالا و قیمت پایین می باشند، ژل های آب انار برپایه این هیدروکلوئیدها تهیه گردیده است. همچنین با توجه به اینکه در فرمولاسیون اکثر ژل‌ها شکر به عنوان یک طعم دهنده و بهبود دهنده بافت به کار می رود، تأثیر آن بر ویژگی های بافتی ژل بر پایه آب انار و در نتیجه برهمکنش با ترکیبات ژل مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: جهت بررسی ویژگی های بافتی از جمله سختی، انسجام و فنریت از آزمون‌های بافت سنجی فشاری به کمک دستگاه بافت سنج و جهت تعیین ویژگی های ویسکوالاستیک ژل‌ها از ارزیابی‌های دینامیکی ویسکوالاستیک نوسانی به کمک رئومتر نوسانی استفاده شده و با توجه به مدول ذخیره، مدول ویسکوز و تانژانت افت، رفتار ویسکوالاستیک نمونه ها تفسیر گردیده است. یافته‌ها: نتایج آزمون پروفیل بافت نشان می‌دهد که استفاده از ساکارز در ژل‌های آب انار بر پایه ژلاتین باعث افزایش سختی، انسجام و فنریت بافت شده است. همچنین ارزیابی‌های رئولوژیکی نوسانی نشان می‌دهد که افزایش غلظت ساکارز سبب بهبود ویژگی الاستسیته ژل‌های ژلاتینی می‌شود و این ژل‌ها در فرکانس‌های بالاتری تضعیف می‌گردند. از آنجا که ژل‌های ژلاتینی ماهیت پروتئینی دارند، pH های مختلف بر ساختار و تشکیل بار در گروه‌های جانبی زنجیره آن‌ها مؤثر است و به همین دلیل در pH اسیدی آب انار، که پایینتر از pH ایزوالکتریک این پروتئین می باشد، ژلاتین می‌تواند دارای بار مثبت شود و با گروههای آنیونی موجود در محیط واکنش دهد. بر این اساس، وجود ترکیبات فنلی، فلاونوئیدها و تانن‌ها در آب انار که ساختار آنیونی دارند به افزایش این برهمکنش‌ها کمک می‌کنند. همچنین نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که استفاده از آب انار طبیعی و شکر به عنوان افزودنی برای تهیه ژل برپایه ژلاتین، به علت pH مناسب آبمیوه و برهمکنش الکترواستاتیک و هیدروژنی ترکیبات موجود در پروتئین، آب انار و ساکارز، باعث بهبود ویژگی‌های بافتی ژل می‌شود.
با این وجود، افزایش غلظت ساکارز به دلیل جلوگیری از تشکیل ساختار ویسکوالاستیک شبه جامد در ژل کاپا-کاراگینان منجر به کاهش سختی و انسجام و همچنین افزایش مدول ویسکوز در این ژل می‌گردد. ساکارز در تأثیر بر ویژگی‌های ژل کاپا-کارگینان نقش دوگانه‌ای ایفا می نماید به‌ طوری که در غلظت کم باعث بهبود ویژگی‌های ژل می گردد ولی در غلظت های بالا باعث کاهش سختی و انسجام ژل ها و تشکیل ژلی با ساختار سست می شود. احتمالاً ساکارز در ژل‌های بر پایه پلی ساکاریدها باعث کاهش برهمکنش زنجیره ها می‌گردد. در این حالت ترکیبات موجود در آبمیوه تأثیر ساکارز در افت ویژگی های ژل کاراگینان را افزایش می‌دهند.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که می‌توان ژل‌هایی با کیفیت مطلوب بر پایه آب انار طبیعی به کمک هیدروکلوئیدهای ژلاتین و کاپا-کاراگینان با غلظت بهینه شکر تهیه نمود، بدون آنکه ویژگی‌های طبیعی آب انار، مانند pH و یون های موجود در آن، تأثیر منفی بر ساختار این ژل ها داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of sucrose concentration on rheological properties of pomegranate juice gels based on gelatin/Ƙ-carrageenan

نویسندگان [English]

  • samar sahraee 1
  • ali motamedzadegan 2
  • vahideh sarabi aghdam 2
1 sari agriculture and natural resurces university
2 Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
چکیده [English]

Background and objectives: In this paper local pomegranate juice (50% v/v final solution) based gels made from gelatin or kappa-carrageenan with sucrose (2.6%, 5.8% w/v final solution) have been examined to determine the textural characteristics and viscoelastic properties. Pomegranate is one of the most important crops cultivated in Iran which extensively used as a source of variety of products as gels, juices, desserts and etc. However, this fruit has especial properties such as low pH, different tastes, red color, phenolic and anthocyanin compounds which may lead to variety effects on producing different products. In this regard, it is required to study the influence of applying natural pomegranate juice in final gel quality. Since gelatin and kappa-carrageenan are two popular examples of protein and polysaccharide hydrocolloids which are mostly available with low cost, in this work pomegranate gels are formed based on these hydrocolloids. Generally, gel formulations include sugar as a taste and texture improver so its interaction with gel components and its effect on textural properties of pomegranate gel is investigated. Materials and methods: In order to determine textural properties like hardness, cohesiveness and springiness, texture profile analyses have been used. Also, to investigate viscoelastic properties, dynamic oscillation measurements were used and their rheological behavior is interpreted by loss tangent, elastic and viscos modulus. Results: The result of texture profile analysis show that incorporation of sucrose in gelatin based gels effectively increases hardness, cohesiveness and springiness. Furthermore, the results of oscillatory dynamic rheological measurements show that Gelatin gels are more elastic and resist higher frequencies when sucrose concentration increased. Since gelatin has the protein nature, in different pHs has different electrostatic charge so lower/higher pHs than pI lead to positive/negative charge on it. In this condition, acidic pH of pomegranate juice which is lower than gelatins pI results in positive charge on it which can interact with anionic agents in the media. In this case, presence of phenolic compounds, flavonoids and tannins in pomegranate juice with anionic nature can enhance these interactions. The results of investigations have shown that applying pomegranate juice and sucrose for preparation gelatin gels leads to formation a high quality gel because of proper pH of the juice and adequate hydrogen and electrostatic interactions.
In the case of Ƙ-carrageenan gels, increasing the sucrose level enhances viscose modulus and leads to a week viscoelastic texture, which causes hardness and cohesiveness to decrease extremely. Although low concentration of sucrose can improve gel textural properties, high concentration of it inversely affects on carrageenan gel elasticity. Also, different compounds of pomegranate juice may have synergistic effect on decreasing textural quality of carrageenan gels by sucrose. The major reason of this effect may be due to sucrose prohibition from cross-linking interactions. Conclusion: The results of textural analysis indicate that high quality pomegranate gels based on gelatin and Ƙ-carrageenan with optimum concentration of sucrose can be produced whereas natural conditions of pomegranate juice like pH and containing ions do not reduce its quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • pomegranate juice
  • rheology
  • Gelatin
  • kappa-carrageenan
  • gel