بررسی امکان غنی‎سازی دسر لبنی پروبیوتیک با ویتامین A و D3

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی،واحد ورامین پیشوا،گروه علوم وصنایع غذایی،ورامین، ایران

2 گروه علوم و صنایع غدایی، دانشکده کشاورزی، واحد ورامین – پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران

3 گروه علوم و صنایع غذایی ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین-پیشوا، ورامین، ایران

10.22034/fr.2021.37051.1706

چکیده

دسر لبنی محصولی است که جزء اصلی آن شیر و فرآورده‏های شیری است و بسیار مورد توجه کودکان و نوجوانان است. بنابراین غنی‌سازی آن می‌تواند برای سلامتی مصرف‌ کنندگان مفید باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی امکان تولید دسر لبنی پروبیوتیک غنی‎شده با ویتامین A و D3 بود. روش کار: ویتامین A (Iu/l 6000 و4000 ،2000) و ویتامین D3 (Iu/l‌ 600 و 500 ،400) به صورت جداگانه و به صورت توام (Iu/l vit D 500 + Iu/l vit A 4000) به دسر لبنی که با باکتری بیفیدوباکتریوم بیفیدوم با تراکم cfu/ml 108 تلقیح شده بود، اضافه گردید. خواص فیزیکی-شیمیایی، میکروبی و ارزیابی حسی طی 28 روز نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‎گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل داده‎ها توسط آنالیز واریانس یک طرفه دانکن در سطح 95 % در نرم افزار مینی‌تب 16 انجام شد. نتایج: نتایج نشان داد با افزایش زمان نگهداری میزان pH، سختی بافت، ویتامین D3، ویتامین A و زنده‎مانی باکتری پروبیوتیک کاهش و میزان اسیدیته و آب اندازی افزایش یافت. همچنین اثر نوع نمونه و زمان نگهداری بر طعم نمونه‎ها معنی‏دار بود. نتیجه‌گیری نهایی: براساس نتایج ارزیابی حسی و زنده مانی، می‌توان دسر لبنی (حاوی Iu/l500 ویتامین D3، Iu/l 4000 ویتامین A و cfu/ml 108 بیفیدوباکتریوم بیفیدوم) با بالاترین میزان زنده‌مانی باکتری پروبیوتیک و پذیرش کلی مناسب تولید نمود که از نظر سلامت‌بخشی و خواص کیفی مناسب باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the possibility of fortification probiotic dairy dessert with vitamin A and D3

نویسندگان [English]

  • Leila Nateghi 1
  • Hoda Gorgan 2
  • shila berenji 3
1 Department of Food Science and Technology, Islamic Azad University, Varamin Branch, Varamin, Iran
2 Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, Varamin-pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
3 Department of of Food Science and Technology, Varamin Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
چکیده [English]

Introduction: With enough food production in today's world, many people in the community are struggling with nutrient deficiencies and are in fact struggling with hidden hunger. The World Health Organization estimates that at least 1 in 5 people in the world suffer from iodine, zinc, iron, folic acid, calcium and vitamin A and B deficiencies (Bouis and Saltszman, 2017).Vitamins are one of the most important micronutrients that are vital to human health and are essential for survival in the body. Vitamins are organic compounds that are essential to the metabolism of nutrients, vital to the body, and to the growth and development of health (Dennehy and Tsouronis, 2010). Adding one or more micronutrients to the staple diet is said to be one of the most effective strategies to prevent micronutrient deficiency (Jafarpour and Mazandarani, 2013). Dairy dessert is a product that contains at least 50% fresh cow's milk or reconstituted milk that is prepared with authorized additives after the heat process (Miyani et al., 2016). Dairy dessert is among the children's favorite foods with its main components being milk and milk products. Vitamins are divided into two groups of water and fat soluble. Vitamins A and D are fat-soluble vitamins that are very common (Calvo and Whiiting, 2013). Vitamins A and D3 deficiency is one the most common micronutrients deficiency in most communities. Milk-based dairy products are important carriers for enrichment of foods with fat-soluble vitamins. Vitamins A or retinol are used to improve the eyesight of people in low light, such as at night and maintain eye surface health, body defense and skin health. Vitamin A does not exist purely in plant sources, but in its precursors, carotene, in various forms. It is present in 4 forms of retinol, retinal and retinoic acid (Fennema, 2008). Vitamin D, called calcifrol, is one of the essential vitamins and fat-soluble vitamins that help bone growth and health by controlling calcium and phosphorus balance. It helps in bone metabolism by enhancing the absorption of phosphorus and calcium from the intestines and by reducing the excretion of the kidneys, as well as by translating the cells of the cell's nuclei into cell growth (Holick, 2006). Probiotics are living microorganisms exerting healthful effects on the host via balancing the intestinal microflora mainly marketed as probiotic dairy products. The objective of this study was to assess the feasibility of enrichment of probiotic dairy dessert with vitamin A and D3.
Material and methods: To do so, vitamin A (2000, 4000, 6000 lu/l) and vitamin D3 (400,500, 600 lu/l) individually and combind (4000 lu/l vitamin+500 lu/l vitamin D3) were added to the dairy dessert inoculated with Bifidobacterium bifidum (108 cfu/ml). Physicochemical (pH by pH meter WTW model, acidity by the method titration in the presence of phenolphthalein with with 0.1 normal NaOH, dry matter by the method weight difference, hardness by Texture Analyzer, colorimetric (L*, a*, b*) by 14-megapixel digital camera and Photoshop CS5 application, syneresis by measuring the diameter of the created aura (100 g / cm) on the filter paper, vitamin A and vitamin D3 by HPLC), microbial (probiotic bacterial count by MRS-Agar medium ) and sensory (flavor, color, texture, and total acceptance by Hedonic 5-point) properties were evaluated over 28-d storage at 4°C. Data were analyzed by two-way and one-way variance Duncan test at 95% confidence level by using SPSS 21.
Results and discussion: The results showed that pH, hardness, vitamin D3, vitamin A and viability reduced and acidity and syneresis increased over time. The highest viability was found for T5 (2000 lu/l vitamin A+ 108 cfu/ml Bifidobacterium) showing no significant difference from other treatments (p>0.05). This may be due to the metabolic activities of Bifidobacterium bifidum by consuming nutrients such as sugars in dairy dessert and producing organic acids. The pH and acidity of dairy products is affected by the balance between the nitrogenous compounds of the products resulting from proteolytic and lactic acid reactions resulting from the fermentation activity of lactic acid bacteria. Also, with time and increased activity of probiotic Bifidobacterium bifidum, acid production increased and could increase the acidity of the samples. The reason for the decrease in texture hardness during storage can be due to increased acidity and sequestration and a decrease in dry matter of the specimens during 28 days of storage. Some studies show that by decreasing the pH during storage, irregular and non-uniform protein networks are formed and lead to high hydration in the product. Investigation of dry matter changes of probiotic dairy desserts containing different concentrations of Vitamin A and D3 showed a slight decrease during dry matter storage of the samples but these changes were not statistically significant (p>0.05). According to the results, the color of the dessert samples became brighter with increasing amount of vitamin A, and the brightness of the samples decreased with increasing amount of vitamin D3 and the color of the samples tended to darken. This was due to the clearness of vitamin A powder and darker vitamin D3 than to vitamin A and dessert samples when added to the samples. Research has shown that vitamin A loss during storage is directly affected by light and indirectly by fat content and packaging conditions. Exposure to vitamin A-containing light at wavelengths less than 500 nm causes damage to vitamins such as A, C and riboflavin, and this is called photosynthesis. The results of sensory evaluation revealed that treatment and time had significant (p < 0.01) effect on the flavor, as the amount of vitamins A and D3 increased, flavor score decreased slightly. Added vitamins A and D3 had no significant effect on variations of color scores.
Conclusion: Given the results of sensory and viability evaluation, treatment containing 500 lu/l vitamin D3+ 4000 lu/l vitamin A+108 cfu/ml Bifidobacterium bifidum was selected as the superior treatment due to the highest bacterial viability and total acceptance and the presence of both vitamins A and D3 exerting healthful effects. Suggest to investigate the circumstances and the type of packaging to preserve vitamins A and D3 during storage, the relationship between oxidation and reducing the amount of vitamins A and D3 in dairy desserts and the role of vitamin A or D3 volatile and non-volatile flavor compounds in effect on dessert dairy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • dairy dessert
  • vitamin A
  • vitamin D3
  • Bifidobacterium bifidum
احمدی الف، محمدی ر، روحی م، مرتضویان  س الف م، خسروی دارانی  ک، شادنوش م، 1391. بررسی قابلیت زیستی دو گونه بومی بیفیدوباکتریوم در دوغ پروبیوتیک. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، (5)7، 110.
امیدوار ن، ابتهی م، نیستانی ت و حاجی فرجی م، 1391. ارزشیابی حسی و میزان پذیرش شیر غنی‌شده با کلسیم و ویتامین دی از نظر کودکان دبستانی شهر تهران، مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، (3)7، 6761.
امینی فر م،  میانی س،  اعلمی  م،  غفارپور م،  دستمالچی ف،  مقصودلو ی،  محمدی م، 1395. بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی، بافتی وحسی دسر لبنی فرا سودمند دارای مالت جو بدون پوشینه. مهندسی بیوسیستم ایران، (3)47، 509501.
سازمان ملی استاندارد ایران، 1349. تعیین ماده خشک شیر. استاندارد ملی شماره 637.
سازمان ملی استاندارد ایران، 1371. ماست پروبیوتیک ویژگیها و روش آزمون.. استاندارد ملی شماره 11325.
سازمان ملی استاندارد ایران، 1385. تعیین اسیدیته و pH  در شیر و فرآورده‌های آن. استاندارد ملی شماره 2852.
خیرخواه ل، ناطقی ل و شهاب لواسانی ع، 1397. اثر جایگزینی شکر با عسل طبیعی بر برخی خواص فیزیکوشیمیایی، حسی و میکروبی دسر بر پایه شیر.  مجله علوم و صنایع غذایی، (78)15، 154141.
دلیلی ر، 1394. بررسی تأثیر صمغ گوار و موسیلاژ بامیه به عنوان جایگزین چربی بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی، میکروبی و رئولوژیکی ماست همزده پروبیوتیک، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.
ساده ر، آذر م، شاهدی م و مظلومی م، 1386. غنی‎سازی  شیر با ویتامین آ، بررسی میزان کاهش این ویتامین و ارزیابی حسی شیر غنی‌شده. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. (41)11، 357363.
شمسی ش و روفه گری نژاد ل. 1397. بهینه سازی فرمولاسیون شیر عسل حاوی دارچین با روش سطح پاسخ. نشریه پژوهشهای صنایع غذایی. (1)28، 121133.
طاهری ز، آزاده قربانی ح و شهیدی س ا، ۱۳۹۵. فراوری دسرلبنی مشکوفی با جوانه گندم و بررسی خصوصیات بافتی و حسی آن، همایش علمی پژوهشی کشاورزی، مهندسی ژنتیک و گیاه پزشکی ایران، بصورت الکترونیکی، شرکت علم محوران آسمان.
غیاثی ف، مجذوبی  م و فرحناکی ع، 1393. تولید دسر لبنی فراسودمند حاوی جوانه گندم و بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و حسی آن، اولین همایش ملی میان وعده های غذایی.
کاراژیان ح، مهرافزا الف، مهریار ل و دلیری ن، ۱۳۹۴. بررسی غلظت‌های مختلف صمغ شاهی بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و ویسکوزیته دسر لبنی، نخستین همایش بین المللی صنایع غذایی ایران، تهران، مرکز همایشهای توسعه ایران.
ماهونک ع ص و باطبی ر، 1392. افزودن کنسانتره کشمش به دسر لبنی و بررسی تأثیر آن بر خواص رئولوژیکی، بافتی و سلامت بخشی محصول، سومین همایش ملی امنیت غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سوادکوه، 51.
مرتضویان الف و سهراب وندی س، 1385. پروبیوتیک و فرآورده‌های غذایی پروبیوتیک، انتشارات اتا. تهران.
 معتمدزادگان ع، شهیدی س الف، حسینی پرور س ه و ابدالی س، 1394. بررسی اثر نوع ژلاتین بر ویژگیهای کاربردی ماست قالبی فاقد چربی. فصلنامه علوم و صنایع غذایی. (12)47، 221230.
 مهاجری امیری م، فاضلی م ر، صمدی ن، امینی م و حیاتی رودباری ن،1396. تجمع زیستی ویتامین D3 توسط باکتری
 لاکتوباسیلوس پلانتاروم و بهینه‌سازی آن با روش رویه پاسخ. (4)11، 3544.
مهجوریان ع، توکلی پور ح و مختاریان م، 1393. مطالعه برخی خصوصیات ماست پروبیوتیک غنی شده با ریتنتیت و کنسانتره پروتئینی آب پنیر. نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی، (1)6، 118103.
میانی سریزدی س، اعلمی م، امینی فر م، غفار پور م، دستمالچی ف، مقصودلو ی و محمدی م، 1395. بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی، بافتی و حسی دسر لبنی فراسودمند دارای مالت جو بدون پوشینه، مهندسی بیوسیستم ایران، (3)47، 509501.
نوربخش س م، زرگر  م و خاوری نژاد ر، 1397. ارزیابی زنده‌مانی بیفیدوباکتریوم لاکتیس در دسر لبنی شکلاتی پروبیوتیک بدون شکر، فصلنامه میکروبیولوژی کاربردی در صنایع غذایی، (2)4، 7867.
Allen LH, De Benoist B, Dary O and Hurrell R, 2006. Guidelines on food fortification with micronutrients. World Health Organization.
Barbano DM, Ma Y and Santos MV, 2006. Influence of raw milk quality on fluid milk shelf life. Journal of Dairy Science  89: 15–19.
Bouis HE and Saltzman A, 2017. Improving nutrition through biofortification: A review of evidence from HarvestPlus, 2003 through 2016. Global Food Security 12: 4958.
Calvo MS and Whiting SJ, 2013. Survey of current vitamin D food fortification practices in the United States and Canada. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology 136: 211213.
Dennehy C and Tsourounis C, 2010. A review of select vitamins and minerals used by postmenopausal women. Maturitas 66(4): 370380.
Eileen B, Yeh D, Barbano M and Maryanne D, 2017. Vitamin Fortification of Fluid Milk.  Journal of Food Science82(4): 856864.
Fox PF, Guinee TP, Cogan MT and McSweeney PLH, 2000. Fundamentals of cheese science. Aspen publication. Gaithershurg, Maryland. USA.
Frederico C, Pinto T B, Castro EM, Suguimoto HH, Santana EHW, Alegro LCA and Souza CHB, 2016. Probiotic daiy dessert supplemented with whey protein concentrate: effect on the viability of lactobacillus acidophilus, on texture, physicochemical and sensory features. Journal of Food Nutrition Research 55: 4556.
Gaur S, Waller AW and Andrade JE, 2018.Effect of multiple micronutrient fortification on physicochemical and sensory properties of chhash (traditional indian yogurtbased drink). Journal of Foods 8(5): 111.
Gómez M, González J and Oliete B, 2012. Effect of extruded wheat germ on dough rheology and bread quality. Food and Bioprocess Technology 5: 2409–2418.
Hekmat S and Reid G, 2006. Sensory properties of probiotic yogurt is comparable to standard yogurt. Nutrition Research 26: 163166.
Hughes D and Hoover DG. 1995. Viability and Enzymatic Activity of Bifidobacteria in Milk. Journal of Dairy Science 78(2):268276.
Jafari T, Askari G, Mirlohi M, Javanmard SH, Faghihimani E and Fallah AA,  2016. Stability of vitamin D3 in fortified yoghurt and yoghurt drink (Doogh). Advanced Biomedical Research 5: 15.
Kaushik R and Arora S, 2017. Effect of calcium and vitamin D2 fortification on physical, microbial, rheological and sensory characteristics of yoghurt. International Food Research Journal 24(4): 17441752.
Kazmi SA, Vieth R and Rousseau D. 2007. Vitamin D3 fortification and quantification in processed dairy products. International Dairy Journal 17(7): 753759.
Keshtkaran M, Mohammadifar M, Asadi G, Nejad R and Balaghi S, 2013. Effect of gum tragacanth on physical and rheological properties of a flavored milk made with date syrup. Journal of Dairy Science 96(8):47944803.
Leskaite D, Jasutiene I, Malinauskyte E, Kersiene M and Matusevicius P. 2016. Fortification of dairy products with vitamin D3. International Journal of Dairy Technology 69(2): 177183.
Liberato SC and PinheiroSant'Ana, HM, 2006. Fortification of industrialized foods with vitamins. Revista de Nutrição 19(2): 215231.
LopezTeros V, QuihuiCota L, MéndezEstrada RO, GrijalvaHaro MI, EsparzaRomero J, Valencia M E, and AstiazaranGarcia H. 2012. Vitamin AFortified Milk Increases Total Body Vitamin A Stores in Mexican Preschoolers–3. The Journal of nutrition 143(2): 221226.
Lucey JA. 2004. Cultured dairy products: an overview of their gelation and texture properties. Internayional Journal of Dairy Technology 57 (23): 7784.
Majzoobi M, Darabzadeh N and Farahnaky A, 2012. Effects of percentage and particle size of wheat germ on some properties of batter and cake. Journal of Agricultural Science and Technology 14: 827836.
MI (Micronutrient Initiative). 1998. Food fortification to end micronutrient malnutrition. Symposium report, montreal. Canada.
Mirlohi M, SoleimanianZad MS, Dokhani S and SheikhZeinodin M, 2014. Microbial and physiochemical changes in yoghurts containing different Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus strains in association with Lactobacillus plantarum as an adjunct culture. International Journal of Dairy Technology 67(2): 24654.
Mostafai R, Mohammadi R, Nachvak SM, Rezaei M, Pasdar Y, Abdollahzad H, and Adeli K. 2018. Fortified yogurt with vitamin D as a costeffective food to prevent diabetes: A randomized doubleblind clinical trial. Journal of Functional Foods 42, 137145.
Najafpour Z, Golmakani MT, Niakosari M and Mesbahi Gh, 2017. The Effect of date liquid sugar as a substitute for sugar on the physicochemical and sensory properties of date milk drink. Journal of Food Science and Thechnology 14(68), 227236.
Nancib A, Nancib N, MezianeCherif D, Boubendir A, Fick M and Boudrant J, 2005. Joint effect of nitrogen sources and B vitamin supplementation of date juice on lactic acid production byLactobacillus casei subsp. rhamnosus. Bioresource Technology 96: 63–67.
Packer L. Retinoids molecular and metabolic aspects. Methods in enzymology. 1990. Vol 98-part A.
Palani D, Mohamed R and Habibulla Khan M, 1990. Fortification of milk with vitamin A and iron. Cheiron 19(6): 269271.
Petrogianni M., Kanellakis S, Moschonis G, and Manios Y. 2014. Fortification of vitamin A in a phytosterol enriched milk maintains plasma betacarotene levels. Journal of food science and technology 51(1), 196199.
Ravisankar P, Reddy AA, Nagalakshmi B, Koushik OS, Kumar BV and Anvith PS, 2015. The comprehensive review on fat soluble vitamins. IOSR Journal of Pharmacy 5(11): 1228.
Renken SA and Warthesen JJ, 1993. Vitamin D stability in milk. Journal of Food Science 58:552–5.
Rolf DW, Klemm MPH, David A, Ross BMB. 1999. Vitamin A and other micronutrients: Biologic interactions and integrated interventions. Report of the xix international vitamin A consultative group meeting. durban, South Africa.
Sachdeva B, Kaushik R, Arora S and Indumathi KP, 2015. Impact of fortification with iron salts and vitamin A on the physicochemical properties of laboratory‐pasteurised toned milk and bioaccessibility of the added nutrients. International journal of dairy technology 68(2): 253260.
Shah NP, Ding MJ, Fallourd MJ and Leyer G, 2010. Improving the stability of probiotic bacteria in model fruit juices using vitamins and antioxidants. Journal of Food Science 75(5): 278282.
Sharifi S, Karim GM and Pourahmad R, 2016. Possibility of the production of probiotic chocolate yogurtJournal of Applied Microbiology In Food Industry 4(2): 6778.
Shilpi A and Kumar P. 2013. Effect of Yoghurt Cultures and Probiotic Cultures on Physicochemical and Sensory Properties of Mango Soy Fortified Probiotic Yoghurt (Msfpy). Food Processing & Technology 4(6):18.
Sgorbati B, Biavati B, Palenzona D, Wood B, and Holzapfel WHHD. 1995. The genus bifidobacterium, in the lacic acid bacteria, the genera of lactic acid bacteria, chapter 8, Blackie Academic London, 279306.
Tarrega A and Costell E, 2007. Colour and consistency of semisolid dairy desserts: Instrumental and sensory measurements. Journal of Food Engineering 78: 655–661.
Whited LJ, Hammond KBH, Chapman KW and Boor KJ, 2002. Vitamin A degradation and light oxidized flavor defects in milk. Journal of Dairy Science 85: 351354.