كاربرد میكروارگانیزم‌ها در تهیه مواد لبنی
كاربرد میكروارگانیزم‌ها در تهیه مواد لبنی
مقدمه:
شیرامولوسیون پیچیده‌ای از پروتئین، چربی، قند و مواد معدنی است. شیرگاو تقریباً 87% آب، 5/3% پروتئین، 5/3% چربی و 5% لاكتوز دارد كه البته در صد آب و چربی از شیر یك گاو به شیر گاو دیگر متفاوت است. محصولات بدست آمده از تخمیر شیر، مزه‌های متفاوتی دارند و به علت داشتن آب كمتر نسبت به شیر، مقاومتشان در برابر عوامل فساد غذایی بیشتر است. تخمیر شیر در شرایط دمایی مناسب صورت می‌گیرد و بسته به نوع مخمر، نوع شیر و شرایط فرایند محصولات متفاوت تولید می‌شود. ارگانیزم‌های عمده‌ای كه شیر را به محصولات لبنی فرعی تبدیل می‌كنند، شامل لاكتوبا سیلوس‌ها و استرپتوكوكها هستند.
استرپتوكوكهای لاكتیك دارای آنتی‌ژنهای گروه N هستند و از مهمترین آنها استرپتوكوكوس لاكتیس، استرپتوكوكوس كرو موریس و استرپتوكوكوس ترموفیلوس را میتوان نام برد.
استرپتوكوكوس لاكتیس متشكل از یك یا دو زنجیره بلند یا كوتاه یا سلولهای بیضی شكل است. استرپتوكوكوس لاكتیس در 28 به سرعت در شیر رشد و آن را ترش می‌كند. متوقف شدن با كتریهای گرم مثبت در شیر به وجود یك آنتی بیوتیك قوی به نام نیسین ( توسط برخی گونههای استرپتوكوكوس لاكتیس تولید می‌شود) بستگی دارد.
گونههای لاكتو باسیلوس، مهمترین باكتریهای خانواده لاكتو با سیلوس محسوب می‌شوند. لاكتو با سیل‌ها (میله‌ای شكل، باریك، دراز، گرم مثبت و بدون اسپور) معمولاً به صورت رشته‌هایی مركب از سلولهای موازی زنجیره‌ای یا تك تك هستند. لاكتو با سیل‌ها در مواد غذایی و فراورده‌های لبنی به وفور یافت می‌شوند. بیشتر گونه‌ها جور تخمیر (هوموفرمانتاتیو) وعده‌ای مانند لاكتو باسیلوس فرمنتم و لاكتوباسیلوس پاستوریا نوس ناجور تخمیر (هتروفرمانتاتیو) هستند. بسیاری از گونههای موجود در شیر پاستوریزه مانند لاكتوباسیلوس برنیس، لاكتو با سیلوس لاكتیس و لاكتو با سیلوس فرمنتم، مقاوم به اسید و ترمودیوریك (تحمل كننده گرما) هستند و در تهیه فراورده‌های لبنی ایفای نقش می‌كنند.
البته باید در نظر داشت كه در فرایند تولید هر یك از این فراورده‌ها، میكروارگانیزم‌های متنوع دیگری از جمله كورینه با كتریوم‌ها و میكروكوكوس‌ها، مخمرها و قارچ‌ها و غیره نیز نقش دارند، كه در اینجا به بررسی آنها می‌پردازیم.
نقش میكروارگانیزم‌ها در مراحل رسیدن پنیر:
پنیر فرآورده‌ای است كه در نتیجه انعقاد شیرگاو، گوسفند، بز، گاومیش و یا مخلوطی از دو یا چند نوع از آنها و یا از whey (آب پنیر) بدست می‌آید. شیر مورد استفاده با یكی از روشهای متداول پاستوریزه می‌شود و به كمك مایه پنیر و با استفاده از باكتریهای آغازگر مجاز، منعقد می‌شود. پس از جدا نمودن آب پنیر (whey)، لخته در آب نمك نگهداری می‌شودو بعد از طی مراحل رسیدن آماده مصرف می‌گردد. غلاوه بر این، بر طبق استاندارد فرانسه، پنیر دارای این خصوصیات است:
1- پنیر می‌تواند فرآورده‌ای تخمیری یا غیرتخمیری باشد.
2- پنیر باید ار انعقاد شیر كامل یا شیر بی‌چربی و یا مخلوطی از آنها بدست آید.
3- این فراورده‌ها باید بعد از انعقاد آبگیری شوند.
4- در100 گرم پنیر باید حداقل 23 گرم ماده خشك وجود داشته باشد.
با توجه به این نكات پنیر فراوده‌ای صرفاً تخمیری نیست و فرایند تولید آن از دو مرحله آنزیمی و تخمیری تشكیل می‌شود. در اینجا نقش میكروارگانیزم‌ها در هر یك از مراحل بررسی می‌شود.
Whey چیست؟
Whey یك مایع متمایل به زرد است كه در هنگام تولید محصولات لبنی تولید می‌شود. هنگامیكه كازئین (پروتئین حساس به اسید) حلالیتش كم می‌شود و منعقد می‌گردد، آب (whey) خارج می‌شود.
Whey بطور عمده از آب تشكیل شده است ولی حاوی مقدار كمی لاكتوز و مواد معدنی و پروتئین‌های غیرحساس به اسید (پروتئین‌های whey) می‌باشد.
در مدت تولید پنیر مقادیر زیادی whey تولید می‌شود. Whey محیط خوبی برای باكتریها می‌باشد چون دارای قند و پروتئین است و میزان اكسیژن بالایی دارد.
مراحل فرایند تولید پنیر:
این مراحل عبارتند از:
1- انعقاد 2- آبگیری 3- نمك‌زنی 4- رسیدن پنیر
رسیدن پنیر:
رسیدن پنیر به مفهوم تبدیل بیوشیمیایی تركیبات لخته به وسیله آنزیم است. رسیدن پنیر یكی از پیچیده‌ترین پدیده‌های بیوشیمیایی است كه با هضم آنزیمی تركیبات بنیادی لخته همراه است. سوبستراهای اصلی عبارتند از: كازئین، ماده چرب و بیش از همه جابه‌جایی تركیبات محلول. فلورهای میكروبی لخته (كه به مقدار قابل توجهی وجود دارند) به طور مرتب در طول زمان تغییر می‌كنند و موجب تغییر خصوصیات بیوشیمیایی می‌شوند. این تغییرها به لخته مشخصات جدیدی می‌بخشند و آنرا از حالت سفت و بدون طعم و مزه به لخته‌ای با عطر، طعم، بافت و رنگ مشخص تبدیل می‌كنند. میكروارگانیزم‌ها در رسیدن پنیر نقش عمده‌ای دارند. بنابراین، شناخت عوامل موثر در فعالیت آنها حائز اهمیت است. عوامل زیر در رسیدن پنیر نقش عمده‌ای را ایفا می‌كنند:
الف) تهویه: تهویه امكان تامین اكسیژن مورد نیاز میكروبهای سطحی را فراهم می‌كند.
ب) تاثیر آب یا رطوبت لخته: میكروارگانیزم‌هادر محیط مرطوب بهتر رشد می‌كنند. دلمه‌های مرطوب سریعتر و دلمه‌های خشك دیرتر مراحل رسیدن را طی می‌كنند. در اینجا، منظور از آب، مقدار آب آزاد مورد استفاده میكروارگانیزم‌ها است. بنابراین فرایند رسیدن پنیر با وجود رطوبت بیشتر تسهیل می‌گردد.
ج) دما: دمای محیط عاملی است كه رشد میكروارگانیزم‌ها و نیز سرعت واكنشهای شیمیایی لخته را تنظیم می‌كند. میزان پیشرفت واكنشهای شیمیایی در دمای كم كاهش می‌یابد. پنیری كه در دمای c4 به آهستگی می‌رسد همان عطر و طعم پنیر رسیده در دمای c15 را ندارد. از طرف دیگر، در مقادیر دمایی زیاد طعم نامطلوب بیشتر دیده می‌شود. در برخی موارد، به منظور دستیابی به كیفیت مطلوب، شرایط دمایی دوران رسیدن را تغییر می‌دهند. به عنوان مثال، برای رشد باكتریهای لاكتیك و بروز بعضی از واكنشهای حدواسط در لخته در مرحله اول، پنیر در دمای كم نگهداری می‌شود. در مرحله بعد، به منظور رشد باكتریهای پروپیونیك و ایجاد طعم مطلوب و پیدایش سوراخهای چشمی در لخته، میزان دما را افزایش می‌دهند. نگهداری مداوم پنیر در دمای كم باعث ایجاد طعم نامطلوب در آن خواهد شد. همچنین در این روند اسید سوكسینیك، اسید لاكتیك همراه با اسید پروپیونیك تولید شده و به پیدایش طعم مطلوب در پنیر كمك می‌كنند.
د) pH : pH محیط عامل موثری در تكثیر و فعالیت بیوشیمیایی میكروارگانیزم‌ها است. pH در پنیرهای اسیدی از 9-7/4 و در پنیر كپكی از 7- 9/4 تغییر می‌كند.
عوامل موثر در رسیدن پنیر:
چندین دسته آنزیم با منشا متفاوت در ایجاد لخته موثرند، بقایای آنزیم‌های مایه پنیر، پروتئازهای طبیعی شیر، پروتئازهای میكروبی حاصل از باكتریهای لاكتیك، بعضی از قارچ‌ها، مخمرها و پروتئازهای حاصل از فلورهای ثانویه در رسیدن پنیر دخالت دارند. به طور كلی مهمترین عوامل موثر در رسیدن پنیر عبارتند از:
1- پروتئازهای طبیعی شیر
الف) پروتئازهای قلیایی (پلاسمین)
ب) پروتئازهای اسیدی
2- مایه پنیر
3- میكروارگانیزم‌ها و آنزیم‌های آنها
4- آنزیم‌های تجزیه كننده اسیدهای آمینه
پروتئولیز:
الف) مكانیزم عمومی تجزیه پروتئین‌ها:
پروتئولیز به دلیل تاثیری كه روی بافت و عطر و طعم پنیر دارد، مهمترین پدیده در فرایند رسیدن پنیر است. پروتئولیز تجزیه تدریجی پروتئین‌ها است كه تحت اثر آنزیم‌هایی چون آندوپپتیدازها، كربوكسی پپتیدازها و آمینوپپتیدازها انجام می‌شود.
ب) مكانیزم عمومی تجزیه اسیدهای آمینه:
واكنش كربوكسیلاسیون تریپتوفان، فنیل آلانین یا تیروزین در میكروكوكها شناسایی شده و واكنش كربوكسیلاسیون لیزین، لوسین یا اسید گلوتامیك در مقادیر pH بین 7-5 در بهره وری باكتریوم مشخص شده است. آنزیم دكربوكسیلاز در استرپتوكوكهای گروه D نیز وجود دارد. آنزیم‌های مسئول ترنس آمیناسیون در باكتریهای گروه N و بعضی استرپتوكوكهای گروه D و میكروكوكها شناسایی شده‌اند. استرپتوكوكهای گروه D، بره وی باكتریوم لنینس، قارچ‌های ژئوتریكوم كاندیدوم دارای آنزیم در آمیناز هستند.
جهت دریافت فایل كاربرد میكروارگانیزم‌ها در تهیه مواد لبنی لطفا آن را خریداری نمایید