المنفحة

المنفحة ( / ˈrɛnɪt / ) هي مجموعة معقدة من الإنزيمات التي يتم إنتاجها في معدة الثدييات المجترة . الكيموسين ، المكون الرئيسي لها، هو إنزيم بروتياز يتخثر الكازين في الحليب. بالإضافة إلى الكيموسين، تحتوي المنفحة على إنزيمات أخرى ، مثل البيبسين والليباز .

كان يتم استخدام المنفحة تقليديًا لفصل الحليب إلى خثارة صلبة ومصل اللبن السائل ، والذي يستخدم في إنتاج الجبن. أصبحت المنفحة من العجول أقل شيوعًا لهذا الاستخدام، لدرجة أن أقل من 5٪ من الجبن في الولايات المتحدة يتم تصنيعه باستخدام المنفحة الحيوانية اليوم. ^[1] يتم تصنيع معظم الجبن الآن باستخدام الكيموسين المشتق من مصادر بكتيرية.

أحد أهم أفعال المنفحة هو أنزيم البروتيناز الكيموسين الذي يشق سلسلة الكازين كابا . ^[2] الكازين هو البروتين الرئيسي للحليب . يزيل الانقسام الجليكوماكروببتيد المشحون سلبًا قليلاً (GMP) من سطح ميسيل الكازين. نظرًا لأن الشحنات السالبة تتنافر مع الشحنات السالبة الأخرى، فإن الجليكوماكروببتيد يمنع ميسيلات الكازين من الالتصاق ببعضها البعض. مع إزالة الجليكوماكروببتيد، يمكن أن تبدأ ميسيلات الكازين في التجمع وفقدان شحنتها القطبية، مما يتسبب في ارتفاعها من جزيئات الماء القطبية والانضمام إلى دهن الحليب غير القطبي كجزء من خثارة الجبن. يتم تعزيز هذا العمل في وجود أيونات قوية مثل تلك المتكونة من الكالسيوم والفوسفات. على هذا النحو، تتم إضافة هذه المواد الكيميائية أحيانًا لتكملة الكميات الموجودة مسبقًا في عملية صنع الجبن، وخاصة في حليب الماعز الفقير بالكالسيوم والفوسفات. تحبس شبكة بروتين الكازين المقطوعة الصلبة مكونات أخرى من الحليب، مثل الدهون والمعادن، لإنشاء الجبن. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم استخراج المنفحة من الغشاء المخاطي الداخلي للغرفة الرابعة للمعدة ( المنفحة ) للعجول الصغيرة المرضعة كجزء من ذبح الماشية. هذه المعد هي منتج ثانوي لإنتاج لحم العجل . ^[3] تحتوي المنفحة المستخرجة من العجول الأكبر سنًا ( التي تتغذى على العشب أو الحبوب ) على كمية أقل من الكيموسين أو لا تحتوي عليه على الإطلاق ، ولكنها تحتوي على مستوى عالٍ من البيبسين ولا يمكن استخدامها إلا لأنواع خاصة من الحليب والجبن. نظرًا لأن كل مجتر ينتج نوعًا خاصًا من المنفحة لهضم حليب نوعه الخاص، فإن المنفحة الخاصة بالحليب متاحة، مثل منفحة صغار الماعز لحليب الماعز ومنفحة الضأن لحليب الأغنام . ^[4]

تُقطع معدة العجول الصغيرة المجففة والمنظفة إلى قطع صغيرة ثم توضع في ماء مالح أو مصل اللبن ، مع القليل من الخل أو النبيذ لخفض درجة حموضة المحلول. بعد مرور بعض الوقت (ليلة كاملة أو عدة أيام)، يُصفى المحلول. يمكن بعد ذلك استخدام المنفحة الخام التي تبقى في المحلول المفلتر لتخثر الحليب. يمكن لحوالي 1 جرام من هذا المحلول تخثر 2 إلى 4 لترات من الحليب بشكل طبيعي. ^[5]

يتم طحن المعدة المجمدة ووضعها في محلول استخلاص إنزيمي. ثم يتم تنشيط مستخلص المنفحة الخام عن طريق إضافة حمض؛ يتم إنتاج الإنزيمات في المعدة في شكل غير نشط ويتم تنشيطها بواسطة حمض المعدة . ثم يتم تحييد الحمض ويتم ترشيح مستخلص المنفحة في عدة مراحل وتركيزه حتى يصل إلى قوة نموذجية تبلغ حوالي 1: 15000؛ مما يعني أن 1 جرام من المستخلص يمكن أن يتخثر 15 كجم من الحليب. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يحتوي كيلوغرام واحد من مستخلص المنفحة على حوالي 0.7 جرام من الإنزيمات النشطة - والباقي عبارة عن ماء وملح وأحيانًا بنزوات الصوديوم ( E211 )، 0.5٪ - 1.0٪ للحفظ. عادةً، يحتوي 1 كجم من الجبن على حوالي 0.0003 جرام من إنزيمات المنفحة. ^{[6] [7]}

نظرًا للتوافر المحدود لمعدة الثدييات لإنتاج المنفحة، سعى صانعو الجبن إلى طرق أخرى لتخثر الحليب منذ العصر الروماني على الأقل . تتراوح المصادر العديدة للإنزيمات التي يمكن أن تكون بديلاً للمنفحة الحيوانية من النباتات والفطريات إلى المصادر الميكروبية. ^[8] الجبن المنتج من أي من هذه الأنواع من المنفحة مناسب للنباتيين الذين يتناولون الحليب ، وكذلك أولئك الذين يحافظون على الكوشر . يتم استخدام الكيموسين المنتج بالتخمير في كثير من الأحيان في صناعة الجبن الصناعية في أمريكا الشمالية وأوروبا اليوم لأنه أقل تكلفة من المنفحة الحيوانية. ^[9]

تمتلك العديد من النباتات خصائص تخثر. يقترح هوميروس في الإلياذة أن الإغريق استخدموا مستخلصًا من عصير التين لتخثر الحليب. ^[10] تشمل الأمثلة الأخرى العديد من أنواع الجاليوم وأوراق الكبر المجففة [ ^11] والقراص والشوك والخطمي و Withania coagulans (المعروف أيضًا باسم Paneer Booti و Ashwagandh وصانع الجبن الهندي) واللبلاب الأرضي . تستخدم بعض إنتاجات الجبن التقليدية في البحر الأبيض المتوسط ​​​​إنزيمات من الشوك أو Cynara ( الخرشوف والخرشوف). يمكن أيضًا استخدام حمض الفيتيك المشتق من فول الصويا غير المخمر أو الكيموسين الناتج عن التخمير (FPC). ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يمكن استخدام المنفحة النباتية في إنتاج الجبن الحلال والكوشر ، ولكن يتم إنتاج جميع أنواع الجبن الحلال تقريبًا باستخدام المنفحة الميكروبية أو FPC. ^{[ بحاجة لمصدر ]} تحتوي المنفحة النباتية التجارية عادةً على مستخلص من العفن Rhizomucor miehei الموصوف أدناه. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

بعض أنواع العفن مثل Rhizomucor miehei قادرة على إنتاج إنزيمات بروتينية . ^[12] يتم إنتاج هذه العفن في جهاز تخمير ثم يتم تركيزها وتنقيتها بشكل خاص لتجنب التلوث بالمنتجات الثانوية غير السارة لنمو العفن. ^[13]

إن النظرة التقليدية هي أن هذه المواد المسببة للتخثر تؤدي إلى مرارة وانخفاض العائد في الجبن، وخاصة عندما يتم نضجه لفترة طويلة. على مر السنين ^{[ متى؟ ]} ، تحسنت المواد المسببة للتخثر الميكروبية بشكل كبير، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى توصيف وتنقية الإنزيمات الثانوية المسؤولة عن تكوين الببتيد المر/التحلل البروتيني غير المحدد في الجبن الذي يتم نضجه لفترات طويلة. وبالتالي، أصبح من الممكن إنتاج العديد من أنواع الجبن عالية الجودة باستخدام المنفحة الميكروبية. ^[14]

كما أنها مناسبة أيضًا لإعداد الجبن النباتي ، بشرط عدم استخدام أي مكونات حيوانية في إنتاجها. ^[15]

بسبب العيوب المذكورة أعلاه في المنفحة الميكروبية والحيوانية، سعى العديد من المنتجين إلى بدائل أخرى للمنفحة. مع الهندسة الوراثية أصبح من الممكن عزل جينات المنفحة من الحيوانات وإدخالها في بعض البكتيريا أو الفطريات أو الخميرة لجعلها تنتج كيموسين معاد التركيب أثناء التخمير. يتم قتل الكائن الحي الدقيق المعدل وراثيًا بعد التخمير ويتم عزل الكيموسين من مرق التخمير، بحيث لا يحتوي الكيموسين الناتج عن التخمير (FPC) المستخدم من قبل منتجي الجبن على كائنات معدلة وراثيًا أو أي حمض نووي معدّل وراثيًا. الكيموسين الناتج عن التخمير مطابق للكيموسين المصنوع بواسطة الحيوانات، ولكن يتم إنتاجه بطريقة أكثر كفاءة. كانت منتجات الكيموسين الناتج عن التخمير موجودة في السوق منذ عام 1990، ولأن الكمية المطلوبة لكل وحدة من الحليب يمكن توحيدها، فهي بدائل تجارية قابلة للتطبيق للمنفحة الحيوانية أو النباتية الخام، فضلاً عن كونها مفضلة بشكل عام في الإنتاج الصناعي. ^[16]

تم إنشاء FPC في الأصل بواسطة شركة التكنولوجيا الحيوية Pfizer ، وكان أول إنزيم تم إنتاجه صناعيًا يتم تسجيله والسماح به من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية . ^{[17] [18]} في عام 1999، تم تصنيع حوالي 60٪ من الجبن الصلب في الولايات المتحدة باستخدام FPC، ^[19] ولديه ما يصل إلى 80٪ من حصة السوق العالمية للمنفحة. ^[20] بحلول عام 2017، استحوذ FPC على 90٪ من حصة السوق العالمية للمنفحة. ^[21]

يتم إنتاج FPC الأكثر استخدامًا إما بواسطة فطر Aspergillus niger ويتم تسويقه تحت العلامة التجارية CHY-MAX ^[22] بواسطة الشركة الدنماركية Chr. Hansen ، أو يتم إنتاجه بواسطة Kluyveromyces lactis ويتم تسويقه تحت العلامة التجارية Maxiren بواسطة الشركة الهولندية DSM. ^[23]

FPC هو كيموسين ب، لذا فهو أنقى من المنفحة الحيوانية، التي تحتوي على العديد من البروتينات. يوفر FPC العديد من الفوائد لمنتج الجبن مقارنة بالمنفحة الحيوانية أو الميكروبية: إنتاجية أعلى، وملمس أفضل للخثارة، ومرارة أقل. ^[16]

يمكن أن تكون الجبن المنتجة باستخدام FPC معتمدة كوشير ^{[24] [25]} وحلال، ^[25] وهي مناسبة للنباتيين إذا لم يتم استخدام أي تغذية حيوانية أثناء إنتاج الكيموسين في المخمر. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم إنتاج العديد من أنواع الجبن الطري دون استخدام المنفحة، وذلك عن طريق تخثر الحليب بالحامض، مثل حمض الستريك أو الخل ، أو حمض اللاكتيك الناتج عن الحليب المخمر . يتم تصنيع الجبن الكريمي والبانير والجبن المبشور وغيرها من أنواع الجبن الحمضي بهذه الطريقة التقليدية. يمكن أن تأتي الحموضة أيضًا من التخمير البكتيري كما هو الحال في الحليب المخمر . ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تُصنع البدائل النباتية للجبن دون استخدام حليب حيواني، بل تستخدم فول الصويا أو القمح أو الأرز أو الكاجو. ويمكن تخثرها باستخدام حمض باستخدام مصادر مثل الخل أو عصير الليمون. ^{[26] [27] [28] [29]}

في الديانة الإيزيدية ، يعتقد أن الأرض تجلطت وتشكلت عندما تدفق المنفحة من نبع الأبيض السماوي في لالش في السماء إلى المحيط البدائي. ^[30]

• جبن
• جنكت (حلوى)
• لبن
• البيبسين

• صفحة فانكهاوزر حول تاريخ المنفحة واستخدامها
• الملحق د - تقييم الفطريات الخيطية - افتراض السلامة المؤهل
• تسجيل الكيموسين المؤتلف لدى إدارة الغذاء والدواء الأمريكية
• كيموسين معاد التركيب
• تجارب إنتاج الجبن وتحليل البروتين باستخدام إنزيمات تخثر الحليب
• التحقق من صحة الكيموسين المؤتلف والبقري باستخدام مطيافية الكتلة
• البروتيازات النباتية الطبيعية والمعدلة وراثيا باستخدام التكنولوجيا الحيوية مع التطبيقات الصناعية