یکی از محصولات مهم و تخمیری در آسیا برای شیر و تبدیل به ماست استارتر ماست نام دارد. در کشورهای مختلف ماست عطر و کاربردهای فراوانی دارد.در بسیاری از کشورها ماست به صورتژله و دربرخی کشورها به صورت مایع ویسکوز تولید میشود. در بعضی موارد ماست به صورت یخ زده مصرف میشود. طعم و عطر این مایع با مواد اسیدی شده بسیار متفاوت است و دارای مواد معطری مانند اسید استیک و استالدهید است. ماست ها در دسته های زیر جای می گیرند.
باکتریهای اسید لاکتیک جز گروه های میکروارگانیسمها هستند که برای چندین دهه برای تولید شیرهای تخمیر شده با موفقیت مورد استفاده قرار گرفتند. این میکروارگانیسم ها متعلق به جنسهای لاکتوکوکوس، لوکونوستوک، پدیوکوکوس، استرپتوکوکس و لاکتوباسیلوس هستند و بر اساس مورفولوژی آنها به کوکسیها و میلهایها، و با توجه به رشد بهینه مورد نیاز آنها به استارتر کالچرهای مزوفیل و ترموفیل تقسیم میشوند و در دمای 20-30 درجه سلسیوس یا 37-45 درجه سلسیوس رشد کنند. اگرچه رویکرد مرسوم به ترکیب ارگانیسمها در یک استارتر کالچر مبتنی بر دمای رشد مطلوب آنها است، اما رویکرد فعلی متفاوت است. بنابراین، در دسترس بودن استارتر کالچرهای لیوفیلیزه یا منجمد مستقیم (DVS یا DVI) در بازار، فرصتی را برای تولید کنندههای شیرهای تخمیر شده برای مخلوط کردن انواع مختلف باکتریایی فراهم کردهاست. به عنوان مثال: (الف) افزودن میکروارگانیسمهای پروبیوتیک به ماست و سایر محصولات لبنی (ب) اختلاط میکروارگانیسمهای مزوفیلی در ماست برای تغییر ویژگی محصول ج) استرپتوکوکس ترموفیلوس گاهی اوقات به استارتر کالچر خامه ترش اضافه میشود و ویسکوزیته محصول را افزایش میدهد. همین باکتری در طول تولید پنیر چدار با گونههای لاکتوکوکوس مخلوط میشود.
ماست با کالچرهای زنده و فعال لاکتو باسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس تهیه میشود. استفاده از لاکتو باسیلوس بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس برای تولید ماست دارای سابقه تاریخی است، به این دلیل که آنها غالباً از ماست طبیعی تولید شده توسط مردم بومی خاورمیانه جدا شده اند. با این حال، دلایل خوبی برای استفاده از این دو میکرو ارگانیسم وجود دارد. زیرا در هنگام رشد در شیر این دو باکتری به طور هم افزایی با هم تعامل دارند. سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) لازم میداند که این دو اسید لاکتیک باکتری خاص در محصولی که ماست نامیده شود، وجود داشته باشد. اگرچه ممکن است کالچرهای دیگری نیز به ماست اضافه شوند. در محیط شیر، لاکتوباسیلوس و استرپتوکوکوس با هم وجود دارند و در یک رابطه پایدار که به عنوان protocooperation نیز شناخته میشوند، تعامل سودمندی دارند. protocooperation که قبلاً به عنوان همزیستی بیوشیمیایی تعریف شده بود، شامل تبادل متابولیت ها و یا عوامل محرک است. بیشتر سویههای استرپتوکوکوس نیازهای غذایی کمتری دارند و از این رو در شیر ابتدا رشد میکنند. در حقیقت استارتر ماست در اولین رشد نمایی استرپتوکوکوس رشد میکند و هیچ رشدی از لاکتوباسیلوس مشاهده نمیشود. در فاز دوم، با شروع کاهش pH شیر، رشد استرپتوکوکوس (تحمل اسید کمتری) کند میشود و چندین فاکتور رشد مانند فرمات، پیروات، فولات، CO2 و حتی برخی اسیدهای چرب زنجیره بلند که رشد بولگاریکوس را تحریک میکند باعث رشد لاکتوباسیلوس (تحمل اسید بیشتر) به صورت نمایی میشود. لاکتوباسیلوس، به نوبه خود، پروتئازهای دیواره سلولی و پپتیدازهای سیتوپلاسمی که کازئین را به پپتیدها هیدرولیز میکنند، متعاقباً به اسیدهای آمینه تقسیم میشود را آزاد میکند. از آنجا که سویه های استرپتوکوکوس فاقد پروتئازهای خارج سلولی هستند، رشد آنها به وسیله آمینو اسیدهای تولیدی توسط لاکتوباسیلوس به صورت نمایی برای فاز دوم تحریک میشود. در انتها رشد لاکتوباسیلوس در فاز سوم ادامه پیدا میکند.
با ترکیب این دو ماده نتیجتا بطور فعال لاکتوز را به اسید لاکتیک متابولیزه خواهد شد. تا تخمیر شیر به ماست طی 3 تا 4 ساعت انجام شود. یک گونه به تنهایی ممکن است 12 تا 16 ساعت طول بکشد تا همان سطح اسیدیته را تولید کند. میکرو کلنیهای هر دو گونه اسید لاکتیک کافی تولید کردهاند تا باعث شود پروتئین اطراف آن منقبض شده و فضای خالی ایجاد کند. علاوه بر این، متابولیتهای آزاد شده توسط این دو گونه، عطر و طعمی به ماست میدهند که کاملاً متفاوت از هر شیر تخمیر شده دیگری است. استالدهید در سطوح حداکثر 40 میلی گرم بر لیتر مهمترین عنصر پروفایل عطر و طعم است، و مسیر اصلی برای تولید آن توسط لاکتوباسیلوس دلبروکی و به میزان کم ، استرپتوکوکوس ترموفیلوس از طریق تبدیل ترئونین به گلایسین توسط ترئونین آلدولاز انجام میگیرد. برخی از سویه های این دو گونه استارتر ماست همچنین میتوانند سطح قابل توجهی از مواد پلی ساکارید خارج سلولی مانند گلوکانها یا پلیمرهای حاوی گلوکز، گالاکتوز و رامنوز را به عنوان قندهای سازنده تولید کنند. حضور این متابولیتها به میزان قابل توجهی ویسکوزیته و جذایبت آن برای مصرفکننده را افزایش میدهد، اما عوامل مختلفی از جمله مقدار، ترکیب و ساختار پلیساکارید و اسیدیته شیر، همگی بر خاصیت محصول نهایی اثرگذار هستند. مکانیسمهای دقیقی به وسیله پلی ساکاریدها از طریق استارتر کالچردنیسکو خواص ماست های مختلف را متفاوت می کنند. در بعضی موارد، مواد به عنوان کپسول در اطراف سلولهای باکتریایی باقی میمانند. انواع دیگر پلی ساکارید پلهایی را بین سلولها و پروتئین اطراف تشکیل میدهد. علاوه بر این، برخی از پلیساکاریدها ممکن است در فاز سرم پراکنده شده و باعث ویسکوزیته شوند. بنابراین تعجبی آور نیست که لاکتو باسیلوس بولگاریکوس و استرپتوکوکوس ترموفیلوس به طور گسترده به عنوان استارتر ماست در سراسر جهان استفاده شود.
