The utilization of whey in some cereal products and its effect on quality properties

Abstract

Aims: The aim of this study was to investigate the possibilities of using whey, by-product of the cheese industry which is rich in lactose, mineral substances, vitamins and proteins with high biological availability, in cereal products such as cookie and noodle.

Methods and Results: In this study, cookies and noodles were produced by using whey instead of water in their formulations. Physical, sensorial and textural analyses were applied to the control samples and whey supplemented products. According to the results, it has been determined that the spread ratio and lightness values significantly increased in the whey added cookies (P <0.05). On the other hand, the textural and sensorial properties of cookie and noodle samples were not substantially influenced by whey. Using of whey caused a significant increase on cooking loss (P <0.05); however, water absorption, volume increase and cooking time were not remarkably affected from the addition of whey.

Conclusions: The results of this study have shown that the utilization of whey in the formulation of cookie and noodle did not detrimentally affect the quality of them and whey can be used successfully for production of cereal products such as cookies and noodles.

Significance and Impact of the Study: It has been demonstrated that whey, which is a by-product of cheese manufacturing, can be utilized in the development of cereal products without the need of advanced techniques (such as filtration, evaporation, ion exchange) that require high investment and operating costs. Thus, it is thought that evaluating this by-product instead of removing as waste was considered, and both economic losses and environmental problems can be minimized. In addition, high value added product can be provided to the food industry with present and similar studies.

Keywords

• Whey
• cookie
• noodle
• physical and textural properties
• sensory attribution

Peynir altı suyunun bazı tahıl ürünlerinde kullanımı ve kalite özellikleri üzerine etkisi

Öz

Amaç: Süt endüstrisinin laktoz, mineral maddeler, vitaminler ve biyolojik yararlılığı yüksek proteinlerce zengin bir yan ürünü olan peynir altı suyunun (PAS) bisküvi ve erişte ürünlerinde kullanım olanaklarının araştırılması amaçlanmıştır. 

Yöntem ve Bulgular: Çalışmada, formülasyonlarında su yerine PAS kullanılarak bisküvi ve erişte üretimleri gerçekleştirilmiştir. Kontrol grubu örnekler ve PAS ilave edilerek üretilen ürünlere fiziksel, duyusal ve tekstürel analizler uygulanmıştır. Buna göre, PAS kullanımının bisküvilerde yayılma oranını ve parlaklık değerini önemli düzeyde arttırdığı (P <0.05) tespit edilmiştir. Diğer taraftan, bisküvi ve erişte örneklerinin tekstürel ve duyusal özellikleri üzerinde ise PAS ilavesinin önemli bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Erişte örneklerinin pişme kalitesi değerlendirildiğinde, PAS kullanımının suya geçen madde miktarını arttırdığı (P <0.05) ancak su absorpsiyonu, hacim artışı ve pişme süresi üzerine önemli bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. 

Genel Yorum: Formülasyonda su yerine PAS kullanımının bisküvi ve erişte kalitesini olumsuz yönde etkilemediği ve PAS’ın bisküvi ve erişte ürünlerinin üretiminde başarılı bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. 

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Bu çalışma ile, peynir yapımı sırasında ortaya çıkan PAS’ın, yüksek yatırım ve işletim maliyeti gerektiren ileri tekniklere (filtrasyon, evaporasyon, iyon değişim gibi) ihtiyaç duyulmaksızın, tahıl ürünlerinin üretiminde kullanılabileceği ortaya konmuştur. Böylece atık durumuna düşen bu ürünün değerlendirilerek hem ekonomik kayıpların engelleneceği hem de çevresel sorunların azaltılabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, bu ve buna benzer çalışmalarla gıda endüstrisine yüksek katma değer sağlanabilecektir.

Anahtar Kelimeler

• Peynir altı suyu
• bisküvi
• erişte
• fiziksel ve tekstürel özellikler
• duyusal özellikler

Kaynakça

1. AACCI (2000) American Association of Cereal Chemists, approved methods of the AACC International, 10th ed. Methods: 10.54, 44.19, 08.01, 46.13 and 30.25. St. Paul, MN, USA.
2. AOAC (1995) Official Methods of Analysis. Vol. II., 16th ed. AOAC International, Arlington, VA.
3. AOAC (2003) Official Methods of Analysis. AOAC International, Washington, DC.
4. Akillioglu HG, Yalcin E (2010) Some quality characteristics and nutritional properties of traditional egg pasta (erişte). Food Sci. Biotechnol. 19(2): 417-424.
5. Akpınar A, Yerlikaya O, Akan E, Uysal HR (2018) Peyniraltı suyu ve Türkiye’de değerlendirilmesi. e-TRALLEIS, 3(2): 104-112.
6. Aktaş K (2012) Sütçülük yan ürünleri ve β-glukan ilavesi ile eriştenin besinsel özelliklerinin artırılması üzerine bir araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üni., Fen Bil. Ens., Gıda Mühendisliği ABD, 101 s.
7. Akyüz N (1979) Süt endüstrisinde yan ürünlerin değerlendirilmesi ve önemi. Atatürk Üni. Zir. Fak. Derg. 10(1-2):207-216.
8. Anonim (2019) Türkiye İstatistik Kurumu Süt ve Süt Ürünleri Üretim Miktarı İstatistikleri. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?locale=tr. (Erişim Tarihi: 27.04.2020)

9. Baskaran D, Muthu Pandian K, Gnanalaksshmi KS, Pugazenthmi TR, Jothylingam S, Ayyadurai K (2011) Physical proporties of noodles enriched with whey protein concentrate and skim milk powder. J Stored Prod. Postharvest Res. 2(6): 127-130.
10. Bhattacharya M, Zee SY, Corke H (1999) Physicochemical properties related to quality of rice noodles. Cereal Chem. 76(6): 861-867.
11. Bourne MC (1990) Basic principles of food texture measurement, In: Dough Rheology and Baked Product Texture (Eds. Faridi H, Faubion JM), AVI Van Nostrand Reinhold, New York, p. 331.
12. Cansız Z, Candal Uslu C, Mutlu C, Arslan Tontul S, Ercan R, Erbaş M (2020) Farklı oranlarda peynir altı suyu kullanımının beyaz ve tam buğday unlarından üretilen ekmeklerin bazı özellikleri üzerine etkisi. Gıda 45(1): 125-138.
13. Demir B (2008) Nohut ununun geleneksel erişte ve kuskus üretiminde kullanım imkanları üzerine bir araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üni., Fen Bil. Ens., Konya, 77 s.
14. Demir K, Elgün A, Argun MŞ (2009) Sütçülük yan ürünlerinden, peynir altı, yayık altı ve süzme yoğurt suları katkılarının bazı ekmek özelliklerine etkileri üzerine bir araştırma. Gıda, 34 (2): 99-106.
15. Dinçoğlu AH, Ardıç M (2012) Peynir altı suyunun beslenmemizdeki önemi ve kullanım olanakları Harran Üni. Vet. Fak. Derg. 1(1): 54-60.
16. D’Egidio MG, De Stefanis E, Fortini S, Galterio G, Nardi S, Sgrulletta D, Bozzini A (1982) Standardization of cooking quality analysis in macaroni and pasta products. Cereal Foods World, 27, 367–368.
17. Díaz-Ramírez M, Calderón-Domínguez G, García-Garibay M, Jiménez-Guzmán J, Villanueva-Carvajal A, Salgado-Cruz MP, Arizmendi-Cotero D, Moral-Ramírez ED (2016) Effect of whey protein isolate addition on physical, structural and sensory properties of sponge cake. Food Hydrocolloids, 61: 633-639.
18. Ertugay Z, Elgün A, Koca F (1987) Peyniraltı suyu ve tozunun hamur ve ekmek özelliklerine etkisi üzerinde bir araştırma. Gıda 12(3): 167-173.
19. Gani A, Broadway A, Ahmad M, Ashwar BA, Wani AA, Wani SM, Masoodi FA, Khatkar BS (2015) Effect of whey and casein protein hydrolysates on rheological, textural and sensory properties of cookies. J Food Sci. Tech. 52(9):5718–5726.
20. Gökalp HY, Zorba Ö, Çağlar A, Özdemir S (1995) Süt bileşenleri ve süt mamullerinin et ve fırın ürünleri formülasyonlarında kullanılması. Gıda Derg. 20(1): 39-42.
21. Guimarães PM, Teixeira JA, Domingues L (2010) Fermentation of lactose to bio-ethanol by yeasts as part of integrated solutions for the valorisation of cheese whey. Biotech. Adv. 28(3), 375-384.
22. Güler Z (2014) Profiles of organic acid and volatile compounds in acid-type cheeses containing herbs and spices (Surk cheese). Int. J. Food Properties, 17: 1379–1392.
23. Güzeler N, Esmek EE, Kalender M (2017) Peyniraltı suyu ve peyniraltı suyunun içecek sektöründe değerlendirilme olanakları. Çukurova J. Agric. Food Sci. 32(2): 27-36.
24. Hou GG (2010) Laboratory pilot-scale Asian noodle manufacturing and evaluation protocols, In: Asian Noodles: Science, Technology, and Processing. (Ed. Hou GG), John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
25. IDF (1993) Milk determination of nitrogen content. Standard no. 20B. International Dairy Federation, Brussels, Belgium.
26. Karagözlü C, Bayarer M (2004) Peyniraltı suyu proteinlerinin fonksiyonel özellikleri ve sağlık üzerine etkileri. Ege Üni. Zir. Fak. Derg. 41(2): 197-207.
27. Kaur M, Singh V, Kaur R (2017) Effect of partial replacement of wheat flour with varying levels of flaxseed flour on physicochemical, antioxidant and sensory characteristics of cookies. Bioac. Carbohy. Dietary Fibre, 9: 14–20.
28. Kavaz-Yüksel A, Yüksel M, Ürüşan H (2019) Peynir altı suyunun çeşitli özellikleri ve kullanım olanakları. KSU J Eng Sci. 22(3), 114-125.
29. Konar A (1978) Yeni gelişmeler ışığında sütçülük artıklarının değerlendirilmesi ve ekonomik önemi. Gıda Derg. 3(1), 35-46.
30. Koyuncu M, Tunçtürk Y (2014) Sütçülük atık sularının arıtılma gereksinimi. Yüzüncü Yıl Üni. Fen Bil. Ens. Derg. 19 (1-2):88-93.
31. Köksel H, Sivri D, Özboy Ö, Basman A, Karacan H (2000) Hububat Laboratuvarı El Kitabı. 91-100.
32. Kurt A, Gülümser S (1987) Peynir suyu kullanım imkanları. Atatürk Üni. Zir. Fak. Derg. 18(1-4):133-141.
33. Kurt A (1990) Süt Teknolojisi. Atatürk Üniversitesi Yayınları No: 573, Erzurum. 398 s.
34. Marshall K (2004) Therapeutic applications of whey protein. Altern. Med. Rev. 9(2), 136-157.
35. Marques GA, Sao Jose JFB, Silva DA, Silva EMM (2016) Whey protein as a substitute for wheat in the development of no added sugar cookies. LWT - Food Sci. Tech. 67: 118-126.
36. Mete H (2012) Peynir altı suyunun ekmekçilikte değerlendirilmesi ve ekonomik önemi. Tekirdağ S.M.M.M. Odası Sos. Bil. Derg. (1), 1-10.
37. Oh NH, Seib PA, Deyoe CW, Ward AB, Deyoe CW (1985) Noodles. IV. Influence of flour protein, extraction rate, particle size and starch damage on the quality characteristics of dry noodles, Cereal Chem. 62(6): 441-446.
38. Özkaya H, Seçkin R, Ercan R (1984) Bazı makarna çeşitlerinin kimyasal bileşimi ve pişme kalitesi üzerine araştırma. Gıda Derg. 9(3): 133-161.
39. Patel RS, Jayaprakasha HM, Singh S (1991) Recent advances in concent ration and drying of whey. Indian-Dairyman, 4(39), 417-421.
40. Paul S, Kulkarni S, Rao KJ (2016) Effect of Indian cottage cheese (paneer)-whey on rheological and proofing characteristics of multigrain bread dough. J Texture Stud. 47: 142–151.
41. Pérez S, Matta E, Osella C, Torre M, Sánchez HD (2013) Effect of soy flour and whey protein concentrate on cookie color. LWT - Food Sci. Tech. 50: 120-125.
42. Sulieman AA, Zhu KX, Peng W, Hassan HA, Obadi M, Siddeeg A, Zhou HM (2019) Rheological and quality characteristics of composite gluten-free dough and biscuits supplemented with fermented and unfermented Agaricus bisporus polysaccharide flour. Food Chem. 271, 193-203.
43. Tang X, Liu J (2017) A comparative study of partial replacement of wheat flour with whey and soy protein on rheological properties of dough and cookie quality. J Food Quality, p 10.
44. TSE (1995) TS 591 Standard Of White Pickled Cheese. Turkish Standard Institute, Ankara, Turkey.
45. Yalcin S, Basman A (2008) Effects of gelatinisation level, gum and transglutaminase on the quality characteristics of rice noodle. Int. J Food Sci. Tech. 43: 1637–1644.
46. Yamamoto H, Worthington ST, Hou G, Ng P (1996) Rheological properties and baking qualities of selected soft wheats in the United States. Cereal Chem. 73: 215–221.
47. Yerlikaya O, Kınık Ö, Akbulut N (2010) Peyniraltı suyunun fonksiyonel özellikleri ve peyniraltı suyu kullanılarak üretilen yeni nesil süt ürünleri. Gıda Derg. 35(4), 289-296.
48. Zhou J, Liu J, Tang X (2018) Effects of whey and soy protein addition on bread rheological property of wheat flour. J Texture Stud. 49:38–46.