استراتژی های نوآورانه برای پایداری، توسعه و خلق محصول باارزش افزوده با استفاده از آب پنیر

مقدمه : در دهه های گذشته حدودا ۱۹۷۰ در حمام آب پنیر استفاده میشد زیرا مواد فعال مفیدی دارد که به دلیل خواص ضدالتهابی -پوستی شناخته شده بود. با این حال با گذشت زمان محبوبیت آن کاهش یافت. اکثر آب پنیر یا به عنوان خوراک حیوان یا کود و یا مستقیما به دریا ریخته میشد. هرسال ۱-۲ درصد به تولید آب پنیر اضافه می شود . با این حال کمتر از ۵۰ درصد از کل آب پنیر در فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. تقریبا ۴۰ درصد از آن در سطح جهان دور ریخته میشود که منجر به از دست دادن مواد مغذی گرانبها میشود.آب پنیر حدود ۵۰ درصد از کل مواد جامد شیر را شامل میشود که لاکتوز جز اصلی آن است و ۲۰ درصد پروتئین شیر را تشکیل می دهد.این بررسی مروری بر فناوری های مورد استفاده برای ارزش گذاری آب پنیر با تمرکز بر رویکرد های جدید و نوآورانه ارائه می دهد.

به علت عملکرد مفید و خواص بیولوژیک ارزش بازیابی دارد. با استفاده از روش های فیزیکوشیمیایی، مانند میکروفیلتراسیون ، اولترافیلتراسیون و نانو فیلتراسیون، استخراج و تغلیظ اجزای ارزشمند مانند پروتئین و لاکتوز و ترکیبات فعال زیستی ممکن می شود. به علاوه تکنیک تخمیر برای تبدیل آب پنیر به محصولات با ارزش بالا از جمله بیواتانول ، اصلاح زیستی ، نوشیدنی ها و محصولات لبنی سنتی مانند ریکوتاو کره آب پنیر می پردازند. این تکنیک شامل استفاده از میکروارگانیسم برای اصلاح و افزایش کیفیت آب پنیر که پتانسیل استفاده از آن را بیشتر میکند.

ترکیب آب پنیر و ارزش غذایی

آب پنیر گاهی سرم شیر نامیده میشود {به دلیل پروتئین با کیفیت بالا}

به دلیل اهمیت اقتصادی و حجم تولید غالب, این بررسی برروی آب پنیر حاصل از شیر گاو خواهد بود.

ترکیب آب پنیر به عواملی مانند منبع شیر، ترکیب شیمیایی روش فرآوری ، فرآیند پنیرسازی، میراث ژنتیکی، تغییرات فصلی ، خوراک دام بستگی دارد.

آب پنیر از نظر قابلیت هضم و وجود آمینواسید ضروری از بهترین منابع به شمار می رود.

پروتئین آب پنیر دارای قابلیت هضم بالایی است که نشان می دهد پروفایل کامل و متعادلی از اسیدآمینه ضروری ارائه می دهد که به آسانی توسط بدن جذب می شود .

پروتئین آب پنیر از شامل ۵ پروتئین : بتالاکتوگلوبولین، آلفا- لاکتالبومین، آلبومین سرم گاو, ایمنوگلوبولین، گلیکوماکروپپتید تشکیل شده که هر بخش ویژگی و عملکرد منحصر به فرد دارد.

لاکتوز ، کربوهیدرات اولیه در آب پنیر ، به جذب مواد معدنی کلیدی مانند کلسیم، منیزیم، فسفر در روده کمک می کند. آب پنیر حاوی الیگوساکارید است. الیگوساریدها حاوی اسید سیالیک هستند برای سلامت انسان و رشد اولیه مغز نوزاد مفید است.

ارتبا با سلامتی :

به نقل از سقراط پدر علم پزشکی : بگذارید غذا داروی شما باشد و دارو غذای شما باشد.

مزایای اجزای آب پنیر :

لاکتوگلوبولین ،خاصیت تعدیل کننده ایمنی و فعالیت ضد سرطانی بالقوه دارد.

لاکتوالبومین : در سنتز لاکتوز نقش دارد، اثرات آرامبخش و ضد اضطراب دارد، خواص تعدیل کننده ایمنی نشان میدهد، اثرات ضد سرطان دارد.

آلبومین سرم گاوی: از سنتز لیپید پشتیبانی میکند، یک پروتئین حامل برای انتقال چربی، خواص انتی اکسیدانی دارد، فعالیت ضدتوموری دارد.

لاکتوفرین: به عنوان یک جز ضروری از مکانیسم دفاعی بدن عمل میکند . خط اولیه دفاعی در برابر مهاجمان میکروبی- دارای طیف متنوع از عملکرد فیزیولوژیکی از جمله ضد میکروبی ، ضد قارچی و فعالیت آنتی اکسیدانی

گلیکوماکروپپتید: خواص ضد میکروبی، القاکننده سیری، تعدیل کننده سیستم ایمنی ، از رشد میکروب جلوگیری میکند ، رشد باکتری مفید روده را تحریک می کند .

ایمونوگلوبولین: خواص ضد میکروبی، فعالیت ضد آنتی اکسیدانی ، اثرات تعدیل کننده ایمنی، با آزاد کردن رادیکال آزاد فعالیت آنتی اکسیدانی قوی نشان میدهد.

ویژگی عملکردی آب پنیر

شامل اتصال به آب، امولسیون کننده ، ژل شدن، کنترل ویسکوزیته ، حلالیت، کف کردن، توانایی افزایش طعم و رنگ است.

استراتژی ارزش گذاری آب پنیر

تاکید فزاینده ای بر به حداکثر رساندن ارزش آب پنیر  در عین کاهش اثرات زیست محیطی وجود دارد.

زیست پالایی و استراتژی افزایش زیستی bioremediation & bioaugmentation strategies

افزایش زیستی برای پاکسازی زیستی استفاده می شود. شامل معرفی میکروارگانیسم خاص برای تقویت تجزیه ترکیبات آلی در آب پنیر، حذف آلاینده ها، کاهش اثرات زیست محیطی

فرایند ترموفیلیک با استفاده از باسیلوس نتایج برتری را در کاهش تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) داشت و زیست توده پاستوریزه با ارزش برای خوراک دام تولید کرد.

بسته بندی بیو پلاستیک خوراکی : آب پنیر فرصت امیدوارکننده برای توسعه مواد بسته بندی پایدار و کاهش اثرات زیست محیطی ارائه می دهد. محققان تولید اسید پلی لاکتیک و پلی هیدروکسی آلکانوات از آب پنیر بررسی کرده اند.

از طریق هضم بی هوازی و همچنین استفاده از ایزوله پروتئین آب پنیر WPI و کنسانتره پروتئین آب پنیر WPC برای ایجاد فیلم های خوراکی که سازگار با محیط زیست هستند( جایگزین پلاستیک)

مواد زیست تخریب پذیر در سال های اخیر به دلیل ویژگی پایدار و پتانسیل برای کاهش اثرات زیست محیطی مورد توجه فرار گرفته اند.

زیست تخریب پذیری و سازگاری آن با فرایند تولید آن را به گزینه ای مناسب برای کاهش اتکا به پلاستیک مشتق شده از سوخت فسیلی و ترویج اقتصاد دایره ای تبدیل می کند.

تهیه فیلم های خوراکی از WPI,WPC تجزیه پذیر با ادغام ترکیبات فعال زیستی و عوامل ضد میکروبی مانند لاکتوفرین ، عملکرد و عمر مفید آنها را افزایش می دهد به طور موثر از رشد میکروارگانیسم و فساد جلوگیری می کند.

ترکیب ایمونوگلوبولین ها با نانو مواد عملکرد فیلم را از نظر استحکام و شفافیت بهبود میدهد.

نانوکامپوزیت های ابتکاری مبتنی بر WPI جایگزین بسته بندی های از سوخت های فسیلی است.

در سالهای اخیر کوپلیمریزاسیون آب پنیر با پلی اتیلن گلیکول متیل اترمتاکریلات برای توسعه پلاستیک آب پنیر مورد توجه است.

پلاستیک معمولی باعث افزایش گرمایش جهانی میشود که نگران کننده است. 

ایش گرمایش جهانی میشود که نگران کننده است.

بیواتانول : چالش اصلی در تولید اتانول زیستی مبتنی بر آب پنیر محتوای کم لاکتوز و بازده بیواتانول است که می توان از تکنیک های غلظت مانند اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس برای افزایش غلظت لاکتوز استفاده کرد.

نتیجه گیری:

آب پنیر فعال شده ،از رشد و زنده ماندن سویه های پروبیوتیک ، از جمله بیفیدوباکتریوم ، لاکتوباسیلوس و استرپتوکوک حمایت میکند.

با به حداکثر رساندن ارزش و استفاده از آب پنیر از طریق فعال سازی الکتریکی ، پتانسیل این محصول جانبی افزایش می یاید.

استفاده از آب پنیر به عنوان یک ماده خام باارزش، مزایای اقتصادی و زیست محیطی را به همراه دارد و راه را برای یک صنعت غذایی پایدارتر و کارآمدتر هموار میکند. یکی از چالش های صنعت لبنیات ، مدیریت آب پنیر است، محصول جانبی تولید شده در طی تولید شیر و ماست. در گذشته به دلیل بار آلی بالا و چالش های دفع, آب پنیر یک نگرانی زیست محیطی تلقی میشد که امروزه قابل کنترل است.

references

Bouchra Soumati1*, Majid Atmani1, Asmae Benabderrahmane1, Meryem Benjelloun1,Whey Valorization – Innovative Strategies for Sustainable Development and

Value-Added Product Creation,Journal of Ecological Engineering 2023, 24(10), 86–104

Smithers, G.W. 2008. Whey and whey proteins— from ‘gutter-to-gold.’ International Dairy

Jour- nal, 18(7), 695–704. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.03.008

Souza, F.P., Balthazar, C.F., Guimarães, J.T., Pimentel, T.C., Esmerino, E.A., Freitas, M.Q., Raices, R.S.L., Silva, M.C., Cruz, A.G. 2019. The addition of xyloligoosaccharide in straw- berry-flavored whey beverage. LWT - Food Sci- ence and Technology, 109, 118–122. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.03.093