استارتر ماست و نحوه عملكردآن
ماست شناخته شده ترين محصول تخميري توسط استارتر ماست و شير و محبوبترين آن در سراسر جهان است. ماست در كشورهاي اطراف مديترانه، آسيا و اروپاي مركزي بيشترين مصرف را دارد. قوام ، طعم و عطر آن از يك منطقه به منطقه ديگر متفاوت است.
در بعضي مناطق ماست به صورت يك مايع بسيار ويسكوز توليد ميشود، در حالي كه در ساير كشورها به شكل ژل نرم تر است. ماست همچنين به صورت دسر يا به عنوان نوشيدني به صورت يخ زده توليد مي شود. طعم و عطر ماست با ساير محصولات اسيدي شده متفاوت است و داراي مواد معطر فرار شامل مقادير كمي اسيداستيك و استالدهيد است. .
ماست به طور معمول به شرح زير طبقه بندي مي شود:
ماست قالبي
ماست همزده
ماست نوشيدني مثل دوغ
نوع منجمدماست تغليظ شده مثل لبنه
باكتري هاي اسيد لاكتيك مرسوم
باكتري هاي اسيد لاكتيك گروه اصلي ميكروارگانيسم ها هستند كه براي چندين دهه براي توليد شيرهاي تخمير شده با موفقيت مورد استفاده قرار گرفتند. اين ميكروارگانيسم ها متعلق به جنس هاي لاكتوكوكوس، لوكونوستوك، پديوكوكوس، استرپتوكوكس و لاكتوباسيلوس هستند و بر اساس مورفولوژي آنها به كوكسي ها و ميله اي ها، و با توجه به رشد بهينه مورد نياز آنها به استارتر كالچرهاي مزوفيل و ترموفيل تقسيم مي شوند كه مي توانند به ترتيب در دماي 20-30 درجه سلسيوس يا 37-45 درجه سلسيوس رشد كنند. اگرچه رويكرد مرسوم به تركيب ارگانيسم ها در يك استارتر كالچر مبتني بر دماي رشد مطلوب آنها است، اما رويكرد فعلي متفاوت است. بنابراين، در دسترس بودن استارتر كالچرهاي ليوفيليزه يا منجمد مستقيم (DVS يا DVI) در بازار، فرصتي را براي توليد كننده هاي شيرهاي تخمير شده براي مخلوط كردن انواع مختلف باكتريايي فراهم كرده است. به عنوان مثال:(الف) افزودن ميكروارگانيسم هاي پروبيوتيك به ماست و ساير محصولات لبني(ب) اختلاط ميكروارگانيسم هاي مزوفيلي در ماست براي تغيير ويژگي محصولج) استرپتوكوكس ترموفيلوس گاهي اوقات به استارتر كالچر خامه ترش اضافه مي شود و ويسكوزيته محصول را افزايش مي دهد. همين باكتري در طول توليد پنير چدار با گونه هاي لاكتوكوكوس مخلوط مي شود.تخميرماست با كالچرهاي زنده و فعال لاكتو باسيلوس دلبروكي زيرگونه بولگاريكوس و استرپتوكوكوس ترموفيلوس تهيه مي شود. استفاده از لاكتو باسيلوس بولگاريكوس و استرپتوكوكوس ترموفيلوس براي توليد ماست داراي سابقه تاريخي است، به اين دليل كه آنها غالباً از ماست طبيعي توليد شده توسط مردم بومي خاورميانه جدا شده اند. با اين حال، دلايل خوبي براي استفاده از اين دو ميكرو ارگانيسم وجود دارد. زيرا در هنگام رشد در شير اين دو باكتري به طور هم افزايي با هم تعامل دارند. سازمان غذا و داروي ايالات متحده (FDA) لازم مي داند كه اين دو اسيد لاكتيك باكتري خاص در محصولي كه ماست ناميده شود، وجود داشته باشد. اگرچه ممكن است كالچرهاي ديگري نيز به ماست اضافه شوند. در محيط شير، لاكتوباسيلوس و استرپتوكوكوس با هم وجود دارند و در يك رابطه پايدار كه به عنوان protocooperation نيز شناخته مي شوند، تعامل سودمندي دارند. protocooperation كه قبلاً به عنوان همزيستي بيوشيميايي تعريف شده بود، شامل تبادل متابوليت ها و يا عوامل محرك است. بيشتر سويه هاي استرپتوكوكوس نيازهاي غذايي كمتري دارند و از اين رو در شير ابتدا رشد مي كنند. در حقيقت استارتر ماست در اولين رشد نمايي استرپتوكوكوس رشد مي كند و هيچ رشدي از لاكتوباسيلوس مشاهده نمي شود. در فاز دوم، با شروع كاهش pH شير، رشد استرپتوكوكوس (تحمل اسيد كمتري) كند مي شود و چندين فاكتور رشد مانند فرمات، پيروات، فولات، CO2 و حتي برخي اسيدهاي چرب زنجيره بلند كه رشد بولگاريكوس را تحريك ميكند باعث رشد لاكتوباسيلوس (تحمل اسيد بيشتر) به صورت نمايي ميشود. لاكتوباسيلوس، به نوبه خود، پروتئازهاي ديواره سلولي و پپتيدازهاي سيتوپلاسمي كه كازئين را به پپتيدها هيدروليز مي كنند، متعاقباً به اسيدهاي آمينه تقسيم مي شود را آزاد مي كند. از آنجا كه سويه هاي استرپتوكوكوس فاقد پروتئازهاي خارج سلولي هستند، رشد آنها به وسيله آمينو اسيدهاي توليدي توسط لاكتوباسيلوس به صورت نمايي براي فاز دوم تحريك مي شود. در انتها رشد لاكتوباسيلوس در فاز سوم ادامه پيدا مي كند.
نتيجه كار استارتر ماست
نتيجه كاربردي هم افزايي اين است كه هر دو گونه به سرعت رشد مي كنند و بطور فعال لاكتوز را به اسيد لاكتيك متابوليزه مي كنند تا تخمير شير به ماست طي 3 تا 4 ساعت انجام شود. يك گونه به تنهايي ممكن است 12 تا 16 ساعت طول بكشد تا همان سطح اسيديته را توليد كند. ميكرو كلنيهاي هر دو گونه اسيد لاكتيك كافي توليد كرده اند تا باعث شود پروتئين اطراف آن منقبض شده و فضاي خالي ايجاد كند. علاوه بر اين، متابوليت هاي آزاد شده توسط اين دو گونه، عطر و طعمي به ماست مي دهند كه كاملاً متفاوت از هر شير تخمير شده ديگري است. استالدهيد در سطوح حداكثر 40 ميلي گرم بر ليتر مهمترين عنصر پروفايل عطر و طعم است، و مسير اصلي براي توليد آن توسط لاكتوباسيلوس دلبروكي و به ميزان كم ، استرپتوكوكوس ترموفيلوس از طريق تبديل ترئونين به گلايسين توسط ترئونين آلدولاز انجام مي گيرد. برخي از سويه هاي اين دو گونه استارتر ماست همچنين مي توانند سطح قابل توجهي از مواد پلي ساكاريد خارج سلولي مانند گلوكان ها يا پليمرهاي حاوي گلوكز، گالاكتوز و رامنوز را به عنوان قندهاي سازنده توليد كنند. حضور اين متابوليت ها به ميزان قابل توجهي ويسكوزيته و جذايبت آن براي مصرف كننده را افزايش مي دهد، اما عوامل مختلفي از جمله مقدار، تركيب و ساختار پلي ساكاريد و اسيديته شير، همگي بر خاصيت محصول نهايي اثرگذار هستند.
مكانيسم هاي دقيقي به وسيله پلي ساكاريدها از طريق استارتر كالچردنيسكو خواص ماست هاي مختلف را متفاوت مي كنند. در بعضي موارد، مواد به عنوان كپسول در اطراف سلول هاي باكتريايي باقي مي مانند. انواع ديگر پلي ساكاريد پلهايي را بين سلولها و پروتئين اطراف تشكيل مي دهد. علاوه بر اين، برخي از پليساكاريدها ممكن است در فاز سرم پراكنده شده و باعث ويسكوزيته شوند. بنابراين تعجبي آور نيست كه لاكتو باسيلوس بولگاريكوس و استرپتوكوكوس ترموفيلوس به طور گسترده به عنوان استارتر ماست در سراسر جهان استفاده شود.
منابع: Tamime, A. Y. (Ed.). (2008). Fermented milks. John Wiley & Sons.gy consultant Ayr, UK. (n.d.). Hill, A. R., & Kethireddipalli, P. (2013). Dairy products: cheese and yogurt. In Biochemistry of foods (pp. 319-362). Academic Press. Bylund, G. (2003). Dairy processing handbook. Tetra Pak Processing Systems AB.