اطلاعات صنایع غذایی

مطالب علمی صنایع غذایی

آب پنیر :ترکیبات,مراحل تولید........

مقدمه :

آب پنیر یک مایع آبکی زرد مایل به سبز است که در طی مراحل تهیه پنیر از پنیر دلمه شده جدا    می شود و تقریبا حاوی نیمی از مواد جامد موجود در شیر کامل می باشد . این مواد جامد شامل پروتئین چربی ، مواد معدنی و لاکتوز می باشد . در طی تولید یک پوند پنیر تقریبا نه پوند آب پنیر تولید می شود . حتما با تولید چنین مقدار زیادی آب پنیر در هر پوند پنیر ، باید این ماده با ارزش استفاده ای داشته باشد . اگر چه که روزگاری آب پنیر به عنوان یک ماده ارزش در نظر گرفته       می شد . مراحل آبگیری از آب پنیر کند است چون در این مرحله کنترل صورت می گیرد و ریختن آب پنیر در محیط پرخرج و غیر قانونی است .

دیگر مکانیسم های دورریزی شامل: ریختن آب پنیر در آبراهه های محل یا درون دریا یا مزرعه ها یا به عنوان جزئی از غذای حیوانات است . امروزه هنوز هم به عنوان غذای حیوانات و جزء اصلی لاکتوز استفاده می شود و بعضی از آب پنیرها طی مراحلي درون زمین پراکنده می شوند که انتشار زمینی نام دارد و محدوده انتشار زمینی در طی سالهای بعد سفت تر می شود . پنیرسازان روشهای دیگری برای دور ریختن یا استفاده از آب پنیر دارند . علی رغم این حقیقت که در گذشته آب پنیر به عنوان یک محصول بدرد نخور در نظر گرفته می شد، ارزش علمی آب پنیر شناخته شد . در سال 1996 تولید جهانی آب پنیر بیش از 80 میلیون لیتر در سال تخمین زده شد . تخمین دیگری از تولید جهانی آب پنیر 3/2 میلیون تن پودر شیر پس چرخ شده و 7 میلیون تن از جامدات آب پنیر           می باشد . همانطور که تولید آب پنیر رشد کرد، جامدات آب پنیر هم باید برای مصرف انسان تنظیم می شد. بعد از سال 1900، مهمترین بخش شیر که ارزش اقتصادی داشت، عناصر چربی شیر بودند. امروزه باارزش ترین عناصر شیر یا آب پنیر، پروتئین است. از این 7 میلیون تن جامدات آب پنیر تولید شده جهان حدود 700000 تن پروتئین سالم آب پنیر تخمین زده شده است که  می تواند در ترکیبات غذا مورد استفاده قرار گیرد . با اولترافیلتراسیون آب پنیر به دو بخش تبدیل می شود: پروتئین، چربی و نمک کلوئیدی که مایع پنیر هم نامیده می شود و بخش اشباع شده آن  که شامل لاکتوز، آب و مواد معدنی می باشد. اکثراَ آب پنیر را نمی توان به شکل مایع استفاده کرد، که در عوض با اولترافیلتراسیون به پودر خشک شده و اسپری آب پنیر یا آب پنیر پرورده شده تبدیل می شود. پودر آب پنیر خشک شده و اسپری آن را می توان از بخش اشباع شده و مایه پنیر و کل مایع آب پنیر تهیه كرد. کاربرد عملی پروتئین آب پنیر خشک شده در بازار های غذایی به ویژه در بخش مواد غذایی تغذیه ای غنی شده و شرابها رو به رشد است. هاف من در سال 1996پیشنهاد کرد که پروتئین آب پنیر کلید اصلی رشد محصولات جدید- بویژه در بهتر شدن بازارهای تغذیه ورزشی می باشد.یکی از موفقیتهای هیجان انگیز این پیشرفت، تولید نوشابه های ورزشی آماده و حاوی پروتئین بالا می باشد. در هنگام تغلیظ پروتئین آب پنیر، مایع باقیمانده پروتئین که حاوی آب لاکتوز و مواد معدنی است، آب پنیر اشباع نامیده می شود. آب پنیر اشباع نشده استفاده های محدودی دارد زیرا برای اکثر مردم لاکتوز،  شیرینی پایین، حلالیت پاین و درجه هضم پایینی دارد . اگرچه که با هیدرولیز لاکتوز به گلوکز و گالاکتوز ، می توان آب پنیر اشباع شیرین و محصولات شیرین آن را تهیه کرد. با افزایش شیرینی آب پنیر اشباع همچنین      می توان مثل محصولات پروتئینی آب پنیر در تولید نوشیدنیهای ورزشی از آن استفاده کرد.

اولین بار حدود سی سال پیش دی هیدراته کردن در نوشیدنیهای ورزشی گسترش یافت . گاتورد اولین نوشیدنی از این نوع است که در دانشگاه فلوراید تهیه شده و به دلیل اسم فلوریداگاتور اینگونه نام گرفت . در ابتدا گاتورد با استفاده از شکر تهیه می شد که برای ورزشکاران به عنوان یک منبع سریع انرژی مفید بود . این نوع نوشیدنی ورزشی پیام بدی را با خود حمل می کرد زیرا شکر در خون به عنوان یک ادرار آور و مایع ضعیف کننده عمل می کند که به جای بهتر کردن عملکرد ضرر دارد. در سال 2001 گاتورد محبوبترین نوشیدنی در آمریکا بود که بیش از 85 درصد از نوشیدنی های ورزشی به فروش رفته از این نوع بودند. مصرف کنندگان هنوز هم نسبت به نوشیدنیها و محصولات سالمی که مزه جدیدی دارند سرگردان هستند. هنوز هم نوشیدنیها شامل شرابهای ایزوتونیک ، شرابهای الکترولیت ، آبهای در بطری ریخته شده، چایها، نوشیدنیهای ورزشی و دیگر شرابهای کاربردی است و تقریبا 3/2 بازار نوشیدنیهای ملایم را دربر دارد. هنوز هم رشد بازار نوشیدنیها 7 درصد در سال است و تقریبا رشد آن در نوشیدنیهای کربناته دو برابر است . رشد بازار شرابهای قابل استفاده شامل افزایش مصرف نوشیدنیهای ورزشی، نوشیدنیهای انرژی زا، آب میوه های تقویتی، تغذیه ای، چایها، آب های سالم و نوشیدنیهای لبنی می باشد . آخرین نمونه نوشیدنیهای لبنی گروهی است که نوشیدنیهای حاوی آب پنیر و آب پنیر اشباع هستند که         می توانند وارد بازار نوشیدنی های آمریکا شوند.

 

 

 


مرور مقاله:

آب پنیر، تولیدات آب پنیر

 به منظور توضیح در مورد آب پنیر؛ باید بدانی که آب پنیر از کجا آمده. با ظهور بشر ، شیرگاو به تنهایی یا به صورت پنیر مصرف می شده است . شیر که یک مایع سفید است که در غدد شیری همه پستانداران تولید می شود و ارزش تغذیه ای زیادی دارد.شیر حاوی کربوهیدرات پروتئن، ویتامینها و مواد معدنی و چربی است که در بدن برای حفظ سلامتی استفاده می شود .


 تعداد کمی از مهمترین عناصر شیر، شامل لاکتوز، کازئین، پروتئین پنیر می باشد که برای پنیر و محصولات آب پنیر ضروری هستند. شیر تقریبا حاوی 5/3 درصد پروتئین،80 درصد کازئین و 20 درصد پروتئین آب پنیر است.کازئین یک جزء پروتئینی است که منجر به تهیه پنیر می شود. حالت ژلی در طی تولید پنیر نتیجه بی ثباتی پروتئین است و ممکن است با روشهای  یک و دو ایجاد شود . اولین روش از طریق افزودن اسید پروتئاز مثل کیموزین می باشد. که در شروع عمل پروردن، اسدیته می شود. دومین روش از طریق اسیدیته مستقیم در PH نزدیک به ایزوالکتریک کازئین  می باشد. در طی پنیر سازی، PH شیر «7/6-6/6» از طریق استفاده از اسید لاکتیک تولید شده باکتری پایین می آید، که با تولید اسید لاکتیک و PH پایین حدود 3/5، شیر تخمیر می شود. افزایش PH و عمل اسید افزوده شده پروتئاز مثل کیموزین ( مایه پنیر ) باعث دلمه شدن پروتئین می شود. دلمه شدن با استفاده از کیموزین شامل دو مرحله است .

اول: کیموزین پیوندهای بین آمینو اسیدهای فنیل آلانین 5 ، 1 و میتونین 6 ، 1 و کازئین K در سطح کازوئین میت در شیر شکسته می شود . این عمل کازوئین K را به دو بخش نصف می کند بخشی که مربوط به سطح مسیل می شود که زوئین پارا K نامیده می شود و بخش آزاد شده حلال در آب گلیکوماکروپپتید ( GMP ) نامیده می شود . گلیکوماکروپپتید ، در آب حل می شود و در بخش مایع شناور می شود و بخشی از آب پنیر می گردد . وقتی که کازئین K گسسته شود مسیل کازئین در سطح زیاد آب دوست نیست اما آب گریز است و موجب گردآوری و تشکیل شبکه ژلی می شود. جمع بسته شدن ناشی از مسیلی است که از طریق وصل شدن مجموعه سرین- فسفات است و تقریبا زمانی شروع میشود که 86 درصد از کل کازئین هیدرولیز می شود. این واکنش بسته به حضور اسید PH و افزایش دماست. یک نمونه دلمه شدن در نتیجه استفاده از کیموزین در تولید پنیر مثل چدار است. دومین روش دلمه شدن کازئین نتیجه افزودن مستقیم اسید یا تخمیر بوسیله باکتری اسید لاکتیک میباشد. تولید اسید لاکتیک مانع از رشد میکروبهای مضر میشود در حالیکه در همان زمان طعمها و عطرهای مثل دی استیل ، استیل آلدئید و استوین تولید میشود . در پنیرهایی مثل پنیرهای محلی ، PH با افزودن مستقیم اسید لاکتیک تا 8/4-5/4 کاهش می یابد. وقتی که PH در PI کازئین کاهش می یابد و مسیل کازئین به دلیل تور در سطح مسیل جمع میشود . و یک شبکه ژل مانندی را تشکیل می دهد که لور نامیده می شود.

مواد غیر جامد یا مایع سبز مایل به زردی که در طی تشکیل پنیر از لور جدا می شود ، آب پنیر نامیده می شود. به دیل خاصیت اسدیته پروتئین آب پنیر آنها در PH پنیرسازی دلمه نمی شوند . بنابراین جزء پنیر به حساب نمی آید . اما در عوض در روانه بیهوده آب پنیر از بین می روند . آب پنیر تقریبا حاوی 50 درصد از مواد جامد موجود د شیر کامل می باشند . در طی تولید یک پوند پنیر تقریبا نه پوند آب پنیر دست می آيد. به دنبال اولترافيلتراسيون مایع اشباع آب پنیر که تقریبا 90 درصد از حجم آب پنیر را در بر می گیرد و حاوی 85 درصد لاکتوز ،40 درصد مواد نیتروژنی غیر پروتئینی است. مثل آب پنیر اشباع شیر اشباع هم محصول تولیدی در طی مراحل پنیرسازی است که با وسیله فرا تصفیه شیر تولید می شود. شیر را می توان فرا تصفیه کرد تا مجموعه مواد جامد و پروئین در پنیر سازی را افزایش داد. نتیجه فرا تصفیه شیر تغلیظ پروتئین یا تخمیر و آب پنیر غنی شده با لاکتوز می باشد.شیر اشباع شده حاوی 5 درصد جامدات و 90 درصد لاکتوز است، که کازئین یا تبا لاکتوگلوبولین ندارد. سوئیس مهمترین کشور تولیدکننده شیر اشباع است. آب پنیر اشباع بدون پروتئین از فرا تصفیه شیر در طی تولید محصولات شیری ویژه ، تولید می شود. این آب پنیر اشباع فرآیندهای بیشتری لازم دارد و حاوی 5 درصد لاکتوز ، 1 درصد نمک و 8/0- 1/0 درصد اسید لاکتیک است و حاوی ترکیبات نیتروژن نیست در نتیجه قابل مقایسه با آب پنیر اشباع شده نیست که تقریبا حاوی 8/0 درصد پروتئین است. شیر اشباع شده همچنین حاوی مواد معدنی مثل کلسیم و پتاسیم است. برای شیر باثبات، شیر حاوی پروتئین بیشتر از شیر حاوی پروتئین زیاد به شکل ژلاتینی دارد. بنابراین شیر اشباع شده تولیدی از فرا تصفیه به شیر با ثبات افزوده می شود تا محتوی پروتئین را کاهش دهد و ژلاتینی شدن به تاخیر اندازد. علاوه بر آن شیر اشباع شده می تواند غلیظ شود و می تواند به عنوان ترکیبی غنی سازی شده باارزش به دیگر مواد غذایی از جمله فرمولهای خوردنی و نوشیدنی های تغذیه ای اضافه شود . شیر اشباع شده می تواند در درون نوشیدنی های مشابه مثل نوشیدنی های ورزشی پرورده و غلظت بالایی از مواد معدنی ضروری برای حفظ سلامتی را فراهم میکند.

 

تاریخ آب پنیر:

سالها آب پنیر چیزی جز یک محصول باطله در نظر گرفته می شود، روزگاری آب پنیر برای دور ریختن به مزرعه ها به عنوان غذای حیوانات برده می شوند یا از طریق کانالهای به دورن دریا ریخته می شود . هر سال تولیدات گسترده آب پنیر بیش از 80 بیلیون لیتر تخمین زده می شود . در اوایل سال 1990 ، با افزایش آکاهیها محیطی ، روش دورریزی اقتصادی و محیطی امنی پذیرفته شده است . امروزه آب پنیر کاربردهای متعددی در صنایع غذایی و همچنین غذای حیوانات دارد . اکثر آب پنیر تولید شده ، خشک شده تبدیل به پورد پنیر ، پروتئین غلیظ شده آب پنیر و پروتئین های جداگانه آب پنیر می شود . این پودرهای آب پنیرس به عنوان ترکیبی در محصولات غذایی متعددی استفاده می شود و یکی از باارزش ترین محصولات بازرگانی و محصولات غنی شده پروتئینی است .

انواع آب پنیر :

بسته به منبع و تکنیکهای عمل آوردن ، مایع آب پنیر به شکلهای متفاوتی است . آب پنیر همچنین در محصولات با ارزش پروده می شود ، و بعضی از محصولات به درد نخور هستند . بعضی از انواع آب پنیر ها شامل آب پنیر با لاکتوز کم و  آب پنیر بدون مواد معدنی و آب پنیر اسیدی و آب پنیر شیرین می شوند . مایع حاوی لاکتوز کم با افزودن آنزیم بتاگالاکتوسیداز تولید می شود که لاکتوز را به گلوگز و گالاکتوز هیدرولیز می کنددر نتیجه آب پنیر بالاکتوز کم بدست می آید . با وجود محتوی لاکتوز کم ، پروتئین های مایع آب پنیر غلیظ می شوند که حاوی 34 تا 89 % پروتئین است و با فرا تصفیه های به هم پیوسته ، بیشتر پرورده می شود و آب پنیر مایع را خشک می کنند تا لاکتوز آن پایین بیاید . دیگر روشهای حذف و کاهش لاکتوز غلیظ شده شامل صاف کردن و یا لیز کردن یا فرایندهای از قبل آماده شده است که منجر به کاهش محتوی لاکتوز تا 60% می شوند . آب پنیر فاقد مواد معدنی با فرایندهای خشک کردن به منظور حذف بخشی از محتویات مواد معدنی صورت می گیرد . آب پنیر فاقد مواد معدنی نباید بیش از 7% خاکستر داشته باشد . آب پنیر اسیدی PH 1/5 یا کمتر دارد و در طی تولید پنیرهای محلی تولید می شود . آب پنیر اسیدی در پوشش سالادها و غذاهای اسنک استفاده می شود . آب پنیر شیرین PH 5/5 یا بیشتری دارد و در طی تولید پنیر دلمه شده ، مخمر زده مثل پنیر چدار و سویسی بوجود می آید . در ذیل یک جدولی است که انواع آب پنیرها را نشان می دهد و ویژگیهای هر مورد را توضیح می دهد و از اطلاعات و منافعی در جدول زیر گرفته شده است .

آب پنیر مایع تقریبا حاوی 93% آب و 6% پروتئین ، 5/0% چربی ، 7/0% خاکستر و 9/4% لاکتوز است . همانطور که قبلا ذکر شد آب پنیر مایع ، بطور کل تبدیل به پودر اسپری و خشک می شود که آب موجود در آن گرفته شده است و بقیه ترکیبات آن غلیظ شده اند . پودر آب پنیر خشک شده تقریبا حاوی 10% خاکستر ، 1% چربی و 7% لاکتوز و 13% پروتئین است . به هر حال آب پنیر مایع می تواند بیشتر پرورده شود و قبل از اسپری شدن  خشک شدن محصولات متفاوت دیگری از آب پنیر را تولید نمایند .

یکی از چنین محصولاتی آب پنیر پروتئینی غلیظ شده است که با صاف کردن اجزای آن به جز پروتئین های پاستوریزه شده آب پنیر مایع است . چندین نوع مقاومت از پروتئین وجود دارد که از انواع آب پنیر پروتئینی غلیظ شده است . تولید این محصولات شامل پاستوریزه کردن آب پنیر است که با فرایندهای تصفیه برای برداشتن هر نوع پنیر خوبی است . سپس آب پنیر تحت فرایند اولترافيلتراسيون قرار داده می شوند . بخشی از فرایند اولترافيلتراسيون شامل پروتئین غلیظ شده      ( مخمر) و محصولا لاکتوز است ( آب پنیر اشباع ) . سپس آب پنیر تبخیر می شود تا مواد جامد غلیظ شده قبل از اینکه خشک شود و تبدیل به پودر شود . آب پنیر پروتئینی غلیظ شده و حاوی 35% پروتئین است که آب پنیر پروتئینی غلیظ شده 35 نامیده می شود و همچنین 35% لاکتوز – 4% چربی و 8% خاکستر دارد . ترکیبات آب پنیر پروتئینی غلیظ شده (WPC  ) 35 قابل مقایسه با شیر خشکهای بدون چربی است (WPC  ) 50 حاوی 50% پروتئین ، 35% لاکتوز ، 5% چربی و 7% خاکستر است . (WPC  ) 80 حاوی 80% پروتئین ، 7% لاکتوز و چربی و حدود 7-4 % خاکستر است . تولید (WPC  ) 80 خیلی شبیه به تولید (WPC  ) 35 و 50 است ، اگر چه یک مرحله صاف کردن هم به آن افزوده شود . این مرحله بعد از اولترافيلتراسيون است و برای تلغلیظ بیشتر پروتئین آب پنیر از 60درصد تا 80 درصد استفاده می شود . در صاف کردن ، اضافه کردن مداوم آب به جریان مخمر در فرایند اولترافيلتراسيون می باشد که لاکتوز و مواد معدنی را بشوید . محصول دیگر آب پنیر ، آب پنیر پروتئینی جداسازی شده است که شبیه به روش تولیدی مشابه آب پنیر پروتئینی غلیظ شده (WPC  ) است . اگر چه که حاوی پروتئینی بیشتری می باشد و آب پنیر پروتئینی جداسازی شده ( WPI) حاوی 90درصد یا بیشتر پروتئین ، 1% چربی ، 1% لاکتوز و 3% خاکستر می باشد . (WPI) مشابه (WPC  ) تولید می شود اگر چه که دو مرحله به آن اضافه می شود . اولین مرحله آب پنیر در یک فرایند کوچک تصفیه قرار می گیرد که چربی موجود را کاهش می دهد و دوم اینکه لاکتوز هیدرولیز می شود تا برداشته شد . روش دیگر تولید (WPI) ، استفاده از یک سیستم یونی متغییر است که قبل از مرحله تصفیه آب پنیر را عمل می آورد . در تغییر کاتیونی ، بیشترین تکنولوژی رایج بازرگانی ، آب پنیر در PH اسیدی قرار داشته می شود و باعث می شود که پروتئین دارای بار مثبت شود ، آب پنیر دارای بار مثبت به درون یک تانکر که حاوی قطرات رزین دارای بار منفی ریخته می شود . پروتئین های آب پنیر به دانه های رزین وصل می شوند در حالیکه دیگر ترکیبات آن مثل چربی – لاکتوز و مواد معدنی در آن در جریان اندوپس برداشته می شوند . وقتی که رزین آب پروتئین اشباع می شود و PH تانکر قلیایی می شود ، بنابراین پروتئین ها از دانه های رزین جدا می شوند و در نتیجه پروتئین های آب پنیر در آن جریان رقیق می شوند . جریان پروتئین از طریق فرایندهای اولترافيلتراسيون ، تصفیه و بالاخره فرایند خشک شدن و اسپری شدن پرورده می شود . جدول زیر اجزاء بزرگ در ریز مغذی های انواع آب پنیر را نشان می دهد . در طی تولید WPC و WPI غنی شده با پروتئین از طریق اولترافيلتراسيون ، آب پنیر اشباع شد و یک حلال حاوی لاکتوز و فاقد پروتئین است . اولترافيلتراسيون و دیگر تکنولوژی غشایی مدت 20 سال است که برای پروردن شیر و فراورده های شیری بکار می رود . اولترافيلتراسيون آبّ پنیر و شیر را در یک حفاظ نگه می دارد . پروتئین غلیظ شده برای تهیه WPC و WPI و آب پنیر اشباع و فراورده های لاکتوز بکار می رود . در طی اولترافيلتراسيون ، تقریبا همه مواد پروتئینی ، چربی و نمکهای کلوئیدی در یک حفاظ نگه داشته می شود . به هر حال ، لاکتوز و ویتامینها و مواد معدنی حلال در آب در بخشی بین آب پنیر اشباع شده و حفاظ قرار می گیرد . حدود این بخشها بستگی به ترکیبهای آغازین و غلظت اجزاء آن دارد .

آب پنیر اشباع شده حاوی لاکتوز حلال در آب است و مواد معدنی متعدد و نیتروژن دارد . آب پنیر اشباع شده مایع از 8/4 درصد لاکتوز ، 5/0 درصد مواد معدنی تشکیل شده است . لاکتوز موجود در آب پنیر اشباع شده خشک شده 85 درصد از کل مجموعه جامد آن را تشکیل می دهند . دومین و بیشترین جزء آب پنیر اشباع و خشک شده مواد معدنی هستند که 6/8-35/6 درصد است . محتوی مواد معدنی موجود در آب ر اشباهع از پتاسیم ، سدیم همچنین همانند مواد غلیظ شده سرشیر دارای سیترات و همچنین کلسیم ، منیزیم و مواد غیر آلی فسفری است . اگر چه میزان دقیق مواد معدنی بستگی به دمایی دارد که آّب پنیر اشباع شده در آب تولید می شود . مثلا آب پنیر اشباع شده در اولترافيلتراسيون با حرارت ایین حاوی کلسیم و فسفات غیر آلی حلال است که بیشتر از آب پنیر اشباع تولید شده در اولترافيلتراسيون با درجه حرارت بالا است .

آب پنیر اشباع شده تقریبا غلظت بالایی از نمکها و IPN ( پروتئین غیر نیتروژنی – پروتئین از منابع غیر پروتئینی گرفته شده است )  دارد ، مخصوصا اگر آب پنیر اشباع شده از آب پنیر اسیدیته باشد و این به دلیل حقیقتی است که افزون آب پنیر اولترافيلتراسيون شده از سرشیر شیر و آب پنیر شیرین به شیر می تواند ثبات گرمایی شیر را افزایش دهد در حالیکه آب پنیر اسیدی این ثبات را کاهش می دهد .

اجزاء آب پنیر :

آب پنیر حاوی لاکتوز ، پروتئینهای متنوع و فراوان ، ویتامینها ، مواد معدنی و چربیها است . پروتئین های آب پنیر سرعتهای موثر و متابولیکی فوق العاده ای دارند ، بنابراین آنها ارزش بیولوژیکی زیادی دارند . همچنین پروتئین های آب پنیر حاوی مقدار زیادی از رشته های آمینو اسیدها می باشد که در هرمنبع غذایی طبیعی در دسترس است . دو پروتئین مهم ، آب پنیر ، بتا لاکتوگلوبین (B-1g)و آلفا لاکتاآلبومین (a-1A ) می باشند که 80-70 درصد از کل پروتئینهای آب پنیر را تشکیل می دهد . ترکیب پروتئینهای کوچک ، شامل گلیوکارگوپیتید و سرم ها ی آلبومین ، لاکتوفرین ، ایمونوگلوبولین ، فسفولیبوپروتئین و تعدادی از عامل ها و آنزیمهای زیستی می باشد . در ابتدا ، آب پنیر حاوی 100% از کربوهیدراتهای شیر به شکل لاکتوز و تقریبا 20% از مجموع پروتئینهای شیر می باشد . جدول 4 ترکیبات ویژه شیر گاوی و  آب پنیر را فهرست کرده است .


پروتئین دومین و بیشترین جزء پودر آب پنیر است . پروتئین های آب پنیر به سادگی هضم         می شوند و حاوی یک بخش آمینو اسید است که به مواد لازم تهیه شده در سازمان خواربار و کشاورزی و سازمان بهداشت جهانی نزدیک است . در حقیقت ، آمینو اسیدهای ضروری حدود 60% از کل پروتئین موجود در آب پنیر را تشکیل می دهد .

 

همانطور که قبلا اشاره شد ، پروتئینهای آب پنیر حاوی همه آمینو اسیدهای ضروری هستند . یک روش برای تعیین کیفیت پروتئین ، درجه هضم درست پروتئین آمینو اسید ( PDCAAS )        می باشد که ( USDA ) آن را تائید کرده است . معیار (PDCAAS) ، ترکیبات نیتروژن دارد ، بخش آمینو اسیدهای ضروری و قابلیت هضم صحیح می باشد . با توجه به این روش ، پروتئین ایده آلی که همه اسیدهای آمینه ضروری مورد بدن انسان را دارد ، ارزش 0/1 است پروتئین های آب پنیر حداکثر ارزش 14/1 را دارند در حالیکه کل کازئین شیر و تخم مرغ ارزش 0/1 دارد و پروتئین سویا دارای ارزش 99/0 است و گلوتن گندم ارزش 25/0 را دارد که توسط سازمان پروتئین آب پنیر گزارش شده است ، در دیگر منابع متفاوت است اما تقریبا اعداد مشابهی دارند ، جدول ذیل ارزشهای (PDCAAS) را برای منابع پروتئینی مهم ،نشان داده است .

ارزش بیولوژیکی یک روش اندازه گیری دیگر از کیفیت پروتئین است که همچنین پروتئین های زیستی در دسترس و توانایی جذب توسط بدن را هم مشخص می کند . بالاترین ارزش ممکن اعداد پروتئین آب پنیر تا 100 است در حالیکه ارزش کازئین 80 و ارزش گلوتن گندم 54 است . پروتئین سویا ، نمره با ارزش دیگری است که تقریبا همه اسیهای آمینه ضروری برای رشد تغذیه ای سلامتی و فیزیکی بدن انسان را دارد .

پروتئین آب پنیر می تواند با فریاندی به نام تجزیه گرمایی به دو بخش مهم تقسیم شود . بخش  به شدت در - لاکتاآلبومین غلیظ شده و در آلفا لاکتا آلبومین مصرف می شود . بخش در بتا لاکتاگلوبولین قرار گرفته در حالیکه بدون  لاکتا آلبومین است و 70 تا 80% از پروتئین آب پنیر را تشکیل می دهد .

بخش  ، پروتئین آب پنیر از آب پنیر گاوی جدا می شود که عالی ترین آمینو و ساختار همولوژیکی قابل مقایسه با پروتئین های شیری انسان دارد . بنابراین بخش بطور گسترده در فرمولهای غذایی نوزادان استفاده می شود . لاکتاز آلبومین تقریبا متشکل از 30% از کل پروتئین آب پنیر در شیر است . - لاکتاآلبومین اولین پروتئین یافته شده در شیر پستانداران است و تنها پروتئین آب پنیر است که می تواند کلسیم را به هم متصل کند که به بچه ها داده می شود . خیلی مهم است که غذاهای لبنی منابع ضروری از کلسیم های زیستی در دسترس باشند . آلفا لاکتا آلبومین بخش  در سنتز آنزیم لاکتوز می باشد که آخرین مرحله تولید لاکتوز را تعیین می کند و کلید اصلی تنظیم تراوش شیر می باشد . بخش - 40 تا 50% از همه پروتئین آب پنیر را تهیه می کند و خاصیت دمایی ژلاتین را دارد ، بنابر این می تواند در محصولات گوشت و ماهی همانند تعدادی از فرمولهای غذایی استفاده شود . مثلا بتا لاکتا آلبومین به عنوان یک جایگزین برای آلبومین تخم مرغ در بعضی از غذاها استفاده می شود . اگر چه که همه با آن کاملا موافق نیستند اما فکر می کنند که (g1. ) در انسان به عنوان پیوند دهنده قابل حل در چربی عمل می کند . بتالاکتاآلبومین همچنین یک منبع عالی از BCAAS است که از شکستگی استخوانها و انتشار گلیکوژن در طی تمرینهای ورزشی جلوگیری می کند . بتا لاکتا آلبومین همچنین در گسترده PH خیلی قابل حل است . در مورد WPC که در ابتدا متشکل از (g1. ) است ، و تنها اسید پایدار نیست ، اما در بیرون از 0/5-0/4 PH خیلی قابل حل است زیرا نقطه ایزوالکتریکی در این ردیف قرار می گیرد . g1. در طی فرایندهای پروردن UHT ، تحت این شرایط ثابت باقی         می ماند . همچنین پروتئین آب پنیر موجود در نوشیدنیهای لبنی مدت ضربه گیری بالایی در ردیف PH 2/4-0/2 و قدرت حفاظت پایینی در PH بین 2/8-1/4 را دارد . این ویژگی (  ) باعث می شود که به عنوان یک جزء فعال در شرابهای اسیدی و غنی شده پروتئینی مثل نوشیدنیهای ورزشی و میوه ای بکار می رود .

گلیکوماکروپپتید یا ( GMP ) یکی از کوچکترین اجزاپئ پودر آب پنیر است که حدود 20-15 درصد از پروتئین آب پنیر را تشکیل می دهد که در طی پنیرسازی از واکنش کیموزین با کازئین تولید می شود . (GMP) تنها در آب پنیرهای شیرین می تواند یافت شود و یک آب پنیر اسیدی نیست زیرا آب پنیر اسیدی وقتی تشکیل می شود که با PH پایین ، کازئین گردآوری می شود . (GMP ) ها پروتئین های فعال و بیولوژیکی هستند که بر روی سیستم گوارشی تاثیر مثبت دارد با در نظر گرفتن (GMP) ها به عنوان " تنظیم کننده های هضم غذا " مشاهده شده است که با تحریک دفع هورمون کلسیتوکینین لوزالمعده از اشتها جلوگیری می کند . دیگر وظایف (GMP) شامل تولید مواد رنگی در ملانوسیتها ، عملیات تعدیل کننده های سیستم ایمنی ، عامل رشد باکتری بیدرفید در روده ، فعالیتهای ویروسی ، جذب بهتر کلسیم ، خاصیت ضد باکتری ، و همه بهبودهای سیستم ایمنی است . همچنین از تشکیل پلاکها در محیط دندان جلوگیری می کند .

سه بخش بحث شده ، لاکتا آلبومین ، لاکتا آلبومین و GMP تقریبا 100% از پروتئین آب پنیر را تشکیل می دهد . بقیه مواد تشکیل دهنده آب پنیر لاکتوفرین ، ایمونوگلوبولین ، لیپیدهای رسوبی و سرم آلبومین هستند . لاکتوفرین ،یک جزء پروتئینی کوچک است و یک پروتئین کاتیونی با PI 19 است و با روش متغیر کاتیونی ، به راحتی تبدیل به عصاره می شود . زیرا دیگر پروتئین های آب پنیر در دامنه اسیدی PI دارند . لاکتوفرین هر دو ویژگی ثبات باکتریها و باکتروباسیل را بر علیه باکتریهای متفاوت و گسترده ای نشان نی دهد که علت التهاب ورم معده ای و مسمومیت غذایی با این باکتریها می باشد . لاکتوفریت همجنین با تنظیم فعالیتهای ماکروفیژ و تحریک تکثیر لنفوسیتها ، در سیستم دفاعی سلولی نقش دارد . لاکتوفرین ها و ایمونوگلوبلین ها با هم کار         می کنند که به تقویت سیتم ایمنی کمک می کنند .

BSA کوچکترین جزء پروتئینی است که متشکل از مقدار 5 تا 10% کل پروتئین آب پنیر است . BSA  به عنوان پیوند دهنده اسیدهای چرب در تولید گلوتانین آنتی اکسید می باشد . ایمونوگلوبولین ها 10 تا 15% پروتئین آب پنیر را تشکیل می دهد . آنها سیستم ایمنی ضروری را فراهم می کنند که برای نوزادان همانند بزرگسالان مفید است . ایمونوگلوبولینها همچنین مهمترین پروتئین یافت شده در کلسترول است .

لیپیدهای رسوبی ، آخرین جزء یک بخش مهم در پروتئین آب پنیر است با افزایش مجموع پروتئینها در آب پنیر ، سطح رسوبی لیپیدها هم افزایش می یابد . لیپیدهای موجود در آب پنیر حاوی اسفوگلولیپید و اسید لینولیک صرف شده می باشد . برداشتن همه لیپیدهای رسوبی از آب پنیر در طی مراحل پروردن دشوار است ، بنابراین همه نوع پروتئین اجزاء لیپیدی دارند . مجموعه اسیدهای چرب اشباع شده موجود در آب  شیرین خشک شده 0/684 g / 100g است در حالیکه محتوی مونواسیدهای چرب اشباع نشده کمتر است 0/297g / 100g و مقدار پلی اسیدهای چرب اشباع نشده هنوز هم کمتر است 0/034g/100g . مجموع کلسترول موجود در آب پنیر شیرین خشک شده 6.0 mg/100g است . همانطور که قبلا اشاره شده ، افزایش پروتئین منجر به افزایش مقدار لیپید می شود . می توان دید که .WPC 34 حاوی مقدار کلسترول 97 mg/100g است و با مقدار خیلی کم مربوطه با آب پنیر شیرین خشک شده مقایسه می شود .

مقدار مواد معدنی آب پنیر کاملا بالا است ، به هر حال آب پنیر یک منبع خوبی از مواد معدنی ضروری است. با کاهش PH شیر در طی تولید پنیر اسیدی بسیاری از نمکها از هم جدا می شوند و باعث غلیظ شدن بالای کلسیم ، منیزیم ، روی و فسفر حلال در اسید آب پنیر می شود . با الکترودیالیز یا اولترافيلتراسيون ، یا از طریق تغییر کاتیونی و شستشو میزان مواد معدنی می تواند کاهش یابد .

آب پنیر را می توان از شیر دیگر حیوانات مثل گاو میش ، گوسفند و بز تهیه کرد که پنیرهای مخصوصی از شیر آنها تهیه می شود . بنابراین آب پنیر از پنیر این حیوانات تولید می شود . شیر گاومیش مقدار کلسیم ، چربی و پروتئین خیلی بیشتری از شیر دیگر حیوانات دارد . در حالیکه آب پنیر گاوی مقدار  زیاد و آب پنیر شیر گوسفند و بز حاوی زیادی است . به هر حال شیر بزها خیلی از منبع اصلی آب پنیر دنیا دور می باشد .

پروردن آب پنیر :

مراحل پروردن ویژگیهای محصولات آب پنیر را تغییر می دهند. این مراحل شامل حرارت دادن ، PH و روشهای شیمیایی است که منجر به تغییر ساختارها و عملکردهای پروتئینی آب پنیر        می شود . مراحل خشک کردن همچنین باعث تغییرات بیشتر آب پنیر و خواص پروتئینی آب پنیر می شود .

قبل از خشک کردن ، مایع آب پنیر می تواند با استفاده از ترکیب ، کلرید کلسیم و گرما ، پیش پروده شود که باعث ژلی شدن پروتئین می شود و چربی را آزاد می کند که با صاف کردن انجام  می شود که منجر به کاهش شدید لیپیدها به پروتئین ها می شود .

معمولا روشهای پیش پرورده دیگر شامل تعدیل PH آب پنیر، تغییر محتوی مواد معدنی و حرارت دادن مجموع لیپوپروتئین می شود که لیپیدهای رسوبی را بر می دارد و قبل از اولترافيلتراسيون یک تصفیه چزئی انجام می شود . وجود کلسیم و لیپیدهای رسوبی در آب پنیر نه تنها بر عملکرد تولید آب پنیر و ثبات طعم اثر می گذارد ، بلکه در انسداد پرده اولترافيلتراسيون هم نقش دارد و منجر به افزایش هزینه های عملیاتی و تمیز کردن می شود .

در هنگام پروردن آب پنیر مایع ، به تنهایی خشک کردن یا افزودن اولترافيلتراسيون ، به ترتیب منجر به تولید پودر آب پنیر و WPC و قدیمی ترین نوع محصول آب پنیر می شود . پودر آب پنیر حاوی مقدار زیادی مواد معدنی است ، بنابراین باید قبل از استفاده در کاربردهای غذایی برای نوزادان ، بدون مواد معدنی شود . فقدان مواد معدنی می تواند از طریق روشهای متعددی صورت گیرد . تغییرات کاتیونی فقط منجر به بخشی از فقدان مواد معدنی آب پنیر می شود و به مراحل پروردن بیشتری مثل شستشو برای کاهش محتوی مواد معدنی قبل از خشک کردن نیاز دارد . دیگر روشها شامل الکترودیالیز اولترافيلتراسيون است . در ذیل یک چارتی تهیه شده که مراحلی که در آب پودرهای آب پنیر تولید شده را نشان می دهد.

روش دیگر پروردن آب پنیر ، هیدرولیز است . بخش لاکتوز آب پنیر هیدرولیز می شود تا غلظتش را در آب پنیر کاهش دهد . مقدار هیدرولیز با یکی از روشهای ذیل اندازه گیری می شود :

1- تحلیلهای آنزیمی ، کرسیکوپیت و کلرومتریک . همچنین محتوی کربوهیدراتها با کراماتوکرافی عملکرد بالای مایع به دلیل سرعت بی ثباتی و ویژگی آن مشخص می شود .

گرما  و PH می تواند مقدار زیاد عملکرد پروتئین های آب پنیر را کاهش دهد ، فشار بالا ، گرما و هیدرولیز آنزیمی می تواند به طور موثری از طریق تغییر عملکرد پروتئینی ، ساختار پروتئین ها را تغییر دهد . پروتئین های هیدرولیزی آب پنیر بستگی به نوع آنزیم استفاده شده ، میزان هیدرولیز ، شرایط محیطی و مراحل پیش پرورده شدن دارد . وقتی که روتئین های شیری ابتدا در معرض گرما قرار می گیرند ، جمع آوری پروتئین ها با آغاز افزایش ساختار پروتئین ها شروع می شود . همانطور که دمای پروردن افزایش می یابد ، پروتئین های آب پنیر چیده و جمع آوری نمی شوند . وقتی که و  همزمان حرارت داده می شوند ، پیچیدگی های تشکیل می شود . گرمای پروتئین های غیر طبیعی آب پنیر از طریق پیوندهای دی سولفید به مسیل های کازئین موجود در شیر اولیه متصل می شود . در طی پروردن گرمایی مهمترین واکنش بین و کازئین K می باشد . حاوی دو پیوند دی سولفید و یک مجموعه سولفوهیدریل آزاد         می باشد که در واکنش با کازئین اهمیت دارند . حاوی 4 پیوند دی سولفید است که در تغییرات معکوس اتفاق افتاده در پروتئین در طی ماهیت زدایی آن نقش دارد ، وقتی که کلسیم هم کوجود است . حرارت دادن پروتئین آب پنیر در دمای بالای 70 درجه سانتی گراد منجر به از دست دادن درجه حلالیت در مقدار پایین PH می شود زیرا بعضی از پروتئین ها غیر طبیعی هستند بنابراین جمع آوری می شوند . مقدار پایین PH در گردآوری ایجاد می شود زیرا نقطه ایزو الکتریک پروتئین پنیر حدود 4.5-5.3 PH است . پروتئین های آب پنیر که غیر آلی  نیستند در ردیف PH های گسترده ، خیلی قابل حل هستند . ریگو در سال 1995 نشان داده که حرارت دادن آب پنیر در دمای 760 درجه به مدت یک دقیقه در ارتباط با تغییر PH به 6/5 قابلیت درجه حلالیت پروتئین را کاهش می دهد . او همچنین مشخص کرد که پروتئین غیر آلی بیشتر از آب پنیر تهیه شده در PH ، 6/5 می باشد .

ویژگیهای آب پنیر و کاربردها :

آب پنیر یک منبع مفید ار پروتئین ، کربوهیدراتها ، ویتامینها ، مواد معدنی ، عناصر ردیابی و مقدار کم چربی است . می توان از آب پنیر بطور شیرین و اسیدی در مخلوط ماست ، شیر ، شیر پس چرخ شده بدون هیچ زیانی در کیفیت غذا استفاده کرد . اگر چه که قبلا مهمترین جزء اقتصادیاز شیر چربی شیر بوده ایست ، و افزایش آگاهی از ارزش تغذیه ای پروتئینهای آب پنیر باعث با ارزش شدن پروتئین شده است . پروتئین آب پنیر در تولید مواد غذایی خیلی باارزش است .

پروتئین آب پنیر خاصیتهای عملی زیادی دارد که در تهیه محصولات غذایی مفید است . پروتئین آب پنیر به عنوان یک جایگزیی برای پروتئین تخم مرغ در محصولات شیرینی پزی و نانوایی به کار می رود ، همچنین به عنوان یک جایگزینی در محصولات لبنی مثل بستنی می باشد . خاصیت عملی پروتئین موجود در آب پنیر ، ویژگیهای زیر را به دنبال دارد : قابلیت حل شدن در ردیف دمایی PH و ثبات اسیدی و توانایی تشکیل امولسیونهای ثبات دهنده ، توانانیهای پیوند با آب ، خاصیت تشکیل ژل ، کف جوش زدن و خامه زدن ، کنترل غلظت ، رنگ قهوه ای ، چسبندگی و قابلیت سیال بودن .

پروتئین های آب پنیر ، از تعداد کم پروتئینهایی است که در PH پایین هم قابل حل هستند و این درشرابهای اسیدی ، سالادها ، محصولات پرورده شده مثل ماست اهمیت دارد . پروتئین های آب پنیر با تشکیل غشاهای ظاهری موجود در اطراف گلبولهای روغن یا قطرات آب به عنوان یک امولسیون کننده عمل می کند تا از خمیر شدذن ، به هم چسبیدگی ، و چرب شدن جلوگیری کند . پروتئین های آب پنیر دو بخش هیدروفوسیک و هیدروفیلیک دارد که باعث کاهش کشش و واکنش رابطهای امولسیون می شود . بعد از جذب وجوه مشترک آب با چربی ، اساسا ، پروتئین به منظور ثبات گلبولها جمع نمی شوند . پروتئینهای آب پنیر پرورده نشده به ویژگیهای امولسیون کننده می تواند برسد . پروتئین های آب پنیر در امولسیون کننده های سوسیس ، سوپها ، کیکها ، فرمولهای غذای کودکان ، سالادها ، نوشیدنی های میوه ای ، نوشیدنی های ورزشی و نوشیدنی های جایگزین غذا و مواد غذایی استفاده می شوند . اگر چه که بررسی شده ، پروتئین های آب پنیر در نقطه ایزوالکتریکی شان ، تقریبا امولسیون کننده های غیر موثری می باشند . توانایی های آب پیوندی ، پروتئین های آب پنیر برای به دام انداختن آب در نانها ، غذاها ، سوسیسها و گوشتها عمل می کند . این ویژگی باعث می شود که محصول رطوبتش را حفظ کند و از خشک شدن و سپروی کردن جلوگیری کند .

ژلاتین چهارمنی ویژگی آب پنیر است که برای تشکیل و قرار گرفتن ژل پروتئینی در گوشتها ، محصولات شیرینی جات و پنیرها به کار می رود .

در شرایط گرمایی مناسب ، پروتئینهای آب پنیر ، ژلهای غیر قابل برگشتی را با ایجاد ساختار دوباره پروتئینها در شبکه سه بعدی تشکیل می دهد . ژلاتین شامل گردآوری کردن پروتئینها است که منجر به تشکیل ژل می شود . ژلاتین آب را در ماتریکس ژلهای مویین به دام می اندازد . پروتئین آب پنیر وقتی که در 65 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود ، بصورت ژل در می آید .            در محلولهای روغنی ودر غلظت پروتئین 7% ، پروتئینهای آب پنیر بصوت ژل در می آیند . مخصوصا این ویژگی ژلاتینی در غلظت غذاها مثل نوشیدنی ها ، سوپها و سوسیها اهمیت دارد . خواص خامه ای زده شده و ثبات کف جوش زدن باعث می شود که پروتئین آب پنیر به جای تخم مرغ در کیکها مرنگ ها ( اصطلاح شیرینی پزی ) استفاده شود که به دلیل ویژگی های کف جوش زدن و ژلاتینی شدن پروتئین ها است . کف جوش زدن یک پرده نازکی برای دسرها و دیگر مواد بالای کیکها ایجاد می کند . درجه ثبات بستگی به نوع پروتئین آب پنیر ، سطح پرورده نشده پروتئین ، محتوی جربی و غلظت پروتئین و کربوهیدراتها و غلظت کلسیم و دیگر یونها ، PH و دیگر روشهای قطره ای و تجهیزات استفاده شده در عمل پروردن می باشد .

افزودن آب پنیر به بهضی از محصولات از طریق افزایش غلظت آن باعث غلیظ شدن آن می شود که در تولید مجموعه وسیعی از غذاها مثل سوپها ، سسها و نوشیدنی ها اهمیت دارد . پروتئینهای آب پنیر در غلظتها خیلی پایین حرارت داده نمی شوند ، حتی وقتی که در غلظتهای خیلی بالا استفاده می شوند . غلظت پایین باعث استفاده از پزوتئین های غلیظ شدهع بالا می شوند که در عوض نیاز به مصرف بیشتر کمیتها برای رسیدن به مجوزهای پیشنهاد شده پروتئین را کاهش می دهد . حرارت دادن پروتئین آّب پنیر باعث افزایش تدریجی غلظت می شود و تا حدودی آب را نگه         می دارد اما توانایی حل آن را کاهش می دهد . وقتی که حرارت داده می شود ، پروتئین ها جمع نمی شوند ، بنابراین در معرض جهتهای پیوندی – آب قرار می گیرند ، افزایش حجم اشغال شده توسط پروتئین ، در نتیجه غلظت را افزایش می دهد . این غلظت بر کاربرد پروتئین آب پنیر در بعضی از مواد غذایی ویژه اثر می گذارد .

بعضی از رنگهای قهوه ای ، ماده رنگی قهوه ای را تولید می کند ، وقتی که پروتئین های آب پنیر و شکر کاهش یافته در برابر گرما واکنش نشان می دهند . پروتئین های آب پنیر با لاکتوز و دیگر شکرهای کاهش یافته در واکنشمواد رنگی قهوه ای در طی ریختن ، برشته کردن مواد غذایی و تولید دلخواه رنگ قهوه ای در محصولات پخته شده ، واکنش می دهند . پروتئین آب پنیر ویژگی پیوسته ای برای بهتر شدن موقعیت یکنواخت محصولات غذایی را فراهم می کند . همچنین پروتئین ها به چسبندگی خرده های نان یا گوشت ، ماهی و یا چسبندگی این دو به همدیگر یا لعابهای ثابت در سطح محصولات شیرینی پزی کمک می کند .

علاوه بر کاربردهای پروتئین ، همچنین ویژگیهای آب پنیر و پودر آب پنیر در موارد کاربردی متعددی به دلیل ویژگیهای تفکیک ناپذیر استفاده می شوند . مثلا وقتی مشکلی ایجاد می شود که پودرهای آب پنیر از هر نوعی در معرض رطوبت و حرارت قرار بگیرند . یکی از این مشکلات توانایی روانه بودن ضعیف پودرها ست که در عملیاتی مثل ذخیره در سیلوها ، حمل و نقل تهیه و مخلوط کردن ، فشرده کردن و بسته بندسی اهمیت دارند . وقتی که یک پودر مدتی در معرض نیروی فشردن قرار می گیرد ، این پودر توانایی را بدست می آورد و باعث افزایش مشکلات روانه بودن آن می شود . درجه میزان روان بوده ، بستگی به خواص فیزیکی پودرها ، شرایط خارجی مثل فشار و حرارت دارد . جریان روان بودن از طریق تکنیک آزمایشی استاندارد تعیین می شود . پودر اشباع شده آب پنیر حاوی رطوبت خیلی کم و ذرات بزرگی است . پیوستگی تقریبی این ذرات پودر وجود دارد بنابر این از پودرهای آردی و چای ، روان تر هستند

آب پنیر مایع برای تولید اتانول ، اسید لاکتیک و اسید ستریک و پروتئین های حیاتی و مخمرهای غذایی استفاده می شود . افزودن باکتری تولید کننده پلی ساکارید ، اسید لاکتیک در مایع آب پنیر ، پلیمرهای را تهیه می کند که به عنوان ثبات دهنده هایی غذایی به کار می روند . آب پنبر اشباع شده می تواند به عصاره اشباع شده ، غلیظ ، بدون یون و هیدرولیزی تبدیل شود . این عصاره را           می توان به عنوان شیرین کننده دسرهای یخی ، شکلاتها ، مرباها ، ژلها ، فراورده های شیرینی جات ، شربتهای فانتا ، میوه های کنسرو شده ، نوشیدنی های ملایم و جایگزین عسل ، استفاده کرده این عصاره ها را می توان به عنوان جایگزینی برای ساکارزرد هلوها و نخودهای کنسور شده با غلظت 50 % استفاده کرد . آب پنیر اشباع شده همچنین برای تولید لاکتوز ، الکل ، پروتئین تک سلولی ، مخمر ، گلوکز ، غذاهای گله و داروهای متعدد به کار برد . علاوه بر این آب پنیر اشباع شده می تواند غلیظ شود و به عنوان یک ترکیب غنی شده افزودنی با ارزش در دیگر غذاها مثل نوشیدنیهای تغذیه ای و فرمولهای خوردنی استفاده شود . شیر اشباع شده همچنین می تواند پرورده شود و مبدل به نوشیدنیهای مشابه نوشیدنیهای ورزشی گردد که می تواند جایگزین مواد معدنی از دست رفته در طی تمرین های ورزشی شود زیرا ، ترکیب اشباع شده مشابه شرابهای الکترولیتی است . نوشیدنیهای اشباع شده می تواند غلظت بالایی از مواد معدنی مثل کلسیم و پتاسیم را فراهم کند که در حفظ سلامتی مناسب اهمیت دارد .

نوشیدنیهای الکترولیکی با ثبات از شیر اشباع شده تهیه شده اند ، شیر اشباع شده از اولترافيلتراسيون کل شیر بدست می آید و لاکتوز با استفاده آنزیم تجای لاکتوز ، هیدرولیز می شود . ساکارز و فروکتوز برای افزایش شیرینی افزوده می شوند ، اسید سیتریک برای کاهش PH اضافه می شود و بنزوات سدیم به عنوان ترشی افزوده می شود . طعم های لیمویی ، لیمو عمانی و پرتغال هر کدام جداگانه استفاده می شوند و همچنین به آن افزوده می شوند و محصول از طریق 4 مرحله جداگانه با ثبات می شوند . 1- UHT با استفاده از پر کردن   2-حرارت دادن بطریهای پر تا درجه 85 در جه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه   3- افزودن 05/0 درصد بنزوات   4- صاف کردن . تجزیه و تحلیل ، شیمیایی و میکروبی برای اطمینان از کیفیت صورت می گیرد . تحلیل حسی از طریق داوری   3- ویژگی انجام می شود که شیرینی ، منبع طعم و ثبات و اثر گرمایی پرورده نشدن در نوشیدنیها را بهتر کند . تحلیل های مصرف کنندگان هم به منظور تعییم شدت یرینی ، شوری و طعم نوشیدنی های تحمیل شده صورت می گرد که از 4 نقطه یونی استفاده می کند . تحلیلهای آماری آشکار می کند که هیچ تفاوت زیادی بین طعمه ها وجود ندارد که نوشیدنیهای نمکی ملایم ، شیرین و فاقد طعم میوه ای در نظر گرفته می شوند . گیل من پیشنهاد می کند که شاید رقیق کردن آب پنیر اشباع برای کاهش مواد معدنی موجود در آن لازم باشد که فکر می کردند دلیل طعم شوری است . در طی دهه اخیر استفاده از پروتئینهای شیر بز ، مخصوصا در فراورده های غذایی ویژه مثل غذای کودکان ، رژیمها و غذاهای سالم افزایش یافته است . اکنون تاکید به روی نوشیدنی های پروتئینی آب پنیر است . در بازار های رایج پروتئین آب پنیر و محصولات اولیه آب پنیر ، در فرمول پروتئینی بسیار زیاد به کار برده می شد مثل شرابهای آنی و دیگر نوشیدنی های ورزشی ، شاید پروتئینها کلید اصلی نوآوری و پیشرفت محصولاتی به ویژه در زمینه تغذیه ورزشی باشد . WPI ثابت است اما در هنگام حرارت دادن در PH پایین هم استفاده نمی شود . بنابراین در همه سیستم های اسیدیته مثل نوشیدنیهای طعم دار میوه ای بکار می رود . عدم چربی در آن باعث می شود که نوشیدنی ها شفافیتشان را حفظ کنند و ظاهر زیبایی ایجاد کنند. همچنین WPI بدون طعم هستند که به طراحان غذا اجازه می دهد که با اسانسها ساده تر کار کنند . جدول ذیل فواید استفاده از WPI را در فرمول تهیه نوشیدنی ورزشی را نشان می دهد .

فواید سلامتی در آب پنیر :

بیماریهای قلبی – عروقی سرطان ، سکته مغزی و دیابت ، همه مربوط به رژیم غذایی می شود که 55% علت مرگ در کشورهای غربی از جمله آمریکا می باشد . پروتئین آب پنیر در کاهش هزینه های اجتماعی – اقتصادی این بیماریها می تواند نقشی داشته باشد . اجزاء آب پنیر مثل پروتئین ، لاکتوز ، ویتامین ، و مواد معدنی ، همه توسط بدن مصرف می  شوند و در بدن وظایف متعددی اجرا می کنند که نشان داده شده ، فواید خیلی مهمی در سلامتی بشر دارد .

پروتئین آب پنیر به عنوان یک محرک رشد سلولهای پستانداران در محیط کشت می باشد ، و نشان داده شده است که نقش چشم گیری در پیشرفت DNA و ترکیب پروتئینی دارد که با مانع شدن از دلمه بستن پروتئین صورت می یگرد . این محرکهای رشد که از پروتئین های آب پنیر جدا شده اند ، شامل IGF I و IGF II و عوامل مستقل شده رشد واسلری و عوامل رشد فیبرو بالستها و عامل متغییر و رشد  می باشند . این عوامل رشد ، رشد و ترقی آب دادن ، فیبروبلاستهای اساسی و اسیدی را بهتر می کند و IGF توانایی شبیه سازی انسولین را از طریق افزایش ترکیبات پروتئینی دارند و در عوض میزان رشد ماهیچه ها افزایش می دهند . عوامل رشد از آب پنیر به عنوان جایگزینهای قابل اعتماد و گران قیمت و مکمل هایی برای سرم ها می باشند . این عوامل رشد ، اثرات شدیدی به روی صنعت دارویی و بیوتکنولوژیکی دارند . همچنین پروتئین آب پنیر منبع خوبی از سولفورهای حاوی اسید آمینه می باشد که برای حفظ میزان آنتی اکسیدانها در بدن به کار می روند . پروتئین آب پنیر دفاع آنتی اکسیدان را در بار اکسیدانی پایین را بهتر می کند توانایی پروتئین در جلوگیری از تغییرات مضر بوسیله اکسید لیپیدها صورت می گیرد که به نظر مربوط به پروتئین های رسوبی آمینو اسید ها می باشند . چنین آمینو اسیدهایی شامل ، تیروزین ، متونونین ، هستیدین ، لیزین ، تیروپنان که قادرند یونهای پر اکسیدها را ژلاتینه می کنند . فعالیتهای آنتی اکسیدان همچنین تحت تاثیر ترکیبات آمینو اسیدها ريال رشته ها و پیکره بندیها است.

آب پنیر هم حاوی مواد معدنی باارزشی است . این مواد معدنی به دست یابی به عملکرد پروتئین آب پنیر کمک می کند که شامل مونو سدیم ، پتاسیم و یونهای کلراید ، منیزیم ، سیترات و فسفات می باشد . آب پنیر یک منبع مهمی از کلسیم های بیولوژیکی در دسترس است که به عنوان کاهنده رخدادها و شکستگی ها در طی تمرینات ورزشی است و از نابود شدن استخوان در زنان ورزشکار هیپواستروژنیک و دیگر زنان جلوگیری می کند و به دلیل وجود عوامل فیبربلاستی رشد می توان به رشد استخوانها دست یافت . آب پنیر همچنین خاصیت ضد میکروبی با ارزشی دارد . سلولهای سیستم ایمنی انسان دریافت کننده پروتئین شیر و لیپیتها است . پروتئین آب پنیر حاوی مقدار زیاد سیتروزین است که یک آمینو اسید محدود  کننده سرعت در ترکیبات گلوتونین         می باشد . GSH یک آنتی اکسیدان طبیعی یافت شده در بدن است . این عامل تعدیل کننده (GSH) آب پنیر به نظر می رسد که در سیستم ایمنی و بعضی از فعالیتهای آنتی اکسیدانی پروتئین آب پنیر می باشد . GSH یک زیر مجموعه می باشد و یک آنزیم نیست که هیدورژن پراکسید را بر می دارد و لیپیدهیدرو پر اکسید را کاهش می دهد .

لاکتوفرین سیستم ضد اکسیدی و ضد باکتری و اثرات ضد سرطانی دارد و همچنین یک تعدیل کننده ایمنی بدن است و مهمترین عامل مقاومت بیماریها عام است که در غدد شیری پستانداران یافت شده است .وقتی که لاکتوفرین برای جذب آهن خودش را از دست می دهد ، می تواند آهن آزاد را با سیستم گوارشی پیوند دهند و از رشد باکتری انتروپاتوژنیک جلوگیری کند و میکروفلورا دلخواه را در ناحیه روده را بهوبود می بخشد . لاکتوفرین یک پپتیل شکسته لاکتوفرین توسط لیپین می باشد که اثرات ضد ویروسی و باکتریایی بر روی باکتریها و مخمرها دارد . لاکتوفرین فعالیت ضد باکتری را نشان می دهد که ناشی از یک واکنش مستقیم با باکتریها سطح است که از بخش روده در برابر پپسین ها محافظت می کند . این اجزاء آب پنیر ویژگیهای خنثی کننده و همچنین ویژگیهای ضد باکتری در طبیعت دارد .

آب پنیر حاوی نوتروفیل است که نقش اصلی را در مقاومت در برابر التهابها در غدد شیری پستانداران گله ای ایفا می کند . نوتروفیل ها به دیواره سلولها می پیوندد تا سیستم عروقی در کنار التهابها به زندگی ادامه دهد . بعد از ترک سیستم عروقی ، نوتروفیل ها از طریق بافتها به بخش التهاب دیده می روند و در آنجا ذرات آسیب دیده را هضم می کنند و سپس موجود نوتروفیل رابه وجود می آورند . فعالیت باکتریایی نوتروفیل ها سنگی به آزاد سازی محتوی لیزوزم دورن فاگوروم است تا ترکیب فاگوزم – لیزوزوم را ایججاد کند . نوتروفیل ها حتی قادرند سلولهای بیگانه ضد پوستی را نابود کند و نوتروفیل ها می توانند سلولهای بیگانه بدنی را نابود کنند . نوتروفیلها در بدن انسان وقتی آزاد می شوند که بدن آسیب ، زخمی ، سوختگی یا هموراژ داشته باشد . این نوتروفیل ها ی فعال به دیواره سلولهایی همانند سلولهای رگهای خونی می چسبند و به بافت واقع شده در امتداد تنظیم سم شناسی شیمیایی پیش می روند و تعدیل کننده های کرتیوکسیک مثل پروتنازها ، هیدرولیزها را آزاد می کنند و به بخشهای اکسیژنی که مورد هجوم باکتری هستند یا میکروبهای التهابها همانند بافتهای آسیب دیده میزبان عکس العمل نشان می دهد . نوتروفیل ها عکس العمل های ایمنی را تحریک می کند و از التهاب جلوگیری می نماید .

همانطور که قبلا بحث شد گلیکوماکروپپتید یک تحریک کننده قوی از کلوستلوکنین ( CCK ) می باشد که هورمون فشرده شده اشتها آور است که بخشهای زیادی در عملکرد معده ای از جمله تنظیم مقدار غذای خوردنی را بعهده دارد . مصرف زیاد مقدار پروتئین منجر به افزایش آزادسازی CCK می شود تا پروتئاز پانکراس برای پیوسات به پروتئین خورده شده رها شود . CCK در تماس با عضله مثانه و محفظه شکمی را تحریک می کند ، تخلیه گاستریک را تنظیم می کند و آنزیم هایی را از پانکراس آزاد می کند . بنابراین حضور گلیکوماکرولپیتید (GMP) همچنین CCK احساس گرسنگی را کاهش می دهد و کاهش مصرف غذایی و کاهش وزن را به دنبال دارد . (GMP) همچنین تشکیل پلاکهای دندانی را کنترل می کند بنابراین انجام درمانهای دندانی را پایین می آورد . پروبایتیک میکروبهای مکمل زنده غذایی هستند که اثرات مفیدی بر زندگی انسان از طریق بهبود میزان میکروبها روده ای دارند ، معمول ترین کاربرد این میکروبها در محصولات لبنی است که لاکتوباسیل و بیفید باکتری می باشند . فواید سلامتی که در نتیجه مصرف این نوع باکتری است : مقاومت در برابر بیماریهای التهابی به ویژه در روده را افزایش می دهد و تکرر ادرار و اسهال را کاهش می دهد . فشار خون و سرم کلسترول و آلرژی را کاهش می دهد ، با لوکوسیتهای خونی محیطی ، فاگوستوزها را تحریک می کند ، میزان ژن سیتوکین را تنظیم می کند ، اثرات گوارشی دارد ، روند رشد تومدر ها را کند می کند ، تولید محصولات کارسینوژن و کارسینوژن به هم پیوسته را کاهش می دهد . باکتری اسید لاکتیک ( لاکتوباسیل ) چندین پلی ساکارید ( EPS ) را تولید می کند که اثرات ضد بیماری دارد و پاسخ سیستم ایمنی را تنظیم می کند ، ویژگی مواد چسبنده روده ای را بهبود می بخشد .

به منظور سالم ماندن یکی از میکروفلوراهای روده ای ، باید یک منبع فراوان از غذا و انرژی برای این میکروبهای پروبایتیک وجود داشته باشد . این غذاها منبع پروبایتیک ها به حساب می آیند و آنها باعث حضور چندین باکتری مفید در روده می شوند . متداول ترین نوع پروبایتیک ها فیبرهای رژیمی به ویژه انیولین می باشد . انیولین یک فیبر غیر قابل هضم است که به بخش روده می رسد و منبع غذایی برای پروبایتیک ها می باشد . مواد گوارشی و اولیگوساکاریدها از وجود لاکتوز در آب پنیر تولید می شود ، همچنین باعث تکثیر باکتری بیدوفیدها در روده می شود . باکتری بیدوفیدها از رشد میکروبهای مضری مثل اشیریشیا و سالموزلا و استافیلوکوکوس جلوگیری می کند . اولیگو ساکاریدها غیر قاقبل هضم هستند و اثرات فیزیولوژِکی ، مشابه فیبرهای رژیمی دارند . همچنین گزارش شده که این نوع باکتری خاصیت ضد سرطانی دارند همچنین کلسترول سرم خون ، فشار خون و میزان قند خون را پایین می آورد .

اجزاء آب پنیر خاصیت ضد کارسینوژن قوی از خود نشان داده اند کسی که شیر مصرف می کند کمتر از افراد که شیر مصرف نمی کنند دچار سرطان عروق و روده می شود . کلسیم و ویتامین D در شیر همچنین به عنوان یک محافظ در برابر سرطان عروق عمل می کند . پروتئین های آب پنیر حاوی پپتیدهای فعال حیاتی است که تکثیر سلولهایی را کاهش می دهد که ممکن است به کاهش ایجاد سرطان روده بزرگ مرتبط باشد . در مطالعه موشها ، آنهایی که از آب پنیر تغذیه کرده اند ، در مقایسه با آنهایی که از پروتئین گوشت ( 55% ) ، یا پروتئین سویا ( 60% ) ، کمتر دچار سرطان روده میشوند . تغذیه موشها با پروتئین آب پنیر در مقایسه با تغذیه با دیگر پروتئین ها کاهشی در تعداد تومورها نشان می دهد که رشد آن تومورها هم کمتر بوده است .

در مطالعه بیماران سرطانی ، در بین دیگر بیماران سرطان سینه ، جگر ، لوزالمعده و معده ، سی گرم از (WPC) هر روز به مدت 6 روز منجر به ثبات سطح لیمفوسیتها ( GSH )  همچنین روند کند شدن تومورها می شود ( میزان بالای GSH در لنفوسیتها مربوط به سطح بالای تومورهای GSH می باشد . ) این ایده وجود دارد که WPC میزان تومور GSH را کاهش می دهد بنابراین آنها را برای شیمی درمانی آسیب پذیرتر می کند . یک مطالعه در تایوان نشان داده است که         ( WPC ) تولید گلوتونین را در سلولهای سالم را تحریک می کند و از تولید گلوتونین در سلولهای سرطانی جلوگیری می کند . یک آنتی اکسیدان و گلوتونین در سلولهای طبیعی تولید می شود تا آنها را از مسمومیت محافظت کند در حالیکه در همان زمان میزان گلوتونین را در سلولهای  سرطانی کاهش می دهد . دیده شده که سلولهای سرطانی میزان بالایی از گلوتونین را تولید         می کند که آنها را از مسمومیت محافظ می کند و مقاومت در برابر داروهای ضد سرطانی را بهبود می بخشد . کاهش سطح گلوتین در سلولهای سرطانی را در برابر داروهای ضد سرطانی مشتعد تر می کند . ( WPC ) توسط سازمان پزشکی برای درمان بیماران ایدزی به کار می رود . HIV یک ارتباط آنتوژنتیک با GSH دارد . میزان سلولی پایین GSH باعث می شود که سلولهای حاوی HIV ، تکثیر شوند در حالیکه میزان سلولهای GSH بطور چشم گیری افزایش ویروسی را کند می کند . بیماران یک کاهشی در فعالیت ویروسی نشان می دهند ، و میزان زنده ماندن و امید به زندگی را بعد از هضم ( WPC ) بیشتر می کند ، هیدرولیز پروتئین آب پنیر حاوی مقدار زیادی از پپتیدهای فعال زیستی است ، افزایش فشار خون و دیسلپید ما دو عامل خطر ساز مربوط به بیماریهای قلبی عروقی را کاهش می دهد . مقدار کلسیم و پتاسیم و منیزیم در رژیم غذایی به دلیل مصرف کم محصولات لبنی است . میوه ها و سبزیجات بیشتر از مصرف سدیم بالا ، افزایش فشار خون را نشان می دهند . روشهای رژیمی برای توقف افزایش فشار خون نشان داده که میزان فشار خون هر شخص که مقدار کمی از محصولات لبنی را استفاده می کند را می توان کاهش داد . اگر رژیم غذایی او مقدار تعیین شده از محصولات لبنی گنجانده شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 فصل دوم

فراوری آب پنیر


 

 

 

 

 


1-    تولید پودر آب پنیر

آب پنیر فرآورده ای رقیق با درصد مواد جامد کم و فساد پذیر است. در نتیجه، نگهداری، حمل و نقل و کاربرد آن به صورت طبیعی دارای مشکلات متعددی (به لحاظ هزینه، فراوری و ماندگاری) می باشد. یکی از بهترین راه ها برای رفع این مشکل، حذف آب و تبدیل آب پنیر به یک ماده غلیظ یا جامد است. 

همانند هر مایع غذایی دیگر، تلغیظ و خشکاندن آب پنیر به روشهای متعددی قابل انجام است. برخی از این روشها ساده و برخی پیشرفته و پیچیده هستند. انتخاب روش مناسب جهت تلغیظ و خشکاندن آب پنیر با توجه به ویژگی های اولیه آن، ویژگی های مورد نظر در محصول نهایی و کاربرد آن صورت می گیرد. در مواردی که محصولی با کیفیت عالی و ویژگی های کاربردی خاص مد نظر است، اغلب ناچار به استفاده از تجهیزات گران قیمت و پیشرفته هستیم. در برخی موارد ممکن است فراورده ای مد نظر تولید کننده باشد که با تجهیزات ساده و ارزان قیمت نیز تولید گردد. در زیر روش های عمده تلغیظ و خشکاندن مورد بررسی قرار می گیرد.

1-1- تبخیر کننده ها[1]

تبخیر کننده ها یکی از پرمصرف ترین تجهیزات صنایع غذایی هستند. این دستگاه ها در تولید فراورده های تلغیظ شده (مانند رب گوجه فرنگی) استفاده فراوان دارند. تبخیر کننده ها انواع مختلفی دارند. در این میان تبخیر کننده های لایه نازک نزولی[2]به لحاظ مصرف بهینه انرژی و کارایی بالا مورد توجه می باشند. به همین جهت این تجهیزات در تغلیظ آب پنیر و مشتقات آن استفاده فراوان دارند. البته باید توجه داشت که تغلیظ آب پنیر توسط این روش دارای یک محدودیت غلظتی می باشد. آب پنیر یا مشتقات مایع آن، حداکثر تا غلظت 40 تا 60 درصد ماده جامد توسط این تبخیر کننده ها تلغیظ می گردد و تلغیظ تا بیش از این مقدار ممکن نیست. آب پنیر تغلیظ شده توسط این تبخیر کننده ها توسط سایر روشهای تبدیل به پودر آب پنیر می گردد. تلغیظ و خشکاندن، سبب کاهش چشمگیر هزینه ها می گردد و محصول تولیدی اقتصادی تر خواهد بود.

در این تبخیر کننده ها آب پنیری که دمای آن افزایش یافته است، در سطح درونی لوله های عمودی بلند توزیع می گردد و به صورت یک لایه نازک، تحت نیروی ثقلی و خلاء موجود در لوله به سمت پایین سرازیر می شود. حین این عمل آب فراورده تبخیر و از انتهای لوله فراورده ای که تا حدی تغلیظ شده است خارج می گردد.

تبخیر کننده های لایه نازک نزولی ممکن است به صورت یک مرحله ای[3] یا چند مرحله ای[4]مورد استفاده قرارگیرند. در نوع چند مرحله ای چندین بدنه به همدیگر متصل می شود و هر بدنه مایع را تا حدی تلغیظ می کند. در این حالت راندمان مصرف انرژی بسیار افزایش می یابد، چرا که از بخار در چندین مرحله استفاده متوالی به عمل می آید. بخاری که وارد مرحله اول می شود، دمای بالاتری دارد و با مایع رقیق در تماس خواهد بود. در مراحل بعدی به تدریج دمای بخار کاهش می یابد که با توجه به افزایش غلظت بسیار مطلوب است (چرا که صدمات حرارتی به ماده غذایی را کاهش می دهد). از سوی دیگر میزان خلاء از اولین مرحله (بدنه) تا مرحله نهایی افزایش و درنتیجه نقطه جوش مایع کاهش می یابد. بخار خارج شده از آخرین مرحله توسط آب سرد کندانس می شود. هرچه تعداد مراحل (بدنه ها) بیشتر باشد، مقدار بخار مصرفی جهت جداسازی هر کیلوگرم آب کاهش می یابد (جدول 6-1). بخار مصرف در سیستم تبخیر 7 مرحله ای، کمتر از 50 درصد سیستم 3 مرحله است.

جدول 6-1 کیلوگرم بخار مصرفی در تبخیر کننده های چند مرحله ای جهت تبخیر یک کیلوگرم آب (ماده مصرفی اولیه: آب پنیر با دمای 68 درجه سانتی گراد)

تعداد مراحل

3

4

5

6

7

بخار مصرفی

230/0

157/0

129/0

108/0

098/0

 

عمده ماده خشک آب پنیر را لاکتوز تشکیل می دهد. در نتیجه تغلیظ آب پنیر باید با توجه به ویژگی های لاکتوز صورت گیرد. یکی از معظلاتی که ممکن است رخ دهد، تشکیل کریستالهای لاکتوز است. در بیشتر موارد تغلیظ آب پنیر تا غلظت 55 درصد مواد جامد منجر به تبلور لاکتوز در تبخیر کننده و ترسیب آن بر بدنه می شود، که امری بسیار نامطلوب است. برای جلوگیری از این پدیده نامطلوب باید تدبیری اندیشیده شود که دمای آخرین مرحله تغلیظ (که آب پنیر بیشترین غلظت را دارد) کمترین دمای موجود در مراحل تبخیر نباشد. برای این منظور اتصال بخار بدنه ها با ترتیب 7 → 6 →5 →4→3→2 →1 ، تدبیری اتخاذ می گردد که بخار به ترتیب مراحل (بدنه های) 5→6→7→4→3→2→ 1 را طی کند. به این ترتیب دمای بدنه های 1 تا 7 به ترتیب از راست به چپ 68، 65، 61، 57، 39، 45 و 50 درجه سانتی گراد خواهد بود. با این کار از سرد شدن آب پنیر غلیظ شده و تشکیل بلور در مرحله هفتم جلوگیری می شود.

علیرغم اینکه با افزایش مراحل تبخیر راندمان مصرف انرژی افزایش می یابد، اما باید توجه داشت که تعداد بدنه ها محدود به عوامل و محاسبات اقتصادی خاص خود می باشد. برپایی هر بدنه اضافی مستلزم صرف هزینه بیشتر می باشد. در عمل در هر فرایند و محصول خاص، به کارگیری تعداد معینی بدنه (مرحله) اقتصادی خواهد بود، که در بیشتر موارد بیش از 7 مرحله نمی باشد.

1-2 خشک کن غلطکی[5]

مزیت این روش هزینه سرمایه گذاری اولیه پایین آن نسبت به سایر روشها می باشد. در این روش لایه نازکی از مایع غذایی برروی غلطکهای استوانه ای چرخان داغ قرار می گیرد. حرارت بالای سطح غلطک به ماده غذایی منتقل می شود و منجر به تبخیر آب و خشک شدن مایع می شود. با چرخش استوانه داغ، ماده خشک شده توسط تیغه ای که در نزدیکی استوانه نصب شده است از سطح استوانه تراشیده می شود. ماده گرمازا (بخار) درون استوانه تزریق می شود و حرارت به روش هدایتی از سطح استوانه به ماده غذایی منتقل می گردد. در این روش ممکن است ماده غذایی پیش گرم شود، و سپس بر روی استوانه ای داغ قرار گیرد. این خشک کن ها ممکن است تک یا چند غلطکی باشند که روشهای چند غلطکی کارایی بیشتری دارد. در صورت خارج نمودن بخارات حاصل از ماده غذایی در حال خشک شدن توسط یک فن یا مکنده تحت خلاء، سیستم کارایی بیشتری خواهد داشت. عیب عمده این روش اثرات نامطلوب آن بر ترکیبات آب پنیر و چسبیدن ترکیبات بر سطح غلطک ها می باشد. طبیعی است که آب پنیر خشک شده با این روش با تغییرات رنگ، ارزش غذایی و تغییرات شیمیایی مواجه خواهد بود.

 

 

 

 

 

 

 

1-3 خشک کن پاششی[6]

استفاده از خشک کن های پاششی روش مناسبی برای تولید پودر آب پنیر با ویژگی های کیفی مطلوب است. برای تولید پودر آب پنیر، ابتدا عملیات تغلیظ فراورده توسط سایر روشهای مناسب (تبخیر کننده های لایه نازک نزولی، صافی های غشایی و ....) صورت می گیرد. به عنوان نمونه فراورده تغلیظ شده با تبخیر کننده لایه نازک نزولی حدود 55 درصد ماده خشک دارد. این تغلیظ شده وارد خشک کن پاششی و تبدیل به پودر می گردد.

 

همان گونه که قبلاً ذکر گردید، با اتخاذ روشهایی از تشکیل کریستالهای لاکتوز حین تغلیظ آب پنیر با تبخیر کننده ها جلوگیر می گردد. در نتیجه فراورده حاصل بیشتر دارای لاکتوز بی شکل یا آمورف می باشد. لاکتوز بی شکل به طور کامل نمگیر[7]است. خشک کردن سریع چنین فراورده ای در خشک کن پاششی، منجر به تولید پودری می گردد که به دلیل دارا بودن لاکتوز بی شکل به مقدار زیاد، بسیار نمگیر است. در نتیجه در مراحل بعدی اقدام به جذب رطوبت می کند و در نهایت باعث تشکیل کیک یا کلوخه در محصول نهایی می گردد. چنانچه هدف تولید فراورده پودری غیر نمگیر باشد، باید از این امر جلوگیری کرد. به منظور پس از خروج مایع غلیظ شده از تبخیر کننده (غلظت مواد جامد 55) درصد) دما تا 30 درجه سانتی گراد کاهش داده می شود و همزمان دانه های ریز لاکتوز (هسته های اولیه جهت تشکیل کریستالها) نیز افزوده می گردد (5/0 تا 1 درصد). ضمن همزدن مداوم، دما به تدریج کاهش داده می شود، به نحوی که در هر ساعت دما 3 درجه سانتی گراد کاهش می یابد و در نهایت دما به 10 درجه سانتی گراد می رسد. با انجام این فرایند، لاکتوز آمورف به لاکتوز کریستالی تبدیل می شود که غیر نمگیر[8]است و باعث کلوخه شدن پودر نمی گردد. اندازه کریستالهای لاکتوز باید بین 20 تا 30 میکرومتر باشد و چنانچه از 50 میکرو متر بزرگتر باشد نامطلوب است. کریستالهای بزرگ آلفالاکتوز در برخی فراورده های لبنی منجر به ایجاد ذرات شن مانند نامطلوب می شود که در دهان احساس می گردد (شنی شدن).

فرایند تبلور تحت تأثیر عواملی از قبیل دما، افزودن هسته های ریز و مقدار آن، همزدن، غلظت لاکتوز در محلول و ویژگی های فیزیکی محلول (مانند ویسکوزیته) می باشد. باید توجه داشت که ویژگی های آب پنیر و فراوری های متعددی که برروی آن صورت گرفته است، در این فرآیند به طور کامل مؤثر است. به عنوان نمونه چنانچه فراوری حرارتی منجر به دناتوره شدن پروتیین ها گردد، ویسکوزیته محل دستخوش تغییراتی خواهد شد.

پاشش مایع به درون محفظه خشکاندن توسط نازل های با فشار بالا[9]یا اتمایزرهای دیسکی چرخان[10]صورت می گیرد.

در نوعی از خشک کن های مورد استفاده تحت عنوان فیلترمیت[11] ابتدا مایع به صورت ذرات ریز تحت فشار(200بار)، توسط اتمایزر به درون محفظه اصلی خشک کن توزیع می گردد. دمای هوا در اطراف اتمایزر230 درجه سانتی گراد است. ذرات مایع در محفظه خشک کن به طرف پایین سقوط می کند و در نهایت با از دست دادن آب، پودری با رطوبت 12 تا 20 درصد حاصل می گردد. این پودر برروی یک نوار نقاله متحرک که در زیر خشک کن قرار گرفته است تخلیه می شود. پس از آن ادامه فرایند در سه محفظه بعدی صورت می گیرد. نوار نقاله پودر را از این سه محفظه عبور می دهد. در بخش اول و دوم، پودر با استفاده از هوای با حرارت 130 درجه سانتی گراد بخشی از آب خود را از دست می دهد و رطوبت آن به حدود 6 درصد کاهش می یابد. پس از آن در بخش سوم با وزش هوای سرد، دمای محصول به 10 درجه سانتی گراد کاهش می یابد. سپس ممکن است محصول آسیاب و غربال گردد تا حداکثر یکنواختی ذرات حاصل شود.

خروج بخشی از ذرات ریز پودر به همراه جریان هوای اتاقک خشک کن، منجر به افزایش ضایعات محصول می گردد. به همین جهت هوای خروجی از سیکلون های ویژه عبور داده می شود و پودر همراه هوا جداسازی و بازیافت می گردد.

1-4 خشک کن بستر سیال [12]

خشک کن های بسترسیال برای مواد غذایی گرانوله و سبک مانند نخود فرنگی و قطعات کوچک مواد غذایی مناسب است. در این خشک کن ها ماده غذایی برروی یک نوار نقاله مشبک قرار می گیرد و جریان هوای گرم از زیر دمیده می شود. سرعت جریان هوا و حجم آن به حدی است که نیروی وارده توسط هوا بر ماده غذایی، کمی بیشتر از نیروی ثقل ماده غذایی است. در نتیجه، وزش هوا باعث جنبش و جوشش ماده غذایی برروی نوار می شود و به اصطلاح بستر ثابت تبدیل به بستر سیال می گردد. در این حالت به دلیل سیالیت و چرخش ماده غذایی خشک شدن در تمام سطوح به صورت یکنواخت و با سرعت بالا صورت می گیرد و کیفیت محصول خشک شده به این روش مطلوب است.

یکی از کاربردهای خشک کن بستر سیال، استفاده از آن در خشک کردن نهایی پودر آب پنیر (پس از خشک کردن با خشک کن پاششی) می باشد. البته هدف تنها خشک کردن بیشتر محصول نیست، بلکه شرایط به گونه ای کنترل می گردد که ویژگی های مطلوبی که مد نظر می باشد، در محصول نهایی ایجاد شود (از جمله تخلخل بیشتر، حل شدن فوری درآب و ....) به عنوان نمونه در یکی از این فرایندها که مرطوب کردن مجدد[13]نام دارد، نخست با تزریق بخار به پودر حاصل از خشک کن پاششی قدر رطوبت افزوده می گردد. سپس رطوبت داده شده و بخشی از رطوبت اولیه موجود در پودر توسط جریان هوای داغ حذف می گردد. مرطوب کردن و خشک کردن مجدد پودر منجر به ایجاد ویژگی های جدید می گردد. پس از آن درجه حرارت پودر توسط جریان هوای سرد تا حد مطلوب کاهش می یابد.

5-1 اسمز معکوس[14]

اسمز معکوس روش مناسب برای تصفیه آب یا تغلیظ فراورده های رقیق مانند آب پنیر است. در عین حال تغلیظ آب پنیر با این روش دارای محدودیت می باشد، چرا که با افزایش غلظت بخش آبگیری شده و افزایش ویسکوزیته ادامه کار غیرممکن می شود. در عمل، تغلیظ آب پنیر توسط اسمز معکوس تا غلظت 20 تا 25 درضد ممکن است. اسمز معکوس نمی تواند به طور کامل جایگزین تبخیر کننده شود و فقط به عنوان یک فرایند مقدماتی محسوب می گردد. در این روش آب پنیر رقیق به موازات یک غشا عبور داده می شود. این غشا به صورت متخلخل است و اندازه روزنه های آن به حدی است که تنها نه آب و برخی مولکولهای هم اندازه یا کوچکتر از آب اجازه عبور می دهد. به دلیل کوچک بودن
روزنه های فشار زیادی برای انجام این فرایند مورد نیاز است.

تغلیظ آب پنیر (دارای 6 درصد مواد جامد) به روش اسمز معکوس تا 12 درصد ماده جامد و سپس تغلیظ نهایی توسط تبخیر کننده 5 مرحله ای تا ماده جامد 3/53 درصد، در مقایسه با تلغیظ آب پنیر توسط تبخیر کننده 7 مرحله ای از 6 به 3/53 درصد ماده جامد، مستلزم صرف هزینه بیشتر است. در عین حال باید توجه داشت که استفاده از اسمز معکوس که در دمای پایین (25 تا 30 درجه سانتی گراد) عمل می کند، نسبت به تبخیر کننده ها که در دمای بالاتری عمل می کنند (به ویژه در مراحل اولیه که آب پنیر رقیق است و دما بیش از 65 درجه سانتی گردا می باشد) باعث تولید فراورده ای با کیفیت بالاتر می شود. همچنین خروج برخی مولکولهای کوچک به همراه آب، باعث کاهش مقدار خاکستر و ترکیبات ازته غیرپروتئینی در فراورده نهایی می گردد. توضیح بیشتر در مورد اسمز معکوس در مبخث پالایش غشایی آمده است. همچنین به جهت آشنایی بیشتر با ویژگی های مطلوب انواع پودر آب پنیر موجود در بازارهای بین المللی، جداول 6-2 تا 6-5 آورده شده است.

جدول 6-2 ترکیب پودر آب پنیر شیرین

 

ترکیب

درصد

پروتئین

لاکتوز

چربی

خاکستر

رطوبت                                                          

5/14-0/11

0/75-0/63

5/1-0/1

8/8-2/8

0/5-5/3

 

جدول 6-3 برخی ویژگی های پودر آب پنیر شیرین

 

عامل                                                                               مقدار        

شمارش میکروبی (SPC) *                                                مساوی یا کمتر از 30000 عدد در گرم

کلی فرم                                                                           مساوی یا کمتر از 10 عدد در گرم

اشرشیاکولی                                                                      در یک گرم منفی

سالمونلا                                                                           در 100 گرم منفی

لیستریا                                                                              منفی

استافیلو کوکسی کوآگولاز مثبت                                              منفی

اسیدیته قابل تیتر کردن                                                         1/0 تا 15/0 درصد

رنگ                                                                               سفید مایل به کرم تا کرم

طعم                                                                                طعم طبیعی آب پنیر

نگهداری                                                                         در دمای کمتر از 27 درجه سانتی گراد و رطوبت

                                                                                    نسبی کمتر از 65 درصد، حداکثر 12 ماه

مقدار ذرات سوخته                                                           5/7 تا 0/15 میلی گرم      

*Standard plate count

 

 

 

 

جدول 6-4 ترکیب پودر آب پنیر اسیدی

ترکیب

درصد

پروتیین

لاکتوز

چربی

خاکستر

رطوبت

5/13- 0/11

0/70- 0/61

5/1- 5/0

3/12- 8/9

0/5- 5/3

 

جدول 6-5 برخی ویژگی های پودر آب پنیر اسیدی

عامل

مقدار

شمارش میکروبی (SPC)

کلی فرم

اشرشیاکولی

سالمونلا

لیستریا

استافیلوکوکسی کوآگولاز مثبت

اسیدیته قابل تیتر کردن

رنگ

طعم

نگهداری

 

مقدار ذرات سوخته

مساوی یا کمتر از 30000 عدد در گرم

مساوی یا کمتر از 10 عدد در گرم

در یک گرم منفی

در 100 گرم منفی

منفی

منفی

35/0 تا 44/0 درصد

سفید مایل به کرم تا کرم

طعم طبیعی آب پنیر و اندکی اسیدی

در دمای کمتر از 27 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی کمتر از 65 درصد، حداکثر 12 ماه

5/7 تا 15 میلی گرم

 

+ نوشته شده در  شنبه بیست و یکم فروردین 1389ساعت 11:36  توسط ایوب کمالی  |