زیست فناوری میکروبی و مهندسی زیستی

زیست فناوری میکروبی و مهندسی زیستی

مروری بر ژل شدن شیرهای فرادما از طریق روش‌های تخریب آنزیمی و تاثیر آن بر زمان ماندگاری

نوع مقاله : مروری

نویسندگان
1 دانشجوی دکترای تخصصی صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران.
2 دکترای تخصصی میکروبیولوژی، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران.
3 استاد پژوهشکده زیست فناوری ایران
10.22104/mbbe.2026.8306.1021
چکیده
شیر فرادما به دلیل ماندگاری طولانی، عدم نیاز به زنجیره سرد پیش از باز شدن بسته‌بندی و امکان توزیع در فواصل طولانی، یکی از مهم‌ترین فرآورده‌های لبنی در بسیاری از کشورها محسوب می‌شود. با این حال، تغییرات فیزیکوشیمیایی و بیوشیمیایی طی دوره نگهداری می‌توانند پایداری محصول را کاهش داده و عمر ماندگاری آن را محدود کنند. یکی از مهم‌ترین این تغییرات، ژل‌شدن ناشی از تشکیل یک شبکه سه‌بعدی پروتئینی برگشت‌ناپذیر است. هدف این مقاله، مرور و تحلیل مطالعات منتشرشده تا آوریل 2026 درباره نقش آنزیم‌های درون‌زاد و برون‌زاد، عوامل فرآیندی مؤثر بر ژل‌شدن شیر فرادما و راهکارهای کاهش یا پیشگیری از این پدیده است. برای این منظور، منابع علمی از پایگاه‌های Web of Science، Scopus، PubMed گردآوری و بررسی شدند. نتایج نشان داد که پروتئولیز ناشی از سیستم پلاسمین و پروتئازهای مقاوم به حرارت باکتریایی، به‌ویژه AprX، از مهم‌ترین مکانیسم‌های ژل‌شدن شیر فرادما هستند. پلاسمین با هیدرولیز پروتئین‌های کازئینی موجب ناپایداری میسل‌های کازئین شده، در حالی که AprX عمدتاً با تخریب κ-کازئین این فرآیند را تسریع می‌کند. همچنین، کیفیت شیر خام، شرایط حرارتی فرآوری و شرایط نگهداری از عوامل تعیین‌کننده در شدت پروتئولیز و زمان بروز ژل هستند. در میان راهکارهای پیشنهادی، بهینه‌سازی شرایط پیش‌گرمایش و فرآیند فرادما، کنترل کیفیت شیر خام، حفظ زنجیره سرد و استفاده از پایدارکننده‌های مجاز، مؤثرترین روش‌های کاهش احتمال ژل‌شدن شناخته شدند. در مجموع، ژل‌شدن شیر فرادما حاصل برهم‌کنش فعالیت آنزیم‌های پروتئولیتیک با شرایط فرآوری و نگهداری است و مدیریت هم‌زمان این عوامل می‌تواند نقش مؤثری در افزایش پایداری و ماندگاری این محصول داشته باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A Review on the Gelation of UHT Milk via Enzymatic Degradation and Its Impact on Shelf Life

نویسندگان English

Leila Khaki 1
Mahroo Seyed Jafari Olia 2
Saeed Mirdamadi 3
1 1. Ph.D. Candidate in Food Science and Technology, Islamic Azad University, Tehran North Branch, Tehran, Iran.
2 Ph.D. in Microbiology, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran, Iran.
3 Professor, Department of biotechnology
چکیده English

Ultra-high-temperature (UHT) milk is widely consumed because of its extended shelf life, the absence of refrigeration before package opening, and its suitability for long-distance distribution. However, physicochemical and biochemical changes during storage may reduce product stability and limit shelf life. Among these changes, age gelation, characterized by the irreversible formation of a three-dimensional protein network, is one of the major quality defects affecting UHT milk.



This review summarizes studies published up to April 2026 on the roles of endogenous and exogenous proteolytic enzymes, processing factors influencing UHT milk gelation, and current approaches for preventing or delaying this phenomenon. Relevant studies were identified through systematic searches of the Web of Science, Scopus, and PubMed databases.



Current evidence indicates that proteolysis mediated by the plasmin system and heat-resistant bacterial proteases, particularly AprX, is the principal mechanism underlying age gelation. Plasmin destabilizes casein micelles through the hydrolysis of β-casein and αS-caseins, whereas AprX accelerates gelation by degrading κ-casein. Raw milk quality, thermal processing, and storage conditions are key factors influencing proteolysis and gelation. Effective preventive strategies include optimizing preheating and UHT processing, maintaining high raw milk quality, preserving the cold chain, minimizing raw milk storage time, and using approved stabilizing agents when appropriate.

Overall, age gelation is a multifactorial phenomenon driven by interactions between proteolytic activity, processing conditions, and storage environment. Integrated control of these factors is essential to improve product stability, extend shelf life, and maintain the quality of UHT milk.

کلیدواژه‌ها English

Gelation
UHT milk
Plasmin system
AprX
Bacterial protease

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 آبان 1405

  • تاریخ دریافت 09 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 29 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 27 مهر 1405
  • تاریخ اولین انتشار 18 آبان 1405