الإنتاج الميكروبي للمواد المستحلبة واستخدامها في إنتاج بعض منتجات الألبان

الملخص العربي

لرسالة الدكتوراة / عبير السيد عبد الفتاح

تهدف هذه الدراسة إلى إنتاج المواد المستحلبة ميكروبياً كأحد المنتجات التي لها أهمية كبيرة في الصناعات الغذائية وذلك باستخدام بعض البيئات الصناعية.

 ولتحقيق هذا الهدف اشتملت الدراسة على  أربعة أجزاء هي:

الجزء الأول : انتخاب سلالات الخميرة لإنتاج المواد المستحلبة الداخلية والخارجية .

تم تنمية 11 سلالة من الخميرة في بيئة Modified Czapek,s yeast broth بنسب لقاح (2%) (حجم/حجم) على 25 م لمدة 72 ساعة لانتخاب أكثرهم قدرة على إنتاج مادة الإستحلاب.

وتتلخص النتائج المتحصل عليها في الآتي :

1 - جميع السلالات كانت لها القدرة على إنتاج مادة الإستحلاب الميكروبية.

2- وجد أن سلالةCandida utilis EMCC 120  أفضل في النمو وهى أكثر استفادة من استخدام الجلوكوز من سلالةSaccharomyces cerevisiae EMCC 69 كما أنها كانت أعلى إنتاجاً للمواد المستحلبة الخارجية.

3 - كما وجد أن سلالة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 أفضل فى النمو وهى أكثر استفادة من استخدام السكروز من سلالة Candida utilis EMCC 120 كما أنها كانت أعلى إنتاجاً للمواد المستحلبة الداخلية.

4 – أعطت السلالة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 أعلى إنتاج لمادة الاستحلاب الداخلية3.4)  جم / لتر) وCandida utilis  EMCC 120  وأعلى إنتاج لمادة الاستحلاب الخارجية (0.91جم / لتر) بالمقارنة بباقي السلالات.

5 – سجلت Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 أعلى نشاط استحلاب (93.3%) للمواد المستحلبة الداخلية ، وسجلت سلالة Candida utilis  EMCC 120 أعلى  نشاط  استحلاب لها (91.5) للمواد المستحلبة الخارجية.

الجزء الثاني : تحديد الظروف المثلى للتخمر لإنتاج مادة الاستحلاب الداخلية من سلالة  Saccharomyces cerevisiae EMCC 69، ومادة الاستحلاب الخارجية من سلالة 0 Candida utilis EMCC 12 .

أولا :  دلائل النمو والإنتاجية .

أ :  النمو ودلائل النشاط البيولوجية .

الغرض من هذا الجزء هو دراسة النمو والإنتاجية كدراسة استكشافية لاختبار القدرة على النمو فى بيئة Modified Czapek,s yeast broth تحتوى على سكر السكروز كمصدر للكربون بالنسبة لسلالة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 واختبار القدرة على النمو فى بيئة  Modified Czapek's yeast broth تحتوى على سكر الجلوكوز بالنسبة لسلالة  Candida utilis  EMCC 120 مع مقارنة الإنتاجية في هذه البيئات وتتلخص النتائج المتحصل عليها في الآتي :

1- ارتفع معدل النمو التخصصي وعدد الأجيال وزمن التضاعف التى تم تسجيلها لسلالة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 التي تنمو على بيئة Modified Czapek,s yeast broth تحتوى على سكر السكروز كمصدر للكربون وكان معدل النمو التخصصى مقداره 0.1609 / ساعة وعدد الأجيال 2.786 وزمن التضاعف 4.307 ساعة مقارنة باستخدام سكر الجلوكوز كمصدر للكربون حيث أعطت معدل نمو تخصصى مقداره 0.087 / ساعة وعدد الأجيال 7.97 وزمن التضاعف 1.505 ساعة.

2- وعلى العكس من ذلك فقد ارتفع معدل النمو التخصصى وعدد الأجيال وزمن التضاعف التي تم تسجيلها لسلالة  Candida utilis  EMCC 120 التى تنمو على بيئة Modified Czapek,s yeast broth تحتوى على سكر الجلوكوز كمصدر للكربون حيث كانت 0.644 / ساعة و 5.576 و 1.076 على التوالى مقارنة باستخدام سكر السكروز كمصدر للكربون حيث كانت 0.562 / ساعة و 4.866 و 1.233 ساعة على التوالى.

3 - كان أعلى معدل نمو للسلالةSaccharomyces cerevisiae EMCC 69 عند تنميتها على بيئة Modified Czapek,s yeast broth تحتوى على سكر السكروز كمصدر للكربون فى الفترة 60 إلى 72 ساعة تحضين.

4 - كان أعلى معدل نمو للسلالة Candida utilis EMCC 120 عند تنميتها على بيئة Modified Czapek,s yeast broth تحتوى على سكر الجلوكوز كمصدر للكربون فى الفترة 54 إلى 60 ساعة تحضين.

ب- الإنتاجية .

1 - كانت أعلى كمية منتجة من مادة الاستحلاب الداخلية هى 2.36جم/لتر عند تنمية سلالة  Saccharomyces cerevisiae EMCC 69على بيئة  Modified Czapek,s yeast brothعلى درجة حرارة 25 م.

2 - كانت أعلى كمية منتجة من مادة الاستحلاب الخارجية هى 3.18جم/لتر عند تنمية سلالة Candida utilis EMCC 120 على بيئة Modified Czapek,s yeast broth المحتوية على سكر الجلوكوز كمصدر للكربون على درجة حرارة 25 م.

ثانيا: الظروف المثلى للنمو و التخمير.

الغرض من هذا الجزء هو دراسة أهم العوامل المؤثرة على إنتاج مادة الاستحلاب الداخلية والخارجية بواسطة سلالةSaccharomyces    cerevisiae EMCC 69 وسلالةCandida utilis EMCC 120 للحصول على أعلى إنتاجية حيث تم دراسة درجات مختلفة من الـ pH ودرجات  حرارة مختلفة للتخمير ودرجات مختلفة من التقليب مع كميات مختلفة من اللقاح الداخلية والخارجية باستخدام بيئةModified Czapek,s yeast broth .

وتتلخص النتائج المتحصل عليها في الأتي :

1 . تم الوصول إلى أفضل إنتاجية لمادة الاستحلاب الداخلية (5.54جم/لتر) بواسطة سلالة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 عند pH 7 ودرجة حرارة تحضين 30 م ، ودرجة تقليب 200 لفة/ دقيقة مع استخدام نسبة تلقيح 5% لمدة 72 ساعة.

2 . كما وجد أن الظروف المثلى المستخدمة للحصول على أعلى إنتاجية   (3.18جم/لتر) من مادة الاستحلاب الخارجية المنتجة بواسطة سلالة Candida utilis EMCC هى pH 7 وودرجة حرارة تحضين 30 م ودرجة تقليب 400 لفة/ دقيقة مع استخدام نسبة تلقيح 3% لمدة 60 ساعة.

ثالثا: إنتاج مادة الاستحلاب الداخلية والخارجية باستخدام جهاز التخمير.

في هذا الجزء تم تطبيق أفضل المعاملات التي تم التوصل إليها لسلالة الخميرة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 وسلالة الخميرة Candida  utilis EMCC 120  وذلك لإنتاج مادة الاستحلاب الداخلية والخارجية(على التوالى) باستخدام جهاز تخمير سعته 14 لتر حتى يمكن التحكم فى الظروف القياسية لعملية الإنتاج حيث بلغ محصول مادة الاستحلاب الداخلية 6.4 جم/لتر و بلغ محصول مادة الاستحلاب الخارجية 3.2 جم/لتر.

الجزء الثالث: دراسة خصائص المواد المستحلبة الداخلية والخارجية المنتجة من الخمائر ودراسة خصائص المستحلبات المتكونة .

أولا: التركيب الكيميائى للمواد المستحلبة الداخلية والخارجية :

وجد أن محتوى المواد المستحلبة الداخلية والخارجية من البروتين والكربوهيدرات كانت متشابهة إلى حد كبير حيث يتراوح محتواها من البروتين (16-24%) ومن الكربوهيدرات (76 إلى 80%).

ثانيا: خصائص المستحلبات :

من خلال دراسة العوامل التكنولوجية المؤثرة على ثبات المواد المستحلبة الداخلية والخارجية اتضح ما يلى :

1. أن مادة الاستحلاب المنتجة من سلالةSaccharomyces cerevisiae EMCC 69 أعطت مستحلبا أكثر ثباتاً عن مادة الاستحلاب المنتجة من سلالة  Candida utilis EMCC 120للبسترة على 63 م لمدة 30 دقيقة ولثلاث دورات من التجميد على – 18 م لمدة 16 ساعة والتسييح على 32م لمدة 8 ساعات.

2. لا يوجد تأثير ملحوظ للتخزين على درجة حرارة الغرفة 25 م لمدة 15 يوم ، وكذلك التخزين على درجة حرارة 4 م لمدة شهر على المستحلبات المتكونة من كلا النوعين.

3. ثبات المستحلب على مدى واسع من الـ pH  2 إلى 11 و كذلك مع تركيزات مقدارها 1 إلى 5% من كلوريد صوديوم.

4. أظهرت مادة الاستحلاب الداخلية النقية المنتجة بواسطة سلالة Saccharomyces cerevisiae EMCC  69 قدرة عالية على استحلاب العديد من الزيوت النباتية وزيت الزبد حيث أعطت نشاط استحلابى مقداره 97% مع زيت جوز الهند و 93.3% لزيت الذرة و 91.6% لزيت عباد الشمس و 91 % لزيت الزبد.

5. أظهرت مادة الاستحلاب الخارجية النقية المنتجة بواسطة سلالة Candida utilis EMCC 120 قدرتها على استحلاب العديد من الزيوت النباتية وزيت الزبد حيث أعطت نشاط استحلابى مقداره 95% لزيت جوز الهند و92% لزيت الذرة وعباد الشمس و91% لزيت الزبد.

الجزء الرابع : استخدام مواد الاستحلاب الداخلية والخارجية في صناعة بعض منتجات الألبان.

أولا : فى الآيس كريم .

تم استخدام مادة الاستحلاب الداخلية والخارجية بتركيزات مختلفة بهدف تحسين خواص الآيس كريم الناتج. وقد أظهرت النتائج المتحصل عليها أن استخدام مادة الاستحلاب المنتجة بواسطة سلالة الخميرة  Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 أو المنتجة بواسطة سلالة الخميرة Candida utilis EMCC 120 بتركيز 2, % أعطت نتائج جيدة من حيث اللزوجة ونقطة التجمد كما عملت على زيادة نسبة الريع والقابلية للخفق وانعكس هذا على خواص الانصهار عند التحكيم الحسي أخذ أفضل الدرجات .

ثانيا : فىالقشدة المخفوقة .

تم استخدام مواد الاستحلاب الداخلية والخارجية في إنتاج القشدة المخفوقة.

عند صناعة القشدة المخفوقة وجد أن استخدام مادة الاستحلاب المنتجة من سلالة الخميرة  Saccharomyces cerevisiae EMCC 69  أو من سلالة الخميرة  Candida utilis EMCC120 بتركيز 3 , % أعطت نتائج جيدة من حيث اللزوجة والتى ساعدت على زيادة القابلية للخفق وزيادة نسبة الريع  وهذا انعكس على خواص الانصهار والحصول على أفضل الدرجات عند التحكيم الحسي لها.

لذلك توصى هذه الدراسة بالاتي  :

1 - إمكانية استخدام بيئة  Modified Czapek,s yeast broth في إنتاج مواد  الاستحلاب الخارجية والداخلية المنتجة بواسطة سلالة الخميرة  Candida utilis EMCC120 وسلالة الخميرة Saccharomyces cerevisiae EMCC 69  بتكلفة اقتصادية منخفضة مقارنة بالمستورد بالإضافة إلى أن اعتماد الصناعة على منتج محلى يحميها من تقلبات حركة  الأسواق العالمية والمحلية.

2- إمكانية استخدام مادة الاستحلاب الداخلية المنتجة بواسطة سلالة الخميرة  Saccharomyces cerevisiae EMCC 69 لإنتاج آيس كريم ذو صفات حسية جيدة عند إضافة مادة الاستحلاب الداخلية بتركيز 2 0.% إلى المخلوط المعد لتصنيع المثلجات اللبنية وهي أفضل نسبة للاستخدام في إنتاج الآيس كريم .

3- إمكانية استخدام مادة الاستحلاب الخارجية المنتجة بواسطة سلالة الخميرة  Candida utilis EMCC120 لإنتاج قشدة مخفوقة ذات قوام وتركيب جيد وصفات حسية جيدة وذلك عند إضافة مادة الاستحلاب الخارجية إلى القشدة بتركيز 0.3 %.