از زمان باستان آنزیم های لخته کننده شیر برای تولید پنیر استفاده می شده است. در طول تاریخ اصطلاح "مایه پنیر" فقط به عصاره خام معده گوساله گاو اطلاق می شده است.

در حال حاضر ، اغلب هر آنزیمی که فعالیت لخته شدن شیر را داشته باشد ، از این نام بهره می برد. کمیته FAO استفاده از اصطلاح "مایه پنیر" را قبل از نام یا منبع آنزیم خاص برای تمام آماده سازی های آنزیم لخته کننده شیر پیشنهاد کرده است ، به عنوان مثال ، مایه پنیر گوساله ، مایه پنیر حیوانی ، مایه پنیر گیاهی ، مایه پنیر میکروبی و غیره.

وجود تعاریف و پارامترهای قابل مقایسه، منجر به شناسایی و انتخاب های مناسب هر مصرف کننده می شود. در این مقاله به بخشی از ویژگی های عمومی مایه پنیر پرداخته می شود.

ویژگی های فیزیکوشیمیایی

PH مایه پنیر به نوع، شرایط نگهداری، منشا تولیدی آن و همچنین به روش تهیه بستگی دارد. در مورد ترکیبات شیمیایی ، NaCl از 6.5٪ تا 13.46٪ متغیر است ، در حالی که محتوای پروتئین از 1.5٪ تا 1.99٪ و محتوای چربی آن از 3.22 تا 3.65٪ است.

رنگ مایه پنیر به دست آمده از نشخوارکنندگان کوچک عمدتا وابسته به رژیم غذایی حیوان است. بنابراین از سفید تا زرد یا سبز متغیر است. مایه پنیرهای تجاری، معمولا مایعی به رنگ قهوه ای روشن با بوی مشخص هستند. رنگ مایه پنیر ممکن است از دسته ای به دسته دیگر متفاوت باشد اما تاثیری در فعالیت انعقادی محصول ندارد. این محصولات به فرم پودر دارای رنگ سفید تا کرم می باشند.

خواص مولکولی و کاتالیزوری آنزیم های لخته شدن شیر

کیموزین و سایر آنزیم های لخته کننده شیر به گروه پروتئینازهای اسید آسپارتیک (EC 3.4.23) تعلق دارند که با محتوای بالای آمینو اسیدهای دی کربوکسیلیک و هیدروکسی و مقدار کم اسیدهای آمینه های بازی مشخص می شوند. جرم مولکولی آنزیم های مختلف لخته کننده شیر بین 30.000 تا 40.000  دالتون است.

ساختار سوم پروتئینازهای آسپارتیک همسانی بالایی را نشان می دهد. این ساختار شامل یک شکاف گسترده است ، که محل اتصال سوبسترا بوده و حداقل هفت اسید آمینه از کاپا- کازئین را در خود جای دهد.

کلیه پروتئینازهای اسید آسپارتیک به طور مطلوب در محدوده pH 2-4 فعال هستند ، در pH 2-6 پایدار هستند اما در این مقادیر pH به آرامی دچار اتولیز می شوند. در pH قلیایی ، آنها به سرعت تحت دناتوراسیون برگشت ناپذیر قرار می گیرند. اگرچه آنزیم های لخته کننده شیر فعالیت بالایی در pH تقریبا خنثی (6.5) دارند، اما  نقطه ایزوالکتریک و pH بهینه کلیه پروتئینازهای آسپارتیک، در محدوده اسیدی است. به عنوان مثال  pH بهینه کیموزین 3.8 است ، اما دارای فعالیت لخته کردن شیر به صورت اختصاصی را در pH شیر ، یعنی 6.7 داراست.

همچنین باید به یاد داشته باشید که شرایط لخته شدن شیر ، مانند pH ، مقدار کلسیم و دما ، به شدت بر فعالیت لخته شدن شیر تأثیر می گذارد. قابلیت لخته شدن شیر توسط پپسین به ویژه بسیار وابسته به pH است.

تمام پروتئینازهای آسپارتیل توسط پپستاتین (یک پنتاپپتید اصلاح شده تولید شده توسط سویه ای از استرپتوماسیز) حساس بوده و به واسطه آن مهار می شوند.

میکروبیولوژیکی مایه پنیر های تجاری

کلیه مایه پنیر ها به لحاظ میکروبیولوژیکی باید الزامات انجمن تولیدکنندگان آنزیم های غذایی با منشا حیوانات طبیعی (A.M.A.F.E) را برآورده کند. طبق این قوانین محتوای مایه پنیر، باید میزان کلی فرم تا CFU/g 30 و میزان میکروفلور مزوفیل کل آن تا CFU/g 104×5 باشد. این فراورده های باید حاوی هیچ گونه E. coli و گونه های Salmonella ، مایكوتوكسین و موارد آنتی باکتریال باشند. علاوه بر این ، حداکثر میزان آرسنیک ، سرب و سایر فلزات سنگین به ترتیب 3 ، 10 و 40 ppm است.

قابلیت لخته کردن شیر

قدیمی ترین تعریف MCA تعاریفی است که توسط Soxhlet در 1877 ارائه شده است و بر اساس آن ، MCA به عنوان حجم شیر خامی تعریف می شود که می تواند توسط یک واحد حجم مایه پنیر در 40 دقیقه در دمای 35 درجه سانتیگراد لخته شود. MCA از ویژگی های مهم تکنولوژیکی یک مایه پنیر است زیرا بر کلیه خصوصیات لخته تأثیر می گذارد.

با این حال ، به دلیل تغییرات توانایی لخته شدن شیر خام ، این تعریف رضایت بخشی نبود. در سال 1952، دانشمند انگلیسی NJ Berridge  با پیشنهاد استفاده از پودر شیر استاندارد شده با mol/l 0.01 کلسیم کلراید به عنوان سوبسترا، پیشرفتی در تجزیه و تحلیل لخته شدن شیر به وجود آورد.

واحد بریج یا واحد مایه پنیر (RU) به فعالیتی گفته می شود که قادر به لخته کردن 10 میلی لیتر شیر استاندارد (6.3 pH ) در 100 ثانیه و در 30 درجه سانتیگراد باشد. تا دهه 1990 ، واحدهای سوکسله و بریج، تقریباً برای همه تعاریف از آزمایش قدرت لخته شدن شیر بسیار مورد استفاده قرار گرفتند. با این حال ، تغییرات موجود در ترکیبات مایه پنیر و مایه پنیر های تجاری در بازار امروزه تعاریف قدیمی را بیش از حد نامطمئن و نادرست کرد.

امروزه ، میزان کل MCA مایه پنیرها با توجه به آزمایش فعالیت لخته شدن نسبی شیر IDF (روش REMCAT) بر روی شیر استاندارد اندازه گیری می شود و با واحد IMCU (واحد بین المللی لخته شدن شیر) به ازای هر گرم یا میلی لیتر مایه پنیرجامد یا مایع اعلام می شود. 

 فعالیت پروتئولیتیک

کیموزین ، پروتئیناز اصلی در مایه پنیر به طور خاص پیوند فنیل آلانین – متیونین را هیدرولیز می کند ، در حالی که پپسین فاقد قابلیت  هیدرولیز اختصاصی باند های پروتئنی شامل آمینو اسیدهای آروماتیک (فنیل آلانین، تریپتوفان  و تیروزین) است. 

روش استانداردی برای اندازه گیری میزان فعالیت پروتئولیتیک وجود ندارد. این قابلیت را می توان با استفاده از تکنیک های مختلف مانند اوره Urea PAGE ، RP HPLC یا اسپکتروفتومتری محصولات آزاد شده از پروتئین های شیر یا سوبستراهای مصنوعی هضم شده با مایه پنیر تحت آزمایش ، تعیین کرد. فعالیت پروتئولیتیک را می توان غیر مستقیم از طریق پروتئولیز پنیر نیز تعیین کرد. از آنجایی که فعالیت پروتئولیتیک به طور مساوی تحت تأثیر نوع منشا تولیدی مایه پنیر و محتوای پپسین قرار نمی گیرد، متناقض بودن نتایج دور از انتظار نخواهد بود.