پایان نامه کاربرد میکروارگانیزمها 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% لاکتوز دارد که البته در صد آب و چربی از شیر یک گاو به شیر گاو دیگر متفاوت است. محصولات بدست آمده از تخمیر شیر، مزه‌های متفاوتی دارند و به علت داشتن آب کمتر 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 که شیر را به محصولات لبنی فرعی تبدیل می‌کنند، شامل لاکتوبا سیلوس‌ها و استرپتوکوکها هستند.
استرپتوکوکهای لاکتیک دارای آنتی‌ژنهای گروه N هستند و از مهمترین آنها استرپتوکوکوس لاکتیس، استرپتوکوکوس کرو موریس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس را میتوان نام برد.
استرپتوکوکوس لاکتیس متشکل از یک یا دو زنجیره بلند یا کوتاه یا سلولهای بیضی شکل است. استرپتوکوکوس لاکتیس در 28 به سرعت در شیر رشد و آن را ترش می‌کند. متوقف شدن با کتریهای گرم مثبت در شیر به وجود یک آنتی بیوتیک قوی به نام نیسین ( توسط برخی گونههای استرپتوکوکوس لاکتیس تولید می‌شود) بستگی دارد.
گونههای لاکتو باسیلوس، مهمترین باکتریهای خانواده لاکتو با سیلوس محسوب می‌شوند. لاکتو با سیل‌ها (میله‌ای شکل، باریک، دراز، گرم مثبت و بدون اسپور) معمولاً به صورت رشته‌هایی مرکب از سلولهای موازی زنجیره‌ای یا تک تک هستند. لاکتو با سیل‌ها در مواد غذایی و فراورده‌های لبنی به وفور یافت می‌شوند. بیشتر گونه‌ها جور تخمیر (هوموفرمانتاتیو) وعده‌ای مانند لاکتو باسیلوس فرمنتم و لاکتوباسیلوس پاستوریا نوس ناجور تخمیر (هتروفرمانتاتیو) هستند. بسیاری از گونههای موجود در شیر پاستوریزه مانند لاکتوباسیلوس برنیس، لاکتو با سیلوس لاکتیس و لاکتو با سیلوس فرمنتم، مقاوم به اسید و ترمودیوریک (تحمل کننده گرما) هستند و در تهیه فراورده‌های لبنی ایفای نقش می‌کنند.
البته باید در نظر داشت که در فرایند تولید هر یک از این فراورده‌ها، میکروارگانیزم‌های متنوع دیگری از جمله کورینه با کتریوم‌ها و میکروکوکوس‌ها، مخمرها و قارچ‌ها و غیره نیز نقش دارند، که در اینجا به بررسی آنها می‌پردازیم.
نقش میکروارگانیزمها در مراحل رسیدن پنیر:
پنیر فرآورده‌ای است که 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 یکی از روشهای متداول پاستوریزه می‌شود و به کمک مایه پنیر و با استفاده از باکتریهای آغازگر مجاز، منعقد می‌شود. پس از جدا نمودن آب پنیر (whey)، لخته در آب نمک 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 کامل 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 خشک وجود داشته باشد.
با توجه به این نکات پنیر فراوده‌ای صرفاً تخمیری نیست و فرایند تولید آن از دو مرحله آنزیمی و تخمیری تشکیل می‌شود. در اینجا نقش میکروارگانیزمها در هر یک از مراحل بررسی می‌شود.
Whey چیست؟
Whey یک مایع متمایل به زرد است که در هنگام تولید محصولات لبنی تولید می‌شود. هنگامیکه کازئین (پروتئین حساس به اسید) حلالیتش کم می‌شود و منعقد می‌گردد، آب (whey) خارج می‌شود.
Whey بطور عمده از آب تشکیل شده است ولی حاوی مقدار کمی لاکتوز و مواد معدنی و پروتئین‌های غیرحساس به اسید (پروتئین‌های whey) می‌باشد.
در مدت تولید پنیر مقادیر زیادی whey تولید می‌شود. Whey محیط خوبی برای باکتریها می‌باشد چون دارای قند و پروتئین است و میزان اکسیژن بالایی دارد.
مراحل فرایند تولید پنیر:
این مراحل عبارتند از:
1- انعقاد 2- آبگیری 3- نمک‌زنی 4- رسیدن پنیر
رسیدن پنیر:
رسیدن پنیر به مفهوم تبدیل بیوشیمیایی ترکیبات لخته به وسیله آنزیم است. رسیدن پنیر یکی از پیچیده‌ترین پدیده‌های بیوشیمیایی است که با هضم آنزیمی ترکیبات بنیادی لخته همراه است. سوبستراهای اصلی عبارتند از: کازئین، ماده چرب و بیش از همه جابه‌جایی ترکیبات محلول. فلورهای میکروبی لخته (که به مقدار قابل توجهی وجود دارند) به طور مرتب در طول زمان تغییر می‌کنند 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 می‌کنند. میکروارگانیزمها 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 می‌کنند:
الف) تهویه: تهویه امکان تامین اکسیژن مورد نیاز میکروبهای سطحی را فراهم می‌کند.
ب) تاثیر آب یا رطوبت لخته: میکروارگانیزم‌هادر محیط مرطوب بهتر رشد می‌کنند. دلمه‌های مرطوب سریعتر و دلمه‌های خشک دیرتر مراحل رسیدن را طی می‌کنند. در اینجا، منظور از آب، مقدار آب آزاد مورد استفاده میکروارگانیزمها است. بنابراین فرایند رسیدن پنیر با وجود رطوبت بیشتر تسهیل می‌گردد.
ج) دما: دمای محیط عاملی است که رشد میکروارگانیزمها و نیز سرعت واکنشهای شیمیایی لخته را تنظیم می‌کند. میزان پیشرفت واکنشهای شیمیایی در دمای کم کاهش می‌یابد. پنیری که 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 کیفیت مطلوب، شرایط دمایی دوران رسیدن را تغییر می‌دهند. به عنوان مثال، برای رشد باکتریهای لاکتیک و بروز بعضی از واکنشهای حدواسط در لخته در مرحله اول، پنیر در دمای کم نگهداری می‌شود. در مرحله بعد، به منظور رشد باکتریهای پروپیونیک و ایجاد طعم مطلوب و پیدایش سوراخهای چشمی در لخته، میزان دما را افزایش می‌دهند. نگهداری مداوم پنیر در دمای کم باعث ایجاد طعم نامطلوب در آن خواهد شد. همچنین در این روند اسید سوکسینیک، اسید لاکتیک همراه با اسید پروپیونیک تولید شده و به پیدایش طعم مطلوب در پنیر کمک می‌کنند.
د) pH : pH محیط عامل موثری در تکثیر و فعالیت بیوشیمیایی میکروارگانیزمها است. pH در پنیرهای اسیدی از 9-7/4 و در پنیر کپکی از 7- 9/4 تغییر می‌کند.