مقدمه: علم پنهان در هر قاشق ماست

ماست یکی از محبوب‌ترین محصولات لبنی در جهان است که علاوه بر طعم خوشایند، دارای ارزش غذایی بالا نیز می‌باشد. تجربه یک ماست خامه‌ای و یکدست، با ویسکوزیته مناسب و بدون آب‌انداختن، نه تنها حس لذت‌بخشی در دهان ایجاد می‌کند بلکه نشان‌دهنده کیفیت علمی و فرآیند بهینه تولید آن است. در صنعت لبنیات، تولید ماست با ویژگی‌های بافت، طعم و ارزش تغذیه‌ای مطلوب، چالشی است که با دانش و فناوری نوین قابل حل است.

یکی از روش‌های موفق برای بهبود کیفیت ماست‌های کم‌چرب، جایگزینی بخشی از پودر شیر خشک بدون چربی اسکیم با محصولات جانبی لبنی مانند پودر آب پنیر دیماینرال و پودر دوغ انجام می‌شود. این تغییر هوشمندانه، نتایج بزرگی در کیفیت نهایی محصول به همراه دارد و امکان تولید ماست عملکردی و ارزشمند برای مصرف‌کننده را فراهم می‌کند.

برای مطالعه جزئی‌تر درباره رازهای علمی پودر شیر خشک و تحول صنعت لبنیات، می‌توانید به مقالات زیر مراجعه کنید:

• راز علمی پودر شیر خشک
• تحول صنعت لبنیات با فناوری‌های نوین

زمینه علمی و فناوری تولید ماست

تولید ماست شامل فرایند تخمیر لاکتیک است که در آن باکتری‌های استارتر مانند Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus و Streptococcus thermophilus به تبدیل لاکتوز به اسید لاکتیک می‌پردازند. پارامترهایی مانند pH، ویسکوزیته، ظرفیت نگهداری آب (WHC) و مواد جامد کل، نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت محصول نهایی دارند.

افزایش مواد جامد با استفاده از پودر شیر خشک اسکیم و پودر آب پنیر پرمیت، موجب افزایش ویسکوزیته و بهبود ساختار ژل ماست می‌شود. این امر علاوه بر کاهش مشکل آب‌انداختن، حس خامه‌ای بودن محصول را افزایش می‌دهد.

پودر آب پنیر دمینرال (d-WP) و پودر دوغ (BMP): از محصول جانبی تا ماده عملکردی

پودر آب پنیر دمینرال (d-WP) محصولی است که از آب پنیر تولید می‌شود و با حذف مواد معدنی اضافی، از ایجاد طعم شور در ماست جلوگیری می‌کند. این پودر سرشار از پروتئین و لاکتوز بوده و به تولید ماست با بافت بهتر و قابلیت نگهداری طولانی کمک می‌کند.

پودر دوغ (BMP) حاوی اجزای غشای گلبول چربی شیر (MFGM) است که فواید سلامتی مهمی دارند و به عنوان جایگزین چربی عمل می‌کند. BMP موجب جلوگیری از سینرزیس و بهبود قوام و طعم ماست کم‌چرب می‌شود.

با ترکیب مناسب این پودرها، می‌توان ماستی با ویژگی‌های عملکردی برتر تولید کرد که از نظر بافت، طعم و ارزش تغذیه‌ای بهینه باشد. برای اطلاعات کامل‌تر درباره کاربردهای صنعتی و علمی این محصولات، می‌توانید به مقالات زیر مراجعه کنید:

• پودر آب پنیر چیست؟ کاربردها و انواع آن
• تولید پودر شیر خشک بدون چربی اسکیم

روش‌شناسی پژوهش: طراحی علمی برای ماست عملکردی

در این مطالعه، شیر خام گاو پس از عملیات آماده‌سازی شامل شفاف‌سازی، جداسازی و هموژنیزاسیون، و سپس عملیات حرارتی، به هفت بخش تقسیم شد. به هر بخش ترکیبات مختلفی از پودر شیر خشک بدون چربی (SMP)، پودر آب پنیر دمینرال (d-WP) و پودر دوغ (BMP) اضافه شد. پس از افزودن کشت استارتر ماست شامل Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus و Streptococcus thermophilus، نمونه‌ها تا رسیدن به pH=4.6 گرده‌گذاری شده و در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند.

ترکیب درصد پودرهای مورد استفاده در نمونه‌های ماست

کد نمونه	SMP (%)	d-WP (%)	BMP (%)
A	4.0	0	0
B	3.0	0.5	0.5
C	2.0	1.0	1.0
D	1.0	1.5	1.5
E	0.0	2.0	2.0
F	2.0	0.0	2.0
G	2.0	2.0	0.0

نتایج فیزیکوشیمیایی و تحلیل بافت

افزودن SMP، d-WP و BMP تفاوت‌های آماری معنی‌داری (p<0.01) در اکثر پارامترهای فیزیکوشیمیایی ایجاد کرد:

• ویسکوزیته و ظرفیت نگهداری آب (WHC): نمونه B (۳.۰٪ SMP، ۰.۵٪ d-WP و ۰.۵٪ BMP) بالاترین ویسکوزیته و WHC را در طول دوره نگهداری نشان داد. افزایش مواد جامد کل با این پودرها تأثیر مثبتی بر بافت ماست داشت. نمونه‌های با d-WP بالا (E و G) کاهش WHC داشتند که به محتوای پروتئین پایین‌تر d-WP نسبت داده می‌شود.
• اسیدیته و pH: نمونه C با نسبت‌های مساوی d-WP و BMP کمترین اسیدیته و بالاترین pH را نشان داد. نمونه A (فقط SMP) بیشترین اسیدیته را داشت. در طول نگهداری، اسیدیته افزایش و pH کاهش یافت.
• مواد جامد کل و پروتئین: نمونه A کمترین مواد جامد کل را داشت، در حالی که میزان پروتئین بسته به نسبت پودرها متفاوت بود.
• خاکستر و چربی: نمونه F بیشترین میزان خاکستر را داشت که نشان‌دهنده اهمیت d-WP در کاهش طعم شور ناشی از مواد معدنی است. تفاوت چربی‌ها از نظر آماری معنی‌دار نبود.

 

 

تحلیل میکروبیولوژیکی

نسبت پودرها و دوره نگهداری بر تعداد باکتری‌های استارتر تأثیر داشت:

• Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus: بیشترین تعداد در نمونه G (۲.۰٪ d-WP) و کمترین در نمونه F (۲.۰٪ BMP) مشاهده شد. این نشان می‌دهد d-WP رشد این باکتری را بهبود می‌بخشد.
• Streptococcus thermophilus: تعداد بالاتر در نمونه E (۲.۰٪ d-WP و ۲.۰٪ BMP) که محتوای لاکتوز بالاتری داشت. کاهش تعداد این باکتری در اواخر دوره به حساسیت بیشتر آن به pH پایین مرتبط است.
• کپک و مخمر: در تمام نمونه‌ها کمتر از 2 log cfu/g بودند که نشان‌دهنده شرایط بهداشتی مناسب است.

برای مطالعه دقیق‌تر درباره اثرات استفاده از پودر آب پنیر دمینرال و پودر دوغ در ماست می‌توانید به مقاله علمی مرتبط مراجعه کنید.

پروفایل بیوشیمیایی و اسیدهای آمینه

تحلیل بیوشیمیایی نمونه‌های ماست نشان داد که تمام ۲۰ اسید آمینه آزاد در ماست‌های تولید شده شناسایی شدند، که نشان‌دهنده فعالیت پروتئولیتیک باکتری‌های استارتر است. اسیدهای آمینه غالب شامل لیزین، والین، لوسین، ایزولوسین، ترئونین، سرین، اسید گلوتامیک، پرولین، گلیسین، آلانین، اسید آسپارتیک، آرژنین و گلوتامین بودند. پرولین بیشترین غلظت را داشت.

• محتوای کل اسید آمینه: نمونه G (۲.۰٪ SMP و ۲.۰٪ d-WP) بیشترین غلظت کل اسیدهای آمینه (۱۰۳.۱۴ نانومول/μL) را داشت و نمونه F (۲.۰٪ SMP و ۲.۰٪ BMP) کمترین (۴۳.۲۰ نانومول/μL) را نشان داد.
• تأثیر پودرها: نمونه‌های با نسبت بالای d-WP (D، E و G) غلظت بالاتری از ایزولوسین و والین داشتند، که با ویژگی پروتئینی غنی آب پنیر مطابقت دارد.

ترکیبات عطری و سمفونی طعم

طعم ماست نتیجه فعالیت باکتری‌های استارتر و تولید ترکیبات آلی و عطری است. کلیدی‌ترین ترکیب، استالدئید (Acetaldehyde) است که عنصر اصلی «رایحه تیپیکال ماست» به شمار می‌رود.

• استالدئید: بیشترین غلظت در نمونه D (۱.۰٪ SMP، ۱.۵٪ d-WP و ۱.۵٪ BMP) مشاهده شد. نمونه F که فاقد d-WP بود، کمترین میزان استالدئید را داشت. d-WP به دلیل دارا بودن ترئونین، پیش‌ماده تولید استالدئید است.
• دی‌استیل و استوئین: در نمونه F غلظت دی‌استیل بالاتر بود. BMP به تولید استوئین کمک کرد، که در عطر و طعم ماست‌های کم‌چرب اهمیت دارد.

ارزش غذایی و فواید سلامتی

ماست غنی‌شده با پودرهای جانبی لبنی نه تنها طعم و بافت بهتر دارد، بلکه ارزش غذایی بالاتری نیز ارائه می‌دهد:

• پروفایل اسیدهای آمینه کامل: با افزودن d-WP و BMP، ماست شامل تمام اسیدهای آمینه ضروری برای بدن شد، و منبع پروتئینی کامل فراهم شد.
• مزایای غشای گلبول چربی شیر (MFGM): BMP دارای اجزای MFGM است که فواید سلامتی متعددی مانند تقویت سیستم ایمنی و بهبود متابولیسم چربی‌ها دارد.
• افزایش ویسکوزیته و پایداری: نمونه B با ترکیب مناسب SMP، d-WP و BMP، پایدارترین بافت و بالاترین ظرفیت نگهداری آب را داشت، که از آب‌انداختن جلوگیری می‌کند.

 

 

نتیجه‌گیری: علم، هنر و شگفتی در یک قاشق ماست

تولید یک ماست بی‌نقص نتیجه ترکیبی از دانش علمی، فناوری فرآوری و انتخاب هوشمندانه مواد اولیه است. این مطالعه نشان داد که:

• با ترکیب مناسب پودر شیر خشک اسکیم، پودر آب پنیر دمینرال و پودر دوغ، می‌توان ویسکوزیته و WHC بهینه، اسیدیته کنترل‌شده، و پروفایل عطری مطلوب ایجاد کرد.
• افزودن d-WP به ماست، تولید اسیدهای آمینه و ترکیبات عطری مانند استالدئید را افزایش داده و ارزش تغذیه‌ای را بهبود می‌بخشد.
• BMP با تأمین اجزای MFGM، ماست‌های کم‌چرب را به محصولات عملکردی و سالم تبدیل می‌کند.

نتایج این پژوهش منبع ارزشمندی برای صنعت لبنیات است تا با بهینه‌سازی فرمولاسیون و افزودنی‌های کاربردی، محصولی سالم‌تر، خوشمزه‌تر و عملکردی‌تر به مصرف‌کننده ارائه دهد.