تعتبر صناعة الجبن وسيلة لزيادة قوة حفظ المكونين الرئيسيين في اللبن وهما الدهن والبروتين (خاصة الكازين) مع إنتاج غذاء مستساغ الطعم سهل الهضم ويتميز بقيمة غذائية عالية ويمكن حفظه لمدة طويلة.
وتتكون الجبن نتيجة لحدوث تخثر أو تجبن Coagulation للبن أي تحوله من الصورة السائلة إلي صورة هلامية متماسكة بفعل إضافة المنفحة أو بفعل الحموضة المتكونة نتيجة إضافة البادئات المحتوية علي بكتريا حمض اللاكتيك وفي كلتا الحالتين يحدث انفصال لكمية كبيرة من الماء الذائب فيه بعض المركبات ويسمي بالشرش Whey وهو يحتوي في الأساس على سكر اللاكتوز وبعض البروتينات تسمي Whey Proteins أي بروتينات الشرش.
كيف يمكن صناعة الجبن
طريقة صناعة الجبن
الأساس العلمي لصناعة الجبن:
الجبن من أشهر المنتجات اللبنية والتي يمكن إنتاجها نتيجة عمليات التجبن Curding أو عمليات التخمير والتي تنتج عنها عمليات التجبن وكلاهما من شأنه أن يؤثر علي اتزان بروتين اللبن حيث يتحول اللبن من الصورة السائلة ذو البروتين الثابت إلي الصورة المتماسكة ذات البروتين المترسب أو المدنتر أو المعرف كلياً بالمتجبن.
وتخمير اللبن لإنتاج الجبن ينتج أساساً من تحويل سكر اللاكتوز وتخميره إلي حمض اللاكتيك حيث يعد من مصادر الشحنات الموجبة والتي تؤثر علي الشحنات السالبة علي بروتين اللبن مما يعمل علي فقد إتزانه وتجبنه عند نقطة التعادل الكهربيةIso electric point وهي لبروتين اللبن عند PH 4.6 مقارنة بــــ PH 6.7 للبن المعد لصناعة الجبن. بينما تجبن اللبن الشائع باستخدام المنفحة وهي الإنزيمات المتواجدة في المعدة الرابعة لصغار الأبقار حيث لها خاصية تجبن اللبن وتعرف المنفحة باسمRennine , Rennet حيث من شأن تلك الإنزيمات التأثير علي مكون الكازين المعروف باسم الــــ Kapa casein الواقي أو الحامي للـ ل s casein- وبالتالي بتحليله أو تكسيره يتعرض الـ ل s casein-للأيونات الموجبة وخاصة الكالسيوم Ca+2 لتتم بذلك المرحلة الثانية من عملية التجبن.
المواد الوسيطة المستخدمة في صناعة الجبن:
المنفحة Rennet
البادئات Starter culture
كلوريد الكالسيوم Calcium chloride
الأملاح (ملح الطعام) Salts
الصبغات Dyes
النكهات Flavour
1- المنفحة:
تستخلص من المعدة الرابعة للعجول الصغيرة وتوجد إما علي صورة صلبة أو سائلة أو مجففة. الجرعة المستخدمة تتراوح من 10.000: 1 أو 15.000 : 1 بحيث أن كل جزء من المنفحة يجبن 10 – 15 ألف جزء من اللبن في 40 دقيقة علي 30 م . حديثا هناك نوعان من البدائل للمنفحة أولهما الإنزيمات المجبنة من مصادر نباتية والأخرى إنزيمات ميكروبية. الإنزيمات نباتية المصدر تعطي تجبن جيد ولكنها تعطي طعم مرا في الجبن خلال عمليات التسوية بينما تظهر الإنزيمات الميكروبية نفس الفعل للمنفحة ذات الأصل الحيواني.
2- البادئات:
بعد عمليات التسخين تبدأ مزارع بكتريا حمض اللاكتيك في التحطيم لذا أصبح لازما إضافة مزارع بكتيرية للبن فيما يعرف باسم مزارع الصناعة Bulk culture وهذه تشمل إنتاجيتها علي بسترة اللبن الفرز ثم تحضينه علي 32 م بعد التبريد حتى يلقح بالمزرعة الأم Mother culture ويحضن حتى التجبن ثم التبريد علي 4م. وغالبية البكتريا المستخدمة كبادئات تنتمي معظمها إلي بكتريا حمض اللاكتيك وحديثا يمكن استخدام البادئات المجففة النشطة ذات النشاط السريع Powde direct use حيث تستخدم فقط مع الألبان ذات الجودة العالية وهي تتميز بأنها أقل خطورة للتلوث بالبكتريا الغير مرغوبة. هذا كله بالنسبة لأنواع الجبن التي تستخدم فيها البكتريا في عمليات التسوية بينما في بعض أنواع الجبن التي تستخدم فيها المزارع الفطرية مثل جبن الروكفور Requefort تستخدم بادئات تعرف باسم Penicillium requeforti كذلك جبن الكاممبرت Camembert تستخدم بادئات Pencillium Cammemberti .
3- كلوريد الكالسيوم:
بصفة عامة يستخدم 5 – 20 جم من كلوريد الكالسيوم لكل 100 كيلو لبن حيث تكفي هذه الكمية لتحسين خواص الجبن لأن إتمام عمليات التجبن وتحويل مادة الخثرة الأولية Kettle إلي الخثرة التامة Curd تتطلب وجود كلوريد الكالسيوم كمصدر لأيونات الكالسيوم الموجبة لإتمام المرحلة الثانية من التجبن. زيادة المضاف من كلوريد الكالسيوم قد يعمل علي زيادة صلابة الخثرة المتكونة بحيث قد يصعب تقطيعها. ويجب أن ينوه إلي أن إضافة كلوريد الكالسيوم يقلل من زمن التجبن ويزيد من الحالة الجيلية Gel التى تحسن وتزيد من ريع الجبن.
4- إضافة الأملاح:
ملح الطعام يضاف إلي الجبن لإعطائه الطعم المميز من جهة ووقف النشاط التخمري الغير مرغوب من جهة أخرى. ويجب أن يكون معروفا أن هناك أنواع أخرى من الأملاح قد تضاف في صناعة الجبن في بعض البلدان والبعض الأخر تحرم قوانينها ذلك وعلي سبيل المثال نترات الصوديوم أو البوتاسيوم والتي تستخدم لإعاقة أو وقف نمو النشاط التخمري لبكتريا Clostridium Butyricum ذات الأثر الغير مرغوب والمسببة للتسمم ويستخدم تركيز 20 جرام / 100 كيلوجرام لبن لهذا الغرض. ومحظورية استخدام أملاح النترات يرجع إلي تكوين مركبات النيتروز أمين عند هدم أملاح النترات في التسوية والذي يعد من مسببات السرطان (لأنه تراكمي التأثير).
5- الصبغات:
لون الجبن يرتبط عظيم الارتباط بلون دهن اللبن وهذا يرجع إلي عوامل عديدة تؤثر علي دهن اللبن من حيث الكمية واللون من أهمها العوامل الموسمية لذلك تضاف صبغات الكاروتين والاناتو لتعديل أو تصحيح تلك المفارقات الموسمية. وقد يستخدم مبيضات للجبن خاصة الأجبان ذات التسوية بالفطريات أو الجبن الفيتا.
6- النكهات:
استخدام النكهات في صناعة الجبن قبل عمليات التسوية يكاد يكون منعدما وذلك لعوامل الدنترة للجبن أثناء عمليات التسوية وقد تكون إضافة النكهات مقصوراً علي الأجبان المطبوخة.
خطوات صناعة الجبن
1- استلام اللبن:
تبدأ صناعة الجبن باختيار نوع اللبن الذي يتناسب مع نوع الجبن المراد صناعته ولابد أن يكون اللبن المراد إعداده لصناعة الجبن علي درجة عالية من الجودة الكيماوية وكذلك الجودة الميكربيولوجية والجودة الحسية حيث تنعكس جودة اللبن علي جودة الجبن الناتج مع مراعاة إنتاج اللبن النظيف وتبريده عقب عملية الحليب مباشرة إلي درجة حرارة 4م وقد يخزن علي هذه الدرجة حتى التصنيع.
يراعي عند استلام اللبن لصناعة الجبن إجراء بعض الاختبارات الضرورية مثل:
الاختبارات الحسية (كالطعم واللون والرائحة والمظهر والقوام)
الاختبارات الكيميائية (الحموضة – الكازين – الدهن – الجوامد الكلية واللادهنية)
الاختبارات الميكروبيولوجية (أزرق المثلين – ريزازورين – ميكروبات الكلورفوم)
وجود الألبان غير الطبيعية (لبن السرسوب – لبن نهاية فصل الحليب – لبن التهاب الضرع)
وجود الألبان المحتوية علي مضادات حيوية.
1-1 الاختبارات الحسية:
تتم الاختبارات الحسية التي تجري مع اللبن عند وصوله صالة إنتاج الجبن بواسطة حاسة الشم والتذوق بواسطة أشخاص لهم خبرة عالية في هذا المجال حيث يمكن الكشف عن الروائح الغير مرغوبة وكذلك معرفة الأطعمة الغريبة الناتجة عن التلوث بالعلائق أو روث المواشي أو الرش بالمبيدات أو سوء التبريد عقب الحليب مباشرة حيث ترفع الحموضة. وجود شوائب وألوان غريبة كاللون الأحمر أو الأزرق يكون دلاله علي عدم إنتاج اللبن بطريقة نظيفة أو وجود لبن ناتج من مواشي مصابة بمرض التهاب الضرع أو وجود بعض الميكروبات التي تفرز صبغات حمراء أو زرقاء في اللبن.
1-2 الاختبارات الكيميائية:
يجب العناية بإجراء هذه الاختبارات حيث تعطي فكرة جيدة عن مدى إنتاج اللبن وكذلك التركيب الكيماوي ومدي صلاحيته لصناعة الجبن من عدمه.
ومن أهم الاختبارات الكيميائية التي يجب تقديرها هي:
1–2–1: اختبار الحموضة و PH اللبن:
وتقدر الحموضة بطريقة التعادل بالقلوي ويقدر الـــ PH بواسطة جهاز الـــ PH والحموضة الطبيعية للبن تتراوح ما بين 0.16 – 0.17 % مقدرة كحامض لاكتيك والــ PH الطبيعي 6.6 – 6.7 وفي حالة انخفاض الحموضة أو ارتفاع الـــ PH عن الحد الطبيعي يعطي فكرة عن وجود لبن ناتج من مواشي مصابة بالتهاب الضرع أما انخفاض الـــ PH وارتفاع الحموضة يعطي فكرة عن سوء عملية التبريد.
1-2-2: اختبار تقدير الدهن يتم بواسطة أنبوبة جربر:
1-2-3: اختبار تقدير الكازين:
يتم بواسطة طريقة رقم الفورمول ومن تقدير نسبة الدهن والكازين يمكن حساب الجوامد الكلية والجوامد اللادهنية وكذلك يمكن تعديل تركيب اللبن المعد لصناعة الجبن من ناحية الدهن إلي الكازين خاصة في مجال صناعة الجبن الجافة.
1-3: الاختبارات الميكروبيولوجية:
الاختبارات البكتريولوجية تعطي فكرة عن درجة جودة اللبن الميكروبيولوجية.
ومن هذه الاختبارات:
لاختبار الصبغات (أزرق المثلين – الريزازورين) وهي اختبارات تعتمد علي فترة اختزال لون الصبغة كلما طالت الفترة اللازمة لاختزال لون الصبغة (تحول لون أزرق المثلين إلي المثلين)
كلما كانت جودة اللبن أفضل حيث لوحظ أن اللبن الجيد يحتاج فترة من 4 – 5 ساعات لاختزال لون الصبغة.
بالنسبة لاختبار صبغة الريزازورين يتم مقارنة اللون الناتج في أنبوبة الاختبار مع لوحة قياسية لمقارنة الألوان لتحديد جودة اللبن.
بعد إجراء الاختبارات الروتينية لاستلام اللبن عند وصوله إلي المصنع يتم تجميع اللبن في خزانات كبيرة مبردة حيث يخزن اللبن في معظم مصانع الجبن لفترات قصيرة أو طويلة تحت درجات حرارة منخفضة لتثبيط نمو الميكروبات وإطالة فترة حفظ اللبن طبقا لنظام العمل والطاقة الإنتاجية للمصنع. ويعتبر تخزين اللبن من العمليات الهامة وخاصة في المصانع الكبيرة حيث يخزن في خزانات كبيرة تحت درجات حرارة منخفضة. وقد تجري عملية تسوية للبن بإضافة البادئ في خزانات التخزين قبل نقله إلي أحواض تصنيع الجبن اللازمة، خلط اللبن مع دفعات أخري من إنتاج مزارع مختلفة، تعديل تركيب اللبن وغيرها من المعاملات الأخرى الضرورية. يجب أن تكون الخزانات مصنوعة من مادة يسهل تنظيفها كما أن ملحقات الخزانات من مضخات وخطوط أنابيب لنقل وتوصيل اللبن يجب أن تكون مصممة بحيث لا تكون مصدراً لتلوث اللبن بالميكروبات. كما يجب أن تكون الخزانات معزولة لعدم فقد أو كسب حرارة والمحافظة علي درجة حرارة اللبن ثابتة طول فترة التخزين وفي بعض الأحيان قد يكون ملحق بهذه الخزانات وحدات تبريد محتوي هذه الخزانات كما يجب أن تكون الخزانات مزودة بمقلبات أتوماتيكية لتقليب اللبن في هذه الخزانات لمنع صعود الدهن علي السطح وتكوين طبقة القشدة. وفي حالة الخزانات الكبيرة والتي تصل إلي 15000 – 25000 جالون لبن فأنه يصعب تنظيفها باستخدام الطرق التقليدية لذلك يجب أن يزود بنظام التنظيف المكاني.
1-3-1: تأثير البكتريا المقاومة للبرودة والمعاملة الحرارية:
تخزين اللبن في أوعية التخمر
تخزين اللبن الخام في خزانات أسطوانية كبيرة Silos في مصانع الألبان الكبيرة عند درجات حرارة بين 6 – 10 م يشجع من نمو البكتريا المقاومة للبرودة Psychrotrophic bacteria هذه البكتريا تستطيع أن تنمو عند درجات حرارة أقل من 7 م بالرغم من أن درجات حرارة النمو المثلي لها تقع بين 20 – 30 م.
توجد هذه البكتريا في الخزانات وتكون أساسا بكتريا سالبة لجرام من أجناسAlcaligenes, Achromobacter, Pseudomonas, Enterobacter لكن أمكن عزل بكتريا موجبة لجرام من جنس Bacillus . معظم البكتريا المقاومة للبرودة يقضي عليها بالبسترة ولكنها تفرز إنزيمات خارج الخلايا تكون مقاومة للحرارة بدرجة كبيرة وقادرة علي مقاومة البسترة (HTST) أهم هذه الإنزيمات بالنسبة لصناعة الجبن هي إنزيمات البروتينيز والليبيز التي تؤدي إلي تحلل كل من البروتين والدهن علي التوالي.
ومن المعتقد أن إنزيمات البروتينيز المقاومة للحرارة تكون مسئولة عن انخفاض محصول الجبن نتيجة تحلل البروتين مما يسبب فقد مواد نتيروجينية في الشرش في صناعة الجبن الطرية نجد أن أعداد البكتريا المقاومة للبرودة 10 cfu /مل من اللبن تكون مسئولة عن انخفاض محصول الجبن بحوالي 5 % نتيجة التحلل البروتيني في صناعة الجبن Cottage يكون الفقد في المحصول محسوساً فقط عندما يصل العدد الكلي للبكتريا 10 cfu /مل ويكون مرتبطاً بزيادة NPN الناتجة من تحلل البروتين عندما تصل أعداد البكتريا إلي 10 cfu /مل فإن التجبن يحدث بمعدل أكثر بطأ وتكون خثرة جبن Cottage أكثر طراوة كما أن هذا المستوى من نمو البكتريا يسبب فقد كبير في محصول نمو البكتريا المقاومة للبرودة في اللبن تسبب أيضا انخفاضا كبيرا في محصول لجبن التشدر فإن أعداد البكتريا المقاومة للبرودة الموجودة في اللبن الخام المخزن تحت الظروف العملية من غير المحتمل أن تسبب فقدا كبيرا في المحصول. وقد وجد أن محصول جبن التشدر لا يتأثر بنمو البكتريا المقاومة للبرودة عند مستوي 10 cfu /مل ولكن أعداد أكبر تصل إلي 10 cfu /مل يسبب انخفاضا في محصول الجبن.
لتقليل نمو البكتريا المقاومة للبرودة أثناء تخزين اللبن لصناعة الجبن فأنه يمكن تعريض اللبن لمعاملة حرارة أو تخزينه عند درجة حرارة أقل من 6م. جبن التشدر المصنوعة من اللبن خزن عند 2م لمدة 4 أيام يحتوي علي صفات طعم أفضل من الجبن المصنع من لبن خزن 6م والتخزين عند درجات حرارة أقل لا يسبب انخفاضا من محصول الجبن.
أنزيمات الليبيز الناتجة من البكتريا المقاومة للبرودة التي تقاوم البسترة قد تسبب زناخة Rancidity في الجبن التشدر وفي الجبن الهولندية وجبن الكممبيرت.
بالإضافة إلي تغيرات في ميكروفلورا اللبن نتيجة التخزين تحت درجات التبريد فأنه قد لا يحدث تغيرات طبيعية – كيماوية في الكازين.
الكازين المتكون في خلايا الغدد الثديية يوجد في صورة ذائبة وفي صورة جسيمات.
أثناء التخزين عند درجات حرارة منخفضة يزيد تركيز الكازين الذائب والذي يؤدي إلي انخفاض في محصول الجبن ولكن وجد أن تعريض اللبن لمعاملة حرارية قبل صناعة الجبن يمكن أن يقلل من هذا التأثير.
عموما فان انخفاض محصول الجبن نتيجة أطالة فترة التخزين المبرد للبن يمكن تجنبه بمعاملة اللبن حراريا Thermization قبل التبريد والتخزين. التسخين إلي 74م لمدة 10 ثوان يؤدي إلي زيادة محصول الجبن بحوالي 5% بعد تخزين اللبن على درجة 3م لمدة 7 أيام تسخين اللبن لدرجة 65م لمدة ثانية قبل التخزين يحافظ علي مستوي البكتريا المقاومة للبرودة عند مستويات مقبولة لمدة 3 أيام متتالية. تخزين اللبن لفترات أطول أو تعريض اللبن لمعاملات حرارية أقل يؤدي إلي فقد في المحصول والجودة. وجد أن محصول جبن الايدام والامبرجر قد ارتفع بحوالي 1.5 – 2 % بالتسخين لدرجة 73م لمدة 30ثانية والتبريد إلي حوالي 8 – 10 م ثم إعادة التسخين لدرجة 67م لمدة 30ثانية قبل التبريد طول الليل والبسترة. لذلك فأن تسخين اللبن قبل التخزين تحت درجات حرارة منخفضة قد يساعد علي بقاء البكتريا المقاومة للبرودة عند مستوي أقل من المستويات التي تسبب مشاكل في صناعة الجبن. خاصة إذا كانت درجة حرارة التخزين عند 6 – 7م بدلا من 2م. كما يحتمل أيضا أن المعاملة الحرارية الأكثر ارتفاعا قد يؤدي إلي تحسين الجودة الميكربيولوجية أكثر من حدوث تفاعل بين بروتينات الشرش والكازين.
2- تصفية اللبن:
تحصل مصانع الجبن علي ما تحتاجه من ألبان من مصادر مختلفة تختلف في درجة جودة ونظافة ألبانها. وقد تحتوي هذه الألبان علي أوساخ وشوائب وبعض المواد الغريبة التي قد تصل إلي اللبن من البيئة المحيطة بعملية الإنتاج (الجو – الحيوان – العمال – الأدوات المستعملة في الإنتاج – العليقة................) لذلك يجب أن يمرر اللبن خلال مرشحات لإزالة هذه الأوساخ والشوائب المرئية. تتميز عملية الترشيح Filtration بالسهولة والبساطة وقلة التكاليف وعادة يستخدم قطن أو قماش ترشيح ضيق الثقوب مناسبا لإزالة الشوائب والأوساخ المرئية ولكنها لا تزيل كرات الدم البيضاء التي قد تكون موجودة في اللبن طبيعيا وقد تجري عملية ترشيح اللبن علي البارد أو الساخن. ويفضل كثير من المعامل عملية ترشيح اللبن علي البارد حيث لا يلزم عملية تسخين لرفع درجة حرارة اللبن قبل الترشيح مما يؤدي إلي تقليل التكاليف كما أن كثير من الشوائب والمواد الغريبة توجد علي صورة غير ذائبة علي درجة حرارة منخفضة وبذلك يسهل فصلها في الترشيح. قد تلجأ المصانع إلي تدفئة اللبن قبل عملية الترشيح إذا كانت نسبة الدهن في اللبن 4% أو أعلا لزيادة سرعة انسياب اللبن خلال المرشحات.
من الضروري تغيير قماش أو قطن الترشيح من وقت لأخر أثناء عملية الترشيح لاستمرار كفاءة عملية الترشيح. في المصانع الكبيرة يفضل وجود وحدتين على الأقل لضمان عدم توقف العمل أثناء تغيير قماش الترشيح. وقد وجد أن الترشيح لا يؤثر علي عدد البكتريا في اللبن لذلك فإن عملية الترشيح تعتبر عملية تنظيف للبن Cleaning milk .
3- التنقية:
المنقيات Clarifiers عبارة عن أجهزة تعمل علي إزالة الشوائب والقاذورات التي يصعب إزالتها في عملية التصفية باستخدام قوة الطرد المركزي عند سرعة 6000 دورة في الدقيقة أو أعلا. تزيل المنقيات جميع الشوائب الدقيقة الموجودة في اللبن والتي يكون وزنها النوعي أعلا من 1.032 (أي أعلا من كثافة اللبن) وتشمل القاذورات والخلايا ومجاميع البكتريا الكبيرة Clumps.
تشبه المنقيات فرازات اللبن ماعدا المخروط Bowl حيث تتميز أقراص المنقي بأن قطرها يكون أصغر وبذلك يحتوي المنقي علي مساحة أكبر تتراكم فيه القاذورات والشوائب الموجودة في اللبن.
الثقوب التي توجد في الأطباق لتوزيع اللبن تكون قريبة من حوافها بينما في حالة الفراز تكون قريبة من مركز الأطباق كما توجد فتحة واحدة لخروج اللبن بعد تنقيته بخلاف الفراز حيث توجد فتحتان أحدهما لخروج القشدة والأخرى لخروج اللبن الفرز.
يدخل اللبن عند درجة حرارة 32 – 38م إلي مخروط المنقي من نقطة قريبة من حواف الأطباق ويدفع إلي الداخل في اتجاه رأسي بين الأقراص حيث تنفصل المواد الغريبة التي تكون أثقل من مكونات اللبن بتأثير قوة الطرد المركزي إلي الحيز الخارجي للأطباق حيث تتراكم وتكون ما يعرف بحول المنقي Slime الذي يتكون من المواد الغريبة في اللبن – البروتين – الدهن – فوسفات الكالسيوم وغيرها من الأملاح المعدنية وكرات الدم البيضاء والبكتريا.
تختلف كمية وحل المنقي باختلاف كمية المواد الغريبة، مرحلة الحليب، حموضة اللبن، درجة حرارة التنقية ومدة عملية التنقية.
تقوم عملية التنقية بالتخلص من كرات الدم البيضاء والبكتريا بدرجة كبيرة وقد وجد أن عدد كرات الدم البيضاء تختلف من 1.3 – 3 مليون لكل جرام من وحل المنقي بمعدل انخفاض يصل إلي حوالي 40% في اللبن. كما وجد أن عدد البكتريا في وحل المنقي يتراوح من 900 إلي 750 مليون/جرام.
4- البسترة:
عملية بسترة اللبن
طرق البسترة: هناك طريقتان للبسترة هما:
4-1:البسترة البطيئة Holding method
وتتلخص في تسخين كل قطرة من اللبن إلي درجة حرارة 62 م علي الأقل لمدة 30 دقيقة ثم التبريد السريع إلي درجة حرارة 55م ويجب أن يكون الجهاز معتمدا جيد الاستعمال ومجهزا بترمومتر بياني وتمتاز الطريقة البطيئة بأنها كفيلة بالقضاء علي معظم البكتريا دون حدوث تغير يذكر علي طبقة القشدة.
4-2: الطريقة السريعة High Temperature Short Time (H.T.S.T)
هذه الطريقة هي الأكثر استعمالا لبسترة اللبن في جميع أنحاء العالم وفيها يسخن اللبن إلي درجة حرارة (71-73م) أو أكثر قليلا لمدة 15 ثانية ثم يبرد فجائيا إلي درجة حرارة تقل عن (5-10م) وتستخدم طريقة البسترة السريعة في بسترة القشدة المعدة لصناعة الزبد وبدأ استعمالها يزيد في السنوات الأخيرة لمعاملة ألبان الشرب والقشدة المعدان للاستهلاك وحديثا جدا بدأ تطبيقها في تعقيم الألبان. وتعتمد الطريقة علي نظرية التبادل الحراري لتسخين أو تبريد اللبن ويتم ذلك باستعمال مبادل الحرارة ذو الألواح.
مقارنة بين الطريقة السريعة والطريقة البطيئة:
تناسب الطريقة البطيئة الكميات المحدودة من الألبان التي تقل عن 5 طن يومياً فإذا زادت كمية اللبن عن ذلك كثيراً أصبحت الطريقة السريعة أكثر تناسب.
تستغرق البسترة بالطريقة السريعة وقتاً أقل من البسترة بالطريقة البطيئة كما يمكن البدء في تعبئة اللبن بمجرد الانتهاء من بسترته.
الطريقة البطيئة تكون أجهزتها أبسط في التركيب والتشغيل عما في الطريقة السريعة حيث أنه يسبب قصر فترة التسخين يستلزم الأمر:
- ضبط كمية وسرعة مرور اللبن في الجهاز.
- ضبط كمية وسرعة ودرجة حرارة وسط التسخين.
- ضبط فترة الحجز لمدة 15 ثانية.
تساعد الطريقة السريعة علي استغلال الأيدي العاملة إلي أقصي حد وذلك بتوفير الوقت المخصص للنظافة وزيادة قدرة الآلات التصنيعية دون الحاجة إلي زيادة عدد ساعات العمل.
ليس هناك فوارق محسوسة بين الطريقتين فيما يتعلق بتأثيرهما علي صفات اللبن الظاهرية أو الكيماوية علي القيمة الغذائية.
كفاءة عملية البسترة:
يعتبر اختبار الفوسفاتيز هو الاختبار الرسمي للكشف عن مدي كفاءة البسترة أو خلط اللبن المبستر باللبن الخام. وأساس هذا الاختبار أن إنزيم الفوسفاتيز والذي يوجد في اللبن الخام يتلف أو يقضي علية بدرجة حرارة البسترة ووقت الحفظ.
وعلي ذلك فإن غياب الفوسفاتيز يدل علي أن اللبن قد سخن تسخينا كافيا بينما وجوده باللبن يدل علي عدم تسخينه بدرجة كافية أو احتمال تلوثه بلبن خام.
ويلخص الاختبار في خلط كمية من اللبن المبستر في أنبوبة اختبار مع استر عضوي يحتوي علي الفينول وهو Disodium-Phenyl-Phosphate (مادة التفاعل الإنزيمي) وكذلك محلول منظم لإيجاد PH مناسب في حدود 9.0-9.6 ثم حفظ الأنبوبة في حمام مائي علي درجة حرارة 37م لمدة ساعة. ففي حالة وجود إنزيم الفوسفاتيز فإنه يحلل الأستر العضوي ويطلق الفينول منه والذي يمكن قياسه بطريقة لونية مع استعمال دليل ينتج الأندوفينول الأزرق. هذا وكلما قلت درجة اللون الأزرق المتكون كلما دل ذلك علي انعدام إنزيم الفوسفاتيز أو ندرته.
ويلاحظ أن هذا الاختبار حساس لدرجة أنه يمكن كشف أي خطأ بسيط في عملية البسترة أو إضافة نسبة بسيطة من اللبن الخام قد لا تتعدي 0.1% إلي اللبن المبستر.
التبريد:
يلزم توفير حجرات مبردة في المصانع حيث يمكن تخزين اللبن إلي أن يحين وقت نقله ثم توزيعه علي المستهلكين. وعند تخزين اللبن توضع الأقفاص من السلك فوق بعضها إلي ارتفاع 10-12 وحدة منها وتحفظ علي درجة 5م أو أقل بحيث يثبط نمو الميكروبات.
5- إضافة البادئ:
بعد إعداد اللبن لصناعة الجبن كما سبق الإشارة إليه يجري تعديل لدرجة حرارة اللبن إلي الدرجة المناسبة لإضافة البادئ والذي يختلف باختلاف نوع الجبن المراد إنتاجه. عادة يطلق علي هذه العملية في صناعة الجبن "تسوية اللبن milk ripening" والتي تعتبر من الخطوات الأساسية في صناعة معظم أن لم يكن جميع أنواع الجبن بهدف زيادة الحموضة بصورة منتظمة خلال مرحلة التصنيع (خلال فترة قد تصل إلي 24 ساعة). عادة يتم زيادة الحموضة في اللبن من خلال إنتاج حامض اللاكتيك بواسطة البادئ المضاف أو بواسطة مواد منتجة للحامض والتي تعرف بالتحميض المباشر Direct acidification حيث تستخدم حاليا في صناعة بعض أنواع من الجبن غير المسواة مثل Ricotta والجبن الأبيض Queso blanco وجبن Cottage وكذلك المزاريلا والفتا بطريقة UF حيث يستخدم حمض اللاكتيك – الخليك – الفوسفوريك – HC1 والستريك لضبط PH اللبن إلي 5.0.
تتلخص مزايا التحميض المباشر فيما يلي :
التخلص من المشاكل المرتبطة بمزارع البادئات مثل فشل البادئ نتيجة الإصابة بالفاج أو وجود مضادات حيوية في اللبن.
تقليل الفترة اللازمة لإنتاج الجبن بدرجة كبيرة.
طرق الحفظ Methods of preservation
من الضروري حفظ مزارع البادئ للمحافظة علي الأحياء الدقيقة الأصلية بحيث يمكن الرجوع إليها في حالة فشل البادئ. قد يؤدي النقل المتتالي باستمرار أيضا إلي حدوث طفرات في السلالات والتي قد تغير من السلوك والصفات العامة للبادئ. يمكن الحصول علي مزارع بادئات المنتجات اللبنية من مؤسسات الأبحاث ومن الكليات التعليمية، ومن بنوك حفظ المزارع أو المصنعين التجاريين، ويمكن حفظ بكتريا مزارع البادئات باستخدام إحدى الطرق الآتية:
البادئ السائل
البادئ الجاف:*مجفف بطريقة الرذاذ. *مجفد. *مجفد مركز.
البادئ المجمد: *التجميد العميق علي -40م *التجميد علي درجة حرارة منخفضة (-196م) نيتروجين سائل.
العوامل المثبطة لمزارع البادئ:
هناك عوامل عديدة تؤدي إلي تثبيط أو نشاط مزارع البادئ وكلتا الحالتين يقودان إلي إنتاج منتجات لبنية متخمرة منخفضة الجودة عند وصولها للمستهلك كما تؤدي إلي خسائر اقتصادية.
لذا ينصح بأن يكون اللبن المع لإنتاج مزارع البادئ أو اللبن المعد لتصنيع المنتجات اللبنية المتخمرة خاليا من هذه العوامل تتلخص أسباب تثبيط المزارع فيما يلي:
مثبطات طبيعية Natural inhibitors
يحتوي اللبن علي مضادات حيوية طبيعية (لاكتين Lactenins – أجلوتيتين Agglutinins) يمكنها وقف نمو مزارع البادئ بالإضافة إلي نظام (LPS) Lactoperoxidase/hydrogen والنظام Peroxidase thiocyanate هذه المضادات حساسة للحرارة وتؤدي معاملة اللبن حراريا إلي القضاء عليها.
المضادات الحيوية Antibiotics
تجد بقايا المضادات الحيوية طريقها إلي اللبن عن طريق معالجة الأبقار الحلوب المصابة بالتهاب الضرع وهناك أنواع عديدة من المضادات الحيوية تستعمل لهذا الغرض وتعتبر مزارع البادئ حساسة للتركيزات المنخفضة جدا منها.
ضبط الجودة Quality control
تعتمد مقدرة مزرعة البادئ علي أداء عملها أثناء تصنيع منتجات الألبان المتخمرة علي نشاطها ونقاوتها ويمكن تلخيص الخطوات الروتينية المقترحة لاختبارات ضبط الجودة لمزارع البادي فيما يلي:
مزارع بادئات بكتريا حامض اللاكتيك والبكتريا الأخري
فحص مجهري باستخدام صبغة جرام أو طريقة صبغة نيومان Newman بكتريا البادئ موجبة لجرام وتستخدم الطريقة الأخيرة لضبط نسبة الكرويات إلي العصويات في مزارع اليوجهورت.
الكشف عن الملوثات:
يكشف عن النقاوة باستخدام اختبار الكتاليز وتعتبر بكتريا حمض اللاكتيك سالبة للكتاليز والتفاعل الموجب يدل علي التلوث.
يدل الاختبار الموجب للقولون علي تلوث عام.
يجب ألا تحتوي مزارع بكتريا حمض اللاكتيك علي الخميرة والفطريات.
الكشف عن الفيروسات البكترية.
اختبار النشاط أو الحيوية يساعد علي تقدير معدل تكوين الحموضة بمزرعة البادئ قبل استعمالها في حوض التصنيع مثل إجراء تصنيع الجبن في المعمل نطاق صغير أو تجريبي.
مقاومة درجات حرارة السمط يعتبر اختبارا مهما لبادئات الجبن.
• اختبار VP test أو الكريتين اختبار كيمو الحيوي لفحص البادئات المنتجة للنكهة وقد يستعمل هذا الاختبار في بعض الأحيان للكشف عن الأحياء الدقيقة المنتجة للغاز في المزارع غير المنتجة للغاز.
يضاف البادئ (بادئ الإضافة bulk culture) إلي اللبن في حوض صناعة الجبن بمعدل يختلف طبقا لنوع الجبن وطريقة صناعته حيث تضاف بنسبة تتراوح بين 0.2 إلي 5%. يقلب البادئ جيدا في اللبن لضمان توزيعه توزيعا متجانسا خلال اللبن في حوض علي درجة الحرارة المناسبة لنشاط البادئ ويحفظ علي هذه الدرجة فترة قد تصل إلي ساعتين إلي أن يصل إلي الحموضة المطلوبة. التلقيح بكمية أكبر من البادئ (2-4%) يقلل من فترة التسوية إلي 5-20 دقيقة.
تعتمد مصانع الألبان في الحصول علي المزارع التجارية عند تحضيرها للبادئ بكميات كبيرة (بادئ الإضافة (bulk culture) الذي يدخل عادة في الإنتاج ) حيث يمكن الحصول علي هذه المزارع من بنوك حفظ المزارع أو معامل معتمدة وتكون في إحدى الصور الآتية:
مزارع البادئ السائل (Liquid starter cultures)
مزارع البادئ المجفف (Dried starter cultures)
أ- غير مركزة (مجففة بطريقة الرذاذSpray - – dried أو مجفدة Freeze- dried)
ب- مركزة (مجفدة Freeze- dried)
مزارع البادئ المجمدة (Frozen starter cultures)
أ- غير مركزة (مجمدة عند - 18 إلي - 20 درجة مئوية)
ب- مركزة ( مجمدة عند 40 إلي – 196 درجة مئوية)
ميكروبات البادئات المساعدة في الجبن
الميكروبات المساعدة التي تستخدم في صناعة بعض أنواع الجبن
بالإضافة إلي بكتريا حمض اللاكتيك التي تستخدم في صناعة الجبن أساسا لإنتاج الحموضة بمعدلات مرغوبة خلال مراحل التصنيع المختلفة فقد تستخدم بادئات مساعدة (ثانوية) adjunct starters أخرى عند تصنيع أنواع معينة من الجبن بهدف إحداث تغيير معين مرغوب في الجبن أثناء التسوية حتى يمكن الحصول علي الناتج النهائي بالصفات والجودة المميزة له. هذه البادئات قد تضاف إلي اللبن مع البادئ الأساسي (بادئات بكتريا حمض اللاكتيك) أو تضاف إلي الخثرة.
6- إضافة الملونات:
يضاف اللون سواء الأناتو أو B – carotene غلي اللبن في صناعة الجبن للحصول علي لون ثابت للجبن علي مدار السنة نظراً لأن لون اللبن المائل للاصفرار يختلف باختلاف فصل السنة ونوع العليقة وكذلك محتواه من الدهن. يضاف اللون عادة قبل إضافة المنفحة مباشراً في أنواع الجبن التي يتم فيها تسوية اللبن بإضافة البادئ.
تتوقف كمية الملون المضاف إلي اللبن علي لون اللبن المستخدم في الصناعة وكذلك درجة اللون المرغوبة في الجبن الناتج وأحيانا قد لا يضاف لون علي الإطلاق إلي اللبن في الصناعة مثل الجبن الطرية وبعض الأنواع من الجبن النصف جافة. تختلف كمية الملون المضاف إلي اللبن من 250مل في حالة الجبن داكنة اللون إلي 100مل في حالة الجبن متوسطة اللون لكل طن من اللبن.
وفي حالة استخدام اللبن الجاموسي في صناعة الجبن يفضل إضافة 25مل ملون لكل طن حتى يكون الجبن الناتج مقارب لمثيله الناتج من اللبن البقرى في اللون. وعموما فإن معظم صانعي الجبن يفضل إضافة ملون الأناتو بالمعدل التالي لكل 450لتر لبن:
أقل من 35مل في حالة الجبن ذات اللون الفاتح.
35-55مل في حالة الجبن متوسط اللون.
115-230مل في حالة الجبن داكنة اللون.
وعادة يضاف الملون إلي لبن الجبن مع البادئ أو قبل إضافة المنفحة بحوالي 15 دقيقة. وقد أشار البعض إلي أن الملون يجب إضافته إلي اللبن قبل إضافة البادئ وقبل إضافة ca cl2 حتي لا تترسب المادة الملونة للملون ويعطي للجبن لون غير متجانس (مبقع) وقد يحدث هذا العيب عند إضافة كميات كبيرة من ca cl2 إلي اللبن كما هو الحال في صناعة الجبن من لبن مبستر.
وعادة يخفف الملون بنسبة 5:1 بالماء لضمان توزيعه توزيعا متجانسا خلال كمية اللبن في حوض الصناعة وبالتالي تجانس لون اللبن والجبن الناتج. ويجب استخدام هذه الملونات بحذر وغالبا يستبعد إضافة ملونات إلي لبن الجبن.
7- إضافة كلوريد الكالسيوم والأملاح المثبطة:
إضافة الأملاح إلى اللبن
يعتمد تجبن اللبن بالمنفحة علي وجود توازن بين صور الكالسيوم المختلفة في اللبن.
تسخين أو تبريد اللبن قد يحدث خلل في هذا التوازن لذلك يلجأ صانعي الجبن إلي إضافة Ca Cl2 لتصحيح هذا التوازن. عادة يضاف Ca Cl2 إلي اللبن في صناعة الجبن للإسراع من عملية التجبن ولتقليل التباين في قابلية اللبن للتجبن بالمنفحة وقدرة الخثرة علي الإنكماش وطرد الشرش. كما يضاف أيضا عند استخدام بعض أنواع من المنفحة النباتية أو الميكروبية لتحسين صفات الخثرة الناتجة. وفي معظم الدول يسمح بإضافة Ca Cl2 إلي لبن الجبن بما لا يتجاوز 0.02 % وعادة يفضل إضافة Ca Cl2 في صورة محلول قياسي حتى يسهل إضافته وتوزيعه في اللبن.
وبعض صانعي الجبن يستخدم ماء الجير (أيدروكسيد الكالسيوم) أو لاكتات الكالسيوم بدلاً من Ca Cl2 للإسراع من تجبن اللبن بالمنفحة وتحسين صلابة الخثرة عند التقطيع. إضافة Ca Cl2 بكميات أقل من المطلوب (0.02%) يؤدي إلي إنتاج خثرة ضعيفة يصعب تقطيعها مما يؤدي إلي زيادة الفاقد من الخثرة في الشرش بينما إضافة Ca Cl2 بكميات زائدة تؤدي إلي إنتاج خثرة زائدة الصلابة بالإضافة إلي ظهور طعم مُر في الجبن الناتج.
من الأمور التقليدية المتبعة في صناعة بعض أنواع من الجبن الهولندية مثل الإيدام والجوادا إضافة بعض الأملاح المثبطة إلي اللبن مثل نترات الصوديوم أو االبوتاسيوم لمنع الإنتفاخ المبكر للجبن بواسطة بكتريا القولون والإنتفاخ المتأخر بواسطة C.tyrobutyricum عادة تضاف نترات الصوديوم (salt petre) أو نترات البوتاسيوم بمعدل 15 – 2200 جم/100لتر خام أو مبستر. وحالياً يفضل إضافة النترات إلي مخلوط الخثرة والشرش بعد حوالي نصف ساعة من صرف الشرش وذلك لتقليل كمية النترات المضافة ولتجنب كميات كبيرة من الشرش المحتوي علي نترات.
بالرغم من أن إضافة هذه المواد إلي اللبن في صناعة الجبن تلقي معارضة شديدة من الهيئات ومنظمات الصحة الدولية حيث يعتبر النترات والنيتريت من المواد المسرطنة إلي أن معظم مصانع جبن الجودا والأيدام في هولندا تقوم بإضافة نترات البوتاسيوم للتغلب علي ظهور عيب الإنتفاخ المبكر أو المتأخر في الجبن الناتج بمعدل لا يتجاوز 0.04%.
نظرا لأن الجبن السويسرية المصنوعة في أحواض من الصلب غير قابل للصدأ stainless steel تكون خالية من الطعم المميز التي تتميز به الجبن الناتج بالطرق التقليدية باستخدام الأحواض المصنوعة من النحاس فإنه قد يضاف 15 جزء في المليون من كبريتات النحاس Copper sulphate إلي لبن الجبن حيث تعادل كميات النحاس التي يمتصها اللبن عند استخدام أحواض النحاس في صناعة الجبن. يعتقد أن كبريتات النحاس تساعد علي تحلل الدهن بدرجة محدودة مع تنشيط بعض الإنزيمات التي تلعب دوراً هاماً في عملية تسوية الجبن.
في صناعة بعض أنواع الجبن الطرية مثل الدمياطي والتي تتميز بارتفاع محتواها من الملح (NaCl) وتخزينها لفترة طويلة في محلول ملحي أو شرش مملح، لذلك فإن إضافة NaClيلعب دورا هاما في تحديد التغيرات الطبيعية والبيوكيماوية في هذه الجبن. عادة يضاف الملح NaCl بمعدل 8-15% إلي اللبن مباشرة قبل إضافة المنفحة مما يؤدي إلي زيادة كمية المنفحة المضافة وكذلك طول مدة التجبن بالمقارنة بأنواع الجبن الأخرى.
إضافة NaCl إلي اللبن يؤدي إلي ذوبان جزء من الكالسيوم الغروي. تزداد كمية الكالسيوم الذائبة بزيادة كمية NaCl المضافة حتى 4جم/100مل، تركيزات NaCl أعلي من ذلك لا تؤدي إلي تغيرات ملموسة. يمكن إذابة حوالي 23-25% من الكالسيوم الغروي في اللبن الجاموسي والبقري بإضافة NaClولكن 10% فقط يتم ذوبانه في لبن الماعز.
NaCl المضاف يتفاعل مع بروتينات اللبن. كمية NaCl التي تتفاعل مع بروتينات اللبن تزيد مع زيادة تركيز NaCl المضاف وينخفض بانخفاض النشاط المائي aw . يصل ارتباط NaCl بالباراكازينات أقصي حد عندما يصل قدرة البروتين علي الارتباط بالماء إلي أقصي حد.
عادة تختلف كمية الملح المضافة إلي اللبن في صناعة الجبن الدمياطي باختلاف فصل السنة ودرجة جودة اللبن. ارتفاع كمية NaCl المضافة للبن تؤدي إلي ارتفاع محتوي الرطوبة في الجبن سواء في الطازج أو المخللة. ارتفاع نسبة الملح يضعف من الخثرة الناتجة من التي تميل إلي إحتجاز الرطوبة بدرجة أكبر. كما أن ارتفاع الملح يؤخر من تقدم الحموضة في الجبن خلال عملية التحليل.
8- تجبن اللبن:
تحويل اللبن من الحالة السائلة إلي جل (خثرة) يعتبر خطوة أساسية في صناعة جميع أنواع الجبن. يتكون الجل (الخثرة) نتيجة إضعاف ثبات البروتين بواسطة الكيموسين أو بالتحميض إلي PH قريب من نقطة التعادل الكهربي IEP للبروتينات أو بواسطة الحموضة والتسخين.
كما سبق الإشارة في الفصل الرابع فإن عملية التجبن بالمنفحة عملية معقدة تحدث علي مرحلتين أحدهما إنزيمية أساسية يتم فيها إتلاف قدرة الكاباكازين K-CASEIN علي حماية جسيمات الكازين بواسطة (المنفحة) حيث يتحلل الكاباكازين إلي شقين أحدهما غير محب للماء Para K-casein والثاني محب للماء (GMP) glycomacropcptide. هذا التفاعل يضعف بصفة عامة من ثبات الجزيئات الناتجة (باراكاباكازين (التي تتجبن في وجود تركيز حرج من Ca+2 عند درجة حرارة 20 درجة مئوية أعلي من المرحلة الثانية من عملية التجبن بالمنفحة عبارة عن عملية غير إنزيمية ثانوية تنتهي بتجميع جسيمات الكازين المعاملة بالكيموسين لتكون بناء جل متماسك (خثرة Curd).
يمكن أن تتم المرحلة الأولي من التجبن عند درجة حرارة منخفضة قد تصل إلي الصفر المئوي بينما المرحلة الثانية من التجبن عادة لا تتم عند درجة حرارة أقل من 15 درجة مئوية ولكن إذا تم تدفئة اللبن البارد المحتوي علي المنفحة فأن التجبن يحدث بسرعة كبير. وقد استثمر هذا الأساس في الوصول إلي طريق التجبن المستمر للبن حالياً في صناعة الكثير من أنواع الجبن.
كانت المنفحة الحيوانية حتى فترة قريبة تستخدم علي نطاق واسع في صناعة معظم أنواع الجبن. نظراً لزيادة الطلب علي المنفحة وارتفاع تكاليف إنتاجها مع التوسع في صناعة الجبن علي مستوي العالم مع نقص مصادر المنفحة الحيوانية نتيجة للتشريعات الموجودة في كثير من دول العالم التي تمنع ذبح العجول الصغيرة فقد لجأت صناعة الجبن إلي تغطية احتياجاتها من مصادر أخرى. وأصبحت المنفحة الميكروبية الناتجة من بعض الفطريات (M.pusillus, M.miehei) متوفرة في الأسواق تحت أسماء تجارية مختلفة منذ 1961م. وقد وجد أن أكثر من ثلث الجبن الناتجة في العالم مصنعة باستخدام المنفحة الميكروبية بينما في الولايات المتحدة تصل هذه النسبة إلي 60%.
إضافة المنفحة لتكوين الخثرة
تضاف المنفحة إلي اللبن في صناعة الجبن لإنتاج خثرة تشبه الجل قد تكون طرية أو صلبة طبقاً لنوع الجبن المراد تصنيعه. خثرة المنفحة الطبيعية تتميز بأنها مرنة، ناعمة متجانسة ويمكن تقطيعها بالسكين إلي شرائح بسهولة دون تكسير أو تفتيت. ويمكن التحكم في درجة صلابة الخثرة الناتجة عن تعديل كمية المنفحة المضافة، درجة حرارة التجبن وحموضة اللبن عند إضافة المنفحة. ارتفاع درجة حرارة التجبن وحموضة اللبن مع إضافة المنفحة بكمية كبيرة تزيد من درجة صلابة الخثرة. قد يضاف CaCl2 (لا يزيد عن 0.02%) للإسراع من عملية التجبن وزيادة صلابة الخثرة.
وعادة تضاف المنفحة بكمية كافية لتكوين الخثرة علي درجة كافية من الصلابة يسهل تقطيعها بدون تكسير أو تفتيت في 25-30 دقيقة بعد إضافة المنفحة. عموما كمية المنفحة المضافة تختلف طبقاً لقوة المنفحة، درجة حرارة التجبن، حموضة اللبن وتركيب اللبن. تختلف كمية المنفحة المضافة من أقل من 2 إلي75مل/100لتر لبن ودرجة حرارة الجبن من 21-41 درجة مئوية وحموضة اللبن نادرا ما تكون أقل من PH 6.3 أو زيادة في الحموضة قدرها 0.1% أو لا تقل عن حموضة اللبن الطبيعي.
تختلف فترة التجبن اللازمة لإنتاج مثل هذه الخثرة علي درجة صلابة مرغوبة طبقاً لنوع الجبن حيث تكون في الجبن التشدر، والجبن الهولندية 20-30 دقيقة، وفي الجبن وجد أن حجم جسيمات الكازين في خثرة Cottage الناتجة بواسطة المنفحة الميكروبية تبلغ ضعف حجم الجسيمات في الخثرة بدون منفحة مما يدل علي أن المنفحة تساعد علي تجميع جسيمات الكازين ويقل من وقت التجبن. إضافة CaCl2 (أقل من 0.02%) إلي اللبن الفرز يحسن من صلابة الخثرة عن التقطيع في صناعة جبن Cottage.
وهناك طريقة أخرى لتكوين الخثرة باستخدام الحامض والحرارة acid & heat . تستخدم هذه الطريقة في صناعة بعض أنواع الجبن مثل Ricotta حيث تتكون الخثرة من اللبن أو الشرش أو مخلوط منهما. يعتبر التجبن في هذه الطريقة أساساً تجبن حامضي حيث يتم ترسيب البروتين باستخدام درجات حرارة مرتفعة مع إضافة كميات صغيرة من حامض مخفف. ترتفع درجة حرارة اللبن أو الشرش أو مخلوط منهما ببطء إلي نقطة عندها يحدث ترسيب كامل للبروتين عند إضافة كمية صغيرة من الحامض. تختلف درجة الحرارة من 70-90 درجة مئوية طبقاً لحموضة اللبن والشرش.
وفي صناعة جبن Queso blanco (جبن أبيض نصف طري يستهلك طازجا في أمريكا الجنوبية والوسطي) يترسب البروتين من اللبن المسخن لدرجة حرارة 82-85 درجة مئوية لمدة 5 دقائق مع إضافة حامض H3PO4 و HCL ، اللاكتيك ، الطرطريك، الستريك وحمض الخليك الثلجي، عصير فواكه ومركز شرش حامض. حمض الستريك، الخليك الثلجي أكثر شيوعا في صناعة هذه الجبن.
9- تقطيع الخثرة:
تقطيع الخثرة لأجزاء صغيرة
يؤدي تقطيع الخثرة إلي زيادة المساحة الكلية للأسطح التي يمكن أن تهرب منها الشرش، كما تساعد علي إجراء عملية تسخين كتلة الخثرة بطريقة متجانسة. عادة تقطع الخثرة إلي مكعبات متجانسة في الشكل والحجم بقدر الإمكان حتى يمكن إنجاز هذه الأهداف بنجاح وذلك باستخدام سكاكين عريضة وطويلة.
تؤثر حجم مكعبات الخثرة بعد التقطيع علي معدل الصلابة، سهولة معاملة الخثرة وتركيب الجبن texture في بعض أنواع من الجبن.مكعبات الخثرة الأصغر تفقد الرطوبة بدرجة أسرع من المكعبات الأكبر حجماً حيث أن مساحة السطح الذي يهرب منه الشرش أكبر من المكعبات الصغيرة عن المكعبات الكبيرة. فإذا كانت المكعبات غير متجانسة في الحجم فإن الاختلافات في محتوي الرطوبة في المكعبات الصغيرة والكبيرة تؤثر بدرجة غير مرضية علي صفات الجبن النهائي. كما أن الخثرة التي تسمط علي درجات حرارة أعلي يجب أن تقطع إلي مكعبات أصغر بينما التي تسمط علي درجات حرارة أقل تقطع إلي مكعبات أكبر ما لم تكون الخثرة عالية الحموضة.
يؤثر حجم المكعبات أيضاً علي سهولة معاملة الخثرة، عندما تكون حجم المكعبات كبيرة جداً فإنها تنكسر أو تتفتت بسهولة إلي قطع غير متجانسة في الشكل و الحجم مما يزيد الفاقد في الشرش ويقلل المحصول الناتج. حجم المكعبات قد يؤثر علي التركيب البنائي للخثرة texture حيث أنه في تشكيل الجبن إلي شكله النهائي فإن هذه المكعبات يجب أن تتجمع وتلتصق مع بعضها. المكعبات الصغيرة تلتصق مع بعضها بإحكام وتكون في الجبن فراغات اقل بينما المكعبات الكبيرة تكون فراغات كبيرة في الحجم وقليلة في العدد. لذلك فإن حجم مكعبات الخثرة يعتبر العامل الوحيد الذي يؤثر علي حجم الفراغات Opening في الجبن.
بعد تكوين الخثرة يجب أن تمر فترة من الزمن قبل تقطيع الخثرة ومعاملتها للتخلص من الشرش الزائد.
تختلف هذه الفترة من دقائق قليلة إلي بضع ساعات وخلال هذه الفترة تحدث بعض التغيرات بالخثرة أهمها:
تزداد صلابة الخثرة بدرجة محسوسة يمكن ملاحظتها بحاسة اللمس أو بميل الخثرة إلي الإنفصال عند تقطيعها بواسطة سكين حيث تخرج السكين نظيفة مع عمل قطع نظيفة في الخثرة.
تزداد حموضة الخثرة بدرجة تختلف باختلاف نوع الخثرة المتكونة حيث تكون الزيادة غير محسوسة في حالة الخثرة المتكونة بفعل المنفحة فقط أو قد تكون الزيادة كبيرة ومحسوسة كما في حالة الخثرة المتكونة بفعل الحامض حيث تصل الحموضة في هذا النوع من الخثرة إلي درجة PH 4.7 أو حموضة قدرها 0.45-0.6% .
تنخفض قدرة الخثرة علي الاحتفاظ بالشرش Whey-holding capacity خلال هذه الفترة ويرجع ذلك إلي فعل المنفحة المستمر بعد تكوين الخثرة وكذلك زيادة الحموضة والتي تزيد من نشاط إنزيمات المنفحة والتي تؤثر أيضاً علي طبيعة الخثرة.
وهناك علامات أخرى مختلفة تستخدم لتحديد الوقت المناسب لتقطيع الخثرة منها:
أ- صلابة الخثرة: وتقاس عادة بحاسة اللمس.
ب- الحموضة: وقد تقاس بواسطة حاسة الشم أو التذوق أو التعادل بقلوي أو تقدير PH لعينة من الشرش يمكن الحصول عليها بالطرد المركزي لعينة من الخثرة المتكونة.
ج- قدرة الخثرة على الاحتفاظ بالشرش: ويتعرف عليها بظهور نقط من الشرش مثل حبيبات العرق علي سطح الخثرة وقد تتجمع هذه النقط مكونة طبقة رقيقة من الشرش علي سطح الخثرة.
ترتبط مدة التجبن وصلابة الخثرة ووقت التقطيع (الوقت الذي يتم عنده تقطيع الخثرة) إرتباطاً وثيقاً. التجبن السريع يعطي خثرة أكثر صلابة. يتحكم أساساً في مدة التجبن بواسطة الحموضة، طبيعة اللبن، درجة حرارة التنفيح وكمية المنفحة المضافة.
ترتبط النسبة بين وقت التقطيع إلي وقت التجبن بدرجة كبيرة بالجودة الكيماوية للبن حيث تزيد زيادة كمية المنفحة وتنخفض حتى نقطة معينة بارتفاع درجة الحرارة وترتفع بدرجة بسيطة إذا كان اللبن مبسترا ولكن لا يتأثر بحموضة اللبن الأولية (عند البداية) بالرغم من أن النسبة قد تزيد زيادة طفيفة مع تقدم الحموضة. محتوي اللبن من الدهن لا يؤثر علي هذه النسبة.
تختلف هذه النسبة باختلاف نوع الجبن ولكن عادة تكون حوالي 3( أي إذا كانت مدة التجبن 10 دقائق فإن التقطيع يتم بعد 30 دقيقة من إضافة المنفحة) وقد أوضح البعض أن وقت التجبن يمكن حسابه علي أساس أنه يعادل 4 أضعاف فترة التجبن (بداية التجبن) ولكن وجد آخرون أن النسبة تختلف بدرجة أكبر ولا يمكن استخدامها بهذه الطريقة.
عموماً فإن الخثرة التي تكونت بدرجة أسرع تكون أكثر صلابة.
إضافة أملاح الكالسيوم أو الفوسفات تزيد من صلابة الخثرة ولكن بعد مستوي معين تصبح الخثرة ضعيفة أو أقل صلابة. تسخين اللبن يبطء من معدل التجبن ويضعف من الخثرة وبالرغم من ذلك فإنه يمكن التغلب علي ذلك بإضافة أملاح الكالسيوم في الحدود المسموح بها (لا يزيد عن 0.02% CaCl2).
تسخين الخثرة السمط:
تسخين heating الخثرة يسرع من فقد الرطوبة حيث أن التسخين يثبط من فعل المنفحة ويؤثر مباشرة علي القدرة الطبيعية للخثرة علي حجز الرطوبة Water-holding-capacity مما يزيد من صلابة الخثرة وتكوين بنائي للجبن texture يساعد علي إتمام العمليات التالية من كبس وتمليح بسهولة.
التغيرات البسيطة في درجة الحرارة يكون لها تأثير كبير، لهذا فإنهن ينصح بأن تتم عملية تسخين الخثرة [/color
وتتكون الجبن نتيجة لحدوث تخثر أو تجبن Coagulation للبن أي تحوله من الصورة السائلة إلي صورة هلامية متماسكة بفعل إضافة المنفحة أو بفعل الحموضة المتكونة نتيجة إضافة البادئات المحتوية علي بكتريا حمض اللاكتيك وفي كلتا الحالتين يحدث انفصال لكمية كبيرة من الماء الذائب فيه بعض المركبات ويسمي بالشرش Whey وهو يحتوي في الأساس على سكر اللاكتوز وبعض البروتينات تسمي Whey Proteins أي بروتينات الشرش.
كيف يمكن صناعة الجبن
طريقة صناعة الجبن
الأساس العلمي لصناعة الجبن:
الجبن من أشهر المنتجات اللبنية والتي يمكن إنتاجها نتيجة عمليات التجبن Curding أو عمليات التخمير والتي تنتج عنها عمليات التجبن وكلاهما من شأنه أن يؤثر علي اتزان بروتين اللبن حيث يتحول اللبن من الصورة السائلة ذو البروتين الثابت إلي الصورة المتماسكة ذات البروتين المترسب أو المدنتر أو المعرف كلياً بالمتجبن.
وتخمير اللبن لإنتاج الجبن ينتج أساساً من تحويل سكر اللاكتوز وتخميره إلي حمض اللاكتيك حيث يعد من مصادر الشحنات الموجبة والتي تؤثر علي الشحنات السالبة علي بروتين اللبن مما يعمل علي فقد إتزانه وتجبنه عند نقطة التعادل الكهربيةIso electric point وهي لبروتين اللبن عند PH 4.6 مقارنة بــــ PH 6.7 للبن المعد لصناعة الجبن. بينما تجبن اللبن الشائع باستخدام المنفحة وهي الإنزيمات المتواجدة في المعدة الرابعة لصغار الأبقار حيث لها خاصية تجبن اللبن وتعرف المنفحة باسمRennine , Rennet حيث من شأن تلك الإنزيمات التأثير علي مكون الكازين المعروف باسم الــــ Kapa casein الواقي أو الحامي للـ ل s casein- وبالتالي بتحليله أو تكسيره يتعرض الـ ل s casein-للأيونات الموجبة وخاصة الكالسيوم Ca+2 لتتم بذلك المرحلة الثانية من عملية التجبن.
المواد الوسيطة المستخدمة في صناعة الجبن:
المنفحة Rennet
البادئات Starter culture
كلوريد الكالسيوم Calcium chloride
الأملاح (ملح الطعام) Salts
الصبغات Dyes
النكهات Flavour
1- المنفحة:
تستخلص من المعدة الرابعة للعجول الصغيرة وتوجد إما علي صورة صلبة أو سائلة أو مجففة. الجرعة المستخدمة تتراوح من 10.000: 1 أو 15.000 : 1 بحيث أن كل جزء من المنفحة يجبن 10 – 15 ألف جزء من اللبن في 40 دقيقة علي 30 م . حديثا هناك نوعان من البدائل للمنفحة أولهما الإنزيمات المجبنة من مصادر نباتية والأخرى إنزيمات ميكروبية. الإنزيمات نباتية المصدر تعطي تجبن جيد ولكنها تعطي طعم مرا في الجبن خلال عمليات التسوية بينما تظهر الإنزيمات الميكروبية نفس الفعل للمنفحة ذات الأصل الحيواني.
2- البادئات:
بعد عمليات التسخين تبدأ مزارع بكتريا حمض اللاكتيك في التحطيم لذا أصبح لازما إضافة مزارع بكتيرية للبن فيما يعرف باسم مزارع الصناعة Bulk culture وهذه تشمل إنتاجيتها علي بسترة اللبن الفرز ثم تحضينه علي 32 م بعد التبريد حتى يلقح بالمزرعة الأم Mother culture ويحضن حتى التجبن ثم التبريد علي 4م. وغالبية البكتريا المستخدمة كبادئات تنتمي معظمها إلي بكتريا حمض اللاكتيك وحديثا يمكن استخدام البادئات المجففة النشطة ذات النشاط السريع Powde direct use حيث تستخدم فقط مع الألبان ذات الجودة العالية وهي تتميز بأنها أقل خطورة للتلوث بالبكتريا الغير مرغوبة. هذا كله بالنسبة لأنواع الجبن التي تستخدم فيها البكتريا في عمليات التسوية بينما في بعض أنواع الجبن التي تستخدم فيها المزارع الفطرية مثل جبن الروكفور Requefort تستخدم بادئات تعرف باسم Penicillium requeforti كذلك جبن الكاممبرت Camembert تستخدم بادئات Pencillium Cammemberti .
3- كلوريد الكالسيوم:
بصفة عامة يستخدم 5 – 20 جم من كلوريد الكالسيوم لكل 100 كيلو لبن حيث تكفي هذه الكمية لتحسين خواص الجبن لأن إتمام عمليات التجبن وتحويل مادة الخثرة الأولية Kettle إلي الخثرة التامة Curd تتطلب وجود كلوريد الكالسيوم كمصدر لأيونات الكالسيوم الموجبة لإتمام المرحلة الثانية من التجبن. زيادة المضاف من كلوريد الكالسيوم قد يعمل علي زيادة صلابة الخثرة المتكونة بحيث قد يصعب تقطيعها. ويجب أن ينوه إلي أن إضافة كلوريد الكالسيوم يقلل من زمن التجبن ويزيد من الحالة الجيلية Gel التى تحسن وتزيد من ريع الجبن.
4- إضافة الأملاح:
ملح الطعام يضاف إلي الجبن لإعطائه الطعم المميز من جهة ووقف النشاط التخمري الغير مرغوب من جهة أخرى. ويجب أن يكون معروفا أن هناك أنواع أخرى من الأملاح قد تضاف في صناعة الجبن في بعض البلدان والبعض الأخر تحرم قوانينها ذلك وعلي سبيل المثال نترات الصوديوم أو البوتاسيوم والتي تستخدم لإعاقة أو وقف نمو النشاط التخمري لبكتريا Clostridium Butyricum ذات الأثر الغير مرغوب والمسببة للتسمم ويستخدم تركيز 20 جرام / 100 كيلوجرام لبن لهذا الغرض. ومحظورية استخدام أملاح النترات يرجع إلي تكوين مركبات النيتروز أمين عند هدم أملاح النترات في التسوية والذي يعد من مسببات السرطان (لأنه تراكمي التأثير).
5- الصبغات:
لون الجبن يرتبط عظيم الارتباط بلون دهن اللبن وهذا يرجع إلي عوامل عديدة تؤثر علي دهن اللبن من حيث الكمية واللون من أهمها العوامل الموسمية لذلك تضاف صبغات الكاروتين والاناتو لتعديل أو تصحيح تلك المفارقات الموسمية. وقد يستخدم مبيضات للجبن خاصة الأجبان ذات التسوية بالفطريات أو الجبن الفيتا.
6- النكهات:
استخدام النكهات في صناعة الجبن قبل عمليات التسوية يكاد يكون منعدما وذلك لعوامل الدنترة للجبن أثناء عمليات التسوية وقد تكون إضافة النكهات مقصوراً علي الأجبان المطبوخة.
خطوات صناعة الجبن
1- استلام اللبن:
تبدأ صناعة الجبن باختيار نوع اللبن الذي يتناسب مع نوع الجبن المراد صناعته ولابد أن يكون اللبن المراد إعداده لصناعة الجبن علي درجة عالية من الجودة الكيماوية وكذلك الجودة الميكربيولوجية والجودة الحسية حيث تنعكس جودة اللبن علي جودة الجبن الناتج مع مراعاة إنتاج اللبن النظيف وتبريده عقب عملية الحليب مباشرة إلي درجة حرارة 4م وقد يخزن علي هذه الدرجة حتى التصنيع.
يراعي عند استلام اللبن لصناعة الجبن إجراء بعض الاختبارات الضرورية مثل:
الاختبارات الحسية (كالطعم واللون والرائحة والمظهر والقوام)
الاختبارات الكيميائية (الحموضة – الكازين – الدهن – الجوامد الكلية واللادهنية)
الاختبارات الميكروبيولوجية (أزرق المثلين – ريزازورين – ميكروبات الكلورفوم)
وجود الألبان غير الطبيعية (لبن السرسوب – لبن نهاية فصل الحليب – لبن التهاب الضرع)
وجود الألبان المحتوية علي مضادات حيوية.
1-1 الاختبارات الحسية:
تتم الاختبارات الحسية التي تجري مع اللبن عند وصوله صالة إنتاج الجبن بواسطة حاسة الشم والتذوق بواسطة أشخاص لهم خبرة عالية في هذا المجال حيث يمكن الكشف عن الروائح الغير مرغوبة وكذلك معرفة الأطعمة الغريبة الناتجة عن التلوث بالعلائق أو روث المواشي أو الرش بالمبيدات أو سوء التبريد عقب الحليب مباشرة حيث ترفع الحموضة. وجود شوائب وألوان غريبة كاللون الأحمر أو الأزرق يكون دلاله علي عدم إنتاج اللبن بطريقة نظيفة أو وجود لبن ناتج من مواشي مصابة بمرض التهاب الضرع أو وجود بعض الميكروبات التي تفرز صبغات حمراء أو زرقاء في اللبن.
1-2 الاختبارات الكيميائية:
يجب العناية بإجراء هذه الاختبارات حيث تعطي فكرة جيدة عن مدى إنتاج اللبن وكذلك التركيب الكيماوي ومدي صلاحيته لصناعة الجبن من عدمه.
ومن أهم الاختبارات الكيميائية التي يجب تقديرها هي:
1–2–1: اختبار الحموضة و PH اللبن:
وتقدر الحموضة بطريقة التعادل بالقلوي ويقدر الـــ PH بواسطة جهاز الـــ PH والحموضة الطبيعية للبن تتراوح ما بين 0.16 – 0.17 % مقدرة كحامض لاكتيك والــ PH الطبيعي 6.6 – 6.7 وفي حالة انخفاض الحموضة أو ارتفاع الـــ PH عن الحد الطبيعي يعطي فكرة عن وجود لبن ناتج من مواشي مصابة بالتهاب الضرع أما انخفاض الـــ PH وارتفاع الحموضة يعطي فكرة عن سوء عملية التبريد.
1-2-2: اختبار تقدير الدهن يتم بواسطة أنبوبة جربر:
1-2-3: اختبار تقدير الكازين:
يتم بواسطة طريقة رقم الفورمول ومن تقدير نسبة الدهن والكازين يمكن حساب الجوامد الكلية والجوامد اللادهنية وكذلك يمكن تعديل تركيب اللبن المعد لصناعة الجبن من ناحية الدهن إلي الكازين خاصة في مجال صناعة الجبن الجافة.
1-3: الاختبارات الميكروبيولوجية:
الاختبارات البكتريولوجية تعطي فكرة عن درجة جودة اللبن الميكروبيولوجية.
ومن هذه الاختبارات:
لاختبار الصبغات (أزرق المثلين – الريزازورين) وهي اختبارات تعتمد علي فترة اختزال لون الصبغة كلما طالت الفترة اللازمة لاختزال لون الصبغة (تحول لون أزرق المثلين إلي المثلين)
كلما كانت جودة اللبن أفضل حيث لوحظ أن اللبن الجيد يحتاج فترة من 4 – 5 ساعات لاختزال لون الصبغة.
بالنسبة لاختبار صبغة الريزازورين يتم مقارنة اللون الناتج في أنبوبة الاختبار مع لوحة قياسية لمقارنة الألوان لتحديد جودة اللبن.
بعد إجراء الاختبارات الروتينية لاستلام اللبن عند وصوله إلي المصنع يتم تجميع اللبن في خزانات كبيرة مبردة حيث يخزن اللبن في معظم مصانع الجبن لفترات قصيرة أو طويلة تحت درجات حرارة منخفضة لتثبيط نمو الميكروبات وإطالة فترة حفظ اللبن طبقا لنظام العمل والطاقة الإنتاجية للمصنع. ويعتبر تخزين اللبن من العمليات الهامة وخاصة في المصانع الكبيرة حيث يخزن في خزانات كبيرة تحت درجات حرارة منخفضة. وقد تجري عملية تسوية للبن بإضافة البادئ في خزانات التخزين قبل نقله إلي أحواض تصنيع الجبن اللازمة، خلط اللبن مع دفعات أخري من إنتاج مزارع مختلفة، تعديل تركيب اللبن وغيرها من المعاملات الأخرى الضرورية. يجب أن تكون الخزانات مصنوعة من مادة يسهل تنظيفها كما أن ملحقات الخزانات من مضخات وخطوط أنابيب لنقل وتوصيل اللبن يجب أن تكون مصممة بحيث لا تكون مصدراً لتلوث اللبن بالميكروبات. كما يجب أن تكون الخزانات معزولة لعدم فقد أو كسب حرارة والمحافظة علي درجة حرارة اللبن ثابتة طول فترة التخزين وفي بعض الأحيان قد يكون ملحق بهذه الخزانات وحدات تبريد محتوي هذه الخزانات كما يجب أن تكون الخزانات مزودة بمقلبات أتوماتيكية لتقليب اللبن في هذه الخزانات لمنع صعود الدهن علي السطح وتكوين طبقة القشدة. وفي حالة الخزانات الكبيرة والتي تصل إلي 15000 – 25000 جالون لبن فأنه يصعب تنظيفها باستخدام الطرق التقليدية لذلك يجب أن يزود بنظام التنظيف المكاني.
1-3-1: تأثير البكتريا المقاومة للبرودة والمعاملة الحرارية:
تخزين اللبن في أوعية التخمر
تخزين اللبن الخام في خزانات أسطوانية كبيرة Silos في مصانع الألبان الكبيرة عند درجات حرارة بين 6 – 10 م يشجع من نمو البكتريا المقاومة للبرودة Psychrotrophic bacteria هذه البكتريا تستطيع أن تنمو عند درجات حرارة أقل من 7 م بالرغم من أن درجات حرارة النمو المثلي لها تقع بين 20 – 30 م.
توجد هذه البكتريا في الخزانات وتكون أساسا بكتريا سالبة لجرام من أجناسAlcaligenes, Achromobacter, Pseudomonas, Enterobacter لكن أمكن عزل بكتريا موجبة لجرام من جنس Bacillus . معظم البكتريا المقاومة للبرودة يقضي عليها بالبسترة ولكنها تفرز إنزيمات خارج الخلايا تكون مقاومة للحرارة بدرجة كبيرة وقادرة علي مقاومة البسترة (HTST) أهم هذه الإنزيمات بالنسبة لصناعة الجبن هي إنزيمات البروتينيز والليبيز التي تؤدي إلي تحلل كل من البروتين والدهن علي التوالي.
ومن المعتقد أن إنزيمات البروتينيز المقاومة للحرارة تكون مسئولة عن انخفاض محصول الجبن نتيجة تحلل البروتين مما يسبب فقد مواد نتيروجينية في الشرش في صناعة الجبن الطرية نجد أن أعداد البكتريا المقاومة للبرودة 10 cfu /مل من اللبن تكون مسئولة عن انخفاض محصول الجبن بحوالي 5 % نتيجة التحلل البروتيني في صناعة الجبن Cottage يكون الفقد في المحصول محسوساً فقط عندما يصل العدد الكلي للبكتريا 10 cfu /مل ويكون مرتبطاً بزيادة NPN الناتجة من تحلل البروتين عندما تصل أعداد البكتريا إلي 10 cfu /مل فإن التجبن يحدث بمعدل أكثر بطأ وتكون خثرة جبن Cottage أكثر طراوة كما أن هذا المستوى من نمو البكتريا يسبب فقد كبير في محصول نمو البكتريا المقاومة للبرودة في اللبن تسبب أيضا انخفاضا كبيرا في محصول لجبن التشدر فإن أعداد البكتريا المقاومة للبرودة الموجودة في اللبن الخام المخزن تحت الظروف العملية من غير المحتمل أن تسبب فقدا كبيرا في المحصول. وقد وجد أن محصول جبن التشدر لا يتأثر بنمو البكتريا المقاومة للبرودة عند مستوي 10 cfu /مل ولكن أعداد أكبر تصل إلي 10 cfu /مل يسبب انخفاضا في محصول الجبن.
لتقليل نمو البكتريا المقاومة للبرودة أثناء تخزين اللبن لصناعة الجبن فأنه يمكن تعريض اللبن لمعاملة حرارة أو تخزينه عند درجة حرارة أقل من 6م. جبن التشدر المصنوعة من اللبن خزن عند 2م لمدة 4 أيام يحتوي علي صفات طعم أفضل من الجبن المصنع من لبن خزن 6م والتخزين عند درجات حرارة أقل لا يسبب انخفاضا من محصول الجبن.
أنزيمات الليبيز الناتجة من البكتريا المقاومة للبرودة التي تقاوم البسترة قد تسبب زناخة Rancidity في الجبن التشدر وفي الجبن الهولندية وجبن الكممبيرت.
بالإضافة إلي تغيرات في ميكروفلورا اللبن نتيجة التخزين تحت درجات التبريد فأنه قد لا يحدث تغيرات طبيعية – كيماوية في الكازين.
الكازين المتكون في خلايا الغدد الثديية يوجد في صورة ذائبة وفي صورة جسيمات.
أثناء التخزين عند درجات حرارة منخفضة يزيد تركيز الكازين الذائب والذي يؤدي إلي انخفاض في محصول الجبن ولكن وجد أن تعريض اللبن لمعاملة حرارية قبل صناعة الجبن يمكن أن يقلل من هذا التأثير.
عموما فان انخفاض محصول الجبن نتيجة أطالة فترة التخزين المبرد للبن يمكن تجنبه بمعاملة اللبن حراريا Thermization قبل التبريد والتخزين. التسخين إلي 74م لمدة 10 ثوان يؤدي إلي زيادة محصول الجبن بحوالي 5% بعد تخزين اللبن على درجة 3م لمدة 7 أيام تسخين اللبن لدرجة 65م لمدة ثانية قبل التخزين يحافظ علي مستوي البكتريا المقاومة للبرودة عند مستويات مقبولة لمدة 3 أيام متتالية. تخزين اللبن لفترات أطول أو تعريض اللبن لمعاملات حرارية أقل يؤدي إلي فقد في المحصول والجودة. وجد أن محصول جبن الايدام والامبرجر قد ارتفع بحوالي 1.5 – 2 % بالتسخين لدرجة 73م لمدة 30ثانية والتبريد إلي حوالي 8 – 10 م ثم إعادة التسخين لدرجة 67م لمدة 30ثانية قبل التبريد طول الليل والبسترة. لذلك فأن تسخين اللبن قبل التخزين تحت درجات حرارة منخفضة قد يساعد علي بقاء البكتريا المقاومة للبرودة عند مستوي أقل من المستويات التي تسبب مشاكل في صناعة الجبن. خاصة إذا كانت درجة حرارة التخزين عند 6 – 7م بدلا من 2م. كما يحتمل أيضا أن المعاملة الحرارية الأكثر ارتفاعا قد يؤدي إلي تحسين الجودة الميكربيولوجية أكثر من حدوث تفاعل بين بروتينات الشرش والكازين.
2- تصفية اللبن:
تحصل مصانع الجبن علي ما تحتاجه من ألبان من مصادر مختلفة تختلف في درجة جودة ونظافة ألبانها. وقد تحتوي هذه الألبان علي أوساخ وشوائب وبعض المواد الغريبة التي قد تصل إلي اللبن من البيئة المحيطة بعملية الإنتاج (الجو – الحيوان – العمال – الأدوات المستعملة في الإنتاج – العليقة................) لذلك يجب أن يمرر اللبن خلال مرشحات لإزالة هذه الأوساخ والشوائب المرئية. تتميز عملية الترشيح Filtration بالسهولة والبساطة وقلة التكاليف وعادة يستخدم قطن أو قماش ترشيح ضيق الثقوب مناسبا لإزالة الشوائب والأوساخ المرئية ولكنها لا تزيل كرات الدم البيضاء التي قد تكون موجودة في اللبن طبيعيا وقد تجري عملية ترشيح اللبن علي البارد أو الساخن. ويفضل كثير من المعامل عملية ترشيح اللبن علي البارد حيث لا يلزم عملية تسخين لرفع درجة حرارة اللبن قبل الترشيح مما يؤدي إلي تقليل التكاليف كما أن كثير من الشوائب والمواد الغريبة توجد علي صورة غير ذائبة علي درجة حرارة منخفضة وبذلك يسهل فصلها في الترشيح. قد تلجأ المصانع إلي تدفئة اللبن قبل عملية الترشيح إذا كانت نسبة الدهن في اللبن 4% أو أعلا لزيادة سرعة انسياب اللبن خلال المرشحات.
من الضروري تغيير قماش أو قطن الترشيح من وقت لأخر أثناء عملية الترشيح لاستمرار كفاءة عملية الترشيح. في المصانع الكبيرة يفضل وجود وحدتين على الأقل لضمان عدم توقف العمل أثناء تغيير قماش الترشيح. وقد وجد أن الترشيح لا يؤثر علي عدد البكتريا في اللبن لذلك فإن عملية الترشيح تعتبر عملية تنظيف للبن Cleaning milk .
3- التنقية:
المنقيات Clarifiers عبارة عن أجهزة تعمل علي إزالة الشوائب والقاذورات التي يصعب إزالتها في عملية التصفية باستخدام قوة الطرد المركزي عند سرعة 6000 دورة في الدقيقة أو أعلا. تزيل المنقيات جميع الشوائب الدقيقة الموجودة في اللبن والتي يكون وزنها النوعي أعلا من 1.032 (أي أعلا من كثافة اللبن) وتشمل القاذورات والخلايا ومجاميع البكتريا الكبيرة Clumps.
تشبه المنقيات فرازات اللبن ماعدا المخروط Bowl حيث تتميز أقراص المنقي بأن قطرها يكون أصغر وبذلك يحتوي المنقي علي مساحة أكبر تتراكم فيه القاذورات والشوائب الموجودة في اللبن.
الثقوب التي توجد في الأطباق لتوزيع اللبن تكون قريبة من حوافها بينما في حالة الفراز تكون قريبة من مركز الأطباق كما توجد فتحة واحدة لخروج اللبن بعد تنقيته بخلاف الفراز حيث توجد فتحتان أحدهما لخروج القشدة والأخرى لخروج اللبن الفرز.
يدخل اللبن عند درجة حرارة 32 – 38م إلي مخروط المنقي من نقطة قريبة من حواف الأطباق ويدفع إلي الداخل في اتجاه رأسي بين الأقراص حيث تنفصل المواد الغريبة التي تكون أثقل من مكونات اللبن بتأثير قوة الطرد المركزي إلي الحيز الخارجي للأطباق حيث تتراكم وتكون ما يعرف بحول المنقي Slime الذي يتكون من المواد الغريبة في اللبن – البروتين – الدهن – فوسفات الكالسيوم وغيرها من الأملاح المعدنية وكرات الدم البيضاء والبكتريا.
تختلف كمية وحل المنقي باختلاف كمية المواد الغريبة، مرحلة الحليب، حموضة اللبن، درجة حرارة التنقية ومدة عملية التنقية.
تقوم عملية التنقية بالتخلص من كرات الدم البيضاء والبكتريا بدرجة كبيرة وقد وجد أن عدد كرات الدم البيضاء تختلف من 1.3 – 3 مليون لكل جرام من وحل المنقي بمعدل انخفاض يصل إلي حوالي 40% في اللبن. كما وجد أن عدد البكتريا في وحل المنقي يتراوح من 900 إلي 750 مليون/جرام.
4- البسترة:
عملية بسترة اللبن
طرق البسترة: هناك طريقتان للبسترة هما:
4-1:البسترة البطيئة Holding method
وتتلخص في تسخين كل قطرة من اللبن إلي درجة حرارة 62 م علي الأقل لمدة 30 دقيقة ثم التبريد السريع إلي درجة حرارة 55م ويجب أن يكون الجهاز معتمدا جيد الاستعمال ومجهزا بترمومتر بياني وتمتاز الطريقة البطيئة بأنها كفيلة بالقضاء علي معظم البكتريا دون حدوث تغير يذكر علي طبقة القشدة.
4-2: الطريقة السريعة High Temperature Short Time (H.T.S.T)
هذه الطريقة هي الأكثر استعمالا لبسترة اللبن في جميع أنحاء العالم وفيها يسخن اللبن إلي درجة حرارة (71-73م) أو أكثر قليلا لمدة 15 ثانية ثم يبرد فجائيا إلي درجة حرارة تقل عن (5-10م) وتستخدم طريقة البسترة السريعة في بسترة القشدة المعدة لصناعة الزبد وبدأ استعمالها يزيد في السنوات الأخيرة لمعاملة ألبان الشرب والقشدة المعدان للاستهلاك وحديثا جدا بدأ تطبيقها في تعقيم الألبان. وتعتمد الطريقة علي نظرية التبادل الحراري لتسخين أو تبريد اللبن ويتم ذلك باستعمال مبادل الحرارة ذو الألواح.
مقارنة بين الطريقة السريعة والطريقة البطيئة:
تناسب الطريقة البطيئة الكميات المحدودة من الألبان التي تقل عن 5 طن يومياً فإذا زادت كمية اللبن عن ذلك كثيراً أصبحت الطريقة السريعة أكثر تناسب.
تستغرق البسترة بالطريقة السريعة وقتاً أقل من البسترة بالطريقة البطيئة كما يمكن البدء في تعبئة اللبن بمجرد الانتهاء من بسترته.
الطريقة البطيئة تكون أجهزتها أبسط في التركيب والتشغيل عما في الطريقة السريعة حيث أنه يسبب قصر فترة التسخين يستلزم الأمر:
- ضبط كمية وسرعة مرور اللبن في الجهاز.
- ضبط كمية وسرعة ودرجة حرارة وسط التسخين.
- ضبط فترة الحجز لمدة 15 ثانية.
تساعد الطريقة السريعة علي استغلال الأيدي العاملة إلي أقصي حد وذلك بتوفير الوقت المخصص للنظافة وزيادة قدرة الآلات التصنيعية دون الحاجة إلي زيادة عدد ساعات العمل.
ليس هناك فوارق محسوسة بين الطريقتين فيما يتعلق بتأثيرهما علي صفات اللبن الظاهرية أو الكيماوية علي القيمة الغذائية.
كفاءة عملية البسترة:
يعتبر اختبار الفوسفاتيز هو الاختبار الرسمي للكشف عن مدي كفاءة البسترة أو خلط اللبن المبستر باللبن الخام. وأساس هذا الاختبار أن إنزيم الفوسفاتيز والذي يوجد في اللبن الخام يتلف أو يقضي علية بدرجة حرارة البسترة ووقت الحفظ.
وعلي ذلك فإن غياب الفوسفاتيز يدل علي أن اللبن قد سخن تسخينا كافيا بينما وجوده باللبن يدل علي عدم تسخينه بدرجة كافية أو احتمال تلوثه بلبن خام.
ويلخص الاختبار في خلط كمية من اللبن المبستر في أنبوبة اختبار مع استر عضوي يحتوي علي الفينول وهو Disodium-Phenyl-Phosphate (مادة التفاعل الإنزيمي) وكذلك محلول منظم لإيجاد PH مناسب في حدود 9.0-9.6 ثم حفظ الأنبوبة في حمام مائي علي درجة حرارة 37م لمدة ساعة. ففي حالة وجود إنزيم الفوسفاتيز فإنه يحلل الأستر العضوي ويطلق الفينول منه والذي يمكن قياسه بطريقة لونية مع استعمال دليل ينتج الأندوفينول الأزرق. هذا وكلما قلت درجة اللون الأزرق المتكون كلما دل ذلك علي انعدام إنزيم الفوسفاتيز أو ندرته.
ويلاحظ أن هذا الاختبار حساس لدرجة أنه يمكن كشف أي خطأ بسيط في عملية البسترة أو إضافة نسبة بسيطة من اللبن الخام قد لا تتعدي 0.1% إلي اللبن المبستر.
التبريد:
يلزم توفير حجرات مبردة في المصانع حيث يمكن تخزين اللبن إلي أن يحين وقت نقله ثم توزيعه علي المستهلكين. وعند تخزين اللبن توضع الأقفاص من السلك فوق بعضها إلي ارتفاع 10-12 وحدة منها وتحفظ علي درجة 5م أو أقل بحيث يثبط نمو الميكروبات.
5- إضافة البادئ:
بعد إعداد اللبن لصناعة الجبن كما سبق الإشارة إليه يجري تعديل لدرجة حرارة اللبن إلي الدرجة المناسبة لإضافة البادئ والذي يختلف باختلاف نوع الجبن المراد إنتاجه. عادة يطلق علي هذه العملية في صناعة الجبن "تسوية اللبن milk ripening" والتي تعتبر من الخطوات الأساسية في صناعة معظم أن لم يكن جميع أنواع الجبن بهدف زيادة الحموضة بصورة منتظمة خلال مرحلة التصنيع (خلال فترة قد تصل إلي 24 ساعة). عادة يتم زيادة الحموضة في اللبن من خلال إنتاج حامض اللاكتيك بواسطة البادئ المضاف أو بواسطة مواد منتجة للحامض والتي تعرف بالتحميض المباشر Direct acidification حيث تستخدم حاليا في صناعة بعض أنواع من الجبن غير المسواة مثل Ricotta والجبن الأبيض Queso blanco وجبن Cottage وكذلك المزاريلا والفتا بطريقة UF حيث يستخدم حمض اللاكتيك – الخليك – الفوسفوريك – HC1 والستريك لضبط PH اللبن إلي 5.0.
تتلخص مزايا التحميض المباشر فيما يلي :
التخلص من المشاكل المرتبطة بمزارع البادئات مثل فشل البادئ نتيجة الإصابة بالفاج أو وجود مضادات حيوية في اللبن.
تقليل الفترة اللازمة لإنتاج الجبن بدرجة كبيرة.
طرق الحفظ Methods of preservation
من الضروري حفظ مزارع البادئ للمحافظة علي الأحياء الدقيقة الأصلية بحيث يمكن الرجوع إليها في حالة فشل البادئ. قد يؤدي النقل المتتالي باستمرار أيضا إلي حدوث طفرات في السلالات والتي قد تغير من السلوك والصفات العامة للبادئ. يمكن الحصول علي مزارع بادئات المنتجات اللبنية من مؤسسات الأبحاث ومن الكليات التعليمية، ومن بنوك حفظ المزارع أو المصنعين التجاريين، ويمكن حفظ بكتريا مزارع البادئات باستخدام إحدى الطرق الآتية:
البادئ السائل
البادئ الجاف:*مجفف بطريقة الرذاذ. *مجفد. *مجفد مركز.
البادئ المجمد: *التجميد العميق علي -40م *التجميد علي درجة حرارة منخفضة (-196م) نيتروجين سائل.
العوامل المثبطة لمزارع البادئ:
هناك عوامل عديدة تؤدي إلي تثبيط أو نشاط مزارع البادئ وكلتا الحالتين يقودان إلي إنتاج منتجات لبنية متخمرة منخفضة الجودة عند وصولها للمستهلك كما تؤدي إلي خسائر اقتصادية.
لذا ينصح بأن يكون اللبن المع لإنتاج مزارع البادئ أو اللبن المعد لتصنيع المنتجات اللبنية المتخمرة خاليا من هذه العوامل تتلخص أسباب تثبيط المزارع فيما يلي:
مثبطات طبيعية Natural inhibitors
يحتوي اللبن علي مضادات حيوية طبيعية (لاكتين Lactenins – أجلوتيتين Agglutinins) يمكنها وقف نمو مزارع البادئ بالإضافة إلي نظام (LPS) Lactoperoxidase/hydrogen والنظام Peroxidase thiocyanate هذه المضادات حساسة للحرارة وتؤدي معاملة اللبن حراريا إلي القضاء عليها.
المضادات الحيوية Antibiotics
تجد بقايا المضادات الحيوية طريقها إلي اللبن عن طريق معالجة الأبقار الحلوب المصابة بالتهاب الضرع وهناك أنواع عديدة من المضادات الحيوية تستعمل لهذا الغرض وتعتبر مزارع البادئ حساسة للتركيزات المنخفضة جدا منها.
ضبط الجودة Quality control
تعتمد مقدرة مزرعة البادئ علي أداء عملها أثناء تصنيع منتجات الألبان المتخمرة علي نشاطها ونقاوتها ويمكن تلخيص الخطوات الروتينية المقترحة لاختبارات ضبط الجودة لمزارع البادي فيما يلي:
مزارع بادئات بكتريا حامض اللاكتيك والبكتريا الأخري
فحص مجهري باستخدام صبغة جرام أو طريقة صبغة نيومان Newman بكتريا البادئ موجبة لجرام وتستخدم الطريقة الأخيرة لضبط نسبة الكرويات إلي العصويات في مزارع اليوجهورت.
الكشف عن الملوثات:
يكشف عن النقاوة باستخدام اختبار الكتاليز وتعتبر بكتريا حمض اللاكتيك سالبة للكتاليز والتفاعل الموجب يدل علي التلوث.
يدل الاختبار الموجب للقولون علي تلوث عام.
يجب ألا تحتوي مزارع بكتريا حمض اللاكتيك علي الخميرة والفطريات.
الكشف عن الفيروسات البكترية.
اختبار النشاط أو الحيوية يساعد علي تقدير معدل تكوين الحموضة بمزرعة البادئ قبل استعمالها في حوض التصنيع مثل إجراء تصنيع الجبن في المعمل نطاق صغير أو تجريبي.
مقاومة درجات حرارة السمط يعتبر اختبارا مهما لبادئات الجبن.
• اختبار VP test أو الكريتين اختبار كيمو الحيوي لفحص البادئات المنتجة للنكهة وقد يستعمل هذا الاختبار في بعض الأحيان للكشف عن الأحياء الدقيقة المنتجة للغاز في المزارع غير المنتجة للغاز.
يضاف البادئ (بادئ الإضافة bulk culture) إلي اللبن في حوض صناعة الجبن بمعدل يختلف طبقا لنوع الجبن وطريقة صناعته حيث تضاف بنسبة تتراوح بين 0.2 إلي 5%. يقلب البادئ جيدا في اللبن لضمان توزيعه توزيعا متجانسا خلال اللبن في حوض علي درجة الحرارة المناسبة لنشاط البادئ ويحفظ علي هذه الدرجة فترة قد تصل إلي ساعتين إلي أن يصل إلي الحموضة المطلوبة. التلقيح بكمية أكبر من البادئ (2-4%) يقلل من فترة التسوية إلي 5-20 دقيقة.
تعتمد مصانع الألبان في الحصول علي المزارع التجارية عند تحضيرها للبادئ بكميات كبيرة (بادئ الإضافة (bulk culture) الذي يدخل عادة في الإنتاج ) حيث يمكن الحصول علي هذه المزارع من بنوك حفظ المزارع أو معامل معتمدة وتكون في إحدى الصور الآتية:
مزارع البادئ السائل (Liquid starter cultures)
مزارع البادئ المجفف (Dried starter cultures)
أ- غير مركزة (مجففة بطريقة الرذاذSpray - – dried أو مجفدة Freeze- dried)
ب- مركزة (مجفدة Freeze- dried)
مزارع البادئ المجمدة (Frozen starter cultures)
أ- غير مركزة (مجمدة عند - 18 إلي - 20 درجة مئوية)
ب- مركزة ( مجمدة عند 40 إلي – 196 درجة مئوية)
ميكروبات البادئات المساعدة في الجبن
الميكروبات المساعدة التي تستخدم في صناعة بعض أنواع الجبن
بالإضافة إلي بكتريا حمض اللاكتيك التي تستخدم في صناعة الجبن أساسا لإنتاج الحموضة بمعدلات مرغوبة خلال مراحل التصنيع المختلفة فقد تستخدم بادئات مساعدة (ثانوية) adjunct starters أخرى عند تصنيع أنواع معينة من الجبن بهدف إحداث تغيير معين مرغوب في الجبن أثناء التسوية حتى يمكن الحصول علي الناتج النهائي بالصفات والجودة المميزة له. هذه البادئات قد تضاف إلي اللبن مع البادئ الأساسي (بادئات بكتريا حمض اللاكتيك) أو تضاف إلي الخثرة.
6- إضافة الملونات:
يضاف اللون سواء الأناتو أو B – carotene غلي اللبن في صناعة الجبن للحصول علي لون ثابت للجبن علي مدار السنة نظراً لأن لون اللبن المائل للاصفرار يختلف باختلاف فصل السنة ونوع العليقة وكذلك محتواه من الدهن. يضاف اللون عادة قبل إضافة المنفحة مباشراً في أنواع الجبن التي يتم فيها تسوية اللبن بإضافة البادئ.
تتوقف كمية الملون المضاف إلي اللبن علي لون اللبن المستخدم في الصناعة وكذلك درجة اللون المرغوبة في الجبن الناتج وأحيانا قد لا يضاف لون علي الإطلاق إلي اللبن في الصناعة مثل الجبن الطرية وبعض الأنواع من الجبن النصف جافة. تختلف كمية الملون المضاف إلي اللبن من 250مل في حالة الجبن داكنة اللون إلي 100مل في حالة الجبن متوسطة اللون لكل طن من اللبن.
وفي حالة استخدام اللبن الجاموسي في صناعة الجبن يفضل إضافة 25مل ملون لكل طن حتى يكون الجبن الناتج مقارب لمثيله الناتج من اللبن البقرى في اللون. وعموما فإن معظم صانعي الجبن يفضل إضافة ملون الأناتو بالمعدل التالي لكل 450لتر لبن:
أقل من 35مل في حالة الجبن ذات اللون الفاتح.
35-55مل في حالة الجبن متوسط اللون.
115-230مل في حالة الجبن داكنة اللون.
وعادة يضاف الملون إلي لبن الجبن مع البادئ أو قبل إضافة المنفحة بحوالي 15 دقيقة. وقد أشار البعض إلي أن الملون يجب إضافته إلي اللبن قبل إضافة البادئ وقبل إضافة ca cl2 حتي لا تترسب المادة الملونة للملون ويعطي للجبن لون غير متجانس (مبقع) وقد يحدث هذا العيب عند إضافة كميات كبيرة من ca cl2 إلي اللبن كما هو الحال في صناعة الجبن من لبن مبستر.
وعادة يخفف الملون بنسبة 5:1 بالماء لضمان توزيعه توزيعا متجانسا خلال كمية اللبن في حوض الصناعة وبالتالي تجانس لون اللبن والجبن الناتج. ويجب استخدام هذه الملونات بحذر وغالبا يستبعد إضافة ملونات إلي لبن الجبن.
7- إضافة كلوريد الكالسيوم والأملاح المثبطة:
إضافة الأملاح إلى اللبن
يعتمد تجبن اللبن بالمنفحة علي وجود توازن بين صور الكالسيوم المختلفة في اللبن.
تسخين أو تبريد اللبن قد يحدث خلل في هذا التوازن لذلك يلجأ صانعي الجبن إلي إضافة Ca Cl2 لتصحيح هذا التوازن. عادة يضاف Ca Cl2 إلي اللبن في صناعة الجبن للإسراع من عملية التجبن ولتقليل التباين في قابلية اللبن للتجبن بالمنفحة وقدرة الخثرة علي الإنكماش وطرد الشرش. كما يضاف أيضا عند استخدام بعض أنواع من المنفحة النباتية أو الميكروبية لتحسين صفات الخثرة الناتجة. وفي معظم الدول يسمح بإضافة Ca Cl2 إلي لبن الجبن بما لا يتجاوز 0.02 % وعادة يفضل إضافة Ca Cl2 في صورة محلول قياسي حتى يسهل إضافته وتوزيعه في اللبن.
وبعض صانعي الجبن يستخدم ماء الجير (أيدروكسيد الكالسيوم) أو لاكتات الكالسيوم بدلاً من Ca Cl2 للإسراع من تجبن اللبن بالمنفحة وتحسين صلابة الخثرة عند التقطيع. إضافة Ca Cl2 بكميات أقل من المطلوب (0.02%) يؤدي إلي إنتاج خثرة ضعيفة يصعب تقطيعها مما يؤدي إلي زيادة الفاقد من الخثرة في الشرش بينما إضافة Ca Cl2 بكميات زائدة تؤدي إلي إنتاج خثرة زائدة الصلابة بالإضافة إلي ظهور طعم مُر في الجبن الناتج.
من الأمور التقليدية المتبعة في صناعة بعض أنواع من الجبن الهولندية مثل الإيدام والجوادا إضافة بعض الأملاح المثبطة إلي اللبن مثل نترات الصوديوم أو االبوتاسيوم لمنع الإنتفاخ المبكر للجبن بواسطة بكتريا القولون والإنتفاخ المتأخر بواسطة C.tyrobutyricum عادة تضاف نترات الصوديوم (salt petre) أو نترات البوتاسيوم بمعدل 15 – 2200 جم/100لتر خام أو مبستر. وحالياً يفضل إضافة النترات إلي مخلوط الخثرة والشرش بعد حوالي نصف ساعة من صرف الشرش وذلك لتقليل كمية النترات المضافة ولتجنب كميات كبيرة من الشرش المحتوي علي نترات.
بالرغم من أن إضافة هذه المواد إلي اللبن في صناعة الجبن تلقي معارضة شديدة من الهيئات ومنظمات الصحة الدولية حيث يعتبر النترات والنيتريت من المواد المسرطنة إلي أن معظم مصانع جبن الجودا والأيدام في هولندا تقوم بإضافة نترات البوتاسيوم للتغلب علي ظهور عيب الإنتفاخ المبكر أو المتأخر في الجبن الناتج بمعدل لا يتجاوز 0.04%.
نظرا لأن الجبن السويسرية المصنوعة في أحواض من الصلب غير قابل للصدأ stainless steel تكون خالية من الطعم المميز التي تتميز به الجبن الناتج بالطرق التقليدية باستخدام الأحواض المصنوعة من النحاس فإنه قد يضاف 15 جزء في المليون من كبريتات النحاس Copper sulphate إلي لبن الجبن حيث تعادل كميات النحاس التي يمتصها اللبن عند استخدام أحواض النحاس في صناعة الجبن. يعتقد أن كبريتات النحاس تساعد علي تحلل الدهن بدرجة محدودة مع تنشيط بعض الإنزيمات التي تلعب دوراً هاماً في عملية تسوية الجبن.
في صناعة بعض أنواع الجبن الطرية مثل الدمياطي والتي تتميز بارتفاع محتواها من الملح (NaCl) وتخزينها لفترة طويلة في محلول ملحي أو شرش مملح، لذلك فإن إضافة NaClيلعب دورا هاما في تحديد التغيرات الطبيعية والبيوكيماوية في هذه الجبن. عادة يضاف الملح NaCl بمعدل 8-15% إلي اللبن مباشرة قبل إضافة المنفحة مما يؤدي إلي زيادة كمية المنفحة المضافة وكذلك طول مدة التجبن بالمقارنة بأنواع الجبن الأخرى.
إضافة NaCl إلي اللبن يؤدي إلي ذوبان جزء من الكالسيوم الغروي. تزداد كمية الكالسيوم الذائبة بزيادة كمية NaCl المضافة حتى 4جم/100مل، تركيزات NaCl أعلي من ذلك لا تؤدي إلي تغيرات ملموسة. يمكن إذابة حوالي 23-25% من الكالسيوم الغروي في اللبن الجاموسي والبقري بإضافة NaClولكن 10% فقط يتم ذوبانه في لبن الماعز.
NaCl المضاف يتفاعل مع بروتينات اللبن. كمية NaCl التي تتفاعل مع بروتينات اللبن تزيد مع زيادة تركيز NaCl المضاف وينخفض بانخفاض النشاط المائي aw . يصل ارتباط NaCl بالباراكازينات أقصي حد عندما يصل قدرة البروتين علي الارتباط بالماء إلي أقصي حد.
عادة تختلف كمية الملح المضافة إلي اللبن في صناعة الجبن الدمياطي باختلاف فصل السنة ودرجة جودة اللبن. ارتفاع كمية NaCl المضافة للبن تؤدي إلي ارتفاع محتوي الرطوبة في الجبن سواء في الطازج أو المخللة. ارتفاع نسبة الملح يضعف من الخثرة الناتجة من التي تميل إلي إحتجاز الرطوبة بدرجة أكبر. كما أن ارتفاع الملح يؤخر من تقدم الحموضة في الجبن خلال عملية التحليل.
8- تجبن اللبن:
تحويل اللبن من الحالة السائلة إلي جل (خثرة) يعتبر خطوة أساسية في صناعة جميع أنواع الجبن. يتكون الجل (الخثرة) نتيجة إضعاف ثبات البروتين بواسطة الكيموسين أو بالتحميض إلي PH قريب من نقطة التعادل الكهربي IEP للبروتينات أو بواسطة الحموضة والتسخين.
كما سبق الإشارة في الفصل الرابع فإن عملية التجبن بالمنفحة عملية معقدة تحدث علي مرحلتين أحدهما إنزيمية أساسية يتم فيها إتلاف قدرة الكاباكازين K-CASEIN علي حماية جسيمات الكازين بواسطة (المنفحة) حيث يتحلل الكاباكازين إلي شقين أحدهما غير محب للماء Para K-casein والثاني محب للماء (GMP) glycomacropcptide. هذا التفاعل يضعف بصفة عامة من ثبات الجزيئات الناتجة (باراكاباكازين (التي تتجبن في وجود تركيز حرج من Ca+2 عند درجة حرارة 20 درجة مئوية أعلي من المرحلة الثانية من عملية التجبن بالمنفحة عبارة عن عملية غير إنزيمية ثانوية تنتهي بتجميع جسيمات الكازين المعاملة بالكيموسين لتكون بناء جل متماسك (خثرة Curd).
يمكن أن تتم المرحلة الأولي من التجبن عند درجة حرارة منخفضة قد تصل إلي الصفر المئوي بينما المرحلة الثانية من التجبن عادة لا تتم عند درجة حرارة أقل من 15 درجة مئوية ولكن إذا تم تدفئة اللبن البارد المحتوي علي المنفحة فأن التجبن يحدث بسرعة كبير. وقد استثمر هذا الأساس في الوصول إلي طريق التجبن المستمر للبن حالياً في صناعة الكثير من أنواع الجبن.
كانت المنفحة الحيوانية حتى فترة قريبة تستخدم علي نطاق واسع في صناعة معظم أنواع الجبن. نظراً لزيادة الطلب علي المنفحة وارتفاع تكاليف إنتاجها مع التوسع في صناعة الجبن علي مستوي العالم مع نقص مصادر المنفحة الحيوانية نتيجة للتشريعات الموجودة في كثير من دول العالم التي تمنع ذبح العجول الصغيرة فقد لجأت صناعة الجبن إلي تغطية احتياجاتها من مصادر أخرى. وأصبحت المنفحة الميكروبية الناتجة من بعض الفطريات (M.pusillus, M.miehei) متوفرة في الأسواق تحت أسماء تجارية مختلفة منذ 1961م. وقد وجد أن أكثر من ثلث الجبن الناتجة في العالم مصنعة باستخدام المنفحة الميكروبية بينما في الولايات المتحدة تصل هذه النسبة إلي 60%.
إضافة المنفحة لتكوين الخثرة
تضاف المنفحة إلي اللبن في صناعة الجبن لإنتاج خثرة تشبه الجل قد تكون طرية أو صلبة طبقاً لنوع الجبن المراد تصنيعه. خثرة المنفحة الطبيعية تتميز بأنها مرنة، ناعمة متجانسة ويمكن تقطيعها بالسكين إلي شرائح بسهولة دون تكسير أو تفتيت. ويمكن التحكم في درجة صلابة الخثرة الناتجة عن تعديل كمية المنفحة المضافة، درجة حرارة التجبن وحموضة اللبن عند إضافة المنفحة. ارتفاع درجة حرارة التجبن وحموضة اللبن مع إضافة المنفحة بكمية كبيرة تزيد من درجة صلابة الخثرة. قد يضاف CaCl2 (لا يزيد عن 0.02%) للإسراع من عملية التجبن وزيادة صلابة الخثرة.
وعادة تضاف المنفحة بكمية كافية لتكوين الخثرة علي درجة كافية من الصلابة يسهل تقطيعها بدون تكسير أو تفتيت في 25-30 دقيقة بعد إضافة المنفحة. عموما كمية المنفحة المضافة تختلف طبقاً لقوة المنفحة، درجة حرارة التجبن، حموضة اللبن وتركيب اللبن. تختلف كمية المنفحة المضافة من أقل من 2 إلي75مل/100لتر لبن ودرجة حرارة الجبن من 21-41 درجة مئوية وحموضة اللبن نادرا ما تكون أقل من PH 6.3 أو زيادة في الحموضة قدرها 0.1% أو لا تقل عن حموضة اللبن الطبيعي.
تختلف فترة التجبن اللازمة لإنتاج مثل هذه الخثرة علي درجة صلابة مرغوبة طبقاً لنوع الجبن حيث تكون في الجبن التشدر، والجبن الهولندية 20-30 دقيقة، وفي الجبن وجد أن حجم جسيمات الكازين في خثرة Cottage الناتجة بواسطة المنفحة الميكروبية تبلغ ضعف حجم الجسيمات في الخثرة بدون منفحة مما يدل علي أن المنفحة تساعد علي تجميع جسيمات الكازين ويقل من وقت التجبن. إضافة CaCl2 (أقل من 0.02%) إلي اللبن الفرز يحسن من صلابة الخثرة عن التقطيع في صناعة جبن Cottage.
وهناك طريقة أخرى لتكوين الخثرة باستخدام الحامض والحرارة acid & heat . تستخدم هذه الطريقة في صناعة بعض أنواع الجبن مثل Ricotta حيث تتكون الخثرة من اللبن أو الشرش أو مخلوط منهما. يعتبر التجبن في هذه الطريقة أساساً تجبن حامضي حيث يتم ترسيب البروتين باستخدام درجات حرارة مرتفعة مع إضافة كميات صغيرة من حامض مخفف. ترتفع درجة حرارة اللبن أو الشرش أو مخلوط منهما ببطء إلي نقطة عندها يحدث ترسيب كامل للبروتين عند إضافة كمية صغيرة من الحامض. تختلف درجة الحرارة من 70-90 درجة مئوية طبقاً لحموضة اللبن والشرش.
وفي صناعة جبن Queso blanco (جبن أبيض نصف طري يستهلك طازجا في أمريكا الجنوبية والوسطي) يترسب البروتين من اللبن المسخن لدرجة حرارة 82-85 درجة مئوية لمدة 5 دقائق مع إضافة حامض H3PO4 و HCL ، اللاكتيك ، الطرطريك، الستريك وحمض الخليك الثلجي، عصير فواكه ومركز شرش حامض. حمض الستريك، الخليك الثلجي أكثر شيوعا في صناعة هذه الجبن.
9- تقطيع الخثرة:
تقطيع الخثرة لأجزاء صغيرة
يؤدي تقطيع الخثرة إلي زيادة المساحة الكلية للأسطح التي يمكن أن تهرب منها الشرش، كما تساعد علي إجراء عملية تسخين كتلة الخثرة بطريقة متجانسة. عادة تقطع الخثرة إلي مكعبات متجانسة في الشكل والحجم بقدر الإمكان حتى يمكن إنجاز هذه الأهداف بنجاح وذلك باستخدام سكاكين عريضة وطويلة.
تؤثر حجم مكعبات الخثرة بعد التقطيع علي معدل الصلابة، سهولة معاملة الخثرة وتركيب الجبن texture في بعض أنواع من الجبن.مكعبات الخثرة الأصغر تفقد الرطوبة بدرجة أسرع من المكعبات الأكبر حجماً حيث أن مساحة السطح الذي يهرب منه الشرش أكبر من المكعبات الصغيرة عن المكعبات الكبيرة. فإذا كانت المكعبات غير متجانسة في الحجم فإن الاختلافات في محتوي الرطوبة في المكعبات الصغيرة والكبيرة تؤثر بدرجة غير مرضية علي صفات الجبن النهائي. كما أن الخثرة التي تسمط علي درجات حرارة أعلي يجب أن تقطع إلي مكعبات أصغر بينما التي تسمط علي درجات حرارة أقل تقطع إلي مكعبات أكبر ما لم تكون الخثرة عالية الحموضة.
يؤثر حجم المكعبات أيضاً علي سهولة معاملة الخثرة، عندما تكون حجم المكعبات كبيرة جداً فإنها تنكسر أو تتفتت بسهولة إلي قطع غير متجانسة في الشكل و الحجم مما يزيد الفاقد في الشرش ويقلل المحصول الناتج. حجم المكعبات قد يؤثر علي التركيب البنائي للخثرة texture حيث أنه في تشكيل الجبن إلي شكله النهائي فإن هذه المكعبات يجب أن تتجمع وتلتصق مع بعضها. المكعبات الصغيرة تلتصق مع بعضها بإحكام وتكون في الجبن فراغات اقل بينما المكعبات الكبيرة تكون فراغات كبيرة في الحجم وقليلة في العدد. لذلك فإن حجم مكعبات الخثرة يعتبر العامل الوحيد الذي يؤثر علي حجم الفراغات Opening في الجبن.
بعد تكوين الخثرة يجب أن تمر فترة من الزمن قبل تقطيع الخثرة ومعاملتها للتخلص من الشرش الزائد.
تختلف هذه الفترة من دقائق قليلة إلي بضع ساعات وخلال هذه الفترة تحدث بعض التغيرات بالخثرة أهمها:
تزداد صلابة الخثرة بدرجة محسوسة يمكن ملاحظتها بحاسة اللمس أو بميل الخثرة إلي الإنفصال عند تقطيعها بواسطة سكين حيث تخرج السكين نظيفة مع عمل قطع نظيفة في الخثرة.
تزداد حموضة الخثرة بدرجة تختلف باختلاف نوع الخثرة المتكونة حيث تكون الزيادة غير محسوسة في حالة الخثرة المتكونة بفعل المنفحة فقط أو قد تكون الزيادة كبيرة ومحسوسة كما في حالة الخثرة المتكونة بفعل الحامض حيث تصل الحموضة في هذا النوع من الخثرة إلي درجة PH 4.7 أو حموضة قدرها 0.45-0.6% .
تنخفض قدرة الخثرة علي الاحتفاظ بالشرش Whey-holding capacity خلال هذه الفترة ويرجع ذلك إلي فعل المنفحة المستمر بعد تكوين الخثرة وكذلك زيادة الحموضة والتي تزيد من نشاط إنزيمات المنفحة والتي تؤثر أيضاً علي طبيعة الخثرة.
وهناك علامات أخرى مختلفة تستخدم لتحديد الوقت المناسب لتقطيع الخثرة منها:
أ- صلابة الخثرة: وتقاس عادة بحاسة اللمس.
ب- الحموضة: وقد تقاس بواسطة حاسة الشم أو التذوق أو التعادل بقلوي أو تقدير PH لعينة من الشرش يمكن الحصول عليها بالطرد المركزي لعينة من الخثرة المتكونة.
ج- قدرة الخثرة على الاحتفاظ بالشرش: ويتعرف عليها بظهور نقط من الشرش مثل حبيبات العرق علي سطح الخثرة وقد تتجمع هذه النقط مكونة طبقة رقيقة من الشرش علي سطح الخثرة.
ترتبط مدة التجبن وصلابة الخثرة ووقت التقطيع (الوقت الذي يتم عنده تقطيع الخثرة) إرتباطاً وثيقاً. التجبن السريع يعطي خثرة أكثر صلابة. يتحكم أساساً في مدة التجبن بواسطة الحموضة، طبيعة اللبن، درجة حرارة التنفيح وكمية المنفحة المضافة.
ترتبط النسبة بين وقت التقطيع إلي وقت التجبن بدرجة كبيرة بالجودة الكيماوية للبن حيث تزيد زيادة كمية المنفحة وتنخفض حتى نقطة معينة بارتفاع درجة الحرارة وترتفع بدرجة بسيطة إذا كان اللبن مبسترا ولكن لا يتأثر بحموضة اللبن الأولية (عند البداية) بالرغم من أن النسبة قد تزيد زيادة طفيفة مع تقدم الحموضة. محتوي اللبن من الدهن لا يؤثر علي هذه النسبة.
تختلف هذه النسبة باختلاف نوع الجبن ولكن عادة تكون حوالي 3( أي إذا كانت مدة التجبن 10 دقائق فإن التقطيع يتم بعد 30 دقيقة من إضافة المنفحة) وقد أوضح البعض أن وقت التجبن يمكن حسابه علي أساس أنه يعادل 4 أضعاف فترة التجبن (بداية التجبن) ولكن وجد آخرون أن النسبة تختلف بدرجة أكبر ولا يمكن استخدامها بهذه الطريقة.
عموماً فإن الخثرة التي تكونت بدرجة أسرع تكون أكثر صلابة.
إضافة أملاح الكالسيوم أو الفوسفات تزيد من صلابة الخثرة ولكن بعد مستوي معين تصبح الخثرة ضعيفة أو أقل صلابة. تسخين اللبن يبطء من معدل التجبن ويضعف من الخثرة وبالرغم من ذلك فإنه يمكن التغلب علي ذلك بإضافة أملاح الكالسيوم في الحدود المسموح بها (لا يزيد عن 0.02% CaCl2).
تسخين الخثرة السمط:
تسخين heating الخثرة يسرع من فقد الرطوبة حيث أن التسخين يثبط من فعل المنفحة ويؤثر مباشرة علي القدرة الطبيعية للخثرة علي حجز الرطوبة Water-holding-capacity مما يزيد من صلابة الخثرة وتكوين بنائي للجبن texture يساعد علي إتمام العمليات التالية من كبس وتمليح بسهولة.
التغيرات البسيطة في درجة الحرارة يكون لها تأثير كبير، لهذا فإنهن ينصح بأن تتم عملية تسخين الخثرة [/color
