WPŁYW DODATKU PREPARATÓW SERWATKI NA WŁACIWOCI REOLOGICZNE JOGURTÓW

YWNO. Nuk. Technologi. Jko, 2006, 1 (46), 74-82 PAWEŁ GLIBOWSKI, ANNA KRPACKA WPŁYW DODATKU PREPARATÓW SERWATKI NA WŁACIWOCI REOLOGICZNE JOGURTÓW S t r e s z c z e n i e Zbdno włciwoci reologiczne jogurtów z 1-, 2- i 4-procentowym dodtkiem serwtki w proszku, serwtki w proszku deminerlizownej i trzech serwtek o obnionej zwrtoci lktozy, jko lterntywy odtłuszczonego mlek w proszku. W tym celu dokonno ozncze lepkoci pozornej, dynmicznej i twrdoci bdnych jogurtów. W wikszoci przypdków wrz ze wzrostem dodtku serwtek nstpowł spdek lepkoci pozornej. Jednk 1-procentowy dodtek preprtów serwtki umoliwił otrzymnie jogurtów o lepkoci wyszej od lepkoci jogurtu niewzbogconego (prób kontroln). Anliz kwsowoci wykzł, e dodtek serwtek do jogurtów ogrniczył obnienie wrtoci ph gotowych wyrobów w stosunku do próby kontrolnej orz jogurtów z dodtkiem mlek odtłuszczonego. W bdnich tekstury wzrost steni stosownych proszków serwtkowych nieml we wszystkich przypdkch powodowł zmniejszenie twrdoci gotowych wyrobów. Anlizujc lepko dynmiczn wykzno, e njlepiej n włciwoci lepkospryste jogurtu wpływł dodtek odtłuszczonego mlek w proszku, jednk przy 1-procentowym dodtku rónice pomidzy kocowymi wrtocimi modułu zespolonego stosownych preprtów były niewielkie. Brdziej widoczne rónice stwierdzono w jogurtch wzbogconych 4-procentowym dodtkiem bdnych preprtów. W tym przypdku tki dodtek serwtki deminerlizownej spowodowł znczcy wzrost wrtoci modułu zespolonego w stosunku do próby kontrolnej. Choci njlepszym preprtem zwikszjcym zwrto suchej msy okzło si odtłuszczone mleko w proszku, jednk 1-procentowy dodtek serwtki w proszku, serwtek o obnionej zwrtoci lktozy, jk równie 4-procentowy dodtek serwtki deminerlizownej spowodowł wyrn poprw cech reologicznych jogurtów w stosunku do jogurtu niewzbogcnego. Słow kluczowe: jogurt, reologi, serwtk w proszku, tekstur Wprowdzenie Jogurt jest jednym z njpopulrniejszych npojów mlecznych. Dostrcz wielu skłdników odywczych w formie brdziej przyswjlnej dl orgnizmu ni mleko (np. wpni), nie m te przeciwwskz do spoywni go przez osoby z Dr in. P. Glibowski, mgr in. A. Krpck, Ktedr Technologii Przemysłu Rolno-Spoywczego i Przechowlnictw, Akdemi Rolnicz, ul. Skromn 8, 20-950 Lublin, tel. 444-63-13, e-mil: glibowskipwel@wp.pl

76 Pweł Glibowski, Ann Krpck nietolerncj lktozy, gdy podczs fermentcji cukier ten jest czciowo wykorzystywny przez bkterie [5]. Wg definicji przyjtej przez FAO/WHO, jogurt jest fermentownym produktem mlecznym, który uzyskuje si przez ukwszenie mlek bkterimi jogurtowymi, tj. Lctobcillus delbruecckii ssp. bulgricus i Streptococcus slivrius ssp. thermophilus. Powinien zwier co njmniej 10 7 ywych bkterii w 1 cm 3. Jego populrno niewtpliwie wynik z włciwoci, dziki którym m korzystny wpływ n zdrowie człowiek np. redukujc poziom cholesterolu, ułtwijc trwienie, itp. [4]. Jogurt produkuje si z mlek o podwyszonej zwrtoci suchej msy. Uzyskuje si j poprzez odprownie czci wody lub dodnie proszku mlecznego, s to jednk metody kosztowne, dltego poszukuje si tszych sposobów zwikszni zwrtoci suchej msy w mleku. Rozwizniem moe by zstpienie czci lub nwet cłoci proszku mlecznego biłkmi serwtkowymi. Zmin tk jest korzystn tke ze wzgldów ywieniowych, gdy biłk serwtkowe zwierj minokwsy sirkowe, lizyn i tryptofn orz wszystkie minokwsy egzogenne [1]. Celem prcy było zbdnie wpływu dodtku do jogurtów wybrnych preprtów serwtkowych, jko tniej lterntywy odtłuszczonego mlek w proszku, n włciwoci reologiczne jogurtów. Mterił i metody bd Do produkcji jogurtów uyto: pełnego mlek w proszku (OSM Krsnystw); odtłuszczonego mlek w proszku (MO) (Biomlek, Chełm); serwtki w proszku (SP) (SM Spomlek, Rdzy Podlski); serwtki w proszku deminerlizownej (SD) (Euroserum, Frncj); trzech serwtek w proszku o obnionej zwrtoci lktozy (Foremous Brboo, WI, USA) oznczonych numermi: 8402011701 (dlej nzywn serwtk 1 lub S1), 8401121401 (dlej nzywn serwtk 2 lub S2) orz 8401111201 (dlej nzywn serwtk 3 lub S3); szczepionki YC-X11 Yo-Flex Thermophilic Lctic Culture type Yogurt CHR (Chr. Hnsen, Polsk). Jogurty otrzymno z mlek regenerownego uzysknego poprzez miesznie 130 g mlek pełnego w proszku z 1000 ml wody destylownej z pomoc mieszdł mgnetycznego do cłkowitego rozpuszczeni. Nstpnie dodwno, z wyjtkiem próby kontrolnej, mleko odtłuszczone w proszku lub serwtk w iloci 1, 2 i 4% w stosunku do mlek regenerownego i cło poddwno psteryzcji w temp. 85 C przez 30 min. Po tym czsie miesznin studzono do temp. 40 C i szczepiono bkterimi jogurtowymi w iloci 0,015%. Zszczepion miesznin rozlewno do zlewek o pojemnoci 50 cm 3 w iloci 40 cm 3, przykrywno foli luminiow i wstwino do łni wodnej o temp. 45 C n 4 h. Otrzymny jogurt chłodzono i przechowywno w temp. 4 C przez 24 h.

WPŁYW DODATKU PREPARATÓW SERWATKI NA WŁACIWOCI REOLOGICZNE JOGURTÓW 77 Oznczenie zwrtoci biłk i lktozy (tb. 1) w zstosownych dodtkch wykonno zgodnie z PN [6, 7]. Bdni reologiczne obejmowły: nliz twrdoci przy uyciu TA-XT2i texture nlyser (Stble Microsystems, Goldming, Wielk Brytni) przez dw sekwencyjne znurzeni n głboko 15 mm wypełnionego wlc o rednicy 1 cm z szybkoci 1 mm/s z sił 0,98 N przedzielone fz relkscyjn trwjc 30 s. Bdni przeprowdzno w 6 powtórzenich w temp. 20 C; oznczenie lepkoci pozornej przy uyciu wiskozymetru Brookfield, stosujc przystwk Helipth, wrzeciono D (Brookfield Engineering, Stoughton, MA, USA). Prdko obrotów okrelono n V=10 obr./min. Bdni przeprowdzno w 3 powtórzenich; bdnie lepkoci dynmicznej przez monitorownie procesu fermentcji zchodzcego w 45 C w cigu 4 h orz nstpujcego po nim procesu chłodzeni i przetrzymywni w temp. 5 C. Pomirów dokonywno przy uyciu reometru oscylcyjnego RS 300 (Hke, Krlsruhe, Niemcy) w ukłdzie cylindrów współosiowych (rotor Z 31, cylinder Z 43). Zminy wrtoci modułu zespolonego (G*) okrelno przy czstotliwoci drg oscylcyjnych 0,1 Hz i mplitudzie drg 0,01. T b e l 1 Zwrto biłk i lktozy w stosownych preprtch mlecznych. Protein nd lctose content in n pplied milk preprtions. Preprty mleczne Milk preprtions Pełne mleko w proszku Whole milk powder Odtłuszczone mleko w proszku (MO) Skim milk powder (MO) Serwtk w proszku (SP) Whey powder (SP) Serwtk deminerlizown (SD) Deminerlised whey powder (SD) Serwtk 1 (S1) Whey 1 (S1) Serwtk 2 (S2) Whey 2 (S2) Serwtk 3 (S3) Whey 3 (S3) Zwrto biłk [%] (m/m) Protein content [%] (w/w) Zwrto lktozy [%] (m/m) Lctose content [%] (w/w) 26,32 38,12 35,13 50,66 11,92 75,72 12,75 81,64 21,32 55,95 22,32 56,48 22,62 45,46 Pomiru ph dokonywno przy uyciu ph-metru CP-215 (Elmetron, Zbrze, Polsk).

78 Pweł Glibowski, Ann Krpck Wrtoci odchyle stndrdowych obliczno przy uyciu progrmu Microsoft Excel 5.0 (Microsoft Corportion, USA). Wyniki i dyskusj W tb. 2. przedstwiono wyniki pomiru lepkoci pozornej jogurtów wzbogconych rón wielkoci poszczególnych dodtków. Produktem odniesieni jest prób kontroln, czyli jogurt wykonny jedynie z mlek pełnego. Sporód próbek zwierjcych 1-procentowy dodtek suchej msy njwiksz lepko mił próbk z odtłuszczonym mlekiem w proszku, mniejsz z jogurt zwierjcy serwtk 1. Dodtek pozostłych preprtów serwtki umoliwił otrzymnie jogurtów o lepkoci wikszej ni prób kontroln. T b e l 2 Lepko pozorn i ph jogurtów o zwikszonej zwrtoci suchej msy. Apprent viscosity nd ph of yogurts with incresed dry mss content. Preprty Lepko [P s] / Apprent viscosity [P s] ph mleczne Dodtek preprtu mlecznego [%] / Addition of milk preprtion [%] Milk preprtions 1 2 4 1 2 4 0 170,3 ± 6,5 4,58 MO 412,6 c ± 21,6 357,9 e ± 27,4 433,2 c ± 17,6 4,49 4,50 4,63 SP 250,3 ± 7,5 211,2 c ± 8,0 175,6 b ± 22,6 4,80 4,77 4,82 SD 317,8 b ± 18,3 264,6 d ± 25,1 447,1 c ± 71,0 4,81 4,84 4,77 S1 394,3 bc ± 21,0 164,3 b ± 2,9 85,7 ± 12,8 4,97 4,86 4,80 S2 258,9 ± 30,5 140,3 b ± 24,0 169,1 b ± 43,7 4,86 4,90 4,93 S3 323,5 b ± 111,1 113,2 ± 9,3 118,6 b ± 5,3 4,88 4,91 5,02 Objnieni: / Explntory notes: -d wrtoci rednie oznczone rónymi litermi, przy tej smej wielkoci dodtku preprtu mlecznego, róni si w sposób sttystycznie istotny przy p0,05 / men vlues designted by different letters for the sme quntity of milk preprtion dditive re sttisticlly significntly different t level of p0,05. Dwukrotne zwikszenie iloci dodtków skutkowło ogólnym spdkiem lepkoci. Tke w tym przypdku njwiksz lepko wykzywł jogurt zwierjcy odtłuszczone mleko w proszku. Sporód próbek wzbogconych serwtkmi njwysz lepkoci chrkteryzowł si jogurt z serwtk deminerlizown. Mniejsz lepko, le cigle wiksz od próby kontrolnej, mił jogurt ze zwykł serwtk. Dodtek serwtek o zmniejszonej zwrtoci lktozy spowodowł zmniejszenie lepkoci poniej lepkoci próby odniesieni.

WPŁYW DODATKU PREPARATÓW SERWATKI NA WŁACIWOCI REOLOGICZNE JOGURTÓW 79 Dodtek serwtki deminerlizownej w iloci 4% umoliwił otrzymnie jogurtu o lepkoci porównywlnej z lepkoci, jk powoduje identyczne stenie odtłuszczonego mlek w proszku. Pozostłe sporód bdnych serwtek w uytym steniu nie spowodowły wzrostu lepkoci. Anlizujc wyniki ozncze lepkoci pod wzgledem nrstjcych ste, mon zuwy, e w wikszoci przypdków wrz ze wzrostem dodtku serwtek nstpowł spdek lepkoci jogurtu. Podobne wyniki otrzymno, gdy preprty serwtkowe tylko czciowo zstpowły mleko w proszku [3]. Puvnenthrin i wsp. [8] bdli włciwoci reologiczne jogurtów z mlek o zmienionym stosunku kzeiny do biłek serwtkowych. Otrzymne ele jogurtowe były tym słbsze im mniejszy był stosunek kzeiny do biłek serwtkowych. Podobnie, jk serwtki w proszku, zmniejszenie lepkoci jogurtu, w porównniu z odtłuszczonym mlekiem w proszku, powoduj koncentrty biłek serwtkowych [2], które s czciej wykorzystywne w produkcji jogurtów. W celu lepszej interpretcji wyników dokonno pomiru ph gotowych jogurtów (tb. 2), przypuszczjc, e rónice w lepkoci mog wynik z rónic kwsowoci gotowego produktu. Nie stwierdzono tu jednk cisłej korelcji. Zuwono, e dodtek serwtek do jogurtów ogrniczył zmniejszenie wrtoci ph w stosunku do próby kontrolnej, jk równie jogurtów wzbogconych mlekiem odtłuszczonym. Podobn tendencj wykzł równie Hugunin [3]. Jogurty poddno równie bdniom okreljcym ich twrdo (rys. 1). Wikszo z zlenoci ukznych podczs nlizy lepkoci pozornej pokryw si z wynikmi ozncze twrdoci, jkkolwiek nie jest tk we wszystkich przypdkch. W jogurtch wzbogcnych dodtkiem odtłuszczonego mlek w proszku twrdo wzrstł wrz ze wzrostem tego dodtku, co jest oczywist zlenoci z punktu widzeni prktyki mleczrskiej. Sporód preprtów serwtkowych wzrost steni nieml we wszystkich przypdkch powodowł spdek twrdoci gotowych wyrobów, co pokryw si z nlizmi lepkoci pozornej. Wyniki te odpowidj wczeniejszym doniesieniom [9]. N uwg zsługuje jednk 1-procentowy dodtek serwtki w proszku, jk i serwtek o obnionej zwrtoci lktozy 1 i 3. Zrówno nliz lepkoci, jk i twrdoci, dowodz poprwy włciwoci reologicznych jogurtów z tymi dodtkmi w stosunku do jogurtu niewzbogconego. Ozncznie lepkoci pozornej czy twrdoci s metodmi silnie inwzyjnymi. Pozwlj n okrelenie włciwoci reologicznych gotowego wyrobu, jednk uniemoliwij obserwcj zmin włciwoci reologicznych jogurtu w trkcie jego powstwni. Zstosownie reometrii dynmicznej umoliwi obserwcj procesu elowni bez jednoczesnego niszczeni powstjcej sieci elu. Dzieje si tk,

80 Pweł Glibowski, Ann Krpck poniew rotor reometru uleg niewidocznym dl ludzkiego ok, niewielkim odksztłceniom o okrelonej czstotliwoci, ustlnym w sposób dowidczlny. Twrdo [g]/ Hrdness [g] 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 d d d 1% 2% 4% b c b b c c c bc bc b 0 MO SP SD S1 S2 S3 Rys. 1. Wpływ dodtku preprtów mlecznych, zwikszjcych zwrto suchej msy, n twrdo jogurtów (-h wrtoci rednie oznczone rónymi litermi, przy tej smej wielkoci dodtku preprtu, róni si w sposób sttystycznie istotny przy p 0,05). Fig. 1. Effect of milk preprtion dditives enriching dry mss content on hrdness of the yogurts (-h men vlues designted by different letters for the sme quntity of preprtion dditive re sttisticlly significntly different t level of p 0,05). N rys. 2. i 3. przedstwiono zminy modułu zespolonego w czsie fermentcji i nstpujcego po nim chłodzeni jogurtów zwierjcych odtłuszczone mleko w proszku, serwtk deminerlizown orz serwtk 2. Wzrosty wrtoci tego modułu widoczne n rysunkch widcz o przejciu roztworu ze stnu płynnego w el. Wrto G* powoli zczł wzrst w połowie trwni procesu fermentcji. Zminy te zchodziły w podobny sposób we wszystkich próbkch niezlenie od rodzju i steni dodtku. Gwłtowny wzrost wrtoci modułu zespolonego nstpił po rozpoczciu chłodzeni. Podobnie, jk w przypdku poprzednich nliz, njlepiej n tekstur jogurtu wpływł dodtek mlek odtłuszczonego (rys. 2, 3). Przy 1-procentowym dodtku (rys. 2) rónice pomidzy kocowymi wrtocimi modułu zespolonego stosownych dodtków były jednk niewielkie. Wyrniejsze rónice mon było obserwow w jogurtch wzbogconych 4-procentowym dodtkiem bdnych preprtów (rys. 3). W tym przypdku dodtek serwtki deminerlizownej spowodowł wyrny wzrost wrtoci modułu zespolonego w stosunku do próby kontrolnej, jednk dodtek mlek odtłuszczonego wpływł njlepiej n tekstur jogurtu.

WPŁYW DODATKU PREPARATÓW SERWATKI NA WŁACIWOCI REOLOGICZNE JOGURTÓW 81 G* [P] 350 300 250 200 150 100 50 0 0 MO S2 SD 0 4 8 12 16 20 Czs [godz.] Time [h] Rys. 2. Fig. 2. Rys. 3. Fig. 3. Zminy wrtoci modułu zespolonego podczs fermentcji i chłodzeni jogurtów zwierjcych 1-procentowy dodtek preprtów mlecznych. Complex modulus chnges during fermenttion nd cooling yogurts contined of 1% milk preprtions dditives. G* [P] 1000 800 600 400 200 0 0 MO S2 SD 0 4 8 12 16 20 Czs [godz.] Time [h] Zminy wrtoci modułu zespolonego podczs fermentcji i chłodzeni jogurtów zwierjcych 4-procentowy dodtek preprtów mlecznych. Complex modulus chnges during fermenttion nd cooling yogurts contined of 4% milk preprtions dditives. Wnioski 1. N tekstur jogurtów njlepiej wpływł dodtek mlek odtłuszczonego w proszku. 2. Wzrost steni dodwnych preprtów serwtkowych w wikszoci przypdków powodowł pogorszenie włciwoci reologicznych jogurtów. 3. Wyrn poprw włciwoci reologicznych jogurtów uzyskno przy 1- procentowym dodtku serwtki w proszku, serwtek o obnionej zwrtoci lktozy 1- i 3-, jk równie 4-procentowym dodtku serwtki deminerlizownej.

82 Pweł Glibowski, Ann Krpck 4. Wzbogcnie jogurtów serwtkmi w proszku powodowło ogrniczony spdek kwsowoci podczs ich dojrzewni. Litertur [1] Glibowski P.: Zstosownie biłek serwtkowych w przemyle spoywczym. Przegl. Mlecz., 2004, 9, 10-13. [2] Guzmán-González M., Moris F., Rmos M., Amigo L.: Influence of skimmed milk concentrte replcement by dry diry products in low ft set-type yoghurt model system. I: Use of whey protein concentrtes, milk protein concentrtes nd skimmed milk powder. J. Sci. Food nd Agric., 1999, 79, 1117-1122. [3] Hugunin A.: Whey products in yogurt nd fermented diry products. U.S. Diry Export Council, 1999, 1-8. [4] Lourens-Httingh A., Viljoen B.C.: Yogurt s probiotic crrier food. Int. Diry J., 2001, 11, 1-17. [5] McKinley M.C.: The nutrition nd helth benefits of yogurt. Int. J. Diry Techn., 2005, 58, 1-13. [6] PN-A-79011-5: 1998. Koncentrty spoywcze. Metody bd. Ozncznie zwrtoci cukrów. [7] PN-EN ISO 9868-1: 2004. Mleko. Ozncznie zwrtoci zotu. Cz 1: Metod Kjeldhl. [8] Puvnenthirn A., Willims R.P.W., Augustin M.A.: Structure nd visco-elstic properties of set yoghurt with ltered csein to whey protein rtios. Int. Diry J., 2002, 12, 383-391. [9] Yzici F., Akoun A.: Effect of some protein bsed ft replcers on physicl, chemicl, texturl nd sensory properties of strined yoghurt. J. Food Engin., 2004, 62, 245-254. EFFECT OF WHEY PREPARATIONS ADDITION ON RHEOLOGICAL PROPERTIES OF YOGHURTS S u m m r y Rheologicl properties of yoghurts with 1, 2 nd 4% ddition of powdered whey, deminerlised whey nd three lctose reduced whey s n lterntive for skim milk powder were studied. The dynmic, pprent viscosity nd the hrdness of the yoghurts were determined for this purpose. In most cses the decrese of pprent viscosity ws occurred in conjunction of incresing whey powders ddition. However 1% ddition of whey preprtions let to obtin yoghurts with higher viscosity thn the non-enriched yoghurt (control check). Acidity nlysis demonstrted tht yoghurts whey powders ddition limited the ph decrese in the finl product in reltion to the control check nd yoghurts enriched with skim milk. In texture exmintion incresing concentrtion of pplied whey powder dditives cused the decrese in hrdness in lmost ll finl products. Dynmic viscosity nlysis showed tht ddition of skim milk powder hd the best influence on the yoghurt viscoelstic properties, however with 1% dditives the differences between the finl complex modulus vlues for pplied preprtions were slight. Much definite differences were seen in yoghurts enriched by 4% ddition of exmined preprtions. In this cse such n ddition of deminerlised whey powder cused remrkble complex modulus increse in reltion to control check. Although the best preprtion incresing dry mss content turned out skim milk powder, however 1% ddition of powdered whey, lctose reduced whey s well s 4% ddition of deminerlised whey cused evident rheologicl qulities improvement of yoghurts in reltion to the non-enriched yoghurt. Key words: yoghurt, rheology, whey powder, texture