دپارتمان صادرات لبنیات و پودرهای لبنی چالتافارم

پودر شیر خشک بدون چربی (Low-heat SMP) به دلیل مزایای عملکردی، میکروبیولوژیکی و اقتصادی، به‌طور فزاینده‌ای در تولید صنعتی پنیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقاله به بررسی علمی دلایل این روند پرداخته و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی این نوع پودر را بررسی می‌کند. همچنین تأثیر آن بر کیفیت پنیر، بازدهی تولید و فعالیت‌های میکروبی را مورد ارزیابی قرار می‌دهد و کاربردهای عملی آن را در تولید پنیر تشریح می‌کند.

در ادامه، مقایسه‌ای میان پودر شیر خشک بدون چربی LH با شیر خشک بدون چربی MH و HH صورت می‌گیرد و موضوعاتی مانند انعقاد با مایه پنیر، پروتئولیز و آب‌اندازی (Syneresis) به‌طور دقیق بررسی می‌شوند. در نهایت، کنترل کیفیت، روش‌های بازسازی پودر و نمونه‌های موردی از کاربردهای صنعتی، درک جامعی از این ماده لبنی را ارائه می‌دهند.

 مقدمه

تولید پنیر طبیعی همچنان یکی از پیچیده‌ترین بخش‌های صنعت لبنیات است. با افزایش تقاضای جهانی و پیشرفت‌های فناوری‌های پردازش، نقش مواد اولیه لبنی بازسازی‌شده، به ویژه پودر شیر بدون چربی LH، به طور فزاینده‌ای برجسته شده است. پودر شیر بدون چربی با حرارت پایین، به دلیل فرآوری حداقلی در حین خشک شدن، بسیاری از پروتئین‌های عملکردی طبیعی که برای تولید و کیفیت بهینه پنیر ضروری هستند، را حفظ می‌کند.

این مقاله به بررسی جنبه‌های علمی و صنعتی مختلف استفاده از SMP با حرارت پایین در تولید پنیر می‌پردازد و نگاهی عمیق به ترکیب، تأثیرات و مزایای عملکردی آن دارد.

آشنایی با پودر شیر بدون چربی و طبقه‌بندی‌های حرارتی

پودر شیر بدون چربی بر اساس شدت حرارتی که در طی تولید به آن اعمال می‌شود، طبقه‌بندی می‌شود:

1. SMP با حرارت پایین: ≤ 70°C اندیس نیتروژن پروتئینی آب پنیر (WPNI ≥ 6.0 میلی‌گرم/گرم)

2. SMP با حرارت متوسط: 40–70°C  اندیس نیتروژن پروتئینی آب پنیر (WPNI بین 1.5 تا 5.9 میلی‌گرم/گرم)

3. SMP با حرارت بالا: ≥ 70°C  اندیس نیتروژن پروتئینی آب پنیر (WPNI ≤ 1.5 میلی‌گرم/گرم)

شاخص Whey Protein Nitrogen Index (WPNI) WPNI به عنوان معیاری برای پروتئین آب پنیر دناتوره نشده عمل می‌کند و بنابراین مستقیماً با خواص عملکردی مرتبط با پنیرسازی در ارتباط است.

خواص فیزیکوشیمیایی SMP LH

شیر خشک بدون چربی با حرارت پایین، درجه بالاتری از حلالیت پروتئین و عملکرد بیولوژیکی را حفظ می‌کند:

یکپارچگی پروتئین آب پنیر: وجود بیشتر بتا-لاکتوگلوبولین و آلفا-لاکتالبومین دناتوره نشده
پایداری میسل کازئین: برای انعقاد رنت افزایش یافته است
تعادل کلسیم-فسفات: برای کنترل سینرزیس حیاتی است
میزان چربی: معمولاً کمتر از ۱.۲۵٪، که پایه پروتئینی خالصی را فراهم می‌کند
این عوامل در مجموع از بازسازی و انعقاد برتر ماتریکس شیر پشتیبانی می‌کنند.

بازسازی و دینامیک جذب آب

برای بازسازی پودر شیر بدون چربی LH باید دقت زیادی به خرج داد تا جذب آب به‌صورت کامل و پراکندگی مناسب پروتئین‌ها حاصل شود:

• دمای بازسازی: 35–45°C

• روش هم زدن: هم زدن آرام با نوسانات شدید برای 20–30 دقیقه

• زمان هیدراتاسیون: حداقل 2–4 ساعت برای باز شدن کامل پروتئین‌ها

در صورتی که بازسازی به درستی انجام نشود، تجمع میسل‌ها و تشکیل ناهماهنگ curd اتفاق می‌افتد.

1. نقش در انعقاد رنت و تشکیل curd

کارآیی انعقاد در تولید پنیر بسیار مهم است و پودر شیر بدون چربی LH در این زمینه عملکرد فوق‌العاده‌ای دارد:

افزایش فعالیت آنزیم رنت به دلیل حفظ ساختار میسل‌های کازئین

تقویت سفتی ژل و زمان ژل شدن سریع‌تر

ساختار یکنواخت curd که باعث کاهش ضایعات هنگام برش می‌شود

2. تأثیر بر عملکرد و ترکیب پنیر

استفاده از شیر خشک بدون چربی low-heat با افزایش بازدهی تولید پنیر همراه است:

• حفظ بیشتر کازئین و چربی

• کاهش دناتوره شدن پروتئین‌های وی و در نتیجه کاهش اتلاف پروتئین در آب‌پنیر

• بهبود استحکام لخته، کاهش سینرزیس (آزاد شدن آب از لخته) و افزایش حفظ رطوبت

مطالعات علمی نشان داده‌اند که این نوع شیر خشک می‌تواند بازدهی تولید پنیر را نسبت به انواع medium- یا high-heat بین ۳ تا ۶ درصد افزایش دهد.

3. تأثیر بر تجزیه پروتئینی و کهنه شدن یا Maturation پنیر

تجزیه پروتئینی برای ایجاد طعم و بافت پنیر ضروری است:

• پروتئین‌های وی سالم، تعامل مثبتی با کشت‌های استارتر و آنزیم‌ها دارند
• آزادسازی متعادل پپتیدها باعث ایجاد پروفایل طعمی بهتر می‌شود
• Low-heat SMP تجزیه یکنواخت کازئین‌ها (به‌ویژه αs1-casein و β-casein) را تسهیل می‌کند

نرخ Maturation (کهنگی یا رسیده شدن) نیز به دلیل یکپارچگی یکنواخت پروتئین‌ها قابل پیش‌بینی‌تر است.

4. ملاحظات میکروبیولوژیکی و ایمنی

استفاده از شیر خشک بدون چربی با فرآیند low-heat چالش‌هایی را در زمینه کنترل میکروبی به‌همراه دارد، چراکه میزان حرارت‌دهی در فرآیند خشک‌کردن آن کمتر است:

• نیاز به استانداردهای سخت‌گیرانه‌تری برای کیفیت شیر خام دارد

• پاستوریزه کردن پس از بازسازی شیر خشک ضروری است

• خطر بار میکروبی بالاتر نسبت به شیر خشک با فرآیند medium- یا high-heat وجود دارد

با این حال، رعایت دقیق پروتکل‌های HACCP و استفاده از زنجیره تأمین کنترل‌شده می‌تواند این خطرات را کاهش دهد.

مقایسه شیر خشک بدون چربی با فرآیند low-heat  با شیر خشک بدون چربی با فرآیند حرارتی MH و HH

این مقایسه نشان می‌دهد چرا شیر خشک بدون چربی با فرآیند low-heat در تولید پنیرهای باکیفیت‌تر ترجیح داده می‌شود.

مطالعات موردی در کاربردهای صنعتی

مثال ۱: پنیر گودا
یک واحد تولیدی در هلند گزارش داد که با جایگزینی شیر خشک بدون چربی medium-heat با نوع low-heat، سفتی دلمه (curd) بهبود یافت و بازده تولید تا ۴.۵٪ افزایش پیدا کرد.

مثال ۲: پنیر چدار
یک کارخانه در ایالات متحده که از شیر خشک low-heat برای بازسازی شیر استفاده می‌کرد، به دلیل تجزیه‌ی تدریجی و پایدار پروتئین‌ها، به کیفیت بهتر در برش‌پذیری و یکنواختی طعم دست یافت.

مثال ۳: پنیر موزارلا
استفاده از شیر خشک low-heat موجب بهبود کشسانی و خاصیت ذوب‌پذیری پنیر نسبت به مخلوط‌های شیر طبیعی شد.

مزایای اقتصادی و لجستیکی

• ذخیره‌سازی و ماندگاری: شیر خشک کم‌چرب (SMP) نسبت به شیر مایع مدت‌زمان بیشتری قابل نگهداری است.

• هزینه حمل‌ونقل: نسبت به حمل شیر خام، هزینه کمتری دارد.

• استانداردسازی: کنترل میزان پروتئین و مواد جامد آن آسان‌تر است.

• انعطاف‌پذیری: در مناطقی که دسترسی فوری به شیر تازه وجود ندارد، قابل استفاده است.

این عوامل، شیر خشک کم‌حرارت را به گزینه‌ای راهبردی در فرایندهای تولید پنیر در سراسر جهان تبدیل کرده‌اند.

محدودیت‌ها و چالش‌ها

با وجود مزایای آن، نکاتی وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرند:

فرآیند بازسازی (افزودن آب به شیر خشک) نیازمند دقت و کنترل دقیق است.
کیفیت شیر خشک ممکن است بین تأمین‌کنندگان مختلف یکنواخت نباشد.

نوآوری‌ها

• شیر خشک کم‌چرب تقویت‌شده با آنزیم: برای بهبود فرآیند لخته‌سازی با رنت (مایع انعقاد شیر)
• ترکیب با فناوری اولترافیلتراسیون: برای تنظیم دقیق پروفایل پروتئینی
• پیشرفت در خشک‌کردن پاششی: برای کنترل بهتر حرارت و یکنواختی بیشتر محصول
• تمرکز بر پایداری: کاهش مصرف انرژی و اثرات زیست‌محیطی در فرآیند تولید شیر خشک LH

این نوآوری‌ها نقش شیر خشک LH را در تولید پنیرهای باکیفیت بیش از پیش تثبیت می‌کنند.

نتیجه گیری

شیر خشک بدون چربی Low-heat، یک ماده اولیه ثابت‌شده از نظر علمی و سودمند از نظر صنعتی در تولید پنیر طبیعی به شمار می‌آید. از بهبود فرآیند لخته‌سازی با رنت و افزایش بازدهی گرفته تا تقویت طعم و انعطاف‌پذیری اقتصادی، مزایای آن بسیار گسترده است.
با این حال، استفاده موفق از آن نیازمند دانش فنی در زمینه بازسازی، کنترل بهداشت و درک عملکرد آن در فرایندهای مختلف است.
با ادامه روند نوآوری در صنعت لبنیات، Low-heat SMP همچنان نقش کلیدی در تولید پنیرهای باکیفیت خواهد داشت؛ پنیرهایی که هم با انتظارات مصرف‌کنندگان و هم با استانداردهای بهره‌وری صنعتی همخوانی دارند.