به طور کلی، در بسیاری از فرهنگ ها، مهارت تهیه محصولات لبنی تخمیری، ساورکراوت از کلم تخمیر شده، یا افزایش قابلیت هضم چغندر به عنوان غذای دام با استفاده از تخمیر (سیلاژ) برای صدها نسل منتقل شده است. در سال ۱۸۵۶، لویی پاستور با کشف باکتری های اسید لاکتیک، پایه و اساس بهره برداری تکنولوژیکی از این روش هاس سنتی را بنا نهاد. او دریافت که تخمیر اسید لاکتیک در فرآورده های غذایی، اسیدیته را تا حدود ۴ کاهش می دهد که از فساد مواد غذایی توسط اکثر میکروارگانیسم های دیگر جلوگیری می کند.
باکتری های اسید لاکتیک از نظر شکل ظاهری متفاوت هستند، اما بر اساس ویژگی های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی آنها را می توان به خوبی دسته بندی کرد: آنها گرم مثبت و بی هوازی اختیاری هستند (یعنی در نبود اکسیژن هم می توانند رشد کنند). اگرچه حاوی پروتئین های حاوی آهن مانند کاتالاز نیستند، اما می توانند در حضور اکسیژن رشد کنند. این باکتری ها لاکتوز را به گلوکز و گالاکتوز شکسته و این قندها را به اسید لاکتیک متابولیزه می کنند. لاکتوباسیل های “هموفرمنتاتیو” مانند استرپتوکوکوس پیوژنز، لاکتوباسیلوس کازئی و لاکتوککوس لاکتیس از هر مولکول گلوکز دو مولکول معادل اسید لاکتیک تشکیل می دهند، در حالی که لاکتوباسیل های “هتروفمنتاتیو” مانند لوکونوستوک مزنتروئیدس و لاکتوباسیلوس برویس فقط یک مولکول معادل اسید لاکتیک تولید می کنند.
اینکه چه مقدار اسید L-(+) لاکتیک (معمولاً ۵۰-۹۰٪)، اسید D-(-) لاکتیک یا اسید لاکتیک D,L تشکیل می شود، به وجود نوعی آنزیم به نام لاکتات راسمآز (lactate racemase) وابسته است که در گونه های مختلف باکتری متفاوت است. محصولات لبنی تخمیری علاوه بر اسید لاکتیک حاوی پروتئین های partially hydrolyzed (به طور جزئی هیدرولیز شده)، فاقد لاکتوز و دارای میکروفلور بی ضرر هستند؛ بنابراین آنها در رژیم غذایی انسان با ارزش تلقی می شوند.
فرآورده های لبنی تخمیری: فراتر از طعم خوب
در اروپا، مهمترین فرآورده های لبنی، شیر ترش و خامه ترش، ماست، کفیر و دوغ (با چربی کمتر از ۱ درصد) هستند. این محصولات می توانند از طریق آلودگی طبیعی شیر پاستوریزه نشده شکل بگیرند. اما در کارخانجات لبنی تجاری، آنها از شیر پاستوریزه شده با افزودن کشت های آغازگر تولید می شوند. تخمیر حاصل منجر به تشکیل اسید لاکتیک و اسیدی شدن به pH حدود ۴-۵ می شود. محصولات ماست با بیش از ۹۵ درصد اسید L-(+) لاکتیک، که به عنوان مثال با افزودن کشت های آغازگر لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و احتمالا همراه با لاکتوباسیلوس بیفیدوس (که در فلور روده نوزادان شیرخوار پیدا شده است) که کاملاً بی هوازی است، تولید می شوند، به ویژه برای دستگاه گوارش مفید و محرک سیستم ایمنی در نظر گرفته می شوند.
برخی نوشیدنی های تخمیر شده با لاکتوباسیل به دلیل فعالیت پروبیوتیکی برای سلامتی مفید تلقی می شوند. ویژگی دیگر تخمیر شیر، ایجاد طعم دهنده ها از طریق اثر پروتئازها و لیپازهای موجود در کشت آغازگر است. سویه های میکروبی با اهمیت ویژه برای این اثر، استرپتوکوک ها، لاکتوباسیل ها، لوکونوستوک و در برخی موارد، مخمرها هستند.
سبزیجات، میوه ها و آبمیوه های تخمیر شده با لاکتو:
نمونه های مهم این دسته شامل ساورکراوت (کلم ترش تخمیری یا پروبیوتیک) و خیارشور است. ساورکراوت سالانه به میزان چندین میلیون تن تولید می شود. فرآیند تولید معمولاً بر اساس تخمیر طبیعی نوارهای ریز خرد شده کلم در مخازن فولادی بزرگ یا خمره های چوبی (تا ۱۰۰ تن) است. فلور میکروبی به این ترتیب بسیار متنوع است و شامل اسید لاکتیک و سایر باکتری ها، مخمرها و کپک ها می شود. استفاده از کشت های آغازگر در حال بررسی است.
سایر نمونه های سبزیجات تخمیر شده با لاکتو عبارتند از: بورش (چغندر تخمیر شده؛ روسیه و لهستان)، گاری (ریشه های کاساوا له شده و تخمیر شده؛ غرب آفریقا) و کیمچی (کلم چینی یا تربچه تخمیر شده؛ کره). آبمیوه های سبزیجات تخمیر شده با لاکتو، ماندگاری بالایی دارند، سرشار از ویتامین ها و مواد معدنی بوده و به راحتی قابل هضم هستند. نمونه هایی از این نوع آبمیوه ها، آب گوجه فرنگی و هویج هستند.
خمیرترش بر خلاف آرد گندم، آرد چاودار (دانه ای با ظاهر شبیه گندم ولی کمی تیره تر) تنها در مقادیر pH پایین‌تر از ۴.۳ به طور قابل توجهی متورم می شود – که پیش نیاز تشکیل پوسته های الاستیک و قابل هضم نان های گندم و چاودار، نان های سبوس دار و نان های حاوی غلات کامل است. به همین دلیل، آرد چاودار به وسیله فرآیندی مبتنی بر فعالیت ترکیبی باکتری های اسید لاکتیک و مخمر نانوایی، به خمیر ترش با pH حدود ۴.۲ تبدیل می شود.
سیلاژ، غذای زمستانی تخمیر شده برای گاو است. معمولا از چغندر قند برای تهیه آن استفاده می شود. چغندرها در سیلوها یا توده هایی جمع آوری می شوند تا هوا از آنها خارج شود و منجر به تخمیر اسید لاکتیک گردد. اگر فرآیند تخمیر ناقص باشد و اسید لاکتیک به اندازه کافی برای کاهش pH به کمتر از ۵ تشکیل نشود، ممکن است کلستریدیوم ها یا مخمرها تشکیل شوند که کیفیت سیلاژ را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین، از کشت های آغازگر برای بهبود محتوای انرژی و پایداری سیلاژ استفاده می شود. اکثر سیلاژها حاوی باکتری بیماری زای روانگردان لیستریا مونوسیتوژنز هستند که می تواند در فریزر تکثیر یابد و بنابراین منجر به آلودگی فرآورده های غذایی مانند پنیرهای نرم، گوشت چرخ کرده و سالاد کلم حتی در صورت نگهداری در یخچال شود.
سعید کارگر
بیوتکنولوژیست و مدیر سایت بیوتکر
