آب پنیر و استفاده از اجزای آن

آب پنیر و بسته بندی زیست فعال

بسته بندی مواد غذایی طی دهه‌های گذشته به طور قابل توجهی تکامل یافته است تا از ویژگی‌های جدیدی برخوردار باشد و در تأمین خواسته‌های بازارهای بسیار سختگیرانه که به طور مداوم تولید محصولات غذایی پایدار و تازه را تحریک می‌کنند، کمک کند.

بسته به نوع غذا، مواد بسته بندی برای جلوگیری از زوال رنگ یا طعم، از دست دادن ارزش غذایی و در نهایت رشد عوامل بیماری زا بالقوه عمل می‌کنند.برای تحقق این الزامات، علاقه مستمری به مواد بسته بندی پایدار در طول استفاده از بیوپلیمرهای تجدیدپذیر / زیست تخریب پذیر و خوراکی (به عنوان مثال، پروتئین‌ها، پلی‌ساکاریدها و لیپیدها) وجود دارد، و تلاش‌های زیادی برای جایگزینی فیلم‌های پلاستیکی غیر دوستدار محیط زیست، که هنوز هم به طور گسترده‌ای در صنعت بسته بندی استفاده می‌شود، صورت گرفته است.

آب پنیر یکی از امیدوار کننده‌ترین زیست پلیمرها در زمینه بسته بندی است. در حال حاضر، بهترین کاربردهای بالقوه فیلم‌های خوراکی مبتنی بر پروتئین آب پنیر، در پوشش‌های محافظ مواد غذایی است.

این فیلم‌ها وقتی روی سطوح مواد غذایی به عنوان پوشش قرار می‌گیرند، می‌توانند از مواد غذایی در برابر تخریب شیمیایی یا میکروبی محافظت کنند، بنابراین ماندگاری محصول را طولانی می‌کنند و کیفیت محصول را حفظ می‌کنند.

علاوه بر این فیلم‌ها و پوشش‌های خوراکی تولید شده از پروتئین‌های آب پنیر خواص مکانیکی و سد سازی را بهتر از  فیلم‌های مبتنی بر پروتئین (به عنوان مثال، زئین ذرت، گلوتن گندم و ایزوله پروتئین سویا) یا فیلم‌هایی بر اساس پلی ساکارید (به عنوان مثال نشاسته، سلولز، کاراگینان و پکتین) ارائه می‌دهند.

فیلم‌ها و پوشش‌های پروتئینی آب پنیر قبلاً در چندین محصول غذایی مانند بادام زمینی، گردو، ماهی قزل آلا منجمد، میوه‌ها و غلات صبحانه استفاده شده است که با هدف ایجاد عطر و بوی خوب، چربی، رطوبت و موانع گاز اکسیژن است.آنها همچنین می‌توانند با افزودن براقیت، ظاهر محصولات غذایی را بهبود بخشند.

چندین نمونه از پوشش‌های مبتنی بر پروتئین آب پنیر و کاربردهای فیلم حاص از آن توصیف شده است.به طور خاص، این‌ها می‌توانند با کاهش اکسیداسیون لیپید و جلوگیری از ظهور طعم‌های خشک، ماندگاری بادام زمینی بو داده را افزایش دهند. میوه‌ها و سبزیجات تازه را نیز می‌توان به دلیل به حداقل رساندن از دست دادن رطوبت و قهوه‌ای شدن ناشی از اکسیداتیو، بهتر حفظ کرد.

این پوشش‌ها همچنین محافظتی کارآمد از ماهی قزل آلا منجمد در برابر اکسیداسیون چربی و از دست دادن آب ایجاد می‌کنند.علاوه بر ویژگی های ذکر شده، این فیلم‌های خوراکی می‌توانند ناقل عوامل مختلف فعال زیستی مانند ضد میکروب‌ها، آنتی اکسیدان‌ها، مواد مغذی، یا حتی طعم دهنده‌ها و رنگ دهنده‌ها باشند، که علاوه بر کیفیت و ایمنی مواد غذایی، برخی از مزایای سلامتی را نیز فراهم می‌کند.

برای مصرف کننده فیلم‌ها یا پوشش‌های حاوی آنتی اکسیدان در ترکیبات به معنی به حداقل رساندن میزان خشکی در محصولات گوشتی است.

ضد میکروب‌های فعال مورد تأیید برای استفاده در تماس با غذاها (به عنوان مثال، نایسین، اسید سوربیک و سوربات پتاسیم) را می‌توان در ماتریس‌های فیلم پروتئین آب پنیر نگهداری کرد که از غذا در برابر فساد میکروبی محافظت می‌کند. تحقیقات فعلی در مورد بسته بندی‌ها و پوشش‌های ضد میکروبی، بیشتر در مورد محافظت سطح پنیر، گوشت و محصولات میوه‌ای انجام شده است.

در حقیقت، بسته بندی مواد غذایی ضد میکروبی با استفاده از فیلم‌های پروتئینی آب پنیر خوراکی در حال شروع است و بخشی از فناوری مانع است، بنابراین خطر آلودگی عوامل بیماری‌زا را کاهش می‌دهد و ماندگاری محصولات غذایی فاسدشدنی را افزایش می‌دهد، در حالی که با سایر فرآیندها ترکیب می‌شود.

علاوه بر این، می‌توان از فیلم‌های خوراکی پروتئین آب پنیر برای حمل ترکیبات طعم دهنده استفاده کرد، بنابراین راهی برای به حداقل رساندن اثرات مضر از دست دادن رایحه فراهم می‌کند. برای بهبود مشخصات طعم غذا، می‌توان طعم و عطر را در یک پوشش برای انتشار تاخیری گنجاند. این آزادسازی می‌تواند در طی مراحل میانی تهیه غذا (گرم کردن یا آبرسانی مجدد)، یا حتی در دهان به وسیله انتشاری  ایجاد شود.

توسعه غذاهای کاربردی

صنایع غذایی و دارویی به طور مداوم با استفاده از آب پنیر یا مواد مشتق شده از آب پنیر (به عنوان مثال، WPC و WPI) به عنوان یک منبع با ارزش، محصولات جدید با عملکرد تغذیه‌ای قوی را تحریک می‌کنند.

لیست ترکیبات تغذیه ای مرتبط با محصولات مشتق شده از آب پنیر شامل ویتامین‌ها، کشت‌های پروبیوتیک و پپتیدهای زیست فعال است و شواهد علمی برای حمایت از فواید سلامتی، چه با پیشگیری و چه با درمان برخی از بیماری‌ها، به طور مداوم در حال رشد است.

همانطور که قبلا نشان داده شده است، یک گروه متنوع از پروتئین‌های فعال با فعالیت ضد میکروبی را می‌توان از آب پنیر بدست آورد، از جمله در مورد LP، لیزوزیم و LF.با این حال، پروتئین‌های آب پنیر و خواص آن‌ها به طور گسترده نه تنها به دلیل اهمیت آن‌ها به عنوان مواد غذایی، بلکه همچنین به دلیل توانایی آن‌ها در خدمت به عنوان وسایل انتقالی برای ترکیبات فعال زیستی مورد مطالعه قرار گرفته است.

خصوصیات ژل شدن پروتئین‌های کروی مانند b-Lg امکان ایجاد ساختارهای میکرو و نانو مانند میکروژل‌ها، نانوهیدروژل‌ها، نانو الیاف و نانولوله‌ها را فراهم می‌کند.طیف گسترده‌ای از ساختارها (ماکرو، میکرو و نانو) وجود دارند که می‌توان برای کپسوله سازی و انتشار کنترل شده ترکیبات فعال با استفاده از پروتئین‌های آب پنیر به عنوان یک سیستم حامل ایجاد کرد.

میکروژل‌ها به طور خاص برای دو عملکرد اصلی مورد هدف قرار گرفته‌اند: (1) به عنوان وسیله‌ای برای تنظیم دقیق بافت و احساس دهانی غذا، به ویژه به عنوان جایگزین چربی. و (2) برای کپسول کردن مواد غذایی مفید یا سایر مواد مغذی که دارای مزایای بالقوه سلامتی هستند (به عنوان مثال، ویتامین‌ها، مواد فرار معطر، آنتی‌اکسیدان‌ها، اسیدهای چرب امگا 3، فیتواسترول‌ها، فلاونوئیدها و اسید فولیک).

در مورد ساختارهای نانو، توانایی تورم مهمترین ویژگی مشخصه است و به دلیل وجود گروه‌های آب دوست مانند هیدروکسیل، آمینو و کربوکسیل در ساختار پروتئین است. این ساختارها که به نانو هیدروژل معروف هستند، می‌توانند در واکنش به چندین محرک به عنوان تغییرات کوچک در PH یا دما، آب را جذب یا دفع کنند.

این قابلیت مسئول خواص نرم و الاستیک آن‌ها است، اما مهمتر از آن، نانو هیدروژل‌های پروتئینی را به یک ساختار ایده آل برای استفاده در کپسول سازی و انتشار کنترل شده ترکیبات فعال در مکان‌های مشخص دستگاه گوارش (GI) تبدیل می‌کند.

بعلاوه، توانایی پروتئین‌های آب پنیر کروی در تشکیل شبکه‌های ژل تحت شرایط سرما نیز به دلیل امکان استفاده از این ساختارها در غذاهای جدید و مناطق غیرغذایی جلب توجه می‌کند. تشکیل ژل‌های سردخانه فرصت‌های جالبی را برای پروتئین‌های غذایی به عنوان حامل ترکیبات تغذیه‎ای حساس به گرما ایجاد می‌کند.

با استفاده از پروتئین های آب پنیر می توان در غذاهای بالینی با پشتیبانی مکمل غذایی از افراد / بیمارانی که قادر به هضم مقدار کافی محصولات غذایی معمولی نیستند و یا نیازهای غذایی خاصی دارند، استفاده کرد.

پس از مرحله شروع هضم و جذب در معده (تحت شرایط اسیدی و پپسین)، پروتئین‌های آب پنیر رژیمی می‌توانند توسط آنزیم‌های لوزالمعده (کیموزین و کیموتریپسین) هیدرولیز شوند، در نتیجه ترکیبی از اسیدهای آمینه منحصر به فرد و پپتیدهای کوچک با عملکردهای فیزیولوژیکی قابل توجه ایجاد کنند (به عنوان مثال، تحریک فاکتور رشد و تنظیم جریان خون).

پروتئین‌های آب پنیر هیدرولیز شده همچنین می‌تواند در شرایط آزمایشگاهی در بیمارانی با کمبود هضم آنزیمی یا بیماری‌های خاص، نیاز به رژیم‌های تزریقی (به عنوان مثال، اسیدهای آمینه کوچک و پپتیدهایی که مستقیماً به جریان خون تزریق می‌شوند) و رژیم‌های روده‌ای (به عنوان مثال رژیم‌های خوراکی حاوی پپتیدهای بزرگتر که می‌توانند بیشتر در دستگاه GI هضم شوند) مورد استفاده قرار بگیرند.

با این حال، در این حالت، فرمول‌های غذایی مقادیر بالایی از خلوص و آلرژی کم را می‌طلبند، بنابراین در گروه غذاهای ضد آلرژی قرار می‌گیرند.لاکتوز، همچنین یکی از اجزای اصلی آب پنیر، می‌تواند به عنوان ماده کمکی در فرمولاسیون دارویی مانند قرص، کپسول و استنشاق‌کننده‌ها استفاده شود.

لاکتوز دارای طیف گسترده‎‌ای از مشتقات است، از جمله اسید لاکتوبیونیک (تولید شده توسط اکسیداسیون)، لاکتولوز (تولید شده توسط ایزومریزاسیون)، لاکتیتول (تولید شده توسط هیدروژناسیون)، گالاکتولیگوساکاریدها (تولید شده توسط هیدرولیز و گسترش زنجیره‌ای)، گالاکتوز و گلوکز (تولید شده توسط هیدرولیز) است.

این طیف از مشتقات از قابلیت انعطاف‌پذیری بالایی برخوردارند و به عنوان مکمل‌های غذایی، به عنوان حامل آنتی بیوتیک و محافظت در برابر بیماری‌ها (به عنوان مثال، سرطان روده بزرگ) عمل می‌کنند.

نتایجی که اظهار شده

اکنون شواهد بیشتری در حال اثبات است که بسیاری از اجزای آب پنیر، به ویژه پروتئین‌ها و بخش‌های آن‌ها (پپتیدها)، در کاهش خطر ابتلا به برخی بیماری‌های مزمن مرتبط با رژیم غذایی مؤثر هستند.

در نتیجه، صنایع لبنی، غذایی و دارویی برای طراحی و فرمول محصولات (به عنوان مثال غذاهای کاربردی) که دارای اجزای زیست فعال آب پنیر، مواد مغذی دارویی یا داروهای فعال هستند، در تلاش برای پاسخگویی به نیازهای سلامتی و رفاه مصرف‌کننده هستند.

در حقیقت سلامتی و رفاه، صنایع لبنی به نقشی برجسته در تولید غذاهای کاربردی دست یافته و قبلاً چندین محصول تجاری برای تقویت سیستم ایمنی بدن، از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا یا کاهش فشار خون را به بازار عرضه کرده است.

همچنین، تقسیم و بازاریابی مواد تشکیل دهنده آب پنیر زیست فعال به عنوان یک بخش سودآور جدید برای صنایع لبنی و صنایع زیستی تخصصی ظهور کرده است. در کشورهای پیشرو لبنیات، این بخش صنعتی از بازاریابی کالا به سمت بازاریابی مواد اولیه در حال حرکت است، که چشم‌انداز خوبی برای افزودن ارزش بیشتر به محصولات را در پی دارد.

چالش‌های فعلی در بهره‌برداری از اجزای فعال زیستی بازیابی حداکثر آن‌ها از شیر، آغوز، آب پنیر و چربی شیر است. ثبات آن‌ها در ماتریس‌های مختلف غذایی؛ و فراهمی زیستی مطلوب آن‌ها در بدن به منظور ارائه اثرات بهداشتی مورد انتظار است.

برای مقابله با این چالش‌ها، توسعه فناوری های مناسب و مفاهیم محصول و همچنین بررسی فراهمی زیستی آن‌ها نه تنها هنگام بلع بلکه از طریق دستگاه گوارش و پس از جذب از طریق دیواره‌های روده به سیستم گردش خون با استفاده از تست‌های در داخل بدن بسیار مهم است.