عندما نسمع كلمة "ميكروبات"، قد يتبادر إلى أذهاننا صور للكائنات الدقيقة المسببة للأمراض والتلف، لكن في عالم تصنيع الأغذية، هناك فئة أخرى من الميكروبات تلعب دور الأبطال الخفيين وهى الميكروبات النافعة. 

هذه الكائنات الدقيقة، مثل بعض أنواع البكتيريا والخمائر والفطريات، تُستخدم عمدًا لتحويل المواد الخام الغذائية إلى منتجات لذيذة ومغذية، وتحسين خصائصها، وإطالة عمرها الافتراضي.

في هذا المقال، سنستكشف عالم هؤلاء الأبطال غير المرئيين، ونتعرف على أنواعهم المختلفة، ودورهم الحيوي في عمليات تصنيع الأغذية المتنوعة، بالإضافة إلى الفوائد التي يقدمونها من حيث النكهة، والقوام، والقيمة الغذائية، والاستدامة.

استخدام الميكروبات في تصنيع الأغذية

استخدام الميكروبات في تصنيع الأغذية ليس مفهومًا حديثًا؛ بل هو تقليد عريق يعود إلى آلاف السنين، فقد استخدمت الحضارات القديمة عمليات التخمير لإنتاج الخبز، والجبن، والمخللات، والمشروبات المخمرة. 

ومع التقدم العلمي، فهمنا بشكل أعمق الدور الذي تلعبه هذه الكائنات الدقيقة وكيف يمكننا تسخير قوتها لإنتاج أغذية أفضل وأكثر تنوعًا.

أنواع الميكروبات النافعة ودورها في تصنيع الأغذية (Types of Beneficial Microbes and Their Role in Food Processing).

تتعدد أنواع الميكروبات النافعة المستخدمة في صناعة الأغذية، ولكل منها دور فريد:
• البكتيريا (Bacteria): 

- بكتيريا حمض اللاكتيك (Lactic Acid Bacteria - LAB): هي المجموعة الأكثر استخدامًا، تلعب دورًا هامًا في تخمير منتجات الألبان (مثل الزبادي والجبن والكفير)، والمخللات (مثل مخلل الملفوف والخيار)، وبعض أنواع الخبز (مثل خبز العجين المخمر)، تنتج هذه البكتيريا حمض اللاكتيك، الذي يساهم في حفظ الأغذية، وإعطائها نكهة مميزة، وتحسين قوامها.

- بكتيريا الخل (Acetic Acid Bacteria): تستخدم في إنتاج الخل عن طريق تحويل الكحول إلى حمض الخليك.
- بكتيريا البروبيونيك (Propionic Acid Bacteria): تساهم في إنتاج فقاعات الغاز التي تعطي جبنة إيمانتال (Swiss cheese) ثقوبها المميزة،

وتنتج أيضًا بعض النكهات.
• الخمائر (Yeasts): 

- خميرة الخبز (Saccharomyces cerevisiae): ضرورية لإنتاج الخبز والمعجنات، حيث تنتج ثاني أكسيد الكربون الذي يجعل العجين ينتفخ. تستخدم أيضًا في إنتاج بعض المشروبات المخمرة.

- خمائر أخرى: تستخدم في إنتاج بعض أنواع الجبن والمشروبات المخمرة، وتساهم في تطوير النكهة والرائحة.

• الفطريات (Molds): 

- فطريات تستخدم في صناعة الجبن: بعض أنواع الفطريات مثل Penicillium roqueforti  و Penicillium glaucum  ضرورية لإنتاج أنواع معينة من الجبن الأزرق، حيث تساهم في تطوير النكهة والمظهر المميز.
- فطريات تستخدم في تخمير الأطعمة الآسيوية: مثل Aspergillus oryzae  و Rhizopus       oligosporus  المستخدمة في إنتاج صلصة الصويا والتيمبيه والميسو.
دور الميكروبات النافعة في عمليات تصنيع الأغذية (The Role of Beneficial Microbes in Food Processing Operations)
تلعب الميكروبات النافعة أدوارًا متعددة وهامة في عمليات تصنيع الأغذية:
• التخمير (Fermentation): هي العملية الأساسية التي تعتمد على نشاط الميكروبات لتحويل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون في المواد الخام إلى مركبات أخرى.

ينتج عن التخمير: 

- حفظ الأغذية: عن طريق إنتاج أحماض (مثل حمض اللاكتيك وحمض الخليك) أو كحول، مما يخلق بيئة غير مواتية لنمو الكائنات الحية الدقيقة الضارة.

- تطوير النكهة والرائحة: تنتج الميكروبات مجموعة متنوعة من المركبات العطرية التي تمنح الأطعمة المخمرة نكهاتها وروائحها المميزة.

- تحسين القوام: تساهم بعض الميكروبات في تغيير بنية الأطعمة، مثل تحويل الحليب السائل إلى زبادي كثيف.
- زيادة القيمة الغذائية: قد تزيد بعض عمليات التخمير من توافر بعض الفيتامينات والمعادن، أو تنتج مركبات مفيدة مثل الببتيدات النشطة بيولوجيًا.
- تقليل اللاكتوز: في منتجات الألبان المخمرة، تساعد بكتيريا حمض اللاكتيك على تكسير اللاكتوز، مما يجعلها أسهل هضمًا للأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز.

• إنتاج الإنزيمات (Enzyme Production): تستخدم بعض الميكروبات لإنتاج إنزيمات صناعية تستخدم في صناعة الأغذية لتحسين عمليات الإنتاج، مثل إنزيمات الأميليز والبروتياز والليباز.
• التخمير الدقيق (Precision Fermentation): تقنية حديثة تستخدم كائنات حية دقيقة مُهندسة لإنتاج جزيئات أو مركبات محددة ذات قيمة عالية، مثل بروتينات الألبان بدون الحاجة إلى الأبقار.
أمثلة على الأغذية المنتجة باستخدام الميكروبات النافعة (Examples of Foods Produced Using Beneficial Microbes).

تتنوع الأغذية التي تعتمد على نشاط الميكروبات النافعة بشكل كبير وتشمل:

• منتجات الألبان المخمرة: الزبادي، الجبن بأنواعه (الشيدر، الموزاريلا، الجبن الأزرق، وغيرها)، الكفير، اللبن الرائب.
• المخللات: مخلل الملفوف (ساوركراوت)، مخلل الخيار، الكيمتشي.
• المخبوزات: خبز العجين المخمر.
• المشروبات المخمرة: البيرة، النبيذ، الكومبوتشا.
• الأطعمة الآسيوية المخمرة: صلصة الصويا، التيمبيه، الميسو، الناتو.
• اللحوم المخمرة: بعض أنواع السجق والسلامي.

فوائد استخدام الميكروبات النافعة في تصنيع الأغذية (Benefits of Using Beneficial Microbes in Food Processing)
يوفر استخدام الميكروبات النافعة في تصنيع الأغذية العديد من الفوائد:

• تحسين سلامة الأغذية: عن طريق تثبيط نمو الكائنات الحية الدقيقة الضارة.
• إطالة العمر الافتراضي للأغذية: مما يقلل من الفاقد الغذائي.
• تعزيز النكهة والرائحة والقوام: مما يزيد من جاذبية الأطعمة.
• زيادة القيمة الغذائية: عن طريق إنتاج بعض الفيتامينات والمركبات المفيدة.
• تحسين قابلية الهضم: كما في حالة تقليل اللاكتوز في منتجات الألبان.
• تطوير منتجات جديدة ومبتكرة: باستخدام تقنيات مثل التخمير الدقيق.
• الاستدامة: قد تكون بعض عمليات التخمير أكثر استدامة من طرق الإنتاج التقليدية.
التحديات والاعتبارات في استخدام الميكروبات النافعة (Challenges and Considerations in Using Beneficial Microbes)
على الرغم من الفوائد، هناك بعض التحديات والاعتبارات في استخدام الميكروبات النافعة:
• التحكم في عملية التخمير: تتطلب عمليات التخمير تحكمًا دقيقًا في الظروف (مثل درجة الحرارة والرطوبة ودرجة الحموضة) لضمان نتائج متسقة وآمنة.
• تحديد واختيار السلالات المناسبة: يعتمد نجاح عملية التخمير على استخدام السلالات الميكروبية المناسبة التي تتمتع بالخصائص المرغوبة.
• منع التلوث: يجب اتخاذ تدابير صارمة لمنع تلوث الأغذية بالكائنات الحية الدقيقة الضارة أثناء عملية التصنيع.
• قبول المستهلك: قد يكون لدى بعض المستهلكين تحفظات بشأن تناول الأطعمة التي تم إنتاجها باستخدام الكائنات الحية الدقيقة.
• التنظيم والتشريعات: يجب أن تتوافق عمليات استخدام الميكروبات النافعة مع اللوائح والمعايير الغذائية.

ختاماً.. 

إن الميكروبات النافعة هي بالفعل أبطال غير مرئيين في عالم تصنيع الأغذية، لقد لعبت دورًا محوريًا في تطوير تقنيات حفظ الأغذية وتحسين نكهتها وقيمتها الغذائية لآلاف السنين.

ومع استمرار التقدم العلمي والتكنولوجي، فإننا نكتشف المزيد والمزيد عن إمكانات هذه الكائنات الدقيقة وكيف يمكننا تسخير قوتها لإنتاج أغذية مبتكرة ومستدامة تلبي احتياجات المستقبل، إن فهمنا وتقديرنا لدور هذه الأبطال الصغار هو مفتاح لمستقبل غذائي أكثر تنوعًا وصحة واستدامة.

د. دعاء محمود بدوى
قسم تكنولوجيا الحاصلات البستانية 
معهد بحوث تكنولوجيا الأغذية