پروبیوتیک‌های شگفت انگیز در تولید و نگهداري پنیر

مواد غذایی حاوي باکتريهاي پروبیوتیکی با توجه به توان افزایش سطح سلامت انسان درگروه مواد غذایی کاري قرارمی گیرند. پروبیوتیک ها مکمل هاي غذایی و میکروب هاي زنده اي هستند که اثرات سلامتی بخش خود را با بهبود و ایجاد تعادل در فلور میکروبی روده به جاي میگذارند. باکتری پروبیوتیک به ویژه بیفیدوباکتريها داراي تاثیرات سلامتی بخش متعددي مانند رفع مشکل عدم تحمل لاکتوز، ممانعت از فعالیت باکتريهاي پاتوژن و ویروسها، کاهش سطح کلسترول، اثرات ضد توموري فعالسازي و تنظیم سیستم ایمنی و تولید ویتامین دارند. در این مقاله به بررسی امکان تولید و نگهداري پنیر فراپالایش شده پروبیوتیکی با لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و آغازگر پنیر فتا می‌پردازیم.

کاربرد لاکتوباسیلوسها و بیفیدوباکتريها

تاکنون تعداد جنس ها و گونه هاي مختلفی از لاکتوباسیلوسها و بیفیدوباکتريها به صورت تجارتی به عنوان پروبیویک به کار گرفته شده اند. ال. اسیدوفیلوس یکی از میکروارگانیسمهاي پروبیوتیک بسیار مرسوم است. گونه هاي بیفیدوباکتریوم نیازمند شرایط بی هوازي بوده اما ال. اسیدوفیلوس کم هوادوست است.

تاکنون مطالعات زیادي به منظور استفاده از پروبیوتیکها در فرآورده هاي لبنی صورت گرفته است از جمله میتوان به تلقیح این عوامل در شیر، ماست، ماست کم اسیدف پنیر نرم فرسکو ، پنیر کرسنزا، پنیر چدار، پنیر سخت، پنیر شیربز، پنیر تازه، پنیرسفید ، دوغ ، کره کشت داده شده و بستنی اشاره کرد. در تمامی فرآورده هاي تخمیري لبنی حفظ بقاء گونه پروبیوتیک بستگی کامل به جنس پروبیوتیک انتخاب شده دارد.

در یک بررسی بیفیدوباکتريها و ال. اسیدوفیلوس به عنوان کشت ضمیمه اي پروبیوتیک درتولید پنیر نیمه سخت با شیر بز به کار گرفته شد که بقاء مطلوبی را تا پایان دوره رسیدن داشتند. پنیر به واسطه داشتن ماده خشک و چربی و pHبالاتر نسبت به فرآورده هاي شبه ماست قادر است در انتقال پروبیوتیکهاي زنده نقش موثرتري ایفا کند. در ایران تقریبا % ۷۵ از کل تولید شیر سالیانه به تولید پنیرهاي مختلف میرسد.

آمار

آمار بیانگر تولید بیش از ۶۵۰۰۰-۷۰۰۰۰تن پنیر فراپالایش شده فتا در سال است در این تحقیق امکان تولید و نگهداري پنیر فراپالایش شده پروبیوتیک با لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و آغازگر پنیر فتا با استفاده از طراحی تاگوچی مورد مطالعه قرارگرفت.

کشت میکروبی

لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس ) (La-5خشک شده انجمادي به عنوان پروبیوتیک استفاده شد.آغازگر پنیر )) (R-707بخش میانه دوست(شامل لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس و لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کرموریس و آغازگر ماست (بخش گرمادوست) (CH-1 ) شامل لاکتوباسیلوس بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس بود.کشت هاي فوق از شرکت کریستین هانسن دانمارك تهیه شده و تا قبل از مصرف در دماي -۱۸ °Cنگهداري شدند.

براي تهیه محیط هاي کشت پپتون واتر بافري (مرك آلمان) ، آگار (MRS5.2مرك آلمان) ، آگارM-17 (مرك آلمان)،(VRBA جهت شمارش کلی فرم) (مرك آلمان) و (SDAجهت شمارش کپک و مخمر) (مرك آلمان) استفاده شد.

تولید پنیر

پنیرها توسط دستگاه اولترافیلتراسیون پا یلوت پژوهشی لبنیات دانشگاه تهران (کرج) تولید شد. قابل ذکر است نوع غشاء فراپالایش شده به کار رفته از نوع Spiral wound از جنس پلی اتر سولفون و با قابلیت جداسازي ۱۰۰کیلودالتون و فاکتور تغلیظ C.F=2 بود. ابتدا ۱۰۰لیتر شیر استاندارد شده و سپس تحت شرایط ( ۷۲ °Cبه مدت ۱۵ثانیه)  با محتویات چربی % ۳/۵و ماده خشک % ۱۰در دماي ۵۰ °Cو فشار ۲/۵ barتا رسیدن به ماده خشک % ۲۰تغلیظ گردید.

بخش ناتراویده پنیر حاصل در دماي ۷۸ °Cبه مدت ۶۰ ثانیه مجددا پاستوریزه شد و توسط هموژنایزر تک مرحله اي در فشار ۵۰ barدر دماي ۶۰ °Cهموژن گردید.
کشت پودري پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس ) (La-5در میزان ۱/۰ و ۰/۳ %w/vدر دماي ۴۰ °Cدر بخش ناتراویده پنیر تلقیح گردید به گونهاي که شمارشی به ۱۰۷ cfu/gرسید. تلقیح آغازگر گرمادوست و میانه دوست در دماي ۳۴ °Cانجام شد.

آنزیم رنت

آنزیم رنت مورد استفاده از منشاء قارچی به میزان ۰/۰۰۱ % w/w در دماي ۲۵ °Cاضافه شد پس از ۱۵تا ۲۰دقیقه لخته شکل گرفت. سپس کاغذ پارشمنت استریل روي سطح لخته قرار گرفت. بعد از آن نمک طعام گرانولی روي کاغذ ریخته شد و لیوان هاي پنیر درب بندي شدند.

عملیات برعکس کردن قالب هاي پنیر جهت انتشار محلول نمک ضمن گرمخانه گذاري در دماي ۲۷ °Cبه مدت ۱۴ساعت انجام شد. پس از رسیدن به pH= 7/4پنیر تیمارهاي تولیدي به سردخانه ۵ °Cمنتقل و براي مدت ۴۵روز نگهداري در پایان ۸ تیمار پنیر در سه تکرار به فرمولاسیون طبق جدول ۱بررسی شدند.

آزمونهاي میکروبی

تمامی آزمونهاي میکروبی ۳۰ ،۱۵ ،۷ ،۳و ۴۵ روز پس از تولید با توجه به آماده بودن شرایط آزمایش میکروبی و شیمیایی از روز ۳ مورد انجام گرفت. براي این منظور ۲۰ g پنیر در شرایط استریل نمونه برداري و به ۱۸۰ mLتري سیترات سدیم ۲ %w/v منتقل و به مدت ۳دقیقه در مخلوط کن هموژن گردید. رقتهاي اعشاري توسط پپتون واتر ۰/۱ %w/v استریل تهیه گردید.

مرحله ی انجام کشت

کشتها با تکنیک پاششی در محیط کشتهاي مختلف براي شمارش سلولهاي زنده باکتری پروبیوتیک و آغازگر انجام گرفت. محیط کشت افتراقی (MRS 5.2 Agar) جهت شمارش باکتری  لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس ( La-5) و لاکتوباسیلوس بولگاریکوس تحت شرایط بیهوازي مطلق (گازپک – Aمرك آلمان)  ۷۲ ساعت در دماي ،۴۵ °Cمحیط کشت ( M-17–Agar) براي شمارش استرپتوکوکوس ترموفیلوس در دماي ۴۵ °Cو لاکتوکوکوس لاکتیس زیر گونه لاکتیس و لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کرموریس در دماي ۲۵ °Cدر شرایط هوازي به مدت ۷۲ساعت مورد استفاده قرار گرفت.

همچنین شمارش کلی فرم توسط محیط VRB-Agarدر دماي ۳۷ °Cبه مدت ۲۴ساعت و شمارش کپک و مخمر در محیط ( SD-Agar) در دماي ۲۵ °C به مدت ۴۸ساعت انجام شد.

آزمون آماري

داده هاي مربوط به شمارش باکتریایی توسط ANOVAبا نرم افزار SPSSنسخه ۱۲آنالیز گردید و تفاوت میانگین ها با DUNKANمحاسبه شد. انتخاب سطوح متغیرها طبق برنامه، صورتQUALITECH 4 و نرم افزارTAGUCHI (L8) پذیرفت.

نتایج 

جدول شماره ۲تغییرات روند شمارش باکتری پروبیوتیک لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و جدول شماره ۳تغییرات روند شمارش آغازگرهاي میانهدوست (R-707 ) و جدول شماره ۴تغییرات روند شمارشی آغازگر گرمادوست (CH-1) استرپتوکوکوس ترموفیلوس و جدول شماره ۵ تغییرات روند شمارش آغازگر گرمادوست(CH-1 ) لاکتوباسیلوس بولگاریکوس را در پنیرهاي فراپالایش شده طی ۴۵روز دوره نگهداري نشان میدهند.

جدول هاي ۲ تا ۵ نمایشگر تغییرات شمارش باکتری ال. اسیدوفیلوس( (La-5 و آغازگر پنیر در طی ۴۵روز رسیدن میباشند. شمارش ال. اسیدوفیلوس تا پایان دوره رسیدن ۴۵ روز پنیر بالاي log 6 cfu/g براي همه تیمارها ارزیابی شد.

آغازگر لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس و لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کرموریس شمارش بالاتر از ۵ log cfu/gدر کلیه تیمارها نشان دادند. آغازگر اس. ترموفیلوس نیز تا پایان دوره رسیدن ۴۵روزه در دماي ۵ °Cشمارش بالاي ۵ log cfu/g نشان داد. آغازگر لاکتوباسیلوس بولگاریکوس تا پایان روز ۱۵دوره رسیدن شمارش بالاي ۵ log cfu/gدر تمام تیمارها حفظ کرد.

تیمارها

ال. اسیدوفیلوس بیشترین کاهش را در روز ۴۵براي تمام پنیرها به استثناء تیمار ۱نشان داد. در روز سوم تمامی پنیرها شمارش ال. اسیدوفیلوس بالاي ۷ log cfu/gرانشان دادند ولی در روز ۴۵ به استثناء تیمار ۳و ۶که شمارش آنها به ۶ log CFU/gکاهش یافته بود بقیه پنیرها همچنان شمارش و بالاي ۷ log cfu/gرا حفظ کرده بودند.
فقط تیمار ۱افزایش شمارش باکتری پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس log  ۰/۱۱cfu/g از روز ۳تا روز ۴۵دوره رسیدن را نشان داد در حالیکه کاهش شمارش ال. اسیدوفیلوس در تیمار شماره دو log ،۱/۲۱ cfu/g تیمار شماره سه ،۰/۸۵ log cfu/g تیمار شماره چهار ،۰/۴۸ log cfu/g تیمار پنج ،۰/۸۹ log cfu/g تیمارشماره و تیمار۰/۵۵ log cfu/g ، تیمارهفت۱.۶۸ log cfu/g ششم هشت ۰/۷ log cfu/gارزیابی گردید.

رشد باکتری پروبیوتیکی

کلیه پنیرها به استثناء تیمار شماره دوم بیشترین رشد باکتری پروبیوتیکی در روز هفتم دوره رسیدن در دماي ۵ °C نگهداري را نشان دادند. افزایش شمارش ال. اسیدوفیلوس در روز ۷در حالی رخ داد که آغازگر میانهدوست پنیر ) (R-707براي اکثریت پنیرها کاهش زیادي بر طبق جدول ۴در روز ۷دوره رسیدن نسبت به روز ۳رسیدن پنیر نشان دادند.

نتایج بیانگر این است که با افزایش شمارش ال. اسیدوفیلوس کاهش ملموسی در شمارش آغازگر میانهدوست پنیر به وجود آمده است، که بررسی ما فقدان آنتی بیوتیک لاکتیسین تولیدي آغازگر میانهدوست پنیر را علت میداند.

بر طبق جدول ۵و ۶ شمارش آغازگر گرمادوست ماست است. ترموفیلوس و ال.بولگاریکوس افزایش شمارش را در روز ۷دوره رسیدن نشان داد که احتمالا بیانگر خواص همیاري رشد در بین پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس و آغازگرهاي اس ترموفیلوس و ال بولگاریکوس ماست مطابق با وجود پس اسیدسازي ثانویه ال بولگاریکوس ،ارزیابی گردید.

نتایج حاصله از روند رشد باکتريها

نتایج حاصله از روند رشد باکتريهاي پروبیوتیک و استارترهاي پنیر فراپالایش شده با توجه تیمارهاي مختلف که در جدول ۱ آورده شده اند.
بهترین تیمار با توجه به شمارش و رشد بالاتر باکتری پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس در پنیر تیمار ۱با شمارش ۷/۹۲ log cfu/gدر روز ۴۵ دوره رسیدن پنیر در دماي ۵°Cمشاهده شد.

درصد اولیه پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس افزوده شده در سطح کمتر انتخاب شده یعنی (w/v) %0/1 و سطح کمتر آغازگر گرمادوست و میانه دوست پنیر بهکار رفته و میزان (v/v) %1 استارتر کل و نسبت مطلوب بین آغازگرهاي گرمادوست ماست به میانه دوست پنیر به ترتیب ۸:۲ منجر به تناسب و حفظ بقاء بالاتر این پروبیوتیک تا پایان دوره رسیدن پنیر گردید.

تیمارهاي  ۲تا ۸ با توجه به ترکیب تیمار آنها (مندرج در جدول (۱ کاهش در شمارش پروبیوتیک را نشان دادند و منجر به تولید پنیر پروبیوتیک قابل قبولی در پایان دوره رسیدن ۴۵روزه شدند.
در کل اکثریت ارزیاب ها به عطر و طعم مناسب پنیر و طعم کمی اسید استیکی (مشابه ماست چکیده) را با مقبولیت بالانشان دادند.

نتیجه گیري

ظرفیت ارتقاء سلامتی متأثر از باکترهاي پروبیوتیک یک سري تحقیقات را در سالهاي اخیر تحریک به تحقیق به جهت تولید صنعتی و بهینه سازي فرآوردههاي لبنی محتوي باکتريهاي پروبیوتیک نموده است.

تا به امروزمهمترین ناقلان معروف باکتريهاي پروبیوتیک در غذاهاي لبنی تخمیر شده شبیه ماست و دیگر فرآورده ها میباشد. به جهت گسترش طیف فرآوردههاي پروبیوتیک تعدادي تحقیقات تاکنون در ایران براي تولید فرآوردههاي شیرهاي تخمیري و ماست و دوغ با کشتهاي پروبیوتیک صورت گرفته است.

با این هدف کشت باکتری پروبیوتیک در پنیر فراپالایش شده بقاء پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس و آغازگرهاي پنیر و آغازگرهاي ماست طی دوره رسیدن پنیر در ۸ تیمار مختلف با متغییرهاي درصد نمک، درصد پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس، درصد آغازگر کل و نسبت آغازگرهاي گرمادوست به میانه دوست در پنیر فراپالایش شده مورد ارزیابی قرار گرفته اند.

شمارش باکتری

تمامی پنیرها شمارش قابل قبولی از نظر شمارش باکتری پروبیوتیک در پایان دوره رسیدن پنیر داشتند. حداکثر کاهش شمارش پروبیوتیک ۱/۶۸ log cfu/gبراي پنیر ۶محاسبه شد. تاکنون تحقیقات روي استفاده از ال. اسیدوفیلوس در ترکیب با آغازگرهاي میانهدوست پنیر و گرمادوست ماست در پنیر فراپالایش شده صورت نگرفته است.

بقاء باکتری پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس

بقاء باکتری پروبیوتیک ال. اسیدوفیلوس در حضور آغازگرهاي گرمادوست ماست اس ترموفیلوس و ال بولگاریکوس بصورت همیاري رشد ۱طی دوره رسیدن ۴۵روزه ارزیابی گردید.

این نتایج نشان داد که کشت ال. اسیدوفیلوس قابلیت تطابق مطلوبی به خصوص با فرمولاسیون %۱ نمک و %۰/۱ تلقیح ال. اسیدوفیلوس و % ۱آغازگرکل و نسبت بین آغازگرهاي گرمادوست به میانهدوست ۸:۲در پنیر فراپالایش شده دارد. همچنین کسیموگلو و همکاران گزارش کردند که ال. اسیدوفیلوس بقاء قابل قبولی در خلال دوره رسیدن پنیر سفید دارد. خصوصیات شیمیایی پنیر فراپالایش شده با % ۲۰ماده خشک و % ۷چربی و پروتئین % ،۷/۵۱درصد نمک % ۲و %۱ رطوبت % ۸۰و خاکستر معادل % ۳/۵و % ۵/۲محاسبه شدند.

در پایان با مد نظر قرار دادن یافته هاي این مطالعه و مطالعات پیشین تولید پنیر فراپالایش شده پروبیوتیکی توسط باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس La-5و آغازگر پنیر فتا به طور متناوب پیشنهاد میگردد.

این تحقیق متعلق به گروه تحقیقات علوم و صنایع غذایی، انستیتو تحقیقات تغذیه اي و صنایع غذایی کشور، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، است.

با تشکر از زحمات این عزیزان.

مطالب مرتبط: