دانلود مقاله کاربرد میکروارگانیزم‌ ها در تهیه مواد لبنی

مقدمه: شیرامولوسیون پیچیده‌ای از پروتئین، چربی، قند و مواد معدنی است.

شیرگاو تقریباً 87% آب، 5/3% پروتئین، 5/3% چربی و 5% لاکتوز دارد که البته در صد آب و چربی از شیر یک گاو به شیر گاو دیگر متفاوت است.

محصولات بدست آمده از تخمیر شیر، مزه‌های متفاوتی دارند و به علت داشتن آب کمتر نسبت به شیر، مقاومتشان در برابر عوامل فساد غذایی بیشتر است.

تخمیر شیر در شرایط دمایی مناسب صورت می‌گیرد و بسته به نوع مخمر، نوع شیر و شرایط فرایند محصولات متفاوت تولید می‌شود.

ارگانیزم‌های عمده‌ای که شیر را به محصولات لبنی فرعی تبدیل می‌کنند، شامل لاکتوبا سیلوس‌ها و استرپتوکوکها هستند.

استرپتوکوکهای لاکتیک دارای آنتی‌ژنهای گروه N هستند و از مهمترین آنها استرپتوکوکوس لاکتیس، استرپتوکوکوس کرو موریس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس را میتوان نام برد.

استرپتوکوکوس لاکتیس متشکل از یک یا دو زنجیره بلند یا کوتاه یا سلولهای بیضی شکل است.

استرپتوکوکوس لاکتیس در 28 به سرعت در شیر رشد و آن را ترش می‌کند.

متوقف شدن با کتریهای گرم مثبت در شیر به وجود یک آنتی بیوتیک قوی به نام نیسین ( توسط برخی گونه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های استرپتوکوکوس لاکتیس تولید می‌شود) بستگی دارد.

گونه‌های لاکتو باسیلوس، مهمترین باکتریهای خانواده لاکتو با سیلوس محسوب می‌شوند.

لاکتو با سیل‌ها (میله‌ای شکل، باریک، دراز، گرم مثبت و بدون اسپور) معمولاً به صورت رشته‌هایی مرکب از سلولهای موازی زنجیره‌ای یا تک تک هستند.

لاکتو با سیل‌ها در مواد غذایی و فراورده‌های لبنی به وفور یافت می‌شوند.

بیشتر گونه‌ها جور تخمیر (هوموفرمانتاتیو) وعده‌ای مانند لاکتو باسیلوس فرمنتم و لاکتوباسیلوس پاستوریا نوس ناجور تخمیر (هتروفرمانتاتیو) هستند.

بسیاری از گونه‌های موجود در شیر پاستوریزه مانند لاکتوباسیلوس برنیس، لاکتو با سیلوس لاکتیس و لاکتو با سیلوس فرمنتم، مقاوم به اسید و ترمودیوریک (تحمل کننده گرما) هستند و در تهیه فراورده‌های لبنی ایفای نقش می‌کنند.

البته باید در نظر داشت که در فرایند تولید هر یک از این فراورده‌ها، میکروارگانیزم‌های متنوع دیگری از جمله کورینه با کتریوم‌ها و میکروکوکوس‌ها، مخمرها و قارچ‌ها و غیره نیز نقش دارند، که در اینجا به بررسی آنها می‌پردازیم.

نقش میکروارگانیزم‌ها در مراحل رسیدن پنیر: پنیر فرآورده‌ای است که در نتیجه انعقاد شیرگاو، گوسفند، بز، گاومیش و یا مخلوطی از دو یا چند نوع از آنها و یا از whey (آب پنیر) بدست می‌آید.

شیر مورد استفاده با یکی از روشهای متداول پاستوریزه می‌شود و به کمک مایه پنیر و با استفاده از باکتریهای آغازگر مجاز، منعقد می‌شود.

پس از جدا نمودن آب پنیر (whey)، لخته در آب نمک نگهداری می‌شودو بعد از طی مراحل رسیدن آماده مصرف می‌گردد.

غلاوه بر این، بر طبق استاندارد فرانسه، پنیر دارای این خصوصیات است: 1- پنیر می‌تواند فرآورده‌ای تخمیری یا غیرتخمیری باشد.

2- پنیر باید ار انعقاد شیر کامل یا شیر بی‌چربی و یا مخلوطی از آنها بدست آید.

3- این فراورده‌ها باید بعد از انعقاد آب‌گیری شوند.

4- در100 گرم پنیر باید حداقل 23 گرم ماده خشک وجود داشته باشد.

با توجه به این نکات پنیر فراوده‌ای صرفاً تخمیری نیست و فرایند تولید آن از دو مرحله آنزیمی و تخمیری تشکیل می‌شود.

در اینجا نقش میکروارگانیزم‌ها در هر یک از مراحل بررسی می‌شود.

Whey چیست؟

Whey یک مایع متمایل به زرد است که در هنگام تولید محصولات لبنی تولید می‌شود.

هنگامیکه کازئین (پروتئین حساس به اسید) حلالیتش کم می‌شود و منعقد می‌گردد، آب (whey) خارج می‌شود.

Whey بطور عمده از آب تشکیل شده است ولی حاوی مقدار کمی لاکتوز و مواد معدنی و پروتئین‌های غیرحساس به اسید (پروتئین‌های whey) می‌باشد.

در مدت تولید پنیر مقادیر زیادی whey تولید می‌شود.

Whey محیط خوبی برای باکتریها می‌باشد چون دارای قند و پروتئین است و میزان اکسیژن بالایی دارد.

مراحل فرایند تولید پنیر: این مراحل عبارتند از: 1- انعقاد 2- آبگیری 3- نمک‌زنی 4- رسیدن پنیر رسیدن پنیر: رسیدن پنیر به مفهوم تبدیل بیوشیمیایی ترکیبات لخته به وسیله آنزیم است.

رسیدن پنیر یکی از پیچیده‌ترین پدیده‌های بیوشیمیایی است که با هضم آنزیمی ترکیبات بنیادی لخته همراه است.

سوبستراهای اصلی عبارتند از: کازئین، ماده چرب و بیش از همه جابه‌جایی ترکیبات محلول.

فلورهای میکروبی لخته (که به مقدار قابل توجهی وجود دارند) به طور مرتب در طول زمان تغییر می‌کنند و موجب تغییر خصوصیات بیوشیمیایی می‌شوند.

این تغییرها به لخته مشخصات جدیدی می‌بخشند و آنرا از حالت سفت و بدون طعم و مزه به لخته‌ای با عطر، طعم، بافت و رنگ مشخص تبدیل می‌کنند.

میکروارگانیزم‌ها در رسیدن پنیر نقش عمده‌ای دارند.

بنابراین، شناخت عوامل موثر در فعالیت آنها حائز اهمیت است.

عوامل زیر در رسیدن پنیر نقش عمده‌ای را ایفا می‌کنند: الف) تهویه: تهویه امکان تامین اکسیژن مورد نیاز میکروبهای سطحی را فراهم می‌کند.

ب) تاثیر آب یا رطوبت لخته: میکروارگانیزم‌هادر محیط مرطوب بهتر رشد می‌کنند.

دلمه‌های مرطوب سریعتر و دلمه‌های خشک دیرتر مراحل رسیدن را طی می‌کنند.

در اینجا، منظور از آب، مقدار آب آزاد مورد استفاده میکروارگانیزم‌ها است.

بنابراین فرایند رسیدن پنیر با وجود رطوبت بیشتر تسهیل می‌گردد.

ج) دما: دمای محیط عاملی است که رشد میکروارگانیزم‌ها و نیز سرعت واکنشهای شیمیایی لخته را تنظیم می‌کند.

میزان پیشرفت واکنشهای شیمیایی در دمای کم کاهش می‌یابد.

پنیری که در دمای c4 به آهستگی می‌رسد همان عطر و طعم پنیر رسیده در دمای c15 را ندارد.

از طرف دیگر، در مقادیر دمایی زیاد طعم نامطلوب بیشتر دیده می‌شود.

در برخی موارد، به منظور دستیابی به کیفیت مطلوب، شرایط دمایی دوران رسیدن را تغییر می‌دهند.

به عنوان مثال، برای رشد باکتریهای لاکتیک و بروز بعضی از واکنشهای حدواسط در لخته در مرحله اول، پنیر در دمای کم نگهداری می‌شود.

در مرحله بعد، به منظور رشد باکتریهای پروپیونیک و ایجاد طعم مطلوب و پیدایش سوراخهای چشمی در لخته، میزان دما را افزایش می‌دهند.

نگهداری مداوم پنیر در دمای کم باعث ایجاد طعم نامطلوب در آن خواهد شد.

همچنین در این روند اسید سوکسینیک، اسید لاکتیک همراه با اسید پروپیونیک تولید شده و به پیدایش طعم مطلوب در پنیر کمک می‌کنند.

د) pH : pH محیط عامل موثری در تکثیر و فعالیت بیوشیمیایی میکروارگانیزم‌ها است.

pH در پنیرهای اسیدی از 9-7/4 و در پنیر کپکی از 7- 9/4 تغییر می‌کند.

عوامل موثر در رسیدن پنیر: چندین دسته آنزیم با منشا متفاوت در ایجاد لخته موثرند، بقایای آنزیم‌های مایه پنیر، پروتئازهای طبیعی شیر، پروتئازهای میکروبی حاصل از باکتریهای لاکتیک، بعضی از قارچ‌ها، مخمرها و پروتئازهای حاصل از فلورهای ثانویه در رسیدن پنیر دخالت دارند.

به طور کلی مهمترین عوامل موثر در رسیدن پنیر عبارتند از: 1- پروتئازهای طبیعی شیر الف) پروتئازهای قلیایی (پلاسمین) ب) پروتئازهای اسیدی 2- مایه پنیر 3- میکروارگانیزم‌ها و آنزیم‌های آنها 4- آنزیم‌های تجزیه کننده اسیدهای آمینه پروتئولیز: الف) مکانیزم عمومی تجزیه پروتئین‌ها: پروتئولیز به دلیل تاثیری که روی بافت و عطر و طعم پنیر دارد، مهمترین پدیده در فرایند رسیدن پنیر است.

پروتئولیز تجزیه تدریجی پروتئین‌ها است که تحت اثر آنزیم‌هایی چون آندوپپتیدازها، کربوکسی پپتیدازها و آمینوپپتیدازها انجام می‌شود.

ب) مکانیزم عمومی تجزیه اسیدهای آمینه: واکنش کربوکسیلاسیون تریپتوفان، فنیل آلانین یا تیروزین در میکروکوکها شناسایی شده و واکنش کربوکسیلاسیون لیزین، لوسین یا اسید گلوتامیک در مقادیر pH بین 7-5 در بهره وری باکتریوم مشخص شده است.

آنزیم دکربوکسیلاز در استرپتوکوکهای گروه D نیز وجود دارد.

آنزیم‌های مسئول ترنس آمیناسیون در باکتریهای گروه N و بعضی استرپتوکوکهای گروه D و میکروکوکها شناسایی شده‌اند.

استرپتوکوکهای گروه D، بره وی باکتریوم لنینس، قارچ‌های ژئوتریکوم کاندیدوم دارای آنزیم در آمیناز هستند.

کاتابولیسم میکروبی اسیدهای آمینه در طی فرایند رسیدن پنیر مهمترین واکنش قابل ذکر واکنش تیروزین فنل لیپاز یا تریپتوفان اندول- لیپاز است که به ترتیب باعث تولید فنل، اندول همراه با پیروات و آمونیاک می‌شود.

بعضی از آنزیم‌های موثر در تجربه میتونین از این جهت در تولید پنیر حائز اهمیت هستند که باعث ایجاد ترکیبات معطر گوگردی می‌شوند، آنزیم‌های مذکور باعث آزاد شدن متاتیول می‌شوند.

میکروارگانیزم‌های متنوعی قادر به تولید متاتیوم از متیونین هستند از جمله سود و موناس‌ها، کلستریدیوم‌ها و نیز باکتریهای کورینه فرم و پنی سیلیوم کمبرتی.

لیپولیز و اسید های فرّار: تمام میکروارگانیزم‌ها بر حسب جنس و گونه، لیپازهای مختلفی را ترشح می‌کنند.

در بین این لیپازهای میکروبی، لیپازای مقاوم به حرارت وجود دارد که حتی در دمای 76 در شیر پاستوریزه شده فعال باقی می‌ماند.

از میان میکروارگانیزم‌هایی که در پنیر سازی دخالت دارند، قارچ‌ها بیشترین فعالیت تجزیه‌ای مواد چربی را به عهده دارند.

پنی‌سیلیوم کمبرتی به عنوان مهمترین عامل لیپولیز در پنیر کمبرت مقدار زیادی لیپاز خارج سلولی ترشح می‌کند که بیشترین فعالیت آن بر روی تریبوترین در9 pH = و در دمای 35 است.

باکتریهای لاکتیک دارای فعالیت لیپولیتیک ضعیف هستند و قادر به هیدرولیز تری گلیسیریدها نیستند.

این باکتریها از منویادی گلیسیریدها، اسید چرب آزاد می‌کنند.

استرپتوکوکهای لاکتیک از اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب دو تا شش کربنه ایجاد می‌کنند.

این روند مهمترین منبع تولید اسید چرب فرار در داخل پنیر است.

لاکتو باسیل‌ها و استرپتوکوکوس ترموفیلوس دارای فعالیت لیپولیتیکی هستند ولی فعالیت لیپولیتیک لوکونوستوک‌ها و استرپتوکوکهای مزوفیل بیشتر است.

این میکرو ارگانیزم‌ ها مسئول لیپولیز در پنیرهایی هستند که فلور اغلب آنها را باکتریهای لاکتیک تشکیل می‌دهند.

ارگانیزم‌های مذکور باعث تشدید فعالیت لیپاز طبیعی در پنیرهای تهیه شده از شیرخام می‌شوند.

اگرچه پاستوریزاسیون، میکروارگانیزم‌ها را نابود می‌کند، ولی بعضی از لیپازهای مقاوم به حرارت، در زمان رسیدن پنیرهایی چون Gruyere فعال باقی می‌مانند.

تمام میکروارگانیزم‌ها بر حسب جنس و گونه، لیپازهای مختلفی را ترشح می‌کنند.

این میکرو ارگانیزم‌ها مسئول لیپولیز در پنیرهایی هستند که فلور اغلب آنها را باکتریهای لاکتیک تشکیل می‌دهند.

گلیکولیز: باکتریهای لاکتیک انرژی خود را از تخمیر کربوهیدرات‌ها به دست می‌آورند.

میکروارگانیزم‌ها از لاکتوز (به عنوان تنها قند شیر) برای تامین انرژی خود استفاده می‌کنند.

باکتریهای لاکتیک در محیط مرطوبی مانند لخته در شرایط بهینه به سرعت لاکتوز را تجزیه نموده و علاوه بر اسید لاکتیک، عناصر کربونیل (در پیدایش عطر پنیر موثر هستند) را ایجاد می‌کنند.

استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس بولگاریکوس کاتابولیسم لاکتوز را در داخل سلول انجام می‌دهند.

برای این کار، مولکول لاکتوز به وسیله آنزیم گالاکتوز پرمئاز از ورای غشا سلولی به داخل سلول باکتری منتقل می‌شود.

لاکتوز در داخل سلول به وسیله آنزیمی به نام بتادی گالاکتوزیداز از هیدرولیز می‌شود که در اثر این هیدرولیز لاکتوز به دی گلوکز و بتادی گلاکتوز تبدیل می‌شود.

منوساکاریدهای مذکور نیز به اسیدلاکتیک تبدیل می‌شوند.

در استرپتوکوکهای مزوفیل انتقال لاکتوز از ورای غشا سلولی به وسیله سیستم فسفوترنسفراز انجام می‌گیرد.

این سیستم باعث فسفورپلاسیون دی‌هالیورید به لاکتوز – دی فسفات می‌شود.

لاکتوز – دی فسفات به وسیله آنزیم فسفوریلاسیون بتاگالاکتوزیداز به گلوکز 6 فسفات و گالاکتوز 6 فسفات تبدیل می‌شود.

فسفرپلاسیون در استرپتوکوکهای ترموفیل، به تشکیل گالاکتوز 6 فسفات منجر می‌شود.

لاکتوباسیل‌هابه جز، لاکتوباسیلوس کازئی فقط فعالیت بتا – گالاکتوزید ازی داشته و مستقیماً باعث فسفرپلاسیون گلوکز و گالاکتوز می‌شود.

تجریه دو منوساکارید تولید شده از راههای مختلف صورت می‌گیرد که مهمترین آنها عبارتند از: هگزوردی فسفات و پنتوزفسفات در گلیکولیز از طریق هگروزدی فسفات، اسید پیرودیک تشکیل می‌شود.

میکروکوکوس‌ها، باکتریهای کورینه فرم و قارچ‌ها از طریق متابولیم هوازی، اسید پیروویک را اکسیده می‌کنند.

بعضی میکروارگانیزم‌ها در طی تخمیر بی هوازی، اسید پیروویکرا احیا کرده و اسید لاکتیک ایجاد می‌کنند، به این طریق، راه همولاکتیکگفته می‌شوند.

در راه همولاکتیک چهار مولکول اسید لاکتیک از مولکول لاکتوز بدست می‌آید.

این مسیر تخمیر توسط استرپتوکوکهای لاکتیکی اکثر لاکتوباسیل‌ها انجام می‌گیرد.

در راه پنتوزفسفات که راه هترولاکتیک نیز نامیده می‌شود، ضمن تشکیل اسید لاکتیک و دی‌اکسیدکربن، اتانول و اسیداستیک نیز تشکیل می‌گردد.

این تخمیر توسط لوکونوستوک و لاکتوباسیل‌های هتروفرمانتاتیو انجام می‌شود.

مخمرها در شرایطی هوازی چرخه مشابهی را دنبال می‌کنند و اتانول و دی‌اکسیدکربن تولید می‌نمایند.

باکتریهای آغازگر در پنیر سازی، تخمیر همولاکتیک (تخمیر وجه غالب است) انجام می‌دهند.

اسید لاکتیک و لاکتات حاصل شده از تخمیر به موقع متابولیزه می‌شوند.

کپک‌ها و مخمرها از طریق چرخه کربس این مواد را اکسیده کرده و گاز کربنیک و آب تولید می‌نمایند.

پروپیونی باکتریوم‌ها، اسید لاکتیک و لاکتات را به استات، پروپیونات و دی‌‌اکسیدکربن تبدیل می‌کنند.

دی‌اکسیدکربن حاصل شده از تخمیر پروپیونیک باعث ایجاد شکاف در پنیر سخت و پخته می‌شود.

میکروارگانیزم‌ها و آنزیم‌های آنها: استارترها ارگانیزم‌هایی هستند که لاکتوز را به اسید لاکتیک و محصولات دیگر تخمیر می‌کنند.

آن‌ها شامل لاکتوکوکوس، لوکونوستوکها، لاکتوباسیل‌ها و استرپتوکوکوس سالیواریوس زیر گونه ترموفیلوس هستند.

استارترها همچنین شامل پروپیونی باکتریوم، بره‌وی باکتریوم و سویه‌های قارچی پنی‌سیلیوم می‌باشند.

این ارگانیزم‌ها در ارتباط با باکتریهای اسید لاکتیک برای دادن ویژگی خاص به پنیر نقش ایفا می‌کنند، برای مثال سوراخهای پنیر سوئیسی به وسیله پروپیونی باکتریوم و رنگ مایل به زرد و طعم تیپک پنیرBrick توسط بره وی باکتریوم لنینس به وجود می‌آید.

پنیر آبی و پنیر Brick خصوصیاتشان را از کپک سفید و آب اضافه شده بدست ‌می‌آورند.

اسیدیته شیر مختص پنیر یکی از موارد ضروری در تهیه پنیر است و اسیدیته شیر با اضافه کردن سویه‌های انتخاب شده باکتریهایی که لاکتوز را به اسید لاکتیک تخمیر می‌کنند مشخص می‌شود.

در صنعت تولید شده پنیر میزان اسید تولید و سرعت تولید اسید مهم است.

کشت‌های مزوفیل ( لاکتوکوکوس) در پنیری که دلمه‌اش بیش از 40 پخته نشده مثل پنیر چدار استفاده می‌شود.

پنیرهایی که در ‌56-50 پخته می‌شوند مثل پنیر سوئیسی و Parmesan از آغازگرهای ترموفیل استفاده می‌کنند.

تولید اسید یک عملکرد اصلی از باکتریهای آغازگر است.

در مدت تولید پنیر باکتریهای استاتر در دلمه تحت فشار وتعدادشان حدود 107 *2 به 109 * 2 می‌رسد.

در مدت رسیدن پنیر، باکتریهای اضافه شده می‌میرند و آنزیم‌های درون سلول‌هایشان در دلمه آزاد می‌شود ورودی ترکیبات دلمه اثر می‌کند در نتیجه طعم، شکل و بافت مناسبی در پنیر ایجاد می‌شود.

تغییرات دیگری در پنیر رخ می‌دهد که در نتیجه تولید اسید با باکتری اسید لاکتیک است.

باکتری تولید کننده اسید لاکتیک چندین عملکرد دارد: 1- تولید اسید و انعقاد شیر 2- اسید به لخته پنیر استحکام می‌دهد.

3- افزایش اسید یته موجب اثر بیشتر مایه پنیر رسیده می‌شود، یعنی دلمه اسیدی با مایه پنیر بیشتری ترکیب می‌شود.

4- افزایش اسید بر جدایی فسفات کلسیم کلوئیدی اثر کرده که پروتئولیز را در مدت ساخت تحت تاثیر قرار داده و به تولید پنیر کمک می‌کند.

5- افزایش اسید و تولید مواد ضد میکروبی دیگر رشد پاتوژنها و باکتریهای دیگر را در پنیر کنترل می‌کند.

6- افزایش اسید در ارتباط با تولید طعم پروتئولیز در پنیر است.

7- رشد باکتری اسید لاکتیک، پتانسیل اکسید و احیا (Eh ) کمی تولید می‌کند و باعث ایجاد ترکیبات معطر گوگردی می‌شود (متان اتیول = متاتیول در ارتباط با بوی مطبوع پنیر چدار است.) انواع استاترها: دو گروه باکتریهای آغازگر لاکتیک وجود دارد: 1- گروه منفرد و ساده: یک سویه مشخص وجود دارد.

2- گروه مخلوط و مرکب: بیش از یک سویه وجود دارد، که هرکدام خصوصیات ویژه خودش را ایجاد می‌کند.

استاترها به دو گروه مزوفیل و ترموفیل تقسیم می‌شوند؛ که مخلوط استاترهای مزوفیل و ترموفیل در تولید برخی پنیرها استفاده می‌شود.

مزوفیل‌ها: دمای اپتیمم رشد آغازگران مزوفیل در حدود 30 است و در پنیری که دلمه و whey آن بیش از 40 در مدت ساخته شدن پنیر حرارت نمی‌بیند، استفاده می‌شوند.

این استاترها در ‌23-21 تعدادشان زیاد می‌شود.

که شامل: لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کروموریس لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس واریته دی‌استیل لاکتیس لکونوستوک مزونتروئیدس زیرگونه کروموریس لکونوستوک لاکتیس لاکتاکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس: این باکتری به گروه N لنسفیلد متعلق است که می‌توان نیسین (باکتریوسین مقاوم به گرما) تولید کند.

تولید نیسین توسط پلاسمید رخ می‌دهد که این پلاسمید می‌تواند تخمیر سوکروز را نیز انجام دهد.

نیسین علیه اسپورهای کلستریدیوم بوتولینوم و چندین ارگانیزم گرم مثبت دیگر فعال است.

بسیاری از انواع لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس جدا شده از شیر بوی نامطلوبی تولید می‌کنند، که به دلیل متابولیزه کردن لوسین و تولید 3 متیل بوتانول می‌باشد که مقدار بسیار کم این ماده به اندازه ppm 5/0 کافی است، تا به شیر بوی نامطلوبی دهد.

لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه کروموریس: به گروه N لانسفیلد متعلق است از شیر جدا نشده و مبدا آن ناشناخته است.

برخی سویه‌ها به میزان کمی باکتریوسین دیپلوکوکوسین تولید می‌کنند.

این ارگانیزم‌ها در40 رشد نمی‌کنند و به نمک بسیار حساسند.

بسیاری از کشتهای تجاری شامل سویه‌های غالب این گونه‌اند.

مخلوط این دو لاکتوکوکوس به عنوان استارتر برای پنیر چدار، Golby ، Gottage استفاده می‌شود، (اگر تولید گاز و ترکیب پنیر نامطلوب باشد).

لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس واریته دی‌استیل لاکتیس: این باکتری در ترکیب با استاترهای دیگر برای تولید پنیر رسیده کپکی، پنیر رسیده نرم، پنیرEdam ، پنیر Gouda و پنیر Cream استفاده می‌شود.

این استاتر می‌تواند تولید Co2 ، دی‌استیل، استون و مقداری استات از سیترات در شیر نماید.

لکونوستوک: لکونوستوک‌ها ناجور تخمیرند، گلوکز را به اسید لاکتیک، اتانول و Co2 تخمیر می‌کنند.

لکونوستوکها در ایجاد طعم پنیر نقش مهمی دارند زیرا سیترات را می‌شکنند و از بیرووات تولید شده، دی‌استیل تشکیل می‌دهند.

لکونوستوکها از لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس واریته دی‌استیل لاکتیس فعالیت کمتری دارند و در محیط اسیدی تنها 10- 5% از جمعیت کل محیط کشت را تشکیل می‌دهند.

وقتی کشت لاکتوکوکوس حاوی لکونوستوک به عنوان تولید کننده طعم باشد، کشت مخلوط را تیپ L یا B می‌نامند.

وقتی که ایجاد کننده طعم لاکتوکوکوس زیرگونه لاکتیس واریته دی‌استیل لاکتیس است تیپD نامیده می‌شود.

کشت‌ها می‌توانند حاوی DL یا BD باشند که هر دو حاوی لکونوستوک و لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس واریته دی‌استیل لاکتیس می‌باشند.

لاکتوکوس بدون ایجاد کننده‌های طعم، تیپ O یا N نامیده می‌شوند.

ترموفیل‌ها: دمای اپیتمم رشد آغازگران ترموفیل در حدود‌45 است و در پنیرهایی که دلمه whey آن در 56-50 پخته می‌شوند، استفاده می‌شوند.

که شامل: استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس (استرپتوکوکوس ترموفیلوس) لاکتو باسیلوس دلبروکه‌‌ای زیرگونه بولگاریکوس لاکتو باسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه لاکتیس لاکتو باسیلوس کازئی زیرگونه رامنوسوس لاکتو باسیلوس هلوتیکوس استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس: این میکروارگانیزم گرم مثبت، کاتالاز منفی، کوکسی شکل و بی‌هوازی است و در ساخت پنیرهای سخت و پنیر موزارلا و در تهیه ماست کاربرد دارد.

در 10 رشد نمی‌کند ولی در 45-40 به خوبی رشد می‌کند.

اکثر سویه‌ها می‌توانند در 60 برای 30 دقیقه زنده بمانند، بسیار به آنتی‌بیوتیک حساس است.

پنی‌سیلین ( 005/0) می‌تواند در اسیدی شدن شیر تداخل کند.

این میکروارگانیزم بخوبی در شیر رشد کرده و لاکتوز و سوکروز را تخمیر می‌کند.

2% کلریدسدیم می‌تواند از رشد بسیاری سویه‌ها ممانعت کند.

این استرپتوکوکوس‌ها یک سیستم پروتئولیتیک ضعیف دارند و اغلب با لاکتوباسیلوس‌های پروئولیتیک کننده همراهند.

اکثر استرپتوکوکوس‌ها در شیر سریعتر از لاکتوکوکوس‌ها رشد کرده و اسید را سریعتر تولید می‌کنند.

این سویه‌های استرپتوکوکوس بتاگا لاکتو زیداز دارند و تنها از گلوکز حاصل از لاکتوز استفاده می‌کنند و گالاکتوز را در محیط باقی می گذارند .

در مطالعه اخیر، فعالیت‌های پروتئولیتیک 9 سویه استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس و 9 سویه لاکتوباسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه بولگاریکوس که در 42 انکوبه شده‌اند، به صورت کشت منفرد و مخلوط مطالعه شده‌اند.

لاکتوباسیل‌ها بسیار پروتئولیتیک‌اند (100/6 تا 6/14 از تیروزین در هرml شیر).

استرپتوکوکوس ترموفیلوس که کمتر پروتئولیتیک است (4/2 تا 8/14 از تیروزین در هر ml شیر) کشت های مخلوط تیروزین بیشتری نسبت به کشت های منفرد آزاد می کنند (6/92 تا 9/419 در هر ml شیر) .

همچنین کشت‌های مخلوط اسید بیشتری تولید می‌کنند (pH کمتر).

از 81 کشت مخلوط از لاکتو باسیلوس بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس تنها یک مخلوط، نسبت به سویه لاکتو باسیلوس بولگاریکوس منفرد (125) تیروزین در هرml ) کمتر پروتئولیتیک بود.

(6/92 تیروزین درهرml ).

لاکتو باسیل‌ها : لاکتوباسیل‌ها گرم مثبت، کاتالاز منفی، بی‌هوازی یا آتروتولرنت هستند.

لاکتوباسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه لاکتیس و لاکتوباسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه بولگاریکوس و ترموفیلهای جور تخمیر در ترکیب با استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس به عنوان استاتر برای پنیر‌های سوئیسی، پارمسان و موزارلا استفاده می‌شود.

بتاگالاکتوز یداز آنزیم غالب در لاکتوباسیلوس هلوتیکوس، لاکتوباسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه لاکتیس ، لاکتوباسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه بولگاریکوس می‌باشد.

لاکتوباسیلوس کازئی بتاگالاکتوزیداز ندارد، اما مقداری فعالیت B-p-gal ضبط شده است و در L.buchnerii هیچگاه لاکتوز یدازی یافت نشده است که لاکتوز را تخمیر نمی‌کند.

کشت‌هایی با بتاگالاکتوز یداز از گلوکز حاصل از لاکتوز استفاده می‌کنند و گالاکتوز را در محیط رها می‌کنند.

گالاکتوز باقی مانده در موزارلا می‌تواند باعث برشته شدن پنیر و پیتزا شود، یا گالاکتوز می‌تواند منبع انرژی برای تخمیر‌های نامطلوب جمعیت‌های ساکن در پنیر باشد.

لاکتوباسیلوس هلوتیکوس که می‌تواند گالاکتوز را تخمیر کند با استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس استفاده می‌شود.

بین لاکتوباسیلوس دلبروکه‌ای زیرگونه بولگاریکوس و استرپتوکوکوس سالیواریوس زیرگونه ترموفیلوس ارتباط همزیستی وجود دارد که با تولید Co2، فرمات، پپتیدها و اسید‌های آمینه همراه است: در کشت مخلوط نسبت به کشت منفرد، کوکوباسیل باعث تولید اسید بیشتر و افزایش طعم می‌شود.

اسیدهای آمینه آزاد شده از کازئین با کمک پروتئازها از باکتریهای لاکتوباسیلوس بولگاریکوس، رشد استرپتوکوکوس ترموفیلوس را تحریک می‌کند.

در مقابل، استرپتوکوکوس ترموفیلوس Co2 و فرمات تولید می‌کند که رشد لاکتو باسیلوس بولگاریکوس را تحریک می‌کند.

در ابتدای انکوبه شدن استرپتوکوکوس ترموفیلوس سریعتر رشد می‌کند و اکسیژن زیاد را جدا کرده و محرک‌های گفته شده را تولید می‌کند.

سپس رشد استرپتوکوکوس ترموفیلوس کم شده زیرا غلظت اسید لاکتیک افزایش می‌یابد و مقدار لاکتو باسیلوس بولگاریکوس که اسید بیشتری را می‌تواند تحمل کند، زیاد می‌شود.

به نسبت یک به یک باسیل و کوکسی اضافه می‌شود، سطح تلقیح، زمان، و دمای انکوبه شدن باید کنترل شود و استارتر باید سریعاً سرد شود.

بسیاری از سویه‌های لاکتوباسیلوس بولگاریکوس در سرما به تولید اسید ادامه داده و باعث عدم تعادل در جمعیت میکروبی می‌گردد.

لاکتو باسیلوس در پنیر رسیده محیطی را اشغال می‌کند.

تعدادی از لاکتوباسیل‌ها از پنیر جدا شده‌اند که معروفترین آنها زیرگونه‌های لاکتوباسیلوس کازئی، لاکتوباسیلوس فرمنتم و لاکتو باسیلوس برویس می‌باشند.

لاکتوباسیلوس فرمنتم و لاکتوباسیلوس برویس ناجور تخمیرند و کمتر از 106 می‌تواند باعث نقص بافت پنیر چدار شود.

اضافه کردن لاکتوباسیل‌های جور تخمیر باعث تسریع فرایند رسیدن پنیر می‌گردد.

از جمله میکروارگانیزم‌های دیگری که در فرایند تهیه پنیر دخیلند، عبارتند از: باکتریهای پروپیونیک: گرم مثبت و کاتالاز مثبت‌اند، ارگانیزم‌های بی‌هوازی آئروتولرنت می‌باشند.

سلول آنها می‌تواند کوکسی شکل یا شاخه‌ای باشد.

(بیفیدی شکل.) 4 گونه فرودن ریچی ، جنسنی ، توئنی و اسیدی پروپیونیک ، در شیر و پنیر سوئیسی وجود دارد.

محصولات تخمیر یافته شامل مقدار زیادی از پروپیونیک از اسید استیک و Co2 می‌باشد.

این ارگانیزم‌ها می‌توانند (125) 6/51 یا دماهای بیشتر را در ساخت پنیر سوئیسی تحمل کنند.

p.thoenii و p.acidipropionici می‌توانند پیگمانتاسیون قرمز، قهوه‌ای، زرد، نارنجی در پنیر ایجاد کنند که نامطلوب است برخی سویه‌ها در شیر دلمه‌ای غیر قابل تجزیه تشکیل می‌دهند.

توسط تمام گونه‌ها گلوکز، گالاکتوز و گلیسرول استفاده می‌شود اما مصرف لاکتوز عمومی نیست.

H2O 4 + Co2 2 + پروپیونات 4 + استات 2 گلوکز3 این باکتریها در پنیرهای امنتال و کنته وجود داشته و به طور آشکاری دارای فعالیت تجزیه کننده کازئین و پپتید در داخل سلول هستند pH بهینه فعالیت آنها 6- 5/5 است.

وجود این باکتریها برای تشکیل سوراخهای چشمی در پنیرهای انتقال و کنته ضروری است و عوامل مهمی در پیدایش طعم پنیر هستند.

پدیولوکوس‌ها: گرم مثبت، کاتالاز منفی یا به طور ضعیف مثبت هستند.

در 5/6% نمک رشد می‌کنند.

در 45 رشد کرده و تولید آمونیاک از آرژنین می‌کنند.

با میکروکوکوس گاهی اشتباه می‌شوند.

پدیوکوکوس در هیچ ماده غذایی روزانه استفاده نمی‌شود، بنابراین ممکن است در برخی پنیرهای رسیده و مقاوم به تخمیر لاکتوز در مدت طولانی رشد کنند.

تنها دو سویه p.pentosaceus و p.acidilactici در مواد غذایی روزانه یافت می‌شود (بدون فعالیت تخمیر لاکتوز).

پدیوکوکوس اولین بار در نیوزلند و سپس در پنیر انگلیسی گزارش شد و با طعم پنیر در ارتباط می‌باشد.

آنها DL -لاکتات را از لاکتوز و راسماز L – لاکتات تولید می‌کنند.

قبل از اینکه جمعیت آنها بیش از 7-6‌10 شود، اثر کمی دارند.

رشدشان در پنیر وابسته به دما است.

پدیکوکوس به تعداد نامشخص در پنیر چدار کانادایی و در پنیر چدار یا پنیرهای دیگر آمریکایی تولید می‌گردد.

یک خصوصیت جالب در پدیوکوکوس وجود دارد که برخی سویه‌ها فعالیت ضد میکروبی لیستریا منوسیتوژنز St.aur کلستریدیوم پرفنجنز دارند .

در بررسی 49 سویه P.Pentosaceus ، آمینوپپتیدازهای والینولوسین ، لیپاز ضعیف یا استراز،گلوکز یداز، ‌– گلوکز یداز و N استیل گلوکز آمیداز در تمام سویه‌ها یافت شد.

در بررسی بیشتر آمینو پپتیدازهای داخل سلولی پروتئاز، دی پپتیداز و دی پپتیدیل آمینوپپتیداز در 6 سویه p.pentosaceus و دوسویه p.acidilactici یافت شد و همچنین آنها تجزیه کازئین و کازئین را به خوبی در شیر خامه گرفته شده انجام می‌دهند و در سویه p.acidilactici فعالیت استرازی مشاهده نشد.

این ارگانیزم‌ها از لاکتوز به طور ضعیف استفاده می‌کنند و استفاده از لاکتوز از سویه‌ای به سویه دیگر متفاوت است.

تمام سویه‌های p.pentosaceus و p.acidilactici بتاگالاکتوز یداز داخل سلولی دارند که در رشد سلولها در حضور لاکتوز بیش از گلوکز وجود دارد که به طبیعت القا پذیر ستر -gal دلالت می‌کند.

این آنزیم توسط گالاکتوز و لاکتوز کاملاً القا می‌شود.

گلوکز باعث از بین رفتن القا آنزیم در سویه 25745 ATCC p.pentosaceus ATCC = Americantype culture collection)) می‌شود.

اگرچه این ارگانیزم‌ها به طور قابل توجهی همولاکتیک‌اند هنگامیکه pc39 p.pentosaceus درحضور هگزوزها و نپتوزهای متفاوت رشد کرد، علاوه بر تولید لاکتات تولید اتانول و استات مشاهده می شود.

نسبت مولارلاکتات و استات با ریبوز به عنوان سوسترا بیشتر بود.

کورینه باکتریوم‌ها: بره وی باکتریوم لنینس تنها گونه‌ای است که درصنعت پنیرسازی اهمیت داشته و مورد مطالعه قرار گرفته است.

هیدرولیز پپتیدهای مختلف توسط 6 سویه از این باکتری مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.

هیدرولیز پپتیدهای مختلف از این شش سویه نشان داد که این میکرو و ارگانیزم‌ها دارای پروتئازهای داخل و خارج سلولی هستند و فعالیت مناسب آنها pH بین 8- 5/7 صورت می‌گیرد.

این باکتری دارای توانایی نسبتاً زیاد پروتئولیز و تجزیه اسیدهای آمینه است و نقش بسیار مهمی را در فرایند رسیدن و پیدایش طعم پنیرهایی مانند کممبرت که سطح آنها قابل شستن است ایفا می‌کنند.

تعیین نقش این ارگانیزم‌ها در پروتئولیز مرحله نهایی رسیدن پنیر مشکل است.

بره وی باکتریوم لنینس قادر به متابولیزه کردن متیونین و تولید متان اتیول (متاتیول) از آن است.

متاتیول در پیدایش عطر و طعم پنیرهایی چون چدارتراپیست، گرویر و پنیرهای کپکی مهم است.

میکروکوکوس: میکروکوکها بیشترین تعداد باکتریهای غیرلاکتیک را در اکثر پنیرها تشکیل می‌دهند و بیشترین رشد آنها در سطح پنیر است.

میکروکوکها فلور غالب مایعات حاوی آب نمک، مواد رنگی ، باکتری‌های پروتئولیز کننده، مواد ضدعفونی کننده و غیره را تشکیل می‌دهند.

میکروکوکوس کازئولیتیکوس m.caseolyticus دارای آنزیم داخل سلولی برای تجزیه کازئین پروتئولیز شده بوسیله مایع پنیر است.

بعضی از سویه‌ها دارای متالوپر و تئاز خارج سلولی برای تجزیه کازئین پروتئولیز نشده خصوصاً کازئین هستند.

pH مناسب این آنزیم 4/7 و تاثیر آن در مرحله‌هایی فرآیند رسیدن پنیر است.

میکروکوکوس فرئودنریچی M.freudenreichii دارای پروتئاز خارج سلولی بوده و فعالیت بهینه آن در pH بین 5/6 – 5/5 صورت می‌گیرد.

این میکروارگانیزم با فعالیت لیپولیزی ، استرولیزی و توانایی تولید متاتیول می‌تواند در فرآیند رسیدن پنیر موثر باشد.

مزه تلخ در پنیر تهیه شده با استفاده از میکروکوکوس کازئولیتیکوس گزارش شده است.

استرپتوکوکهای گروه D یا انتروکوک‌ها: این میکروارگانیزم‌ها از نظر فیزیولوژیک و بیوشیمیایی به باکتریهای لاکتیک شباهت زیادی دارند.

انترکوکها در پروتئولیز پنیر شرکت می‌کنند.

انترکوکوس فکالیس Enterococcus.

Faecalis و انترکوکوس دورانس E.durans دارای فعالیت داخل سلولی قابل مقایسه با استرپتوکوکهای لاکتیکی بوده و pH بهینه آنها برا ی فعالیت 5/5 است.

مخمرها: مخمرها در روز اول فرآیند رسیدن پنیر، بطور فعال در سطح آن رشد می‌کنند.

مخمرها فعالیت پروتئولیتیک داخل سلولی قابل توجهی دارند.

این فعالیت بر حسب گونه و نژادهای مختلف متغیر است و نقش پیچیده و قابل توجهی را در رسیدن بعضی از پنیرها ایفا می‌کند.

مخمرها با توجه به اینکه به تعداد بسیار زیاد در پنیر وجود دارند، عاملی مهم در تغییرات بافتی و کیفیت اورگانولیتیک پنیر هستند.

جنس‌های تریکوسپرون پرون و دبارئومیس از پنیر تراپسیت جدا شده‌اند.

آنزیم‌های جدا شده از گونه‌های کلوورومیس Kloveromyces و کاندیدا Candida از پنیر سنت‌پولن به ترتیب دارای pH بهینه 5/7 و 3/6 هستند.

سیستم‌های پروتئولیتیک مخمر‌ها، توانایی آزاد کردن پپتیدهای کوچک و اسیدهای آمینه را دارد.

گونه دیگر کلوورومیس مارکیانوس است که بیش از سایر گونه‌ها دارای فعالیت پروتئولیتیک است.

این گونه سه پروتئاز داخل سلولی شامل پروتئازهای قلیایی I و II با pH بهینه 9 و یک پروتئاز اسیدی III باpH بهینه 3 تولید می‌کند.

در مقادیر pH 5/6 – 5/5 که معادل pH پنیر است، کلیه آنزیم‌ها بیش از 50% فعالیت خود را حفظ می‌نمایند.

کلوورومی‌سس لاکتیس K.lactis دارای فعالیت کربوکسی پپتیدازی خنثی با pH بهینه 7 و سه آمینو پپتیداز با pH بهینه 1/7 – 5 است.

قارچ‌ها:Fungus آغازگران قارچی بر حسب گونه به سه گروه تقسیم می‌شوند: 1- پنی‌سیلیوم کممبرتی 2- پنی‌سیلیوم رکیوفورتی 3- ژئوتریکوم کاندیدوم قارچ‌ها از طریق آنزیم‌های خود نقش مضاعفی در رسیدن پنیر دارند، این میکروارگانیزم‌ها از یک طرف در پنیرهای کپکی دارای فعالیت قوی پروتئولیتیکی هستند و از طرف دیگر از طریق اسید زدایی پنیر را خنثی کرده با ترشح آنزیم در فرآیند رسیدن پنیر بر عطر و طعم و بافت محصول تاثیر می‌گذارند.

قارچ‌های پنی‌سیلیوم سیستم پروتئولیتیک پیچیده‌ای دارند.

در مطالعات مقایسه‌ای انجام شده بین لخته‌های شاهد و لخته‌های حاصل شده از این میکروارگانیزم‌ها مشخص شده است که این میکروارگانیزم‌ها اسید آمینه همراه با پپتیدهای دارای وزن مولکولی متفاوت (از کم تا زیاد) تولید می‌کنند.

این قارچ‌ها با تجزیه کازئین تغییرات زیادی را در بافت پنیر به وجود می‌آورند.

پنی‌سلیوم‌ها دارای فعالیت شدید آندو پپتیدازی و اگزو پپتیدازی هستند.

فعالیت اندوپپتیدازی باعث افزایش ازت محلول (در 6/4 = pH) و غیر محلول می‌شود، فعالیت اگزو پپتیدازی باعث آزاد شدن مقدار زیادی از اسیدهای آمینه می‌گردد.

اندو پپتیدازهای خارج سلولی پنی‌سیلیوم‌‌ها، کازئینas1 و را تجزیه می‌کنند.

پروتئاز اسیدی، کازئین‌ را می‌شکند و باعث آزادشدن مقادیر زیادی پپتیدهایی می‌شود که در درون پنیرهای رسیده قابل تشخیص هستند.

متالوپروتئازها با شکستن محصولاتی را آزاد می‌کند که در آغاز رشد پنی‌سیلیوم‌ها قابل شناسایی هستند.

پنی‌سیلیوم کممبرتی: با توجه به مطالعات انجام شده بر روی سیستم داخل سلولی پنی‌سیلیوم کممبرتی، وجود اندوپپتیداز محرز است: 1- پروتئاز اسیدی: فعالیت ثابت و یکنواختی در pH 5/5 – 5/3 دارد، pH بهینه برای اثر روی کازئین تقریباً 5 است این آنزیم در دمای 60، به مدت 13 دقیقه و در pH=4 ، 90% فعالیت خود را از دست می‌دهد.

2- متالوپروتئاز یا پروتئاز خنثی: pH بهینه آن برای اثر روی کازئین 6 است، وزن مولکولی این آنزیم حدود 20000 دالتون و دمای بهینه برای فعالیت آن تقریباً 50 است .

متالوپروتئازها مقادیر زیادی از پپتیدازهای دارای وزن مولکولی کم را تولید می‌کنند، بدون آنکه اثری روی تولید اسید آمینه داشته باشند.

پنی‌سیلیوم کازئیکولوم، شکل جهش یافته و بی رنگ پنی سیلیوم کممبرتی است که روی پنیرهایی چون کممبرت، و برئی مشاهده می‌شود.

اندو پپتیداز پنی‌سیلیوم کازئیکولوم، کازئین as1 را بیشتر از کازئین B یا K می‌شکند .

مشخص شده است که در هفتمین روز فرایند رسیدن پنیر کممبرت که مقارن با رشد پنی سیلیوم کازنیکولوم است ، متالوپروتئاز این میکروارگانیزم روی کازئین فعالیت خواهد داشت .

وجود کربوکسی پپتیدازها ، آمینوپپتیدازها ، فعالیت قابل توجه لیپازی و فعالیت مشترک و توأمان پروتئولیتیک و لیپولیتیک اکسیداتیو در پنی سیلیوم کممبرتی مشخص شده است .

پنی‌سیلیوم رکیوفورتی Penicillium requeforti این کپک در ساخت پنیر رکیوفورت ، استیلتون ، گورگونزولا و پنیرهای آبی استفاده می شود و معمولاً کلونی های کمی سبز آبی تغییر یافته به سبز آبی تیره تولید می کند .

این موتانت‌ها مسیلیوم سفید را بیشتر از آبی تشکیل می‌دهند، اما از طرف دیگر کپک ، پنیری با طعم تیپیک تولید می‌کند.

اسپور به صورت خشک یا سوسپانسیون محلول در سالین به شیر خمره اضافه می‌شود یا به درون دلمه اسپری می‌شود.

مراحل هوازی باید در پنیر باشد تا به مواد هوادهی پنیر و رشد کپک کمک کند.

سویه‌های پنی‌سیلیوم ریکیوفورتی می‌توانند در اتمسفر حاوی 5% اکسیژن و 8% نمک ، هرچند بسیار آرام رشد کند.

دمای اپتیمم 25-20 با رنج دمای 35-5 است.

تولید میسلیوم در pH 5/4-5/7 فراوان است اگرچه می‌تواند pH 3 تا 5/10 را تحمل کند.

پنج سویه جدا شده از پنیرها در تحمل نمک تفاوتهایی نشان می‌دهند.