10:11 م
علوم الاغذية -
كتب الزراعة
كتاب : ميكروبيولوجي و تكنولوجيا الجبن و تصنيعه
الجبن هو نظام بيئي ميكروبي معقد يحتوي على كائنات دقيقة إما أضيفت عمدًا أو
دخلت الحليب أو اللبن الرائب أو الجبن كملوث. من وجهة نظر تكنولوجية، يمكن
تصنيف ميكروبات الجبن وفقًا للمخطط التالي : (أ) الزراعات
البادئة (الأولية)، المكونة من بكتيريا حمض اللاكتيك (LAB) التي "تبدأ"
التخمير، وبالتالي تحميض الحليب واللبن الرائب؛
(ب) الزراعات المساعدة (الثانوية)، التي تضم أنواعًا مختلفة من
البكتيريا والخميرة والعفن، والتي تُضاف عمدًا إلى الحليب أو اللبن الرائب أو
سطح الجبن أو الجزء الداخلي من الكتلة المثقوبة مسبقًا في تصنيع الجبن
الأزرق، بهدف المشاركة في نضج الجبن وتطوير الخصائص الحسية؛ (ثالثًا)
ميكروبات ثانوية عرضية، تتكون من كائنات دقيقة تلوث الحليب أو الجبن تلقائيًا
في أي من مراحل الإنتاج وتساهم، على نحو مماثل للزراعات المساعدة، في
تطوير المظهر المميز والملمس ونكهة أصناف الجبن المختلفة، ولكنها مسؤولة
أحيانًا عن العيوب والنكهات غير المرغوبة.
يُفترض عمومًا أن الجبن المصنوع من الحليب الخام (خاصة من الأغنام أو
الماعز، أو من الماشية التي يتم تربيتها باستخدام طرق مكثفة) له نكهة أكثر
كثافة وثراءً من الجبن المصنوع من الحليب المبستر أو المصفى. يبدو أن
الميكروبات الأصلية الموجودة في الحليب الخام مسؤولة في المقام الأول عن
الخصائص الحسية النموذجية وتطوير النكهة لهذه المنتجات. ومع ذلك، يجب أن
يؤخذ في الاعتبار أن التنوع الميكروبي للحليب الخام (خاصة حليب الأبقار
الخام) قد تعرض للتهديد بشكل خطير في البلدان الصناعية نتيجة لتطبيق شروط
صحية صارمة في المزارع وأثناء الحلب، وكذلك عند تخزينه في درجات حرارة
منخفضة. في بعض الإنتاجات الحالية لأجبان حليب الأبقار الخام التقليدية،
انخفض وجود البكتيريا العرضية مثل المكورات المعوية بشكل كبير مقارنة بتلك
التي تم تحليلها قبل عدة عقود، ومن المرجح أن يتم فقدان بعض سمات النكهة
.
من أجل التحكم في نضج الجبن، فإن النهج الأول والأكثر تركيزًا يكمن في عزل
واختيار الزراعات الميكروبية المحلية، وإعادتها إلى صانعي الجبن
لإنتاج أنواع مختلفة من الجبن. سيسمح هذا الاختيار بالاستعادة الجزئية
للنكهة في الإنتاجات حيث يكون استخدام الحليب الخام مقيدًا، أو حيث خضع
الحليب الخام لتحسين في جودته الميكروبيولوجية وتعديل ميكروباته
"التقليدية" الناتجة. قد يعزز استخدام الزراعات الميكروبية
الإضافية المختارة من نموذجية أجبان تسمية المنشأ المحمية (PDO)، مما يؤدي
إلى جودة حسية أقرب إلى جودة المنتجات التقليدية .
على مدى السنوات الأربعين الماضية، تم عزل آلاف من البكتيريا اللاهوائية
وغيرها من الكائنات الحية الدقيقة من إنتاج الحليب الخام، وخاصة في بلدان
البحر الأبيض المتوسط وجنوب أوروبا، وتوصيفها واختبارها واختيارها من قبل
عشرات الفرق البحثية مع التركيز على استخدامها في تصنيع الجبن التقليدي
(العديد منها يحمل وضع المسمى المحمي للمنشأ). ومع ذلك، فإن الغالبية
العظمى من محاولات التنفيذ باءت بالفشل. وفي رأينا، أدت عدة عوامل إلى
تدمير الكثير من هذه المهمة الشاقة والهائلة، من بينها: (أ) قابلية خلايا
البكتيريا اللاهوائية البرية (وخاصة اللاكتوكوكس) للإصابة بعدوى البكتيريا؛
(ب) ضعف قدرة العديد من السلالات الميكروبية على الحصول اقتصاديًا على
الكتلة الحيوية للخلايا والحفاظ على قابليتها للبقاء وخصائصها التكنولوجية
في المستحضرات التجارية المجففة؛ و(ج) التكاليف المرتفعة
لإعداد الزراعات التجارية على شكل مركزات مجففة بالتجميد أو
مجففة، وهو ما لا يجعل الاستراتيجية مربحة، نظرًا لصغر حجم العديد من
إنتاجات المسمى المحمي للمنشأ أو الاهتمام الضئيل من جانب صانعي الجبن.
بين ثمانينيات القرن العشرين والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم
تنفيذ تقنيات أخرى للتحكم في نضج الجبن وتسريعه، بما في ذلك إضافة إنزيمات
حيوانية أو ميكروبية واستخدام مزارع البادئ المخففة أو المعدلة
وراثيًا . كانت مزارع LAB المخففة (أي Lactobacillus helveticus
المعالجة بالحرارة) التي توفر للأمينوبيبتيديز نشاط إزالة المرارة، والتي
تساهم في تطوير نكهة الجبن الصلب وشبه الصلب الناضج داخليًا، متاحة
تجاريًا. وبالمثل، أصبحت مستحضرات الزراعة الإضافية في متناول
صانعي الجبن، على الرغم من أن احتمالية الآثار الجانبية جعلت التقييم
الدقيق مستحسنًا قبل تطبيقها على الإنتاج الرئيسي. واجهت مزارع LAB المعدلة
وراثيًا بعد ذلك حواجز قانونية واستنكارًا واسع النطاق من المستهلكين.
من الناحية الكلاسيكية، ركزت معظم الجهود في
اختيار الزراعات الإضافية لصناعة الجبن على LAB الأصلية، ولكن في
العقد الماضي، زاد الاهتمام بالخميرة الأصلية بشكل كبير. نظرًا لنموها
التفضيلي في ظل الظروف الهوائية، يمكن أن تلعب هذه الكائنات الحية الدقيقة
دورًا رئيسيًا في نضج أصناف الجبن الطرية (النضج بالتلطيخ والقشرة المزهرة)
أو شبه الصلبة (القشرة المغسولة) الناضجة على السطح، وكذلك في الجبن الناضج
بالعفن والطازج أو قصير النضج المتخثر بالحامض. تم اقتراح الخميرة مثل
Debaryomyces hansenii و Kluyveromyces lactis و Yarrowia lipolytica
كزراعات مساعدة لتصنيع أنواع مختلفة من أجبان PDO [6،7].
في العديد من أصناف الجبن، يمكن أن تظهر أنواع وسلالات مختلفة من الخميرة
والبكتيريا السطحية و LAB و/أو العفن تأثيرات تكافلية تعزز تطور الخصائص
الحسية.
لذلك، من الضروري التحقيق في التفاعلات في هذه المجتمعات الميكروبية
المعقدة لإجراء اختيار مناسب للزراعات الميكروبية واكتساب درجة معينة
من السيطرة في النظام البيئي الميكروبي للجبن. في الماضي، اعتمدت الأبحاث
في هذا المجال فقط على التقنيات الميكروبيولوجية الكلاسيكية أو الطرق
المعتمدة على الزرعة، والتي لا تصلح للتعامل مع أعداد كبيرة من العزلات
والتي تفشل في تصوير السكان المهيمنون الذين يمكن التفوق عليهم في المختبر
من قبل الأنواع الميكروبية الأكثر وفرة. خلال التسعينيات، مكّن تطوير
مجموعة من التقنيات الجزيئية القائمة على تفاعل البوليميراز المتسلسل من
التعرف السريع على العزلات الفردية على مستوى الأنواع والسلالات وأدى إلى
إدخال واستخدام واسع النطاق لأساليب مستقلة عن الزراعات في معظم
مختبرات علم الأحياء الدقيقة الغذائية. سمح تنفيذ هذه الأساليب بفهم النظام
البيئي الميكروبي المعقد للجبن للتقدم، والتعمق في ديناميكيات وتفاعلات
ميكروبات الطعام وتأثيرها على نضج الجبن وجودته . في مسألة
مختلفة، جعل تطوير تقنيات كروماتوغرافيا الغاز في حيز الرأس-قياس الشم من
الممكن ربط كيمياء نكهة الجبن بشكل مباشر
باختيار الزراعات الميكروبية .
في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم تحقيق المزيد من
التقدم في دراسة النظام البيئي الميكروبي للجبن من خلال تطوير تقنيات
"أوميكس" جديدة مستقلة عن الزراعات والتي تضمنت أساليب تعتمد على
تسلسل الجيل التالي (NGS)، مثل الميتاجينوميكس والميتاترانسكريبتوميكس التي
تستهدف الحمض النووي والحمض النووي الريبي على التوالي. تمكن تقنيات
التسلسل من الجيل التالي من التسلسل عالي الإنتاجية للحمض النووي الميكروبي
الكلي أو الحمض النووي الريبي، وبالتالي استكشاف الجينوم الميكروبي بالكامل
دون زراعة مسبقة. يسمح الجمع بين الميتاجينوميكس على مستوى السلالة مع
الميتابولوميكس (استهداف المستقلبات مثل المركبات المتطايرة) للباحثين
بتقييم تأثير سلالات معينة على نكهة الجبن. يمثل الارتباط بين المركبات
المتطايرة (الفولاتيلوم) والعناقيد الميتاجينوميكس للأنواع نظامًا جديدًا
لدراسة تطور النكهة في الجبن .
يبدو أن نهج التعدد الجيني هو الحل الأفضل لربط علم البيئة الميكروبية
الديناميكي (التنوع والخلافة والتفاعلات داخل المجتمعات الميكروبية)
والتمثيل الغذائي في صناعة الجبن ونضجه . ومع ذلك، فإن فك شفرة
ميكروبيوم الجبن يتطلب زراعة سلالات، ويجب دائمًا تشجيع مجموعة واسعة من
الكائنات الحية الدقيقة الأصلية بقوة. حاليًا، يُوصى بشكل متزايد بمزيج من
النتائج التي تم الحصول عليها من خلال الأساليب المعتمدة
على الزراعات و"التعدد الجيني" لاستكشاف المجتمعات الميكروبية
وتحديد ديناميكياتها في الجبن.
------------------
تنزيل الكتاب :
ليست هناك تعليقات: