أهمية التأثير البكتيري المضاد لبروتين مصل اللبن في صناعة اللحوم
كتب: د/ جمال عبد اللطيف عمران
باحث ميكروبيولوجي
بمعهد بحوث الصحة الحيوانية – فرع سوهاج -مركز البحوث الزراعية – مصر
أهمية التأثير البكتيري المضاد لبروتين مصل اللبن في صناعة اللحوم
تعتبر اللحوم ومنتجاتها إحدى المصادر الرئيسية للعديد من العناصر الغذائية في غذاء الإنسان وخاصة البروتين، وفي الوقت نفسه تعتبر وسطا” خصباً لتكاثر الكائنات الحية الدقيقة مما يجعلها إحدى اسباب التسممات الغذائية. تعتمد الوقاية من مسببات الامراض المنقولة بالغذاء على مراعاة كل قواعد النظافة والتطهير والالتزام بها في جميع مراحل الإنتاج ووصولها إلى المستهلك.
تفسد اللحوم إذا لم يتم حفظها بشكل صحيح، وعادة ما تفسد بسبب التلوث الناتج عن الآفات والكائنات الحيّة الدقيقة أو الأحياء المجهرية. وتشمل الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والفُطُريات والخمائر. كما تَفْسُد عندما يتضاعف عدد هذه الكائنات الحية الدقيقة بسرعة كبيرة بحيث تُسَبِّب تغيرًا في خواصها الحسية كاللون والطعم والرائحة، كما انها تنتج غازات وبعض الموادّ الكيميائية الأخرى. وبعض هذه المواد قد يكون سام للإنسان إذا تناوله.
ويعتبر استخدام بروتين مصل اللبن Whey Protein هو أحد الاتجاهات الحديثة والتي استخدمت في حفظ اللحوم وذلك لأنها تعتبر مضاد قوى للميكروبات ولها مميزات كثيرة في حفظ اللحوم. الميزة الاكبر هي تثبيط نشاط المسببات المرضية و كونه أقل تأثير علي البيئة و المستخدمين بسبب خلوه من المواد الكيماوية كما تعتبر طريقة جديدة للمعاملة لما لها من تأثير مفيد علي الحالة الصحية. كما تعتبر مؤكسدًا قويًّا جداً يقتل جميع أنواع الجراثيم.
يعد تدوير المخلفات الصناعية مثل (بروتين مصل اللبن Whey Protein ) وإعادة استخدامها في بعض الصناعات بات من سمات التقدم في كثير من دول العالم للحفاظ علي البيئة وقد لاقت بروتينات الشرش اهتماماً كبيرا وأصبحت جزءاً من صناعة اللحوم في كثير من الدول حيث تستخدم كإحدى مكونات الغذاء الوظيفي وتعتبر من الاتجاهات الحديثة في مجال تصنيع الغذاء لرفع القيمة الغذائية وإمداد الغذاء بعديد من الخواص الحسية الاساسية التي تحسن من خواص المنتج. ولذلك فقد تم استخدامها في أغذية الأطفال والرياضيين ورجال الفضاء وأغذية الصحة الخاصة والمشروبات الطبية وأيضاً الأغذية المنخفضة في الدهن كإحدى مكونات الأغذية الوظيفية Functional food والتي لها القدرة علي معالجة أو الحد أو منع انتشار الأمراض. وتمثل بروتينات الشرش 20% من بروتينات اللبن الكلية وتعرف بأنها المادة المتبقية من الشرش بعد إزالة المكونات غير البروتينية.
وقد تطورت تكنولوجيا تحضير بروتينات الشرش في السنوات الأخيرة نتيجة استخدام طرق الترشيح الفائق والتبادل الأيوني. وتتميز بروتينات الشرش باحتفاظها بمكوناتها وطبيعتها التي تنتج عليها وهي تنتج في عدة صور.
1- مركز بروتين الشرش ويكون عدة أنواع حسب نسبة البروتين ويشمل :-
– مركز بروتين الشرش 35 % بروتين يماثل في تركيبه اللبن الفرز المجفف فيما عدا نوعية البروتين.
– مركز بروتين الشرش 55 -60 % بروتين.
– مركز بروتين الشرش 70- 80 % بروتين
– مركز بروتين الشرش 90 % بروتين.
2- شقوق بروتينات الشرش حيث يمكن عمل تجزئة لبروتينات الشرش.للحصول علي مكونات بروتينات الشرش كلاً علي حدي فقد أمكن فصل البيتالاكتوجلوبيولين والفالاكتاالبيومين والاكتوفرين لاستخدمها في الأغراض الغذائية والطبية.
-وبصفة عامة يختلف تركيب بروتينات الشرش حسب نوع الشرش المستخدم سواء شرش حامضي أو شرش حلو .وتتكون بروتينات الشرش من البيتالاكتوجلوبيولين والفالاكتاالبيومين والبيومين سيرم الدم وجلوبيولينات المناعة وبعض المكونات الصغرى مثل الاكتوفرين ولاكتوبيروكسيديز و ليزوزيم وعوامل نمو.
ما هو بروتين مصل الحليب (Whey Protein)
هو بروتينٌ يُستخرجُ من مصلِ الحليب، وهو الجزءُ المائيّ من الحليبِ البقريّ الذي يُفصَلُ عن الخَثرةِ المُتجبّنةِ بعدَ مرحلةِ تصنيعِ الجبنِ واستخلاصِ الدّهون. وهو السائل الناتج من الحليب والذى يحتوي على 65 جم جوامد كلية لكل لتر ومعظم هذه الجوامد (70-80%) عبارة عن لاكتوز كما توجد بروتينات بنسبة تصل الى 9 % (لون الشرش أصفر مخضر نتيجة لوجود بروتينات الشرش و الريبوفلافين) ويُستخدمُ بروتينُ مصلِ الحليب لرفعِ مستوى البروتينِ في محتوى الموادِ الغذائيةِ، وتحسينِ الأداءِ الرياضيّ، كما يُستخدمُ كمُكمّلٍ غذائيٍّ، وبديلٍ عن الحليبِ لدى الأشخاصِ الّذينَ يعانون من عدمِ تحمّلِ اللاكتوز، وفي تغذيةِ مرضى الربو، وارتفاعِ الكوليسترولِ والسمنةِ وفقدانِ الوزن، ومنعِ الحساسيّةِ لدى الرّضع، وفي المراحلِ المُتأخّرةِ لبعضِ حالات السرطانِ، وخاصةً سرطانِ القولون. إضافةً إلى ذلك، يُستخدمُ مصلُ الحليب لعكسِ فقدانِ الوزن، وزيادةِ الغلوتاثيون GSH عند الأشخاصِ الذين يعانونَ من فيروسِ نقصِ المناعةِ البشريّةِ HIV.
يباعُ بروتينِ مصلِ الحليب تجارياً على شكلِ مسحوقٍ (بودرة)، وبنكهاتٍ مختلفةٍ. ويتميّز بروتينُ مصلِ اللبن باحتوائِهِ على مجموعةٍ من المركباتِ النشطةِ بيولوجياً،.
يتمتع شرش اللبن بقيمة غذائية عالية جدًا، وهو أحد أفضل المصادر الغذائية للبروتين عالي الجودة، بالإضافة إلى أنه سهل الهضم للغاية، ويتم امتصاصه بسرعة مقارنة بالبروتينات الأخرى..
ما هي أنواعُ بروتينِ مصلِ الحليب ؟
وبصفة عامة يختلف تركيب بروتينات الشرش حسب نوع الشرش المستخدم سواء شرش حامضي أو شرش حلو .وتتكون بروتينات الشرش من البيتا لاكتوجلوبيولين والفا لاكتاالبيومين والبيومين سيرم الدم وجلوبيولينات المناعة وبعض المكونات الصغرى مثل الاكتوفرين ولاكتوبيروكسيديز و ليزوزيم وعوامل نمو . يمرُّ بروتينُ مصلِ الحليب بعدّةِ مراحلَ لتصفيةِ وإزالةِ النشويّاتِ والدّهونِ والّلاكتوز (سكر الحليب) والشّوائبِ من الحليب. وبحسبِ هذه المراحلِ، يمكنُ تقسيمُهُ إلى ثلاثةِ أنواعٍ أساسيةٍ هي:
1- بروتينُ مصلِ الحليب المركّز Whey Protein Concentrates: ويحتوي على اللاكتوزِ (بنسبةِ 4-8%) وبعضِ الدّهونِ، وتتراوحُ نسبةُ البروتين من 29٪ إلى 89٪ وذلك اعتماداً على نوع المنتج (إلّا أنها غالباً ما تكونُ بنسبةِ 80%). ويُستخدمُ هذا النوعُ عادةً على شكلِ مشروبٍ بروتينيّ أو ألواحٍ بروتينية، كما يدخلُ في صناعةِ الحلوياتِ والمخبوزات وحليب الأطفال وغيرها من المنتجاتِ الغنيّةِ بالقيمة الغذائيّة.
2- بروتينُ مصلِ الحليب المعزول Whey Protein Isolates: يحتوي على الحدِّ الأدنى من الدهونِ والكوليسترولِ واللاكتوز، لذا فهو بديلٌ جيدٌ للحليبِ لمن يعاني من عدمِ قدرةِ تحمّلِ اللاكتوز، كما يحوي 90٪ إلى 95% من البروتين. ولكنّ هذا النوعَ يكونُ أغلى ثمناً بسببِ محتواه الأعلى من البروتينِ. ويُستخدمُ في منتجاتِ مكمّلاتِ البروتينِ والمشروباتِ البروتينيّةِ وألواحِ البروتين وغيرها من المنتجاتِ الغنيّةِ بالقيمة الغذائيّة.
3- بروتينُ مصلِ الحليب المُحلَّلُ جزئياً بالماء Whey Protein Hydrolised: يتمُ تفكيكُهُ جُزئياً فيما يشبهُ عمليةَ هضمٍ جزئيةٍ حتى يصبحَ أسهلَ هضماً وأسرعَ امتصاصاً. وغالباً ما يُستخدمُ في تطبيقاتِ التّغذيةِ السّريرية لسهولةِ امتصاصِهِ. ويكثُرُ وجودهُ في حليبِ الأطفالِ والمنتجاتِ الخاصّةِ بالرياضيّين ومنتجاتِ التغذيةِ الطبيّة.
هنالك عدة طرق لحفظ اللحوم وهي وإن اختلفت إلا أنها تستهدف تهيئة الظروف غير الملائمة لنمو الأحياء المجهرية وتزنخ الدهون وتحلل البروتين وبالتالي التقليل من فساد اللحم.
عند تقييم أي طريقة من طرق حفظ اللحوم يجب الاخذ في الاعتبار ما يلي :-
1 -تأثير الطريقة المستخدمة على نوعية المنتج وخصائصه
2 -مشاكل التوزيع والتسويق والحفظ والتداول
3 -الضرر الصحي للمستهلك الناتج عن تواجد تلك الأحياء المجهرية و كذلك الضرر الاقتصادي الناتج عن الفساد
4 -فترة الحفظ الممكنة لكل منتج طبقا” لما أقرته المواصفات القياسية المحلية و الدولية.
فوائد استخدام بروتين مصل الحليب (Whey Protein) في صناعة اللحوم
تمتلك بروتينات الشرش العديد من الصفات التي تؤدي لتحسين خواص المنتج وانتاجه بصورة أفضل وبعض هذه الصفات الوظيفية الآتي: –
1- لها القدرة علي تثبيط العدوي البكتيرية و الفيروسية إلي جانب خواصها المضادة للكائنات الدقيقة الممرضة ويرجع هذا التأثير إلي ما تحتويه من بروتينات وقائية مثل اللاكتوفيرين والببتيدات المشتقة منها واللاكتوبيروكسيديز .
2- تشجع نمو البكتريا المفيدة في الجهاز الهضمي وهذه المواد تشجع حدوث التخمرات المرغوبة في القولون ويطلق عليها Prebiotic وتوفر بيئة غير مناسبة للبكتريا الضارة مما يقلل الإصابة بسرطان القولون وتحسين وظائف الجهاز الهضمي وتحسن من امتصاص المعادن .
3-لها خواص مضادة للأكسدة Antioxidant حيث تعمل على تثبيط الأصول الحرة وبالتالي تحمي الجسم من الأمراض مثل السرطان وأمراض القلب ومشاكل العيون وتلف القرنية –وأمراض المناعة وأمراض الجهاز العصبي وغيرها من الأمراض الخطيرة كذلك تؤخر من ظهور الشيخوخة.
4- قدرتها علي ربط الماء ..كثير من التطبيقات الغذائية للبروتين تعتمد علي قدرتها علي ربط الماء ولذلك أمكن استخدام بروتينات الشرش بنجاح في صناعة اللحوم ومنتجاتها ….حيث تساهم بروتينات الشرش في بعض الخواص الريولوجية والقوام.
5- لها قابلية لتكوين الهلام أي القدرة علي حجز الماء والدهون والمواد الأخرى وبالتالي تؤثر في تكوين القوام والتركيب للمنتج بالإضافة لتأثيرها علي الخواص الحسية لهذه المنتجات.
6-تحتوي بروتينات الشرش على جميع الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة لغذاء الإنسان خلال مراحل عمره المختلفة حيث إن قيمتها الحيوية تفوق بروتينات البيض وهو البروتين القياسي.
7-مصدر جيد للأحماض الأمنية مثل ليوسين وأيزوليوسين والفالين وهذه الأحماض تساعد على تخليق البروتين في العضلات لذا تستخدم في أغذية الرياضيين.
8- مصدر جيد للحامض الأميني التربتوفان والذي يعمل علي تنظيم الشهية ومعدلات النمو والإحساس بالألم.
9- لها خواص مضادة للأورام السرطانية ويعزي هذا التأثير إلي احتوائها علي الأحماض الأمينية الكبريتية حيث تدخل هذه الأحماض في تخليق الجلوتاثيون وبالتالي يتحكم في مستوي الجلوتاثيون الخلوي وهذا يقلل من مخاطر كثير من الأمراض والتي تشمل السرطان وتصلب الشرايين.
الخلاصة:
تؤكد كافة الدراسات البحثية ان استخدام بروتين مصل اللبن Whey Protein بمفرده أو بالاقتران مع تقنيات أخرى أظهرت نتائج واعدة في التحكم في نمو الميكروبات في اللحوم و منتجاتها وتحسين مدة الصلاحية حيث تقلل بشكل كبير من عدد الميكروبات. لذا ينصح باستخدام بروتين مصل اللبن Whey Protein كبديل آمن للمواد الحافظة الكيميائية بشكل موسع في مجال صناعة اللحوم من أجل تحسين جودتها وسلامتها و إطالة فترة صلاحيتها و من ثم الحفاظ علي صحة و سلامة المستهلك . كما يمكن أن يعزز بروتين مصل اللبن Whey Protein بالاتحاد مع الأحماض العضوية في القضاء على شريحة كبيرة من الميكروبات أو تثبيطها باستخدام آليات مختلفة. كما يمكن استخدام بروتين مصل اللبن Whey Protein EW بشكل أساسي في معالجة اللحوم لمنع أو قتل الميكروبات الموجودة بعد المعالجة الأولية للحفاظ على جودة و صلاحية اللحوم و حماية المستهلك و تعزيز الصحة العامة.
المراجع:
Badpa Abdolghafour and Ahmad Saghir (2014): Effect of whey protein concentrate on quality and shelf life of buffalo meat emulsion sausage. Sch J Agric Vet Sci 2014; 1(4):201-210.
Chollakup, R.; Pongburoos, S.; Boonsong,W.; Khanoonkon, N.; Kongsin, K.; Sothornvit, R.; Sukyai, P.; Sukatta, U.; Harnkarnsujarit, N.(2020): Antioxidant and antibacterial activities of cassava starch and whey protein blend films containing rambutan peel extract and cinnamon oil for active packaging. Lwt 2020, 130, 109573.
Maria Tsironi, Ioanna S. Kosma and Anastasia V. Badeka (2022): The Effect of Whey Protein Films with Ginger and Rosemary Essential Oils on Microbiological Quality and Physicochemical Properties of Minced Lamb Meat. Sustainability 2022, 14, 3434. https://doi.org/10.3390/su14063434
Xu, Y.P.; Wang, Y.; Zhang, T.; Mu, G.Q.; Jiang, S.J.; Zhu, X.M.; Tuo, Y.F.; Qian, F. (2021): Evaluation of the properties of whey protein films with modifications. J. Food Sci. 2021, 86, 923–931.
شارك هذا الموضوع :
