بررسی و تست ترکیبات اصلی شیر(پروتئین،چربی،لاکتوز،ماده خشک،چگالی،کازئین)

مقدمه

در این مقاله به بررسی و تست ترکیبات اصلی شیر، از جمله چربی، پروتئین، لاکتوز، چگالی، ماده خشک و کازئین پرداخته می‌شود.
شیر و محصولات لبنی نقش بسیار مهمی در تغذیه و صنایع غذایی ایفا می‌کنند. این محصولات منبع غنی از مواد مغذی هستند و در رژیم غذایی بسیاری از مردم جهان جایگاه ویژه‌ای دارند.

بررسی ترکیبات شیر و اهمیت آن

• چربی‌های موجود در شیر:

 چربی یکی از مهم‌ترین اجزای شیر است که به طعم، بافت و ارزش انرژی‌زایی آن کمک می‌کند. میزان چربی در شیر بسته به نوع حیوان، نژاد و تغذیه آن متفاوت است. چربی شیر معمولاً به صورت گلبول‌های چربی درون فاز آبی پراکنده شده و شامل تری‌گلیسریدها، فسفولیپیدها و کلسترول است. چربی‌های شیر نقش کلیدی در تولید کره، خامه و سایر محصولات لبنی ایفا می‌کنند.
اهمیت: چربی‌های شیر نه تنها به عنوان منبع انرژی بلکه به عنوان حامل ویتامین‌های محلول در چربی (A، D، E و K) نقش حیاتی دارند. همچنین، طعم‌دهندگی و بافت‌سازی چربی‌ها در محصولات لبنی غیرقابل جایگزین است. علاوه بر این، وجود چربی‌های مفید در رژیم غذایی به بهبود عملکرد مغز و سیستم عصبی کمک می‌کند.

• پروتئین‌های شیر:

پروتئین‌های شیر به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

1. کازئین: پروتئین اصلی شیر است که حدود 80 درصد از کل پروتئین‌های آن را تشکیل می‌دهد. کازئین در تولید پنیر و ماست نقش کلیدی دارد و منبعی غنی از آمین اسیدهای ضروری است.
2. پروتئین‌های آب‌پنیر (وی پروتئین): این دسته شامل لاکتالبومین و لاکتوگلوبولین است و حدود 20 درصد پروتئین شیر را تشکیل می‌دهد. این پروتئین‌ها به دلیل ارزش تغذیه‌ای بالا در مکمل‌های غذایی و محصولات ورزشی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
   اهمیت: پروتئین‌های شیر به دلیل تأمین آمینواسیدهای ضروری برای رشد، بازسازی و عملکرد سلولی بدن حیاتی هستند. همچنین در حفظ سلامت عضلات، سیستم ایمنی و بازسازی بافت‌ها نقش دارند. وجود این پروتئین‌ها در رژیم غذایی، به خصوص برای کودکان، ورزشکاران و افراد مسن ضروری است.

• لاکتوز:

لاکتوز یا قند شیر، یک دی‌ساکارید است که از گلوکز و گالاکتوز تشکیل شده است. این قند منبع اصلی انرژی در شیر است و به رشد باکتری‌های مفید در روده کمک می‌کند. برخی افراد به دلیل کمبود آنزیم لاکتاز دچار عدم تحمل لاکتوز می‌شوند که این موضوع می‌تواند مصرف محصولات لبنی را محدود کند.
اهمیت: لاکتوز نه تنها به عنوان منبع انرژی عمل می‌کند، بلکه در تنظیم تعادل فلور میکروبی روده و بهبود گوارش نقش دارد. همچنین، لاکتوز در فرآوری محصولات لبنی مانند ماست تأثیر مثبتی دارد و به افزایش جذب کلسیم و مواد معدنی کمک می‌کند.

• چگالی شیر:

چگالی شیر به طور متوسط حدود 1.028 تا 1.035 گرم بر میلی‌لیتر است و تحت تأثیر ترکیبات مختلف آن، به ویژه چربی و ماده خشک، تغییر می‌کند. اندازه‌گیری چگالی یکی از روش‌های ساده برای تعیین کیفیت و خلوص شیر در صنایع لبنی است.
اهمیت: چگالی به عنوان یک شاخص سریع برای تشخیص تقلبات احتمالی در شیر (مانند اضافه کردن آب) و ارزیابی کیفیت آن در صنعت لبنیات استفاده می‌شود. حفظ چگالی استاندارد در محصولات لبنی تضمین‌کننده کیفیت و سلامت مصرف‌کننده است.

•  ماده خشک:

ماده خشک به تمام ترکیبات جامد موجود در شیر شامل پروتئین، چربی، قندها و مواد معدنی اطلاق می‌شود. این شاخص برای تعیین ارزش تغذیه‌ای و کیفیت شیر بسیار مهم است. میزان ماده خشک معمولاً بین 12 تا 15 درصد در شیر خام طبیعی متغیر است.
اهمیت: میزان ماده خشک مستقیماً با ارزش تغذیه‌ای شیر و کارایی آن در تولید محصولات متنوع مانند پنیر، ماست و شیرخشک ارتباط دارد. افزایش ماده خشک باعث افزایش بازدهی اقتصادی در فرآیند تولید محصولات لبنی می‌شود.

• کازئین:

کازئین یکی از مهم‌ترین اجزای پروتئین‌های شیر است که به شکل میسل‌های کازئین در شیر یافت می‌شود. این ساختار به پایداری شیر کمک کرده و در فرآیند تولید محصولات تخمیری و پنیر نقش اساسی دارد. کازئین همچنین به دلیل خواص امولسیون‌کنندگی و تشکیل ژل در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اهمیت: کازئین نه تنها در صنایع غذایی برای تولید محصولات تخمیری و پنیر اهمیت دارد، بلکه به عنوان منبع پروتئین با هضم آهسته، در رژیم‌های غذایی و مکمل‌ها برای تأمین انرژی پایدار استفاده می‌شود. همچنین، کازئین به بهبود بافت و طعم محصولات لبنی کمک می‌کند.

روش‌های مرسوم برای اندازه‌گیری ترکیبات شیر

• چربی

1. روش گِربر: این روش کلاسیک از اسید سولفوریک و الکل آمیلیک برای جدا کردن چربی استفاده می‌کند و درصد چربی با استفاده از سانتریفیوژ محاسبه می‌شود.
2. روش رزونانس مغناطیسی هسته: این روش پیشرفته‌تر و غیرمخرب برای تعیین مقدار چربی شیر و سایر ترکیبات آن استفاده می‌شود.

• پروتئین

1. روش کِلدال: این روش استاندارد برای اندازه‌گیری محتوای نیتروژن شیر است که به طور غیرمستقیم مقدار پروتئین را تخمین می‌زند.
2. طیف‌سنجی مادون قرمز:این روش سریع و دقیق، برای تعیین ترکیبات پروتئینی شیر به کار می‌رود.

• لاکتوز

1. روش پلاریمتری: این روش میزان لاکتوز را از طریق چرخش نوری محلول شیر تعیین می‌کند.
2. کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا: روشی دقیق برای تعیین کمی لاکتوز و سایر قندها در شیر

• چگالی 

1. لاکتومتر: ابزاری ساده و مرسوم برای اندازه‌گیری چگالی شیر
2. پیکنومتر: این دستگاه در آزمایشگاه‌ها برای اندازه‌گیری دقیق‌تر چگالی شیر استفاده می‌شود.

• ماده خشک

1. خشک کردن در آون: در این روش نمونه شیر در دمای مشخصی خشک شده و ماده خشک باقی‌مانده وزن می‌شود.
2. روش مادون قرمز: این روش سریع و بدون نیاز به تخریب نمونه برای اندازه‌گیری ماده خشک شیر استفاده می‌شود.

• کازئین

1. رسوب کازئین با اسید: در این روش از اسید برای رسوب دادن کازئین استفاده می‌شود و سپس مقدار آن تعیین می‌گردد.
2. روش طیف‌سنجی: برای اندازه‌گیری دقیق کازئین با استفاده از طیف‌سنجی جذب یا انتشار نور استفاده می‌شود.

استاندارد های اندازه‌ گیری ترکیبات شیر

• ISO 2446: اندازه‌گیری چربی شیر با روش گربر
• IDF 105: استاندارد بین‌المللی برای اندازه‌گیری چربی در شیر با استفاده از روش رزونانس مغناطیسی هسته (NMR)
• ISO 8968: تعیین محتوای نیتروژن و پروتئین در شیر با استفاده از روش کلدال
• IDF 20: اندازه‌گیری پروتئین شیر با روش مادون قرمز
• ISO 22662: تعیین لاکتوز و گالاکتوز در شیر و محصولات لبنی با استفاده از روش HPLC.
• IDF 198: استاندارد برای اندازه‌گیری لاکتوز به روش آنزیمی
• ISO 12123: استاندارد تعیین چگالی شیر با استفاده از لاکتومتر
• ISO 6731: اندازه‌گیری ماده خشک شیر با استفاده از روش خشک کردن در آون.
• IDF 021: استاندارد اندازه‌گیری ماده خشک شیر با روش مادون قرمز
• ISO 17997: اندازه‌گیری کازئین در شیر با استفاده از روش رسوب اسیدی
• IDF 029: استاندارد تعیین مقدار کازئین در محصولات لبنی

دستگاه  طیف سنج InfraLUM FT-12 ،FT-NIR برند LUMEX

دستگاه  طیف سنج InfraLUM FT-12 ،FT-NIR برند Lumex یک طیف‌سنج پیشرفته مبتنی بر طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک (FT-NIR) است که برای تجزیه و تحلیل سریع و غیرمخرب نمونه‌های مختلف به‌کار می‌رود. این دستگاه در صنایع غذایی، لبنیات، کشاورزی و داروسازی برای اندازه‌گیری ترکیبات شیمیایی مانند چربی، پروتئین، لاکتوز، ماده خشک و مواد معدنی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌ها:

• دقت بالا: استفاده از فناوری FT-NIR برای اندازه‌گیری کمی و کیفی ترکیبات مختلف.
• سرعت تحلیل: نتایج در چند ثانیه بدون نیاز به آماده‌سازی نمونه ارائه می‌شود.
• کاربرد گسترده: مناسب برای تحلیل نمونه‌های مایع، جامد یا پودری.
• سهولت استفاده: رابط کاربری آسان و نرم‌افزار پیشرفته برای پردازش داده‌ها.

این دستگاه به دلیل دقت و سرعت بالا، گزینه‌ای ایده‌آل برای آزمایشگاه‌ها و خطوط تولید صنایع لبنی است.

آرتین آزما مهر

شرکت آرتین آزما مهر یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه عرضه تجهیزات آزمایشگاهی و محصولات شیمیایی در ایران است.
این شرکت با هدف ارتقای کیفیت خدمات علمی و پژوهشی، نماینده انحصاری دستگاه‌های FT-NIR از برند LUMEX در ایران می‌باشد.

این دستگاه قادر است با دقت بالا ترکیبات مختلف را در صنایع مختلف مانند داروسازی، کشاورزی، مواد غذایی، پتروشیمی و محیط‌زیست تجزیه و تحلیل کند.

دستگاه طیف سنج InfraLUM FT-12 ،FT-NIR برند Lumex دارای سیستم‌های پیشرفته‌ای است که امکان اندازه‌گیری سریع و دقیق مواد مختلف را در شرایط مختلف فراهم می‌کند. همچنین این دستگاه با قابلیت‌های بالای خود، امکان کاهش هزینه‌های آزمایشگاهی و افزایش بهره‌وری را برای کاربران فراهم می‌آورد.

شرکت آرتین آزما مهر به‌عنوان نماینده انحصاری این دستگاه در ایران، خدمات فروش و نصب، راه‌اندازی، آموزش و پشتیبانی فنی محصولات را به مشتریان خود ارائه می‌دهد تا به آن‌ها در بهره‌برداری بهینه از این تکنولوژی پیشرفته کمک کند.

نتیجه گیری

شیر به عنوان یکی از منابع اصلی تغذیه و مواد اولیه صنایع غذایی، ترکیبات متنوع و با ارزشی نظیر چربی، پروتئین، لاکتوز، ماده خشک و کازئین را در بر دارد که هر یک نقش مهمی در تغذیه انسان و تولید محصولات لبنی ایفا می‌کنند. بررسی دقیق این ترکیبات نه تنها برای تضمین کیفیت و ایمنی محصولات لبنی ضروری است، بلکه در بهبود فرآیندهای صنعتی و ارتقای ارزش تغذیه‌ای آن‌ها نیز اهمیت دارد.
روش‌های اندازه‌گیری ترکیبات شیر، از روش‌های کلاسیک مانند گربر و کلدال تا فناوری‌های پیشرفته نظیر FT-NIR تحلیل دقیق و سریع را فراهم کرده‌اند. استفاده از دستگاه‌های پیشرفته‌ای چون دستگاه طیف سنج InfraLUM FT-12 ،FT-NIR برند Lumex، به عنوان ابزاری کارآمد و غیرمخرب، می‌تواند تحولی چشمگیر در آنالیز ترکیبات شیر ایجاد کند و بهره‌وری صنایع لبنی را افزایش دهد.
در نهایت، آگاهی از استانداردها و روش‌های دقیق اندازه‌گیری ترکیبات شیر می‌تواند گامی موثر در جهت بهبود کیفیت محصولات لبنی و پاسخگویی به نیازهای مصرف‌کنندگان باشد. همکاری با شرکت‌هایی نظیر آرتین آزما مهر که خدمات پیشرفته‌ای در زمینه عرضه تجهیزات آزمایشگاهی ارائه می‌دهند، می‌تواند نیازهای صنایع لبنی را به بهترین نحو برطرف کند و به ارتقای سطح علمی و صنعتی کشور کمک کند.