تأثیر لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده به عنوان آغازگر الحاقی بر لیپولیز و ویژگی‌های حسی پنیر سفید فراپالایشی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده علوم تخصصی دامپزشکی، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشجوی دکتری تخصصی بهداشت مواد غذایی، تهران، ایران

2 استاد گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، استادیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، تبریز، ایران

چکیده

   هدف اصلی از این مطالعه تعیین تأثیر استفاده از آغازگر الحاقی تضعیف شدهلاکتوباسیلوس پلانتاروم بر فرآیند لیپولیز در پنیر سفید فراپالایشی‌(UF) از طریق اندازه‌گیری اندیس اسیدیته،پروفیل اسیدهای چرب،ویژگی‌هایشیمیایی،میکروبی وحسیدر طول دوره رسیدن بود. نتایج حاصل نشان دادپنیر UF حاوی لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده در مقایسه با پنیرهای شاهد از نظر ترکیب شیمیایی درطول 60 روز دوره رسیدن اختلاف معنی‌داری نداشتند. شمارش کلی باکتری‌ها و شمارش لاکتوباسیل‌های مزوفیل در پنیرهایUFتولید شده باآغازگر الحاقیتضعیف شده بعد از 45 روز رسیدن به طور معنی‌داری (01/0>p) از نمونه‌های شاهد بالاتر بود.نتایج حاصل از پروفیل اسیدهای چرب پنیر سفید فراپالایشی (UF) نشان دادبه علت افزایش روند لیپولیزدر 30 روز اول رسیدن در نمونه‌های حاویلاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شدهدرصد اسیدهای چرب با زنجیر کوتاه و متوسط (C14:0- C4:0) در مقایسه با گروه شاهد به صورت معنی‌دار (01/0>p) کاهش و درصد اسیدهای چرب با زنجیر بلند (C18:3- C16:0) افزایش یافت. اندیس لیپولیزی که بوسیله مقدار کل اسیدهای چرب آزاد نشان داده می‌شود در پنیرهای تولید شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده به صورت معنی‌داری(01/0>p) بالاتر بود. به‌ علاوه در ارزیابی حسی، پنیرهای UFتولید شده باآغازگر الحاقیتضعیف شده به طور معنی‌داری(01/0>p) به مجموع نمرات بالاتری نسبت به پنیرهای شاهد در روز 45 رسیدند. درنهایتباتوجهبهایننتایجبهنظرمی‌رسدکهپنیرهایUFتولید شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده درمقایسهباپنیرهایشاهدازکیفیتتغذیه‌ایبالاتری برخوردار باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of attenuated lactobacillus plantarum as adjunct starter on lipolysis and organoleptic characteristics of UF white cheese

نویسندگان [English]

  • R Atazadeh 1
  • G Karim 2
  • J Hesari 3
  • S Hanifian 4
1 Ph.D Student of Food Hygiene, Faculty of Specialized Veterinary Science, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Professor of Food Hygiene Department, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Associate Professor of Food Science and Technology Department, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran.
4 Assistant Professor of Food Science and Technology Department, Faculty of Agriculture, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

   The main objective of this study was to determine the effect of attenuated adjunct culture of lactobacillus plantarum on the lipolysis of UF-white cheese as measured by acid degree value, the fatty acids profile, physicochemical, microbial and sensory characteristics during ripening. The results showed that, treated UF cheeses exhibited no significant (p>0.05) differences in chemical composition (dry matter, fat, salt and pH) in comparison with the control UF cheeses throughout 60 days of ripening. Total bacterial count and mesophilic lactobacillus count in the UF cheeses using attenuated adjunct starter were significantly (p<0.01) higher than the control cheeses after 45 days of ripening. The results of fatty acid profiles revealed that due to increasing of the lipolysis in the first 30 days of ripening, the samples containing attenuated adjunct lactobacillus plantarum had significantly (p< 0.01) lower percentages of fatty acids with medium and short chains (C4:0-C14:0) in comparison with the control cheeses while the percentage of fatty acids with long chains (C16:0-C18:3) increased. Acid degree value, as indicated by total free fatty acids was significantly (p<0.01) higher in cheeses using attenuated adjunct lactobacillus plantarum. In organoleptic evaluation, UF cheeses received significantly (p<0.01) higher total scores than the control samples on day 45. Finally, it could be concluded that cheeses produced by attenuated adjunct lactobacillus plantarum have more nutritional quality than the control UF cheeses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Attenuated adjunct starter
  • Lactobacilli plantarum
  • lipolysis
  • UF white cheese

مقدمه

   پنیر از فرآورده‌های بسیار مهم شیر به شمار می‌رود که ارزش غذایی خاصی در تغذیه انسان دارد. از جمله نکات قابل توجه در مورد پنیر، به وجود آمدن خواص ارگانولپتیکی ویژه‌ای از نظر بافت و آروما در محصول در طی دوره رسیدن است که با خواص چشایی شیر کاملاً تفاوت دارد. در حال حاضر یکی از پر‌مصرف­ترین پنیرهای سفید نمکی در ایران پنیر تولیدی به روش اولترا فیلتراسیون (Ultrafiltration) است، که از شیر پاستوریزه گاو که پنج بار تغلیظ شده است، تهیه می‌شود (Hesari et al., 2007). با وجود مزایای بسیار قابل توجه این پنیرها، به ویژه راندمان تولید بیش از 20 درصد که توجیه‌گر موفقیت سیستم  UFدر زمینه تولید پنیر است، پنیرهای تولیدی به دلایلی از قبیل عدم فعالیت کافی استارترهای لاکتیکی و نیز به تعویق افتادن اتولیز سلولی استارترها که احتمالاً ناشی از قدرت بافری بالای (افزایش غلظت پروتئین و مواد معدنی در فاز تغلیظ شده) پنیرهایUF است، معمولاً از ویژگی‌های ارگانولپتیکی مطلوبی در مقایسه با پنیرهای سفید سنتی برخوردار نیستند و روند کلی رسیدن در آن‌ها با تأخیر زیادی همراه است (Hannon et al., 2006; Saboya et al., 2001).

    لیپولیز یکی از واکنش‌های بیوشیمیایی اصلی در رسیدن پنیر محسوب می‌شود که با تولید اسیدهای چرب آزاد با زنجیر کوتاه و متوسط و نهایتاً ترکیبات دارای طعم از قبیل متیل‌کتون‌ها، لاکتون‌ها، الکل‌های ثانویه، آلدئیدها و استرها به همراه پروتئولیز و گلیکولیز وقوعش طی رسیدن پنیرها به ویژه پنیرهای سخت ایتالیایی و رگه آبی ضروری است و نقش مهمی را در توسعه بافت و خواص حسی پنیر ایفا می‌کند. عوامل لیپولیتیک در پنیر عموماً از شیر، رنت، باکتری‌های لاکتیکی استارتری (LAB)، باکتری‌های لاکتیکی غیراستارتری (NSLAB)، میکروفلور ثانویه و افزودن لیپازهای خارجی منشا می‌گیرند که در این بین، باکتری‌های لاکتیکی استارتری نقش کمی در لیپولیز داشته و تنها گونه لاکتوکوکوس لاکتیس دارای فعالیت لیپولیتیکی است و تولید مقادیر بیشتری از اسیدهای چرب آزاد توسط این گونه نیز مرهون تعداد بالای جمعیت سلولی یا دوره رسیدن طولانی می‌باشد (McSweeney and Sousa, 2000; Fox and Wallace, 1997). در پنیرهای UF با توجه به اعمال فرآیندهای حرارتی در دو مرحله پاستوریزاسیون و اولترا فیلتراسیون به شیر پنیرسازی و حضور بالای پروتئین‌های آب پنیر در فاز تغلیظ شده، به نظر می‌رسد از میزان فعالیت آنزیم‌های لیپازی و استرازی شیر و باکتری‌های لاکتیکی استارتری (LAB) کاسته شده و در نتیجه آزاد‌سازی اسیدهای چرب و به دنبال آن بروز خصوصیات آرومایی و بافتی با شیب کندتری جلو می‌رود (Karami et al., 2009a; Saboya et al., 2001).

   امروزه از انواع روش‌های تسریع رسیدن مانند آغازگرهای الحاقی تضعیف شده (Attenuated Adjunct Starters) با هدف ارتقاء و بهبود ویژگی‌های حسی و ارگانولپتیکی در پنیرهای مختلف استفاده می‌شود (Saboya et al., 2001). سویه‌هایی که بیشتر از همه و به طور متداول جهت تهیه کشت‌های الحاقی تضعیف شده مورد استفاده قرار گرفته‌اند شامل باکتری‌های لاکتیکی غیراستارتری‌‌‌ (NSLAB) به‌ویژه گونه‌های لاکتوباسیلوس می‌باشد، که به عنوان باکتری‌های پروبیوتیک تأثیرات مفیدی بر سلامتی دارند (Settanni and Moschetti, 2010) و همچنین بدلیل برخورداری از فعالیت بالای لیپولیتیکی از طریق آنزیم استراز و در نتیجه هیدرولیز اختصاصی اسیدهای چرب کوتاه زنجیر (C8:0 - C2:0)‌، نقش ویژه‌ای را در رسیدن و بهبود طعم و بافت پنیر ایفا می‌کنند (Georgala et al., 2005; Collins et al., 2003). متداول‌ترین روش جهت تضعیف‌، استفاده از روش‌های فیزیکی شامل شوک حرارتی (Heat Shock) و شوک سرمایی (Freeze Shock) می‌باشد (Klein and Lortal, 1999). ترکیب صحیح دما- زمان در تضعیف آغازگرها با انواع روش‌ها از قبیل شوک حرارتی گونه‌های لاکتوباسیلوس از یک طرف با زنده‌ماندن درصد بالایی از سلول‌های باکتری همراه بوده و از طرف دیگر باعث افزایش اتولیز سلول‌های باکتری در کنار کاهش توانایی تولید اسید و ایجاد وقفه در فعالیت آنزیمی (پروتئاز و استراز داخل سلولی) به مدت چند ساعت خواهد شد، بدون اینکه در پتانسیل عملکردی آن‌ها اختلالی ایجاد شود. با توجه به اینکه بیشتر آنزیم‌های باکتریایی مهم در رسیدن پنیر داخل سلولی هستند، جهت رهاسازی آن‌ها و فعالیت آنزیمی باید سلول‌های باکتری اتولیز شود (Elsoda et al., 2000). بررسی اکثر مطالعات توسط Klein and Lortal (1999) نشان می‌دهد که افزایش پروتئولیز به همراه هیدرولیز چربی و رهاسازی اسیدهای چرب آزاد و در نهایت افزایش میزان عطر و طعم بدون تغییر در ترکیب شیمیایی پنیر، نتیجه استفاده از کشت‌های الحاقی تضعیف شده به روش شوک حرارتی (HS) در ساخت انواع پنیر می‌باشد. درتحقیقی Madkor و همکاران (2000) توانستند با لاکتوباسیلوس هلوتیکوس و لاکتوباسیلوس کازئی تضعیف شده به روش شوک حرارتی، پنیر چداری تهیه کنند که لیپولیز بالایی را بوسیله اندازه‌گیری کل اسیدهای چرب آزاد نشان می‌داد، همچنین ارزیابی حسی این پنیرها نشانگر کیفیت بافتی و ساختاری بهتر آن‌ها بود. با این وجود، در حال حاضر اطلاعات جامعی از تأثیر کشت‌های الحاقی تضعیف شده بر میزان لیپولیز در پنیرUF در دسترس نیست.

   هدف از اجرای این تحقیق مطالعه تأثیر لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده به عنوان آغازگر الحاقی بر فرآیند لیپولیز در پنیر سفید UFاز طریق اندازه‌گیری اندیس لیپولیزی، ترکیب درصد اسید‌های چرب و خصوصیات شیمیایی، میکروبی وحسی در طول دوره رسیدن بود.

 

مواد و روش‌ها

 

الف- آغازگر الحاقی تضعیف شده

   لاکتوباسیلوس پلانتاروم (PTCC 1058) مورد استفاده از کلکسیون قارچ‌ها و باکتری‌های صنعتی و عفونی ایران تهیه شد و جهت فعال‌سازی در محیط کشت MRS براث (de Man, Rogosa, and Sharpe broth, Merck) کشت و به مدت 18- 16ساعت در گرم‌خانه با دمای 37 درجه سلسیوس قرار گرفت. سپس سلول‌های باکتری در یک فاز ثابت بعد از پاساژ سوم سانتریفوژ ( g×4000،30 دقیقه، 4 درجه سلسیوس) برداشت گردید. در این مرحله از رسوب باکتری‌ها توسط سرم فیزیولوژی استریل، سوسپانسیون به میزان 10 میلی‌لیتر تهیه شد و این سوسپانسیون برحسب تعداد کل باکتری‌های زنده موجود در آن (cfu/ml 109×4) به شیر بدون چربی استریل10 درصد اضافه گردید، سپس عمل تضعیف به روش شوک حرارتی با تجهیزات پاستوریزاسیون آزمایشگاهی انجام گرفت. جهت تضعیف گونه مزوفیل لاکتوباسیلوس پلانتاروم دمای50 درجه سلسیوس به مدت 15 ثانیه اعمال گردید و بلافاصله دما تا 8 درجه سلسیوس کاهش داده شد (Asensio et al., 1996).

 

 

ب- روش تهیه پنیر

   برای تهیه نمونه‌های پنیرUF، لیوان‌های مخصوص استریل با حجم 400 گرم حاوی رتنتیت (Rtentate) پاستوریزه با فاکتور تغلیظ 5 با دمای حدود 35 درجه سلسیوس که بر روی آن استارتر اصلی به میزان 5 درصد (وزنی/ وزنی) اضافه شده بود، در شرایط کاملاً استریل از خط UF کارخانه شیر پاستوریزه پگاه آذربایجان­شرقی گرفته شد. استارتر اصلی شامل مخلوطی از گونه‌های ترموفیل: استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس و مزوفیل: لاکتوکوکوس لاکتیس زیر گونه کرموریس و لاکتوکوکوس لاکتیس زیر گونه لاکتیس (FD-DVS FRC-65, Chr. Hansens, Dairy Culture, Hoersholm, Denmark)بود. لیوان‌های برداشت شده با توجه به نوع تیمار به 2 سری تقسیم شدند: سری اول مربوط به گروه شاهد، بدون افزودن آغازگر الحاقی و سری دوم مربوط به گروه تیمار، با افزودن آغازگر الحاقی تضعیف شده لاکتوباسیلوس پلانتاروم به میزان 1 درصد تهیه شد. در نهایت با کاهش pH به 4/6 مایه پنیر از نوع قارچی (Rhizomucor miehei) با نام فروماز  TL (DSM Food Specialities, Seclin, France) به میزان30 میلی‌گرم در کیلوگرم رتنتیت، به همراه ppm 10 ماده ضد کف و ppm 15 ماده ضد چسبندگی(Danapak, Denmark)  به داخل لیوان‌ها اضافه گردید و به جهت تشکیل دلمه در تونل انعقاد با دمای 30 درجه سلسیوس قرار گرفتند. با رسیدن لیوان‌ها به انتهای تونل و قرارگیری کاغذ مخصوص (Parchment) بر روی پنیرها و افزودن 11-5/8 گرم نمک (وزنی/ وزنی) بر روی آن‌ها، نهایتاً دربندی با فویل آلومینیومی صورت گرفت. پنیرها ابتدا در گرم‌خانه با دمای 28-26 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت نگهداری شد و بعد از رسیدن pH پنیر به زیر 8/4 به سردخانه 8 درجه سلسیوس منتقل و به مدت 60 روز در این دما جهت انجام آزمون‌های مختلف نگه‌داری شدند. تهیه نمونه‌ها در سه روز متفاوت پنیر‌سازی جهت اعمال سه تکرار انجام شد و خصوصیات شیمیایی، میکروبی و لیپولیز در نمونه‌های شاهد و تیمار به ترتیب در روزهای 1، 15،30، 45 و60 رسیدن مورد بررسی قرار گرفتند.

 

ج- آزمایش‌های شیمیایی، میکروبی و حسی

   ویژگی‌های شیمیایی پنیرها شامل pH از طریق دستگاه pH متر کالیبره دیجیتال(Hanna Instruments, USA) ، مادة خشک پنیر از طریق خشک کردن نمونه پنیر در آون با دمای2 ± 102 درجه سلسیوس تا رسیدن به وزن ثابت (IDF, 1982)، میزان چربی با استفاده از روش ژربر (IDF, 1997a) و نمک به روش ولهارد (James, 1995) اندازه‌گیری شدند.

   جهت شمارش میکروبی ابتدا 10 گرم از نمونه پنیر با 90 میلی لیتر سرم فیزیولوژی استریل از طریق همزن مغناطیسی به مدت 2 دقیقه هموژنیزه شد. سپس لوله‌های سریال رقت با استفاده از سرم فیزیولوژی استریل با حجم 9 میلی‌لیتر تا رقت 9-10 تهیه گردید (IDF, 1996). برای شمارش کلی باکتری‌ها، نمونه‌های رقیق شده در محیط کشت پلیت کانت آگار (Plate count agar, Merck) به صورت مخلوط (Pour plate) کشت و دردمای1 ± 31 درجه سلسیوس به مدت 72-48 ساعت گرم‌خانه‌گذاری شدند. جهت شمارش کلی لاکتوباسیل‌های مزوفیل از محیط کشت MRS آگار (De Man, Rogosa, and Sharpe agar, Merck, Germany) در شرایط بی‌هوازی و کشت به صورت مخلوط و گرم‌خانه‌گذاری در دمای 30 درجه سلسیوس به مدت 72- 48 ساعتاستفاده شد (Di Cagno et al., 2006).

   برای بررسی خواص حسی پنیر‌های تولیدی طی دوره رسیدن، یک گروه 20 نفری پانلیست نیمه ماهر به روش هدونیک 5 نقطه‌ای (یک ₌ نامطلوب‌ترین و پنج ₌ مطلوب‌ترین) پنیر‌ها را از نقطه نظر ظاهری، بافتی، طعمی و پذیرش کلی، با درج رتبه‌ای بین 1 تا 5 در فرم مربوطه در دو فاصله زمانی 15 و 45 روزه مورد ارزیابی قرار دادند. برای این منظور قطعات پنیر به تکه‌هایی مناسب به وزن20 گرم برای گاز زدن بریده شد و پس از قرارگیری در داخل ظرف‌های پلاستیکی غیر قابل نفوذ به هوا که با اعداد تصادفی رمز‌گذاری شده بود، به مدت دو ساعت پیش از ارزیابی در دمای اتاق قرار داده شد. در هنگام آزمایش بیسکویت بدون نمک و آب در اختیار پانلیست‌ها قرار داشت (IDF, 1997b).

د- بررسی شدت لیپولیز در پنیر

اندیس اسیدیته (Acid Degree Value): عبارت است از مقدار کل اسیدهای چرب آزاد در پنیر که با واحد میلی‌‌‌اکی‌والان در100 گرم چربی (meq/100gr) بیان می‌شود و به روش تیتراسیون با KOH اتانولی 1/0 نرمال در حضور معرف فنل فتالئین در لایه چربی استخراج شده از پنیر مطابق روش Alizadeh و همکاران (2006) تعیین گردید.                                                                                 

پروفیل اسیدهای چرب: جهت استخراج اسیدهای چرب، ابتدا نمونه پنیر مورد آزمایش توسط دستگاه هموژنایزر به خوبی با حلال کلروفرم و متانول به نسبت 1:2 مخلوط شده، در نهایت فاز آلی مخلوط صاف شده فوق به کمک دستگاه سانتریفوژ جدا و آبگیری گردید (Folch, 1957). اسیدهای چرب موجود در نمونه‌های نگه‌داری شده، با استفاده از تری فلوئوروبورن و سدیم هیدروکسید متانولی و طی یک واکنش استریفیکاسیون به صورت مشتقات متیل‌استر و فرار خود درآمده و در فاز کلروفرم متیله گردیدند (ISO 5509, 2000). پروفیل اسیدهای چرب با استفاده از دستگاه گازکروماتوگرافی با طیف سنج جرمی (GC/MS) تعیین گردید ودرصد نسبی هرکدام از ترکیبات تشکیل‌دهنده با توجه به سطح زیر منحنی در طیف کروماتوگرام به دست آمد ( ISO 5508, 2012). از دستگاه گاز‌کروماتوگرافی (GC) مدل A 7890 (Agilent Technologies, USA) متصل به دتکتور جرمی مدل C 5975 (Agilent Technologies, USA) استفاده شد. اسید‌های چرب C4:0 - C18:3  از طریق ستون مدل s19091 (Agilent Technologies, USA) به طول 30 متر، قطر 250 میکرومتر، ضخامت لایه فاز ساکن 25/0 میکرومتر جداسازی شدند. برنامه‌ریزی حرارتی ستونGC، از 50 درجه سلسیوس به مدت 5 دقیقه تا 240 درجه سلسیوس به مدت 20 دقیقه با افزایش دمای3 درجه سلسیوس در هر دقیقه، دمای محفظه تزریق230 درجه سلسیوس با نسبت تقسیم 1 به 100 و گاز حامل هلیم با جریان 3 میلی‌لیتر بر دقیقه بود.

 

ﻫ- تجزیه و تحلیل آماری

   داده‌های حاصل از آزمایش‌ها بر اساس مدل فاکتوریل اسپلیت پلات در زمان با طرح بلوک‌های کامل تصادفی آنالیز شدند. کلیه آزمایش‌ها در سه تکرار انجام گرفت و نتایج ارائه شده میانگین سه تکرار مستقل است. به منظور ارزیابی داده‌های حاصل از آزمایش‌ها از نرم‌افزار SAS® (1995) استفاده شد. به این ترتیب که برای تعیین وجود اختلاف معنی‌دار بین داده‌ها از آنالیز واریانس یک‌طرفه (ANOVA) و برای مقایسه میانگین‌ها از آزمون چند دامنه‌ای دانکن (Duncan) در سطح احتمال 1 درصد و برای رسم جداول از نرم‌افزار2007 Excel استفاده شد.

 

یافته‌ها

   مطابق یافته‌های این پژوهش تغییرات میانگین مربوط به ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی شامل درصد ماده خشک، چربی، نمک و pH بین پنیرهای UF حاوی لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده و پنیرهای شاهد درطول 60 روز دوره رسیدن اختلاف معنی‌داری را نشان ندادند (جدول1). شمارش کلی باکتری‌ها یک کاهش معنی‌داری (01/0>p) را بین نمونه‌های تیمار و شاهد پس از روز 45 دوره رسیدن نشان داد در حالیکه شمارش لاکتوباسیل‌های مزوفیل در پنیرهای UF تیمار با یک روند افزایشی و کاهشی همراه بوده که اختلاف معنی‌داری (01/0>p) را در مقایسه با پنیرهای UF شاهد همانند شمارش کلی از روز 45 به بعد نمایان می‌کند (نمودار1). لیپولیز در هردو نوع پنیر UFدر طول رسیدن افزایش یافته است (نمودار2). کمترین میزان لیپولیز مربوط به روز اول رسیدن پنیر UF شاهد و بیشترین مقدار متعلق به روز 60 رسیدن پنیر UF حاوی آغازگر الحاقی تضعیف شده است و تفاوت بین نمونه‌های تیمار و شاهد در طول دوره رسیدن تفاوت معنی‌داری (01/0>p) است. پروفیل اسیدهای چرب از C4:0 تا C18:3 استخراج شد(نمودار3). نتایج حاصل از یک طرف کاهش درصد اسیدهای چرب با زنجیر کوتاه و متوسط (C14:0-C4:0) و از طرف دیگر افزایش درصد اسیدهای چرب با زنجیر بلند ( C18:3- C16:0) را در پنیرUF حاوی آغازگر الحاقی تضعیف شده نسبت به پنیر شاهد در روز سی‌ام رسیدن به صورت معنی‌دار (01/0>p) نشان می‌دهد (جدول2). داده‌های مربوط به خواص حسی نشان‌دهنده تأثیر معنی‌دار (01/0>p) آغازگر الحاقی تضعیف شده وروزهای رسیدن بر روی خواص حسی پنیرها است (جدول3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول1: میانگین تغییرات ویژگی‌های فیزیکو شیمیایی پنیرUF ایرانی بر اساس نوع تیمار و زمان رسیدن

ویژگی شیمیایی

نمونه پنیر فراپالایش

مدت زمان رسیدن(روز)

1

15

30

45

60

ماده خشک (%)

 

حاوی Lp تضعیف شده

a 59/37

a 62/37

a 08/38

a 19/38

a 35/38

شاهد

a 12/36

a 51/36

a 87/36

a 38/36

a 63/36

چربی (%)

 

حاوی Lp تضعیف شده

a 73/16

a 90/16

a 80/16

a 93/16

a 90/16

شاهد

a 50/16

a 83/16

a 93/16

a 10/17

a 83/16

نمک (%)

 

حاوی Lp تضعیف شده

a 82/1

a 09/2

a 37/2

a 54/2

a 75/2

شاهد

a 97/1

a 14/2

a 38/2

a 72/2

a 88/2

pH

 

حاوی Lp تضعیف شده

a 79/4

a 65/4

a 55/4

a 54/4

a 47/4

شاهد

a 64/4

a 63/4

a 55/4

a 56/4

a 50/4

Type text or a website address or حروف غیرمشابه در هر ستون (مربوط به یک ویژگی شیمیایی) نشان‌دهنده اختلاف معنی‌داراست (05/0>p).

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار1: میانگین شمارش کلی (الف) و شمارش لاکتوباسیلوس‌های مزوفیل (ب) در پنیرسفید UF بر اساس نوع تیمار و زمان رسیدن

 

 

جدول 2: میانگین درصد اسید‌های چرب در دو نوع پنیرسفید UF مورد آزمایش در روز سی‌ام رسیدن

اسید چرب

نمونه پنیر فراپالایش

حاوی Lp تضعیف شده

شاهد

بوتیریک (C4:0)

a 13/3

b 27/5

کاپروئیک (C6:0)

a 25/2

b 69/3

کاپریلیک (C8:0)

a 18/1

b 08/2

کاپریک (C10:0)

a 36/2

b 05/4

لوریک (C12:0)

a 25/2

b 89/3

میریستیک (C14:0)

a 33/10

b 46/13

پالمیتیک (C16:0)

a 67/37

b 05/36

استئاریک (C18:0)

a 92/11

b 49/8

اولئیک (C18:1)

a 45/25

b 03/20

لینولئیک (C18:2)

a 45/1

b 00/1

لینولنیک (C18:3)

a 31/0

b 14/0

اشباع(SFA)

a 09/71

b 98/76

تک غیر اشباع(MUFA)

a 00/27

b 76/21

چند غیر اشباع(PUFA)

a 76/1

b 14/1

حروف غیرمشابه در هر ردیف نشان‌دهنده اختلاف معنی‌دار است (01/0>p).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

 

                                                                                           

                                                                                         

                                                                                      

 

                                                                                                    نمودار 2: نمونه‌ای از کروماتوگرام اسیدهای چرب پنیرسفید UF

                                                                                          شاهد در روز سی‌ام رسیدن به روش گاز‌کروماتوگرافی (GC)

                

 

 

 

نمودار 3: میانگین تغییرات اندیس لیپولیز (ADV) در پنیرسفیدUF بر اساس نوع تیمار و زمان رسیدن

  

حروف غیر مشابه بر روی خطوط (مربوط به یک زمان رسیدن) نشان‌دهنده اختلاف معنی‌دار است (01/0>p).

 

 

جدول 3: مقایسه میانگین رتبه ویژگی‌های حسی دو نوع پنیر سفید UF  در روزهای 15 و 45 دوره رسیدن

ویژگی حسی

نمونه پنیر فراپالایش

مدت زمان رسیدن(روز)

15

45

ظاهری

حاوی Lp تضعیف شده

a 10/4

a 40/4

شاهد

a 35/4

b 55/3

بافتی

حاوی Lp تضعیف شده

a 15/4

a 50/4

شاهد

a 20/4

b 55/3

عطر و طعم

حاوی Lp تضعیف شده

a 32/4

a 62/4

شاهد

a 34/4

b 62/3

پذیرش کلی

حاوی Lp تضعیف شده

a 30/4

a 40/4

شاهد

a 30/4

b 30/3

حروف غیر مشابه در هر ستون (مربوط به یک ویژگی حسی) نشان‌دهنده اختلاف معنی‌دار است (01/0>p).

 


بحث و نتیجه‌گیری

   عطر و طعم یکی از مهمترین ویژگی‌های موثر در بازار‌پسندی و مقبولیت پنیر به شمار می‌رود. یکی از عوامل تأثیر‌گذار در این زمینه توانایی سرعت بخشی و دستکاری مثبت واکنش‌های بیوشیمیایی رسیدن در پنیر می‌باشد. تا کنون استفاده از کشت‌های الحاقی تضعیف شده به خصوص گونه‌های لاکتوباسیل که به عنوان باکتری پروبیوتیک محسوب شده و برای سلامتی انسان مفیداند، در اکثر موارد به طور موثری در پیشبرد فرآیندها نقش داشته و تغییرات مناسبی را در جهت کاهش مدت زمان رسیدن در انواع پنیر فراهم آورده‌اند (Klein and Lortal, 1999).

   نتایج این مطالعه نشان داد افزودن لاکتوباسیلوسپلانتاروم تضعیف شده بر روی فرآیند تولید و ترکیب شیمیایی پنیر تأثیری نداشته و داده‌ها در یک محدوده نرمال برای پنیر UF قرار دارند. کاهش pH طی دوره رسیدن عمدتاً ناشی از تخمیر لاکتوز به اسید لاکتیک توسط اسیدلاکتیک باکتری‌ها، تولید اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب در اثر پروتئولیز و لیپولیز می‌باشد(Fox et al., 2000). این نتایج مشابه نتایجی است که Asensio و همکاران (1996) درساخت پنیر با شیر بز کم‌چرب و Abdel Baky و همکاران (1986) در تولید پنیر راس (Ras) با آغازگرهای لاکتوباسیلی تضعیف شده با حرارت به آن دست یافته‌اند.

   شمارش کلی باکتری‌ها در هر دو نوع پنیر UF در 30 روز اول رسیدن با یک روند افزایشی همراه بوده اما در ماه دوم سیر نزولی به خود گرفته است. کاهش در شمارش کلی باکتری‌ها در نمونه‌های تیمار و شاهد به ترتیب 5/0 و 2 واحد لگاریتمی بود و نشان‌دهنده این است که لاکتوباسیلوسپلانتاروم تضعیف شده بر روی جمعیت میکروبی پنیر UF تأثیر مهاری نداشته است. میانگین شمارش لاکتوباسیل‌های مزوفیل در نمونه‌های تیمار و شاهد به ترتیب در روز اول رسیدن 61/7 و 05/7 و در روز 60 رسیدن 07/8 و 58/6 واحد لگاریتمی بود. این نتایج حاکی از افزایش معنی‌دار (01/0>p) لاکتوباسیل‌های مزوفیل در انتهای دوره رسیدگی نسبت به ابتدای آن است. متابولیسم آهسته‌تر لاکتوباسیل‌ها و توانایی‌شان در تطابق با شرایط نامساعد محیطی (اسیدیته، فعالیت آبی پایین و نمک بالا) در مقایسه با سایر باکتری‌های لاکتیکی می تواند دلیل وجود این گروه باکتریایی در مقادیر بالا در انتهای دوره رسیدگی باشد (Arenas et al., 2004). Di Cagno و همکاران (2011) نتایج مشابهی را از شمارش لاکتوباسیل‌های مزوفیل در تولید پنیر کاشیوتا (Caciotta) با آغازگرهای الحاقی تضعیف شده بدست آوردند، بطوریکه در روز اول رسیدن 1/6 واحد لگاریتمی باکتری‌های لاکتیکی غیراستارتری شمارش شده بود اما در روز 60 به دلیل افزایش دانسیته سلولی به 1/7 واحد لگاریتمی رسید. مشخص گردیده است زمانی که باکتری‌های لاکتیکی غیراستارتری (NSLAB) در پنیر به شمارش بالایی برسند، می‌توانند فعالیت لیپازی و استرازی متوسطی از خود نشان داده و در فرآیند لیپولیز و تولید اسیدهای چرب آزاد مشارکت کنند (Di Cagno et al., 2006).

   اندیس اسیدیته در پنیرهای UF ساخته شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده در هر دو نیمه رسیدن با شتاب بیشتری نسبت به گروه شاهد افزایش یافت، به طوریکه که درصد لیپولیز در نمونه‌های تیمار  طی ماه اول 81/55 درصد و در نمونه شاهد 19/44 درصد بوده است. اندیس اسیدیته در نمونه‌های تیمار و شاهد به ترتیب در روز 60 رسیدن 32/2 و 07/2 میلی‌اکی‌والان در 100 گرم چربی بود. Collins  و همکاران (2003) گزارش کردند که امروزه جهت طبقه‌بندی پنیرها می توان از اندیس اسیدیته استفاده کرد و در این گروه‌بندی پنیر چدار با اندیس اسیدیته بالاتر از 3 (3 < ADV) میلی‌اکی‌والان در 100 گرم چربی در دسته پنیرهای تند شده (Rancid) قرار می‌گیرد. لازم به توضیح است، اندیس لیپولیزی بدست آمده از پنیرUF حاوی لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده در 60 روز رسیدن با 32/2 میلی‌اکی‌والان در 100 گرم چربی عدم تند شدگی را با توجه به تقسیم‌بندی بالا نشان داد. توجه به برخی از فاکتورهای مهم مانند نوع و کیفیت شیر، فرآیند حرارتی اعمال شده، استارترهای لاکتیکی بکار رفته، دمای نگه‌داری و لیپازهای رنینی که در مقدار اسیدهای چرب موجود در پنیر موثرند (De Wit et al., 2005) و از آنجایی که شرایط تولید برای هر دو نوع پنیر آزمایشی ثابت بوده است، تفاوت مشاهده شده در میزان لیپولیز پنیرها را می توان به تفاوت سیستم استارتری بکار رفته در آن‌ها نسبت داد. به نظر می‌رسد تضعیف لاکتوباسیلوس پلانتاروم با شوک حرارتی تأثیر مثبتی بر اتولیز سلول‌های باکتری در جهت آزادسازی آنزیم‌های داخل سلولی و افزایش فعالیت آنزیمی داشته است. Di Cagno  و همکاران (2006) دلیل اصلی افزایش لیپولیز در پنیر نوع پکورینا (Pecorino) تولید شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم را به وجود آنزیم‌های لیپاز و استراز در آن نسبت دادند. افزایش درصد لیپولیز با افزودن کشت الحاقی تضعیف شده توسط Ezzat and El-Shafei (1991) در تولید پنیر راس (Ras) با استفاده از لاکتوباسیلوس هلوتیکوس نیز گزارش شده است.

   مطابق یافته‌های این پژوهش کاهش بیشتر درصد اسیدهای چرب کوتاه و متوسط زنجیر در پنیرهای UF تیمار در مقایسه با گروه شاهد، به دلیل تأثیر مثبت لاکتوباسیلوس پلانتاروم تضعیف شده از طریق فعالیت استرازی و لیپازی و سرعت بخشیدن به روند لیپولیز با هیدرولیز اسیدهای چرب (C14:0-C4:0) بوده است که با تولید آروما در پنیرUF  با طعم‌های مختلف ارتباط دارد. این نتایج مشابه نتایجی است که Karami  و همکاران (2009b) در بررسی تغییرات پروفیل اسیدهای چرب پنیر UF فتا طی زمان رسانیدن به آن دست یافتند که نشان می‌داد با افزایش مدت رسانیدن، درصد اسیدهای چرب (C12:0-C4:0) به طور معنی‌داری (05/0>p) کاهش یافته در حالی‌که درصد اسیدهای چرب (C18:3-C16:0) در اثر تجمع این اسیدها یا کاهش اسیدهای چرب کوتاه و متوسط زنجیر افزایش می‌یابد که دلیل این کاهش معنی‌دار اسیدهای چرب (C12:0-C4:0) را تبدیل آنها به فرآورده‌های ثانویه عطری و طعمی بیان کردند. اسیدهای چرب آزاد کوتاه زنجیر (C8:0-C4:0) نقش اصلی را در ایجاد عطر و طعم به ویژه در پنیر فتا بر عهده دارند، در عوض اسیدهای چرب با زنجیر بلند نقش خیلی کمی در این رابطه خواهند داشت (Georgala et al., 2005).  Collinsو همکاران (2003) با بررسی مقالات متعدد گزارش کردند هیدرولیز اسیدهای چرب 2 تا 8 کربنه توسط آنزیم استراز و 10 کربنه و بالاتر از آن توسط لیپاز به طور اختصاصی انجام می‌گیرد و اسید چرب آزاد می‌گردد، که هر یک از این اسیدهای چرب آزاد موجب ایجاد طعم‌های ویژه و ترکیبات پیش طعم‌زا می‌شوند. در تحقیق حاضر اسیدهای چرب (C8:0-C4:0) در روز سی رسیدن از 04/11 درصد در نمونه‌های شاهد به 56/6 درصد در نمونه‌های تیمار کاهش یافتند. بیشترین تغییر در درصد اسیدهای چرب کوتاه و متوسط زنجیر مربوط به اسید چرب بوتیریک با 14/2 و میریستیک با 13/3 درصد کاهش بود. با توجه به نتایج Karami و همکاران (2009b) و این تحقیق می‌توان اظهار کرد که اسیدهای چرب میریستیک، پالمیتیک و اولئیک اصلی‌ترین اسیدهای چرب در پنیرUF هستند.

   نتایج حاصل از مقایسه میانگین‌ها نشان‌دهنده این است که بالاترین رتبه ویژگی‌های حسی از نظر خواص ظاهری، بافتی، طعمی و پذیرش کلی مربوط به روز 45 رسیدن پنیر با کشت الحاقی تضعیف شده می‌باشد. پنیرهای تیمار ثبات بیشتری در روند صعودی عطر و طعم طی رسیدن از خود نشان داده و به این ترتیب در روز 45 رسیدن، بعلت عدم ایجاد طعم‌های نامطلوب و نیز یکنواخت شدن بافت بالاترین رتبه ارزیابی حسی را به خود اختصاص دادند. در روز 15 رسیدن‌، امتیازات حاصل از ارزیابی حسی بین تیمارها و گروه شاهد اختلافات معنی‌داری را نشان نمی‌داد اما در ماه دوم افت محسوس خواص ارگانولپتیک پنیر UFشاهد، مربوط به بافت نامناسب و عطر و طعم ضعیف‌تر این نوع پنیر در مقایسه با نمونه تیمار کاملاً مشهود شد. در گزارش Madkor و همکاران (2000) آمده است که افزودن آغازگرهای الحاقی تضعیف شده از لاکتوباسیلوس‌ها با افزایش تجزیه چربی و آزادسازی اسیدهای چرب در کنار ترکیبات حاصل از فرآیند پروتئولیز و گلیکولیز در گسترش عطر و طعم و ارتقا کیفیت در پنیر چدار موثر بوده است. نتایج مشابهی توسط Abdel Baky و همکاران (1986) و  Ezzat and El-Shafei (1991) در مورد بهبود خواص حسی در پنیر راس با لاکتوباسیلوس تضعیفی با حرارت گزارش شده است.  

در مجموع می‌توان گفت لیپولیز و کیفیت ارگانولپتیکی پنیر UF می‌تواند با استفاده از لاکتوباسیلوسپلانتاروم تضعیف شده با شوک حرارتی افزایش پیدا کند. به نظر می‌رسد تیمار حرارتی بر روند اتولیز سلولی باکتری تأثیر گذاشته و خروج آنزیم‌های داخل سلولی فعال در تخریب چربی را به داخل ماتریکس پنیر فراهم می‌کند و با این کار باعث کاهش بیشتر درصد اسیدهای چرب اشباع کوتاه و متوسط زنجیر نسبت به بلند زنجیر و غیر اشباع می‌شود، در نتیجه با ارتقا خواص حسی، بازار‌پسندی محصول را افزایش می‌دهد.

  • کرمی، مصطفی.، احسانی، محمد‌رضا.، ابراهیم‌زاده‌موسوی، محمدعلی.، رضایی، کرامت‌‌اﷲ و صفری محمد (1388). تأثیر مدت زمان رسانیدن بر پروفیل اسیدهای چرب، ریز ساختار و خواص حسی پنیر UF فتا، مجله مهندسی بیوسیستم ایران، دوره 40، شماره 1، صفحه: 110-101.
 

  • Abdel Baky, A.A., El-Neshawy, A.A., Rabie, A.M. and Ashour, M.M. (1986). Heat-shocked lactobacilli for accelerating flavour development of Ras cheese. Food Chemistry, 21: 301-313.
  • Alizadeh, M., Hamedi, M. and khosroshahi, A. (2006). Modeling of proteolysis and lipolysis in Iranian white brine cheese. Food Chemistry, 97: 294-301.
  • Arenas, R., Gonzalez, L., Bernardo, A., Fresno, J. M. and Tornadijo, M. E. (2004). Microbiological and physico-chemical changes in Genestoso cheese, a Spanish acid curd variety, throughout ripening. Food Control, 15: 271-279.
  • Asensio, C., Parra, L., Pelaez, C. and Gomez, R. (1996). Use of heat-shocked mesophilic lactic acid bacteria in low-fat goat’s milk cheese making. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 44: 2919-2923.
  • Collins, Y.F., McSweeney, P.L.H. and Wilkinson, M.G. (2003). Lipolysis and free fatty acid catabolism in cheese: a review of current knowledge. International Dairy Journal, 13: 841-866.
  • De Wit, M., Osthoff, G., Viljoen, B.C. and Hugo, A. (2005). A comparative study of lipolysis and proteolysis in Cheddar cheese and yeast-inoculated Cheddar cheeses during ripening. Enzyme and Microbial Technology, 37: 606-616.
  • Di Cagno, R., Quinto, M., Corsetti, A., Minervini, F. and Gobbetti, M. (2006). Assessing the proteolytic and lipolytic activities of single strains of mesophilic lactobacilli as adjunct cultures using a Caciotta cheese model system. International Dairy Journal, 16: 119-130.
  • Di Cagno, R., De Pasquale, I., De Angelis, M., Buchin, S., Calasso, M., Fox, P.F. and Gobbetti, M. (2011). Manufacture of Italian Caciotta-type cheeses with adjuncts and attenuated adjuncts of selected non-starter lactobacilli. International Dairy Journal, 21: 254-260.
  • Elsoda, M., Madkor, S.A. and Tong, P.S. (2000). Adjunct cultures: Recent developments and potential significance to the cheese Industry. Journal of Dairy Science, 83: 609-619.
  • Ezzat, N. and El-Shafei, H. (1991). Acceleration ripening of Ras cheese using freeze and heat-shocked lactobacillus Helveticas. Egyptian Journal of Dairy Science, 19: 347-358.
  • Folch, J., Lees, M. and Sloane Stanley, G. (1957). A simple method for isolation and purification of total lipids from animal tissue. Journal of Biological Chemistry, 226: 497-509.
  • Fox, P.F. and Wallace, J.M. (1997). Formation of flavoure compounds in cheese. Advances in Applied Microbiology, 45: 17-85.
  • Fox, P.F., Guinee, T.P., Cogan, T.M. and McSweeney, P.L.H. (2000). Fundamentals of cheese science, Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, Maryland.
  • Georgala, A., Moschopoulou, E., Aktypis, A., Massouras, T., Zoidou, E., Kandarakis, I. and Anifantakis, E. (2005). Evolution of lipolysis during the ripening of traditional Feta cheese. Food Chemistry, 93: 73-80.
  • Hannon, J.A., Deutsch, S.M., Madec, M.N., Gassi, J.Y., Chapot-Chartier, M.P. and Lortal, S. (2006). Lysis of starters in UF cheeses: Behaviour of mesophilic lactococci and thermophilic lactobacilli. International Dairy Journal, 16: 324-334.
  • Hesari, J., Ehsani, M.R., Mosavi, M.A.E. and McSweeney, P.L.H. (2007). Proteolysis in ultra-filtered and conventional Iranian white cheese during ripening. International Journal of Dairy Technology, 60(3): 211-220.
  • IDF. (1982). Cheese and processed cheese. Determination of the total solids content. IDF standard 4A. Brussels, Belgium: International Dairy Federation.
  • IDF. (1996). Preparations of samples and Dilutions for Microbiological Examination. IDF standard 122C. Brussels, Belgium: International Dairy Federation.
  • IDF. (1997a). Milk and processed products. Determination of fat content. IDF standard 152A. Brussels, Belgium: International Dairy Federation.
  • IDF. (1997b). Method for sensory evaluation of cheese. IDF standard 99C. Brussels, Belgium: International Dairy Federation.
  • ISO. (2000). International standards animal and vegetable fats and oils-Preparation of methyl esters of fatty acids. Method ISO 5509. International Organization for Standardization.
  • ISO. (2012). International standards animal and vegetable fats and oils-analysis by gas chromatography of methyl esters of fatty acids. Method ISO 5508. International Organization for Standardization.
  • James, C.S. (1995). Analytical chemistry of foods. 1st ed. Chapman and Hall, Glasgow, UK.
  • Karami, M., Ehsani, M.R., Mousavi, S.M., Rezaei, K. and Safari, M. (2009a). Micro structural properties of fat during the accelerated ripening of ultra filtered-Feta cheese. Food Chemistry, 113: 424-434.
  • Karami, M., Ehsani, M.R., Mousavi, S.M., Rezaei, K. and Safari, M. (2009b). Influence ripen time on the fatty acid profile, microstructure and sensory properties of UF Feta Cheese. Iranian Journal of Biosystems Engineering, 40(1): 101-110. [In Farsi]
  • Klein, N. and Lortal, S. (1999). Attenuated starters: an efficient means to influence cheese ripening ‒ a review. International Dairy Journal, 9: 751-762.
  • Madkor, S.A., Tong, P.S. and El Soda, M. (2000). Ripening of cheddar cheese with added attenuated adjunct of lactobacilli. Journal of Dairy Science, 82: 1684-1691.
  • McSweeney, P.L.H. and Sousa, M.J. (2000). Biochemical pathways for the production of flavour compounds in cheeses during ripening: A review. Le Lait, 80: 293-324.
  • Saboya, L.V., Goudedranche, H., Maubois, J.L., Lerayer, A.L.S. and Lortal, S. (2001). Impact of broken cells of lactococci or propionibacteria on the ripening of sant-paulin UF cheese: extent of proteolysis and GC-MS profiles. Lait, 81: 699-713.