عنوان انگليسي:

Invited review: Acid whey trends and health benefits

عنوان فارسي:

مرور مورد نیاز: روند تولید آب پنیر اسیدی و فواید سلامتی

سال: 2021           عنوان سايت منتشركننده مقاله: Elsevier  

عنوان مجله: J. Dairy Sci

وضعيت ترجمه : عالي (جداول و شكل ها هم ترجمه شدهو منابع داخل متن كار شده است)

تعداد صفحات انگليسي: 14 ضفحه         تعداد صفحات فارسي: 16 صقحه

مقاله انگليسي: كليك كنيد

Abstract

In recent years, acid whey production has increased due to a growing demand for Greek yogurt and acid-coagulated cheeses. Acid whey is a dairy by-product for which the industry has long struggled to find a sustainable application. Bulk amounts of acid whey associated with the dairy industry have led to increasing research on ways to valorize it. Industry players are finding ways to use acid whey on-site with ultrafiltration techniques and biodigesters, to reduce transportation costs and provide energy for the facility. Academia has sought to further investigate practical uses and benefits of this by-product. Although modern research has shown many other possible applications for acid whey, no comprehensive review yet exists about its composition, utilization, and health benefits. In this review, the industrial trends, the applications and uses, and the potential health benefits associated with the consumption of acid whey are discussed. The proximal composition of acid whey is discussed in depth. In addition, the potential applications of acid whey, such as its use as a starting material in the production of fermented beverages, as growth medium for cultivation of lactic acid bacteria in replacement of commercial media, and as a substrate for the isolation of lactose and minerals, are reviewed. Finally, the potential health benefits of the major protein constituents of acid whey, bioactive phospholipids, and organic acids such as lactic acid are described. Acid whey has promising applications related to potential health benefits, ranging from antibacterial effects to cognitive development for babies to human gut health.

Keywords: acid whey; composition; health benefit; industrial trends.

چکیده

در سال های اخیر، تولید آب پنیر اسیدی به دلیل افزایش تقاضا برای تهیه ی ماست یونانی و پنیرهای لخته ی اسیدی افزایش یافته است. آب پنیر اسیدی، یک محصول جانبی لبنیاتی است که بخش صنعتی مدتهاست در تلاش است تا یک برنامه پایدار برای تولید آن را ارائه دهد. لزوم برخورداری از مقادیر زیادی از آب پنیر اسیدی که با صنایع لبنی در ارتباط است، به افزایش تحقیقات در مورد روش های ارزشمند سازی آن ها منجر شده است. از این رو، فعالان در بخش صنعت در حال یافتن راه حل هایی هستند تا ضمن استفاده از آب پنیر اسیدی در محل، با تکنیک های اولترافیلتراسیون و تجزیه کننده های زیستی همراه گردند و در نتیجه کاهش هزینه های حمل و نقل و تأمین انرژی برای تأسیسات مهیا شود. حوزه ی تحقیقات آکادمیکی نیز در تلاش است تا کاربردهای مفید و مزایای این محصول جانبی را بیشتر مورد بررسی قرار دهد. اگرچه انجام تحقیقات مدرن، بسیاری از کاربردهای احتمالی دیگر برای آب پنیر اسیدی را نشان داده است، اما هنوز هیچ بررسی جامعی در مورد ترکیب، کاربرد و فواید سلامتی آن ارائه نشده است. در این مطالعه، روال صنعتی، کاربردها و مزایای بالقوه سلامتی که با مصرف آب پنیر اسیدی در ارتباط است، مورد بحث واقع شده است. ترکیب پروگزیمال در آب پنیر اسیدی به طور عمیق مورد بحث قرار گرفته است. علاوه بر این، کاربردهای بالقوه ای از آب پنیر اسیدی، مانند استفاده از آن به عنوان ماده اولیه در تولید نوشیدنی های مخمر که به عنوان محیط رشد برای کشت باکتری های اسید لاکتیک در نظر گرفته می شود، مورد ارزیابی قرار گرفته و به عنوان یک بستر برای جداسازی لاکتوز و مواد معدنی، بررسی می شوند. در نهایت، مزایای بالقوه ی سلامتی در ترکیبات اصلی نظیر پروتئین موجود در آب پنیر اسیدی، فسفولیپیدهای فعال زیستی و اسیدهای آلی مانند اسید لاکتیک شرح داده شده است. آب پنیر اسیدی دارای کاربردهای ویژه ای است که با مزایای بالقوه ی سلامتی در ارتباط می باشد و مواردی چون اثرات آنتی باکتریایی تا رشد شناختی برای نوزادان تا سلامت اعضای مختلف بدن انسان (مانند روده) را در بر می گیرد.

کلمات کلیدی: آب پنیر اسیدی، فواید سلامتی، روند صنعتی، ترکیب.

مقدمه

تولید انواع لبنیات از جمله ماست، پنیرهای تازه و نرم، پنیرهای خامه ای و کازئینات ها، یک محصول جانبی اسیدی به نام آب پنیر را معرفی می کند (اوری و همکاران، 2019). به طور کلی، بخش آب پنیر تقریباً 55٪ از مواد مغذی شیر را شامل شده که از جمله 20٪ از کل حجم پروتئین ها و 85 تا 95٪ از حجم اصلی شیر را به خود اختصاص می دهند (گیوئیماراس و همکاران، 2010؛ والش، 2014). آب پنیر را می توان مرحله سرمی شیر و یا مایعی در نظر گرفت که پس از حذف چربی و کازئین باقی مانده است. این ترکیب، بیشتر شامل اجزای محلولی از جمله لاکتوز ، نمک های محلول و پروتئین های کروی می باشد (گیوئیماراس و همکاران، 2010؛ والشچاندراپالا و همکاران، 2016).

صنعت لبنیات مدتهاست که در تلاش است تا از نظر اقتصادی و زیست محیطی از پودر اسید پایدار استفاده کند (زوتا و دیگران ، 2020). برخی چالش های ذاتی در رابطه با استفاده از آب پنیر اسیدی وجود دارد که به دلیل ترکیب آن می باشد. آب پنیر اسیدی به اکسیژن بیولوژیکی بالایی نیاز دارد و از 52400 تا 62400 میلی گرم در لیتر برای آب پنیر در ماست یونانی (GAW) و 31900 تا 40000 میلی گرم در لیتر برای آب پنیر اسیدی در پنیر (CAW) متغیر است. این امر باعث می شود

فرآیندهای صنعتی

میزان تولید آب پنیر اسیدی در سال های اخیر و با افزایش تولید ماست یونانی، روند تصاعدی داشته است. از سال 2009 ، تقاضا برای تهیه ی ماست یونانی در ایالات متحده افزایش یافته است، زیرا مصرف کنندگان با آگاهی از وضعیت سلامتی خود، تمایل دارند تا از محصولاتی با پروتئین بالا و چربی کم و غیر فعال استفاده کنند (واتسون ، 2014 ؛ نیوهارت ، 2018). در حال حاضر ، ماست یونانی بیش از نیمی از بازار ماست ایالات متحده را به خود اختصاص داده است و محبوب ترین

در سال های اخیر، شرکت های تولید کننده ی مواد غذایی لبنی، با آگاهی از شرایط زیست محیطی در تلاشند تا یک راه حل پایدار برای تولید و استفاده از آب پنیر اسیدی ارائه دهند. این تلاش ها، روش هایی مانند جداسازی برخی اجزای موجود در آب پنیر اسیدی تا فیلتر کردن آن برای کاهش هزینه ها را در بر می گیرد (اسمیتر، 2015). چوبانی و دانون، اصولی را برای یافتن روش

ترکیب آب پنیر اسیدی

با کمک فن آوری های مدرن، این نکته به وفور مورد ارزیابی قرار گرفته است که آب پنیر اسیدی یک جریان لبنی با ارزش است و پروتئین ها و پپتیدهای عملکردی، لاکتوز، لیپیدها، ویتامین ها و مواد معدنی را شامل می گردد (بایلاند، 2015). ترکیب آن به عوامل مختلفی از جمله منبع شیر، نوع پنیر و یا ماست در حال فرآوری، عملیات حرارت دهی به شیر، ذخیره سازی پس از دوشیدن شیر و موارد دیگر بستگی دارد (لوکاس و همکارلن، 2006). حتی آب پنیر اسیدی که در شرایط فرآوری یکسان و از یک منبع مشابه جمع آوری می شود نیز می تواند در طول

کاربردها و مزیت های آب پنیر اسیدی

برنامه های کاربردی در نوشیدنی های شیر تخمیری

آب پنیر اسیدی به دلیل ترکیبات غذایی بالایی که دارد، از پتانسیل بالایی برخوردار است تا به عنوان یک جزء اصلی در فرمولاسیون تخمیر شیر مورد استفاده قرار گیرد. با هدف تولید نوشیدنی های شیر تخمیری و به صورت مشابهی با تولید ماست، مخلوط کردن آب پنیر اسیدی با شیر از نظر فنی می تواند مفید باشد. با این حال، تأمین خواسته های مصرف کنندگان

تغییر در بافت، چالش دیگری است که باید هنگام افزودن آب پنیر اسیدی برای تهیه فرآورده های شیر تخمیری و با ویژگی های مشابهی با محصولات موجود، در نظر گرفته شود. لیوور و همکاران (2015) دریافتند که میزان اولویت بندی شده در محصول شیر تخمیری با آب پنیر اسیدی به دست آمده از پنیر Petit Suisse ، به صورت منفی از ویسکوزیته کم این محصول تأثیر می پذیرد. جایگزینی شیر با آب پنیر اسیدی می تواند به تولید محصولاتی با ویسکوزیته کمتر منجر شود.  اسکریپلونک و جاسینکا (2015)، آب پنیر اسیدی حاصل از پنیر Twarog و شیر را با نسبت

اسیدهای WHID و مزایای سلامتی

در طول سال های اخیر، بخش های آب پنیر به دلیل مزایایی که از نظر فواید سلامتی و کاربردهای متنوع دارند، به وفور مورد توجه قرار گرفته اند. گزارش شده است که پروتئین ها ، لیپیدها ، لاکتوز و مولکول های فعال زیستی حاصل از آب پنیر، ظرفیت بیوتکنولوژی

پروتئین های آب پنیر اسیدی

در سال های اخیر، پروتئین های آب پنیر به دلیل برخورداری از مزایای متعدد سلامتی، به عنوان مکمل استفاده شده اند (صنایع غذایی  Arla، 2019). فعالیت زیستی پروتئین های آب پنیر با خواص ساختاری آنها ارتباط مستقیم دارد. آنها

α - لاکتال آلبومین (α-LA).  α- لاکتال آلبومین در حدود 13 تا 19 درصد از پروتئین های آب پنیر اسیدی را به خود اختصاص می دهد. این پروتئین از اسیدهای آمینه ضروری از جمله لیزین، تریپتوفان، لوسین و اسیدهای آمینه گوگردی (سیستئین و متیونین) تشکیل شده است. برای تصفیه ی α-LA از روش های مختلفی استفاده می شود که از جمله کروماتوگرافی

چربی های موجود در آب پنیر اسیدی

اگرچه آب پنیر اسیدی با میزان کم چربی در نظر گرفته می شود، اما از پتانسیل قابل توجهی برخوردار است تا به عنوان منبع ارزشمندی از فسفولیپیدهای شیر تلقی شود که تقویت کننده سلامت (MPL) می باشد. در آب پنیر اسیدی، MPL به صورت قطعات

روش های فیلتراسیون برای تصفیه مناسب می باشد. عیب اصلی استفاده از آب پنیر اسیدی به عنوان منبع MPL این است که محتوای فسفولیپید در مقایسه با سایر فرآورده های لبنی (به عنوان مثال دوغ) نسبتاً کم است.

ترکیب فسفولیپید. اگرچه محتوای چربی در آب پنیر اسیدی کم است، اما از قابل توجه ترین اجزای چربی در MPL می باشند. فسفولیپیدهای شیر به طور کلی حاوی گلیسرول و یا اسفنگوزین استری شده به یک یا چند اسید چرب است که به یک گروه قطبی حاوی فسفات (یعنی کولین، اتانولامین، اینوزیتول، سرین) در موقعیت sn-3 متصل می شوند. شاخص MPL  

مزایای سلامتی در ترکیب لیپیدی. مطالعات کمی به طور مستقیم مزایای سلامتی بخش چربی در آب پنیر اسیدی را بررسی کرده است. با این حال، شواهد نشان می دهد که MPL ، صرف نظر از منبع آن، مزایای قابل توجهی را برای سلامتی انسان به همراه دارد. به طور خاص ، MPL به دلیل نقشی که در سلامت و تکامل سلول های عصبی، عملکرد بهتر روده، جذب کلسترول

اثرات MPL بر روده نیز چندین جنبه مهم از سلامت روده را با هم ادغام می کند که سد دفاعی روده ، میکروبیوتای روده و ایمنی مخاطی را در بر می گیرد. گزارش شده است که فسفولیپیدهای شیر باعث افزایش عمق دخمه در روده موش های صحرایی جوان پرورش یافته و موش هایی می شود که از رژیم غذایی پرچربی استفاده می کنند، (میلارد و همکاران ،

تکنیک های پردازش برای خالص سازی اسید

فسفولیپیدهای آب پنیر. خواه آب پنیر اسیدی از ماست یونانی حاصل شود و خواه از پنیر تازه تولید گردد، می توان آن را برای تصفیه فسفولیپیدهای تقویت کننده سلامت فرآوری کرد. شکل 2 یک شماتیک فرآوری کلی برای به دست آوردن مواد غنی

نتیجه گیری

هر نوع آب پنیر اسیدی خواه از ماست یونانی، پنیر لخته و یا سایر پنیرهای نرم و یا توسط تخمیر تولید شده باشد، به دلیل برخورداری از ترکیب معدنی و پروتئین و لاکتوز متفاوت، چالش های مختلفی را به همراه دارد. با این حال، تجزیه و تحلیل دقیق از ترکیب

جدید علمی در مورد بررسی اثرات آنها در تغذیه و سلامت انسان، روش استفاده بهینه، ارزش یابی و منافع همزمان آن در صنایع لبنی مورد مطالعه قرار گیرد.