چطور زمان رسیدن پنیر سفید فراپالایشی را کاهش دهیم؟

رسیدن پنیر به ویژه پنیرهای تهیه شده به روش فراپالایش فرآیند زمانبر، آهسته و مداومی است که هنوز مکانیسم آن به طور کامل شناخته نشده است. نقش سیستم پلاسمین به لحاظ پیچیدگی این سیستم آنزیمی و نسبتاً نوین بودن روش فراپالایش در این بین چندان روشن نیست. به علت هزینه بالای رسیدن پنیر در سطح تجاری تلاش هایی برای پیدا کردن راهی به منظور کاهش زمان رسیدن و تکوین سریعتر عطر و طعم خاص پنیر، به ویژه در پنیرهای تهیه شده به روش فراپالایش صورت گرفته است. از میان این روش ها میتوان به استفاده از آنزیم های خارجی اشاره کرد. در این مقاله به بررسی نقش سیستم پلاسمین در پروتئولیز پنیر سفید فراپالایشی می‌پردازیم.

سیستم فراپالایش

امروزه فرآوری شیر و تولید فرآورده های لبنی با کیفیت عالی، نیازمند دانش و فناوری پیشرفته است. یکی از روش های نوین تولید پنیر استفاده از سیستم فراپالایش است.

مزایای سیستم فراپالایش

قابل ملاحظه این پنیرها به ویژه بازده تولید بالا توجیه گر موفقیت سیستم اولترا فیلتراسیون در زمینه تولید پنیر است. به کارگیری تکنولوژی فرآیندهای غشایی در صنعت پنیر، به طور گسترده ای مورد تحقیق قرار گرفته است.

مشکلات و معایب سیستم فراپالایش

مشکلات و معایبی مانند نواقص بافتی و ترکیبی در تولید پنیرهای سفت و نیمه سفت از شیر فراپالایش مشاهده شده است. پنیرهای فتای فراپالایشی تولیدی در ایران نیز در مقایسه با پنیرهای سنتی با معایب عدیده ای مانند رسیدن بسیار خفیف و بنابراین نداشتن طعم محسوس پنیرهای رسیده و ماندگاری پایین (به طور معمول کمتر از  ۳ماه) مواجه است که از بازارپسندی این فراورده به شدت می کاهند و خسارات مالی قابل ملاحظه ای را برای تولید کنندگان به بار می آورند. محتوای زیاد پروتئین های سرمی در پنیرهای فراپالایش، سبب بروز مشکلات و معایبی در روند رسیدن و ویژگی های بافتی میشود.

شیر و پنیر حاوی سیستم پلاسمین هستند که سیستم پیچیدهای متشکل از پلاسمینوژن(PG) پلاسمین(PL) فعال کننده های پلاسمینوژن (Pas ) بازدارنده های پلاسمین ( PIs) و بازدارنده های فعال کننده های پلاسمینوژن ( PAIs) است . زنجیره واکنش هایی که به فعال سازی پلاسمینوژن منتهی میشود، با شبکه تو در تو و پیچیده ای از واکنش های مولکولی بین فعال کننده ها و بازدارنده ها، سازماندهی میشود. آنچه که در نهایت با ترکیبات شیر وارد عمل میشود خود پلاسمین ( PL) است. پلاسمین به علت عملکرد هیدرولیتیکی بر روی کازئین، بر کیفیت تمامی فرآورده های لبنی به ویژه پنیر تأثیر دارد. تاثیر حضور پروتئین های آب پنیر بر توانایی  پلاسمین در هیدرولیز کازئین ها توسط بررسی شده است.

پروتئولیز

از نظر تجاری سرعت عمل در مرحله رسیدن پنیر اهمیت زیادی دارد و افزایش آن میتواند کمک بزرگی به تولید کنندگان باشد . در بین واکنش های بیوشیمیایی رسیدن پنیر، پروتئولیز اهمیت زیادی دارد. پروتئولیز را در این مرحله میتوان به دو بخش تقسیم کرد: پروتئولیز اولیه، پروتئولیز ثانویه.

پروتئولیز اولیه

در پروتئولیز اولیه میسل های کازئین توسط آنزیم های شیر مثل پلاسمین و کیموزین به پپتیدهای کوچکتر شکسته می.شود. پروتئولیز اولیه کازئین ها توسط آنزیم های منعقد کننده انجام میشود و آنزیم های آغازگر تا حد کمی در پروتئولیز اولیه شرکت می کنند. پروتئولیز اولیه در پنیر به طور اساسی مربوط به فعالیت کیموزین روی -αs1کازئین و اثر پلاسمین روی -βکازئین است .

پروتئولیز اولیه منجر به تولید پپتیدهای درشت نامحلول در آب و پپتیدهای ریز محلول در آب میگردد. بسیاری از پپتیدهای محلول در آب جداسازی و شناسایی شده اند. پلاسمین در پروتئولیز اولیه ی کازئین ها در طول رسیدن بسیاری از پنیرها به ویژه انواعی از پنیر که متحمل دماهای بالای پخت میشوند مشارکت میکند. پلاسمینوژن شکل غیرفعال پلاسمین است که توسط دو نوع فعال کننده به نام های “فعال کننده نوع اروکینازی” و “فعال کننده نوع بافتی” به صورت فعال (PL) تبدیل میشوند.

اروکیناز چیست؟

اروکیناز یک نوع سرین پروتئاز است و از دو قسمت که توسط پیوند دیسولفید به هم اتصال یافته اند، تشکیل شده است. اروکیناز پلاسمینوژن را از دو ناحیه برش میدهد و تبدیل به پلاسمین فعال می نماید. افزودن اروکیناز به شیر پنیرسازی به طور مؤثری فعالیت پلاسمین را از طریق تبدیل پلاسمینوژن به صورت فعال آن، افزایش میدهد. فعال سازی پلاسمینوژن در اساس طی ایجاد لخته و در  ۲۴ ساعت آغاز رسیدن انجام می پذیرد. بالا رفتن فعالیت پلاسمین منجر به تسریع پروتئولیز اولیه میشود که از میزان ازت محلول در آب و پروفیل پپتیدی قابل بررسی است.

روش تحقیق

روش تهیه پنیر

سه نوع پنیر سفید   UF(دو تیمار و شاهد) در چهار تکرار ( ۴روز پنیرسازی از چهار نوع شیر خام متفاوت) در کارخانه پنیر  UF پگاه آذربایجان شرقی تهیه شد. در هر روز تولید پنیر، به  ۵ لیوان رتنتیت، آنزیم اروکیناز (۱ U/ml) و به  ۵ لیوان -۶ آمینوهگزانوئیک اسید (۱.۵ درصد وزنی- وزنی) اضافه شد و  ۵ لیوان نیز به عنوان شاهد بدون افزودن هیچیک از این دو ترکیب تهیه شدند.

سپس با افزودن مایه پنیر فروماز (حاصل از قارچ موکور مهی، تولید فرانسه) به شکل محلول  ۰.۰۸۵ درصد (وزنی- حجمی) و آغازگر ترموفیل-مزوفیل، مخلوط گونه های ترموفیل لاکتوباسیلوس بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس و گونه های مزوفیل لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کرموریس و لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس به نسبت  ۱به  )۱۸۸۸ ml/188l( 2انعقاد رتنتیت و تولید پنیر انجام شد.

ارزیابی پروتئولیز

نیتروژن محلول در  pH=4/1و نیتروژن محلول در تریکلرواستیکاسید (ازت غیرپروتئینی) پنیر به روش کوچرو و فاکس اندازه گیری شد. جهت اندازهگیری  SNنمونه های ۳۰ گرمی در آب مقطر همگن شد و  pHنمونه ها با استفاده از محلول  HClو NaOH 2نرمال در  pH= 4/6تنظیم شد. پس از تنظیم مجدد  ،pH  نمونه ها در گرمخانه  ۴۸درجه سانتیگراد به مدت  ۳۸ دقیقه قرار داده و سپس سانتریفوژ(۳۵۰۰×g) گردیدند.

نمونه ها با استفاده از کاغذ صافی واتمن  ۴۲صاف شدند و  SNبه روش کجلدال اندازه گیری شد. به  ۲۰ میلیمتراز محلول صاف شده  ۵ میلیلیتر محلول تریکلرواستیک اسید  ۶۰ درصد اضافه و پس از  ۱۰ دقیقه سانتریفوژ در ۵۰۰۰×gمحلول رویی صاف و مقدار ازت غیرپروتئینی به روش کجلدال اندازه گیری شد. برای اندازه گیری ازت کل هم از روش کجلدال استفاده شد. درجه هیدرولیز سیستم کازئینی پنیر طی دوره رسیدن به روش الکتروفورز ارزیابی شد.

فعالیت پلاسمین

فعالیت پلاسمین به روش فلوریمتری در طول موج برانگیزاننده   ۴۱۸نانومتر و طول موج نشری  ۳۰۸نانومتر اندازه گیری شد. با تطابق دادن داده های حاصل از فلوریمتری نمونه ها با منحنی استاندارد، غلظت  AMCموجود در نمونه در بازهی زمانی سپری شده بدست آمد. یک واحد فعالیت پلاسمین، فعالیت لازم جهت آزاد شدن یک نانومول  AMCدر هر دقیقه در هر میلیلیتر از نمونه (تحت شرایط آزمایش) تعریف گردید.

تجزیه و تحلیل آماری

داده های حاصل از آزمایشها براساس طرح اسپلیت پلات بر پایه بلوک های کامل تصادفی تجزیه شدند. آزمون مقایسه میانگین ها با روش  LSDدر سطح احتمال یک درصد انجام گرفت. تجزیه و تحلیل داده ها و مقایسه میانگین تیمارها توسط نرم افزار  MSTAT-Cو رسم نمودارها با استفاده از نرم افزار  Excelصورت گرفت.

نتايج و بحث

فعالیت پلاسمین

نتایج اندازه گیری فعالیت پلاسمین در نمونه های پنیر آزمایشی بیانگر وجود اختلاف معنی دار بین تیمارها و روزهای رسیدن از لحاظ فعالیت پلاسمین بود. اثر افزودن فعال کننده در افزایش فعالیت پلاسمین محسوس تر از اثر بازدارنده در کاهش فعالیت پلاسمین بوده است. بیشترین تغییر در فعالیت پلاسمین در روزهای آغازین دوره رسیدن به وقوع پیوسته بود و در ادامه دوره رسیدن عموما همان سطح ابتدایی حفظ شده و یا اندکی کاهش یافته بود، غیر از نمونه های حاوی فعال کننده که پس از کاهش رخ داده تا روزه  ۳۰ ، در سی روزه بعدی اندکی افزایش فعالیت پلاسمینی مشاهده شد.

مطابق نتایج  به دست آمده افزودن مقدار جزیی فعال کننده پلاسمین توانسته است در همان روزهای آغازین رسیدن فعالیت پلاسمین را در نمونه های حاوی فعال کننده افزایش دهد و عدد این فعالیت را در روز اول اندازه گیری به بیش از  ۶۰/۱ رساند.

آنچه در نمونه ها بوقوع پیوسته

آنچه در نمونه ها بوقوع پیوسته است را میتوان اینگونه شرح داد که در نمونه های پنیرِ شاهد سیستم پلاسمین به علت فرایندهای اعمال شده و به ویژه به دلیل حضور پروتئین های آب پنیری دچار نقصان عملکرد می باشد. به عبارتی پروتین های درشت سرمی پیوندهایی هم با کازئین ها از جمله بتاکازئین، و هم با اجزای سیستم پلاسمین، از جمله فعال کننده ها به ویژه اروکیناز و خود پلاسمین ایجاد نموده است. به این ترتیب امکان دسترسی هر یک از این آنزیم ها را به سوبسترای خود محدود نموده و با موانعی روبرو می سازد که در نهایت پایین بودن فعالیت پلاسمین را در پنیرهای فراپالایش در مقایسه با دیگر انواع پنیر به دنبال دارد.

در نمونه های حاوی فعال کننده افزودن مقدار ناچیزی اروکیناز پس از فرایندهای حرارتی و تغلیظ اعمال شده، توانسته بود پلاسمینوژن قابل دسترس را که در رتنتیت مقدار قابل توجهی دارد فعال نموده و با بالا بردن درصد پلاسمین که صورت فعال پلاسمینوژن است فعالیت پلاسمینی را افزایش دهد. کاهش مشاهده شده در ادامه رسیدن در تمامی تیمارها و نیز در پنیرهای شاهد کاملا طبیعی و قابل انتظار است و این به دلیل کاهش  pHدر طی رسیدن و دیگر واکنش های دوره رسیدن است که در مجموع رفته رفته شرایط کلی و از جمله pH را برای فعالیت پلاسمین و بقیه اجزای سیستم پلاسمین نامساعد می سازد. پلاسمین، فعال کننده های پلاسمینوژن و غالب اجزای سیستم پلاسمین در محیط های قلیایی و خنثی بیشترین فعالیت را از خود بروز داده و با کاهش  pH به سمت اسیدی شدن، از فعالیت همگی به میزان چشمگیری کاسته میشود.

بازدارندگی کمتر از انتظار -۶ آمینوهگزانوئیک اسید

اما دلیل بازدارندگی کمتر از انتظار -۶ آمینوهگزانوئیک اسید در نمونه های پنیر حاوی بازدارنده را میتوان اینگونه توضیح داد که هرچند در این نمونه ها در مقایسه با نمونه های پنیر شاهد اندکی کاهش در فعالیت پلاسمین رخ داده بود، ولی در واقع در مقایسه با پتانسیل فعالیت پلاسمینی موجود در پنیر کاهش فاحشی را به دنبال داشته است.

به عبارت دیگر فعالیت پلاسمینی در نمونه های شاهد که خود پنیرهایی فراپالایشی هستند آنقدر کم است که از لحاظ کاستن از فعالیت پلاسمینی با نمونه هایی که بازدارنده پلاسمینِ افزوده دارند قرابت بسیار نزدیکی نشان دادند.

تحقیقات باستین و همکاران

باستین و همکاران پنیر سوئیسی را از شیر معمولی و شیر حاوی اروکیناز در سطح کم و شیر حاوی اروکیناز در سطح زیاد تولید کردند و مشاهده نمودند که فعالیت پلاسمینی در پنیر سوئیسی که از شیر با اروکیناز افزوده ی زیاد تولید شده بود افزایش یافت. باستین و همکاران در پژوهش دیگری پنیرهای سنت پالین و هاوارتی را به دو روش مرسوم و  UFتولید نمودند و قبل از تولید هر دو پنیر به رتنتیت اروکیناز افزودند. تحقیقات آنها نشان داد که فعالیت پلاسمین در پنیرهای سنتی بیشتر از پنیرهای  UFاست.

در پنیرهای سنتی فعالیت پلاسمین در طول رسیدن ثابت باقی ماند در حالی که در نوع  UF حتی با افزودن اروکیناز، فعالیت پلاسمین با سپری شدن دوره رسیدن کاهش یافت و این کاهش در دو ماه اول خیلی سریعتر از دو ماه بعدی بود.

تحقیقات بارت

بارت و همکاران طی پژوهشی در تولید پنیر چدار، آنزیم اروکیناز را در مقادیر مختلف به شیر افزودند تا امکان تسریع پروتئولیز طی رسیدگی پنیر را از طریق تبدیل پلاسمینوژن شیر به پلاسمین بررسی کنند. افزودن اروکیناز به شیر به میزان قابل توجهی فعالیت پلاسمینی را در پنیر افزایش داد و به دنبال آن سطح پلاسمینوژن و نسبت پلاسمینوژن به پلاسمین کاهش یافت.

تغییرات درصد ازت محلول در  pH= 4/6به ازت کل (فاکتور رسیدن پنیر)

سطح ازت محلول در ،pH=4/1 به عنوان معیاری از میزان پروتئولیز اولیه و فاکتور رسیدن در پنیر اندازه گیری می شود. از تجزیه واریانس داده های مربوطه نشان داد که اثر نوع تیمار و زمان رسیدن و همچنین اثر متقابل این دو فاکتور تأثیر معنی داری روی تغییرات درصد ازت محلول در  pH=4/1به ازت کل pH=4/1-SN/TNطی  ۶۰ روز رسیدن سه نمونه پنیر آزمایشی داشت. مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین ازت محلول متعلق به روز  ۶۰ رسیدن پنیرهای حاوی اروکیناز و کمترین متعلق به روز اول رسیدن تیمار حاوی بازدارنده بود. فاکتور رسیدن در نمونه های پنیر شاهد تا روز  ۳۰ رسیدن دارای روند صعودی بود. این روند پس از روز  ۳۰ آهنگ آهسته تری یافت و تقریبا به روند ثابت رسید. ولی در نمونه پنیر حاوی فعال کننده سیر صعودی همچنان تا روز ۶۰ رسیدن ادامه داشته است.

میزان افزایش ازت محلول

ازت محلول در تمامی نمونه ها در طول رسیدن افزایش یافت ولی میزان و شدت افزایش در تیمارها و نمونه های شاهد یکسان نبوده است. در نمونه های حاوی فعال کننده سرعت افزایش بسیار بیشتر از سایر نمونه ها بوده است. در رابطه با ازت محلول نیز همچون فعالیت پلاسمینی که قبلا شرح داده شد تاثیر حضور فعال کننده و بازدارنده از روزهای آغازین رسیدن مشهود است. به عنوان مثال ۱۵روز پس از تولید درصد ازت محلول در پنیرهای حاوی فعال کننده  ۶۵/۲۶ در نمونه های شاهد  ۲۲/۲۴و در پنیرهای حاوی بازدارنده  ۰۴/۲۰ مشاهده شد. در روزه  ۶۰ رسیدن در نمونه های حاوی فعال کننده، شاهد و حاوی بازدارنده درصد ازت محلول به ترتیب ۷۰/۳۵، ۶۹/۲۶ و  ۲۴/۱۵ بود که نمایان گر تفاوت در سرعت افزایش در نمونه های مختلف است.

بازدارنده موجود در نمونه ها نتوانسته است فعالیت پایین پلاسمین در پنیر فراپالایش را چندان کاهش دهد. هر چند که تفاوت موجود در درصد ازت محلول نمونه های شاهد و بازدارنده معنی دار بود. در همه نمونه ها و حتی در تیمار حاوی بازدارنده ی فعالیت پلاسمین، از روز اول تا روزه  ۶۰ درصد ازت محلول افزایش یافته است.و در همه ی تیمارها روند افزایش در ابتدا ( ۳۰روزه اول) سریعتر بوده است. در تیمار آنزیمی افزایش درصد ازت محلول در مقایسه با نمونه های شاهد و نمونه های حاوی بازدارنده شتاب بیشتری داشته است.

تاثیر بازدارنده در نمونه های حاوی -۶آمینوهگزانوئیک اسید در طول رسیدن شدت بیشتری یافته است و سرعت افزایش در نمونه های حاوی بازدارنده بسیار کمتر از نمونه های شاهد بود، بنابراین برعکس فعال کننده که از همان ساعات آغازین رسیدن اثرات حضور خود را نشان داده است، در تیمار محتوی بازدارنده هر چه که به انتهای رسیدن پیش رفته است بازداری تاثیر بیشتری داشته است.

تغییرات ازت محلول در طول رسیدن افزایش   pH 4/6-SNدر پنیرهای با اروکیناز افزوده، بیش از پنیرهای شاهد بود و این موضوع نشان

می دهد که سرعت تولید  pH 4/6 SNبا افزایش فعالیت پلاسمین، بالاتر میرود. این نتیجه در تطابق کامل با نتایجی است که بارت و همکاران در سال  ۱۹۹۹ گزارش کردند. پلاسمین به عنوان عاملی در تولید   pH 4/6SN در پنیر شناخته شده است و افزودن پلاسمین به شیرپنیرسازی موجب افزایش متناسبی در سطح  WSN میشود . پروتئولیز اولیه در پنیر عموماً مربوط به فعالیت کیموزین روی -αs1کازئین و اثر پلاسمین روی -βکازئین است و آنزیم های آغازگر تا حد کمی در پروتئولیز اولیه شرکت میکنند.

تغییرات درصد ازت محلول در تری کلرو استیک اسید  ۱۲درصد به ازت کل (ازت غیرپروتئینی)

یکی از روش های متداول برای بررسی پروتئولیز ثانویه در پنیر اندازه گیری کمی پپتیدهای محلول در تری کلرواستیک اسید ۱۲درصد (ازت غیرپروتئینی) است. مهمترین مواد تشکیل دهنده ازت غیرپروتئینی، اوره، اسیدهای آمینه و پپتیدها هستند که در طول پروتئولیز ثانویه پنیر تولید میشوند، بنابراین افزایش این عامل طی رسیدن پنیر نشان دهنده تولید ترکیبات مذکور در نتیجه افزایش روند پروتئولیز ثانویه در پنیرهای آزمایشی است. این ترکیبات به عنوان پیشساز ترکیبات عطر و طعم به طور مستقیم و غیرمستقیم در ایجاد عطر و طعم نهایی پنیر شرکت میکنند. نتایج نشان داد که میان سه نوع پنیر از نظر درصد ازت غیرپروتئینی به ازت کل  تفاوت معنی داری وجود داشت به طوریکه در هر مقطع زمانیِ رسیدن پنیر حاوی فعال کننده بیشترین میزان ازت غیرپروتئینی و پنیر حاوی بازدارنده کمترین مقدار ازت غیرپروتئینی را داشت.

همچنین فواصل زمانی مختلف طی رسیدن و اثر متقابل این دو فاکتور تأثیر معنی داری بر این فاکتور داشتند. به طوریکه مشاهده شد درصد ازت غیرپروتئینی پنیرها در طی دوره رسیدن به تدریج افزایش یافت. افزایش قابل ملاحظه  NPN در پنیر حاوی اروکیناز را میتوان به تقویت فعالیت پلاسمین نسبت داد. این نتایج در تطابق کامل با فعالیت پلاسمینی بیشتری است که در پنیرهای تولید شده از شیر حاوی اروکیناز از سوی بارت و همکاران  ۱۹۹۹ گزارش شده است.

تفاوتی که در اندازه گیری درصد ازت غیرپروتئینی نسبت به نتایج حاصل از اندازه گیری های قبلی مهم تر جلوه میکند میزان تقریبا برابر ازت غیرپروتئینی موجود در روز اول در هر دو تیمار و حتی در نمونه شاهد است.

افزایش فعالیت پلاسمین و در پی آن افزایش درصد ازت محلول که حتی در روز اول رسیدن نمود داشت، افزایشی در درصد ازت غیرپروتئینی درپی نداشته است.

در ادامه روند رسیدن در روزهای  ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰ همواره درصد ازت غیرپروتئینی گزارش شده برای نمونه های حاوی فعال کننده در مقایسه با نمونه های شاهد در سطح بالاتری بود و در مقابل درصد ازت غیرپروتئینی گزارش شده برای نمونه های حاوی بازدارنده در مقایسه با نمونه های شاهد و مسلماً در مقایسه با نمونه های حاوی فعال کننده نیز کمتر بوده است و در مورد درصد ازت غیرپروتئینی نیز، درصد افزایش در اثر حضور اروکیناز بسیار شدیدتر و محسوس تر از درصد کاهش ناشی از حضور -۶ آمینوهگزانوئیک اسید بود. مثلا در روز  ۴۵ رسیدن درصد ازت غیرپروتئینی برای نمونه های حاوی فعال کننده، شاهد و حاوی بازدارنده به ترتیب ۶۲/۱۵، ۴۰/۱۱،۸۳/۸ گزارش شد. که علت این پدیده از

یک سو خاصیت خود کاتالیزی اروکیناز و پلاسمین در سیستم پلاسمین و از سوی دیگر پایین بودن فعالیت پلاسمین و به دنبال آن پایین بودن درصد ازت غیر پروتئینی در پنیر فراپالایشی (شاهد) است.

بررسی درجه هیدرولیز سیستم کازئینی

ساختار لخته ی پنیرهای تازه را شبکه ی پروتئینی تشکیل میدهد. شبکه پروتئینی قسمتی از ساختار اصلی خود را در طی رسیدن پنیر از دست میدهد. الکتروفورز میتواند برای اندازه گیری وضعیت پروتئین در مراحل مختلف رسیدن مفید باشد. این روش باعث شناسایی پروتئین های تجزیه شده، و به مقدار کمتر پروتئازهای موجود میشود. استفاده مهم دیگر شناسایی ترکیبات مختلف با درصدهای مختلف در طی مراحل رسیدن است. به نظر میرسد که شدت آرومای پنیر با ترکیبات نیتروژنی محلول به ویژه پپتیدهای کوچک و اسیدهای آمینه در ارتباط است.

به منظور ارزیابی فرآیند پروتئولیز از الکتروفورز روی ژل اوره پلی آکریل آمید استفاده شد. برای این کار کازئین سه نوع پنیر آزمایشی در پنج فاصله زمانی رسیدن شامل روز اول، روزهای  ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰ استخراج شد. همانطورکه مشخص است، در طی مدت رسیدن پنیر حاوی فعال کننده نسبت به پنیر شاهد دارای پروتئولیز شدیدتر و تجزیه بیشتر کازئین ها بود. افزون بر این، -β کازئین در نمونه پنیر حاوی فعال کننده، متحمل هیدرولیز بیشتری گردید. چرا که در پنیرهای شاهد پروتئین های سرمی و در پنیرهای حاوی بازدارنده، هم پروتئین های سرمی و هم بازدارنده از فعالیت پلاسمین جلوگیری میکنند. در حالی که عاملی به منظور جبران این ممانعت ها وجود ندارد.

دستیابی به فعالیت پلاسمینی بیشتر منجر به شتاب گیری پروتئولیز اولیه میشود. میتوان مشاهده کرد، تجزیه β- کازئین در نمونه های شاهد و نمونه های حاوی بازدارنده طی ۶۰روز رسیدن چندان محسوس نبود. پلاسمین که بیشترین نقش را در تجزیه  کازئین برعهده دارد در پنیرهای  UFتحت تاثیر عوامل بازدارنده موجود به ویژه بتالاکتوگلوبولین مهار می شود و همین عامل مسئول کاهش تجزیه -βکازئین در این پنیرها است. در سال  ۱۹۹۳ بچ نتایج مشابهی گزارش نموده است.

درحالی که در نمونه حاوی فعال کننده، هیدرولیز بیشتری در این زمینه مشاهده میشود. به نظر میرسد که تشدید فعالیت پلاسمین توسط فعال کننده ی به کار رفته در این آزمایش تا حدی توانسته است مهار فعالیت پلاسمین را جبران نموده و تجزیه بیشتر -βکازئین را در پی داشته است.

همانطور که مشخص است  -αs1کازئین نسبت به  –βکازئین در تمامی نمونه های پنیر هیدرولیز بیشتری نشان داد. ترکیبات مولکولی با حرکات الکتروفورزی زیادتر که از تجزیه  -αs1کازئین مشتق شده اند، از فعالیت پلاسمین شیر، آنزیم های میکروبی و آنزیم های موجود در مایه پنیر حاصل میشوند. به طور کلی میزان هیدرولیز بتا-کازئین تقریبا در تمام انواع پنیرها به خصوص پنیر  UF آهسته تر از  -αs1 کازئین صورت میگیرد .

هیدرولیز -αs1 کازئین که اساسا توسط آنزیم های مایه پنیر صورت میگیرد در پنیرهای  UF کمتر مهار میشود. رنت باقیمانده در لخته پس از آبگیری آب پنیر شاید مسئول تجزیه اولیه کازئین ها به ویژه – کازئین باشد. این نوع کازئین منجر به تشکیل پپتیدهای با وزن ملکولی بالا میشود. مقدار زیاد رنت افزوده شده به پنیر برای تسریع کوآگولاسیون یا شرایط ضعیف اسیدی منجر به تجزیه زیاد-αs1کازئین میشود.

باستین و همکاران (۱۹۹۶ ) مشاهده کردند که هیدرولیز بتاکازئین در ابتدا (هفته ی ششم) در پنیرهایی که از شیر با اروکیناز افزوده ی زیاد تولید شده بودند بسیار سریع بود ولی در پایان هفته ( ۲۴ماه ششم) بین تیمارها و پنیر شاهد از نظر میزان بتاکازئین دست نخورده تفاوتی وجود نداشت.

افزون بر این در طول هفته ی ششم تا هفته بیست و چهارم، تغییر قابل ملاحظه ای در میزان گاماکازئین مشاهده نشد. گاماکازئین در طول زنجیره ی واکنشهای پروتئولیتیکی رسیدن پنیر، پپتیدی حد واسط، هم به لحاظ اندازه و هم به لحاظ سوبسترایی به شمار میرود. گاماکازئین، از بتاکازئین تولید میشود و در ادامه ی واکنشهای پروتئولیتیکی خود به پپتیدهای بسیار کوچکتر و اسیدهای آمینه هیدرولیز میشود.

نتیجه گیری

با درنظرگرفتن نتایج حاصل از این پژوهش، نقش سیستم پلاسمین در فرآیند رسیدن پنیرهای فراپالایشی غیر قابل اغماض و تاثیرگذار می نماید. افزودن مقدار جزیی فعال کننده پلاسمین توانست درهمان روزهای آغازین رسیدن فعالیت پلاسمین را در نمونه های حاوی فعال کننده افزایش دهد. افزایش  pH 4/6-SN به عنوان شاخص رسیدن در پنیرهای با اروکیناز افزوده، بیش از پنیرهای شاهد بود و این موضوع نشان می دهد که سرعت تولید  pH 4/6-SN با افزایش فعالیت پلاسمین، شدت می یابد و این نویدی بر امکان بهبود پنیرهای تولید شده به روش فراپالایش و رفع معایب این دسته از پنیرها از طریق دستکاری حساب شده و علمی این سیستم پیچیده است.

این پژوهش توسط گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه تبریز انجام گرفته است. با تشکر از زحمات این عزیزان.

مطالب مرتبط: