عنوان :

مقاله کاربرد میکروارگانیزم‌ ها در تهیه مواد لبنی

تعداد صفحات : ۱۰۱

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

میکرو ارگانیزم‌های عمده‌ای که شیر را به محصولات لبنی فرعی تبدیل می‌کنند، شامل لاکتوبا سیلوس‌ها و استرپتوکوکها هستند. در این مقاله نقش میکروارگانیزم‌ها در مراحل رسیدن پنیرتوضیح داده می شود. شیر محیط مناسبی برای رشد باکتریهای اسید لاکتیک است. در حقیقت لاکتو

باسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه بولگاریکوس، لاکتوباسیلوس هلوتیکوس واسترپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس شیر را به عنوان محیط مناسب برای رشد و استفاده لاکتوز فراوان موجود در شیر می‌یابند. تولید اسیدلاکتیک از استاترها به خود شیر وابسته است.

بین ازدیاد رشد و فاکتورهای ممانعت کننده در شیر ارتباطی وجود دارد. توانایی استاترها برای زیاد شدن در شیر تا حدی وابسته به فعالیت پروتئولیتیک آنهاست.

آنزیم‌های سیستم پروتئولیتیک باکتریهای لاکتیک به دو گروه تقسیم می‌شوند:

۱- پروتئینازهایی که به دیواره خارج سلولی متصل می‌شوند.

۲- پپتیدازها که هیدرولیز پپتیداز را کاتالیز می‌کنند.

پروتئینازها کازئین را به زنجیره‌های پپتیدی با طول متفاوت تبدیل میکنند. پروتئینازهای باکتریهای لاکتیک براساس نوع فعالیت آنها به دو گروه تقسیم می‌شوند.

۱- نوع AP₁ که ابتدا بر روی کازئین  اثر می‌کند.

۲- نوع AP_m که روی کازئین‌های B,K,as₁ اثر می‌کند.

پروتئینازها، پپتیدازها، اسیدهای آمینه و سیستم حمل پپتید، برای تامین اسیدهای امینه مورد نیاز رشد باکتریها ضروری هستند. بیشتر پپتیدهایی که بوسیله پروتئینازها از کازئین حاصل می‌شوند، مولکول بزرگ داشته و قادر به عبور از دیواره سلولی نیستند. بنابراین، برای عبور پپتیدها از غشا سیتوپلاسمی، وجود پپتیدازهای خارج سلولی ضروری است.

برای ایجاد شرایط فیزیکی و شیمیایی مناسب برای تولید فراورده‌های لبنی، باکتریهای لاکتیک ابتدا از طریق تخمیر لاکتوز و تولید اسید لاکتیک، pH محیط را کاهش می‌دهند. این باکتریها، فلور غالب اولیه را تشکیل می‌دهند. توانایی پروتئولیز  شبیه آن ویژگی آنهاست که در فرایند رسیدن پنیر موثر است. باکتریهای لاکتیک، میکروارگانیزم‌های مشکل پسند هستند و لازم است که برای رشد آنها، اسیدهای آمینه و پپتیدهای کوچک در محیط وجود داشته باشد. قسمت غیرپروتئینی شیر، ۲۵-۱۰% احتیاج سلولی این باکتریها را فراهم می‌سازد؛ این مقدار برای رشد باکتری کافی نیست، بنابراین، باکتریهای آغازگر مورد استفاده، آنزیم پروتئولیتیک را برای ادامه رشد تولید می‌کنند. این روند در صنایع شیر، مرحله رسیدن پنیر نامیده می‌شوند. باکتریهای لاکتیک در مقایسه با باکتریهای دیگر مانند سود و موناس دارای قدرت پروتئولیتیک ضعیف ولی پروتئاز پیچیده (شامل پروتئازها و پپتیدازهای خارج و داخل سلولی است) هستند.

باکتریهای لاکتیک، تکمیل کننده عمل مایه پنیر در زمان رسیدن هستند. در حقیقت مایه پنیر اولین تجزیه محدود کازئین‌ها به پیتیدهایی با وزن مولکولی بالا را سبب می‌شود. این پپتیدها عمدتاً تلخ نیستند و توسط باکتریهای لاکتیک به پپتیدهای کوچکتر و سپس به اسیدهای آمینه آزاد تجزیه می‌شوند.

در پنیر گورا مشخص شده است که سویه‌های غیر تلخ زودتر از سویه‌های تلخ اسیدهای آمینه را آزاد می‌کنند و نیز سویه‌های تلخ دارای آنزیم‌های تجزیه کننده پپتیدهای تلخ هستند، ولی تاکنون تأثیر محصولات حاصل از این پروتئولیز بر روی بافت و طعم پنیر مشخص نشده است. تغییرات ایجاد شده در بافت پنیر ناشی از پروتئولیز کازئین as₁ است. باکتریهای لاکتیک مانند باکتریهای تشکیل دهنده مایه پنیر طی یک سری کنش و واکنش‌های شیمیایی، باعث هیدرولیز پیوندهای کازئین as₁ شده و فرآورده‌های ساده تری را به وجود می‌آورند. درباره نقش باکتریهای لاکتیک در ایجاد تلخی زمان رسیدن پنیر، نظرات مختلفی ارائه شده است. به دلیل دخالت آنزیم‌های متعددی در ایجاد تغییرات مراحل رسیدن پنیر، ارزیابی نقش پروتئولیتیک باکتریهای لاکتیک در پیدایش تلخی مشکل است. به نظر می‌رسد که ارگانیسم‌های مایه‌های لاکتیکی در پیدایش تلخی نسبت به مایه پنیر مؤثرتر باشند. تمام سویه‌های باکتریهای لاکتیک به صورت بالقوه دارای قدرت ایجاد تلخی هستند. رفتار هر سویه به شرایط تولید پنیر بستگی دارد. مثلا دمای پخت که تعیین کننده تعداد نهایی استرپتوکوکهای لاکتیکی در پنیر است، احتمالاً در پیدایش تلخی نیز مؤثر است. غلظت زیاد باکتریهای لاکتیک در پنیر به افزایش پروتئازها و پپتیدهای تلخ منجر می‌شود.

مقدار پپتیدهای تلخ موجود در پنیر، به سرعت تشکیل و تجزیه آنها بستگی دارد. کنترل تلخی در پنیر به طور عمده شامل کنترل فعالیت کلی پروتئولیتیک است. این کنترل در عمل به وسیله مجموعه‌ای از روشها انجام می‌شود، از جمله محدود کردن اثر عوامل تخمیر کننده از طریق تنظیم دمای پخت، انتخاب عامل تخمیر کننده‌ای که دارای فعالیت پروتئولیتیک ضعیف بر روی کازئین  باشد، استفاده از غلظت زیاد نمک در آب و استفاده محدود از مایه پنیر.

در تهیه پنیر از طریق تخمیر پروپیونیکی، باکتریها نقش مهمی را ایفا می‌کنند. بعد از فرایند نمک زنی، در طول فرایند رسیدن، نمک به آهستگی به داخل قطعات پنیر نفوذ می‌کند. لاکتوز باقیمانده توسط باکتریهای لاکتیک تجزیه می‌شود. در اثر تجزیه لاکتوز توسط باکتریهای مولد اسید پروپیونیک، اسید پروپیونیک و مقداری اسیداستیک تولید می‌شود، که سبب ایجاد کمی مزه تلخ در پنیر کهنه می‌گردد. دی اکسیدکربن تولید شده در اثر این تخمیر، در قطعه‌های پنیر حفره ایجاد می‌کند. برخی استارترهای غیر لاکتیک در آزاد کردن اسیدهای آمینه موجود در پنیر دخیل هستند.

 واژه های کلیدی: میکروارگانیزم‌ها، پنیر، ، لاکتاکوکوس لاکتیس، لاکتو باسیل‌ها، استرپتوکوکها، مخمرها، قارچ ها، کورینه با کتریوم‌ها و میکروکوکوس‌ها

فهرست مطالب

مقدمه    ۶
نقش میکروارگانیزم‌ها در مراحل رسیدن پنیر    ۸
Whey چیست؟    ۹
مراحل فرایند تولید پنیر    ۹
رسیدن پنیر    ۹
عوامل موثر در رسیدن پنیر    ۱۳
پروتئولیز    ۱۳
لیپولیز و اسیدهای فرّار    ۱۵
گلیکولیز    ۱۶
میکروارگانیزم‌ها و آنزیم‌های آنها    ۱۹
انواع استاترها    ۲۱
لاکتاکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس    ۲۲
لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کروموریس    ۲۳
لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس واریته دی‌استیل لاکتیس    ۲۳
لکونوستوک    ۲۴
استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس    ۲۵
لاکتو باسیل‌ها     ۲۷
باکتریهای پروپیونیک    ۲۹
پدیولوکوس‌ها    ۳۰
کورینه باکتریوم‌ها    ۳۲
میکروکوکوس    ۳۳
استرپتوکوکهای گروه D یا انتروکوک‌ها    ۳۴
مخمرها    ۳۴
قارچ‌ها:Fungus    ۳۵
رشد باکتریهای آغازگر در شیر    ۴۰
فاکتورهای ممانعت کننده از رشد باکتریهای استارتر پنیر    ۴۴
انواع پنیر    ۴۴
طبقه بندی پنیرها    ۴۵
پنیر :Romano, parmesa    ۴۶
پنیر چدار:Cheddar cheese    ۴۷
تغییرات میکروبیولوژیکی در مدت رسیدن پنیر چدار    ۵۱
نقص‌های پنیر چدار    ۵۲
پنیر سوئیس:Swiss cheese    ۵۳
نقصهای پنیر سوئیسی    ۵۵
پنیر آبی رنگ (پنیر رکیوفورتی) Roquefort chees    ۵۶
شیر لازم برای تهیه پنیر آبی رنگ    ۵۸
میکروارگانیسم‌های مهم در تولید پنیر آبی رنگ    ۵۹
طعم پنیر آبی رنگ    ۶۰
کپک لازم برای تلقیح پنیر آبی رنگ    ۶۱
پنیر Brick chees    ۶۳
پنیر : limburger cheese    ۶۴
پنیر کممبرت:Camonbert cheese    ۶۵
تغییرات میکروبیولوژیکی پنیر کممبرت    ۶۷
پنیر :Cottage cheese    ۶۸
پنیر موزارلا:Mozzarella cheese    ۷۰
تغییرات میکروبیولوژیکی پنیر موزارلا    ۷۱
ماست: yogurt    ۷۵
باکتریهای مهم ماست    ۷۵
استارترهای ماست    ۷۸
تکثیر کشت مادر ماست    ۸۳
روش کلی تکثیر کشتهای ماست    ۸۴
استارترهای ماست و دخالت آنها در بافت و طعم ماست    ۸۵
فاکتورهای ممانعت کننده از رشد استارترهای ماست    ۸۶
ممانعت کننده‌های طبیعی و ذاتی:Inherent Inhibitors    ۸۶
روش تهیه ماست    ۸۸
مشکلات تهیه ماست    ۸۹
ویژگیهای ماست    ۹۱
کره:Butter    ۹۲
نقش میکروارگانیسم‌ها در ایجاد طعم کره    ۹۳
شیر اسیدوفیلوس: Acidophilus milk    ۹۴
روش تهیه شیر اسیدوفیلوس    ۹۵
باتر میلک بلغاری:  Bulgarian Butter milk    ۹۷
کفیر: Kefir    ۹۸
کومیس: Koumiss    ۱۰۰
سورکرم:۱۰۱

مقدمه:

شیرامولوسیون پیچیده‌ای از پروتئین، چربی، قند و مواد معدنی است. شیرگاو تقریباً ۸۷% آب، ۵/۳% پروتئین، ۵/۳% چربی و ۵% 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 ۲۸ 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:

۱- پنیر می‌تواند فرآورده‌ای تخمیری یا غیرتخمیری باشد.

۲- پنیر باید ار انعقاد شیر کامل یا شیر بی‌چربی و یا مخلوطی از آنها بدست آید.

۳- این فراورده‌ها باید بعد از انعقاد آب‌گیری شوند.

۴- در۱۰۰ گرم پنیر باید حداقل ۲۳ 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:

۱- انعقاد     ۲- آبگیری     ۳- نمک‌زنی     ۴- 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 ۹-۷/۴ و در پنیر کپکی از ۷- ۹/۴ تغییر می‌کند.

عوامل موثر در رسیدن پنیر:

چندین دسته آنزیم با منشا متفاوت در ایجاد لخته موثرند، بقایای آنزیم‌های مایه پنیر، پروتئازهای طبیعی شیر، پروتئازهای میکروبی حاصل از باکتریهای لاکتیک، بعضی از قارچ‌ها، مخمرها و پروتئازهای حاصل از فلورهای ثانویه در رسیدن پنیر دخالت دارند. به طور کلی مهمترین عوامل موثر در رسیدن پنیر عبارتند از:

۱- پروتئازهای طبیعی شیر

  الف) پروتئازهای قلیایی (پلاسمین)

  ب) پروتئازهای اسیدی

۲- مایه پنیر

۳- میکروارگانیزم‌ها و آنزیم‌های آنها

۴- آنزیم‌های تجزیه کننده اسیدهای آمینه

پروتئولیز:

الف) مکانیزم عمومی تجزیه پروتئین‌ها:

پروتئولیز به دلیل تاثیری که روی بافت و عطر و طعم پنیر دارد، مهمترین پدیده در فرایند رسیدن پنیر است. پروتئولیز تجزیه تدریجی پروتئین‌ها است که تحت اثر آنزیم‌هایی چون آندوپپتیدازها، کربوکسی پپتیدازها و آمینوپپتیدازها انجام می‌شود.

ب) مکانیزم عمومی تجزیه اسیدهای آمینه:

واکنش کربوکسیلاسیون تریپتوفان، فنیل آلانین یا تیروزین در میکروکوکها شناسایی شده و واکنش کربوکسیلاسیون لیزین، لوسین یا اسید گلوتامیک در مقادیر pH  بین ۷-۵ در بهره وری باکتریوم مشخص شده است. آنزیم دکربوکسیلاز در استرپتوکوکهای گروه D نیز وجود دارد. آنزیم‌های مسئول ترنس آمیناسیون در باکتریهای گروه N و بعضی استرپتوکوکهای گروه D و میکروکوکها شناسایی شده‌اند. استرپتوکوکهای گروه D، بره وی باکتریوم لنینس، قارچ‌های ژئوتریکوم کاندیدوم دارای آنزیم در آمیناز هستند.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .