کاله - رضا قربانی
ghorbani1359@yahoo.com
کلمات کلیدی مطالب
نویسنده: رضا قربانی - ۱۳٩۱/٥/٢٥

شیر به عنوان ناقل باکتری‌های پروبیوتیک:

 مزایا و چالش‌‌ها


       امروزه توجه جهانی به تولید غذاهای ایمن و سلامتی‌زا جلب شده است و اصطلاحاتی مانند:(functional food) و (natural food) و (organic food) همگی نشان دهنده گرایش تولید به سمت فراورده‌هایی بر این پایه‌اند. فراورده‌های پروبیوتیکی نیز از این دسته محصولات محسوب می‌شوند، پروبیوتیک‌ها به دسته‌ای از میکروارگانیسم‌های مفید اتلاق می‌شوند که قادر به رشد در شرایط روده‌ای (انسان یا حیوان) بوده و اثرات مفیدی بر افزایش سلامتی میزبان خود دارند. مصرف فراورده‌های حاوی این ارگانیسم‌ها باعث تاثیرگذاری مثبت آن‌ها در سیستم‌های مختلف بدن از جمله دستگاه گوارش، سیستم ایمنی و... می‌شود. امروزه تعداد زیادی از این نوع میکروارگانیسم‌ها شناسایی و معرفی شده‌اند که اغلب آن‌ها قابلیت تولید و کشت در فراورده‌های شیری مانند شیرآشامیدنی ، ماست، دوغ ، بستنی و... را دارا هستند. تقاضای بالای مصرف این نوع فراورده‌ها در کشورهای پیشرفته، انگیزه تولید آن‌ها را در صنعت لبنی افزایش داده است.

شیر و فراورده‌های تخمیری آن با داشتن ویژگی‌های تغذیه‌ایی و تکنولوژیکی خاص، به عنوان حاملان باکتری‌های پروبیوتیک، امروزه هدف تحقیق و توجه بسیار واقع شده‌اند. شیر، علاوه بر ایجـاد محیـطی مناسب جهت رشد و بقاء پروبیوتیک‌ها با داشتن خواص تغذیه‌ایی خاص خود، محصولی با ارزش را به مصرف کننده عرضه می‌کند. از آن‌جا که شیر و فراورده‌های تخمیری آن از دیرباز به عنوان ناقلین باکتری‌های خانوادهء اسید لاکتیک مورد پذیرش بوده‌اند، کاربرد آن‌ها به عنوان حامل باکتری‌های پروبیوتیک نیز چندان دور از ذهن نخواهد بود و قرار گرفتن این باکتری‌ها در دل چنین پایه‌ایـی، مقبولیت مصرف آن‌ها را برای مصرف کننده بهبود خواهد بخشید. بدین ترتیب کاربرد گونه‌های مختلف بیفیدوباکتریوم و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس در تولید فراورده‌های شیری تخمیری، از اواخر دههء 1970 و با افزایش دانش طبقه‌بندی باکتری‌ها به شهرت رسید. به دنبال آن، تولید اسید لاکتیک L(+) در مقایسه با D(−) در مقادیر زیاد و کاهش مسئلهء اسیدسازی در حین نگهداری و اثرات درمانی منحصر به فرد، باعث رونق بیشتر این محصولات شد (13).

هر چند شیر از نظر تغذیه‌ایی و بازارپسندی جهت انتقال پروبیوتیک‌ها به سیستم گوارش انسان مناسب ارزیابی می‌شود، اما جهت تولید یک فراورده پروبیوتیک مناسب با پایه شیر که بتواند طی مدت نگهداری، تعداد تعریف شدهء پروبیوتیک‌ها را ایجاد و حفظ نماید و برای مصرف کننده نیز مطلوبیت حسی داشته باشد، مسائل و نکات قابل تأملی وجود دارد که از جمله مهمترین آن‌ها کندی رشد و اسیدسازی پروبیوتیک‌ها در شیر می‌باشد. این در حالی است که توانایی تولید اسیدِ قابل قبول در کمترین زمان گرمخانه گذاری، مهمترین ویژگی برای انتخاب میکروارگانیسم‌های آغازگر برای تولیدات صنعتی می‌باشد. بعلاوه، گونهء پروبیوتیکی باید بتواند تکثیر شود تا بدین ترتیب تعداد کلی پروبیوتیک‌ها در طی فراوری افزایش یافته، هزینهء تولید کاهش یابد و گونه‌های پروبیوتیکی با شرایط مادهءغذایی سازگار شوند (10، 12).

 

رشد و اسیدسازی باکتری‌های پروبیوتیک به ویژه بیفیدوباکتریوم ها در شیر کند ارزیابی شده است. وجود مواد مغذی در مقادیر ناکافی یا غیر قابل دسترس، عامل اصلی رشد ضعیف این باکتری‌هاست. در حقیقت اسیدهای آمینه‌ایی مثل؛ آرژنین، والین، لیسین، لوسین، ایزولوسین، تریپتوفان و ... که برای رشد ال. اسیدوفیلوس و بیفیدوباکتریوم ضروری شناخته شده‌اند و رشد آن‌ها را تحریک می‌کنند، در مقادیر ناکافی در شیر وجود دارند (8). در ضمن، این باکتری‌ها (به ویژه بیفیدوباکتر) به شرایط بی هوازی و پتانسیل اکسید و احیاء پائین وابسته بوده، شرایط معمول تخمیر شیر نمی‌تواند محیط مطلوبی را جهت رشد این باکتری‌ها فراهم آورد و در مورد ال. اسیدوفیلوس نیز مشخص شده است که وجود چربی در محیط بر رشد آن تأثیر منفی دارد (3، 5، 7).

بهبود ترکیبات شیر، به عنوان محیط کشت مناسب (سوبسترا) پروبیوتیک ها از راه های افزایش ضریب رشد پروبیوتیک ها می‌باشد. به موادی که باعث تقویت رشد باکتری‌های پروبیوتیک در محیط شیر و خارج از سیستم گوارش می‌شوند، فاکتورهای رشد(Growth factors) اطلاق می‌شود. افزودن پروتئین‌های آب پنیر (به شکل هیدرولیز شده، کنسانتره و یا پودر) بر روی اسیدسازی و افزایش رشد مؤثر است. مشخص شده است که آلفا لاکتالبومین و بتا لاکتوگلوبولین، تقویت کنندگان بسیار خوبی برای پروبیوتیک‌ها هستند. تأثیر مثبت کاپا کازئین و سایر اجزاء پروتئینی کازئین نیز بر رشد و اسیدسازی پروبیوتیک‌ها به اثبات رسیده است. کازئین به شکل هیدرولیز شده، رشد را به شکل مشخصی بالا می‌برد و هر چه این هیدرولیز بیشتر باشد افزایش اسیدسازی و رشد باکتریایی نیز بیشتر خواهد بود که به بیانی نیازمندی پروبیوتیک‌ها به پپتیدها و اسیدهای آمینه را به اثبات می‌رساند (6، 13). از طرف دیگر عصارهء مخمر یا شربت ذرت، هر چند ضریب رشد را به شکل قابل توجهی افزایش می‌دهند، اما به علت ایجاد عطر وطعم نامطلوب در محصول، استفادهء صنعتی از آن‌ها رواج نیافته است و مشتقات پروتئینهء شیر ارجحیت دارند (9). افزودن دستی اسیدهای آمینه مثل: ترئونین و تریپتون و .... نیز محرک رشد ارزیابی شده است اما هزینهء بالای این اسیدهای آمینه، استفاده از آن‌ها را محدود می‌کند. گذشته از فاکتورهای رشد، منابع انرژی شامل قندهای ساده مثل فروکتوز و گلوکز زمان تکثیر را کاهش می‌دهند. تحقیقات نشان داده است که افزودن فروکتوز تا 5/0 درصد، رشد ال. اسیدوفیلوس را تحریک می‌کند اما در غلظت 12-16 درصد نقش بازدارنده را برای رشد پروبیوتیک‌ها بازی می‌کند. در ضمن کربوهیدرات هایی که به عنوان پرِبیوتیک و حامی بقاء این باکتری‌ها در سیستم گوارش معرفی شده‌اند نیز بر روی رشد و اسید سازی تأثیر مثبت دارند. نمونه‌ایی از این ترکیبات فروکتوالیگوساکارید، دکسترین و مالتوز می‌باشد. آنتی اکسیدان‌های مناسب، مواد معدنی یا ویتامین‌ها نیز به افزایش رشد و اسیدسازی پروبیوتیک‌ها کمک می‌کنند. مشخص شده است که افزودن سیستئین به عنوان یک عامل احیاء کننده که می‌تواند پتانسیل اکسید و احیاء محیط را افزایش دهد، رشد ال.اسیدوفیلوس و بیفیدوباکتریوم را بالا می‌برد (14).

با تمام این اوصاف، بهترین روش توصیه شده برای افزایش تعداد پروبیوتیک‌ها و کوتاه کردن زمان تخمیر و دستیابی به آرومای مطلوب، استفاده از یک کشت کمکی در کنار باکتری‌های پروبیوتیک می باشد. نشان داده شده است که می‌توان با استفاده توأم پروبیوتیک‌ها و کشت‌های آغازگر(استارترها)، به محصولات لبنی تخمیری با خصوصیات حسی مطلوب و بقاء خوب دست یافت. هر چند واکنش‌های منفی متعددی نیز وجود خواهد داشت، اما به نظر می‌رسد که انتخاب یک استارتر مناسب امکان‌پذیر باشد (1، 6، 10). جهت فرموله کردن کشت‌های آغازگر مخلوط، مطالعهء رابطهء پادیاری(Antagonistic) و همیاری(Synergistic) بین گونه‌ها، به منظور انتخاب بهترین ترکیبی که بین آن‌ها همکاری مناسبی برقرار باشد، لازم است (15).

مایه ماست می‌تواند رشد پروبیوتیک‌ها را از طریق تولید موادی که جهت رشد آن‌ها لازم است و یا از طریق کاهش فشار اکسیژن تقویت نماید. بیفیدوباکترها، کاملاً نسبت به اکسیژن حساس اند ولی با انتخاب سویه های مناسب استرپتوکوکوس ترموفیلوس، می‌توان بقاء بیفیدوباکترها و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس را بهبود بخشید. لاکتوباسیلوس بلگاریکوس نیز به واسطهء فعالیت پروتئولیتیکی خود و از طریق افزایش قابلیت دسترسی به والین، گلیسین و هیستیدین به رشد و فعالیت پروبیوتیک‌ها کمک می‌کند (5). همچنین، در زمان تولید محصولات تخمیری پروبیوتیکی درجه حرارت تخمیر بینC °40-37 توصیه می‌شود. این درجه حرارتیست که اغلب پروبیوتیک‌ها در آن به خوبی مضاعف می‌شوند. همچنین مهم است که پروبیوتیک‌ها قبل یا همزمان با کشت‌های آغازگر اضافه شوند. افزودن پروبیوتیک‌ها بعد از تخمیر، اجازهء رشد بیشتر را  نمی دهد اما در عوض، باعث کاهش بقاء می‌شود. این موضوع در مورد ال. اسیدوفیلوس در ترکیب با ماست نشان داده شده است. مثال‌هایی وجود دارد که گونه یا گونه‌های پروبیوتیکی بعد از تخمیر به شیرهای تخمیری اضافه می شوند (1، 5، 12). به هر حال بهترین راه، استفاده از یک کشت کمکی است که می‌تواند اس. ترموفیلوس و یا مایه ماست باشد. استفاده از اس. ترموفیلوس بقاء بسیار مناسبی را حاصل می‌کند در حالی‌که استفاده توأم استارترهای ماست و پروبیوتیک‌ها، در برخی موارد بقاء را با مشکل مواجه می‌سازد. بنابراین انتخاب کشت کمکی مناسب برای ایجاد بقاء مطلوب حائز اهمیت فراوان است.

کشت‌های پروبیوتیکی تجاری، عموماً به صورت منفرد (تک سویه) یا ترکیبی وجود دارند. انواع ترکیبی که به صورت گسترده استفاده می‌شوند اغلب تحت عناوین ABT، متشکل از سه گونهء لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس(A)، بیفیدوباکتریا(B) و استرپتوکوکوس ترموفیلوس(T) و ABY شامل سه باکتری ذکر شده به علاوهء لاکتوباسیلوس بلگاریکوس می باشند (2، 3، 4، 11). علت انتخاب ABT حذف لاکتوباسیلوس بلگاریکوس و در نتیجه کاهش اسیدسازی حین نگهداری و افزایش بقأ پروبیوتیک‌ها می‌باشد. ماست تولیدی با استفاده از چنین کشت‌هایی دارای ضعف عطر و طعم هستند و از این نظر نوع ABY ارجح می‌باشد. به هر حال برای دستیابی به بهترین رشد و اسیدسازی، مناسب‌ترین ترکیب استارتری و پروبیوتیک‌ها، با استفاده از بررسی دقیق فرایند تولید و ارزیابی تأثیر استارترهای مختلف روی خصوصیات حسی و بقاء گونه های پروبیوتیکی به دست می‌آید.

منابع:

<!--[if !supportLists]-->1.     <!--[endif]-->Chandan, R.C. (1999). Enhancing market value of milk by adding cultures. Journal of Dairy Science. 82, 2245-2256.

<!--[if !supportLists]-->2.     <!--[endif]-->Chr-Hansen. Nu-trish. (2004) and Product Range, Dairy Cultures. (2004-2006).

<!--[if !supportLists]-->3.     <!--[endif]-->Dave, R.I., &  Shah, N.P. (1997). Viability of yoghurt and probiotic bacteria in yoghurts made from commercial starter cultures. International Dairy Journal, 7, 31-41.

<!--[if !supportLists]-->4.     <!--[endif]-->Gilland, S.E., & Speck, M.L. (1997). Antagonistic action of Lactobacillus acidophilus toward intestinal and foodborne pathogens in associative cultures. Journal of Food Protection, 40, 820-823.

<!--[if !supportLists]-->5.     <!--[endif]-->Gomes, M.P., Malcata, F.X. (1999) Bifidobacterium spp. and Lactobacillus aciduphilus: biological, biochemical, technological and therapeutical properties relevant for use as probiotics. Trends in Food Science & Technology, 10, 139-157.

<!--[if !supportLists]-->6.     <!--[endif]-->Hatting, A.L, & Viljoen,B.C. (2001). Yogurt as probiotic carrier food. International Dairy Journal, 11, 1-17.

<!--[if !supportLists]-->7.     <!--[endif]-->Klein, G., Pack, A., Bonaparte, C., & Reuter, G. (1998). Taxonomy and physiology of probiotic lactic acid bacteria. International Journal of Food Microbiology, 41, 103-125.

<!--[if !supportLists]-->8.     <!--[endif]-->Kneifel,W., Jaros,D., & Erhard,F .(1993).  Microflora and acidification properties of yogurt and yogurt-related products fermented with commercially available starter cultures. International Journal of Food Microbiology, 18, 179-189.

<!--[if !supportLists]-->9.     <!--[endif]-->McComas, K.A., & Gilliand, S.E. (2003). Growth of probiotic and traditional yogurt cultures in milk supplemented with whey protein hydrolysate. Food Microbiology and Safety, 68(6), 2090-2095.

<!--[if !supportLists]-->10.  <!--[endif]-->Ouwehand, A.C., Kirjavainen,P.V., Shortt, C.,& Salminen,S. (1999). Probiotics: mechanisms and established effects. International Dairy Journal. 9, 43-52.

<!--[if !supportLists]-->11.  <!--[endif]-->Robinson, R.K. (1991).Therapeutic Properties of Fermented Milks. Elsevier, London.

<!--[if !supportLists]-->12.  <!--[endif]-->Sarrela, M., Mogensen,G., Fonden,R., & Sandholm,T.M. (2000). Probiotic bacteria: safety, functional and technological properties. Journal of Biotechnology. 84, 197-215.

<!--[if !supportLists]-->13.  <!--[endif]-->Shortt, C. (1999). The probiotic century; historical and current perspectives. Trends in Food Science and Technology, 10,411-417.

<!--[if !supportLists]-->14.  <!--[endif]-->Sodini, I., Lucas, A., Oliveira, M.N., & Corrieu, G. (2002). Effect of milk base and starter culture on acidification, texture, and probiotic cell counts in fermented milk processing. Journal of Dairy Science, 85, 2479-2488.

<!--[if !supportLists]-->15.  <!--[endif]-->Vinderola, C.G., Mocchiutti, P., & Reinheimer, J.A. (2002). Interaction among lactic acid starter and probiotic bacteria used for fermented dairy products. Journal of Dairy Sciance, 85, 721-729.

 

رضا قربانی
فرشی از گل به پاس قدوم شما دوست عزیز . رضا قربانی لیسانس صنایع غذایی و کارشناسی ارشد مهندسی صنایع هستم از سال 1381 در صنعت غذا( نوشیدنی و امولسیون سازی) و در حال حاضر در شرکت لبنی کاله امل مشغول به فعالیت می باشم. امیدوارم مطالب موجود که بخشی از سایت های مختلف غذایی و برخی نوشته اینجانب می باشد برای شما دوستان مفید واقع شود .سوالات یا هر گونه نظرات خود را می توانید به ادرس ایمیلم ارسال نمائید . از همراهی با شما بسیار سپاسگذارم.
کدهای اضافی کاربر :