بررسی اکولوژی میکروبی سوسیس تخمیری

مقدمه

امروزه مصرف کنندگان بیشتر به محصولات سنتی و تخمیری به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آنها اعم از روش های تولید و خواص ارگانولپتیک ویژه، به این محصولات علاقه مند هستند. بنابراین امروزه سعی دارند به حمایت از این محصولات و ارتقای ارزش آنها بپردازند. یکی از رویکردهایی که دانشمندان می توانند از آن استفاده کنند، مطالعه اکولوژی های میکروبی به منظور درک بهتر اکوسیستم و نوع میکروارگانیسم های مسئول تخمیر و نقش آن ها می باشد.

تخمیر روشی باستانی جهت نگهداری مواد غذایی است. مواد اولیه بسیار فاسد شدنی مانند شیر و گوشت، تحت تغییرات مربوطه در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی قرار می گیرند و در پایان تخمیر، مواد غذایی از نظر میکروبیولوژیکی پایدارتر و ایمن تر هستند و ماندگاری طولانی تری دارند. میکروارگانیسم هایی که اغلب مسئول این دگرگونی ها هستند، باکتری های اسید لاکتیک (LAB)، کوکسی های کواگولاز منفی (CNC) و مخمرها هستند. سوسیس های تخمیر شده یکی از محبوب ترین محصولاتی هستند که از فعالیت میکروبی به دست می آیند. رسیدن سوسیس‌های تخمیری فرآیند پیچیده‌ای است که با تغییرات عمیق در اجزای اصلی گوشت مشخص می‌شود و در نتیجه طعم و عطر خاصی ایجاد می‌شود. تولید اسید لاکتیک در این محصول منجر به افت pH می شود که به شکل گیری بافت و طعم اسیدی کمک می کند. علاوه بر این، این غذاها اغلب به عنوان حاملی برای میکروارگانیسم های مفید و پروبیوتیکی که نقش مفیدی در سلامت انسان ایفا می کنند، شناخته شده اند که باعث رشد و فعالیت های تعدیل کننده سلامت میکروب های مفید در بدن انسان می شوند.

سوسیس تخمیری

ایتالیا سابقه طولانی در تولید سوسیس های تخمیری سنتی دارد. در منطقه کامپانیا (جنوب ایتالیا)، تولیدکنندگان کوچک زیادی وجود دارند که محصولات گوشتی تخمیری خشک به نام“soppressata”  تولید می کنند. سوسیس تخمیر شده نتیجه تغییرات بیوشیمیایی، میکروبیولوژیکی، فیزیکی و حسی است که در مخلوط گوشت در طول رسیدن در شرایط معین دما و رطوبت نسبی رخ می دهد. به دلیل تنوع و کمیت گوشت و مواد اولیه و همچنین شرایط مختلف تخمیر و خشک کردن، ویژگی‌های حسی محصولات متنوع است. تقریباً هر کشوری سوسیس تخمیر شده سنتی خود را دارد. به منظور بهبود کیفیت و ایمنی محصول نهایی و استاندارد کردن فرآیند تولید، میکروارگانیسم‌های اگزوژن اغلب به عنوان استارتر در تولید سوسیس تخمیر شده سنتی یا خشک شده طبیعی استفاده می‌شوند. در 10 سال گذشته، با معرفی روش‌های مبتنی بر بیولوژی مولکولی، پیشرفت زیادی در روش‌های تشخیص و شناسایی میکروارگانیسم‌ها حاصل شده است. واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR ) همراه با DGGE  ( نوعی الکتروفورز) یکی از قوی ترین ابزارهایی است که توسط محققان برای نظارت بر تغییرات دینامیکی میکروبی در طی تخمیر مواد غذایی استفاده می شود. با استفاده از این روش ها میکروبیوتا و نوع میکروارگانیسم های موجود در سوسیس تخمیری مشخص شده است. سوسیس‌های تخمیری رسیده بار میکروبی بالایی از استافیلوکوک  ها و لاکتوباسیل ها داشتند.

نقش میکروارگانیسم ها در اکولوژی میکروبی سوسیس تخمیر شده

1. باکتری ها

1. با توجه به مطالعات میکروبیولوژیکی و مولکولی، فرآیند رسیدن سوسیس‌های تخمیری تحت سلطه باکتری‌های اسید لاکتیک (LAB) است که عمدتاً توسط L.sakei ، L. curvatus و L. Plantarum نشان داده می‌شود.

2. L. sakei و L. Curvatus  مسئول خصوصیات فیزیکی و ارگانولپتیکی سوسیس های تخمیری هستند.

3. از استافیلوکوک ها، علاوه بر S. xylosus، حضور S. equorum و S. succinus نشان می دهد که دو گونه اخیر ممکن است در فرآیند رسیدن محصولات گوشتی تخمیر شده سنتی نقش داشته باشند.

4. باکتری های اسید لاکتیک و کوکسی های کواگولاز منفی به طور فعال در توسعه بافت، رنگ و طعم نقش دارند و تأثیر مثبتی بر ویژگی های بهداشتی محصول می گذارند و با اسیدی شدن یا تولید مواد ضد میکروبی، فلور بیماری زا یا فساد را مهار می کنند.

5. باکتری های اسید لاکتیک مسئول تولید اسید لاکتیک هستند که سبب ایجاد طعم تند و اسیدی در سوسیس می شود. همچنین  مقادیر کمی اسید استیک، اتانول، استوئین، دی اکسید کربن و اسید پیروویک در طی تخمیر تولید می شود . برخی از سویه های اسید لاکتیک همچنین قادر به تولید ترکیبات ضد میکروبی (باکتریوسین) هستند و در نتیجه ایمنی سوسیس های تخمیر شده را افزایش می دهند ( جهت مطالعه مقاله باکتریوسین ها؛ نگهدارنده های طبیعی مواد غذایی به این مقاله مراجعه فرمایید).

6. باکتری های اسید لاکتیک نقش اصلی را در فرآیند تخمیر سوسیس ایفا می کنند. عملکرد اصلی LAB ها کاهش pH ماتریکس از طریق تولید اسید لاکتیک از تخمیر قندها است. کاهش pH برای انعقاد پروتئین های فیبریل ضروری است که منجر به بهبود سفتی و انسجام محصول نهایی می شود، برش را تسهیل می کند و امکان حفظ محصول را فراهم می کند.

7. باکتری های اسید لاکتیک با ایجاد pH پایین می تواند رشد باکتری های مضر را مهار کند و به ایمنی محصول کمک کند و عمر مفید محصول را افزایش دهد .

8. اکثر الکل ها مانند اتانول و 2،3-بوتان دی ال از متابولیسم کربوهیدرات ها توسط میکروارگانیسم ها مشتق می شوند که این الکل ها پایداری کمتری دارند، اما می توانند دی استیل را با 3-هیدروکسی-2-بوتانون تشکیل دهند تا طعم کلی سوسیس را بهبود بخشند.

9. همچنین لاکتوباسیلوس ها می تواند با استفاده از اسید استیک، اسید فرمیک و اسید سوکسینیک تولید شده توسط کربوهیدرات، طعم خاصی به سوسیس بدهند. علاوه بر این، گونه‌های LAB از تکثیر باکتری‌های بیماری‌زا و عامل فساد، عمدتاً به دلیل تولید اسیدهای آلی یا سایر متابولیت‌های ضد میکروبی مانند پراکسید هیدروژن، دی استیل و پپتیدهای معروف به باکتریوسین جلوگیری می‌کنند. در واقع نشان داده شده است که باکتریوسین ها کنترل بیشتری در برابر عوامل بیماری زا در سوسیس های تخمیر شده فراهم می کنند.

2. مخمرها

1. مخمر موجود در سوسیس های تخمیری با محافظت از سوسیس در برابر نوسانات رطوبت، محافظت در برابر اثرات مضر اکسیژن،  فرآیند خشک شدن را تسهیل می کند، که باعث ایجاد تغییراتی در ظاهر سوسیس می شود.

2. مخمر می‌تواند بر رنگ و طعم سوسیس با فعالیت‌های حذف اکسیژن و لیپولیتیک تأثیر بگذارد، علاوه بر این، می‌تواند از محصولات تخمیر مانند اسید لاکتیک استفاده کند و به افزایش ترکیبات معطر کمک کند.

3. مخمر را می توان به عنوان تقویت کننده عطر اضافه کرد و همچنین می تواند رنگ قرمز سوسیس های تخمیر شده را تثبیت کند.

4. هنگامی که از D. hansenii به عنوان یک استارتر استفاده میشود، تأثیر مثبتی بر بهبود طعم و تثبیت واکنش قرمز شدن میگذارد.

نتیجه گیری:

سوسیس های تخمیری طی یک تخمیر میکروبی تولید می شوند که باکتری ها (به ویژه لاکتوباسیل ها و استافیلوکوک ها) و مخمرها (به ویژه Debaryomyces hansenii) در این تخمیر نقش مهمی ایفا میکنند و هیچ کدام به تنهایی نمی توانند عطر، طعم، بافت و کیفیت مطلوب را ایجاد کنند. در واقع تعامل این میکروارگانیسم ها با یکدیگر سبب بهبود کیفیت محصول نهایی میشود.