فرآیند تولید ماست

ماست یکی از معروف ترین محصولات کشت داده شده شیر در تمام دنیا می باشد. ظاهراً موقعی که برای اولین بار در 5000 سال قبل از میلاد مسیح در بین النهرین بز، اهلی گردید، شیر این حیوان که در پوستۀ کدو در هوای گرم آن منطقه نگهداری می شده، تشکیل دلمه داده و از آن پس، تاریخ شاهد ساخته شدن این ماده غذایی بوده است. یک افسانه دیگر می گوید که ماست و کفیر در دامنه رشته کوه البروس در قفقاز به وسیله یک فرشته طبیعت پدید آمده است.

میکروارگانیسم هایی که به طور اتفاقی در داخل کوزه شیر، آن هم در یک دمای مناسب قرار گرفته بودند توانستند به شکل همزیستی به حیات خود ادامه بدهند. در جنوب دامنه کوه البروس، این میکروارگانیسم ها در شیر داخل کوزه یک صحرانشین در دمایی نسبتاً بالا حدود 45-40 درجه سانتی گراد جمع شده و اولین ماست تولید شد که آن را یوقورت (Yoghurt) نامیدند. گفته می شود که ماست عامل افزایش طول عمر انسان است.

در توليد ماست از استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسيلوس بولگاريکوس به عنوان استارتر يا مايه ماست استفاده مي شود. که درحرارت c45-40 رشد و لاکتوز را به اسيد لاکتيک تبديل مي کند. در توليد ماست 3-5/2 درصد مايه ماست به شير افزوده مي شود. مدت تخمير براي تبديل شير به ماست 5-2 ساعت و حرارت لازم براي رد استارتر c42 مي باشد.

براي توليد ماست ابتدا بايد چربي شير را استاندارد کرد. چربي استاندارد براي توليد ماست 3-5/2 درصد است و بهترين دما براي خامه گيري c50-45 مي باشد. چربي شير در تانک ذخيره 5/3 درصد است که بايد به حدود 3 درصد کاهش يابد. سپس محاسبه مي شود که چند تن شير را بايد چربي گيري کامل کرد و باقيمانده را به تانک بر مي گردانند تا چربي آن را به 3 درصد برساند.

پس از خامه گيري شير در دماي 50-45 درجه و استاندارد شدن چربي آن مرحله بالا بردن دانسيته آن انجام مي گردد. براي تهيه ماست دانسيته شير بايد حداقل 34 درصد باشد که براي اين کار از شير خشک بدون چربي به ميزان 5/1 درصد استفاده مي کنند. پس از کنترل دانسيته به وسيله آزمايشگاه شير در مخزن 20 تني ذخيره مي گردد.

براي پاستوريزه و هموژنيزه کردن شير ابتدا شير با آب کندانس تبادل حرارت کرده و دمايش به c60-50 مي رسد و در اين دما هموژنيزه مي گردد. سپس دماي آن در تبادل با بخار داغ به c90 رسيده و در مخزن هولدينگ با ظرفيت 10 تن به مدت 30-20 دقيقه نگهداري مي شود. سپس در تبادل با آب سرد دمايش c45-44 رسيده که بهترين دما براي مايه زني است. تانک مايه ماست داراي 2 همزن مارپيچ مي باشد .

هنگامي که شير عبور مي کند به وسيله يک لوله 3 درصد مايه ماست به آن اضافه شده و به دستگاه بسته بندي مي رود. در اين دستگاه يک سري پيستون ليوان ها را يکي يکي بر مي دارند و توسط يک پمپ خلا ذرات از داخل ليوان خارج مي شوند و ليوان ها در قالب گذاشته شده و به سمت جلو حرکت مي کنند و توسط قسمتي از دستگاه لبه به لبه قالب مي ايستد و به سمت پر کن مي رود. پس از پر شدن ليوان ها به گرمخانه رفته و در دماي c45 به مدت 3 ساعت باقي مي مانند و بعد از تشکيل ماست در اين مدت به سردخانه محصول با دماي c8-6 زير صفر رفته و به مدت 1 ساعت در آنجا مي ماند و سپس به سردخانه انبار با دماي c8-6 بالاي صفر مي رود.

در گرمخانه بوسیله فن های موجود گرما منتقل می شود همچنین داخل گرمخانه دارای کمي مرطوب است چون رطوبت به انتقال حرارت کمک مي کند. محصول آنقدر در گرمخانه مي ماند تا ph آن به 6/4 برسد. سردخانه داراي يک مبدل حرارتي است که با گاز آمونياک کار مي کند. اگر مايه کم زده شود مدت زمان بيشتري براي لخته شدن نياز دارد و بايد ماست مدت بيشتري در گرمخانه بماند و اگر مايه زياد باشد ماست مدت زمان کمتري براي تشکيل نياز دارد.

 انواع ماست :

الف – نوع ست (Set type)

نوعی ماست به هم نزده است که از فرآورده های شیر می باشد و باید بلافاصله پس از مایه زنی، بسته بندی شده و گرمخانه گذاری گردد.

ب – نوع همزده (Stirred type):

گرمخانه گذاری در داخل مخزن و خنک کردن  قبل از بسته بندی انجام می پذیرد. مخازن شیر پس از فرآیند حرارتی مقدماتی تا دمای مایه زنی و گرمخانه گذاری خنک شده و به وسیله پمپ به مخزن گرمخانه ای هدایت می گردد.  به طور همزمان یک حجم از قبل تدارک شده از کشت آغازگر ماست به داخل جریان شیر و مخزن وارد می گردد.

پس از پر شدن مخزن به مدت کوتاهی مایه و شیر را با هم مخلوط کرده و هم زده می شود تا از توزیع یکسان مایع در سرتاسر شیر داخل مخزن اطمینان حاصل گردد. در تولید این ماست زمان گرمخانه گذاری 3- 5/2 ساعت در دمای 43-42 درجه سانتی گراد با تلقیح مایه کشت (3-5/2 درصد تلقیح) معمول می باشد. کوتاه بودن زمان گرمخانه گذاری نشان دهنده تکثیر باکتری می باشد.

ج — نوع تغلیظ شده (Concentrated type)

در این نوع ماست، گرمخانه گذاری در داخل مخزن و تغلیظ کردن و خنک کردن قبل از بسته بندی انجام می گیرد به آن ماست چکیده لینه و لبنه نیز می گویند. در این نوع ماست مادۀ خشک محصول، پس از تخمیر افزایش داده شده و سرم شیر از لخته جدا می گردد.

عوامل مؤثر بر کیفیت ماست:

عوامل زیادی در تولید ماست با کیفیت بالا، دارای طعم و مزه مناسب ، ویسکوزیته و قوام مطلوب، ظاهر بدون آب انداختگی و ماندگاری طولانی دخالت دارند که عبارتند از :

انتخاب شیر :

شیری که برای تولید ماست از آن استفاده می شود باید از نظر کیفیت باکتریایی در سطح بالایی قرار داشته باشد و همچنین موادی که ممکن است باعث کندی فعالیت کشت ماست شوند را به همراه نداشته باشد. شیر نباید حاوی آنتی بیوتیک، باکتریوفاژ، محلول CIP باقیمانده از مواد شوینده باشد. کارخانه باید شیر مورد استفاده خود را از دامداری های مطمئن و مورد تأیید تهیه نماید و شیر بلافاصله در بدو ورود به کارخانه به دقت مورد آزمایش قرار گیرد.

استاندارد کردن :

معمولاً چربی و محتوی ماده خشک شیر بر اساس داده های WHO,FAO استاندارد می شود و بر حسب میزان چربی به صورت زیر طبقه بندی می گردد:

– ماست با چربی حداقل 3 درصد

– ماست نیم چرب (الف- حداکثر چربی کمتر از 3 درصد ب- حداقل چربی بیش از 5/0 درصد)

– ماست بدون چربی: حداکثر چربی 5/0 درصد

 ماده خشک :

بر اساس اصول استاندارد، حداقل ماده خشک بدون چربی بایستی 2/8 درصد باشد. افزایش ماده خشک کل به خصوص همراه با افزایش کازئین، جدا شدن سرم شیر (آب انداختن) را کاهش خواهد داد. راههای عمومی استاندارد کردن ماده خشک عبارتند از :

الف- تبخیر (20-10 درصد حجم شیر تبخیر شود)

ب- اضافه نمودن پودر شیر پس چرخ بیشتر از 3 درصد

ج- اضافه نمودن شیر تغلیظ شده

د- اضافه نمودن شیر بدون چربی تغلیظ شده به روش UF

افزودنی های شیر : 

اسیدیته ماست های تهیه شده با پودر آب پنیر بیشتر از شیرخشک بوده و این امر نیز مربوط به آبگیری بیشتر پروتئین های آب پنیر به دلیل خاصیت هیدروفیلی بیشتر پروتئین های آب پنیر در مقایسه با شیرخشک میباشد.

با افزودن پودر آب پنیر در نمونه های ماست، به علت وجود سیترات بیشتر (به عنوان پیش ساز دی استیل) همواره مقادیر دی استیل نمونه های ماست حاوی پودر آب پنیر بیشتر بوده و مقادیر بیشتر سیترات در پودر آب پنیر نسبت به شیر خشک به دلیل محلول بودن سیترات در آب و خروج آن از طریق آب پنیر در هنگام پنیر سازی میباشد . مقادیر دی استیل نمونه های ماست با افزایش درصد پودر آب پنیر افزایش میابد. استفاده از کنسانتره آب پنیر دمینرال اثرات مثبتی بر بافت و کاهش آب اندازی ماست و همچنین بهبود رشد و زنده مانی آغازگرهای ماست بویژه باکتری های پروبیوتیک در مدت نگهداری دارد.
نتایج نشان می دهد که به کار بردن پودر آب پنیر موجب افزایش تولید استالدئید و ویسکوزیته، کاهش سینرسیس و بهبود ویژگی های حسی می شود . افزودن پودرآب پنیر ، کازئین ، میزان پروتئین و ویسکوزیته را در ماست افزایش می دهد. افزایش ویسکوزیته در ماست با استفاده از کازئینات سدیم نسبت به شیر خشک بیشتر می باشد. در حضور چربی ها مقاومت حرارتی بعضی از باکتری ها افزایش می یابد. این پدیده گاهی به علت اثر محافظت کنندگی چربی میباشد و به نظر می رسد که با تاثیر مستقیم بر روی رطوبت سلول باعث افزایش مقاومت حرارتی میگردد. پروتئین ها در فرایند حرارتی اثر محافظت کنندگی بر میکروارگانیسم ها دارند. هر چه میزان پروتئن ماده غذایی بیشتر باشد مقاومت حرارتی آنها بالا می رود.
وجود قند در سوسپانسیون سبب افزایش مقاومت حرارتی میکروارگانیسم های موجود در آن میشود. این تاثیر به میزان زیادی مربوط به کاهش فعالیت آبی محیط از طریق افزایش غلظت قندها است. پروتئین های آب پنیر، از تعداد کم پروتئینهایی است که در PH پایین هم قابل حل هستند و این در سالادها و محصولات پرورده شده مثل ماست اهمیت دارد . پروتئین های آب پنیر با تشکیل غشاهای ظاهری موجود در اطراف گلبولهای روغن یا قطرات آب به عنوان یک امولسیون کننده عمل می کند تا از خمیر شدن ، به هم چسبیدگی و چرب شدن جلوگیری کند. پروتئین های آب پنیر دو بخش هیدروفوسیک و هیدروفیلیک دارد که باعث کاهش کشش و واکنش رابطهای امولسیون می شود.

از پایدار کننده ها و جوش شیرین به عنوان مواد افزودنی در تولید ماست استفاده می شود. ویتامین C نیز گاهی به عنوان یک ماده افزودنی به ماست اضافه می شود. از شیرین کننده ها می توان به ساکارز و گلوکز که به صورت تنها یا توأم با میوه به ماست اضافه می شوند اشاره کرد.  همچنین به جای مواد قندی برای کسانی که رژیم غذایی خاصی دارند (مانند افرادی که مبتلا به بیماری قند هستند) می توان از شیرین کننده هایی با ارزش غذایی صفر استفاده کرد.

پایدار کننده ها و کلوئیدهای آب دوست می توانند با آب پیوند حاصل نمایند. آنها با افزایش ویسکوزیته از جدا شدن سرم شیر در ماست جلوگیری می کنند. میزان و نوع پایدار کننده ها بستگی به تجربه تولید یک کارخانه دارد .

هواگیری :

مقدار هوای موجود در شیری  که برای تولید فرآورده های تخمیری به کار می رود باید تا حد امکان پایین باشد. چنانچه برای افزایش مقدار ماده خشک بدون چربی از پودر شیر استفاده شود حتماً مقداری هوا وارد شیر می شود که باید در مراحل بعدی به وسیله هواگیری خارج شود. وقتی محتوی MSNF به وسیله تبخیر افزایش داده می شود، خود به خود عمل هواگیری بخشی از این فرآیند خواهد بود. فواید حاصله از هواگیری :

-بهبود شرایط کار برای هموژن کننده 

– کاهش خطر رسوب بر روی سطوح داغ در ضمن فرآیند حرارتی 

– افزایش ویسکوزیته و پایداری ماست 

-حذف طعم های نامطبوع فرار 

 هموژن کردن :

پایداری و قوام خوب ماست با عمل هموژنیزاسیون حاصل می گردد. با افزایش فشار هموژنیزاسیون لخته نیز محکم تر می شود. شیر مورد استفاده برای تهیه ماست باید در حرارت 70- 55 درجه سانتی گراد و در فشار 200 بار هموژنیزه شود. یکنواخت کردن گویچه های چربی از جدا شدن چربی ممانعت نموده و در نتیجه بافت ماست را بهبود می بخشد.

 انتخاب کشت :

امروزه آزمایشگاه های تولید کننده کشت های باکتریایی، برای راضی کردن مشتری با به کارگیری روش های پیشرفته انواع مختلفی از مایه ماست را با طعم ویژه ویسکوزیته مختلف تولید می نمایند. از ویژگی هایی که در محصول نهایی وجود دارد می توان به موارد زیر اشاره کرد:

الف- ویسکوزیته بالا با محتوی استالدئید پایین و PH بالا

ب- ویسکوزیته پایین و محتوی استالدئید متوسط که برای ماست آشامیدنی مناسب است.

آماده سازی کشت:

شرایط کار در استفاده از مایه برای تولید ماست و تمام دیگر فرآورده های تخمیری شیر ایجاب می کند که حداکثر دقت و بهداشت به کار برده شود. امروزه مایه ها به صورت تغلیظ شده منجمد، خشک شده در انجماد و به صورت تجاری در دسترس قرار دارند. این کار نیاز به اتاق جداگانه تهیه کشت را منتفی می کند و آسانی مصرف و کم شدن هزینه عملیات و تجهیزات را به دنبال دارد.

بزرگترین پیشرفت در این زمینه روش تلقیح مستقیم مایه غلیظ به شیر است که باعث کاهش خطر آلودگی در مراحل تکثیر و بعد از آن می گردد.

عملیات حرارتی :

قبل از اینکه به شیر مایه زده شود به جهت نیل به اهداف زیر باید شیر حرارت داده شود:

-بهبود بخشیدن به ویژگی شیر به عنوان محیط کشت برای باکتری

– اطمینان از سختی لخته و در نتیجه قوام خوب محصول نهایی

– کاهش جدا شدن سرم در محصول نهایی

بهترین درجه حرارت 95-90 درجه سانتی گراد به مدت 5 دقیقه است که در این حرارت پروتئین های سرم شیر دناتوره شده و باعث بهبود بافت ماست می شود.

مشکلات تهیه ماست:

از جمله مهمترین مشکلات تهیه ماست می توان به چند مورد اشاره کرد:

الف- آب انداختن ماست

ب- رقیق بودن ماست

ج- کندی تولید اسید و عدم ایجاد عطر و طعم لازم.

آب انداختن ماست می تواند چند علت داشته باشد:

1-عدم کفایت حرارت پاستوریزاتور که موجب کاهش قابلیت پیوند پروتئین ها با آب می شود.

2- پایین بودن مواد جامد شیر که باعث کاهش استحکام دلمه می شود.

3- تولید اسید بیش از حد در نتیجه طولانی بودن زمان تخمیر

4- اگر ماست در فاصلۀ بین پایان تخمیر و سرد کردن، جابجا شود.

5- به هم خوردن تعادل نمکی شیر: مثلاً در برخی از فصول سال میزان کلسیم در شیر کمتر است و به همین خاطر کلرور کلسیم را به میزان 02/0 تا 04/0 درصد به شیر اضافه می کنند.کندی تولید اسید و عدم ایجاد عطر و طعم می تواند به علت عدم دقت در تکثیر میکروب های مایه ماست باشد. مثلاً ممکن است تعادل بین دو باکتری مایه ماست به هم بخورد، همچنین اگر شیر حاوی آنتی بیوتیک یا باکتریوفاژ باشد این مشکل ایجاد می شود. رقیق بودن ماست می تواند به علت پایین بودن مواد جامد شیر باشد که با افزودن شیر خشک بدون چربی می توان این مشکل را حل کرد. 

بررسی علل بادکردگی ظرف ماست

بادکردگی ماست می تواند چندین علت داشته باشد که سه مورد از آنها منشا میکروبی و یک مورد منشا غیرمیکروبی دارد.
مورد اول می تواند آلودگی شدید به کلی فرم ها باشد که با کشت ماست در محیط MCA  و یا  VRBA  قابل شناسایی می باشد. در حالت دوم آلودگی با مخمرها می تواند احتمال زیادی داشته باشد که با کشت در محیط  YGCA یا  DRBC  می توان پی به علت بادکردگی برد علاوه بر آن از روی طعم مخمری و الکل مانند ماست نیز می توان این نظریه را تقویت کرد. مورد سوم آلودگی به LAB  هتروفرمنتاتیو می باشد که می تواند در  اثر استفاده اشتباه از استارترها یا آلودگی فاژی اتفاق بیافتد که در این حالت تست کلی فرم و مخمر صد در صد منفی می باشد و تست شناسایی LAB  هتروفرمنتاتیو باید انجام گیرد.

روش ساده تر برای پی بردن به این نوع آلودگی استفاده از ماست دارای بادکردگی به عنوان مایه برای تلقیح نمونه شیر پاستوریزه یا استریل و سپس بررسی گازدار شدن آن می باشد. مورد چهارم وجود اختلاف فشار در محل بسته بندی و محل مصرف و عرضه محصول است که به ندرت اتفاق می افتد.

مراحل توليد ماست موسير:

ابتدا در درون مخزني به روش همزده تهيه مي شود و سپس به منظور آبگيري از آن وارد سپراتور مي گردد. از آب ماست بدست آمده براي توليد دوغ استفاده مي شود. به ماست آبگيري شده موسير و نمک اضافه مي گردد موسير مورد استفاده در اين کارخانه از شرکت گرانديس به صورت گرانولي خريداري مي شود. پس از کنترل موسير و نمک توسط آزمايشگاه ماست موسير در بسته بندي هاي 100، 150، 250 گرمي بسته بندي مي شود. درمورد ماست موسير آزمايشات کشت ميکروبي و تست بافت و طعم انجام مي گيرد ph اين محصول 2/3 و اسيديته آن 110 درجه دورنيک مطلوب است.