IMPROVEMENT THE SENSORY PROPERTIES OF LOCAL YOGHURT BY ADDITION OF WHEY PROTEIN CONCENTRATE

Dept. of Public Hygiene,

Fac. of Veterinary Medicine, Al-BathUniv., Syria.

Improvement the sensory properties of

local Yoghurt By Addition Of Whey

protein concentrate

(With 9 Tables)

By

N. al-Amor ; Y. Hanan and R. Atra

(Received at 18/1/2011)

تحسين الخواص الحسية للبن الرائب المحلي باستخدام مرکز بروتين المصل  

نصار العمر ، يحيى حنان ، رمضان عطرة

تبحث هذه الدراسة في نوعية اللبن الرائب المحلي المثبت بإضافة مزيج من بودرة الحليب منزوع الدسم SMP ومرکز بروتين المصلWPC. أحدث التخمر باستعمال بادئين مختلفين (بادئ اللبن الرائب, بادئ بروبيوتک). لوحظت اختلافات حسيةٌ معنوية بين المنتجات, حيث حصل المنتج ذو النسبة1/6  WPS/SMP على أفضل تقييم حسي. ووجد أن استخدام بادئات البروبيوتک مع إضافة مرکز بروتين المصل خفضت الحموضة اللاحقة للبن الرائب مما يؤثر إيجاباً على ثباتيته خلال مدة الصلاحية.

Summary

The aim of the study was investigation of quality of settype yoghurt stabilized with addition of skim milk powder (SMP) and whey protein concentrate (WPC) blends.Fermentation was performed with two different starters (yoghurt culture, probiotic culture). Significant rheological differences have been noticed between the resulting yogurts,products with SMP/WPC ratio at 6/1 obtained the best sensory score.the use of probiotic starter and addition of WPC to yoghurt significantly decreased lactic acid concentration which positively influenced its stability during shelf life.

Key words: Milk, yoghurt, whey, protein.

Introduction

مُقَدِّمـــَة

عرف الإنسان اللبن الرائب (اليوغورت) منذ 6000 سنة، ولعل کلمة "yoghurt" جاءت من کلمة "جوجورت" الترکية والتي ظهرت في القرن الثامن (Rasic et al., 1978).

والراجح أن اللبن الرائب أنتج في الشرق الأوسط ، حيث کانت صلاحية الحليب محدودة نتيجة للبيئة الصحراوية، ثم أدخله الأتراک الرحل للأرياف کمنتج لبني محفوظ ، أما اليوم فتستعمل أسماء متنوعة لتشير للبن الرائب أو منتجات مشابهة). (Akin et al., 1994  Tamime et al., 1985;  Tamime et al., 1980;)

يعرّف اليوغورت حسب دستور مفوضية الأغذية FAO/WHO بأنه " منتج لبني متخثر يتحصل عليه بفعلLactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and Streptococcus thermophilus  في الحليب ( المبستر أو المرکز) مع أو بدون إضافـات )بودرة الحليب ، بودرة الحليب المقشود ، بودرة المصل)، هذا ويجـب أن تکـون الأحيـاء المجهرية في المنتـج النهائـي حيـة ووافـرة. (FDA  1996c, Mareschi et al., 1989)

عند تحضير خلطة اليوغورت غالباً ما تضاف مواد لبنية لزيادة المادة الصلبة الکلية، بغية تحسين خواصه، وبشکل تقليدي تستعمل بودرة الحليب منزوع الدسم(SMP)  powder skim milk لإغناء الحليب، ولکن الجودة المتزايدة والوفرة لمرکزات بروتين المصلwhey protein concentrate (WPC)  إضافةً لخواصها الوظيفية والصحية جذبت المصنّعين إليها، وجعلت منها بديلاً شائعاً لبودرة الحليب منزوع الدسم في صناعة اللبن الرائب.

وقد تستعمل مواد غير لبنية (نشاء، صمغ، جيلاتين، عديد السکريد). (;Sodini et al., 2005 ;Tamime et al., 1999 Tamime et al., 1994 Mistry et al., 1992).

ويعرّف المصل بأنه السائل الأصفر المخضر الذي يرشح من خثرة الجبن المتجلطة أثناء عملية تصنيع الجبن، يحوي المصل تقريباً نصف الجوامد الکلية بالحليب الکامـل ، يترکب المصل من 93% ماء و 6.35% جوامد کلية (Chandan et al., 1997 Huffman et al., 1996 ;).

اعتبر المصل لسنوات طويلة منتج ثانوي لتصنيع الجبن، وقد کان التخلص منه مشکلاً, فغالباً ما يستخدم في تغذية الحيوان أو يطرح في المجاري والأنهار والبحار (Smithers et al., 1996).

ومع تنامي الوعي بأهمية الغذاء الصحي والطرق البديلة للتحکم بالوزن أصبحت منتجات المصل لکونها مصدراً غنياً بالبروتين والفيتامينات والأملاح وفقيراً بالطاقـة، وذا فعاليـةٍ حيويـة فريـدة ، أصبحت اليوم منتجاً لبنياً أساسياً. (Casper et al., 1999).

ولصعوبة استعمال المصل بالشکل السائل، لابد من خضوعه لعمليات التنقية والترشيـح والترکيـز والتجفيـف، للحصـول على منتجـات المصـل المتنوعـة. (Smithers et al., 1996). 

فمرکز بروتين المصل(WPC) ينتج بوساطة الترشيح الفائق للمصل , لترکيز جزيئات البروتين، من خلال طرد اللاکتوز والمعادن وغيرها من المرکبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض؛ والتي تصفى من المصل إلى الراشح، في حين يترکز البروتين في الجزء المحجوز، وبحسب نوع المنتج النهائي المطلوب تتم المعاملة فقد يحوي المنتج النهائي (34 إلى 80%) بروتين، لذا توجد أنواع مختلفة من مرکزات بروتين المصل هي:

WPC34 , WPC50 , WPC60 , WPC70 , WPC80. ويترکب بروتين المصل من: بيتالاکتوغلوبيولين 50 – 55% وألفا لاکتوألبومين 20- 25% وغليکومکروببتيد (GMP) 15 - 20% وغلوبيولينات مناعية(Ig)10-15 % وألبومين المصل البقري (BSA)5 -10 % ولاکتوفرين 1 – 2% ولاکتوبيروکسيداز 5% وأنظيمات حالة (ليزوزيمات) 1%. (Beucler et al., 2004 Russell et al., 2004; Francis et al., 2000;).

إن الترکيب الفريد لمرکز بروتين المصل الذي يجمع خواص تصنيعيـة (تهليم ولزوجة) وخواص تغذوية وعلاجية واسعة، يضيف الکثير لنوعية اللبن الرائب, والتي تدعمها من الجانب الآخر الفوائد المرجوة من أحياء البروبيوتک (حافظـات الحياة)  Probiotic المستخدمة في عملية التخمـر اللبني مثل  bulgaricus L. و St.thermophilusوL.acidophilus  وBifidobacterium حيث عرّفت أحياءالبروبيوتک  Probioticحسب FAO/WHO بأنها أحياء مجهرية، عندما تستهلک بکميات کافية تمنح المضيف منافع صحية.

ولإحداث التأثير الصحي الإيجابي المطلوب يجب أن تتراوح بين 106–109 CFU/g . Robinson et al., 2002))

أول من أطلق مصطلح البروبيوتک (Probiotic) هما Lilley و Stillwell عام 1965 ويعني "لأجل الحياة". في حين أن العالم Henry Tissier أول من عزل جراثيمBifdobacterium  من أمعاء رضيع مغذّى على حليب الأم، وقد اقترح تطعيم أمعاء الرضع الذين يعانون من الإسهال بهذه الجراثيم، ثم استعملت هذه الجراثيـم فـي إنتـاج أنـواع مختلفـة من اللبـن الرائـب فـي أنحـاء العالـم. (Lilley and Stillwell, 1965).

إن أحياء البروبيوتيکProbiotic  بما تولده من منتجات تخمر فعّالة، تتآزر مع بروتينات المصل لتحسين نوعية اللبن الرائب جاعلةً منه غذاءً استثنائياً.

فقد أشار باحثون کثر للأثر الإيجابي لإضافة مرکز بروتين المصل (WPC)عند صناعة اللبن الرائب لما يحمله من خواص وظيفية وتصنيعية، فإضافة WPC للحليب المعد لصناعة اللبن الرائب زاد ثباتية الخثرة الناتجة وتماسکها، من خلال زيادة قوة جلتنة (تهليم) الکازين وبالتالي تزايد قدرة اللبن الرائب على حمل الماء ومنع انفصال المصل. (Beucler et al., 2004 Cheng et al., 2000; )

إن التأثيرات المحسّنة لاستخدام WPC تتجاوز تحسين خواص اللزوجة والتلاحـم ومنـع انفصال المصل إلى دعم إنتاج مرکبات النکهة في اللبن الرائب، فقد وجد تزايـد إنتـاج الأستالدهيـد بزيادة نسبة بروتين المصل للحليب (Hugunin et al., 1999).

إن معظم الأبحاث الحديثة تدعم التأثير المحسِّن لمرکز بروتين المصل على المنتج، ففي دراسة حديثة على الخواص الفيزيائية للبن الرائب المدعم بخمس مرکزات بروتينية تجارية متنوعة (340غ/کغ)، تنوعت النتائج لتشير بمجملها إلى تحسّـن الخـواص الحسيـة للبن الرائـب المنتـج بإضافـة مرکـز بروتين المصل. (Sodini et al., 2005).

لم يقتصر التأثير المحسن لمرکز بروتين المصل على الخواص الحسية للبن الرائب فحسب؛ ولکنه يؤثر على نوعية اللبن عموماً ، ففي دراسة Sady, M. التي تناولت دراسة نوعية اللبن الرائب اللادسم ؛المنتج بتدعيم الحليب لمستوى بروتين 5% من خلال إضافة مزيج من WPC و SMP ليخلص في دراسته بأن النوعية الأفضل کانت للبن المدعم بالخلطة WPC/SMP بنسبة 1/2 ؛ وأن إضافة الخلطة ذات النسبة 1/0 خفضت بشکل معنوي الخواص الحسية للبن، کما لاحظ أن إضافة WPC للبن خفض بشکل معنوي ترکيز حمض اللبن والذي أثر بشکل إيجابي على ثباتية اللبن خلال مدة تخزينه، مشيراً إلى زيادة مواد النکهة وارتفاع التعداد الکلي لجراثيم البادئ. (Sady et al., 2007).

ولعل العلاقة بين تعداد جراثيم البادئ وبروتين المصل هي علاقة مثبتة ومدروسة ، فمن استراتيجيات تحسين قدرة أحياء البروبيوتک إغناء الحليب بالمواد الغذائية ، فيتحسن نمو جراثيم  L. Bulgaricusو St. Thermophilus بشکل مباشـر في الحليب المدعم بمرکـز بروتين المصل ومعزول بروتين المصل (Mccomas et al., 2003 Dave et al., 1996;).

إن التعاضـد في إحـداث الأثر الصحي والتغـذوي يدعـم هذا الانسجام فـي استخـدامWPC  مـع أحيـاء البروبيوتـک وخصوصـاً L. bulgaricus وSt. Thermophilus والتي تستعمل کعوامل داعمة في عملية تخمر اللبن إلى جانب جراثيم البادئ الأساسية (Tamime et al., 1999 ; Robinson et al., 2002). فالقيمة الغذائية والصحية للبن الرائب وما يمتاز به من مزايا مقارنةً مع الحليب کثيرة ومدونة, لکن ما يهمّنا هنا هو ترکيز الضوء على فوائد بروتينات المصل وأحياء البروبيوتک في اللبن.

ولعلّ أهم ما يميز اللبن هو تخفيض أعراض سوء هضم اللاکتوز،  والحاصل نتيجة لنقص کمية وفعالية أنزيم اللاکتاز في وبما أن تصنيع الـ WPC يعتمد على ترکيز البروتين واستبعاد مکونات المصل الأخرى وخاصة اللاکتوز لينخفض لأقل من 5% في  WPC80في حين يشکل اللاکتوز 50-70% من مکونات بودرة الحليب منزوع الدسم.(Pasin et al., 2000 Huffman et al.,1996;).

أما من جانب جراثيم البادئ فقد أظهرت الأبحاث الکثيرة الدور الفعال لبادئ اللبن وخاصة St.thermophilus وL. bulgaricus في تخفيض هذه الأعراض. (;Schorsch et al., 2001 Guarner et al., 1998 Mustapha et al., 1997;  Huis et al., 1994; Kim.1983;)

إن أهمية بروتينات المصل تتجلى في أوضح صورها في اللبأ، وما هذا الترکيز العالي لبروتينات المصل فيه إلا صورة جلية لأهميتها ومنافعها الجليلة، فمن الجدير بالذکر أن الطفل المغذّى على حليب الأم يتناول حوالي 3 غرام لاکتوفرّين يومياً خلال الأسبوع الأول من الحياة, وکما هو معروف فإن هذا الطفل يملک فلورا أمعاء أغنى منها لدى الطفل المغذى بالزجاجة وخاصة بالنسبة للبوفيدوباکتر والعصيـات البنيـة، مثل هـذه الفلـورا تترافـق بشکـل طبيعي مع مقاومة متزايـدة لاستعمـار الجهـاز الهضمـي مـن قبـل الجراثيـم الممرضـة (Walzem et al., 2002 ; Van Hooijdonk et al., 2000; Reiter et al., 1985). إن غنى مرکز بروتين المصل بالبروتين والمعادن ، وانخفاض محتواه من الدهن والطاقة يجعل منه غذاءً صحياً ينصح به خبراء التغذية وخاصةً للصغار والمسنين بالإضافة لکونه اختياراً مثالياً للرياضيين أومن يعانون البدانة.

وقد تضافرت الأبحاث الحديثة التي تدعم القول بأن تناول الألبان المتخمرة وبروتين المصل يلعب دوراً في تخفيض مخاطر السمنة المتفشية والوقاية من هشاشة العظام ودعم بناءالعظام وتقويتها، بالإضافة لکونها تشکل مصدراً جذاباً في برامج الحميـة الغذائيـة عاليـة البروتيـن حيث يزيـد من حجم وقوة العضـلات خاصـةً إذا ما ترافق ذلک مع برنامج تدريبٍ ثابت (Zemel et al., 2003 Yamamura  et al., 2002 ; Burke et al., 2001; Aoe et al., 2001 ; Toba  et al.,  2001 Toba  et al.,  2000 ;  Lands  et al., 1999 ; Takada et al., 1997 Takada et al., 1996; Smithers et al., 1996;).     

ومن المسلم به أن منافع اللبن المدعم ببروتين المصل والحاوي على أحياء البروبيوتک تکون أوضح, فبالإضافة لتأثير بروتين المصل في خفض الکولسترول وجد دورٌ مساعد لأحياء البروبيوتک، فالأسيدوفلس تستطيع خفض ترکيز الکولسترول في أوساط النمو؛ کما أظهرت الدراسات البشرية تأثيراً خافضاً للکولسترول في الدم نتيجة استهلاک اللبن الحاوي على الأسيدوفلس؛ رغم أن هذا التأثير لا يکون طويلاً ؛ مظهـراً الحاجـة لاستهـلاک المـزارع بشکـل مستمـر (Taranto, 1998 Buck et al., 1994 ; Gilliland et al., 1985; Walker et al., 1993; Ackley et al.,1983).

إن هذا التـآزر بين أحياء البروبيوتک وبروتين المصل يبرز مجدداً في مقاومة السرطان، فقد وجد تأثير لکل من مرکز بروتين المصل وأحياء البروبيوتک في منع ومعالجـة السرطان (Tsuda et al., 2000 Smithers et al., 1998 ; Tsuda et al., 1998 Sekine et al., 1997; Weinberg et al., 1996;).

إن مدار التأثير النافع لتناول أحياء البروبيوتک يبرز في التحسينات المناعية المترافقة مع تعديلات ميکروفلورا الأمعاء، وما ينجم عنها من منع ومعالجة العديد من الأمراض کالتهاب الکبد والسرطان الإسهالات الفيروسية والجرثومية وإصابات فطور الکانديدا والحساسية Robinson et al., 2002) Yoo et al., 1998 ;       Suzuki et al., 1989).

فأظهـرت العديـد من الدراسات تأثير بروتين المصل (اللاکتوفرين) المضاد للجراثـيم، حيث يملک مرکز بروتيـن المصـل تأثيـراً مدمـراً على جراثيم الهيليکوباکتر بيلوري المسببـة لحوالي 90% من حالات قرحة الاثني عشر. (Di Mario et al., 2003  Early et al., 2001;).

ويعضد هذا التأثير لبروتين المصل تأثيرُ أحياء البروبيوتک على هذه الجراثيـم، فقد وجـد أن لعصيـات الأسيدوفلـس تأثيـراً کابحـاً لبکتيريا H.pylori (Midolo et al., 1995 Bhatia et al., 1989;).

بالإضافة لما سبق ذکره من فوائد غذائية وعلاجية, فإن المنافع المحتملة للبن الرائب بما يحويه وما يضاف له من بروتينات مصل وأحياء بروبيوتک کثيرة، فمن حالات الحساسية والتهاب الجلد والتهاب الکبد ونقص المناعة المکتسب والاضطرابات الهضمية ؛ ودوره الهام في تحسين التعافي وشفاء الجروح ورفع المناعة بعد العمليات الجراحية، وأثـره المخفف للإجهـاد والمريـح للأعصاب، وتنشيـط الوظيفـة الإدراکيـة وغير ذلک (MacKay et al., 2003 Markus et al., 2002; Okada et al., 2002  Vesovic et al., 2002 ;, Zimecki et al., 2001;  Markus et al., 2000 Graeff et al., 1996;).

کل ذلک يدفعنا للعمل الجاد والمبني على أسس علمية بغية إيجاد سبل تقود لتحسين خواص هذا المنتج الفريد ؛ تغذوية وصحية؛ بما يعود على المستهلک والمصنع بالفائدة المرجوة.

هدف وأهمية البحث: تکمن أهمية هذه الدراسة في کونها تبحث في خواص منتج لبني هام من حيث القيمة الاقتصادية والصحية، لإيجاد سبل النهوض بهذه الصناعة الأساسية، التي حازت اهتمام الباحثين حول العالم، حيث تعتبر هذه الدراسة نواة لمشروع وطني کبيرٍ في محاولة الاستفادة من کميات المصل الکبيرة الناتجة عند تصنيع الأجبان، والتي تهدر دون الاستفادة منها, فکان هدف هذا البحث تحسين النوعية الحسية والغذائية والصحية للبن الرائب في سورية، من خلال استخدام البادئات الحافظة للحياة وإضافة مرکز بروتين المصل.

  Materials and Methods

المواد وطرائق العمل

المـواد:

-     الحليب المستخدم في تحضير المزارع الجرثومية هو حليب فرز، کما استخدمنا حليب خام من أجل تحضير عينات اللبن الرائب.

-     بودرة الحليب المستخدمة کانت من إنتاج شرکة  (HILMAN U.S.A)

-     مرکز بروتين المصل المستخدم في الدراسة هو مرکز بروتين مصل 80%    (80 WPC)، من إنتاج شرکة(HILLMAN U.S.A) .

-      البادئات المستخدمة نوعين:

• البادئ A : LYOFAST 172F  من إنتاج شرکةSACCO  الإيطالية. وهو بادئ مجفد يحتوي مزرعة اللبن العادية (bulgaricusL. , St. thermophilus).

• البادئ B : ABY-3 من إنتاج شرکةCHR HANSEN  الدنمارکية, وکما يدل اسمه فهو بادئ بروبيوتک يحتوي مزرعة اللبن العادية بالإضافة إلى L.Acidophilus(LA-5)وBifdiobacterium (BB-12) ).

طرق القياس:

التقييم الحسي أجري بعد  الاستعانة بالعاملين في مخبر شرکة ألبان حمص والبالغ عددهم تسعة أشخاص، علما ً أن التقييم تم استناداً إلى درجة خمس خواص أساسية هي : المظهر ، الطعم ، القوام ، انفصال المصل ، الحموضة.

حيث أعطيت کل صفة 10 نقاط، تمنح للمنتج الذي يحقق الشروط المثالية، ثم تجمع النقاط التي حصل عليها المنتج، ليحسب متوسطها الحسابي والذي يمثل التقييم الحسي للبن الرائب.

طريقة العمل :

• ·    التجربة الأولى:

تم تحضير عدة مزارع جرثومية من مزرعة أم محضرة من بادئ A

• حضرت المزرعة الأم من البادئ A وفق الخطوات التالية:

- غلي لتر حليب فرز 93° م لمدة 15-20 دقيقة

- تبريد الحليب إلى الدرجة 42-45مْ

- إضافة 1 غ من البادئ  A

- تحضين على الدرجة 42-45مْ

- تبريد إلى الدرجة  10° م

- حفظ في البراد 4-8° م. 

• تحضير المزرعة الأولى من المزرعة الأم وفق الخطوات التالية:

- غلي لتر حليب فرز 93° م لمدة 15-20 دقيقة

- تبريد الحليب إلى الدرجة 42-45° م

- إضافة بادئ المزرعة الأم  بنسبة 3%

- تحضين على الدرجة 42-45°م

- تبريد إلى الدرجة 10°م

- حفظ في البراد 4-8°م.

• حُضرت مزرعة ثانية من المزرعة الأولى بنفس الخطوات السابقة.

    - تم تحضير لبن رائب من المزارع السابقة وفق الخطوات التالية:

- غلي حليب خام لمدة 10 دقائق

- تبريد الحليب إلى الدرجة 42-45°م

- إضافة البادئ بنسبة 2 %

- تحضين على الدرجة 42-45°م

- تبريد إلى الدرجة 10°م

- حفظ في البراد 4-8°م.

• ·       التجربة الثانية:

کررت الخطوات المذکورة في التجربة الأولى, لکن مع البادئ  Bفحضرت مزرعة أم ومزرعة أولى وثانية ، ثم حضر لبن رائب من هذه المزارع.

• ·       التجربة الثالثة:

تم تحضير لبن رائب بمزج نسب مختلفة من المزرعة الأم للبادئ  Aمع المزرعة الأم للبادئ B على النحو B:A وفق النسب التالية: 1:9 ، 2:8 ، 3:7 ، 4:6 من أجل الوصول لأفضل خلطة بادئ.

• ·       التجربة الرابعة: حضر لبن رائب عند نسب بادئ مختلفة لتحديد نسبة البادئ الفضلى فأضيف البادئ عند النسب 1% ، 2% ، 3% ، 4% ، 5%
• ·       التجربة الخامسة:

حضر لبن رائب مع إضافة نسب مختلفة من بودرة الحليب المقشودلتحديد النسبة المثلى حيث کانت نسب SMP المختبرة: 1% , 1.5% ، 2% ، 2.5% ،3%.

• ·       التجربة السادسة: تم تحضير لبن رائب مع إضافة مرکز بروتين المصل بنسب متدرجة لتحديد أفضل نسبة وکانت نسب الإضافة :0.5 %, 1% , 1.5 % ,  2%, 2.5% 

مع ملاحظة أن إضافة بودرة الحليب ومرکز البروتين يجب أن تکون قبل المعاملة الحرارية.

• ·       التجربة السابعة: حضر لبن رائب باستخدام خلطة البادئ، مع إضافة بودرة حليب منزوع الدسم ومرکز بروتين المصل وفق خطة دوهلرت الرياضية.

مبدأ خطة دوهلرت 1970:

لدراسة تأثير إضافة مرکز بروتين المصل مع بودرة الحليب المنزوع الدسم على نوعية اللبن الرائب المحلي عند استخدام بادئ البروبيوتک تم الاعتماد على الخطة التجريبية للعالم دوهلرت.

حيث اعتمـدت خطـة تجريبية حسب القالب المبين من قبل العالم Doehlert 1970. التي تعطي عدداً من النقاط أو الشروط التجريبية مطابقة للمعادلة K² + K+ 1 حيث K هو عبارة عن عدد العوامل المدروسة. في هذا النموذج هناک نقطة تتوضع في المرکز أم النقاط الأخرى فتتوضع في المحيط (الشکل 3). في خطتنا التجريبية هناک ثلاث عوامل مدروسة. واحد من هذه العوامل هو نسبة إضافة بادئ البروبيوتک (%B) ؛ حيث تمت دراسة تأثيرها عند ثلاث مستويات العامل الآخر هو نسبة إضافة بودرة الحليب منزوع الدسم إلى اليوغورت (SMP%) حيث تمت دراسة تأثيرها عند خمسة مستويات, أما العامل الثالث فهو نسبة إضافة مرکز بروتين المصل (WPC%) فتمت دراسة تأثيرها عند سبعة مستويات.

حسب خطة دوهلرت, فإن تأثير العوامل الثلاثة تم اختباره حسب 13 شرطاً تجريبيا , أما النقطة المرکزية (0.0.0) فقد کررت ثلاث مرات, فلقد درست نسبة البادئ (B %) عند ثلاث مستويات هي 2 ,  3, 4 % تم اختيار هذه النسب مع مراعاة النسبة الفضلى لإضافة البادئ، حيث اخترنا قيمة أعلى وأخرى أدنى منها لتغطي المجال المستخدم للبادئ.

بينما درست (%SMP) عند خمسة مستويات وهي: 1,1.5 ,2 , 2.5 , % 3

 القيم اختيرت لأنها تشکل مجالاً حول أنسب قيم إضافة الSMP المستخدم في تصنيع اللبن الرائب في الدراسة.

أما  %WPCفقد تمت دراسة تأثيره عند سبعة مستويات، تراعي النسبة الأفضل لإضافة مرکز بروتين المصل إلى اللبن الرائب وهذه المستويات هي:

0.25 ,0.5  , 0.75,  1, 1.25 ,1.5 , % 2.

Results

 النتائــج

• ·    التجربةالأولى:

تم تحضير عدة مزارع جرثومية من مزرعة أم محضرة من بادئ A ، ثم تحضير لبن رائب. أشارت النتائج عند زرع البادئ في ثلاث مزارع متتالية إلى عدم وجود فروق بين المزارع الثلاث من حيث التقييم والعوامل المدروسة (جدول 1)

جدول 1: مزارع البادئ A

وقد وجد أن اللبن المنتج من المزارع الثلاث يتسم بحدوث تطور حموضة لاحقة بسيط خلال التخزين وضمن الشروط القياسية السورية. ومن الجدير ذکره أن الخواص الحسية لم تتأثر خلال مدة التخزين، في حين حافظت المزارع الثلاث على خواص متقاربة خلال مدة التخزين.

جدول 2: تغير حموضة اللبن المحضر مع الزمن

• التجربة الثانية: تم تحضير عدة مزارع جرثومية, ثم لبن رائب من البادئ B.

جدول 3: مزارع البادئ B

بالنظر للجدول (3) نلاحظ انخفاض في التقييم الحسي للمزرعة الأم، ثم يتزايد تدريجياً ، وهذا الانخفاض عائد لظهور صفة المطاطية وآثار طعم حلو في المنتج.

جدول 4: تغير حموضة اللبن المحضر من البادئB  مع الزمن

من خلال الجدول (4) نلاحظ تطور ضعيف للحموضة اللاحقة أثناء التخزين، وبالتالي ثباتية في مواصفات المنتج، في حين يظهر عدم وجود فروق معنوية بين لبن المزارع الثلاث.

• التجربة الثالثة:

تحضير لبن رائب بمزج نسب مختلفة من المزرعة الأم للبادئ  Aمع المزرعة الأم للبادئB  من أجل الوصول لأفضل خلطة بادئ.

جدول 5: نسب مزج البادئين

ملاحظة: هذه القياسات والقيم أخذت على لبن بعمر يوم.

کما يظهر الجدول (5) فالنسبة االمثلى لمزج البادئين B:A کانت 2:8 وذلک تبعاً للتقييم الحسي.

• ·   التجربة الرابعة :

 تحضير لبن رائب عند نسب بادئ مختلفة لتحديد نسبة البادئ الفضلى.

جدول 6: تطور الحموضة خلال التحضين باختلاف نسبة البادئ

يظهر من الجدول (6) أنه عندما تکون نسبة البادئ قليلة يحدث تطور ضعيف للحموضة مع ضعف (هشاشة) في الخثرة الناتجة، کانت أفضل النتائج مع النسبة 3%.

• التجربة الخامسة:

تحضير لبن رائب مع نسب مختلفة من بودرة الحليب المقشود لتحديد النسبة الأمثل.

جدول 7: تغير الحموضة باختلاف نسبة SMP

من خلال الجدول (7) نلاحظ:

- عدم وجود فروق بين اللبن الشاهد واللبن المحضر عند النسبة 1%.

- کانت أفضل نسبة لإضافة بودرة الحليب منزوع الدسم هي 2%.

• ·    التجربة السادسة:

تم تحضير لبن رائب مع إضافة مرکز بروتين المصل بنسب متدرجة لتحديد أفضل.

جدول 8: تغير الحموضة حسب نسبة WPC

کما يشير الجدول (8):

ü      تأثير طفيف للنسب القليلة من مرکز بروتين المصل.

ü      أنتج أفضل لبن  باستخدام النسبة 1% .

ü      انخفض التقييم عند زيادة نسبةWPC  لتغير صفات اللون والطعم والقوام.

ü      انخفاض الحموضة بزيادة نسبة مرکز بروتين المصل.

• ·التجربة السابعة: تحضير لبن رائب باستخدام خلطة البادئ، مع إضافة بودرة حليب منزوع الدسم ومرکز بروتين المصل وفق خطة دوهلرت الرياضية1970.   

جدول 9: خطة دوهلرت1970

يظهر الجدول (9):

أن أفضل شرط في التجربة هوc9 ، في حين کان الشرطين C12 ,C5  جيدين. کما يلاحظ من خلال المعالجة الرياضية للبرنامج تأثير سلبي لزيادة نسبة مرکز بروتين المصل على نوعية اللبن الرائب الناتج، في حين عند زيادة نسبة بروتين المصل يترافق تحسّن نوعية اللبن مع زيادة في نسبة  البادئ.

Discussion

المناقشـة

تبين أن المزارع الثلاث المتتالية المحضرة من البادئ المختبر متشابهة؛ ولا تحمل تغيرات تذکر في خصائص اللبن الرائب، لذا يمکن إکثار البادئ في ثلاث مزارع دون حدوث مشاکل تصنيعية نتيجة اختلال توازن البادئ وبالتالي حدوث تحمضن لاحق.

وهذا يتفق مع معايير إکثار البادئات واستعمالاتها الصناعية.

کما وجد أن البادئB   يؤدي إلى ظهور صفة المطاطية (زيادة اللزوجة) في اللبن الرائب المنتج وذالک يرجع إلى إنتاج عديد السکريد الخارجي عن طريق جراثيم البوفيدوباکتر.

وللتغلب على هذه الصفة فقد لجأنا إلى خلط مزرعة أم A  مع أم B  ، کانت أفضل نسبة هي2:8(B:A)، حيث أعطت لبن يمتاز بخواص حسية جيدة دون ظهور صفة المطاطية

والتي عادت لتبرز عند زيادة نسبة البادئ B في الخلطة , علماً أن العترات المنتجة للزوجة مستخدمة عالمياً في تصنيع اللبن الرائب بل ويمکن أن تضاف البولي سکريدات کمثبتات ومحسنات قوام, لکن ظهور هذه الصفة لا يتفق مع ذوق المستهلک المحلي.

وجدنا أن النسبة الأمثل لإضافة بودرة الحليب منزوع الدسم کانت 2%. وهذا يتفق مع المعايير الدولية، التي تسمح بإضافة حتى 4% ، لکن وجد أن زيادة هذه النسبة يؤدي إلى ظهور طعم البودرة في اللبن الرائب، في حين لم تعطي النسب الأقل التحسينات المطلوبة.

وهذا الأمر منطبق على مرکز بروتين المصل, فعند إضافته للحليب بشکل منفرد کانت أفضل نسبة لإضافته 1% ، وزيادة هذه النسبة يؤدي إلى ظهور طعم المصل في اللبن الرائب, ويجعل لونه يميل للاصفرار بالإضافة إلى تکون خثره جبنية القوام، وهذا يتفق مع الدراسات والمراجع المعتمدة.

 أبرزت النتائج أن نسبة إضافة البادئ المستخدم المثلى هي 3% ، فقد أظهرت النسب الأقل ضعفاً في فعالية جراثيم البادئ انعکس على خواص المنتج، في حين أن زيادة کمية البادئ أدّت إلى تحمّض لاحق وانفصال مصل.

 رغم أن معظم الأبحاث تشير إلى أن النسبة المستخدمة کانت1-2% إلا أنه للتغلب على انخفاض نشاط بادئ البروبيوتک في شروط تصنيع اللبن الرائب المحلية (42-45مْ /2-3 ساعة) فقد کانت زيادة نسبة البادئ هي الحل المثالي في تجاربنا. وهذه النتيجة الهامة کانت جليّة في المعالجة الإحصائية من خلال خطة دوهلرت1970، کما بينت أنه يمکن التغلب على السلبيات الناتجة عن زيادة نسبة مرکز بروتين المصل في اللبن من خلال زيادة نسبة البادئ, وبشکل مقابل وجد أن انخفاض نسبة البادئ تتفق مع زيادة نسبة بودرة الحليب منزوع الدسم.  

وقد وجد أن أفضل شرط هو C9 والذي يضم نسبة بادئ 3% (30 غ / کغ) ونسبة بودرة الحليب منزوع الدسم 1.5% (15 غ / کغ) ونسبة مرکز بروتين المصل 0.25% (2.5 غ / کغ) ، حيث نسبة WPC/SMP هي 6/1 أظهرت المعالجة الرياضية لخطة دوهلرت وجود علاقة رياضية تفيد بأن زيادة نسبة مرکز بروتين المصل تؤدي لانخفاض النوعية الحسية للبن الرائب الناتج.

وهذا يتفق مع ما وجده Sady et al. (2007) حيث کانت نسبة مرکز بروتين المصل أقل من نسبة بودرة الحليب، وقد يعود ذلک للترکيز الاصطفائي لمرکز بروتين المصل، بالإضافة للخواص التصنيعية الفعالة له.

يستنتج من هذا البحث:

أن إضافة مرکز بروتين المصل بکميات مناسبة يؤثر إيجاباً في نوعية اللبن الرائب، ولا سيما عند استخدام بادئات البروبيوتک، لذا ننصح بإجراء دراسة متکاملة للاستفادة من کميات المصل الهائلة الناتجة عن تصنيع الجبن، والتي تطرح على الغالب في الجاري المائية ومجاري الصرف، مما يؤثر سلباً على البيئة ويضر بالاقتصاد الوطني.  

References

Ackley, S.; Barrett-Conner, E. and Suarez, L. (1983): Dairy products, calcium, and blood pressure. Am. J. Clin Nutr, 38: 457-461.

Akin, N. and Rice, P. (1994): Main yogurt and related products in Turkey. Cult. Dairy Prod. J. 29: 23, 25-26: 28-29.

Aoe, S.; Toba, Y. and Yamamura, J. (2001): Controlled trial of the effects of milk basic protein (MBP) supplementation on bone metabolism in healthy adult women. Biosci Biotechnol Biochem, 65: 913-918.

Beucler, J.; Drake, M. and Foegeding, E.A. (2004): Design of a thirst quenching beverage from whey permeate. Department of Food Science, North CarolinaStateUniversity, Box 7624, Raleigh, NC, 27695.

Bhatia, S.J.; Kochar, N.; Abraham, P.; Nair, N.G. and Mehta, A.P. (1989): Lactobacillus acidophilus inhibits growth of Campylobacter pylori in vitro. JClinMicrobiol.; 27(10): 2328-2330.

Bos, C.; Gaudichon, C. and Tome, D. (2000): Nutritional and physiological criteria in the assessment of milk protein quality for humans. J. Am. Coll Nutr, 19:191S-205S.

Buck, L.M. and Gilliland, S.E. (1994): Comparisons of freshly isolated strains of Lactobacillus acidophilus of human intestinal origin for ability to assimilate cholesterol during growth. J. Dairy Sci; 77(10): 2925-33

Burke, D.G.; Chilibeck, P.D. and Davidson, K.S. (2001): The effect of whey protein supplementation with and without creatine monohydrate combined with resistance training on lean tissue mass and muscle strength. Int. J. Sport Nutr Exerc Metab, 11: 349-364.

Casper, J.L.; Wendorff, W.L. and Thomas, D.L. (1999): Functional properties of whey proteins concentrates from caprine and ovine specialty cheese wheys. Journal of DairyScience, Vol. 82:      265-271.

Chandan, R. (1997): Dairy-Based Ingredients. Eagan Press Handbook Series. St. Paul, MN.

Cheng, L.J.; Augustin, M.A. and Clarke, P.T. (2000): Yogurts from skim milk whey protein concentrate blends. Australian Journal of Dairy Technology 55:110

Dave, R.I. and Shah, N.P. (1996): Evaluation of media for selective enumeration of Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, and bifidobacteria. J. of Dairy Science, 79: 1529-1536.

Di Mario, F.; Aragona, G. and Bo, N.D. (2003): Use of lactoferrin for Helicobacter pylori eradication. Preliminary results. J. Clin Gastroenterol; 36: 396-398.

Di Mario, F.; Aragona, G. and Dal Bo, N. (2003): Use of bovine lactoferrin for Helicobacter pylori eradication. Dig Liver Dis; 35: 706-710.

Early, E.M.; Hardy, H.; Forde, T. and Kane, M. (2001): Bactericidal effect of a whey protein concentrate with anti-Helicobacter pylori activity. J. Appl. Microbiol; 90: 741-748.

FDA. (1996c): Yogurt. 21 CFR 131. 200, Code of Federal Regulations. U.S.Dept. of Health and Human Services, Washington, DC.

Francis, F.J. and Wiley, (2000): “Whey: Composition, Properties, Processing and Uses”. Wiley Encyclopedia of  Food Science and Technology. 2nd Edition. New York. p.2652-2661.

Gilliland, S.E.; Nelson, C.R. and Maxwell, C.V. (1985): Assimilation off cholesterol by Lactobacillus acidohpilus. Appl. Environ. Microbiol. 49: 377-381.

Graeff, F.G.; Guimaraes, F.S.; De Andrade, T.G. and Deakin, J.F. (1996): Role of 5-HT in stress, anxiety, and depression. Pharmacol Biochem Behav; 54: 129-141.

Guarner, F. and Schaafsma, G.J. (1998): Probiotics. Int. J. Food Microbiol, 39: 237-238.

Huffman, L.M. (1996): Processing whey protein for use as a food ingredient. Food Technology. 50: 49-52.

Hugunin, A. (1999): Whey products in yogurt and fermented dairy products. U.S. Dairy Export Council, 1-8.

Huis in't Veld, J.H.; Havenaar, R. and Marteau, P. (1994): Establishing a scientific basis for probiotic R&D. Trends Biotechnol, 12(1): 6-8.

Kim, H.S. and Gilliland, S.E. (1983): Lactobacillus acidophilus as a dietary adjunct for milk to aid lactose digestion in humans. J. Dairy Sci. 66: 959-699.

Lands, L.C.; Grey, V.L. and Smountas, A.A. (1999): Effect of supplementation with a cysteine donor on muscular performance. J. Appl. Physiol, 87: 1381-1385.

Lilley, D.M. and Stillwell, R.H. (1965): Probiotics: growth promoting factors produced by microorganisms. Science; 147: 747-748.

MacKay, D. and Miller, A.L. (2003): Nutritional support for wound healing. Altern Med  Rev; 8: 359-377.

Mareschi, J.P. and Cueff, A. (1989): Essential characteristics of yogurt and its regulation around the world, p. 11-28. InChandan, R.C. (ed.), Yogurt: Nutritional and Health Properties. National.

Markus, C.R.; Olivier, B. and De Haan, E.H. (2002): Whey protein rich in alpha-lactalbumin increases the ratio of plasma tryptophan to the sum of the other large neutral amino acids and improves cognitive performance in stress-vulnerable subjects.Am J. Clin. Nutr; 75: 1051-1056.

Markus, C.R.; Olivier, B. and Panhuysen, G.E. (2000): The bovine protein alpha-lactalbumin increases the plasma ratio of tryptophan to the other large neutral amino acids, and in vulnerable subjects raises brain serotonin activity, reduces cortisol concentration, and improves mood under stress. Am. J. Clin. Nutr; 71: 1536-1544.

Mccomas, J.R. and Gilliland, S.E. (2003): Growth of probiotic and traditional yogurt cultures in milk supplemented with whey protein hydrolysate. J. Food Sci., 68 (6): 2090-2095.

Midolo, P.D.; Lambert, J.R.; Hull, R.; Luo, F. and Grayson, M.L. (1995): In vitro inhibition of Helicobacter pylori by organic acids and lactic acid bacteria. J. Appl. Bacteriol. 79(4): 475-9.

Mistry, V.V. and Hassan, H.N. (1992): Manufacture of nonfat yogurt from a high milk protein powder. J. Dairy Sci. 75: 947-957.

Mustapha, A.; Jiang, T. and Savaiano, D.A. (1997): Improvement of Lactose Digestion by Humans Following Ingestion of Unfermented Acidophilus Milk: Influence of Bile Sensitivity, Lactose Transport, and Acid Tolerance of Lactobacillus acidophilus. J. Dairy Sci. 80 (8): 1537-1545.

Okada, S.; Tanaka, K. and Sato, T. (2002): Doseresponse trial of lactoferrin in patients with chronic hepatitis C. Jpn. J. Cancer Res; 93: 1063-1069.

Pasin, Dr.G. and Dr.S.L. Miller, Ph.D. (2000):U.S. Whey Products and Sports Nutrition. U.S. Dairy Export Council.

Rasic, J.L. and Kurmann, J.A. (1978): Yoghurt: Scientific Grounds, Technology, Manufacture and Preparation. Technical Dairy Publishing House, Berne, Switzerland.

Reiter, B. (1985): The biological significance of the non-immunoglobulin protective proteins in milk: lysozome, lactoferrin, lactoperoxidase. Dev Dairy Chem; 3: 281-336.

Robinson, R.K. (2002): Dairy Microbiology Handbook, 3rd, ISBN 0-471-38596-4,Wiley-Interscience, Inc.

Russell, T.A. and Drake, M. (2004): Comparison of sensory properties of whey and soy protein concentrates and isolates. Department of Food Science, North CarolinaStateUniversity, Box 7624, Raleigh, NC, 27695.

Sady, M.; Domagała1, J.; Grega1, T. and Najgebauer-Lejko, D. (2007): Quality Properties Of Non-Fat Yoghurt With Addition Of Whey Protein Concentrate. Biotechnology in Animal Husbandry 23   (5-6):  291–299.

Sanders, M.E. (1993): In Functional Food: Designer Food, Pharma foods and Neutraceutical, I. Goldberg,ed., Chapman and Hall, New York, p. 294-322.

Schorsch, C.; Wilkins, D.K.; Jones, M.G. and Norton, I.T. (2001): Gelation of casein–whey mixtures: effects of heating whey proteins alone or in the presence of casein micelles. J. Dairy Res. 68: 471–481.

Sekine, K.; Watanabe, E. and Nakamura, J. (1997): Inhibition of azoxymethane-initiated colon tumor by bovine lactoferrin administration in F344 rats. Jpn. J. Cancer Res; 88: 523-526.

Smithers, G.W.; Ballard, F.J.; Copeland, A.D.; De Silva, K.J.; Dionysius, D.A.; Francis, G.L.; Godard, C.; Griece, P.A.; McIntosh, G.H.; Mitchell, I.R.; Pearce, R.J. and Regester, G.O. (1996): New opportunities from the isolation and utilization of whey proteins. symposium: advances in dairy foods processing and engineering. J. Dairy Sci.79: 1454-1459.

Smithers, G.W.; McIntosh, G.H. and Regester, G. (1998): Anti-cancer effects of dietary whey proteins. Proceedings of the Second International Whey Conference; 9804: 306-309.

Sodini, i.; Montella, j. and Phillip, S.T. (2005): Physical properties of yogurt fortified with various commercial whey protein concentrates. J. Sci. Food Agric. 85: 853–859.

Suzuki, T.; Yamauchi, K. and Kawase, K. (1989): Collaborative bacteriostatic activity of bovine lactoferrin with lysozyme against E. coli. Agric Biol Chem; 53: 1705-1706.

Takada, Y.; Kobayashi, N. and Kato, K. (1997): Effects of whey protein on calcium and bone metabolism in ovariectomized rats. J.Nutr Sci Vitaminol (Tokyo), 43: 199-210.

Takada, Y.; Kobayashi, N. and Matsuyama, H. (1999): Whey protein suppresses the osteoclast mediated bone resorption and osteoclast cell formation. Int. Dairy J., 7: 821-825.

Takada, Y.; Aoe, S. and Kumegawa, M. (1996): Whey protein stimulated the proliferation and differentiation of osteoblastic MC3T3-E1 cells. Biochem Biophys Res Commun, 223:445-449.

Tamime, A.Y. and Robinson, R.K. (1999): Yoghurt: science and technology, 2^nd edn. Woodhead Publishing Limited, Cambridge.

Tamime, A.Y. and Deeth, H.C. (1980): Yogurt: technology and biochemistry. J. Food Prot., 43: 939-977.

Tamime, A.Y. and Robinson, R.K. (1985): Yoghurt: Science and Technology. Pergamon Press Ltd., Oxford, UK.

Tamime, A.Y.; Barclay, M.N.I.; Davies, G. and Barrantes, E. (1994):  Production of low-calories yogurt using skim milk powder and fat-substitute.1. A review. Milchwissenschaft 49: 85-88.

Taranto, M.P.; Medici, M.; Perdigon, G.; Ruiz Holgado, A.P. and Valdez, G.F. (1998): Evidence  for Hypocholesterolemic Effect  of Lactobacillus reuteri in Hyper-cholesterolemic Mice. J. Dairy Sci. 81: 2336-2340.

Toba, Y.; Takada, Y. and Matsuoka, Y. (2001): Milk basic protein promotes bone formation and suppresses bone resorption in healthy adult men. Biosci Biotechnol Biochem, 65: 1353-1357.

Toba, Y.; Takada, Y. and Yamamura, J. et al. (2000): Milk basic protein: a novel protective function of milk against osteoporosis. Bone, 27: 403-408.

Tsuda, H.; Sekine, K. and Nakamura, J. (1998): Inhibition of azoxymethane initiated colon tumor and aberrant crypt foci development by bovine lactoferrin administration in F344 rats. Adv. Exp. Med. Biol. 443: 273-284.

Tsuda, H.; Sekine, K. and Ushida, Y. (2000): Milk and dairy products in cancer prevention:focus on bovine lactoferrin. Mutat Res; 462: 227-233.

Van Hooijdonk, A.C.; Kussendrager, K.D. and Steijns, J.M. (2000): In vivo antimicrobial and antiviral activity of components in bovine milk and colostrum involved in non-specific defence. Br. J. Nutr; 84: 127-134.

Vesovic, D.; Borjanovic, S.; Markovic, S. and Vidakovic, A. (2002):    Strenuous exercise and action of antioxidant enzymes. Med. Lav., 93: 540-550.

Walker, D.K. and Gilliland, S.E. (1993): Relationships among bile tolerance, bile salt deconjugation and assimilation of cholesterol by Lactobacillus acidophilus. J. DairySci. 76: 956-961.

Walzem, R.L.; Dillard, C.J. and German, J.B. (2002): Whey components: millennia of evolution create functionalities for mammalian nutrition: what we know and what we may be overlooking. Crit. Rev. Food Sci. Nutr; 42: 353-375.

Weinberg, E.D. (1996): The role of iron in cancer. Eur. J. Cancer Prev, 5: 19-36.

Yamamura, J.; Aoe, S. and Toba, Y. (2002): Milk basic protein (MBP) increases radial bone mineral density in healthy adult women. Biosci Biotechnol Biochem, 66: 702-704.

Yoo, Y.C.; Watanabe, S. and Watanabe, R. (1998): Bovine lactoferrin and lactoferricin inhibit tumor metastasis in mice. Adv. Exp. Med. Biol.; 443: 285-291.

Zemel, M.B. (2003): Mechanisms of dairy modulation of adiposity. J. Nutr., 133: 252-256.

Zimecki, M.; Wlaszczyk, A. and Wojciechowski, R. (2001): Lactoferrin regulates the immune responses in post-surgical patients. Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz); 49: 325-333.