دانلود مقاله امکان تولید یک فرآوده پروبیوتیکی شیر با استفاده از کشت کمکی لاکتوباسیلوس کازئی

خلاصه
از زمانیکه پروبیوتیک ها مورد توجه قرار گرفتند ، محصولات متنوع زیادی به عنوان حامل پروبیوتیک ها مطرح شدند تا مصرف کنندگان بتوانند مقادیر زیادی سلول های پروبیوتیک را به خاطر اثر درمانی آنها دریافت کنند(15) .

با توجه به خواص تغذیه ای ، رژیمی و دارویی (پیشگیری کننده و درمانی پروبیوتیک ها) نظیر پیشگیری از ابتلا به سرطان و کاهش رشد تومورها ، پیشگیری و درمان انواع اسهال ، جلوگیری از ابتلا به عفونت های روده ای و امراض مربوطه چون اسهال ، یبوست و آلرژی ، کاهش عفونت های دستگاه تناسلی خانم ها یا درمان نسبی آن ، بهبود عارضه عدم تحمل لاکتوز ، کاهش کلسترول سرم خون ، ساخت برخی مواد مغذی و افزایش بازده رشد در سال های اخیر اهمیت و مقبولیت مصرف آن ها به صورت فراورده های غذایی ، کپسول ها و قرص ها در بسیاری از کشورهای جهان افزایش چشمگیر یافته است (25، 21، 18).

ماست محصولی با سابقه طولانی با اثرات مطلوب بر مصرف کننده شناخته شده به طوریکه بسیاری از مصرف کنندگان آنرا به عنوان غذای سلامت بخش می شناسند (10، 15، 22، 29) .

این محصول از معروفترین فراورده های تخمیری شیر است که در اثر تخمیر لاکتیکی شیر به وسیله استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس تولید می شود (22) در سالهای اخیر پذیرش عمومی این محصول افزایش یافته و افزودن میکروارگانیسم های پروبیوتیک ( لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و بیفیدوباکتریوم بیفیدوم ) موجب افزایش ارزش تغذیه ای _ فیزیولوژی این فراورده شده است ، زیرا آغازگرهای معمول ماست (استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس بولگاریکوس ) فاقد توانایی عبور از دستگاه معده _ روده ای بوده و در نتیجه نقشی در بهبود فلور میکروبی روده انسان ندارند (17) .

ضرورت تحقیق بر روی فرمولاسیون تازه همراه با انتخاب باکتری های پروبیوتیکی جدید، برای بی نیاز کردن افزایش درخواست بازار و تهیه محصولات هدفمند با مایه پروبیوتیکی فعال جهت جلوگیری از تنش های معده _ روده ای ضروری است (10).

در این راستا لاکتوباسیلوس کازئی با ویژگی های بالقوه پروبیوتیکی از جهت تعیین خصوصیات تکنولوژیکی مانند سرعت رشد و پایداری در شیر، توانایی اسیدیفیکاسیون و ویژگی های مطلوب حسی در محصول نهایی ، مورد بررسی قرار می گیرد .

واژه های کلیدی : پروبیوتیک، لاکتوباسیلوس کازئی، ماست

-----------------------------
* دانشجوی کارشناسی ارشد علوم وصنایع غذایی،دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین _ پیشوا، 09123942512
_dehghani@yahoo.com 3 nafi

مقدمه
واژه پروبیوتیک از واژه یونانی پروبیوس به معنای حیات بخش یا زیست بخش اقتباس شده است و از نظر مفهوم در مقابل واژۀ پاد زیست به معنای ضد حیات قرار دارد.

واژه پروبیوتیک از ابتدای کاربرد آن، بر ریز زنده هایی با خواص مورد بحث دلالت نداشته و تا رسیدن به مفهوم امروزی بارها به معانی مختلف به کار برده شده است.

این واژه ظاهراً نخستین بار در سال 1954 در دست نوشته های شخصی به نام ویرجیو به کار رفته است.او در دست نوشته های خود با عنوان «پادزیست ها و زیست بخش ها» به بررسی اثرات زیان بخش مصرف پادزیست ها بر جمعیت میکروبی روده پرداخته و پروبیوتیک ها را موادی دانسته بود که بر این فلور میکروبی اثر مطلوب دارند.

اما واژه پروبیوتیک نخستین بار با رسمیت در سال 1965 به کار برده شد.

در آغاز قرن بیستم، باکتری شناس روسی الی متچینکوف (سرپرست انستیتو پاستور فرانسه)، نخستین کسی بود که بر اثرات سلامت بخش باکتری های لاکتیکی تاکید کرد.

او سلامت و طول عمر بالای کشاورزان بلغار را به مصرف مقادیر زیاد فرآورده های تخمیری شیر به نام Yahourth نسبت داد و در سال 1908 تئوری خود را به نام (طول عمر بدون پیر شدن) را به چاپ رسانید.

بر اساس این تئوری باکتری های اسید لاکتیک با استقرار در روده و ساخت فراوده های پاد میکروبی همچون اسید لاکتیک موج سرکوبی باکتری های عفونت زا و تولید کننده سم نظیر باکتری های اسپور ساز بی هوازی در این مکان می شود و از این طریق طول عمر را افزایش می دهند.مطالعه فواید مایه های لاکتیکی در مواد غذایی در طول قرن ادامه داشت.

گزارشات بسیاری از آن زمان به فواید مصرف پروبیوتیک های غذایی تأکید داشت.

مطالعات اخیر مربوط به استفاده از شیرهای تخمیری در درمان عفونت های روده ای است.

هر چند این طالعات بیشتر بر روی جنبه های جدیدی از اثرات سلامت بخش این میکروارگانیسم ها مانند انتخاب نژادهایی برای اطمینان بقا در دستگاه گوارش و در حامل های غذایی دارد
بر اساس این تئوری باکتری های اسید لاکتیک با استقرار در روده و ساخت فراوده های پاد میکروبی همچون اسید لاکتیک موج سرکوبی باکتری های عفونت زا و تولید کننده سم نظیر باکتری های اسپور ساز بی هوازی در این مکان می شود و از این طریق طول عمر را افزایش می دهند.مطالعه فواید مایه های لاکتیکی در مواد غذایی در طول قرن ادامه داشت.

مطالعات اخیر مربوط به استفاده از شیـرهای تخمیری در درمان عفونت های روده ای است.

هر چند این طالعـات بیشتـر بر روی جنبـه های جدیدی از اثرات سلامت بخش این میکروارگانیسم ها مانند انتخاب نژادهایی برای اطمینان بقا در دستگاه گوارش و در حامل های غذایی دارد (22).

طبق تعریف ارائه شده توسط Fuller در سال 1989 ، پروبیوتیک ها عبارتند از مکمل های غذایی میکروبی که با بهبود تعادل میکروبی روده ای اثرات مفید را بر سلامت میزبان اعمال می نمایند .

این تعریف بر اهمیت سلول های زنده به عنوان مولفه های از یک پروبیوتیک موثر تکیه دارد (15).

در تعریف دیگر ارائه شده در 1991، پروبیوتیک ها به عنوان یک کشت منفرد یا مخروطی از میکروارگانیسم ها تعـریف شدند که زمانی که توسط انسان یا حیوان مصرف می شوند (مانند سلول های خشک شده یا محصولات تخمیری)، با بهبود ویژگی میکروفلور داخلی، اثرات مفیدی را در میزبان به جای می گذارند.

این تعریف کاربرد محصولات پروبیوتیک مانند بیوماست را، مشتمل بر سلول های زنده و مفید بر سلامت میزبان با تأثیر بر روی دستگاه گوارش می داند (19).

بهترین تعریف برای پروبیوتیک هایی که به مصرف انسان می رسد، عبارت است از اجزای غذایی از نوع میکروب های زنده که اثرات سودبخش بر سلامت میزبان دارند(26).

این تعریف کاربرد محصولات پروبیوتیک مانند بیوماست را، مشتمل بر سلول های زنده و مفید بر سلامت میزبان با تأثیر بر روی دستگاه گوارش می داند .

یکی از راه های گنجاندن میکروارگانیسم های پروبیوتیکی در رژیم غذایی انسان تلقیح آن به شیر یا فراورده های شیری می باشد .

دلایل انتخاب شیر برای تولید فراورده های پروبیوتیکی را می توان عمدتاً در موارد زیر خلاصه نمود : • شیر و فراورده های آن نقش محافظت کنندگی برای پروبیوتیک ها دارند چرا که با فراهم آوردن محیط تامپونی چه در خود و چه در معده و روده باعث حفظ این باکتری ها در برابر تغییرات می گردند .

• فراورده های شیری پایداری پروبیوتیک ها را در برابر شرایط سرما افزایش می دهند .

• شناخت نسبت به حضور میکروب های مفید در اکثر فراورده های شیری و نیز در خود شیر، زمینه پذیرش مصرف میکروب های زنده از طرف مصرف کننده را تا حد زیادی بالا می برد .

• خواص مفید و سودمندی باکتری های پروبیوتیک با خواص سودمند فراوده های شیر تلفیق می شوند، چرا که پروبیوتیک ها در شیر باعث تولید یکسری ترکیبات جدید و سودمند دیگری مثل برخی پپتیدهای جدید، اسید لینولنیک کنژوگه و اسید بوتیریک می شوند (7).

شیر تخمیری و ماست محصولات سودمندی هستند که منبع خوبی از ویتامین ها و مواد معدنی بوده و به طور عمومی شامل مقدار کمی لیپید هستند.

محصولات لبنی تخمیری تازه فراهم آورنده تعدادی از باکتری های اسیدلاکتیک (LAB) با اثرات سلامت بخش هستند (10) .

اجزای زیستی بنیادی ماست ، استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس ، منجر به بهبود محتوای تغذیه ای و قابلیت هضم محصولات تخمیری می شوند .

هرچند بخشی از فلورمیکروبی روده ای پستانداران را تشکیل نمی دهند (24) ، و بقای کمی پس از هضم دارند (12) .

استفاده از دیگر باکتری های اسیدلاکتیک همراه با آغازگرهای ماست منجر به افزایش ارزش تغذیه ای و خواص مؤثر درمانی می شود (22، 10) .

باکتری های پروبیوتیک نسبت به اسید معده و نمک های صفراوی مقاوم بوده و در نتیجه توانایی عبور از دستگاه معده _ رودهای را دارند و در نتیجه بر روی متابولیسم مؤثر بوده و قابلیت متعادل سازی فلورمیکروبی بومی روده و تنظیم فعالیت آنزیماتیک را دارند .

ترکیب میکروبی گونه به کار برده شده به عنوان پروبیوتیک مهم بوده ، زیرا میکروارگانیسم های روده ای می توانند اثرات مفید و زیان بار بر روی میزبان بگذارند (10) .

اگر نسبت باکتری های مضر به انواع مفید زیاد شود، فساد، تولید سم و مواد سرطان زا افزایش مییابد و منجر به کاهش سیستم ایمنی و بروز بیماری های متفاوت و پیری زودرس می گردد (1) .

مصرف باکتری های پروبیوتیک از طریق فراورده های غذایی ، بهترین روش برای تثبیت مجدد فلور میکروبی روده است .

بسیاری از فراوردهای شیری مانند شیر تازه ، شیرهای تخمیری ، پنیرکاتیج، شیر خشک، بستنی و دسرهای شیری می توانند به عنوان حامل برای سویه های پروبیوتیکی استفاده گردند (22).

ماست محصولی با سابقه طولانی با اثرات مطلوب بر مصرف کننده شناخته شده به طوریکه بسیاری از مصرف کنندگان آنرا به عنوان غذای سلامت بخش می شناسند (10، 15، 22، 29) .

این محصول از معروفترین فراورده های تخمیری شیر است که در اثر تخمیر لاکتیکی شیر به وسیله استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس تولید می شود (22) .

در صنعت ماست را به دو گونه ماست قالبی و ماست هم زده تقسیم می کنند .

در ماست قالبی شیر مایه زده در ظروف کوچکی ریخته می شود و سپس در گرمخانه قرار می گیرد .

محصول نهایی یک ژل یکنواخت پیوسته است ، ولی در ماست هم زده ژل ایجاد شده قبل از بسته بندی هم زده می شود .

این ماست یک بافت ویسکوز و نرم دارد (4).

به طور کلی در تهیه ماست از رابطه هم زیستی بین استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس استفاده می شود (22).

این باکتری ها با تبدیل لاکتوز به اسیدلاکتیک باعث کاهش پتانسیل زتای میسل های کازئین می شوند که ناپایداری ساختمان میسل را در بر داشته و باعث جدایی فسفات میسلی متصل به کازئین می شود که در 2/5-5 :pH به اوج خود می رسد .

با کاهش بیشتر pH ، میسل های کازئینی ساختمان منسجم خود را از دست داده و ناپایدار می شوند .

با نزدیک شدن میسل های کازئینی به یکدیگر آنتروپی کاهش می یابد که منجر به تجمع بیشتر میسل ها می گردد .

تحت این شرایط یک شبکه کازئینی نامتجانس سه بعدی تشکیل می شود که توسط پیوندهای کوالانت و پروتئین – پروتئین در کنار هم نگه داشته می شوند .

میزان این واکنش ها با میزان تغلیظ و شرایط فیزیکوشیمیایی پروتئین ها و سایر فاکتورها مانند pH تعیین می گردد .

تیمار حرارتی که برای شیر ماست سازی به کار می رود تشکیل ژل اولیه را تحت تاثیر قرار می دهد.

عملیات حرارتی متداول دمای85-80 درجه سانتی گراد به مدت30 دقیقه و یا 95-90 درجه سانتی گراد به مدت 5 دقیقه است که باعث دناتوراسیون نسبی و تا حدی تجمع پروتئین های محلول شیر به خصوص لاکتوگلوبولین می شود .

طی این مرحله یک واکنش خاص بین Қ کازئین و β لاکتوگلوبولین توسط واکنش های متقابل دی سولفیدی اتفاق می افتد .

واکنش های وابسته به حرارت ذکر شده برای ماستی با خصوصیات بافتی مناسب ضروری هستند (3).

در حال حاضر ماست مقبول ترین و پر مصرف ترین فراورده پروبیوتیک در جهان است ، علت آن خواص حسی منحصر به فرد این فراورده از یک سو و ارزش سلامتی بخش آن از سوی دیگر است (6).

مواد و روش کار الف- مواد مایه لاکتیک حاوی لاکتوباسیلوس کازئی (Lactobacillus casei-01) ساخت کارخانه CHR HANSEN از کارخانه شیر پگاه تهران تهیه می شود.

مایه ماست(DVS) ساخت کارخانه CHR HANSEN (MRS-Broth) ساخت کارخانه Merck وانکومایسین محیط کشت آگار - آگار ب- روش کار مراحل تولید ماست پروبیوتیک : مراحل تولید ماست پروبیوتیک با ماست سنتی شباهت دارد .

تنها تفاوت اساسی وجود ریززنده های پروبیوتیک در ماست نوع نخست است (1، 6) .

در عین حال به سبب افزایش قابلیت زیستی پروبیوتیک ها ، کاهش مدت زمان گرمخانه گذاری و بهبود خواص حسی محصول نهایی ممکن است تغییراتی در مراحل فرایند داده شود و یا افزودنی ویژه به محیط پایه محصول اضافه گردد (6) .

• آزمایش به صورت فاکتوریل دو فاکتور A (ترتیب تلقیح) در سه سطح: .

تلقیح همزمان باکتری های ماست و لاکتوباسیلوس کازئی .

تلقیح اولیه لاکتوباسیلوس کازئی و تلقیح ثانویه