پنیرمایه

پنیرمایه مجموعه پیچیده ای از آنزیم های تولید شده در شیردان اطفال پستانداران نشخوارکننده گفته می‌شود و معمولاً زردرنگ دیده می شود. کیموزین که جزء اصلی آن است، یک آنزیم پروتئاز است که کازئین موجود در شیر را دَلَمه (منعقد) می کند.منبع:اولین وارد کننده مایه پنیر در ایران  علاوه بر کیموزین، پنیرمایه حاوی آنزیم های دیگری مانند پپسین و لیپاز است.

اولین فرآیند بیوشیمیایی لازم در فرایند تولید پنیر، تبدیل شیر مایع به دو بخش نیمه جامد و ژله مانند (دلمه) و مایع (آب پنیر) استفاده است. این فرایند به طور تصادفی هزاران سال پیش کشف شد و از آن زمان به بعد جهت تبدیل ماده به شدت فاسد شدنی (شیر) به شکل ماندگارتر (پنیر) سودمند بوده است. پنیرمایه و منعقدکننده‌ها مقدمات آماده‌سازی آنزیم های پروتئولیتیک هستند و به نظر میرسد آنها قدیمی ترین کاربرد شناخته شده آنزیم ها هستند. در پنیرسازی سنتی برای تولید دلمهٔ شیر از مواد استخراج‌شده از شیردان گوساله استفاده می‌شود و به این خاطر پنیرمایه نامیده می‌شود.«پنیرمایهٔ گوساله» هم‌ارزِ «calf rennet»؛ منبع: گروه واژه‌گزینی و زیر نظر غلامعلی حدادعادل، دفتر هشتم، فرهنگ واژه‌های مصوب فرهنگستان، تهران: انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی، شابک ۹۷۸-۶۰۰-۶۱۴۳-۰۸-۸ اما رواج پنیرمایه گوساله برای این استفاده کمتر شده است، تا جایی که امروزه کمتر از 5 درصد پنیر در ایالات متحده با استفاده از پنیرمایه حیوانی تهیه می شود. اکثر پنیرها در حال حاضر با استفاده از کیموزین مشتق شده از منابع باکتریایی ساخته می شوند.

 تاریخچه پنیرمایه 
تاریخچه کشف پنیرمایه به هزاران سال پیش بر می‌گردد. با بررسی نقاشی غارها تاریخچه تولید پنیر به 5000 سال پیش بر میگردد. اما برای اولین بار در سال 1874 این محصول به یک محصول تجاری تبدیل شد. در سال 1960 دیگر از معده حیوانات به عنوان پنیرمایه استفاده نشد و در سال 1990 یک نسل جدید از پنیرمایه که منجر به رشد آنزیم های لخته کننده میکروبی شیر شد معرفی گردید.

 عملکرد مولکولی آنزیم های پنیرمایه 
عملکرد اصلی پنیرمایه شکستن زنجیره کاپا در کازئین است که توسط کیموزین پروتئاز انجام می شود. کازئین پروتئین اصلی شیر است. در عملِ شکستن مولکولی، گلیکوماکروپپتید  با بار منفی ضعیف از سطح میسل کازئین حذف می کند. از آنجایی که بارهای منفی یکدیگر را دفع می کنند، GMP از چسبیدن میسل های کازئین به یکدیگر جلوگیری می کند. با حذف GMP، میسل های کازئین می توانند شروع به تشکیل گروه کرده و قطبی بودن خود را از دست می دهند، که باعث می شود از مولکول های  قطبی (آب) جدا شده و به چربی شیر غیرقطبی (دلمه پنیر) بپیوندند. این عمل در حضور یون های قوی مانند یون های تشکیل شده از کلسیم و فسفات نشدید می شود. به همین علت به منظور بهینه سازی فرآیند ساخت پنیر، گهگاه این مواد شیمیایی به شیر اضافه می شوند؛ به ویژه در شیر بز  که فاقد فسفات کلسیم است. شبکه پروتئین کازئین بریده شده  که حالت نیمه جامد دارد، سایر اجزای شیر مانند چربی ها و مواد معدنی را به دام می اندازد که به تولید پنیر منجر می شود.

 استخراج پنیرمایه گوساله 
در فرآیند قصابی دام، پنیرمایه گوساله از مخاط داخلی بخش چهارم معده (شیردان) گوساله های جوان شیرخوار استخراج می شود و محصول جانبی تولید گوشت گوساله هستند. پنیرمایه استخراج شده از گوساله های بالغ (علف خوار یا غلات خوار ) حاوی مقدار کمتری از کیموزین یا بدون آن است، اما سطح بالایی از پپسین دارد و فقط برای انواع خاصی از شیر و پنیر قابل استفاده است. از آنجایی که هر نشخوارکننده نوع خاصی از پنیرمایه را برای هضم شیر گونه های خود تولید می کند، پنیرمایه های مختص شیر وجود دارند؛ مانند پنیرمایه بز برای شیر بز و پنیرمایه بره برای شیر گوسفند.

 روش سنتی 
در این روش، معده خشک و تمیز شده گوساله های جوان را به قطعات کوچک برش می دهند و سپس به همراه مقداری سرکه یا شراب در آب نمک یا آب پنیر می ریزند تا پی‌اچ محلول را کاهش دهد. پس از مدتی (یک شب یا چند روز)، محلول تصفیه می شود. پنیرمایه خام که در محلول صاف شده باقی می ماند می تواند برای انعقاد شیر استفاده شود. حدود 1 گرم از این محلول به طور معمول می تواند 2 تا 4 لیتر شیر را منعقد کند.

 روش مدرن 
معده های یخ زده عمیق، آسیاب می شوند و در محلول استخراج آنزیم قرار می گیرند. سپس عصاره پنیرمایه خام با افزودن اسید فعال می شود. آنزیم های معده به صورت غیر فعال تولید می شوند و توسط اسید معده فعال می شوند. سپس اسید خنثی شده و عصاره پنیرمایه در چند مرحله فیلتر شده و غلیظ می شود تا به قدرت معمولی در حدود 1:15000 برسد. معنی 1 گرم عصاره می تواند 15 کیلوگرم شیر را منعقد کند.

یک کیلوگرم عصاره پنیرمایه حدود 0.7 گرم از آنزیم های فعال  دارد و بقیه محتویات آن شامل آب و نمک و گاهی اوقات بنزوات سدیم ( E211 ) به میزان 0.5٪ تا 1.0٪ (به منظور نگهداری) است. به طور معمول، 1 کیلوگرم پنیر حاوی حدود 0.0003 گرم آنزیم پنیرمایه است.

 منابع جایگزین 
به دلیل محدودیت دسترسی به معده پستانداران برای تولید پنیرمایه، سازندگان پنیر حداقل از زمان رومیان به دنبال راه های دیگری برای انعقاد شیر بوده اند. منابع زیادی از آنزیم ها که می توانند جایگزینی برای پنیرمایه حیوانی باشند، از گیاهان و قارچ ها گرفته تا منابع میکروبی را شامل می شود. پنیرهای تولید شده از هر یک از این گونه های پنیرمایه برای گیاهخواران و همچنین کسانی که روزه کوشر دارند مناسب است. کیموزین تولید شده توسط تخمیر امروزه بیشتر در پنیرسازی صنعتی در آمریکای شمالی و اروپا استفاده می شود زیرا از پنیرمایه حیوانی ارزانتر است.

 منابع گیاهی 

بسیاری از گیاهان خاصیت انعقادسازی دارند. هومر در ایلیاد معتقد است که یونانیان از عصاره آب انجیر برای انعقاد شیر استفاده می کردند. نمونه‌های دیگر شامل موارد زیر می شود:

 گالیوم
 برگ‌های کبر خشکMike, Tad, "Capers: The Flower Inside", Epikouria Magazine, Fall/Winter 2006
 گزنه
 خار
 گل خطمی
 پنیرباد (همچنین به نام پنیرساز هندی نیز شناخته می‌شود)
 پیچک آسیاب شده

برخی از تولیدات پنیر سنتی در مدیترانه از آنزیم های خار مریم یا سینارا (کنگر فرنگی و کاردون) استفاده می کنند. اسید فیتیک مشتق شده از سویای تخمیر نشده، یا کیموزین تولید شده در تخمیر (FPC) نیز ممکن است بکار رود.

پنیرمایه گیاهی ممکن است در تولید پنیر کوشر و حلال استفاده شود، اما تقریباً همه پنیرهای کوشر با پنیرمایه میکروبی یا FPC تولید می‌شوند. پنیرمایه گیاهی تجاری معمولاً حاوی عصاره کپک ریزوموکور میهی هستند که در ادامه توضیح داده شده است.

 منابع میکروبی 
برخی از کپک ها مانند ریزوموکور میهی قادر به تولید آنزیم های پروتئولیتیک هستند. این کپک در یک فرآیند تخمیر تولید می شوند و سپس برای جلوگیری از آلودگی با محصولات جانبی نامناسب در فرآیند رشد کپک، به روش ویژه غلیظ و خالص می شوند.

دیدگاه سنتی این است که این مواد منعقد کننده منجر به تلخی در پنیر می شود و عملکرد پایین دارند. به خصوص زمانی که برای مدت طولانی نگهداری یا کهنه شوند. در طول زمان، با استفاده از مشخصه‌یابی و خالص سازی آنزیم های ثانویه که مسئول کیفیت پایین محصول هستن بهبود یافته اند.  آنزیم های ثانویه مسئول تشکیل پپتید های تلخ و تجزیه پروتئولیتیک غیراختصاصی در پنیرهایی که برای دوره های طولانی کهنه شده اند هستند. در نتیجه امکان تولید چندین پنیر مرغوب با پنیرمایه میکروبی فراهم شده است.

این آنزیم ها برای تهیه پنیر وگان مناسب نیز هستند، به شرطی که در تولید آن از مواد حیوانی استفاده نشود.

 کیموزین تخمیری 
به دلیل نقص های فوق در مورد پنیرمایه میکروبی و حیوانی، بسیاری از تولیدکنندگان به دنبال جایگزین های دیگری برای پنیرمایه بودند. با مهندسی ژنتیک، جداسازی ژن‌های پنیرمایه از حیوانات و قرار دادن آنها در کنار باکتری‌ها، قارچ‌ها یا مخمرهای خاصی امکان‌پذیر شد تا در طی تخمیر، کیموزین نوترکیب تولید کنند. میکروارگانیسم اصلاح‌شده ژنتیکی پس از تخمیر کشته می‌شود و کیموزین از آبگوشت تخمیر جدا می‌شود، به طوری که کیموزین تخمیری (FPC) که توسط تولیدکنندگان پنیر استفاده می‌شود حاوی GMO یا DNA GMO نباشد. FPC مشابه کیموزین ساخته شده توسط حیوان است، اما به روشی کارآمدتر تولید می شود. محصولات FPC از سال 1990 وارد بازار شده‌اند و به دلیل اینکه مقدار مورد نیاز در واحد شیر را می‌توان استاندارد کرد، از نظر تجاری جایگزین مناسبی برای پنیرمایه خام حیوانی یا گیاهی هستند و همچنین معمولاً در تولید صنعتی به آنها ترجیح داده می‌شوند.

FPC که در اصل توسط شرکت بیوتکنولوژی فایزر ایجاد شد، اولین آنزیم مصنوعی بود که توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده ثبت و مجاز شد.Staff, National Centre for Biotechnology Education, 2006. Case Study: Chymosin در سال 1999، حدود 60 درصد از پنیرهای سخت ایالات متحده با FPC تهیه می شد، و تا 80 درصد از سهم بازار جهانی پنیرمایه را در اختیار دارد.E. Johnson, J. A. Lucey (2006) Major Technological Advances and Trends in Cheese J. Dairy Sci. 89(4): 1174–1178 تا سال 2017، FPC 90 درصد از سهم بازار جهانی پنیرمایه را به خود اختصاص می دهد.

پرمصرف ترین FPC توسط قارچ افشانک سیاه تولید شده و تحت علامت تجاری CHY-MAX توسط شرکت دانمارکی سی‌اچ‌آر. هانسن تجاری سازی شده است. یا توسط کلووِرومیس لاکتیس تولید شده و تحت علامت تجاری ماکسیرن توسط شرکت هلندی DSM تجاری شده است.

FPC کیموزین B است، بنابراین خالص تر از پنیرمایه حیوانی است که حاوی پروتئین های زیادی است. FPC در مقایسه با پنیرمایه حیوانی یا میکروبی چندین مزیت را برای تولید کننده پنیر فراهم می کند: بازده تولید بالاتر، بافت کشک بهتر و کاهش تلخی.

پنیرهای تولید شده با FPC می توانند دارای گواهی کوشر و حلال، باشند و اگر در طول تولید کیموزین در تخمیر از غذای حیوانی استفاده نشده باشد، برای گیاهخواران مناسب است.

 پنیرسازی بدون پنیرمایه 
بسیاری از پنیرهای نرم بدون استفاده از مایه پنیر، با انعقاد شیر با اسید، مانند اسید سیتریک یا سرکه ، یا اسید لاکتیک تولید شده توسط شیر ترش تولید می‌شوند. پنیر خامه ای، پنیر آسیایی، مالش دادن و سایر پنیرهای اسیدی به طور سنتی به این روش درست می شوند. اسیدی شدن می تواند از تخمیر باکتریایی مانند شیر کشت شده نیز حاصل شود.

جایگزین های وگان پنیر بدون استفاده از شیر حیوانی تولید می شود اما در عوض از سویا، گندم، برنج یا بادام هندی استفاده می شود. اینها را می توان با استفاده از منابعی مانند سرکه یا آب لیمو با اسید منعقد کرد.

 در اساطیر 
در آیین ایزدی، اعتقاد بر این است که زمین زمانی که پنیرمایه از چشمه سفید لالش آسمانی از بهشت به اقیانوس اولیه سرازیر شده، منعقد و تشکیل شده است.

 جستارهای مرتبط 

 پنیر
 شیر
 پپسین

 یادداشت‌ها 

 منابع 



رده:پنیر
رده:صنایع لبنیاتی
رده:عدد گروه آنزیمی ۳.۴.۲۳

 پیوندهای بیرونی 

 صفحه فانکهاوزر در مورد تاریخچه و استفاده از رنت
 ضمیمه D - ارزیابی قارچ های رشته ای - فرض واجد شرایط ایمنی
 FDA-ثبت کیموزین نوترکیب
 کیموزین نوترکیب
 آزمایشات عملکرد پنیر و پروتئولیز توسط آنزیم های لخته کننده شیر
 اعتبار سنجی کیموزین نوترکیب و گاوی توسط طیف سنجی جرمی
 پروتئازهای گیاهی بومی و مهندسی شده بیوتکنولوژیکی با کاربردهای صنعتی