اثر غلظت‌های یون کلسیم و نمک و دمای آب‌نمک‌گذاری بر تغییرات بافت، تراوش و تورم پنیر فتای فراپالاش

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گروه علوم وصنایع غذایی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

مقدمه: یکی از نواقص رایج پنیر فتای فرآپالایش عمل‌آوری شده در داخل ظروف بسته‌بندی، ایجاد بافت نرم است. این نقص عمدتاً در دماهای پایین و میزان نمک کم، رخ می‌دهد. در صنعت با افزایش میزان تراوش لخته در داخل بسته، تا حدی از این نقص جلوگیری می‌شود. تراوش یا جذب علاوه بر تأثیر به روی نرمی بافت ، در کمیت و کیفیت محصول نهایی نیز موثر است. در اثر تراوش یا جذب، مقدار رطوبت ماتریس پنیر تغییر کرده و بنابراین سایر ترکیبات و ویژگی‌های فیزیکی ماتریس پروتئینی دچار تغییرات اساسی می‌شوند. مهم‌ترین عوامل مؤثر در ویژگی‌های بافتی و تراوش شامل دما، غلظت کلرید سدیم و یون کلسیم هستند. اصولاً هر عاملی که باعث افزایش تجمع پروتئین‌ها در ماتریس پنیر شود تراوش و سختی بافت را افزایش داده و برعکس تورم ماتریس سبب افزایش جذب می-شود.
مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر، میزان سختی بافت، تراوش و یا جذب در شش غلظت کلرید سدیم شامل ۰، ۲، 8، ۱۰، 18 و 26 درصد و در سه سطح یون کلسیم شامل 200، 1700 و 3200 میلی‌گرم در کیلوگرم (18 تیمار) و در چهار دمای 3، 11، 19 و 27 درجه سانتی‌گراد (72 تیمار) در قالب طرح واحدهای خردشده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در سه تکرار انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد اثر هر یک از متغیرهای دما، غلظت نمک و یون کلسیم به‌تنهایی، اثر متقابل دوبه‌دو این عوامل و نیز برهم‌کنش هر سه متغیر (p<0.01) در میزان سختی بافت، تراوش یا جذب، معنی‌دار بود. نتایج پژوهش نشان‌دهنده وقوع پدیده جذب در غلظت-های کمتر از حدود 8 درصد نمک و دماهای پایین 11 درجه سانتی‌گراد بود. در غلظت‌های بیش از 8 درصد نمک و دماهای بیش از 11 درجه سانتی‌گراد، تراوش و سختی بافت به‌تدریج افزایش یافت. بیشترین تورم بافت در محدوده 8 تا 10 درصد نمک اتفاق افتاد. افزایش کلسیم سبب کاهش جذب در تمامی دماهای مورد آزمون و نیز تغییر بیشینه تورم به سمت غلظت‌های پایین شد. همچنین نتایج سختی بافت و رطوبت پنیر، تأییدکننده تغییرات چروکیدگی و تورم بافت بود.
نتیجه‌گیری: برهم‌کنش اثرات دما، غلظت کلرید سدیم و کلسیم دارای دو مدل متفاوت در تغییرات ویژگی‌های بافتی و تراوش پنیر فتای فرآپالایش است. در دماهای کمتر از 11 درجه سانتی‌گراد، با افزایش غلظت نمک تا 8 درصد، بافت متورم و نرم می‌شود ولی با افزایش دما و غلظت نمک بیش از این محدوده، چروکیدگی و سختی بافت افزایش می‌یابد. همچنین افزایش کلسیم سبب کاهش تورم و افزایش سختی در تمام دماها و غلظت‌های نمک می‌شود. بنابراین برای جلوگیری از نرمی بافت این نوع پنیر باید فرآیند تولید و انبارش صنعتی به نحوی طراحی شود تا از شرایط بهینه تورم بافت، اجتناب کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The influence of Ca++ and Nacl and brining temperature on textural hardness and syneresis or swelling protein matrix in ultrafiltration feta cheese

نویسندگان [English]

  • Korosh Rahmani 1
  • Habiballah Mirzaei 1
  • Aman Mohammad ZIAIIFAR 1
  • Mahdi Kashaninejad 1
  • Seyed Mahdi Jafari 1
  • Naser Hamdami 2
1 Department of Food Materials and Process Design Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Department of Agriculture Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan , Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: One of the common defects in the processing of Feta cheese made in package is softening of texture. This defect occurs mainly at low temperatures and salt levels. In the industry, by increasing the amount of syneresis from the curd, some of this defect is prevented.
In addition to texture softening, quantity and quality of UF –Feta cheese affected by expulsion or absorption phenomena. Reducing or increasing moisture content of cheeses matrix effected on other compositions and physical properties of cheeses protein matrix. The most important factors that play role on syneresis and textural properties are temperature, NaCl concentration and calcium level. The mechanism of this factors is different, but in summary, any factor that increase protein aggregation in cheeses matrix, grain hardness and syneresis, and in contrast, expanding cheese matrix occur.
Materials and methods: In this research, hardness and syneresis or absorption amount measured in six brine concentration consist 0, 2, 8, 10, 18 and 26 in 3 (200, 1700 and 3200 ppm) calcium ions levels (18 treatments) at 3, 11, 9 and 27°C (72 treatments). The 3 replicates were analyzed in triplicate. Data were analyzed using a split-plot design.
Results: Temperature, brine composition (NaCl and calcium ions) and interaction between this factors (Salt× Ca++, T× Salt and T× Ca++) and Salt× Ca++×T, was significant effects (p<0.01) on hardness and syneresis. The absorption phenomena occur in a salt concentration and temperature less than about 8% and 11°C, respectively. At more than 8% NaCl and 11°C, gradually, hardness and syneresis improved. The most swelling was observed in range 8-10% salt. Increasing of Ca++ was shifted maximum absorption to lower brine concentration. When Ca++ ions increased, the maximum swelling was shifted to lower brine concentration. Also, the hardness results and moisture content of cheese confirmed shrinkage and swelling of the cheese matrix.
Conclusion: The interaction of temperature, Nacl and calcium have two different models on syneresis and textural properties in UF-Feta cheese. At below 11°C, when Nacl concentration enhanced up to 8-10%, softening and swelling cheese matrix increased, but Increasing Nacl concentration and temperature above this rang improve shrinkage and hardness cheese matrix. Also, grain in calcium ion concentration reduced swelling and softening in UF- feta cheese at all temperature and Nacl concentrations. Therefore, in order to avoid the softness of the texture of this type of cheese, the process of industrial production and storage should be designed in such a way as to prevent optimal swelling of cheese matrix.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cheese
  • Ultrafiltration
  • Calcium
  • NaCl
  • syneresis

مراجع

  1. Abbasi, H. 2007. Simulation and optimization of proteolysis and lipolysis of Iranian UF- cheese during of ripening. University of Tabriz: Tabriz. (In Persian)
  2. Agarwal, S., Powers, J., Swanson, B., Chen, S. and Clark, S. 2008.Influence of salt-to-moisture ratio on starter culture and calcium lactate crystal formation. J. of dairy science. 91: 8. 2967-2980.
  3. CAC 221.1997. Standard for Unripened Cheese, Including Fresh Cheese. FAO/WHO, Codex Alimentarius Commission, Rome, Italy.
  4. Erdem, Y.K. 2005. Effect of ultrafiltration, fat reduction and salting on textural properties of white brined cheese. J. of Food Engineering. 71: 366-372.
  5. Fagan, C.C., Castillo, M., Payne, F.A., O’Donnell, C.P., Leedy, M., and O’Callaghan, D.J. 2007. Novel online sensor technology for continuous monitoring of milk coagulation and whey separation in cheesemaking. J. of Agricultural and Food Chemistry. 55: 22.8836-8844.
  6. Fucà, N., McMahon, D.J., Caccamo, M., Tuminello, L., La Terra, S., Manenti, M., and Licitra, G. 2012. Effect of brine composition and brining temperature on cheese physical properties in Ragusano cheese. J. of dairy science. 95: 1.460-470.
  7. Geng, X.L., Van den Berg, F.W., Bager, A.N., and Ipsen, R. 2011. Dynamic visualization and microstructure of syneresis of cheese curd during mechanical treatment. International Dairy J. 21: 9.711-717.
  8. Geurts, T.J., Walstra, P. and Mulder, H. 1972. Brine composition and the prevention of the defect ‘soft rind’in Netherlands Milk and Dairy J.Vol 26, pp: 168-179.
  9. Grummer, J., Bobowski, N., Karalus, M., Vickers, Z., and Schoenfuss, T. Use of potassium chloride and flavor enhancers in low sodium Cheddar cheese. J. of Dairy Science. 96: 3.1401-1418.
  10. Guinee, T., Feeney, E., Auty, M., and Fox, P. 2002. Effect of pH and calcium concentration on some textural and functional properties of Mozzarella cheese. J. of Dairy Science. 85: 7.1655-1669.
  11. ISO 5943/IDF 88. 2006. Determination of chloride content (reference method. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
  12. ISO 488/IDF 105. 2008. Milk- Determination of fat content - Gerber butyrometers. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
  13. ISO 5534. 2004. Cheese and processed cheese- determination of total solids content (Reference method). International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
  14. ISO 8968-1.2014. Milk and milk products - determination of nitrogen content - Part 1: Kjeldahl principle and crude protein calculation. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
  15. Johnson, M.E., Kapoor, R., McMahon, D.J., McCoy, D.R., and Narasimmon, R.G. 2009.Reduction of sodium and fat levels in natural and processed cheeses: Scientific and technological aspects. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 8: 3.252-268.
  16. Joshi, N., Muthukumarappan, K., and Dave, R. 2004. Effect of calcium on microstructure and meltability of part skim Mozzarella cheese. J. of Dairy Science. 87: 7.1975-1985.
  17. Kaya, S. 2002. Effect of salt on hardness and whiteness of Gaziantep cheese during short-term brining. J. of Food Engineering. 52: 2.155-159.
  18. Kindstedt, P., Kiely, L., and Gilmore, J. 1992.Variation in composition and functional properties within brine-salted Mozzarella cheese. J. of Dairy Science. 75: 1.2913-2921.
  19. Lu, Y., and McMahon, D. 2015. Effects of sodium chloride salting and substitution with potassium chloride on whey expulsion of Cheddar cheese. J. of Dairy Science. 98: 1.78-88.
  20. McMahon, D.J., Motawee, M., and McManus, W. 2009. Influence of brine concentration and temperature on composition, microstructure, and yield of feta cheese. J. of Dairy Science. 92: 9.4169-4179.
  21. McMahon, D.J., Paulson, B., and Oberg, C. 2005. Influence of calcium, pH, and moisture on protein matrix structure and functionality in direct-acidified nonfat Mozzarella cheese. J. of dairy science. 88: 11.3754-3763.
  22. Melilli, C., Barbano, D., Licitra, G., Portelli, G., Di Rosa, G., and Carpino, S. 2003. Influence of the temperature of salt brine on salt uptake by Ragusano cheese. J. of Dairy 86: 9. 2799-2812.
  23. Michaelidou, A.M.A.E., Polychroniadou, A. and Zerridis, G. 2005. Migration of water-soluble nitrogenous compounds of Feta cheese from the cheese blocks into the brine. International Dairy J. 15: 663–668.
  24. Pastorino, A., Dave, R., Oberg, C., and McMahon, D.J. 2002. Temperature effect on structure-opacity relationships of non-fat Mozzarella cheese. J. of Dairy Science. 85: 9.2106-2113.
  25. Pastorino, A.J., Hansen, C.L., and McMahon, D.J. 2003. Effect of salt on structure-function relationships of cheese. J. of Dairy Science. 86: 1.60-69.
  26. Pastorino, A., Ricks, N., Hansen, C., and McMahon, D.J. 2003. Effect of calcium and water injection on structure-function relationships of cheese. J. of Dairy Science. 86: 1.105-113.
  27. Paulson, B.M., Mcmahon, D.J., and Oberg, C.J. 1998. Influence of sodium chloride on appearance, functionality, and protein arrangements in non-fat Mozzarella cheese. J.of Dairy Science. 81: 8.2053-2064.
  28. Prasad, N., and Alvarez, V. 1999. Effect of salt and chymosin on the physico-chemical properties of feta cheese during ripening. J. of Dairy Science. 82: 6.1061-1067.
  29. Rahmani, K. 2007. Simulation of mass transfer (NaCl and moisture) in UF-feta cheese during dry salting. University of Tabriz: Tabriz. (In Persian)
  30. Turhan, M., and Kaletunc, G. 1992. Modeling of salt diffusion in white cheese during long-term brining. J. of Food Science. 57: 5.1082–1085.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 13، شماره 1
فروردین 1400
صفحه 139-154

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار