تهیه سس مایونز کم چرب با استفاده از نشاسته سیب ‏زمینی اصلاح شده با روش کربوکسی متیله-فسفوریله حاوی نانوکیتوزان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران

2 دانشجوی سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران

3 عضو هیات علمی، گروه صنایع غذایی و تبدیلی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران،

4 گروه شیمی پلیمر-دانشگاه تهران

5 استاد- پژوهشکده زیست فناوری- سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران

6 گروه تولیدات گیاهی، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهران

چکیده

یکی از اولین اصولی که در اکثر رژیم‌های غذایی به آن تأکید می‌شود، کاهش مصرف چربی روزانه است. از این جهت بکارگیری جایگزین های مناسب برای چربی ها در فرمولاسیون فرآورده های غذایی می تواند سلامت مصرف کنندگان را تضمین نماید. با این هدف، در این تحقیق نشاسته سیب زمینی توسط منوکلرواستیک اسید، اتری و سپس توسط تری متافسفات سدیم اتصالات جانبی در ساختار آن ایجاد گردید. سپس، نانوذرات کیتوزان جهت افزایش خواص ضد میکروبی به آن افزوده شد و در سس مایونز با چربی کاهش‌یافته در سه نوع فرمولاسیون، با 30 ، 40 و 50 درصد چربی کاهش‌یافته مورداستفاده قرار گرفت. در بررسی های رئولوژیک از بین 4 سطح مختلف، نشاسته کربوکسی متیله شده در سطح 6/7، اتصال جانبی شده در سطح2/0، حاوی نانو کیتوزان در سطح20 درصد با ایجاد ویسکوزیته کمپلکس بالا انتخاب شد. میانگین اندازه ذرات نانوکیتوزان 79 نانومتر و پتانسیل زتای آن مثبت و برابر با 6/36 میلی ولت تعیین گردید. مطالعه رفتار جریان نمونه‌های مایونز بعد از 40 روز نشان داد که، در اثر افزایش سرعت برشی، تغییرات بیشتری در ویسکوزیته ظاهری نمونه‌های 40 و 50 % نسبت به نمونه 30 % ایجاد شده است. در ارزیابی رفتار ویسکوالاستیک، نمونه 50% دارای بالاترین مقدار Ǵ طی 46 روز نگهداری بود. مطالعه رفتار تیکسوتروپیک نمونه ها مشخص نمود که، جایگزینی نشاسته اصلاح شده موجب افزایش ویژگی تیکسوتروپیک امولسیون‌های سس می گردد. در بررسی تغییرات تنش بالا ترین میزان مربوط به نمونه 50 % در مقایسه با کنترل بود. بررسی رفتار جریان سس مایونز بیانگر افزایش ضریب پایداری و مقدار تنش با افزایش مقدار نشاسته بوده بعلاوه نمونه های30 و 40% بالاترین میزان پایداری امولسیون سس را داشته اند. ارزیابی میکروبی نمونه های سس بیانگر کاهش شمارش کلی میکروبی شاهد از 102 ×3/228 به 102 × 9/55 در نمونه 30% ، بعد از 46 روز می باشد.

چکیده تصویری

تهیه سس مایونز کم چرب با استفاده از نشاسته سیب ‏زمینی اصلاح شده با روش کربوکسی متیله-فسفوریله حاوی نانوکیتوزان

تازه های تحقیق

  • نشاسته سیب زمینی اصلاح شده کربوکسی متیله-فسفوریله حاوی نانو کیتوزان تهیه شد.
  • نشاسته سیب زمینی اصلاح شده بعنوان جایگزین بخشی از روغن در سس مایونز استفاده گردید.
  • این نوع نشاسته دارای ویسکوزیته کمپلکس بالایی بود و موجب افزایش پایداری امولسیون مایونز شد.
  • رفتار های جریانی، ویسکوالاستیک، تیکسوتروپیک و تغییرات تنش در نمونه‌های سس مایونز کارایی این نشاسته را تایید کرد.
  • شمارش کلی میکروارگانیسم ها در سس حاوی نشاسته اصلاح شده به میزان 4 برابر نسبت به شاهد کاهش نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Preparation of low-fat mayonnaise using modified potato starch with carboxy methyl-phosphorylated method containing nanochitosan

نویسندگان [English]

  • Homa Torabizadeh 1
  • Bahare Ghavidel 2
  • Alireza Basiri 3
  • Alireza Shakeri 4
  • Mehrdad Azin 5
  • Bahram Tafaghodinia 6
1 Iranian Research Organization for Science and Technology
2 Iranian Research Organization for Science and Technology
3 Faculty member -Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Iranian Research Organization for Science and Technology, Tehran, Iran
4 Professor, Department of Polymer Chemistry, University of Tehran, Tehran, Iran
5 Professor Department of Biotechnology, Iranian Research Organization for Science and Technology
6 Assistant Professor, Department of Plant Processing, Iranian Research Organization for Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, potato starch was etherified by monochloroacetic acid and then was cross-linked by Sodium triphosphate. Thereafter, chitosan nanoparticles were added to increase the antimicrobial properties and was used in mayonnaise with reduced fat in three types of formulations, with 30, 40 and 50% reduced fat. In rheological studies, from 4 different levels, carboxymethylated starch at the level of 7.6, cross-linked at the level of 0.2, containing nano-chitosan at the level of 20% was selected by creating a high complex viscosity. The average particle size of nanochitosan was 79 nm and its zeta potential was positive and equal to 36.6 mV. The results of the flow behavior of mayonnaise samples after 40 days showed that, due to the increase in shear rate, more changes were made in the apparent viscosity of samples 40 and 50% than 30% sample. In the study of viscoelastic behavior, the highest value of Ǵ was determined for 50% sample during the 46 days storage period. Evaluation of the thixotropic behavior of the samples revealed that, the substitution of modified starch increased the thixotropic properties of the mayonnaise emulsions. Study of stress changes in mayonnaise samples implied that, the highest stress was related to 50% mayonnaise sample compared to control. The flow behavior estimation of mayonnaise revealed that with increasing the amount of modified starch along with increasing the coefficient of stability, the amount of stress also increased. Emulsion stability assessment of the samples implied that the samples 30 and 40% have the highest degree of stability. Microbial evaluation of the sauce samples shows a decrease in the total microbial count of the control from 228.3×102 to 55.9 ×102 in the 30% sample, after 46 days.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carboxymethylated Starch
  • Phosphorylated Starch
  • Nano-chitosan
  • Low Fat Mayonnaise
  • Rheology

مراجع

[1] Spychaj, T., Zdanowicz, M., Kujawa, J., & Schmidt, B. (2012). Carboxymethyl starch with high degree of substitution: synthesis, properties and application. In: Proceeding of the 8th Cong. Chem. Tech. 102-105,  Krakow, Poland..
[2] Heinze, T. H. (2005). Carboxymethyl ethers of cellulose and starch – A review; Center of Excellence for Polysaccharide Research; Friedrich Schiller University.
[3] Zhang, B. Wei, B., Hu, X., Jin, Z., Xu, X., & Tian, Y. (2015). Preparation and characterization of carboxymethyl starch microgel with different crosslinking densities. Carbohydr. Polym., 124, 245–253.
[4] Singh, J., & Kaur, O. J. (2007). Factors influencing the physico-chemical, morphological, thermal and rheological properties of some chemically modified starches for food applications—A review. 2007. Food Hydrocoll., 21, 1, 1–22.
[5] Bi, Y., & Liu, M. (2008). Synthesis of carboxymethyl potato starch and comparison of optimal reaction conditions from different sources. Polym. Adv. Technol., 19,1185–1192.

[6] Kaur, L., & Singh, J. (2016). Starch: Modified Starches. In: B. Caballero & P. Finglas (Eds.). Encyclopedia of Food and Health (1nd ed., pp. 152-159). New Zealand: E-Publishing Inc.

[7] xing Luo, Fa., & Huang, Q. (2009). Preparation and characterisation of crosslinked waxy potato starch. Food Chem., 115, 563–568.
[8] Neelam, K. (2012). Variouse tachniques for the modification of starch and the applications of  its derivatives. Int. J. Pharm, 3, 25-31.
[9] Rejane, C., Douglas, G., Britto, D., Odilio, B., & Assis, G. (2009). The antimicrobial activity of chitosan: A Review. Polym., 19, 241-247. 
[10] Andres, Y., Giraud, L., Gerente, C., & Cloirec, L. (2007). Antibacterial Effects of Chitosan Powder: Mechanisms of Action. Environ. Technol., 28, 1357-1363.
[11] Tsai, G., Su, J., Chen, W.H., & Pan, C. L. (2002). Antimicrobial activity of shrimp chitin and chitosan from different treatments and applications of fish preservation. Fisheries Sci., 68,170-177.
[12] Ghaouth, L., Arul, A., Grenier, J., & Asselin, A. (1992). Antifungal Activity of Chitosan on Two Postharvest Pathogens of Strawberry Fruits. Phytopathology., 82, 398-402.
[13] Cuero, R. G. (1999). Antimicrobial action of exogenous chitosan. EXS, 87, 315-333.
[14] Ujimoto, T., Tsuchiya, Y., Nakamura, M., Nakamura, K., & Yamamoto, M. (2006). Antibacterial effects of chitosan solution against Legionella pneumophila, Escherichia coli, and Staphylococcus  aureus. Int. J. Food Microbiol, 112, 96-101.
[15] Khodaman, E., Barzegar, H., Jokar, A. (2022). Production and evaluation of Physicochemical, Mechanical and Antimicrobial Properties of Chia (Salvia hispanica L.) mucilage-gelatin based Edible Films Incorporated with Chitosan Nanoparticles. J. Food Measure. Charact., 16 (3).  https://doi.org/10.1007/s11694-022-01470-7.
[16] Singh, A., Mittal, A., Benjakul, S. (2021). Chitosan nanoparticles: preparation, food applications and health benefits. Sci. Asia. 47, 1-10. doi:10.2306 /scienceasia1513-1874.2021.020.
[17] Kapoor, M., Khandal, D., Seshadri, G., Aggarwal, S., & Kumar, R. (2013). Novel Hydrocolloids, Preparation & Applications: A Review. LIJRRAS.,16, 3-14.
[18] Kulicke, E. D., Kuhn, W.M., & Stute, K. R. (1995). Formation of maize starch gels selectively regulated by the addition of hydrocolloids. Starch., 47, 378-384.
[19] Peter, A., Steeneken, M., Albert, J., Woortman, J., & Oudhuis, A. M. (2011). processing stability of cross-linked starches in acid sauce applications and identification of some of the molecular factors involved. Food Hydrocoll., 25, 410-418.
[20] Hala, M., Amin, H,. Elbeltagy, A.E., Mustafa, M., & Khalili, A.H. (2014). Development of low fat mayonnaise containing different types and levels of hydrocolloid gum. J. Agroaliment. Processes Technol., 20, 54-63.
[21] Jaworski, Z., Spychaj, T., Story, A., & Story, G. (2021). Carbomer microjels as model yield-stress fluids. Rev. Chem. Eng., 11, 1-39.
[22] Wilpiszewska, K., & Spychaj, T. (2007). Chemical  modification of starch with hexamethylene di-isocyanate derivatives. Carbohydr. Polym., 70 (3), 334-340.  

[23] King, A. H. (2010). Hydrocolloids in salad dressings. In: T.R, Laaman (Eds). Hydrocoll. Food Process., (1nd ed., pp. 19-33). New Jersey: Wiley-Blackwell.

[24] Li, H.P., Zhang, S.S., Jiang, H., & Li, X. (2011). Effect of degree of substitution of carboxymethyl starch on diaspore depression in reverse flotation. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 21, 1868-1873.
[25] Lee, I., Lee, S., & Lee, N. (2013). Reduced-Fat Mayonnaise Formulated with Gelatinized Rice Starchand Xanthan Gum. Cereal Chem., 90 ,29–34.

[26] Liu, H., Xu, X.M., & Guo, S.D. (2007). Rheological, texture and sensory properties of low-fat mayonnaise with different fat mimetics. LWT. Food Sci. Technol, 40, 946-954.

 
[27] Mun, S., Kim, Y. L., Kang, C. G., Park, K. H., Shim, J. Y. & Kim, Y. R. (2009). Development of Reduced Fat Mayonnaise Using 4αGTase-Modified Rice Starch and Xanthan Gum. Int. J. Biol. Macromol, 44 (5), 400-407.

[28] Li, S., Mary Vianney, M.J., & Liu, M. (2011). Synthesis of Carboxymethyl Starch with High Degree of Substitution by a Modified Dry Process. Adv. Mat. Res, 233, 306-310.

[29] Tian, Y., Zhang, X., Sun, B., & Jin, Z. (2015). Starch sodium dodecenyl succinate prepared by one-step extrusion and its properties. Carbohydr. Polym, 133, 90-93.

[30] Fathi, M., Varshosaz, J., & Shahidi, F. (2013). Hesperetin-loaded solid lipid nanoparticles and nanostructure lipid carriers for food fortification: preparation, characterization, and modeling. Food Bioproc.Tech., 6, 1464-1475.
 [31] Mancini, F., Montanari, L., Peressini, D., & Fantozzi, P. (2002). Influence of alginate concentration and molecular weight on functional properties of mayonnaise. LWT. Food Sci. Technol, 35, 517-525.
 
[32] Dolz, M., Hernandez, M.L., & Delegido, J. (2006). Oscillatory measurements for salad dressings stabilized with modified starch, xanthan gum and locust bean gum. J. Appl.polym. Sci., 102, 897-903.
[33] Peressini, D., & De Cindio, B. (1998). Rheological characterization of  traditional and light mayonnaises. J. food Eng. 35, 409-417.
[34] Batista, A.P., & Empis, J. (2006). Rheological characterization of coloured oil-in water food emulsions with lutein and phycocyanine added to the oil and aqueous phases. Food Hydrocoll., 20, 44-52.
 [35] Ma, L., & Barbosa-Cánovas, G.V. (1995). Rheological characterization of mayonnaise. Part II: Flow and viscoelastic properties at different oil and xanthan gum concentrations. J. Food Eng., 25, 409-425
[36] Štern, P., Valentová, H., & Pokorny`, J. (2001). Rheological properties and sensory texture of mayonnaise. Eur. J. Lipid. Sci. Technol., 103, 23-28.
[37] Jadhav, H.B., Gogate, P., & Annapure, U. (2022). Studies on Chemical and Physical Stability of Mayonnaise Prepared from Enzymatically Interesterified Corn Oil-Based Designer Lipids.  ACS Food Sci. Technol., 2, 359–367.
فناوری‌های جدید در صنعت غذا
دوره 10، شماره 1
آبان 1401
صفحه 49-68

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 13 خرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 29 مرداد 1401
  • تاریخ پذیرش: 06 آبان 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار