فصل اول:
کلیات
۱-۱-۱-بیان مسئله:
اسید لاکتیک باکتری ها: باکتری های گرم مثبت، فاقد اسپور، با درصد GC پائین، به شکل میله ای یا کوکسی هستند. تحمل آن ها نسبت به pH پائین زیاد است. جنس های باکتری های اسید لاکتیک شامل: لاکتوباسیل، لوکونوستوک، بیفیدوباکتر، لاکتوکوکوس، استرپتوکوکوس و …… است.
اسیدلاکتیک باکتری ها به طور وسیع به عنوان سویه های استارتر برای تولید ماست، پنیر ، خمیر ترش و دیگر محصولات تخمیری ( خیار شور و سوسیس و …..) استفاده می شوند. فرایند تخمیر شیر به علت نیاز به حفظ کیفیت شیر خام انجام می گیرد ، زیرا در اثر آن فراورده ای بدست آمده که دارای عمر نگهداری بیشتری می باشد. فراورده های تخمیری شیر به ۲ گروه ماست و پنیر تقسیم می شود. بطور کلی ماست به فراورده ای اطلاق می گردد که از تخمیر شیر توسط استارتر های حاوی لاکتوباسیلوس بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس تولید شده باشد . در نتیجه فعالیت و تخمیر باکتری های استارتر در شیر موادی تولید می شود که به فراورده ی تخمیری اختصاصیت ویژه ای مانند اسیدیته pH، عطر، طعم و قوام می بخشد .

باکتریوفاژ : ویروس هائی هستند که به باکتری حمله می کنند و آنها را از بین می برند.
اثر باکتریوفاژ : باکتریوفاژها باعث مرگ استارترها ( آغازگر) در تخمیر یا به عبارت دیگر کاهش یا عدم فعالیت باکتری های تولید کننده ماست و پنیر می شوند و در نهایت تاخیر یا عدم تشکیل لخته در مرحله گرمخانه گذاری می شود و تولید محصولی با کیفیت بسیار پائین خواهد بود.
با توجه به این که روزانه چندین تن ماست و فراورده لبنی تولید می شود و به ازای هر بار فاژ زدگی مبالغ هنگفتی خسارت وارد می گردد علاوه بر آن دفع ضایعات حاصل از هر بار فاژ زدگی سبب آلودگی محیط زیست می شود لذا با انجام تحقیقات و شناخت به موقع فاژ زدگی و نوع آن ، ضمن افزایش راندمان تولید و کیفیت محصول در کارخانجات لبنی ، از خسارات ناشی از فاژ زدگی به کارخانجات جلوگیری کرد و مشکلات آلودگی محیط زیست را کاهش داد.
کنترل فاژ :
حضور فاژ در کارخانه های لبنی غیر قابل اجتناب است و از آنجایی که شیر به عنوان مهمترین و حساسترین ماده غذایی معرفی شده ، دائم در معرض آلودگی های مختلف بخصوص آلودگی با باکتریوفاژ می باشد . باکتریوفاژها از طریق هوا ، محیط یا ظروف آلوده به شیر منتقل شده و اختلالاتی در عمل انعقاد شیر در تولید ماست یا پنیر می نماید بنابراین استراتژیهایی برای کنترل فاژ طراحی شده تا هر چه بیش تر فاژها را ریشه کن کند.
چندین فاکتور برای سترون سازی باید در نظر گرفته شود : فعالیت آنتی میکروبیال ،کاربرد آسان ، قیمت پائین و همچنین فاقد هر گونه تاثیر منفی در محصول نهایی باشد.
پراستیک اسید اغلب بایو ساید موثری است در حالی که اتانول ، ایزوپروپانول و سدیم هیپوکلریت به طور معمول برای سطوح وظروف آزمایشگاه استفاده می شوند بر غیر فعال کردن فاژ موثر نیستند.۳ بایوساید وجود دارند که ۹۹% ذرات فاژ را غیر فعال کرده (آمونیوم کلراید ،کف آلکالین کلراید ،
ethoxylate non phenol ) امروزه مشکلاتی که باعث باقی ماندن آلودگی فاژ شده حرارت ناکافی وپراکندگی فاژ از طریق هوا است . پرتو UV روشی ایده آل برای محافظت هوای اتاق از وجود فاژ است و همچنین برای اینکه فاژ را در محیط کشت سیال غیر فعال کنند از این پرتو استفاده می شود . دوز UV کمتر از ۲ تا بیشتر از ۵۰ mJ/cm است.
فتوکاتالیز: خصوصیات فتوکاتالیکی Tio₂ بررسی شده است.Tio₂ اکسید فلزی است که برای ضدعفونی کردن استفاده می شود . خاصیت رسانایی Tio₂ باعث تولید مولکول های مختلف اکسید کننده می شود ( بصورت آنیون سوپر اکسیداز ، رادیکال هیدروکسید ) UV به تحریک بیشتر Tio₂ کمک می کند. در گذشته روش فتوکاتالیز تنها برای حذف باکتری ها، قارچ ها و اسپور آنها به کار رفته است ولی امروزه برای غیر فعال سازی ویروس ها نیز به کار می رود.
۱-۱-۲-ضرورت های خاص
امروزه با افزایش جمعیت و شرایط حاکم بر زندگی شهری، نیاز به تولید غذاها و محصولات فراوری شده بسیار چشمگیر می باشد. یکی از محصولاتی که تقاضای آن افزایش یافته، فراورده تخمیری از جمله ماست و پنیر است که تولید روز افزون آن از یک سو معضل فاژزدگی از سویه ی دیگر، کارخانجات لبنی را ملزم به انجام طرح هایی برای شناسایی هر چه سریعتر فاژها و کنترل معضل فاژزدگی و خسارات ناشی از آن ها نموده است.
۱-۱-۳- اهداف عملی
جداسازی فاژها از سوش های بومی لاکتوباسیل
بررسی نسبت آلودگی در استارترهای ایران
استفاده از سویه های غیر الوده به فاژ
اهداف کاربردی
تهیه استارتر کالچرهای بدون آلودگی
بررسی روش های کنترل آلودگی
۱-۱-۴-پرسش اصلی تحقیق
آیا محصولات لبنی بومی ایران آلوده به فاژ هستند؟
میزان آلودگی سویه های لاکتوباسیل مهم در صنایع لبنی چقدر است؟
۱-۱-۵-فرضیه ها
شیرخام یکی از منابع اصلی آلودگی فاژ است
سویه های بومی ایران حاوی فاژ هستند
فاژهای آلوده کننده باکتری های اسید لاکتیک باعث خسارت به صنایع تولید مواد لبنی می شوند
۱-۲- غذاهای تخمیری و تاریخچه بشریت
انسان های اولیه از غذاهای تخمیری به طور رایج استفاده می کردند. دلیل مصرف غذاهای تخمیری در بین انسان های اولیه به این خاطر بود که مواد غذایی خام خود به خود با قرار گرفتن در شرایط نامناسب نگهداری، دچار فرایند تخمیری می شدند. بطور مثال هنگامی که انسان های اولیه شیر حیواناتی چون گاو، گوسفند، بز یا شتر را می دوشیدند، اگر طی چند ساعت پس از دوشیدن آنها را مصرف نمی کردند، شیر ترش می شد، یا آب انگور یا میوه های دیگر نیز همانند شیر تنها برای چند روز حالت طبیعی و شیرین خود را حفظ می کردند و بعد از آن تبدیل به شراب می شدند. به علت طعم دلخواهی که این محصولات پیدا می کردند به طور رایج توسط انسان های اولیه استفاده می شدند. با اینکه احتمالا طعم غذاهای تخمیری در آن زمان (در مقایسه با زمان حال)، طعم دلخواهی نبوده ولی به این دلیل که ماندگاری شیر ترش شده، پنیر ، شراب و سایر غذاهای تخمیری از مواد اولیه خام بیشتر بوده در آن زمان مردم از این نوع غذاها استفاده می کردند. سال های زیادی سپری شد تا اینکه انسان های اولیه متوجه شدند که شرایط تولید ونگهداری غذاهای تخمیری به چه صورت بوده است. تولید غذاهای تخمیری اکثرا بر پایه تجربه صورت گرفته است و سال های زیادی طول کشیده تا مردم توانسته اند به غذاهای دلخواه برسند.
شروع فعالیت اولین صنایع کوچک تولید کننده غذاهای تخمیری به ۴۰۰۰-۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد به عنوان مثال مصری های باستان و بابلی ها در آن زمان به پخت نان و تولید شراب می پرداختند. به طور واضح مشخص است که شروع تمدن در مدیترانه، خاورمیانه و اروپا با تولید شراب، غذاهای تخمیری و نوشیدنی های تخمیری آغاز گردیده است. غذاهای تخمیری در چین ، ژاپن و خاور دور با غذاهای تخمیری مصرف شده در خاورمیانه بسیار متفاوت بوده اند ولی به طور همزمان در هر دو مکان غذاهای تخمیری توسعه یافته است.
با اینکه اولین تخمیرهای صورت گرفته غیر عمدی و به صورت اتفاقی بودند ولی انسان ها به تدریج یاد گرفتند که چگونه غذاهای تخمیری را تولید کنند.
غذاهای تخمیری در زمان امپراطوری رم توسعه ی فراوانی یافتند به طوری که در آن زمان با دسترسی به غذاهای خام جدید و تکنولوژی تازه که از مکان های جدید به دستشان رسید توانستند تولید این غذاها را توسعه بدهند.
غذاهای تخمیری به علت بالا بودن مدت ماندگاریشان در گذشته بین نیروهای زمینی و دریایی مصرف بالایی داشتند. به عنوان مثال شراب و آبجو به علت آلوده بودن آب مکان های دور و جنگی، بر آب ارجحیت داشت.
رابطه مستقیمی بین پیشرفت و توسعه ی بشریت و تمدن با پیشرفت تکنولوژی تولید غذای تخمیری وجود دارد توجه به این نکته جالب است که هر فرهنگ، تمدن و مذهبی غذاهای تخمیری مربوط به خود را دارد.
۱-۲-۱-خصوصیات غذاهای تخمیری:
غذاهای تخمیری جزء اولین غذاهای فراوری شده می باشند به طوری که قدمت آن ها به ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد و امروزه به عنوان غذاهای رایج مصرفی می باشند.
خواص غذاهای تخمیری:
۱-قابلیت نگهداری بالا
۲-ارزش تغذیه ای بالا
۳- خواص عملکردی افزایش یافته
۴- خواص ارگانولپتیک افزایش یافته
۵- منحصر به فرد بودن
۶- افزایش ارزش اقتصادی
۱-۲-۱-۱- نگه داری:
یکی از دلایل مصرف و تولید غذاهای تخمیری در گذشته بالا رفتن قابلیت نگه داری غذا بوده است. به طوری که ماده غذایی خام مانند شیر یا گوشت باید سریع به مصرف برسند در غیر این صورت فاسد می گردند. در برخی موارد از تکنیک های دیگری چون دودی کردن ماده غذایی یا افزودن نمک استفاده می گردید اما تکنیک های نام برده در جهت نگه داری تمام مواد خام قابل استفاده نبودند. مساله نگه داری امروزه نیز بسیار قابل توجه است به طوری که از کشت های میکروبی خاص که قابلیت تولید ترکیبات ضد میکروبی دارند استفاده می گردد تا امنیت غذایی و کیفیت غذاهای تخمیری بالا رود.
۱-۲-۱-۲-تغذیه:
غذاهای تخمیری از نقطه نظر تغذیه ای نیز قابل توجه اند به طوری که مشخص شده که مصرف غذاهای تخمیری مانند ماست باعث بالا رفتن سلامت انسان می شود.
شیر به طور مایع در بسیاری از نقاط جهان به خصوص آسیا و آفریقا به راحتی قابل استفاده نیست، قبل از اینکه شیر های بدون لاکتوز تولید شود بدن بسیاری از افراد قابلیت تولید آنزیم بتاگالاکتوزیداز جهت هضم قند شیر را نداشت و در نتیجه آنها نمی توانستند از شیر استفاده کنند. تخمیر شیر و تولید ماست باعث برطرف شدن این مشکل می شود به طوری که علاوه بر بهره وری این افراد از مغذی های شیر مانند کلسیم، پروتئین و ویتامینB، میکروارگانیسم های موجود در ماست خواص درمانی هم دارند و باعث تقویت جمعیت میکروبی سیستم گوارشی می شوند.
۱-۲-۱-۳- عملکرد:
خواص غذاهای تخمیری و عملکرد آنها در بدن از مواد خام اولیه آنها بسیار متفاوت می باشد.
۱-۲-۱-۴- خواص ارگانولپتیکی:
عطر و طعم غذاهای تخمیری از ماده خام اولیه آنها بسیار متفاوت است. عطر، طعم، مزه و بوی پنیر نسبت به شیر بسیار متفاوت می باشد.
۱-۲-۱-۵- منحصر به فرد بودن:
بجز چند مورد استثناء امکان تولید محصولات تخمیری بدون انجام فرایند تخمیر وجود ندارد. بطوریکه تولید شراب، پنیرهای رسیده، سالامی و شوریجات تنها و تنها با فرایند تخمیر امکان پذیر است. نه تنها باید فرایند تخمیر انجام گیرد بلکه شرایط و مکان تولید تخمیر نیز بسیار مهم است. به طور مثال تولید پارمزان تنها در نقطه ای از ایتالیا صورت می گیرد و تحت شرایط خاص باید این پنیر رسیده شود.