Optimization of low-calorie sweet cream formulation via response surface methodology

بهينه‌ سازي فرمولاسيون خامه شيرين كم‌كالري با استفاده از روش سطح پاسخ

در اين تحقيق، تأثير استويا (4-0-0 درصد وزني) به‌عنوان جايگزين ساكارز، كنسانتره پروتئيني شير (4-0 درصد وزني) و نشاسته اصلاح‌شده ذرت مومي (3-0 درصد وزني) به‌عنوان جايگزين‌هاي چربي بر روي خصوصيات فيزيكوشيميايي و حسي خامه 15 درصد چربي با استفاده از طرح مركب مركزي چرخش‌پذير بررسي شد. براي بهينه‌سازي فرمولاسيون خامه كم‌كالري از روش سطح پاسخ استفاده شد. نتايج نشان داد كه افزايش جايگزيني ساكارز با استويا و غلظت كنسانتره پروتئيني شير موجب افزايش اسيديته خامه شد، در حالي‌كه pH كاهش يافت. با افزايش جايگزيني ساكارز با استويا در خامه، سفتي بافت، ويسكوزيته ظاهري و قوام كاهش يافت، در حالي‌كه افزايش غلظت كنسانتره پروتئيني شير و نشاسته اصلاح‌شده منجر به افزايش فاكتورهاي ذكر شده گرديد. بر اساس بهينه‌سازي چند پاسخ، سطوح بهينه براي استويا 0.034 درصد، كنسانتره پروتئيني شير 1.64 درصد و نشاسته اصلاح‌شده 2/30 درصد تعيين و مقادير اسيديته 0.15% بر مبناي اسيدلاكتيك، pH 6/5، سفتي بافتN 1/4، ويسكوزيته ظاهري mPa.s 3/28730 و قوام 0.52 cm/30 s پيش‌بيني شدند. ارزش كالري خامه فرموله شده 44.46% درصد كمتر از نمونه شاهد (حاوي 30 درصد چربي و 12 درصد ساكاروز) بود. خامه فرموله شده از نظر پذيرش كلي اختلاف معني داري با شاهد نداشته و در عين حال امتياز بالاتري از نظر مزه و حالت خامه اي داشت.

In this study, the effect of stevia (0-0.04 g/100g) as a sucrose replacer, milk protein concentrate (mpc) (0-4 g/100g), and modified waxy corn starch (0-3 g/100g) as fat replacers on the physico-chemical and sensory characteristics of 15% fat cream were analyzed using a central composite rotatable design. Response surface methodology was used for optimization of low calorie cream formulation. Results showed that an increase in sucrose substitution with stevia and mpc concentration was followed by an increase in cream acidity, while pH decreased. Increasing sucrose substitution with stevia in cream decreased firmness, apparent viscosity and consistency, whereas increasing concentration of milk protein concentrate and modified starch increased the cream firmness, apparent viscosity and consistency. However, according to multiple response optimization, the optimum levels of 0.034 g/100g stevia, 1.64 g/100g mpc and 2.30 g/100g modified starch predicted acidity 0.15% acid lactic, pH 6.5, firmness 1.4 N, apparent viscosity 28730.3 mPa.s and consistency 0.52 cm/30 s. The calorie value of formulated cream was 46.44% less than the control sample (cream with 30% fat and 12% sucrose), and no significant difference in total acceptance between them was found, while formulated cream had higher score for taste and creamy state.