مقدمه

تعريف: آب پنير whey بخش آبكي و جدا شده از شير است كه معمولا بر اثر اضافه كردن اسيد، حرارت دادن يا انعقاد مايع پنيري بدست مي‌آيد. اين ماده غير شفاف و رنگ آن زرد مايل به سبز است. براساس تعريف ارائه شده توسط فدراسيون بين المللي محصولات لبني (IDF) تعريف پنير بصورت زير آمده است: « پنير فراورده اي است تخميري يا تخمير نشده كه بدنبال انعقاد شير كامل، پس چرخ و مخلوط اين مواد بدست مي‌آيد و حداقل ماده خشك آن 24% است و قسمت جدا شده از آن آب پنير ناميده مي‌شود».

در واقع پنير از فاز امولسيون ( چربي) و سوسپانسيون مسيلي تشكيل مي‌شود. اين فاز در برگيرنده مواد محلول در چربي مانند ويتامين‌ها و مواد كلوئيدي همراه با كازئين است در حاليكه آب پنير شامل فاز محلول شير است و عمدتا حاوي لاكتوز، پروتئين يا پروتئين محلول يا پروتئين آب پنير، مواد معدني محلول، اسيدهاي آلي و ويتامين و آنزيم است.

كل ماده جامد آب پنير معمولا بين 5/6-6 % و BOD آن 32000 يا بيشتر مي‌باشد. تركيبات آب پنير در جدول زير آمده است:

جدول 1-1 تركيبات تقريبي آب پنير ( درصد)

در حدود 30 سال پيش آب پنير در اروپا و آمريكا بعنوان ضايعات به فاضلاب منتقل مي‌شد در صورتيكه مي‌تواند براي تغذيه دام و انسان استفاده شود. در سالهاي 1973 ميلادي با استفاده از تكنولوژي پيشرفته UF و اسمز معكوس آب پنير در صنايع غذايي، دارو سازي و صنايع شيميايي كاربرد يافته كه عبارتد از:

1- تغليظ نمودن آب پنير 2- جدسازي اجزا و تركيبات شيميايي آب پنير

آب پنير يكي از بزرگترين منابع پروتئين غذايي بوده كه هنوز بطور وسيعي خارج از چرخه مصرف انساني قرار دارد. مقدار توليد آب پنير در دنيا در سال 1990 تقريبا 120 ميليون تن بوده اين مقدار حاوي 7/0 ميليون تن پروتئين با ارزش نسبي بالا است، كه برابر پروتئين موجود در تقريبا 2 ميليون تن سويا مي‌باشد. در حاليكه هنوز بسياري از مردم جهان از كمبود مزمن پروتئن رنج مي‌برند. از كل اين مقدار پروتئين سهم قابل توجه به صورت دور ريز فاضلابي به هدر مي‌رود. سهم دور ريز فاضلابي آب پنير در سال 1990-1989 ميلادي 50 درصد بوده است.

جدول زير مقايسه مقدار توليد آب پنير و شير در ايران و جهان را نشان مي‌دهد.

جدول 2-1 مقدار توليد آب پنير در ايران ( ميليون تن)

نخستين استفاده از آب پنير در تغذيه حيوانات شد و زماني بود كه انسان متوجه شد كه نگهداري شير گرم در پوست تازه گوسفند يا بز باعث مي‌شود دلمه و آب پنير بوجود آيد، بز و گوسفند تقريبا 5000 سال پيش از ميلاد در بين النهرين اهلي شده اند و از همان زمان دلمه شير بصورت غذاي اصلي استان در آمده پس آب پنير را در ديگ‌هاي مسي مي‌جوشاندند و از آن يك ماده جامد بدست آمد. اين هنر هنوز هم در مناطقي از جهان كه چادرنشينان زندگي مي‌كنند رواج دارد.

جوانان و سالخوردگان، در مناطقي كه آب پنير به وفور يافت مي‌شد از حمام آب پنير به منظور برطرف كردن چين و چروك‌ها و نرم كردن پوست بطور يكسان لذت مي‌بردند. با وجود اين بشر آب پنير را بعنوان يك عامل نشاط بخش تلقي نمي‌كرد بلكه جنبه‌هاي درماني هم داشت. استفاده از آب پنير بصورت كامل در تغذيه انسان به خصوص به منظور درمان بيماريهاي مختلف به يونانيان باستان نسبت داده مي‌شود. بقراط در سال 460 قبل از ميلاد مسيح از آب پنير براي درمان بيمارهاي مختلف توسط پزشكان تجويز شده است. در اواسط قرن 19 با تاسيس بيش از 400 محل عرضه آب پنير در غرب اروپا در مان با آب پنير به سطح وسيعي گسترش پيدا كرده است. طي دهه 1940 در اروپاي مركزي با تجويز خوراكي آب پنير حداكثر 150 گرم در روز به درمان سوء‌هاضمه ، اورمي، نقرس، بيماري كبد و كم خوني و سل مبادرت مي‌ورزيدند.

در حال حاضر تكنولوژي به سمتي پيش مي‌رود كه آب پنير را براي ساخت انواع محصولات جديد و با جايگزيني آن با تركيبات گران قيمت مورد استفاده قرار مي‌دهند. در عصر حاضر آب پنير بطور مستقيم و بعنوان يك غذا كمتر مصرف مي‌گردد در حاليكه آب پنير سيال سرشار از مواد غذايي است و در آن تقريبا 52 درصد مواد غذايي شيركامل بكار رفته براي تهيه پنير و 73 درصد مواد غذايي شير پس چرخ وجود دارد. ولي علي رغم اين همه مواد غذايي موجود در آب پنير و تعادل متناسب آنها مسئله پر هزينه نگهداري و گاه خنثي كردن آب پنير است. آب پنير بايد به محض جمع آوري در اولين فرصت ممكنه تحت فرايند قرار گيرد. زيرا تركيبات و دماي آن شرايط مناسب رشد و تكثير سريع باكتريها را فراهم مي‌آورد. در صورت عدم انجام عمليات حرارتي بايد آن را به سرعت تا دماي تقريبا 5 درجه سانتي گراد خنك نمود، سرما باعث توقف رشد باكتريها مي‌گردد.

در نمودار 1-1 نمونه اي از كاربردهاي آب پنير را مشاهده مي‌كنيد.

نمودار 2-1 فرايندهاي قابل انجام بر روي آب پنير را نشان مي‌دهد.

انواع آب پنير

برحسب اينكه شير از چه دامي‌بدست مي‌ايد، چه نوع پنيري توليد شود و تغييرات فرايند چگونه باشد طبقه بندي‌هاي گوناگوني از آب پنير بدست خواهد آمد كه يك نوع آن مبتني بر قدرت اسيدي آب پنير به شرح زير مي‌باشد:

آب پنير شيرين

با قدرت اسيدي قابل تيتر كردن 2/0-1/0 برحسب اسيد لاكتيك و pH برابر 8/5 تا 6/6 مي‌باشد. اين آب پنير در واقع از پنيرهايي كه توسط آنزيم مابه پنير ( رنت) منعقد شده اند بدست مي‌آيد و معمولا pH آن بالاتر از 5 بوده و مقدار كلسيم موجود در آن ناچيز مي‌باشد.

آب پنير اسيدي متوسط:

با قدرت اسيدي قابل تيتر كردن برابر 4/0-2/ 0و PH برابر 5 تا 8/5

آب پنير اسيدي:

با قدرت اسيدي قابل تيتر كردن برابر 4/ 0تا 6/0 و PH برابر 4 تا 5

آب پنير اسيدي كه در فرايند رسوب دادن كازئين بكمك اسيد لاكتيك، كلريدريك و سولفوريك حاصل مي‌شود، اثرات مهم و تعيين كننده اي بر روي حلاليت تركيبات معدني در آب پنير دارد.

هر نوع پنير نوع ويژه اي آب پنير با قدرت اسيدي معين و pH مشخص توليد مي‌كند به جدول 1-2 انواعي از آب پنيرهاي بدست آمده از پنير‌هاي مختلف مانند چدار، امانال، گروير، ادام و گورا با يكديگر مقايسه شده اند و مشخص مي‌شود كه در آب پنير شان فقط مقدار كمي‌اسيد وجود دارد مگر آنكه آب پنير حاصل از آنها بطور نامطلوبي حمل ياانبار شود. ولي در مورد ساير پنير‌هاي مايع پنيري مانند كامبرت و Picled White نسبتا مقدار اسيد آب پنير شان بالاست. عصاره مايه پنير كازئين آب پنيري توليد مي‌كند كه اصولا عاري از اسيدلاكتيك توسعه يافته است. آب پنير اسيدي سيال بدست آمده از پنير كاتيج بعنوان يك منبع غذايي براي انسان كمتر پذيرفته شده است. زيرا اسيد لاكتيك آن بالا و خشك كردن آن نيز با مشكلاتي همراه است.

تركيب و ماهيت انواع آب پنير

پودر آب پنير استاندارد، سرشار از لاكتوز، پروتئين كل و مواد معدني است. در مقايسه با پودر حاصل از آب پنير شيرين پودر بدست آمده از آب پنير اسيدي داراي لستين كمتر ولي اسيد لاكتيك، فسفر، كلسيم، روي، آهن، و مس بيشتري است. كوشش‌هاي زيادي شده است كه بكمك NaoH اسيد لاكتيك را در پور آب پنير اسيدي خنثي سازند اما اين كار توصيه نمي‌شود زيرا پر هزينه است و مقادير زيادي يون سديم را در زنجيره غذايي وارد مي‌كند. مثلا خنثي كردن بخشي از آب پنير اسيدي با NaoH و رساندن pH آن به 2/5 باعث مي‌شود كه سطح سديم در محصول به ميزان 55% بيشتر از يك پودر خنثي نشده به ميزان 100% بيشتر از پودر شير پس چرخ برسد. همچنين خصوصيات عامل اسيدي و رايحه آن با NaoH بطور معكوس تغيير پيدا مي‌كند. اگر مراقبتهاي قبلي و خشك كردن آب پنير به شكل مناسب انجام شود نياز به خنثي كردن آب پنير غليظ شده از بين مي‌رود.

آمينواسيدهاي آزاد و پپتيدهاي قابل حل، در سطح قابل توجهي در پودر آب پنير وجود دارند و ميزان آنها در پورد آب پنير اسيدي بيشتر است ( جدول 2-2) اين گونه تركيبات نيتروژني غير پروتئيني از شير كازئين، پروتئين قابل حل عصاره مايه پنير و ياخته‌هاي ميكروبي مشتق مي‌گردند و به آب پنير سيال وارد مي‌شوند و تأثير بالقوه و مهمي‌بر رايحه و سودمندي محصول دارند.

پروتئين‌هاي آب پنير

به تركيبات پروتئيني كه بعد از رسوب كازئين در حضور اسيد يا رنين، در آب پنير باقي مي‌مانند، پروتئين محلول يا پروتئين آب پنير مي‌گويند. اين پروتئين‌ها از نوع كروي بوده، در مقابل آنزيم مقاوم مي‌باشند و در مقايسه با كازئين داراي حالت ميسلي نيستند.

ساختار پروتئين نوع دوم و سوم دارند كه موجب افزايش حساسيت پذيري آنها نسبت به دناتوراسيون حرارتي مي‌گردد. پروتئين‌هاي آب پنير شامل: