پنیر پروبیوتیک

چکیده
اهمیت محصولات حاوی پروبیوتیک برای حفظ سلامت و تندرستی به یک عامل مهم تبدیل شده است که بر روی انتخاب های مصرف کنندگان تأثیرگذار است، و منجر به گسترش و رشد سریع بازار برای این محصولات، و همچنین افزایش توجه تجاری به بهره برداری از خصوصیات سلامتی ارائه شونده توسط آنها می گرد. اغلب غذاهای پروبیوتیک موجود در بازار (مانند ماست و شیر مخمر) از محصولات تازه هستند و معمولاً در مدت چند روز یا چند هفته پس از تولید مصرف می شوند. برعکس، پنیرهای

سفت (مانند چدار) زمان رسیدن طولانی تا حدود دو سال دارند. پنیر چدار از لحاظ ارائه پروبیوتیک های ماندنی (مانند کاهش قدرت اسیدی پنیر در مقایسه با ماست، و محتوای چربی بالا) مزایای معینی نسبت به محصولات از نوع ماست دارد و ساختار پنیر چدار از میکرو ارگانیسم ها در حین عبور از روده (GIT) محافظت میکند. در واقع، مطالعات قبلی اثبات کرده اند که

بیفیدو باکتری ها در پنیرهای چدار و گودا بخوبی زنده می مانند. مطالعات ما نیازمند ترکیب تعدادی از گونه های لاکتوباسیل پروبیوتیک در پنیر چدار و ارزیابی عملکرد آنها در حین مرحله رسیدن بوده است. این گونه ها قبلاً توسط جراحی از GIT بالایی انسان جدا شده اند. این مطالعات اثبات می کنند که دو گونه ال. پاراکاسی زیست پذیری بالایی در پنیر دارند درحالیکه گونه های ال. سالیواروس در حین دوره رسیدن می میرند. در نتیجه، پنیرهای چدار پروبیوتیکی را میتوان با هزینه نسبتاً پایین

ی برای تولیدکننده، و با استفاده از راهکارهای مشابه تولید کرد که حاوی سطوح بالایی از گونه های ال. پاراکسی باشد. خصوصاً اینکه مطالعات ما اثبات میکنند که ترکیب این گونه ها تأثیر منفی بر روی کیفیت پنیر (از جمله طعم و ساختار آن) ندارد. همچنین، نتایج اولیه نشان میدهند که پنیر را علیرغم تفاوت ظاهر محصولات، میتوان از لحاظ ارائه سلول های ماندنی GIT با ماست مقایسه کرد.
مقدمه
باکتریهای پروبیوتیک بصورت میکرو ارگانیسم های زندهای توصیف می شوند که جذب کردن (خوردن) تعداد معینی از آنها مزایای سلامتی فراتر از تغذیه مبنا را به دنبال دارد. پروبیوتیک ها ممکن است بصورت یک عنصر غذایی و یا بصورت غیر خوراکی مصرف شوند. غذاهای حاوی این باکتریها در طبقه غذاهای کاربردی قرار دارند و بصورت غذاهایی توصیف می شوند که گفته میشود تأثیر مثبتی بر روی سلامتی دارند. این محصولات روز به روز محبوبیت و مقبولیت بیشتری در کشورهای در حال توسعه پیدا میکنند و از قبل نیز در ژاپن و ایالات متحده بخوبی مورد استقبال قرار گرفته اند. بعلاوه، توجه تجاری بیشتر به بهره برداری از خصوصیات سلامتی ارائه شونده توسط پروبیوتیک ها راه جدیدی را برای رشد سریع و توسعه این بخش از بازار ایجاد کرده است. تأثیرات بالقوه افزایش سلامتی فرآورده های لبنی که ارگانیسم های پروبیوتیک مانند لاکتوباسیل و

بیفیدو باکتری spp. را ترکیب میکنند، باعث ترغیب تحقیقات عمده ای در سالهای اخیر شده است. تاکنون، معروف ترین سیستم های ارائه غذا برای این کشت ها، غذاهای لبنی (مانند شیر مخمر و ماست، و همچنین شیر غیر مخمر با کشت های اضافه شده) را تخمیر کرده است. تعدادی از محققان و شرکت ها در تلاش برای گسترش دامنه محصولات پروبیوتیک،

درصدد بوده اند تا پنیرهایی تولید کنند که مقدار زیست پذیر بالایی از کشت های پروبیوتیک را نگه دارد. این مقاله مزایا و معایب گسترش پنیرهای پروبیوتیک را با ارجاع خاص به تلاش های تحقیقاتی در آزمایشگاه های ما برای تولید پنیر چدار حاوی سطوح بالایی از گونه های ال. پاراکسی گرفته شده از انسان بیان میکند. ترکیب این کشت های افزایش دهنده سلامتی در پنیر چدار در حین تولید فقط منجر به ایجاد یک غذای کاربردی می گردد اگر کشت (های) اضافه شده قرار باشد که زیست پذیری خود را در حین دوره رسیدن حفظ کنند و در صورتیکه کشت (های) اضافه شده تأثیر مخالفی بر ترکیب، ساختار یا معیارهای حسی محصول نداشته باشند. از این لحاظ، پنیر چدار مزایای معینی بعنوان یک سیستم ارائه برای پروبیوتیک های

 

زنده برای GIT (اندام مقصد) دارد، و با داشتن pH بالاتری نسبت به غذاهای پروبیوتیک سنتی تر، میتواند محیط پایدارتری را برای پشتیبانی از بقای بلند مدت ارگانیسم های پروبیوتیک فراهم سازد. بعلاوه، محتوای چربی بالا و ماتریس پنیر ممکن است در حین عبور از GIT از ارگانیسم ها حفاظت کند. صنایع پنیر در ایرلند و در سراسر اروپا با فرض ماهیت رقابتی رو به رشد

بازار اروپایی در محصولات غذایی، ممکن است از مزایای بازاریابی (مانند پنیرهای حاوی پروبیوتیک با ارزش افزوده) برخوردار باشند ، که یک مزیت رقابتی نسبت به محصولات دیگر به شمار می آید. در ایرلند، تولید پنیر چدار در سال ۱۹۹۷ تقریباً ۷۰,۰۰۰ تن بود که غالب ترین پنیر تولید شده بود. بنابراین توسعه پنیر چدار پروبیوتیک میتواند منجر به یک مزیت اقتصادی مهم گردد.
کشت های پروبیوتیک هدف
دسته مهمی از معیارهای انتخاب برای پروبیوتیک ها باید در هنگام انتخاب گونه برای ترکیب در پنیرها بکار برده شود، که شامل خصوصیاتی مانند توانایی مطابقت داشتن با سلول های روده ای در آزمایشگاه می باشد و داده های بالینی تأثیر پروبیوتیک را اثبات میکنند. تعدادی از تأثیرات سلامتی به مصرف منظم و مدام باکتریهای اسید لاتیک معینی نسبت داده شده است.
برای مثال، گونه های پروبیوتیک معینی بصورت عاملانی هستند که قادر هستند که علائم عدم توانایی برای جذب قند شیر را در افرادی کاهش دهند که توانایی تجزیه لاکتوز به شکرهای تشکیل دهنده، گلوکز و گالاکتوز را ندارند. همچنین، تعدادی از مطالعات مدارکی را ارائه داده اند که اثبات میکند که کشت های معینی (مانند لاکتوباسیل CG) در درمان اسهال مفید هستند. مطالعات مربوط به تأثیرات باکتریهای اسید لاتیک بر روی جلوگیری از ابتلا به سرطان نیز نتایج مثبتی را نشان داده اند. بعلاوه، داده های همه گیرشناسی نشان میدهند که مصرف مداوم شیر مخمر ابتلا به سرطان سینه را در زنان کاهش میدهد. پیشنهاد شده است که بعضی از گونه های پروبیوتیک دارای تأثیر کاهش دهنده سطوح کلسترول خون هستند، اما این مزیت سلامتی هنوز مورد بحث است.
علاوه بر کاربردهای بالینی اثبات شده، تعدادی از معیارهای مربوط به گونه ها نیز وجود دارد که در انتخاب گونه های پروبیوتیک برای ترکیب در محصولاتی مانند پنیر چدار حائز اهمیت است، که شامل تولید ضد میکربی است که میتواند بر میکرو-فلور پنیر و GIT، توانایی کشت برای رشد در محیط های لبنی-مبنا (مانند محیط های بازداشتی phage و کشک)، و توانایی کشت برای بقا و/یا رشد در حین تولید و در سراسر دوره تاریخ مصرف محصول تأثیرگذار باشد.
برای اینکه کشت های غذایی در سیستم های غذا سودمند باشند، باید زیست پذیری خود در غذا را تا زمان مصرف حفظ کنند و در تعداد زیاد موجود باشند (در سطح حداقل ۱۰۷ سلول زیست پذیر در هر گرم یا میلی لیتر از محصول). در هنگام انتخاب گونه برای ترکیب در یک خوراک خاص، عواملی که اهمیت بسزایی دارند شامل توانایی ارگانیسم برای زنده ماندن در هنگام عبور از GIT برای داشتن تأثیر مثبت، توانایی زنده ماندن در حین فرآیند تولید خوراک، و توانایی رشد و بقا در حین دوره رسیدن/ذخیره سازی می باشند. شیرهای مخمر و ماست بیشترین توجه را بعنوان حاملان کشت های زنده به خود جلب کرده اند، اما در زمان های اخیر، غذاهایی مانند پنیر چدار، پنیر گودا، پنیر لور (نوعی پنیر دلمه شده)، پنیر کرسنزا، ماست

های منجمد، و بستنی نیز بعنوان حاملان غذایی گونه های پروبیوتیک بیفیدو باکتری و لاکتوباسیل مورد مطالعه قرار گرفته اند.
تعدادی از مطالعات نیز پنیر را بعنوان حامل میکرو ارگانیسم های پروبیوتیک مطالعه کرده اند. در یکی از موارد، پنیر چدار که بیفیدو باکتری در آن ترکیب شده بود، بعنوان یک حامل بررسی شد. این زیست پذیری را تا حدود ۲۴ هفته تقریباً در پایدار می ساخت و هیچ اثر مخالفی بر روی طعم، ساختار یا ظاهر پنیر نداشت. وقتی که از بیفیدو باکتری در ترکیب با ال. اسیدوفیلوس

گونه Ki بعنوان آغازگر در تولید پنیر گودا استفاده شد، پس از ۹ هفته پس از رسیدن تأثیر مهمی بر روی طعم پنیر مشاهده شد که احتمالاً بخاطر تولید اسید لاتیک توسط بیفیدو باکتری ها است. نه پنیر لور و نه پنیر سفید رسیده در شوراب، زیست پذیری بالایی از B. infantis یا B. bifidum (که در هنگام تولید اضافه میشدند) بصورت پایدار باقی نمی ماند. در پنیر لور، B. infantis پس از یک روز ذخیره سازی تقریباً به سطح می رسید اما تلفات زیادی پس از ۱۵ روز در دمای ۴ درجه سانتیگراد مشاهده میشد (که تاریخ مصرف معمولی این محصول است). همچنین، مصرف کنندگان تمایل کمتری به محصول تولید شده

 

با بیفیدو باکتری های اضافه شده در پنیر کنترل نشان دادند. B. bifidum در حین دوره رسیدن پنیر در شوراب، در مقایسه با B. adolescentis در تعداد بیشتری باقی می ماند و پس از ۶۰ روز بعد از رسیدن فقط یک دوره کاهش را نشان میداد. همچنین، سه گونه Bi- fidobacterium (bifidum، longum و infantis) در پنیر کرسزنا ترکیب شدند، که ۱۴ روز پس از تولید بترتیب ۱۰۸٫۰۵، ۱۰٫۷٫۱۲ و تعداد سلول باقی مانده را نشان دادند. برعکس، ترکیب های چند نوعی از این گونه ها ۱۴ روز پس از تولید فقط در سطوح وجود داشت.

میکرب شناسی پنیر چدار
ما زیست پذیری تعدادی از باکتریهای پروبیوتیک را در پنیر چدار در دوره ۶ ماه پس از رسیدن پنیر بررسی کرده ایم. این گونه شامل L. salivarius و گونه های پاراکسی هستند، که قبلاً از روده یک انسان سالم جدا شده اند و از لحاظ پتانسیل پروبیوتیک خود بطور کامل توصیف شده اند. البته قبل از بررسی اضافه سازی گونه های پروبیوتیک گرفته شده از انسان به پنیر چدار، ابتدا باید فلور طبیعی یک محصول معمولی و غیر پروبیوتیک را بررسی کنیم. پنیر یک محصول گرفته شده از شیر است که در آن، نسبت پروتئین کشک/کازئین (ماده پنیری) از این نسبت در شیر بیشتر نخواهد شد، و توسط دلمه شدن شیر توسط عملکرد پنیر مایه، و سپس گرفتن آب کشک بدست می آید. کشت های آغازگر حاوی باکتریهای اسید لاتیک ابتدا در حین سوخت و ساز لاکتوز توسط پنیر مورد نیاز هستند، و در نتیجه سبب تولید اسید لاتیک و کاهش pH می گردد. در حین تولید پنیر چدار، lactococci آغازگر رشد میکند و در هنگام نمک زدن به سطح تقریبی می رسد. البته شرایطی در پنیر (مانند نمک بالا در رطوبت (S/M)، pH پایین، عدم وجود کربوهیدرات های قابل تخمیر و دمای پایین در حین رسیدن) میتواند منجر به کاهش زیادی در تعداد آغازگرها در چند هفته اول دوره رسیدن گردد. میزان این کاهش به تعدادی از خصوصیات گونه بستگی دارد که شامل خصوصیات خودکافتی، مقاومت نمک و مقاومت phage است. در ضمن، جمعیت ارگانیسم های غیر

بیماریزا (با نام باکتریهای اسید لاتیک غیر آغازگر یا NSLAB) عمدتاً از لاکتوباسیل ها و pediococci تشکیل می گردند که زمانیکه پنیر می رسد تکثیر پیدا میکنند، که فرآیندی است که معمولاً در دمای ۲ تا ۱۶ درجه سانتیگراد انجام میشود. این

اعتقاد وجود دارد که NSLAB در حین مرحله تولید به شیر پنیر دسترسی پیدا میکند و یا اینکه آنها در حین پاستوریزه کردن بصورت تقلیل یافته ای باقی می مانند. با این وجود، تعداد آنها بسرعت افزایش می یابد و در پنیر چدار رسیده حداکثر به تعداد میرسد. در واقع، در پنیرهای کامل شده، NSLAB میتواند معرف فلور اصلی باشد. نقش آنها در تعیین کیفیت پنیر هنوز مشخص نشده است. NSLABها معمولاً با استفاده از یک شمارشگر صفحه ناهوازی بر حسب Rogosa یا آگار انتخابی لاکتوباسیل (LBS) شمارش می گردند.

اضافه سازی لاکتوباسیل ها بعنوان مواد افزودنی آغازگر در حین تولید پنیر چدار
نقش NSLAB در افزایش طعم پنیر چدار هنوز مورد بحث است. اغلب افراد معتقدند که تکنیک های تولید پنیرهای مدرن، که نیازمند پاستوریزه کردن و استفاده از سیستم های آغازگر گونه های تعریف شده است، باعث افزایش طعم پنیر چدار کامل شده نمی گردد که قبلاً به شیوه سنتی تر با استفاده از شیر خام و کشت های آغازگر گونه های تعریف نشده تولید می شد . سطوح NSLAB تا حد زیادی در پنیر تولید شده از شیر خام بالاتر بود و طعم آن نیز تا حد زیادی بیشتر بود، که نشاندهنده اینست که NSLAB ها هیچ نقشی در افزایش طعم پنیر ندارند. تعدادی از مطالعات که نیازمند معرفی گونه های NSLAB بعنوان مواد افزودنی در حین تولید پنیر چدار برای بررسی تأثیرات آنها بر روی افزایش طعم هستند، و بطور کلی پروتئولیز افزایش یافته ای مشاهده میشد. بسیاری از این NSLAB ها دارای سیستم های پروتئولیز پیچیده ای هستند که با فرآیند کامل شدن پنیر همراه هستند.

تعدادی از مطالعات تأثیر مثبتی بر روی طعم پنیر را بعلت اضافه سازی NSLAB ها به lactococci آغازگر گزارش کرده اند، درحالیکه تعدادی از مطالعات نیز نشان داده اند که NSLAB ها کمک کمی به افزایش طعم پنیر چدار میکنند. نتیجه مثبتی از لحاظ افزایش طعم تا حد زیادی به گونه خاصی وابسته است که با آغازگر مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر، تعدادی از مواد افزودنی لاکتوباسیل برای افزایش طعم بصورت تجاری برای پنیرهای چدار موجود هستند.

روش شمارش گونه های مواد افزودنی در پنیر در حال کامل شدن خیلی مهم است و نیازمند دانش کاملی از میکرو فلورهای ساکن در محصول است. بسیاری از مطالعات انجام شده در گذشته از روشهایی استفاده کرده اند که مختص به گونه ماده افزودنی لاکتوباسیل نبودند و بنابراین ممکن است به نتیجه گیری های نادرستی در مورد سودمدی و عملکرد گونه های مواد افزودنی خاص در پنیر چدار رسیده باشند. از این لحاظ، استفاده از محیط های LBS (که شمارش کامل لاکتوباسیل ها را

میسر می سازد) بعنوان ابزاری برای این نتیجه گیری که یک لاکتوباسیل خاص زیست پذیری خود را در سراسر دوره رسیدن حفظ کرده است مناسب نیست. متغیرهای مقاوم در مقابل آنتی بیوتیک ابزار مفیدی برای برطرف سازی این مسئله هستند، و مشتق های مقاوم در مقابل ریفامیسین را نیز میتوان بصورت موفقیت آمیز برای اثبات تغییرپذیری مواد افزودنی در حین دوره رسیدن پنیر چدار مورد استفاده قرار داد. البته ایجاد مقاومت آنتی بیوتیک در کشت های درجه بندی غذا ممکن است تکنیک مناسبی برای کاربردهای تجاری نباشد. در مطالعه ما در مورد زیست پذیری گونه های لاکتوباسیل پروبیوتیک ، از DNA (RAPD) PCR چند ریختی تقویت شده استفاده شد، که امکان شمارش انتخابی گونه های مواد افزودنی از جمعیت NSLAB طبیعی را به ما میدهد، و در عین حال وضعیت درجه بندی غذا را نیز حفظ میکند، همانطور که در مقاله گاردینر و همکارانش (۱۹۹۸) و در همین مقاله نیز توضیح داده شده است.

اثبات شده است که گونه های لاکتوباسیل استفاده شده در مقاله گاردیرن و همکارانش (۱۹۹۸) در مقابل اسید و صفرا مقاوم هستند، به سلول های مخاطی انسان می چسبند، غیر بیماریزا هستند و پروفایل های آنتی بیوگرام مطلوبی دارند. گونه های ال. پاراکسی پروبیوتیک NFBC 338 و NFBC 364 زیست پذیری خود را در حین دوره رسیدن پنیر چدار حفظ کردند، و پس از ۸ ماه در سطوح موجود بودند. از طرف دیگر، تعداد گونه های ال. سالواریوس مطالعه شده، در حین دوره رسیدن کاهش پیدا کرد و با استفاده از راهکار RAPD PCR نمیتوان آنرا از پنیر چدار شمارش کرد، که در مدت ۶ ماه رسیده است.

ما در این مقاله تولیدمقیاس آزمایشی (۴۵۰ L) پنیر چدار حاوی تعداد زیادی از گونه های ال. پاراکسی NFBC 338 را توصیف میکنیم. آزمایش های مقیاس آزمایشگاهی قبلی که اثبات می کردند که NFBC 338 در حین دوره رسیدن پنیر چدار بمدت ۸ ماه زیست پذیری خود را حفظ میکند بتازگی گزارش شده است. متغیرهای مقاوم در مقابل پرنت و ریفامپیسین (RifR) از NFBC 338 در حین تولید پنیر چدار بترتیب در مایه کوبی ۱٫۱*۱۰۵ و *۷٫۹ ترکیب شدند. در نتیجه و پرنت در پنیرهای کهنه یک روزه بترتیب از و رشد کردند تا پس از ۳ ماه به سطوح و برسند. پس از این زمان، سطوح NFBC 338 ثابت باقی ماند، درحالیکه سطوح مشتق RifR به پنیر در ۶ ماه کاهش پیدا کرد. دلیل این کاهش تعداد گزینه دوم هنوز مشخص نیست.

ترکیب پنیرهای حاوی پروبیوتیک و پنیرهای کنترل و گونه ال. پاراکسی NFBC 338 در جدول ۱ نشان داده شده است. این داده ها معمولاً در دامنه معمول برای پنیر چدار هستند، که نتایج آزمایشات مقیاس آزمایشگاهی را تأیید میکنند که ماست به بچه خوک های ۱۴ روزه خورانده شده بود، که قبلاً بمدت ۱۸ ساعت گرسنگی کشیده بودند. بچه خوک ها بطور کلی از باکتریهای پروبیوتیک را از پنیر چدار و پروبیوتیک را از ماست دریافت کردند. پس از ۲ ساعت، این حیوانات کشته شدند و سطوح پروبیوتیک های زیست پذیر در محتوای روده کوچک اندازه گیری شد. گونه از روده کوچک خوک ها بازیابی شد که از پنیر کهنه ۵ ماهه چدار یا ماست تازه جذب شده بود.
این نتاج کارایی و مناسب بودن پنیر چدار بعنوان حاملی برای ارائه میکرو ارگانیسم های پروبیوتیک زیست پذیر به GIT را تأیید میکند.