การศึกษาจุลินทรีย์ในโยเกิร์ต (Yoghurt)

1. การศึกษาจุลินทรีย์ในโยเกิร์ต (Yoghurt) นำเสนอโดย นางสาว ซูไฮดา กะโด รหัส 404652014 โปรแกรมวิชา ชีววิทยาประยุกต์ กลุ่มพื้นฐานที่ 13

2. โยเกิร์ตเป็นอาหารที่มีประโยชน์มากอย่างหนึ่ง เป็นแหล่งสำคัญที่ให้วิตามินบีต่าง ๆ และวิตามินประเภทละลายในไขมันหลายชนิด จึงถือได้ว่ามีความสำคัญเหนือนม เพราะว่าโยเกิร์ตสามารถสังเคราะห์แบคทีเรียที่มีประโยชน์ต่อลำไส้ได้ และสามารถฆ่าแบคทีเรียที่เป็นอันตรายต่อร่างกายได้หลายชนิด รวมทั้งแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคปอดบวม โยเกิร์ต คืออะไร • โยเกิร์ต มีคำจำกัดความ หมายถึง น้ำนมโค หรือผลิตภัณฑ์ที่ได้จากน้ำนมโคที่เพาะด้วยเชื้อจุลินทรีย์ ทั้งนี้อาจเติมวัตถุอื่นที่จำเป็นต่อกรรมวิธีการผลิตหรืออาจปรุงแต่งสีและรสด้วยก็ได้ และประกอบด้วยมาตรฐานอื่นๆ อีก • ส่วนความหมายในเชิงวิทยาศาสตร์การอาหาร โยเกิร์ต หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการหมักของนมโดยมีการเติมเชื้อจุลินทรีย์หรือยีสต์ลงไปเพื่อหมักให้เกิดกรดแลคติค ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีรสเปรี้ยวแต่จะมีกลิ่นเฉพาะตัวตามแต่เชื้อที่ใช้ แบ่งได้เป็น 2ประเภท • โยเกิร์ตชนิดครีม(Cream Yoghurt)เป็นนมเปรี้ยวที่ทำจากนมเกือบ 100 % ( Natural Yoghurt )ถ้าเป็นแบบเติมผลไม้( Flavoured Yoghurt ) • โยเกิร์ตพร้อมดื่ม (Drinking Yoghurt) เป็นนมเปรี้ยวพร้อมดื่มที่ทำจากโยเกิร์ตชนิดครีมผสมด้วยน้ำผลไม้

3. แหล่งกำเนิด โยเกิร์ตเป็นผลิตภัณฑ์นมหมักซึ่งมีแหล่งกําเนิดในแถบยานภูเขาคอเคซัสตุรกี เกาะในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนและ กลุ่มประเทศตะวันออกบริเวณคาบสมุทรบอลข่าน ต่อมาโยเกิร์ตจึงแพร่ไปสหรัฐอเมริกา ยุโรป และทั่วโลกซึ่งชนเผ่าที่มีอายุยืนมากที่สุดจากการบริโภคโยเกิร์ตนี้อยู่ในประเทศ บัลแกเรีย โดยเฉลี่ยแล้วมีอายุประมาณ 100กว่าปี นับว่ามีอายุยืนมาก จุลินทรีย์ในโยเกิร์ต (Microbiology of natural yoghurt) การเจริญของจุลินทรีย์เป็นปัจจัยหนึ่งในการศึกษากรรมวิธีการผลิตโยเกิร์ต ซึ่งการศึกษาขั้นพื้นฐานนั้นจะต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเจริญของเชื้อ ตลอดจนเรียนรู้หาอัตราการเจริญ และเข้าใจถึงปัจจัยต่าง ๆที่มีผลต่อการเจริญของเชื้อ สิ่งเหล่านี้เป็นความรู้เบื้องต้นที่จะนำมาประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมการผลิต การแยกเชื้อจุลินทรีย์นี้ก็เป็นขั้นตอนแรกของการคัดเลือกเชื้อ เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมการหมัก ซึ่งในบางกรณีก็สามารถใช้วิธีง่าย ๆ ในการแยกเชื้อ แต่ในบางกรณีก็ต้องใช้วิธีการสุ่มแยกเชื้อ ต่อจากนั้นก็นำมาทดสอบความสามารถในการสร้างผลผลิตที่ต้องการ หลังจากแยกเชื้อจุลินทรีย์แล้ว ก็นำมาคัดเลือกสายพันธุ์ที่เหมาะในการผลิตโยเกิร์ต จากนั้นก็นำเชื้อที่คัดเลือกสายพันธุ์แล้วมาเข้าสู่วิธีการทำโยเกิร์ตต่อไป

4. ส่วนจุลินทรีย์ที่เป็นหัวใจสำคัญในการผลิตโยเกิร์ต คือ Lactobacillus bulgaricusและ Streptococcus thermophilusโดย Streptococcus sp.เป็นจุลินทรีย์ที่หมักน้ำนมแล้วเกิดกลิ่นคล้ายกับครีมเนยในโยเกิร์ต โดย Streptococcus sp.จะช่วยกำจัดออกซิเจนออกจากนม ถ้าหากมีออกซิเจนเหลืออยู่อาจก่อให้เกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเป็นสารพิษต่อจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในโยเกิร์ตในขบวนการหมัก Streptococcus sp.จะผลิตกรดออกมา ทำให้ PHของน้ำนมเปลี่ยนไปอยู่ในสภาวะกรดอ่อน ๆ จุลินทรีย์ชนิดนี้จะเจริญจนช่วง PH 5.5 PHในช่วงนี้จะเหมาะสมต่อการเจริญของจุลินทรีย์ Lactobacillus bulgaricus ความสำคัญของจุลินทรีย์ การผลิตผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมหลายชนิดที่เกิดจากการกระทำของแบคทีเรีย ได้แก่ • การผลิตกรดแล็กติก ใช้วัตถุดิบพวกแป้งข้าวโพด มันฝรั่ง กากน้ำตาล หางนมที่ได้จากอุตสาหกรรมนม ถ้าวัตถุดิบเป็นแป้งจะถูกย่อยเป็นกลูโคสก่อนด้วยกรดหรือเอนไซม์ ชนิดของแบคทีเรีย ที่ใช้ขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุดิบ เช่น ใช้เชื้อ L. bulgaricusเมื่อใช้หางนมเป็นวัตถุดิบ บางครั้งอาจต้องเติมสารประกอบไนโตรเจนหรือสารอื่นเพื่อช่วยให้เชื้อเจริญได้ดี ระหว่างการหมักจะเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เพื่อทำปฏิกิริยากับกรดแล็กติกให้เป็นกลาง ได้แคลเซียมแล็กเตต หลังจากนั้นจึงแยกแคลเซียมแล็กเตตออกมาและทำให้เข้มข้นขึ้น ก่อนที่จะทำความรู้จักกับการคัดเลือกแบคทีเรียแลคติคเพื่อใช้เป็นเชื้อเริ่มต้นและจุลินทรีย์ที่ใช้ในการทำโยเกิร์ตนั้น เรามาดูภาพตัวอย่างจากจุลินทรีย์ในโยเกิร์ตกันก่อน

5. นี่คือจุลินทรีย์แล็คโตบาซิลัส ที่หลาย ๆ คน กินกันเป็นประจำจากผลิตภัณฑ์ของนมเปรี้ยวและโยเกิร์ต

6. การคัดเลือกแบคทีเรียแลคติคเพื่อใช้เป็นเชื้อเริ่มต้นการคัดเลือกแบคทีเรียแลคติคเพื่อใช้เป็นเชื้อเริ่มต้น ใช้เกณฑ์จาก อัตราการผลิตกรด ความสามารถในการผลิตสารโพลีแซคคาไรด์ ลักษณะการย่อยโปรตีน (เนื่องจากอาจทำให้เกิดสารเปปไทด์ที่มีรสขม) การผลิตสารให้กลิ่น การเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ แบคทีเรียแลคติคที่นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์นมหมัก ที่นิยมใช้กัน อาจแบ่งออกได้เป็น 2กลุ่มใหญ่ คือ • S.thermophilusและ L. bulgaricus • Bifidobacteriaและ Lactobacilii สรุปลักษณะของหัวเชื้อโยเกิร์ตได้ • เชื้อ Streptococcus thermophilusมีกิจกรรมสูงในการปล่อยกรดแลคติคในช่วงแรกของการหมัก ดังนั้นถ้าสามารถคัดเลือกเชื้อสายพันธุ์นี้ให้สามารถสร้างกรดได้อย่างรวดเร็วจะทำให้สามารถลดระยะเวลาที่ใช้ในการหมักให้น้อยลง • สารอื่นๆ ที่ได้จากการเปลี่ยนแปลงของเชื้อ นอกจากกรดแลคติดแล้วยังมีสารที่มีความสำคัญต่อการสร้างกลิ่นรส ( aroma and flavor )ของโยเกิร์ตซึ่งสารประกอบเหล่านี้ได้จากหัวเชื้อทั้งสองสายพันธุ์ จึงจำเป็นต้องให้เชื้อทั้งสอบชนิดนี้เจริญในสัดส่วนที่สมดุลกัน การเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีของการหมักโยเกิร์ต (biochemistry of yoghurt fermentation)แนวทางการเปลี่ยนแปลง ( metabolic pathway)ที่เกิดขึ้นในจุลินทรีย์ ประกอบด้วยปฏิกิริยาหลายชนิด ซึ่งควบคุมโดยเอนไซม์ชนิดต่างๆ กันการย่อยสลายสารอาหารที่มีอยู่ในอาหาร

7. เลี้ยงเชื้อพวกคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน และสารอื่นๆ ให้มีโมเลกุลที่เล็กลง ก็จัดว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว องค์ประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อจึงมีส่วนสำคัญต่อการเจริญและแบ่งตัวของหัวเชื้อ Streptococcus thermophilusและ Lactobacillus bulgaricusรวมทั้งกลิ่นรสและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ได้ ดังนั้นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นโดยหัวเชื้อทั้งสองนี้ย่อมนำไปสู่การผลิตโยเกิร์ตที่มีคุณภาพสูง ในทีนี้จะพิจารณาเฉพาะการเปลี่ยนแปลงของคาร์โบไฮเดรตที่เกิดขึ้นเท่านั้น ประโยชน์ของโยเกิร์ตต่อสุขภาพ • แบคทีเรียแลคติคผลิตเอนไซม์เพื่อย่อยน้ำตาลแลคโตสในนมให้เป็นกรดแลกติค • โยเกิร์ตรักษาอาการท้องเสียและท้องเดิน • โยเกิร์ตช่วยยกระดับภูมิคุ้มกันโรค • ช่วยป้องกันมะเร็ง • โยเกิร์ตช่วยรักษาแผลในกระเพาะ • ช่วยป้องกันโรคหลอดเลือดหัวใจ • ช่วยบำรุงผิวพรรณ • โยเกิร์ตอุดมด้วยวิตามินบี1, บี2, บี3, บี6และบี12 อีกทั้งยังมีวิตามินอี วิตามินดี วิตามินเอ และแคโรทีน • เป็นแหล่งอาหารที่ให้โปรตีนและแคลเซียมที่มีคุณภาพ • ช่วยในการขับถ่ายได้ดี • โยเกิร์ตใช้ทดแทนในคนที่ไม่สามารถดื่มนมสดได้

8. การแบ่งประเภทของโยเกิร์ตการแบ่งประเภทของโยเกิร์ต • แบ่งตามมาตรฐานกฎหมาย ( legal standards) • “full”สูงกว่า 3 เปอร์เซ็นต์ • “medium ”ประมาณ 3-0.5เปอร์เซ็นต์ • “low”ต่ำกว่า 0.5เปอร์เซ็นต์ 2. แบ่งตามกรรมวิธีการผลิต • Set Yoghurtเป็นโยเกิร์ตที่บรรจุทันทีหลังจากมีการเติมจุลินทรีย์ แล้วให้จุลินทรีย์ทำปฏิกิริยากันในขณะที่อยู่ในภาชนะที่บรรจุ ลักษณะมวลที่ตกตะกอน ( coagulum )ที่ได้มีลักษณะกึ่งแข็งกึ่งเหลว พอได้ที่แล้วทำให้เย็นพร้อมที่จะจัดจำหน่าย • Stirred Yoghurtเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการหมักในถังจนได้ที่ จากนั้นนำมาทำให้มวลที่ตกตะกอน ( coagulum )แตกหรือแยกกันก่อนที่จะทำให้เย็นแล้วบรรจุ 3. แบ่งตามลักษณะกลิ่นและรส • โยเกิร์ตชนิดธรรมดา(plain หรือ Natural Yoghurt)เป็นโยเกิร์ตที่ผลิตได้ตามวิธีดั้งเดิม มีรสเปรี้ยว เป็นโยเกิร์ตธรรมดาที่ไม่มีการเติมแต่งกลิ่นรสหรือผลไม้ลงไป • โยเกิร์ตที่ปรุงแต่งด้วยผลไม้(fruit Yoghurt)โยเกิร์ตชนิดนี้จะได้จากการเติมผลไม้ต่างๆ และสารให้ความหวานลงไปใน Natural Yoghurt

9. โยเกิร์ตที่ปรุงแต่งด้วยสารสังเคราะห์ (flavoured yoghurt)ได้จากการเติมกลิ่นรสและสีแทนส่วนของผลไม้ ซึ่งอาจแบ่งได้อีก 2แบบ คือ • แบบสวิสซึ่งเป็นโยเกิร์ตที่มีเนื้อผลไม้ผสมรวมกระจายอยู่ในเนื้อโยเกิร์ต มีการปรุงแต่งสี เนื้อ ให้เกิดรสชาติที่ดีและสวยงาม • แบบซันเด จะมีเนื้อผลไม้อยู่บริเวณก้นภาชนะ เช่น ส้ม สับปะรด สตรอเบอรี่ ลิ้นจี่ แอปเปิ้ล ลูกพีช เวลารับประทานจะต้องคนให้เนื้อผลไม้และโยเกิร์ตเข้ากันเสียก่อน จากการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิต จึงทำให้โยเกิร์ตที่วางจำหน่ายในท้องตลาดมีมากหลายชนิด 1. โยเกิร์ตชนิดฆ่าเชื้อแล้วแบบชั่วคราวและเก็บได้นาน (Pasterized/UHT) 2. โยเกิร์ตชนิดสลายน้ำตาลแลกโตส(Lactose hydrolysed yoghurt-LHT) 3. โยเกิร์ตชนิดเหลว(Drinking yoghurt) 4. โยเกิร์ตชนิดแช่แข็ง(Frozen yoghurt) 5. โยเกิร์ตชนิดเข้มข้น(Concentrated yoghurt) • โยเกิร์ตชนิดอัดลม(Carbonated yoghurt) 7. โยเกิร์ตทำเป็นเครื่องดื่ม(Yoghurt beverages) • โยเกิร์ตชนิดผงชงดื่มได้(Instant yoghurt) 9. โยเกิร์ตสำหรับผู้ควบคุมอาหาร(Dietetie yoghurt) 10. โยเกิร์ตนมถั่วเหลือง (Soy-milk yoghurt)

10. นมโคสดหรือน้ำนมดิบ นมผงขาดมันเนย น้ำตาลทราย สีและกลิ่น stater cuitureได้เเก่ เชื้อเเบคทีเรียพวก lactic acid bacteria เชื้อจุลินทรีย์ ได้แก่Lactobacillus bulgaricusและStreptococcusthermophilus เตาเเละหม้อ เพื่อใช้อุ่นนมให้ร้อน ตู้บ่มเชื้อ( incubator)หรืออ่างน้ำ ( water bath )ซึ่งปรับอุณหถูมิเท่ากับ 45องศาเซลเซียส อุปกรณ์ทดสอบปริมาณกรดเเลคติกในนม ได้แก่ บิวเรต ,0.1N NaOHเเละ 0.1% phenolpthalein สารช่วยให้คงตัว เป็นสารที่ทำให้โยเกิร์ตที่ได้มีความหนืดและคงตัวตามต้องการ ผลไม้ที่ใช้ผสม(ถ้ามี) ภาชนะที่บรรจุ การทำโยเกิร์ตวัสดุเเละอุปกรณ์

11. กรรมวิธีในการผลิตโยเกิร์ตกรรมวิธีในการผลิตโยเกิร์ต • น้ำนมสด • ฆ่าเชื้อด้วยวิธีพาสเจอร์ไรซ์เซชั่น อุณหภูมิประมาณ 70-80องศาเซลเซียส • เก็บที่อุณหภูมิตู้เย็น ประมาณ 4-10องศาเซลเซียส • ทิ้งให้อุณหภูมิลดลงประมาณ 40-44 องศา • เติมแบคทีเรียแลคติคลงไป • บ่มที่ 40-44 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4-5ชั่วโมง จนเกิดเป็นก้อนนิ่มๆ • พร้อมที่จะบริโภคได้ การเก็บรักษาคุณภาพโยเกิร์ต ( Keeping qualities) ปกติโยเกิร์ตจะมีอายุการเก็บประมาณ 10 วัน เมื่อเก็บที่อุณหภูมิประมาณ 5 องศาเซลเซียส หลังจากนั้นปริมารกรดในโยเกิร์ตจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นเนื่องจากกิจกรรมของหัวเชื้อที่มีอยู่ในโยเกิร์ตนั่นเอง แม้ว่ากิจกรรมของหัวเชื้อดังกล่าวจะต่ำมากก็ตาม ปริมาณกรดที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้กลิ่นรสของโยเกิร์ตเปลี่ยนแปลงไปและเป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค สุดท้ายหัวเชื้อแบคทีเรียจะถูกทำลายและโยเกิร์ตจะเกิดการแยกชั้นของ curdและ wheyซึ่งมีผลทำให้เชื้อจุลินทรีย์อื่นๆ เช่น ยีสต์และราเจริญได้ ดังนั้นในการผลิตจึงควรระมัดระวังในเรื่องการปนเปื้อนของเชื้อราและยีสตืในหัวเชื้อโยเกิร์ต รวมทั้งในระหว่างการบรรจุด้วย

12. การปรับปรุงคุณภาพโยเกิร์ตให้เก็บได้นานการปรับปรุงคุณภาพโยเกิร์ตให้เก็บได้นาน โยเกิร์ตเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีอายุสั้น นอกจากจะเก็บไว้ในที่ที่อุณหภูมิต่ำ แต่ในการผลิตอาจจะใช้วิธีการดังต่อไปนี้ช่วยยืดอายุของโยเกิร์ตได้ดังนี้ 1. การทำพาสเจอร์ไรซ์โยเกิร์ต เพื่อลดจุลินทรีย์ประเภท ยีสต์ รา และแบคทีเรีย การทำพาสเจอร์ไรซ์ทำได้ 2 วิธี • การให้ความร้อนต่ำและเวลานาน • การให้ความร้อนสูง • ทำการแช่แข็ง วิธีนี้เหมาะกับโยเกิร์ตคนสำเร็จ • ผลิตโยเกิร์ตจากกรดสังเคราะห์ อาจจะใช้กรดสังเคราะห์เพียงบางส่วนหรือใช้กรดแลคติคโดยตรง การผลิตอาหาร อาหารและเครื่องดื่มหลายชนิดที่เกิดจากการกระทำของจุลินทรีย์ ซึ่งมนุษย์เราได้ใช้ประโยชน์มาเป็นเวลานานแล้ว อาหารที่เกิดจากการหมักของจุลินทรีย์ เรียกว่า อาหารหมัก (fermentedfood)เช่น กะหล่ำปลีดอง แตงกวาดอง ไส้กรอก เกิดจากการกระทำของแบคทีเรียที่สร้างกรดแล็กติก เป็นส่วนใหญ่ แบคทีเรียเหล่านี้อาจมีอยู่ตามธรรมชาติบนอาหารหรือเราตั้งใจใส่เชื้อนั้นลงในอาหาร • ผลิตภัณฑ์นมหมัก(fermented milk)เช่น โยเกิร์ต นมเปรี้ยว เนยแข็ง เชื้อจุลินทรีย์ที่สร้างกรดแลคติกจะทำหน้าที่เปลี่ยนน้ำตาลแลคโตสในนมให้เป็นกรดแลคติก ทำให้อาหารมีความเป็นกรดเพิ่มขึ้น ยับยั้งการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ชนิดอื่น

13. ลักษณะของโยเกิร์ตที่ดีลักษณะของโยเกิร์ตที่ดี • เคิร์ดของนมเปรี้ยวต้องเป็นเคิร์ดที่แข็งแกร่งไม่อ่อนเหลว • เคิร์ดของนมเปรี้ยวต้องไม่หดตัวเป็นก้อนแยกอยู่ต่างหาก • นมเปรี้ยวต้องไม่เปรี้ยวเกินไป • นมเปรี้ยวต้องมีกลิ่นอโรมาเฉพาะ • นมเปรี้ยวต้องไม่มีรสฝาด รสขม หรือรสอื่นใด การเลือกซื้อนมเปรี้ยวโยเกิร์ต • สิ่งแรกสุดและสำคัญยิ่งคือ จะต้องดูวันหมดอายุ ซึ่งพิมพ์ไว้บนภาชนะบรรจุ • ดูสภาพภาชนะบรรจุว่าอยู่ในสภาพเรียบร้อยหรือไม่ มีรอยรั่ว รอยบุบหรือไม่ ถ้ามีหรือสภาพไม่ดีก็ไม่ควรซื้อเพราะจะทำให้เป็นผลเสียต่อสุขภาพได้ • น้ำหนัก ปริมาตร ส่วนประกอบที่ใช้ผลิตซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ผู้ซื้อควรสังเกตดู • หากเป็นนมเปรี้ยวชนิดครีม จะต้องมีลักษณะกึ่งแข็งกึ่งเหลว ไม่แยกชั้นระหว่างนมกับน้ำ • นมเปรี้ยวชนิดพร้อมดื่มไม่ควรมีตะกอนที่ก้นขวด เพราะอาจเก็บในอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมก่อนนำมาขาย วัยที่เหมาะจะรับประทานนมเปรี้ยวโยเกิร์ต นมเปรี้ยวโยเกิร์ตนั้นเหมาะสำหรับ การบริโภคในทุกวัยโดยเฉพาะ เพศหญิง เพื่อให้ได้รับแคลเซียมในปริมาณที่เหมาะสมและยังมีประโยชน์สำหรับ กลุ่มคนที่ไม่สามารถดื่มนมได้ตามปกติด้วย

14. THE END