مقاله کاربرد پروبیوتیک و پری بیوتیک و سین بیوتیک در صنایع غذایی

بخشی از مقاله

کاربرد پروبیوتیک و پری بیوتیک و سین بیوتیک در صنایع غذایی
مقدمه:
پروبیوتیکها، شامل انواعی از باکتریهای اسید لاکتیک و غیر اسید لاکتیک و نیز مخمرها هستند که در این میان گونه های جنس لاکتو باسیلوس و بیفیدو باکتریوم بیشتر مورد توجه قرار دارند. پروبیوتیکها با خواص آنتاگونیسم خود، پاتوژن ها را مهار می کنند و به طور مستقیم یا غیر مستقیم موجب تحریک ایمنی میزبان می شوند . اهمیت روز افزون پروبیوتیک ها سبب طراحی و تولید انواع بسیار گوناگون فرآورده های آن و انتشار بی شمار مقالات علمی در این زمینه شده است.
با توجه به اینکه شیر و فرآورده های آن در تمام مراحل زندگی انسان نقش بزرگی در تغذیه و سلامت او دارد و همچنین بنابر گزارش های علمی، تولید جهانی پنیر در سال 1974 بالغ بر شش میلیون تن بوده است ، در این مطالعه سعی شده است پنیر را به عنوان خاستگاه باکتریهای پروبیوتیک مورد بررسی قرار دهیم. تاکنون ، پژوهش های فراوان در ارتباط با طراحی و تولید انواع پنیر پروبیوتیک صورت گرفته است . گوناگونی بی مانند پنیر در جهان دامنه گسترده ای از پژوهشگری در این زمینه را امکانپذیر ساخته است . بیشترین ریززنده های پروبیوتیک مورد استفاده پنیرهای پروبیوتیک بیفیدوباکتریوم ها و سپس ل . اسیدوفیلوس ( به ویژه ) و ل. پاراکازیی می باشد. دلایل بالا بودن قابلیت زیستی پروبیوتیک ها در انواع پنیر را می توان به pH نسبتا بالا ، درصد چربی و پروتئین نسبتا بالا و ساختار جامه شبکه ای و فشرده خلاصه کرد.
در این تحقیق قابلیت زیستی پروبیوتیک ها در پنیر پروبیوتیک و نتیجه بررسی شرکت DSM که ادعا کرده است که همه باکتری های پروبیوتیک مصرفی در پنیر پروبیوتیک پایداری بسیار خوبی تا انتهای مدت زمان ماندگاری محصول داشته است و همچنین نمونه ای از فلود یاگرام کلی خط تولید پنیر پروبیوتیک را به اختصار آورده ام.

محصولات پروبیوتیک و کاربرد آنها:
باکتری ها سالیان دراز به عنوان دشمنان انسان شناخته می شدند، از این رو ابتدا تصور می شد که باید با تمام آن ها مبارزه کرد، اما امروزه می دانیم در ساخت داروها، هورمون ها، واکسن ها، آنزیم ها و ...از میکروارگانیسم ها به عنوان یک جزء اصلی در فرآیند تولید استفاده می شود.
در این میان باکترهای پروبیوتیک با توانایی تغییر فلور میکروبی روده نقش مهمی به عنوان باکتری های مفید در بدن ایفا می کنند. انسان از هزاران سال قبل پس از این که با نگهداری حیوانات اهلی از شیر دام استفاده کرد، این مطلب را دریافت که می تواند با تغییراتی در شیر، آن را به غذاهای متنوعی تبدیل کند که اکنون شیرهای تخمیری نامیده می شوند.
در حقیقت استفاده از میکروارگانیسم های مفید برای تولید مواد غذایی، از قرن ها پیش آغاز شد، بدون این که از نقش و حضور آن ها اطلاعی در دست باشد، علت اختراع شیرهای تخمیری توسط اجداد ما قابلیت نگهداری بیشتر آن ها در مقایسه با شیر، طعم اسیدی ملایم و دلپذیر و وجود اثرات مفید آن بر سلامتی است. از انواع شیرهای تخمیری می توان به ماست، پنیر، کفیر، کومیس و ...اشاره کرد. در این بین ماست های پروبیوتیک، جایگاه ویژهای در تغذیه و سلامت انسان پیدا کرده است.

مکمل های پروبیوتیک
در سال های اخیر تحقیقات زیادی در اروپا و سپس در آمریکا بر روی پروبیوتیک ها و نقش آن ها در سلامتی انسان انجام شده است. نتایج این تحقیقات نشان دهنده اثرات مثبت غذاهای پروبیوتیک و یا مکمل های پروبیوتیک در سلامتی انسان است. برمبنای این پژوهش ها، کارخانجات تولید لبنیات اقدام به اضافه کردن باکتری های پروبیوتیک به برخی از مواد لبنی کردند از جمله کارخانجات پیشگام در زمینه تولید این محصولات کارخانه Danone در اروپا است که وقتی شیر تخمیر شده با باکتری لاکتوباسیل و همچنین ماست پروبیوتیک را تولید کرد مورد استقبال فراوان مصرف کنندگان قرار گرفت.
با توجه به نتایج حاصله از تحقیقات انجام شده در آینده ممکن است شاهد استفاده از پروبیوتیک ها در تولید سبزیجات و گوشت های تخمیر شده نیز باشیم.

تعریف پروبیوتیک
واژه پروبیوتیک در اصل، کلمه ای یونانی به معنای "برای زندگی" است. این اصطلاح اولین بار در سال 1965 توسط لایلی و استیلول برای تشریح اثر تقویت کنندگی یک میکروارگانیسم روی رشد میکروارگانیسم دیگر استفاده شد .پس از آن تعاریف متعدد دیگری از آن ارائه گردید تا این که فولر در سال 1985، پروبیوتیک را به صورت جدیدی تعریف کرد: "پروبیوتیک مکمل غذایی متشکل از میکروب های زنده است که مصرف آن به دلیل تغییر مطلوب در توازن میکروبی روده اثرات مفیدی در فرد می گذارد."

فرآوردههای حاوی باکتری های پروبیوتیک
این فراوردهها به سه گروه کلی تقسیم می شوند:
-1فرآوردههای لبنی حاوی باکتری پروبیوتیک :
فرآورده های لبنی پروبیوتیک به ویژه ماست پروبیوتیک رایج ترین مواد غذایی هستند که به عنوان محصولات پروبیوتیک مصرف می شوند
-2فرآوردههای غذایی غیر لبنی حاوی باکتری های پروبیوتیک :
از این گروه می توان به انواع شیرینی های پروبیوتیک اشاره کرد
-3مکمل های غیرغذایی حاوی باکتری های پروبیوتیک :
مکمل های رژیمی حاوی میلیاردها باکتری پروبیوتیک هستند که با تکنیک های مختلف به صورت انواع مکمل در آمده اند و به عنوان مثال در داروخانه های ایالات متحده به صورت قرص، پودر و کپسول و... در دسترس همگان قرار دارند، ولی از میان انواع محصولات پروبیوتیک، ماست پروبیوتیک رایج ترین شکل مصرف این دسته از مواد غذایی است.

ماست پروبیوتیک:
ماست پروبیوتیک به لحاظ ظاهری شبیه ماست معمولی است، اما هر گرم از آن حداقل 10 باکتری پروبیوتیک زنده غیر از باکتری های بولگاریس وترموفیلوس موجود در ماست معمولی دارد.
این ماست را می توان به شکل طعم دار(مثلا ماست میوهای)تهیه کرد . ویژگی این ماست از نظر طعم، بو، بافت، رنگ، آب انداختگی و... تفاوت معنی داری با ماست معمولی ندارد، اما از نظر تغذیه ای مصرف آن به نیازهای اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب ضروری مورد نیاز بدن پاسخ می دهد.
مناً فعالیت باکتری های پروبیوتیک سبب افزایش دسترسی بیولوژیک بدن به یون ها شده که از این طریق کلسیم، آهن، منیزیم، مس، سدیم و... بهتر جذب می شود.
این ماست از نظر انواع ویتامین ها مثل ویتامینA ،C ، ریبوفﻻوین، تیامین، بیوتین، اسید فولیک، توکوفرولو ... بسیار غنی تر از ماست معمولی است.

این ماست در کشورهای دیگر به نام های مختلف دیگری خوانده می شود. مثلا در آلمان به آن Bioghur می گویند .
آمریکا و ژاپن و پس از آن کشورهای اروپایی بیشترین تولید محصولات پروبیوتیک را دارند. در چند سال اخیر ژاپن به تولید و مصرف محصولات پروبیوتیک اهمیت زیادی داده و استانداردهای خاص این محصولات را تدوین کرده است.
با توجه به فواید بی شمار آن بر سلامتی افراد جامعه و با افزایش روزافزون مصرف انواع مختلف مواد غذایی مخاطره آمیزی که در دسترس همگان قرار گرفته، مصرف فرآورده های پروبیوتیک جزء جدایی ناپذیر رژیم غذایی جوامع پیشرفته شده است. بنابراین ضروری است دانش پژوهان علوم و صنایع غذایی و همچنین علوم تغذیه و رژیم درمانی با درک موضوع، سعی در رواج مصرف محصولات پروبیوتیک و ارائه اطلاعات مفید در این زمینه به مردم داشته باشند تا با مصرف فرآورده های پروبیوتیک سبب بهبود و شاهد اثر مثبت آن بر سلامتی تمام افراد جامعه باشیم.
البته ذکر این نکته ضروری است که افراد دارای بیماری های گوارشی و یا ضعف ایمنی و یا افرادی که به تازگی جراحی کرده اند بهتر است برای مصرف این محصولات با متخصصان مربوطه مشورت کنند زیرا باکتری های مفید در بدن های بسیار ضعیف، می توانند فرصت طلبی کرده و خود به بدن لطمه بزنند .

وضعیت تولید و اهمیت مصرف محصولات پروبیوتیک:
تمایل مردم به استفاذه از غذاهای مفید و فرا سودمند از طرفی باعث بالا رفتن سطح سلامت عمومی جامعه شده و از طرف دیگر موجبات پیشرفت و گسترش صنعت غذا را فراهم می نماید.
امروزه ، مقبولیت و مصرف فرآورده های پروبیوتیک در کشورهای جهان به ویژه اروپا، ایالات متحده و ژاپن رواج چشمگیر یافته است، طوری که بیش از 90 فرآورده غذایی پروبیوتیک حاوی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و بیفیدوباکتریوم ها در سرتاسرجهان تولید می شود،بیش از 53 فرآورده لبنی پروبیوتیک درژاپن به مصرف می رسد. بیشتر ماست های تولید شده در بازارهای آمریکا پس از دهه 1970 حاوی باکتری اسیدوفیلوس هستند. در کشورهای اروپایی همچون فرانسه ، آلمان وسوئد فرآورده های تخمیری پروبیوتیک حدود 25 درصد از کل فرآورده های تخمیری راشامل می شوند. بیش از 45 کارخانه لبنی در اروپا ، فقط به تولیدفرآورده های پروبیوتیک بیفیدو-اسیدوفیلوس می پردازند، حدود 43 فرآورده تخمیری پروبیوتیک خنک شده در انگلستان به فروش می رسد و فرآورده های پروبیوتیک فراوانی نظیرشیرهای تخمیری ، پنیرهای نرم و معلقه های تغلیظ شده میکروبی در بازارهای انگلستان موجود است . در بسیاری از کشورهای اروپایی، آفریقای شمالی و آسیایی انواع گوناگونی از فرآورده های پروبیوتیک شامل شیرهای تخمیری ، شیرهای تازه، ماست و پنیر در حال تولید و مصرف است. در سه دهه گذشته ، فرآورده های تجاری پروبیوتیک عرضه شده به بازار جهانی ازرشد جهشی برخوردار بوده اند . در آمریکای شمالی ، محبوبیت شیرهای تخمیری پروبیوتیک کمتر از کشورهای اروپایی است از این رو سایر فرآورده های لبنی مانند پنیر و یا فرآورده های غیر لبنی پروبیوتیک به طور فزاینده موضوع پژوهش و تولید قرار گرفته است . دراروپا ماست پروبیوتیک پرطرفدارترین فرآورده پروبیوتیک است . فرآورده های غذایی پروبیوتیک به منظور درمان عفونت های روده ای به ویژه اسهال و عفونت های باکتریایی و مخمری دستگاه تناسلی تولید شده اند. بنابراین علاوه بر معرفی غذاهای پروبیوتیک به عنوان غذاهای مفید ، فرهنگ سازی و ایجاد یک طرز فکر نوین در درک این مطلب که فرآورده های پروبیوتیک قرص و کپسول نبوده بلکه جزئی از سبد غذایی روزانه خانوار به شمار می آیند بسیار ضروری است

پروبیوتیکها:
میکرو ارگانیسم های(باکتری ومخمر)زنده و فعالی که با استقراردر بخش های مختلف بدن(اساساروده )به تعداد مناسب با فعالیت زیستی خود عمدتا از طریق حفظ وبهبود توازن فلور میکروبی روده میان میکروارگانیسم های سودمند و زیان بخش ، دربردارنده خواص سلامت بخش برای میزبان هستند.واژه پروبیوتیک در زبان لاتین به معنای حیات بخش است و از نظرمفهوم در مقابل واژه آنتی بیوتیک به معنای ضد حیات قرار دارد.

اثرات پروبیوتیک ها بر سلامتی انسان:
باکتریهای پروبیوتیک با حفظ فلور میکرو فلور طبیعی روده و کنترل میکروارگانیسمهای بیماریزا سبب کاهش خطر ابتلا به بیماریهای ناشی از مصرف مواد غذایی می شوند. از جمله می توان به اثرات درمانی ذیل اشاره کرد :

* درمان سرطان
* تقویت سیستم ایمنی
* کاهش کلسترول
* درمان بیماریهای کبدی
* درمان بیماریهای زنان، معده وفشار خون
از نوشته های قدیم بر می آید که پنیر را از زمان بسیار گذشته به عنوان غذامصرف می کرده اند . تاریخ دقیق تهیه پنیر مشخص نیست ، اما به نظر می رسد که مربوط به فاصله بین اهلی کردن گاویعنی حدود نه هزار سال پیش از میلاد تا دوران کتاب مقدس (پنج تا سه هزار سال پیش از میلاد ) باشد . از نوشته های دو هزار سال پیش از میلاد بر می آید که پنیر کالایی معمولی و قابل داد و ستد بوده است . یونانیان پنیر را غذایی آسمانی می پنداشتند و آن را تقدیم خدایان خود می کردند . رومیان به توسعه صنعت پنیر سازی مخصوصأ نوعی از آن که در قبرس تهیه می شد پرداختند ، از قرون اولیه میلادی تا زمان چنگیز خان رسم بر آن بود که سربازان پنیر را با خود داشته باشند . اهالی مشرق زمین در طول جنگ های صلیبی یعنی از قرن یازدهم تا سیزدهم میلادی از پنیر با صورت یک ماده مهم غذایی استفاده می کردند. سربازانی که از جنگ به اروپا بازگشتند انواع مختلف پنیر ساخت مشرق و دستور ساختن آن ها را با خود به غرب بردند .
صنعت پنیر سازی در امریکا به وسیله مهاجران انگلیسی که هم پنیر و هم گاو را با خود به امریکا بردند رایج شد . پنیر کوتاژ و چدار در خانه ها تهیه می شد . در سال 1851 نخستین کارخانه پنیر سازی در امریکا دایر شد . بنابر منابع علمی در دهه 1970 ایالات متحده با تولید سالانه 1/5 میلیون تن ، فرانسه با %75 میلیون تن ، شوروی با %5 میلیون تن به ترتیب مقام های اول تا سوم را درتولید جهانی پنیر داشته اند. مصرف جهانی پنیر به نحوی محسوس رو به افزایش است و هر سال تقریبأ 250 هزار تن بر مصرف سال قبل افزوده می شود . بنابر گزارش های علمی تولید جهانی پنیر در سال 1974 بالغ بر شش میلیون تن بوده است . بنا بر نوشته یکی از محققان (کاسی کووسکی) در حال حاضر بالغ بر دو هزار نوع پنیر در دنیا وجود دارد. وی منشأ پنیر را جنوب غربی آسیا در هشت هزار سال پیش می داند و معتقد است که رومی ها بین 60 پیش از میلاد تا 300 بعد از میلاد با فتح کشور های اروپایی موجب بهبود و تنوع این نوع محصول شدند. بازتاب رواج پنیر سازی به وسیله رومی ها از ریشه یابی واژه پنیر در انگلیسی که »چیز( chees) « تلفظ می شود و از Caseus لاتینی گرفته شده است مشخص می شود.

تاریخچه ای از فرایند کلی تولید پنیر
پنیر را می توان غیر از شیر گاو از شیر بز، گاومیش آبی، گاومیش دم کلفت، گوزن شمالی ، ولاما به دست می آورد.در حقیقت شیر هر پستان داری قابلیت تحول به پنیر را دارد . در دهه 1970 هرینگتون (Herington) از دانشگاه کرنل، شیر دوشی برای دوشیدن شیر خوکچه هندی فراهم کرد . همین طور شیر دوشی برای دوشیدن یرش موش هم تهیه شده است، اما شیر این جانوران به حدّی کم است که ارزش پنیر سازی را ندارد! مزه پنیر بستگی به منبع شیر دارد . مثلأ شیر بزپنیری را ارایه می دهد که مزه آن تند تر و محرک تر از پنیر گاواست زیرا چربی شیر بز اسید های کاپروئیک ، کاپریلیک ، و کاپریک بیشتری نسبت به چربی شیر گاو دارد.اسید کاپریلیک شیر میش حتی بیشتر از مقدار این اسید در شیر بز است .ترکیب شیر در رنگ پنیر هم موثر است مثلأ شیر میش،گاومیش ، وبعضی بزها فاقد یا دارای مقدار کم رنگیزه زرد رنگ بتا کاروتن است . به این جهت پنیر حاصل از آنها سفید رنگ است ، اما پنیر شیر گاو که بستگی به نوع و خوراک گاو و همچنین فصل دارد از کاهی تا زرد آلاله ای در تغییر است . در برابر میلیونها تن پنیری که امروزه تولید می شود احتمالأ بشر چند هزار سال پیش بر حسب تصادف و بدون طرح قبلی به تولید چند کیلو پنیرنایل آمده است بشر اولیه شیر را نیز مانند آب در پوست جانوران (مشک) به ویژه در معده آنها نگاهداری می کرده است هنگامی که شیر در معده جانور قرار می گرفت تحت تأ ثیر آنزیم های دیواره ی معده به ویژه رنین یا کیموسین و پپسین و نیز باکتری های بومی خود به پنیر تحول می یافت . رنین تا به امروز نیز برای تهیه پنیر به کار می رود و آن را به صورت پنیر مایه از بخش چهارم معده (شیردان) گوساله هایی که از شیر گرفته شده اند به دست می آورند .

در ایران پنیر مایه را معمولأ از معده ی بره های تودلی به دست می آورند. تولید مصرف روز افزون پنیر در سراسر جهان موجب کمبود پنیر مایه به افزایش قیمت جهانی آن شد . مخلوط پنیر مایه و پپسین به نسبت مساوی تا حدودی از التهاب بازار پررونق این ماده کاست ، اما تحقیق در زمینه جانشین ساختن ماده ای از گیاه یا میکروبها به جای پنیر مایه ادامه پیدا کرد و سر انجام منجر به تولید آن ازنوعی میکروب شد . در ایران برای تهیه پنیر تازه فقط پنیر مایه را به شیری که تا حدود 37 درجه گرم شده است می افزایند. سازندگان پنیر بطور تجربی در یافته اند که شیر را نباید حرارت بدهند و بجوشانند. جوشاندن شیر موجب انهدام بسیاری از ارگانیسم های موجود در شیر از جمله باکتری های تولید کننده ی اسید می شود و تولید اسید و فراهم شدن نقطه ای ایزو الکتریک پروتئین شیر تامین نمی شود. بدیهی است فعالیت پنیر مایه در جهت تسهیل انعقاذ شیر در محیط اسیدی صورت می گیرد . اگر ph شیر جوشیده و نجوشیده را بر اثر افزایش اسید پایین بیاوریم ، شیر بدون اضافه شدن پنیر مایه هم منعقد می شود بعضی از خانم های خانه دار ایرانی که به طور تجربی از این پدیده آگاه شده اند بر شیرجوشیده ای که سرد شده است سرکه می افزایند و بخش منعقد شده را که بلا فاصله حاصل می شود تحت فشار قرار می دهند به نظر خود پنیر تهیه می کنند . اما چنین محصولی را نمی توان پنیر نامید زیرا پنیر از لحاظ علمی محصول منعقد شده ای از شیر است که تا حدودی تخمیر یافته و از مزه و تغییرات خاصی بر خوردار است . همانطور که گفته شد پنیر اصولا با ترش شدن شیر در نتیجه فعالیت باکتری ها و تحول لاکتوز به اسید لاکتیک شروع می شود . نزول ph موجب انعقاد پروتین شیر میشود . افزودن انزیم رنین فرایند انعقاد را تسهیل می کند . با انعقاد پروتین محصولی به نام شیر بسته (دلمه) به وجود می آید .که با جدا کردن آن از آب پنیر ، پنیر تازه ای مانند کوتاژ بدست می آید .

ارگانیسمهای فرایند پنیر سازی