تولید پنیر سیاهدانه و بررسی ویژگیهای فیزیکو شیمیایی ، حسی
عنوان تولید پنیر سیاهدانه و بررسی ویژگیهای فیزیکو شیمیایی ، حسی و میکروبی در دوره انبارداری
ج
چکیده تولید پنیر فراپالایش یکی از کاربردهای عمده فناوری غشایی در کشور است. با توجه به افزایش سرانه مصرف این پنیر نسبت به انواع دیگر و عدم وجود تنوع در طعم و مزه آن و از طرفی گرایش عمومی جامعه به استفاده از طعم دهندههای طبیعی، مطالعه در زمینه تولید پنیر طعمدار UF ضروری به نظر میرسد. سیاهدانه گیاهی بومی ایران که دارای خواص دارویی و غذایی بسیاری است. به منظور تولید پنیر فراپالایش با طعم سیاهدانه، سیاهدانه ها را در دو شکل پودر و دانه ودر شش سطح مختلف (5/1 ، 5/2 و 5/3 درصد پودر و 3،5 و7 درصد دانه)،در طی فرایند تولید، به پنیرUFاضافه گردید. در طی 90 روز دوره نگهداری و در روزهای 1، 30، 60 و90 پس از تولید، آزمایشات شیمیایی، میکروبی انجام و با نمونه شاهد مقایسه گردید. با توجه به نتایج بدست آمده، افزودن سیاهدانه به پنیر UF، موجب تاثیر معنی دار برpH، اسیدیته، ماده خشک،نمک،چربی و پروتئین میگردد(p<0.05). هیچگونه آلودگی میکروبی در نمونهها مشاهده نگردید.با توجه به نتیجه ارزیابی حسی که 30 روز پس ازتولید انجام گرفت، نمونه 3 درصد دانه از نظر خواص بافتی، عطر و طعم، رنگ و پذیرش کلی، به طور معنی داری (p<0.05) دارای بالاترین امتیاز است. کلمات کلیدی: پنیر UF، سیاهدانه، گیاهاندارویی، ضد میکربی
فصل اول کلیـات
1- کلیات 1-1- مقدمه پنیر از آن دسته مواد غذایی است که پروتئین آن مرغوب بوده و از نظر دارا بودن اسیدهای آمینه ضروری بسیار غنی است. دلیل اصلی تولید پنیر در روزگاران قدیم، دستیابی به محصولی با قابلیت نگهداری بهتر نسبت به شیر بوده است و در آن زمان ایجاد خواص ارگانولپتیک در درجه دوم اهمیت قرار داشت. اما امروزه به دلیل وجود فرایندهایی چون خشک واستریل کردن در مقایسه با تولید پنیر، که از نظر افزایش ماندگاری بسیار موثرترند، خواص ارگانولپتیکی حائز اهمیت بیشتری شده است. از جمله نکات قابل توجهدر مورد پنیر بوجود آمدن خواص ارگانولپتیکی ویژهای از نظر بافت و آروما در محصول به هنگام دوره رسیدگی است که با خواص ذاتی شیر کاملا متفاوت است. میکروارگانیسمها نقش مهمی را در ایجاد و گسترش خصوصیات مذکور ایفا میکنند. اهمیت تغذیه ای پنیر ناشی از مقدار بالای پروتئین با ارزش بیولوژیکی بالا درآن است. پنیر قادر است بخش مهمی از نیازهای بدن به اسیدهای آمینه ضروری را تامین کند (فرهنودی، 1383). پنیر یکی از غذاهای متداول در رژیم انسانی است و بیشتر از 8000 سال از تولید آن می گذرد. بالغ بر 1000 نوع پنیر در سراسر دنیا وجود دارد که 500 نوع آن توسط فدراسیون لبنی بینالمللی[1] شناسایی شده است. پنیر فتا[2] پنیری است بدون پوسته، سفید و نرم که ابتدا از شیر گوسفند در یونان ساخته شد. هم اکنون در یوگسلاوی، بلغارستان و کشورهای عربی رایج شده است. تولید پنیر فتا بوسیله فرایند اولترافیلتراسیون[3] که راندمان را افزایش میداد، فرصت مناسبی برای کشورهای اروپایی بوجود آورد و بین سالهای 1976 تا1981 شرکتی دانمارکی اولین تجهیزات خط تولید پنیر فتا راجهت فروش به کشورهای دیگر تهیه کرد. در فرآیند فراپالایش بسته به درجه جداسازی یا تغلیظ، دو فاز به نامهای فاز ماندگار یا بخش تغلیظ شده[4] و فاز عبوری یا پساب[5] با ترکیبات و خواص مختلف حاصل میگردد. در فرایند فراپالایش شیر،غشاها تقریباً تمام پروتئینهارا جدا کرده و به آب،لاکتوزو مواد نیتروژن دار غیر پروتئینی شیر(NPN) و نمکهای محلول اجازه عبور میدهند. اجزای پروتئینی و چربی به طور کامل در فاز ماندگار حفظ شده و لاکتوز، مواد معدنی و ویتامینها بین این دو فاز تقسیم میشوند. از آنجا که تقریباً تمامی چربیهای شیر(چربی، فسفولی پیدها، کلسترول و ویتامینهای محلول در چربی)به استثناء اسیدهای چرب آزاد، احتباس میشوند، لذاغلظت مطلق این مواد در فاز ماندگار افزایش مییابد. ساخت پنیر فتا به روش فراپالایش(اولترافیلتراسیون) در مقایسه با روش سنتی،30% افزایش راندمان دارد. در تولید سنتی برای تولید1 کیلوگرم پنیر، 3/7لیتر شیر لازم است در حالیکه در روش اولترافیلتراسیون فقط 3/5 لیتر شیر مصرف میشود (شفقتان،1385). پنیر سنتی بوسیله انعقاد کازئین ساخته میشود. به نوعی که پس از تشکیل دلمه مایعی که از پنیر خارج میشود که به آن آب پنیر گفته میشود، شامل پروتئینها،املاح و لاکتوز میباشد. از مزایای استفاده از عملیات فراپالایش برای پنیر سازی میتوان مطلوبیت تولید پنیری که شیر آن دارای چربی، پروتئین و لاکتوز استاندارد باشد، تسهیل فرایند تولیدو امکان بکارگیری فرایند مداوم، مصرف کمتر رنت و استارتر، تولید پنیری با حداکثر پروتئینهای آب پنیر که ضمناً از نظر تغذیهای دارای ارزش بیولوژیک بالایی میباشد، را برشمرد. انستیتوتحقیقاتتغذیهوصنایعغذاییایرانبراساسطرحجامعمطالعاتالگویمصرفموادغذاییووضعیتتغذیهای کشوروباتوجهبهنیازسرانهیکفردایرانیبهانرژی وتوجهبهنوعتغذیهمرسومدرایران، سرانهمطلوبمصرفبرخیازکالاهایاساسی را بهعنوانآستانهسلامتسرانهمصرف ارائهنمودهاست. بر این اساس سرانهمطلوبمصرف پنیر 4/5برحسبکیلوگرمدرسال اعلام شده است. که بر اساس گزارشات منتشر شده مندرج در جدول 1-1 در حال حاضر اگرچه سرانه مصرف پنیر در کشور از سرانه مصرف جهانی بالاتر است، اما از سرانه مطلوب پایین تر میباشد.
جدول1- 1- سرانهمصرفپنیردرایران،جهانوکشورهایآسیایجنوبغربیواحد: کیلوگرم / سال، (منبع: موسسه مطالعات پژوهشهای بازرگانی ،خرداد 1391)
در جدول1-2 پیش بینی سرانه مصرف درسالهای آتی گزارش شده که با توجه به روند کاهشی که در آن دیده میشود میتواند زنگ خطری برای وضعیت تغذیه جامعه به حساب آید. و این درحالیستکه سرانه مصرف پنیر در جهان رو به افزایش است. این کاهش مصرف در جدول 1-3 نیز قابل مشاهده است.
جدول1-2- پیشبینی سرانه مصرف پنیر در ایران و جهان طی سالهای 2012 تا 2019)بر حسب کیلوگرم در سال(، (منبع:موسسه مطالعات پژوهشهای بازرگانی 1391)
جدول1-3 درصد وزنی سرانه مصرف پنیربه نسبت سرانه مصرف جهانی در کشورها و حوزه های منتخب در سالهای 2012 و 2019،(منبع:موسسه مطالعات پژوهشهای بازرگانی 1391) ظرفیت اسمی تولید انواع پنیر در سال 1389، 667 هزار تن بوده که 336 هزار تن به تولید پنیر UF (49%)و بقیه آن به تولید سایر پنیرها تعلق دارد. رشد تولید انواع پنیر در سال 1389نسبت به سال قبل از آن 3/17درصد بوده. تولید سرانه انواع پنیر در سال 1389 با رشد 6/15 درصدی به 9/8کیلوگرم افزایش یافته از این میزان 4/4کیلوگرم به پنیرUFتعلق داشته است. (رشد تولید سرانه پنیرUF در همین مدت 9/18 درصد بوده است. تولید جهانی انواع پنیر در سال2009 (1388) نسبت به سال 2008 حدود 80 هزار تن افزایش داشته است. کشور ایران بر اساس این آمار با تولید 276 هزار تن (4/1 درصد) در ردیف شانزدهم قرار دارد. براساس همین آمار ایران با دارا بودن سهم 4/1درصدی تولید جهانی جزء کشورهای مطرح در این صنعت به شمار میرود. همچنین بر اساس آمارIDF در سال 2009 تولید ایران 245 هزار تن اعلام شده که بیشترین تولید در قاره آسیا بوده است. میزان رشد این محصول نسبت به سال قبل از آن 4.7 درصد بوده است پرمصرف ترین پنیرها عبارتند از: پنیر فتا (31%)، پنیر محلی (25%) و پنیر تبریز (7/17%). در مطالعه ای در سال 1382که عوامل موثر بر تقاضای پنیر را در ایران مورد بررسی قرار داد، روند تولید و مصرف جهانی و داخلی پنیر طی یک دوره 25 ساله از سال 1975 الی 2001 مطالعه و طی آن دلایل کمبود تقاضا برای مصرف پنیر و پایین بودن سرانه مصرف در ایران بررسی شد. نتایج بدست آمده بیانگر این نکته بود که عدم وجود تنوع محصولی، عدم آگاهی مصرف کنندگان نسبت به ارزش غذایی پنیر و عدم هماهنگی بین خصوصیات کیفی کالای تولید شده و مطلوبیت مصرف کنندگان از جمله مهمترین عوامل پایین بودن مصرف سرانه در ایران میباشد. با توجه به آمار و ارقام ارائه شده به نظر میرسد به منظور افزایش سرانه مصرف،ایجاد تنوع درطعم و مزه پنیرهای تولیدی ضروری است. با توجه به بالا بودن سرانه مصرف پنیر UF(فراپالایش) در کشور، نسبت به سایر پنیرها وتوجه به این مطلب که سهم اندک تولید پنیر طعم دار در کشور مربوط به پنیر پروسس با ارزش غذایی پایین تر از پنیر UF میباشد، لذا اهمیت مطالعه در زمینه تولید پنیر UF طعم دار، لزوم انجام این تحقیق را روشن میسازد. بشر از دیرباز به خواص برخی از گیاهان در معالجه بیماریها پی برده و از برخی گیاهان به طور سنتی برای ایجاد طعم و بوی و مطبوع استفاده میکرده است. در سالیان اخیر دانشمندان به خصوصیت ضد میکروبی برخی از گیاهان و عصارههای آنها علاقمند شده و طی بررسیهای متعدد، خاصیت ضد میکربی برخی از آنها را ثابت کردهاند. امروزه به استفاده از مواد نگهدارنده و طعم دهنده طبیعی در مواد غذایی، رویکرد وسیعی شده است به طوریکه تمایل مصرف کنندگان به استفاده از غذاهای حاوی مواد نگهدارنده یا طعم دهنده ساختگی کاهش یافته است. سیاهدانه گیاهی دارویی است که سابقه مصرف آن به بیش از دو هزار سال قبل میرسد. و در طب سنتی بسیاری از کشورها استفاده شده است. دانه های این گیاه حاوی 30-40 درصد روغن، 20 درصد پروتئین، 5/7 درصدرطوبت، 15-5/0 درصد اسانس است. وجود ترکیبات مختلف دیگر مانند قندها، صمغ ساپونین، استرولهای گیاهی و الکانوئید در آن گزارش شده است. عصاره سیاهدانه دارای خواص متعدد از جمله ضد باکتریایی است. عصاره این گیاه و ترکیب اصلی فعال آن تیمو کنین، خاصیت آنتی اکسیدانی دارد. سیاهدانه علاوه بر مقادیر فراوان اسیدهای چرب غیر اشباع (اسید لینولئیک و اولئیک) حاوی انواع کربوهیدراتها (گلوکز – رامنوز)، ویتامینهایE , C و عناصر معدنی کلسیم، آهن و پتاسیم است. این دانه دارای خواص فارماکولوژیک متعددی است که میتوان به اثرات ضد التهابی، ضد میکربی، آنتی اکسیدانی، تقویت کننده سیستم ایمنی بدن اشاره کرد. بنابراین افزودن سیاهدانه به پنیر، ضمن ایجاد پنیری با طعم جدید، میتواند با توجه به خواص ضد میکربی سیاهدانه، ماندگاری پنیر را افزایش دهد. با توجه به گزارش تحقیقات متعدد حاکی از اثرات فارماکولوژیک متعدد روغن و ترکیبات موجود در سیاهدانه و با توجه به نتایج تحقیقات آزمایشگاهی و مستندات مصرف آن در طب سنتی و از طرفی ارزش غذایی بالا به واسطه وجود اسیدهای چرب غیر اشباع و پروتئین و ماده موثره تیموکینون که به آن خاصیت آنتی اکسیدانی بخشیده و خواص ضد میکربی آن، این گیاه می تواند بعنوان گزینه مناسبی جهت افزودن به پنیر و ایجاد پنیر با طعم جدید باشد، که در طی تولید آن میتوان اثر این گیاه دارویی را بر روی وپژگیهای شیمیایی، میکربی و حسی پنیر UF مورد بررسی قرار داد و پس از بررسی دریافت که آیا سیاهدانه می تواند موجب بهبود خواص حسی،شیمیایی و میکربی پنیر و افزایش ماندگاری آن شود؟ درحال حاضر بیشترمطالعات انجام شده بر روی پنیرسفیدایرانی، که تنوع طعم و مزه را نیز دربرداشته، مربوط به حوزه استفاده ار اسانسهای گیاهی بوده است و این نخستینبار است که یک گیاه دارویی به شکل مستقیم در فرمولاسیون پنیر سفید ایرانی، تهیه شده به روش اولترافیلتراسیون مورد مطالعه قرار میگیرد.
فصل دوم مروری بر مطالعات پیشین
2-1- پنیر 2-1-1- تعریف پنیر پنیر[6] نام عمومی بخشی از فراورده های شیری است که با تغییر دراجزای کازئین شیر تولید و ساخته میشود. همراه کازئین بخشی از پروتئینهای آبپنیر، چربیها و دیگر مواد مغذی در لخته پنیر باقی میماند. در واقع پنیر فراوردهای است از شیر که در نتیجه انعقاد کازئین به وسیله آنزیم رنین یا آنزیم های مشابه در حضور اسید لاکتیک تولید شده توسط میکروارگانیسمها بوجود میآید. هدف اصلی از تولید پنیر، نگهداری مواد مغذی شیر در شرایط فاسد نشدنی با حفظ مزه مطلوب و بدون کاهش ارزش غذایی موجود در آن است (فرهنودی، 1382). پنیر فراوردهای است متشکل از چربی و پروتئین شیر، به همراه کلسیم و فسفر که از شیر استخراج میگردد (مرتضوی و همکاران، 1375). براساس تعریف پنیر در استاندارد ملی ایران، پنیرعبارتاستازفرآورده ایتازه[7] یارسیده[8] کهبهصورتنرم[9]،نیمهسخت[10]،سخت[11]وخیلیسخت[12]بوده کهممکناستپوششدادهشدهباشدودرآننسبت پروتئین آبپنیربهکازئیننبایدبیشترازپروتئینشیرباشد(استاندارد ملی شماره ،2344). همچنین میتوان گفت پنیررسیده، پنیریاستکهبلافاصلهبعدازتولیدقابلمصرفنبودهو میبایستدرمدتزمانودمایمعینیدرشرایط خاصنگهداریشودتاتغییراتفیزیکیوبیوشیمیاییلازمدرآنایجادشود. پنیرتازهیانرسیده پنیریاستکهبعداززمانکوتاهیپسازتولیدوفرآوری،آمادهمصرفمیباشد. میتوان گفت پنیر شیری است که تا حدی آبگیری شده است. میزان آبگیری بر حسب نوع پنیر متفاوت است. در برخی موارد مقدار آب باقی مانده در پنیر اثر زیادی بر قابلیت نگهداری و خصوصیات ارگانولپتیکی محصول میگذارد. پنیررسیدهباکپک فرآوردهایاستکهدرآنعملرسیدنبهوسیلهفعالیتورشدکپکدرداخلویاسطحپنیرصورتمیگیرد (مرتضوی و همکاران، 1375). پنیر علاوه بر چربی، پروتئین و کلسیم و فسفری که با پروتئین ترکیب شده اند، دارای مقادیر کمی از کلیه اجزای تشکیل دهنده شیر، نظیر گلوسیدها، نمکهای معدنی محلول، مواد ازته غیر پروتئینی و غیره میباشد. خواص ارگانولپتیکی از نظر بافت و آروما، به هنگام رسیدن پنیر با خواص ذاتی شیر کاملا متفاوت است. در دوره رسیدن که گاهی هفته ها تا حتی سالها طول میکشد میکروارگانیسم ها نقش مهمی در ایجاد و گسترش خواص فوق دارند (مرتضوی و همکاران ، 1375). 2-1-2- ارزش غذایی پنیر پنیر از جمله مواد غذایی است که پروتئین آن مرغوب بوده و از نظر دارا بودن اسیدهای آمینه ضروری بسیار غنی میباشد.اهمیت تغذیه ای پنیر ناشی از مقدار زیاد پروتئین با ارزش بیولوژیکی بالا در آن است. پنیر قادر است بخش مهمی از نیازهای بدن به اسیدهای آمینه ضروری را تامین کند. در جدول1-1 محتوای پروتئینی برخی از انواع مختلف پنیرها که در محدوده 20 تا 35 درصد تغییر می کند نشان داده شده است.
جدول 2-1- مقادیر متوسط چربی، پروتئین، کلسیم و فسفر در تعدادی از انواع مختلف پنیر، (منبع: فرهنودی و آذین،1383)
غلظت مواد مغذی در پنیر (بر پایه درصد انرژی) به ترتیب، پروتئین بر اساس انواع مختلف پنیر 2/6-9/2، کلسیم 7-3/1، مقدار فسفر 7/5-6/2 میباشد. صدگرم پنیر نرم میتواند 40-30 درصد نیاز روزانه پروتئین فرد بالغ، 40-30 درصد نیاز روزانه کلسیم و 20-12 درصد فسفر روزانه را تامین نماید و 100 گرم پنیر سخت تامین کننده 50-40 درصد نیازهای پروتئینی است.در جدول 2-1 فهرستی از مقادیر چربی تعدادی از پنیرهای مختلف دیده میشود. محتوای کربوهیدرات پنیر در محدوده 7/4-6/0 درصد قرار دارد. پایین بودن بودن نسبی این ماده ناشی از ورود بخش بزرگی از لاکتوز موجود در شیر به داخل پنیر است (فرهنودی و آذین، 1383) کازئین شیر در تولید پنیر نقش اساسی را داراست و لخته پنیر را شکل میدهد. پس از برش لخته تازه پنیر، تقریباً تمام پروتئین هایی که اصطلاحا پروتئینهای آب پنیر نامیده میشوند و دارای ارزش بیولوژیکی بالایی نیز هستند از طریق آب پنیر از لخته خارج میشوند. ارزش بیولوژیکی پروتئین ها در پنیر در مقایسه با پروتئین های شیر کامل کمتر بوده اما در مقایسه با کازئین قدری بالاتر است. تاثیر رسیدن پنیر بر روی پروتئینهای آن به صورت افزایش قابلیت هضم است. قابلیت هضم واقعی تعدادی از انواع پنیر تقریباً 100 درصد است. پپتیدهای کوچک میتوانند از دیواره روده عبور کنند و بنابراین ممکن است با نفوذ از طریق غشای سلولی به طور مستقیم در دسترس سلول ها قرار گیرند (فرهنودی و آذین، 1383). 2-1-3- طبقه بندی پنیر پنیر محصولی است تازه یا رسیده، جامد یا نیمه جامد که در آن نسبت پروتئین آب پنیر به کازئین نباید بیشتر از شیری باشد که از آن بدست آمده. معمولا از ضوابط زیر برای طبقه بندی استفاده میگردد. الف) بر اساس روش لخته کردن کازئین: پنیر با استفاده از رنت یا اسید تهیه میشود.گاهی هم در برخی از انواع پنیر هر دو روش باهم مورد استفاده قرار میگیرد. ب) بر اساس میزان رطوبت پنیر: بر اساس مقدار رطوبت موجود در آن به انواع پنیرهای سخت، نیمه سخت و نرم تقسیم بندی میکنند. ج) میکروارگانیسم های اصلی که در مرحله رسیدن پنیر مورد استفاده قرار میگیرند: اکثر پنیرها به وسیله باکتریهای مولد اسید لاکتیک میرسند. البته سایر میکروارگانیسم ها نیز در رسیدن پنیر دخالت دارند و در نهایت بعضی از آنها بر روی سطح پنیر رشد میکنند. بعضی پنیرها هم با رشد دادن کپک های آبی یا سفید رنگ در داخل نسج آنها مرحله رسیدن را طی میکنند. د)قوام و بافت پنیر: یکی از معیارهای طبقه بندی آنهاست. مانند وجودچشمک یا حفره های گرددر پنیر گودا[13]ونسج دانه دار در پنیر تیلسیت که دارای حفره های ریز است (کریم، 1374و فرهنودی، 1377). طبقه بندی دیگری از پنیر در جدول 1-2 نشان داده شده است
جدول 2-2 طبقه بندی پنیر(منبع: فرهنودی،1377)
مواد اصلی برای تولید پنیر عبارت است از: شیرویافرآوردههایحاصلازشیر، استارترهایمجاز،ازنوعباکتریهایمولداسیدلاکتیکویاتولیدکنندهطعم، میکروارگانیسمهایمجاز، آنزیمهایمناسبومجاز، کلریدسدیم. 2-2- پاستوریزاسیون شیر به جز باکتریهای اسپوردار مانند باکتریهای اسید بوتیریک، تمام میکروارگانیسمهای آسیبرسان به پنیر هنگام پاستوریزاسیون شیر نابود میشوند. این امر شامل باکتری های کلی فرم، مخمرهاو قارچ ها و میکروارگانیسمهای دارای توانایی بیماری زا نیز هست. هنگام فرایند حرارتی شیر، باکتری لاکتیکی به دلیل حساسیت به حرارت نیز نابود میشود. پاستوریزاسیون در دمای 72-70 درجه سانتیگراد به مدت 15 ثانیه انجام میشود (فرهنودی، 1382). 2-3- باکتوفوگاسیون و ریز پالایش (میکروفیلتراسیون)[14] در فرآیند پاستوریزه کردن باکتری های اسید بوتیریکی شیر از بین نمیرود. یکی از راه حل های اصولی استفاده از دستگاه باکتوفوگ[15] است. این دستگاه می تواند تقریبا 96 درصد اسپورها را حذف کند. راه حل دیگر برای حذف اسپور باکتریها، استفاده از ریزپالایش است. این سیستم میتواند5/99 درصد اسپورها را از حذف کند. در هر دو فرآیند فوق، مقداری شیر با میکروب فراوان در بخش لجن گیر باکتوفوگ و یا در پشت غشای ریز پالایش باقی میماند. این بخش را میتوان پس از استریل کردن، بدون اثر منفی بر کیفیت پنیر، به شیر پنیر سازی افزود (فرهنودی، 1382). 2-4- هموژن کردن شیر این فرآیند برای تولید معدودی از پنیرهااز جمله فتا، کاربرد دارد. تقسیم ذرات چربی به اندازه های کوچک تر را هموژن میگویند. معمولا در هموژنیزاسیون یک ذره معمولی چربی تقریبا به 1000 ذره کوچکتر تبدیل میشود. هموژنیزاسیون باید تحت کنترل باشد زیرا ریز شدن بیش از حد ذرات چربی آثار ناخواستهای را پدید میآورد. هموژن کردن باعث تغییر مزه، رنگ (پنیر سفید تر می شود) و افزایش رطوبت پنیر میشود و خطر اکسیداسیون ذرات چربی را نیز افزایش میدهد (فرهنودی، 1382). 2-5- تولید پنیر از شیر فرا پالایش شده در روش معمول تولید پنیر، پس از تخمیر شیر و افزودن آنزیم مایه پنیر، شیر لخته میشود و در پی آن بوسیله برش، همزدن و گاهی اوقات حرارت دادن لخته، عمل جداسازی آب پنیر انجام میپذیرد.با انجام فرا پالایش بر روی شیر قبل از انجام انعقاد، بخش عمده ای از آب، لاکتوز و نمک های محلول از آن خارج شده و وارد پساب[16] میشود. کم کردن درصد چربی خامه، میزان آب اتصال یافته در پنیر را افزایش میدهد. این ازدیاد پیوندها در پنیر، تاثیر به سزایی بر روی کیفیت آن دارد.تورم ترکیبات پروتئینی تاثیر مهم و مشخصی بر روی نفوذ نمک در بافت پنیر دارد. اسیدی کردن مقدماتی را میتوان بوسیله کشت باکتریایی انجام دارد. روند افزایش اسید در طول فرآیند فرا پالایش ادامه مییابد و حتی با پاستوریزاسیون یا فرا پالایش با دمای بالا، متوقف نخواهد شد (فرهنودی، 1382). مقدار آب در پنیر متناسب با درجه تغلیظ هنگام فرآیند فرا پالایش تغییر میکند. تقریبا در انتهای فرآیند، تمام آب قابل حذف از پنیر خارج میشود. در پنیر تولید شده از فاز ماندگار حاصله ازفراپالایش، تغییراتی در محتوای نیتروژنی آنها دیده میشود که مربوط به حضور مواد نیتروژن دار با ساختمان مولکولی کوچکتر است که آن را ترکیبات ازته غیر پروتئینی مینامند.هنگام تولید پنیر فرا پالایش، پروتئین های آب پنیر به داخل پنیر راه مییابند و این پروتئین های آب پنیر غیر دناتوره ، هنگام رسیدن پنیر تجزیه نمیشوند (فرهنودی، 1382). 2-6- مواد افزودنی به شیر پنیر سازی گاهی در جریان تولید پنیر آنزیمی، مشکلات تخمیری ناخواسته ای بروز میکند که به بادکردگی موسوم است. این تخمیر به وسیله دسته ای از باکتری های گروه اشرشیا آئروباکتر[17] باکتریهای کلیفرم روی میدهد. علاوه بر گاز، بعضی از این میکروارگانیسم ها حاوی اسیدهای فرار با مزه نامطلوب اند. باکتریهای اسید بوتیریک با ایجاد گاز فراوان و طعم نامطبوع سبب افت کیفیت آشکار و بادکردگی در پنیر میشوند. از نیتریت به عنوان ماده موثر بر علیه باکتری های اسید بوتیریک استفاده میشود . لیزوزیم به عنوان ترکیب ضد باکتری مخصوصا بر روی باکتری های گرم مثبت در شکل های اسپورهای بی هوازی، شناخته شده است. پارا کازئینات در حضور یون کلسیم قادر به رسوب به وسیله آنزیم مایه پنیر است. حضور یون کلسیم باعث تاثیر قوی تر آنزیم مایه پنیر در تشکیل لخته میشود که از استحکام بیشتری برخوردار است. ضمن آنکه زمان انعقاد با حضور یون کلسیم کوتاهتر می شود. ترکیبات پایدار و امولسیون کننده برای پنیرهای بدون چربی جهت بهبود قوام پنیر و انعطاف پذیری و انسجام بافت بکار برده میشود. محتوای چربی در پنیرهای چرب باعث نرمی و قوام منسجم تر آنها میشود. پنیرهای بی چربی به آسانی در برابر کشت آغازگر بسیار ضعیف، سفت شده یا در صورتی که باکتری کشت آغازگر بسیار قوی باشد، باعث کاهش استحکام و قوام آنها میشود. رنگ پنیر بر پایه تغذیه دام در فصول سال متغیر است، و تغییر در پنیرهای چرب بیشتر دیده میشود (فرهنودی، 1382). 2-6-1- مایه پنیر[18] آنزیمها با منشأ گیاهی، باکتریایی و حیوانی میتوانند با ایجاد شبکهای شیر را به صورت لخته در خود نگاه دارد. فرآیند انعقاد آنزیمی در دو مرحله انجام میشود. مرحله اول آنزیم سبب تبدیل کازئین به پاراکازئین و در مرحله دوم لخته یا رسوب تحت تاثیر کلسیم یا منیزیم شکل می گیرد. مرحله اول نیاز به زمان معینی دارد که این زمان نیز به میزان آنزیم، PH و دما وابسته است. دمای لازم برای مرحله دوم حدود 30 درجه سانتی گراد است (فرهنودی، 1382). از عوامل مهم برای انعقاد آنزیمی مایه پنیرمیتوان به دما، مقدارمصرف مایه پنیر، میزان اسیدیته، هم زدن، کازئینات و پاستوریزاسیون شیراشاره کرد. برای تشکیل لخته مولکولهای پاراکازئینات بشکل رشته های موازی درآمده و به صورت شکبه ای به هم میچسبند در این حالت لایه های نازک آب در اطراف انتهای این مجموعه مولکولی متمرکز میشود. به تدریج مقدار قابل توجهی آب همراه و آب متصل خود را رها میکند. این فرآیند را سینرسیس(یا آب پس دادن) مینامند. در این حالت کمکم ساختمان شبکه محکم، استوار و قابل انعطاف میشود (فرهنودی، 1382). 2-7- کشت های آغازگر[19] استارتر یا آغازگر به کشتهای میکروبی اطلاق میشود که معمولأ برای ایجاد ویژگی خاصی در فرآوردههای لبنی به عنوان مایه آغازگر به شیر اضافه میگردد. این کشتهای میکروبی باعث تغییرات مطلوبی در فرآوردههای لبنی میشوند. در صنعت تولید پنیر نیز افزودن این کشتهای میکروبی به شیر همراه با کنترل شرایط اولاً به منظور تولید اسید و کاهش PH و ثانیاً به منظور ایجاد عطرو طعم در محصول نهایی و ایجاد شرایط مناسب برای فعالیت رنت،در انعقاد لخته مورد مصرف قرار میگیرند. میکروارگانیسمهای مورد استفاده به عنوان مایه در اثر عمل تخمیر در شیر تولید موادی میکنند که ایجاد اسید، با طعم و بوی مخصوص در محصول نموده و زمان رساندن پنیر را کاهش میدهند. (استاندارد ملی شماره2344) 2-8- اسیدی کردن پنیر معمولا قبل از افزودن مایه پنیر، کشت آغازگر (استارتر) را به مقدار 5/0 تا 5/1 درصد به شیر پنیر سازی اضافه مینمایند. به طور معمول دستیابی به اسیدیته یا PH مورد نظر، به سرعت حاصل میشود. مقدار مصرف کشت آغازگر متناسب با زمان اسیدی شدن تنظیم میشود. تخمیر لاکتوز و تبدیل آن به اسید (اغلب اسید لاکتیک)، باعث پایین آمدن PH پنیر به اندازه مورد نظر میشود. این تخمیر به وسیله باکتری هایی که به خانواده لاکتوباسیلاسه[20] تعلق دارند، انجام میگیرد(لامع،1380). بیشترین میزانPH در هر نوع پنیر محدوده خاصی دارد. مطلوب ترین حالت، با توجه به قوام و بافت پنیر، این است که سطح PH در محدوده معینی که متناسب با نوع پنیر است حفظ گردد. هر پنیری اسیدیته و PH مشخصی دارد. اگر کشت باکتریایی حاوی باکتری لاکتیکی به شیر افزوده و مدتی به حال خود رها شود، هنگامی که سطح PH به پایین ترین حدی میرسد که برای باکتری های دیگر غیر قابل تحمل است، باکتریهای لاکتیکی فعال میشوند. تجزیه این شیر، نشان میدهد مواد قابل تخمیر مانند لاکتوز کاهش یافته اند. از سوی دیگر، تولید اسید تا هنگامی که افزایش متابولیت های سمی باعث توقف رشد باکتریها میگردد ، ادامه مییابد (فرهنودی، 1382و لامع، 1380). 2-8-1- تاثیر اسیدی شدن بر روی قوام پنیر استحکام[21] و قابلیت انعطاف پذیری هر دو، بخشی از قوام را تشکیل میدهند.سختی یا سفتی پنیر، به تناسب بین ترکیبات سفت و مایع در پنیر وابسته است. بنابراین لازم است که نسبت بین فاز چربی و بخش بدون چربی مشخص شود. انعطاف پذیری به مقدار و قدرت پیوندهای مولکولی ترکیبات پنیر ، به خصوص پیوند بین مولکولهای پروتئین وابسته است که سازنده ساختار اصلی پنیر میباشند (فرهنودی، 1382). 2-9- تنظیم رطوبت و PH در پنیر روشها و عوامل تنظیم مقدار آب (درصد آب در پنیر بدون چربی) و PH در پنیر را، میتوان به سه گروه تقسیم کرد:اول،عواملی که بر روی زمان تخمیر لاکتوز تاثیر دارند. دوم، عواملی که بر روی خروج آب و در نتیجه رها سازی لاکتوز از توده پنیر نقش دارند و سوم، سایر عوامل مانند: تغییر در مقدار مصرف مایه پنیر، افزودن نمک به آب پنیر و تغییر در زمان همزدن. 2-9-1- عوامل موثر در زمان تخمیر لاکتوز رساندن مقدماتی[22] راه مهم و موثری برای تنظیم زمان تخمیر لاکتوز میباشد. هدف از عملیات پیش رساندن، دستیابی به یک مجموعه باکتریایی با ویژگی های ثابت در شیر پنیر سازی است. درجه رساندن مقدماتی باید متناسب با نوع پنیر باشد. پیش رساندن شیر سبب افزایش اسیدیته در ابتدای پنیر سازی شده و باکتری ها، فاز کند شروع[23] را سریعتر طی مینمایند، در نتیجه شروع پنیر سازی با حضور مقدار زیاد و قوی اسید همراه خواهد بود (فرهنودی، 1382). از عوامل موثر بر خروج آب و آزاد شدن لاکتوز از توده پنیر، تنظیم توانایی شیر برای پنیر شدن است. اگر کیفیت شیر مورد استفاده در پنیر سازی بسیار پایین باشد، کلسیم کلراید به شیر افزوده میشود، در نتیجه توانایی پیوندهای آبی آن کاهش یافته، انعقاد آنزیمی سریعتر میگردد. همچنین اسیدیته شیر افزایش مییابد (فرهنودی، 1382). 2-10- پخت [24] شکستن پیوندهای آبی در لخته با استفاده از دما، اساس فرآیند پخت را تشکیل میدهد. قدرت پیوندهای آبی با افزایش دما نسبت عکس دارد، یعنی با افزایش دما، کاهش مییابد. به بیان دیگر اگر دمای توده پنیر در هنگام پنیر سازی افزایش یابد، آزاد سازی آب پنیر نیز افزایش مییابد. به طور کلی افزایش دما و پخت زود هنگام، تاثیر زیادی را بر آزاد سازی آب پنیر خواهد داشت.با استفاده مناسب از حرارت میتوان سرعت خروج آب[25] را در هر نوع لخته نرم و سفت یکسان و مناسب نمود (فرهنودی، 1382). 2-11- نمک زدن پنیر افزودن نمک به لخته یکی از عملیات های مهم در فرایند پنیر سازی است. نمک به سهولت به وسیله پنیر جذب میگردد.هدف ازافزودن نمک به پنیر، ایجاد طعم موثر و تنظیم بعضی فرایندهای باکتریولوژیکی است که در تشکیل ساختار لخته مهم است. جذب نمک و ادامه تخمیر دو فرایندی است که تقریبا بر روی هم تاثیر متقابل دارند درحالی که مستقیما به هم وابسته نمیباشند. تولید اسید وقتی که لاکتوز به لاکتات تغییر مییابد، عملا پایان میگیرد، ولی توزیع نمک در پنیر مدتها به طول میانجامد، آزمایش ها نشان داده اند که این امر گاهی ماهها طول میکشد (فرهنودی، 1382). پنیرهای سفید از دسته آب نمکی هستند که اساساً نرم بوده و در آب نمک، دوره رسیدن را طی کرده و نگهداری میشوند. نمک مورد استفاده در تولید پنیرهای آب نمکی با جذب آب اضافی و تکمیل آبگیری دلمه باعث افزایش قوام و استحکام دلمه میشوند. نمک با کاهش آب آزاد پنیر،و در نتیجه کاهش فعالیت آبی باعث افزایش زمان ماندگاری پنیر میشود. 2-12- قالب گیری پنیر UF در فرآیند تولید پنیرهای فراپالایشی، فاز ماندگار (یا بخش تغلیظ شده) و آنزیم رنت (مایه پنیر) مستقیما بوسیله ماشین پرکن به داخل ظرف یا قالب بسته بندی تزریق می گردد. در این روش بخش تغلیظ شده را پس از افزودن کشت آغازگر و رسانیدن اولیه همزمان با افزودن رنت در داخل ظرف بسته بندی تزریق میکنند. مراحل انعقاد در هنگام عبور پنیر از داخل تونل انعقاد انجام میپذیرد. در انتهای تونل، شیر داخل ظرف کاملا منعقد شده است. پس از افزودن نمک خشک ظرف را با فویل آلومینیومی درب بندی می نمایند (فرهنودی، 1382). 2-13- کنترل فرآوری پنیر تغییرات کیفی پنیر ممکن است هفته ها یا حتی ماهها پس از فرآیند به طول انجامد. برخی عوامل قابل اندازه گیری در پنیر تازه که بتوان به کمک آنها کیفیت نهایی پنیر را نیز حدس زد عبارتند ازpH، میزان رطوبت و آلودگی ثانویه.استحکام بافت پنیر به چگونگی پیوندهای آبی و رسیدن پنیر به pH حداقل بستگی دارد. pH حداقل مناسب، باعث ایجاد بافتی با قابلیت انعطاف کمتر و فشرده تر در پنیر میشود. ظرفیت پیوندهای آبی پنیر نیز با کاهش pH حداقل کاهش مییابد. که به معنی خروج و کاهش بیشتر رطوبت ، هنگام با تغییرات دماست و باعث آسیب به پوسته و ایجاد طعم بد (تعفن) در پنیر میشود. رسیدن پنیر از هنگام تخمیر مستقیما وابسته به pH حداقل است. مقدار pH در 24 ساعت اول، یک مقیاس مهم برای تعیین و کنترل خواص نهایی پنیر است (فرهنودی، 1382). تاثیر مقدار رطوبت بر روی ماندگاری و رسیدن پنیر بسیار زیاد است. رطوبت بالاتر باعث افزایش سرعت رشد میکروارگانیزم ها شده و در این شرایط، تاثیر آنزیم ها نیز بر اثر انتشار بهتر در بافت پنیر بیشتر خواهد بود. بنابراین پنیر با مقدار رطوبت بالا در مقایسه با پنیر با رطوبت کمتر زودتر خواهد رسید. اما در عین حال، این پنیر ماندگاری کوتاهتری نیز خواهد داشت.در پنیر دو فاز چربی و بدون چربی وجود دارد، استحکام پنیر به نسبت میان مواد جامد و مایع در این دو فاز وابسته است (فرهنودی، 1382). 2-13-1- کنترل پنیر رسیده تعیین pH در پنیرهای رسیده اهمیت دارد، زیرا pH در هنگام رسیدن پنیر افزایش مییابد و مقدار آن به سرعت رسیدن و مدت زمان نگهداری وابسته است. مقدار آب و چربی نیز باید در پنیرهای رسیده کنترل شوند، زیرا درصد آب به وسیله تبخیر و چربی در ماده خشک به وسیله نمک زدن تغییر مییابد (فرهنودی، 1382). 2-1-4- رساندن پنیر رساندن[26] پنیر که هدف اصلی فرآیند پنیرسازی است در سه مرحله شیمیایی انجام میشود: تجزیه ترکیبات پروتئینی، تغییرات انجام شده بر روی ترکیباتچربی و تخمیر لاکتوز و سیترات اولین فرایند تجزیه، تخمیر لاکتوز و سیترات است که با سرعت بالایی نسبت به دو فرایند دیگر اتفاق میافتد. دو فرآیند دیگر شامل تجزیه پروتئینها و چربیها، در طول مدت زمان نگهداری پنیر به وقوع میپیوندند(فرهنودی، 1382). 2-14-1- تجزیه ترکیبات پروتئینی منشا آنزیم پروتئولیتیک در پنیر عبارتند از: آنزیم های موجود در شیر، آنزیم مایه پنیر (که اغلب حاوی مقدار کمی پپسین و پروتئاز بافتی است) و میکروارگانیسم های افزوده شده.
2-14-1-1- آنزیم های موجود در شیر تعدادی از آنزیمهای موجود در شیر در دمای نسبتا پایین(روش کند)، با پاستوریزاسیون کند 72 درجه سانتیگراد (162 درجه فارنهایت) به مدت 15 ثانیه، غیر فعال خواهند شد. بافت و مزه پنیر تولید شده از شیر باکتریوفاژ شده، تغییراتی پیدا میکند که ناشی از حذف آنزیمهای طبیعی شیر است. وقتی که لوکوسیتها و دیگر اجزای سلولی از شیر حذف شوند، تولید آنزیم (طبیعی) در شیر متوقف میشود و مزه پنیر کاهش مییابد (فرهنودی، 1382). 2-14-1-2- آنزیم مایه پنیر کیموزین[27] یکی از مهم ترین آنزیم های مایه پنیر، یک آنزیم پروتئولیتیک است که علاوه بر توانایی لخته کردن شیر، توان قابل ملاحظه ای برای تجزیه ترکیبات نامحلول پنیر به شکل ترکیبات محلول در آب را دارد. این آنزیم نمی تواند پروتئولیز را به طور واضح تا بیش از مرحله پپتون (مولکول بزرگ بدون داشتن تلخی پپتیدها) جلو برد. با افزودن آنزیم سوسپانسیون کازئین خالص، مقدار نیتروژن محلول نیز افزایش مییابد. بنابراین شکی نیست که تفاوت در غلظت مایه پنیر به طور مستقیم بر روی پروتئولیز و سرعت رسیدن نهایی پنیر تاثیر دارد، زیرا معمولا آنزیم در زمان ساخت پنیر غیر فعال نیست. پنیر تهیه شده با آنزیم، کمتر مشکل رسیدن آرام و یا ناکافی را به همراه دارد. استفاده از آنزیم به میزان بیشتر از حد توصیه شده نیز، باعث تسریع در رسانیدن پنیر و ایجاد قوامی چرب تر در آن میگردد (فرهنودی، 1382). 2-14-1-2-1- انواع مایه پنیر مایه پنیر حیوانی که بخش فعال عصاره جدا شده از معده گوساله میباشد، آنزیم کیموزین نام دارد. آنزیم مایه پنیر در سه مرحله عمل میکند.در فاز اولیه پروتئولیز محدود بر روی کاپاکازئین روی داده منجر به آزاد سازی گلیکوماکروپپتید[28] میشود. در فاز ثانویه با تجزیه گلیکوماکروپپتید شروع و تکمیل میشود. فاز ثانویه را اغلب فاز پف کردن[29] یا انعقاد[30] مینامند.در فاز سوم تجزیه معمول پروتئولیزی کازئین روی داده که سرعت آن کمتر از فاز اولیه است. مایه پنیر قارچی از آنزیم های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها تولید میگردد. انواع تولید شده از گروه قارچ ها بهترین و مناسب ترین شرایط را برای تولید پنیر دارند. مایه پنیر ژنتیکی صد در صد کیموزین خالص بوده و همانند آنزیم تهیه شده از معده گوساله است (فرهنودی،, 1382). 2-14-1-3- آنزیم های پروتئولیز کننده حاصل از میکروارگانیزم ها بخشی از رساندن پنیر به وسیله آنزیم های مترشحه از میکروارگانیسم ها انجام میشود. منشا وجود این آنزیمها ممکن است ناشی از آلودگی تصادفی و شرایط دمایی شیر باشد، اما در اغلب موارد، آنزیم ها از باکتریهای کشت آغازگر، ترشح میشوند هدف از کنترل فرآیند میکروبی، جهت دادن به روند رضایت مورد نظر رسیدن پنیر است (فرهنودی، 1382). باکتریها را از نظر عمل تخمیر به دو دسته تخمیر کننده جور[31] و تخمیر کننده ناجور[32] تقسیم میکنند. باکتریهای دارای تخمیر جور از دسته لاکتوکوکسیهای مزوفیل مانند: لاکتوکوکوس لاکتیس[33] و لاکتوکوکوسکرموریس[34] و از استرپتوکوکسیهای ترموفیل مانند: استرپتوکوکوس دورانس[35]و استرپتوکوکوس فکالیس[36] و استرپتوکوکوس ترموفیلوس[37] و همچنین باکتری میلهای ترموفیل مانند: لاکتوباسیلوس هلوتیکوس[38] و لاکتوباسیلوس لاکتیس[39] ، اهمیت زیادی دارند. سایر باکتریهای وابسته مانند لوکونوستوک کرموریس که مشخصات تخمیرکننده ناجور هستند همراه با دیگر تخمیرکنندههای جور مانند: لاکتوکوکوس دی استی لاکتیس [40] نیز از اهمیت به سزایی در فرآیند رسیدن برخوردارند. باکتری های اسید لاکتیک، از نوع تجزیه کننده لاکتوز در شیر و پنیر می باشند و برای رشد و تولید مثل به طور کامل به لاکتوز وابسته اند (فرهنودی، 1382و لامع،1380 [1]-International dairy federation (IDF) [2]- Feta [3] - Ultrafilrration) uf) [4]-Concentrates or retentates [5]-Permeates [6] -Ceese [7]- Fresh [8]- Ripened [9]- Soft [10]-Semi-Hard [11]- Hard [12]- Extra –Hard [13] -GOUDA [14]-(MF) Micro filtration [15] - Bactofuge [16]- Permeate [17] - Eschericia-Aerobacter [18] -Rennet [19] - Starter culture [20] -Lactobacillacceae [21] - Firmness [22] - Pre-ripening [23] - Slow starting Phase [24] - Scalding [25] - Syneresis [26] -Ripening [27] - Chymosin [28] -Glyco Macro Peptide = GMP [29] de-fluff [30] - Coagulation [31] - Homo- fermentative [32] - Hetero-fermentative [33] - Lc.lactis [34]- Lc. Cremoris [35]- Sc. Durans [36] - Sc. Faccalis [37] - Sc. TemoPHilus [38] - Lb. helveticus [39] - Lb.lactis [40] - Lc. Diacetylactis |