شركة چالتافارم لمنتجات الألبان والألبان (قسم التصدير)

يُستخدم مسحوق الحليب الخالي من الدسم منخفض الحرارة (SMP) بشكل متزايد في الإنتاج الصناعي للجبن الطبيعي، وذلك بفضل فوائده الوظيفية والميكروبيولوجية والاقتصادية. يستعرض هذا المقال الأسس العلمية وراء هذا الاتجاه، ويغوص في الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمسحوق الحليب منخفض الحرارة، كما يدرس تأثيره على جودة الجبن ومردوده والنشاط الميكروبي فيه، ويقيّم تطبيقاته العملية في تصنيع الجبن الحديث.

علاوة على ذلك، يتم إجراء تحليل مقارن بينه وبين مسحوق الحليب متوسط الحرارة وعالي الحرارة، مع مناقشة الجوانب المتعلقة بتخثر المنفحة، والتحلل البروتيني، وفقدان المصل (Syneresis). وأخيرًا، يتم تسليط الضوء على أساليب إعادة التكوين، وضبط الجودة، ودراسات حالة من ممارسات صناعية، لتقديم فهم شامل لهذا المكوّن الحيوي في صناعة الألبان.

مقدمة

تُعد صناعة الجبن الطبيعي من أكثر القطاعات تعقيدًا واعتمادًا على العلوم ضمن صناعة الألبان. ومع تزايد الطلب العالمي وتطور تقنيات المعالجة، أصبح لمكوّنات الألبان المعاد تشكيلها، ولا سيما مسحوق الحليب الخالي من الدسم منخفض الحرارة (SMP)، دورٌ متزايد الأهمية.
ويُعزى ذلك إلى أن هذا النوع من المسحوق، وبفضل تعرضه المحدود للحرارة أثناء عملية التجفيف، يحتفظ بالعديد من البروتينات الوظيفية الأصلية الضرورية لتحقيق مردود وجودة مثاليين في إنتاج الجبن.

تدرس هذه المقالة الجوانب العلمية والصناعية المتعددة الجوانب المتعلقة بدمج SMP منخفض الحرارة في إنتاج الجبن، وتقدم نظرة عميقة إلى تركيبها وتأثيراتها ومزايا الأداء.

فهم مسحوق الحليب الخالي من الدسم وتصنيفاته الحرارية

يُصنف مسحوق الحليب منزوع الدسم بناءً على شدة الحرارة المُطبقة أثناء إنتاجه:

مؤشر نيتروجين بروتين مصل اللبن منخفض الحرارة: ≤ 70 درجة مئوية (WPNI ≥ 6.0 ملغ/غ)

مؤشر نيتروجين بروتين مصل اللبن متوسط ​​الحرارة: 40-70 درجة مئوية (WPNI ≥ 1.5-5.9 ملغ/غ)

مؤشر نيتروجين بروتين مصل اللبن عالي الحرارة: ≥ 70 درجة مئوية (WPNI ≤ 1.5 ملغ/غ)

يُستخدم مؤشر نيتروجين بروتين مصل اللبن غير المُحَوَّل كمقياس لبروتين مصل اللبن غير المُحَوَّل، وبالتالي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالخصائص الوظيفية ذات الصلة بصناعة الجبن.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ SMP منخفض الحرارة

يحافظ مُحسِّن البروتين المُحسَّن (SMP) منخفض الحرارة على درجة أعلى من ذوبان البروتين ووظائفه البيولوجية:<

سلامة بروتين مصل اللبن: وجود أعلى من بيتا لاكتوجلوبولين وألفا لاكتالبومين غير المُحَلَّلين.

ثبات ميسيل الكازين: مُحسَّن لتخثر المنفحة.

توازن الكالسيوم والفوسفات: ضروري للتحكم في التآزر.

محتوى الدهون: عادةً أقل من 1.25%، مما يوفر قاعدة بروتينية نقية.

تدعم هذه العوامل مجتمعةً إعادة تكوين مصفوفة الحليب وتخثرها بشكل أفضل.

ديناميكيات إعادة التكوين والترطيب

يجب إدارة عملية إعادة تكوين الميسيلار المتجانس (SMP) على حرارة منخفضة بعناية لضمان ترطيب مثالي وتوزيع البروتين بشكل جيد:

درجة حرارة إعادة الترطيب: 35-45 درجة مئوية
طريقة التحريك: تحريك خفيف مع اضطراب شديد لمدة 20-30 دقيقة
مدة الترطيب: ساعتان إلى أربع ساعات على الأقل لتفكك البروتين بشكل كامل
يؤدي سوء إعادة التكوين إلى تكتل الميسيلار وتكوين خثارة غير متساوية.

1. دوره في تخثر المنفحة وتكوين الخثارة

كفاءة التخثر بالغة الأهمية في إنتاج الجبن، ويتفوق التخمير الدقيق للجبن (SMP) على درجة حرارة منخفضة في هذا الجانب:

يعزز نشاط إنزيم المنفحة بفضل الحفاظ على هياكل ميسيل الكازين.<

يحسن صلابة الهلام ويسرع وقت التجلط.

يوحد بنية الخثارة، مما يقلل من الخسائر الميكانيكية أثناء التقطيع.

يكون التأثير الإنزيمي على بروتين بيتا-كازين أكثر فعالية عندما تكون هياكل البروتين الأصلية سليمة، كما هو الحال في التخمير الدقيق للجبن (SMP) على درجة حرارة منخفضة.

2. التأثير على إنتاج الجبن وتركيبه

يرتبط استخدام SMP منخفض الحرارة بتحسين إنتاج الجبن:

زيادة احتباس الكازين والدهون

انخفاض تحلل بروتين مصل اللبن، مما يقلل من فقدان البروتين في مصل اللبن

زيادة صلابة الخثارة، وتقليل التآزر، وتحسين الاحتفاظ بالرطوبة

تشير الدراسات العلمية إلى زيادة في الإنتاج بنسبة 3-6% مقارنةً بـ SMP متوسط ​​أو عالي الحرارة.

3. التأثير على التحلل البروتيني ونضج الجبن

التحلل البروتيني ضروري لتطوير نكهة وملمس الجبن:

تتفاعل بروتينات مصل اللبن السليمة بشكل إيجابي مع مزارع البادئ والإنزيمات.
يؤدي إطلاق الببتيد المتوازن إلى تحسين النكهة.
يعزز التحلل البروتيني منخفض الحرارة التحلل المستمر للكازينات (خاصةً αs1-casein وβ-casein).
كما أن معدلات النضج أكثر قابلية للتنبؤ بفضل سلامة البروتين المتجانسة.

4. الاعتبارات الميكروبيولوجية والسلامة

تُشكل عملية التعقيم الحراري (SMP) منخفضة الحرارة تحديات في مجال التحكم الميكروبي نظرًا لانخفاض التعرض الحراري:

تتطلب معايير جودة صارمة للحليب الخام

البسترة بعد إعادة التكوين ضرورية

ارتفاع مخاطر الحمل الميكروبي مقارنةً بعملية التعقيم الحراري عالية الحرارة

مع ذلك، فإن الالتزام ببروتوكولات تحليل المخاطر ونقاط التحكم الحرجة (HACCP) وسلاسل التوريد المُراقبة يُخفف من هذه المخاطر.

مقارنة مع SMP متوسطة وعالية الحرارة

يوضح هذا المقارنة سبب تفضيل SMP ذات الحرارة المنخفضة في إنتاج الجبن الموجه نحو الجودة.

دراسات الحالة في التطبيقات الصناعية

المثال ١: جبنة جودة. أفاد مصنع هولندي بتحسن في صلابة الخثارة وزيادة في المحصول بنسبة ٤.٥٪ عند استبدال مسحوق الحليب الصناعي (SMP) متوسط ​​الحرارة بمسحوق الحليب الصناعي منخفض الحرارة.

المثال ٢: جبنة شيدر. حقق مصنع أمريكي يستخدم مسحوق الحليب الصناعي منخفض الحرارة لإعادة التشكيل جودة تقطيع أفضل وثباتًا في النكهة بفضل التحلل البروتيني المستمر.

المثال ٣: جبنة موزاريلا. مكّن مسحوق الحليب الصناعي منخفض الحرارة من تحسين خصائص قابلية التمدد والذوبان مقارنةً بخلطات الحليب الطبيعية.

الفوائد الاقتصادية واللوجستية

التخزين ومدة الصلاحية: يُمكن تخزين حليب الصويا المُصنّع لفترة أطول من الحليب السائل.

تكلفة النقل: أقل مقارنةً بنقل الحليب الخام.

التوحيد القياسي: سهولة التحكم في محتوى البروتين والمواد الصلبة.

المرونة: يُمكن استخدامه في المناطق التي تفتقر إلى الوصول المباشر إلى الحليب الطازج.

تجعل هذه العوامل حليب الصويا المُصنّع منخفض الحرارة خيارًا استراتيجيًا في عمليات صناعة الجبن حول العالم.

القيود والتحديات

على الرغم من مزاياها، هناك اعتبارات يجب مراعاتها:

تتطلب عملية إعادة التشكيل معالجة دقيقة.

عدم اتساق الجودة بين الموردين.

الاتجاهات والابتكارات المستقبلية

مُحسَّن بالإنزيمات: لتعزيز تخثر المنفحة
دمج الترشيح الفائق: لتخصيص خصائص البروتين
تطورات التجفيف بالرش: تحسين التحكم الحراري والاتساق
التركيز على الاستدامة: تقليل استهلاك الطاقة والتأثير البيئي في إنتاج مُحسَّن بالإنزيمات
ستعزز هذه الابتكارات دور مُحسَّن بالإنزيمات منخفض الحرارة في تصنيع الجبن عالي الأداء.

خاتمة

يُمثل مسحوق الحليب الخالي من الدسم منخفض الحرارة مُكوّنًا مُثبتًا علميًا ومفيدًا صناعيًا في إنتاج الجبن الطبيعي. فوائده جمة، بدءًا من تحسين تخثر المنفحة وزيادة المحصول، وصولًا إلى تحسين تطوير النكهة والمرونة الاقتصادية. إلا أن نجاح تطبيقه يتطلب معرفة تقنية بإعادة التكوين، ومراقبة النظافة، والسلوك الوظيفي. ومع استمرار قطاع الألبان في الابتكار، سيظل مسحوق الحليب الخالي من الدسم منخفض الحرارة عنصرًا أساسيًا في إنتاج جبن عالي الجودة يلبي توقعات المستهلكين ومعايير الكفاءة الصناعية.