جالب ترین وبلاگ پارسی

علمی -موفقیت-مثبت اندیشی-اطلاعات عمومی

ميكروبيولوژي مايه هاي ميكروبي ( استارتر كالچرها )
ساعت ٦:٥٧ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٦/٦/٢٢   کلمات کلیدی:
*نقش مايه هاي ميكروبي ( استارتر كالچرها ) در تخميرهاي شيري
كشت هاي مورد استفاده در توليد صنعتي پنير و يا ساير فرآورده هاي تخميري شيري با نام استارتر كالچريها مايه ميكروبي شناخته شده اند . استارترها در توليد فرآورده هايي همچون ماست ، پنير و ... نقش بسيار مهم و اساسي دارند . آنها با توليد اسيد لاكتيك اثر بسيار مهمي در كيفيت فرآورده از لحاظ بافت ، محتواي رطوبت ، عاري بودن از ميكروب هاي پاتوژن و سمومشان و نيز مزه شان مي گذارند . ميزان توليد اسيد لاكتيك توسط اين مايه هاي ميكروبي در توليد برخي از فرآورده ها همچوون پنير چدار بسيار مهم مي باشد .
پتانسيل احياي منفي ايجاد شده ناشي از رشد استارترها در پنير نيز در حفظ و توسعه عطر و طعم در پنير چدار و ساير محصولات مشابه بسيار مؤثر است . مواد بازدارنده ميكروبي كه امروزه بنام باكتريوسين شناخته شده اند نيز توسط اين مايه هاي ميكروبي توليد مي گردد كه نقش بسيار مهمي در حفظ و نگهداري محصولات لبني دارند .
* اكولوژي باكتري هاي استارتري
اكثر استارترهاي مورد استفاده امروزي از خانواده باكتري هاي لاكتيك هستند كه خود بخشي از فلور شير را در حالت طبيعي تشكيل مي دهند . اين باكتري ها احتمالاً منشأ گياهي دارند مثل لاكتوكوكسي ها و يا منشأ روده اي دارند مثل بيفيد و باكترها و لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس .
استارتر كالچرهاي مدرن امروزي از توسعه عمل نگهداري مقداري سرم شير يا خامه حاصله از توليد فوق يك محصول در روز قبل و استفاده از آن و تلقيح آن به عنوان استارتر براي توليد محصول روز بعد حاصل گرديده اند .
اين عمل و رويه نام هاي مختلفي خوانده مي شود اما نام و اصطلاح back-slopping شناخته شده ترين اصطلاح بكار رفته در مورد اين روش است .
* طبقه بندي باكتري هاي استارتري
باكتري هاي مورد استفاده در توليد فرآورده هاي لبني عموماً از خانواده باكتر يهاي لاكتيك هستند ( LAB ) ولي پروپيوني باكتريوم شرماني و بيغيد جزو خانواده باكتري هاي لاكتيكي نيستند اگر چه بيغيدوباكترها بدليل توليد اسيد لاكتيك گاهاً در اين خانواده قرار داده مي شوند ! بعلاوه ساير باكتري ها شامل بروي باكتريوم .
ليننس مسئول ايجاد عطر و طعم در پنير Limburger و كپك هايي از دسته پني سيليوم در توليد پنيرهايي مثل Roquefort ، Comembert و Stilton استفاده مي شوند .
با پيشرفت علم بيولوژي مولكولي ، روش هاي ژنتيكي بطور روز افزوني براي مطالعه مشابهت هاي ژنتيكي موجود بين گروه هاي باكتري هاي مختلف استفاده مي گردد . اين تكنيك ها باعث ايجاد تغييرات مهمي در طبقه بندي LAB شده اند . LAB به دو جنس تقسيم مي شوند ، باكتري هاي استارتري در 5 جنس متفاوت از آن دسته بندي شده اند به نام هاي آنتروكوكوس ها ، ماكتوكوكوس ها ، لاكتوباسيل ها ، لثوكونوستوك ، و استدتپكوكوكوسها ، البته شبهاتي در اين مورد وجود دارد كه آيا گروه آنتروكوكوس ها در دسته استارتر كالچرها قرار مي گيرند يا خير . ولي از آنجايي كه آنها در برخي از استارترهاي artisanal وجود دارند لذا در اين دسته بندي قرار گرفته اند . نگراني در مورد آنتروباكتروكوكس ها بدليل بيماري زا بودن گروهي از آنهاست . البته آنها قادر به مبادله ژن هاي مقاوم به آنتي بيوتيك ها بوده ( خصوصاً آنتي بيوتيك هاي گليكوپپتيدي مثل Vancomycin و Teicoplanin ) و اين موضوع نگراني هاي بيشتري را در مورد آنها بوجود مي آورد . وانكوماليسين يكي از نادرترين آنتي بيوتيك هايي است كه بر روي باكتري هايي كه در برابر چند آنتي بيوتيك مقاومند عمل مي نمايد .
* آنتروكوكس ها Enterococcus
اين ارگانيسم ها گرم مثبت بوده كوكوس هاي كاتالاز منفي اي كه تمايل به تشكيل زنجيره هايي با طول و درازاي متفاوت مي باشند. زيستگاه طبيعي آنها درستگاه گوارش ( روده اي ) انسان و ساير حيوانات مي باشد و در ميكروبيولوژي بعنوان شاخص آلودگي مدفوعي در نظر گرفته مي شوند برخي از گونه هاي اين جنس بيماري زا هستند . جداي از توانايي شان در رشد در دماي c ْ 45 ، pH = 9.6 و حضورشان در غلظت هاي بالاي نمك ، مشابه لاكتوكوكوس ها مي باشند .
قبل از اين دسته بندي جديد ، گونه هاي آنتروكوكوسي مورد استفاده بعنوان استارتر ، بعنوان استرپتوكوكوس هاي مدفوعي و اسرپتوكوكوس هاي گروه D دسته بندي مي شوند .
* لئوكونوستوكها Leuconostoc
لئوكونوستوكها توليد كننده هاي مهم عطر و طعم در فرآورده هاي تخميري لبني هستند دو گونه مهم استارتري از اين جنس Lec.mesenteroides subsp.cremoris و lec . lactic مي باشند . بر خلاف لاكتوكوكسي ها ، لئوكونوستها بروي محيط Rogosa آگار رشد مي كنند و هتروفرمانتاتيو بوده و توليد CO2 از گلوكز و معمولاً فروكتوز مي نمايند .
در حاليكه توليد دي اكسيد كربن در پنير چدار نامطلوب است ولي توليد گاز در برخي ديگر از فرآورده ها مثل پنير امنتان مطلوب بشمار مي رود .
بر اساس بررسي هاي ميكروبيولوژي لئوكونوستها عموماً گرم مثبت ، گرد و كروي و از نظر شكل و اندازه ( زنجيره اي كوتاه و يا دوتايي ) شبيه لاكتوكوكسي ها هستند . البته گاهاً بشكل ميله اي كوچك نيز ديده شده اند و از آنجايي كه آنها مي توانند در محيط Rogasa آگار رشد كنند گاهاً در صورت حضورشان در نمونه ، وجودشان با لاكتوباسيل ها اشتباه گرفته مي شود .
برخلاف لاكتوكوكسي ها ، لئونوستوكها از آرژنين آمونياك توليد نمي كنند و اسيد لاكتيك نوع D توليد مي نمايند . با برخي استثنائات ، لئوكونوستوك ها رشد ضعيفي در شير دارند و قادر به احياء ليتموس قبل از كوآگولاسيون در محيط شير ليتموس نيستند .
جداسازي و شناسايي لئوكونوستوكها در استارترها كار وقت گير و دشواري است . تخمير كربوهيدراتي و شناسايي ايزومر اسيد لاكتيك از موارد مهم و مفيد در روند شناسايي آنها بشمار مي رود .
* استرپتوكوكوس ها Streptococcus
استرپتوكوكوس ترموفيلوس تنها گونه اين جنس است كه در استارتر كالچرهاي لبني وجود دارد . اين باكتري بعنوان ترموفيلي كه در دماي c ْ 45 و بالاتر رشد مي نمايد بطور گسترده اي در توليد ماست ، پنير موزارلر و برخي از ساير پنيرها استفاده مي شود . از اواسط دهه 1990 از آن در توليد پنير چدار نيز استفاده شده است . اين باكتري در كنار لاكتوكوكسيها در برخي استارترهاي DVS/DVI بكار رفته و در مرحله حرارت دهي باعث توليد اسيد مي گردد و البته ممكن است بعنوان يك اقدام مضاعف براي محافظت باكتريوفاژي از اين استارتر استفاده مي گردد .
شكل 1 نمونه حالتي است كه به روش گرم رنگ آميزي شده ، كروميها استرپتوكوكوس ترموفيلوس و ميله اي ها لاكتوباسيلوس بولگاريكوس مي باشند . مثل لاكتوكوكسي ها و اكثر لئوكونوستوكها ، سويه هاي استرپتوكوكوس و ترموفيلوس كاتالاز منفي ، كروي شكل بشكل زوج يا زنجيره اي ديده مي شوند . عموماً اكثر ؟ ايجاد زنجيره اي طويلي مي نمايند . فقط اسيد لاكتيك نوع L توليد مي كنند و از تخمير گلوكز توليد CO2 نمي نمايند . برخي سويه ها توليد اوره آز نموده و قادر به توليد CO2 از اوره مي باشند . از آنجايي كه استرپتوكوكوس ترموفيلوس مي تواند در بخش regeneration پاستوريزاتورها رشد نمايد پس گاهاً تعداد زيادي از آنها در پنير ديده مي شود .
سويه هاي توليد كننده اوره آز قابليت ايجاد ( عيب ) باز شدگي در پنير را دارند . openness سويه هاي اين باكتري در قابلتشان در استفاده از گالاكتوز متفاوت هستند استفاده از سويه هايي كه قادر به تخمير گالاكتوز نيستند باعث مي شود كه مقادير زيادي از اين قند احيا كننده در فرآورده باقي بماند از آنجايي كه اين قند و ساير قندهاي احيا كننده با اسيدهاي آمينه در واكنش مايلارد شركت مي نمايند بنابراين بهتر است از سويه هايي با قابليت مصرف گالاكتوز استفاده شود تا احتمال ايجاد تغيير رنگ ناشي از واكنش مايلارد در فرآورده لبني حرارت ديده كم شود .
استرپتوكوكوس ي كه در بزاق يافت مي شود str.salivarius نام دارد كه مشابهات زيادي با str.thermaplilus دارد . بهمين دليل سال ها استرپتوكوكوس ترموفيلوس بعنوان زيرگونه استرپتوكوكوس ساليواريوس شناخته شده بود . ولي امروزه مشخص گرديده با وجود مشابهات زياد بين اين دو گونه ، بقدر كافي هم تفاوت هايي وجود دارد كه بتوان آنها را در 2 گونه متفاوت دسته بندي نمود .
استرپتوكوكوس ترموفيلوس به مقادير كم نمك حساس است و همينطور به محيطي با قدرت اسمتيك بالا .
M17 اگر چه بشكل گسترده اي براي كشت آن استفاده مي شود ولي محيط ايده آلي براي آن نيست مگر اينكه با اصلاحاتي بروي آن مثلاً كاهش قدرت اسموتيك آن با كاهش محتواي گليكوفسفاتش آن را براي رشد اين باكتري ايده آل نمود .
* لاكتوباسيلوس ها Lactobacillus
اين جنس گروه بزرگي از باكتري هاي گرم مثبت ، كاتالوز منفي و ميله اي شكل را تشكيل مي دهد . برخي گونه ها هتروفرمانتاتيو هستند در حاليكه بقيه هتروفرمانتاتيو . در حاليكه برخي گونه ها توليد لاكتات نوع L از گليكوز مي نمايند سايرين توليد لاكتات نوع D مي نمايند . برخي از گونه ها نيز راسميك هستند يعني هم توليد نوع L و هم D مي نمايند . گاهاً نيز برخي گونه هاي آن به لحاظ مورفولوژيكي كروي بوده و در تشخيصشان از لئوكونوستونها و حتي لاكتوكوكسي ها اشتباهاتي بوجود مي آيد .
لاكتوباسيلها از استارترهايي هستند كه در توليد ماست و پنير ؟ از آنها استفاده مي شود . آنها هم چنين بعنوان استارتر همراه براي بهبود و تسريع رسيدن پنير چدار و پنيرهاي مشابه ، براي كاهش تلخي و نيز بعنوان پروبيوتيك ها در فرآورده هاي ماست گونه استفاده مي شوند .
لاكتوباسيلوس و بروكي زير گونه بولگاريكوس بشكل گسترده اي بهمراه استرپتوكوكوس ترموفيلوس بعنوان استارتر كالچر ماست مورد استفاده قرار مي گيرد . اين زير گونه هموفرفانتاتيو بوده و توليد 2 درصد ( وزني به حجمي در شير ) اسيد لاكتيك مي نمايد . بهيه دماي رشدش c ْ42 و در دماي c ْ45 و بالاتر نيز رشد مي كند . در غلظت هاي كم نمك رشد نكرده و به نمك هاي صفراوي نيز حساس مي باشد .
لاكتوباسيلوس اسيد فيلوس نيز كه بطور طبيعي در روده وجود دارد هم عموماً بعنوان استارتر استفاده مي گردد و البته اين گونه بيشتر يك باكتري پروبيوتيكي بشمار مي رود . اين باكتري هموفرفانتاتيو بوده توليد مقادير زيادي اسيد لاكتيك نوع D در شير مي كند . بهينه دماي رشدش c ْ37 ، نسبتاً قادر به تحمل اكسيژن است ( در مقايسه با بيفيدوباكترها كه اغلب بهمراه اين باكتري در فرآورده ها استفاده مي گردد ) . در دماهاي زير c ْ20 رشد كمي دارند و اكثر سويه هاي رشدي در دماي c ْ15 نشان نمي دهند . از آنجايي كه اين باكتري اسيد لاكتيك نوع D توليد مي كند در مورد استفاده از آن در غذاي كودك نگراني هايي وجود دارد .
لاكتوباسيوس كازئي يكي از ساكنين طبيعي روده كوچك بوده و به صفرا مقاوم است . بعنوان يك پروبيوتيك استفاه مي گردد كه البته در دسته اي از استارتر كالچرها وجود داشته و عموماً بعنوان يكي از باكتري هاي لاكتيك غير استارتري يافت شده در پنير چدار شناخته شده است . لاكتات نوع L عمده ايزومر توليد شده از اين باكتري است البته برخي از سويه هاي اين باكتري بدليل فعاليت راسمازي ضعيف شان مقدار كمي نيز لاكتات نوع D توليد مي نمايند .
متداولترين محيط كشت مورد استفاده براي جداسازي آن Rogosa Agar است .
لاكتوباسيلوس هلوتيكوس گاهاً بهمراه برخي ديگر از باكتري هاي لاكتيك ترموفيل در توليد بعضي از فرآورده هاي تخميري لبني همچون پنير افيتان ، موزارلا و ماست استفاده مي گردد . يكي از مزاياي استفاده از اين باكتري بهمراه لاكتوباسيلوس و بروكي زير گونه بولگاريكوس اين است كه اين سويه قادر به مصرف گالاكتوز مي باشد پس در فرآورده هايي كه لازم است كه عاري از قند احيا كننده باشند استفاده از باكتري مذكور مفيد به نظر مي رسد .
از آنجايي كه اكثر سويه ها داراي فعاليت شبه پرولين – ايمينوپپتدازي هستند از اين باكتري در توليد پنير چدار اصلاح شده با ايجاد ويژگي هايي همچون شيريني پنيرهاي سوئيني ( مثل امنتال ) استفاده مي گردد . اخيراً سويه هاي خاضي از اين باكتري بعنوان استارتر همراه براي كاهش تلخي در دسته اي از پنيرها و يا بهبود عطر و طعم در آنها يا سرعت بخشيدن به فرآيند و ؟ استفاده مي گردند . اين گونه باكتري هايي هموفرمانتاتيو بوده و توليد مقادير زيادي اسيد لاكتيك نوع D / L در شير مي نمايد . بسياري از سويه هاي آن در دماي c ْ45 رشد مي نمايند اگر چه دماي c ْ43-42 عموماً در زمان شمارش آن در محيط اختصاصي همچون Rogosa يا MRS آگار اصلاح شده بهتر جواب مي دهد . اكثر سويه ها هيچ رشدي يا رشد بسيار ناچيزي را در دماي c ْ15 دارند ( برخي از سويه هاي خاص ممكن است رشد شان در دماي c ْ15 يا كمتر حدود چندين هفته بطول بيانجامد .
* لاكتوكوكوس Lactococcus
عموماً باكتري هاي اين گروه قبلاً بعنوان اعضاء جنس استرپتوكوكوس دسته بندي مي شدند . آنها از ساير استرپتوكوكوس ها متمايز مي شدند و اين وجه تمايز بواسطه واكنش خاص شان با گروه N آنتي سرمي و بواسطه تحمل حرارت ، نمك و رنگشان بوده است .
* استرپتوكوكوس هاي لاكتيكي Lactic Streptococci
گروه لاكتيكي جنس استرپتوكوكوس ها شامل گونه هاي استرپتوكوكوس لاكتيس ، استرپتوكوكوس كرموريس و يك زير گونه استرپتوكوكوس لاكتيس بنام استرپتوكوكوس لاكتين زير گونه دي استي لاكتيس مي باشد .
باكتري هاي اين گروه بعنوان استرپتوكوكوس هاي لاكتيكي نامگذاري شده اند .