تفاعلات الكِفِير الميكروبية والبيو كيميائية - مدونة غذائيات

1. مقدمة:

 على مر القرون ، تم استخدام تخمير حمض اللاكتيك كطريقة للحفاظ على نكهة منتجات الألبان وتحسين جودتها أو تعديلها. وتعد بكتيريا حمض اللاكتيك (LAB) ، كعصويات ال Lactobacillus ومكورات ال Lactococcus و Leuconostoc و Pediococcus و Streptococcus ، العوامل الرئيسية المسؤولة عن تخمير الحليب . ويمكن الإستعاضة عن ذلك من خلال استخدام حبوب الكفير كمزرعة بادئة وبديل تخمري . 

يعرف الكفير  على نطاق واسع بأنه مصدر ممتاز للبروبيوتيك وذو فوائد مثبتة في تعزيزالصحة  وهو ذلك المشروب اللبني الشعبي المخمر والذي عرف من غابر الأزمان في بلاد القوقاز . وكما سبق وأن اطلعنا على مدي التعقيد الميكروبي للكيفير من خلال   تدوينات   خمائر الكفير و بكتيريا الكيفير   وتركيبه الميكروبي  . سنتعرف  في هذه التدوينة على أهم التفاعلات  الميكروبية والبيو كيميائية الحاصلة في الكيفير.

2. تفاعلات الكِفِير الميكروبية والبيو كيميائية: (Kefir microbial and biochemical interactions)

التفاعلات المعقدة بين الخميرة والبكتيريا وترابطها في حبيبات الكِفِير ليست مفهومة تماما ، ومع ذلك، فإنه عندما يتم فصل البكتيريا عن الحبيبات ،فإن الخمائر لن تنمو بكفاءة بسبب قدرته العالية على استقلاب اللاكتوز يميل جنس ال (Lactococcus) إلى النمو أسرع من الخميرة في اللبن ،كما يقوم بتحليل اللاكتوز وإنتاج حمض اللاكتيك مُهيِّئًا بيئة مناسبة لنمو الخميرة، وعلاوة على ذلك، تخلق الخمائر فيتامينات B المعقدة ،وتحلل بروتينات الحليب واللاكتوز لإنتاج البيبتيدات والاحماض الامينية وغاز ثاني أكسيد الكربون والإيثانول (.

يمكن تحفيز أو تثبيط التفاعل بين الخميرة وبكتيريا حمض اللاكتيك بنمو أحدهما أو كليهما، ويمكن لهذه الكائنات الدقيقة في المزارع المشتركة  أن تنافس على المغذيات من أجل النمو، أو قد تنتج مستقلبات ثانوية تمنع أو تحفز بعضها البعض ؛بعض أنواع الخميرة محللة للبروتين أو الدهون ،منتجة بيبتيدات وأحماض أمينية وأحماض دهنية وأنواع مثل Debaryomyces hansenii وYarrowia  lipolytica تستوعب حامض اللبنيك الذي يتكون من البكتيريا اللبنية ،وتنتج مركبات النكهة من انحلال المكوِّن الدّهني في الحليب المحرر لأحماض دهنية حرة ،والتي يمكن أن تكون سلائف مركبات النكهة التي يتم تشكيلها في الكِفِير ،وقد تشتمل هذه المركبات على كيتونات ميثيل، كحولات، لاكتونات وإسترات. وmethylketones، خاصة 2-nonanone و2-heptanone، والتي تعرف باسم نكهات الجبن الأزرق.

 إن إنتاج فيتامين ب بواسطة Acetobacter spp. يشجع نمو الكائنات الدقيقة الأخرى الموجودة في حبيبات الكِفِيرفيما يتعلق بتحلل البروتين ؛فالخمائر قادرة على تحليل الكازين إلى الببتيدات الصغيرة والأحماض الأمينية الحرة ،ويتم تحويل هذه الأخيرة إلى الكحولات، والألدهيدات، والأحماض المتطايرة، وإسترات والمركبات المحتوية على الكبريت (خاصة الميثيونين، الذي هو مقدمة لمركبات النكهة المتطايرة ،ومن أمثلة مركبات الكبريت ديميثيلدي سلفي دي وديميثيل أسيلفتري دي  اللذان يعتبران عنصرين أساسيين لعطر طيار جبني ،وبالمناسبة، فإن Geotrichum candidum مسؤول أيضا عن إنتاج هذه المركبات المحتوية على الكبريت، والتي تم العثور عليها أيضا في الكِفِير الروسي ،وتشكل الأحماض الأمينية متفرعة السلسلة سلائف للمركبات العطرية، مثل isobutyrate، isovalerate، 3-methylbutanal، 2-methylbutanal و2-methylpropanal.،. ومع ذلك، قام كاهالا وآخرون (1993 Kahala et al.) بفحص محتوى الببتيد في عدد من منتجات الألبان الفنلندية، فوجدوا نسبة أعلى من تحلل البروتين وعددا أكبر من الببتيدات في الكِفِير منه في اللبن الزبادي.

3. تقنيات الأوميك وقوتها في تحليل السلوكات الميكروبية في الكفير:

تعد تقنيات الOmics (مثل علم الجينوم وعلم النسخ والبروتيوميات والأيض) طرقًا قوية لتوصيف سلوك اتحادات الميكروبية المعقدة أثناء عملية التخمير . يسمح تطبيق هذه التحليلات الشاملة بتحديد الكائنات الحية الدقيقة القيادية داخل المجتمع . على سبيل المثال ، من خلال الجمع بين الميتاجينوميات (لدراسة الديناميات الميكروبية) وعلم الأيض (لرصد تطور مركبات النكهة) ، لوحظ أن Lb.  kefiranofaciens هو الكائن الدقيق السائد في المراحل الأولى من تخمير حليب الكفير ، بينما يصبح L. mesenteroides أكثر انتشارًا في مراحل التخمير اللاحقة ، والتي ارتبطت بتغيرات تركيز المركبات المتطايرة .

على الرغم من أنه لا تزال هناك بعض القيود والتحديات في التصميم والتطبيق وتفسير البيانات للتحليلات القائمة على  تقنيات الأوميك ، فمن الواضح أنها تنطوي على إمكانات كبيرة لتحسين فهمنا للمجتمعات الميكروبية. نتائج هذه الدراسات مفيدة للغاية في اختيار السلالات الأكثر ملاءمة لتصميم اتحادات صناعية أو مقبلات وظيفية مختلطة

 للمزيد من المعلومات  الإطلاع كتاب: