تاریخچه و اهمیت شیر و لبنیات، اهمیت و گستردگی صنعت شیر و جمع آوری شیر

در منابع تاریخی آمده است که اجداد انسان امروزی به مدت حداقل ۱۵۰ هزار سال بر روی زمین در حال زیست و تأمین نیازهای خوراکی خود بوده اند، اما توان مصرف شیر تنها در کودکان خردسال وجود داشت که دلیل آن به توان تولید آنزیم لاکتاز (آنزیم هضم کننده قند شیر یا لاکتوز) تا نهایتاً سن ۶ یا ۷ سالگی بر می گشت. با این حال، آغاز مصرف شیر توسط انسان را به کمی بعد از آغاز اهلی سازی و پرورش دام ها توسط انسان (حدود ۱۰ تا ۱۲ هزار سال پیش) نسبت داده اند. به نظر می رسد وقتی انسان شروع به پرورش دام های اهلی مانند گوسفند، بز، گاو و ... جهت استفاده از گوشت و پشم آنها نمود، مصرف شیر توسط بچه های این حیوانات او را ترغیب نمود که مصرف شیر را امتحان کند.

البته همان طور که گفته شد به دلیل مشکل در هضم لاکتوز بود که ابتدا مصرف شیر گسترش چندانی در بین جوامع انسانی نداشت. اما مستندات تاریخی نشان می دهد که عادت پذیری انسان به مصرف شیر از ۷۰۰۰ الی ۷۵۰۰ سال آغاز گردید که در مناطق مرکزی و شرق اروپا، خاورمیانه و برخی نقاط آفریقا مصرف شیر و به ویژه محصولات تخمیری تولید شده از شیر مانند کفیر، ماست ترش و پنیر شروع به رواج و گسترش کرد. یکی از شواهد علمی و تاریخ که اخیراً به دست آمده نشان داده که انسان توان مصرف شیر به طور عمومی و گسترده را در ۶۰۰۰ سال پیش داشته است. این تحقیقات موفق به کشف پروتئین بتاگالاکتوگلوبولین از استخوان ها و دندان های مردمان کشاورز ساکن بریتانیا در آن زمان شده اند، این پروتئین یک پروتئین شاخص در شیر بز، گوسفند و گاو است که تأییدکننده مصرف شیر توسط افراد بالغ در این دوره تاریخی است.

شیر در فرهنگ های باستانی مانند سومر، یونان و مصر باستان یک نماد مهم بوده است. علاوه بر آن برخی فرهنگ ها مانند برخی جوامع انسانی غرب آفریقا اعتقاد داشتند که جهان از گاوها و سقوط یک قطره شیر بر زمین آغاز شده است. در فرهنگ باستانی ایرانی نیز گاوها و شیر تولید شده توسط آنها جایگاه ویژه ای داشته و دارد. یکی از نمادهای بارز این اهمیت فرهنگی و تاریخی داستان فریدون در شاهنامه است و نقش شیر خوردن از گاوی به نام برمایه در رشد و بالندگی این شخصیت اساطیری بسیار مهم در شاهنامه نشان از اهمیت پرورش دام و شیر در فرهنگ باستانی ایرانیان دارد.

گرچه به نظر می رسد که برخی جمعیت ها و نژادهای انسان به مرور توان هضم قند لاکتوز را در بعد از بلوغ نیز یافتند، اما ایجاد توانایی فراوری شیر به شکل لبنیات در جوامع انسانی باعث گسترش مصرف و مقبولیت لبنیات در کنار افزایش توان نگهداری محصولات لبنی به مدت طولانی تر شد. از سوی دیگر ابداع روش های فراوری و نگهداری از شیر به گسترش روزافزون صنعت شیر و لبنیات و گسترش مقبولیت محصولات لبنی در جوامع انسانی منجر شد. حتی یکی از انگیزه های اصلی از اختراع یخچال در اوایل قرن نوزدهم توسط توماس مور نیز ایجاد امکان نگهداری طولانی تر از کره تولید شده توسط دامداران و کشاورزان بوده است. تا قبل از ایجاد وسایل و صنایع مدرن فراوری و نگهداری از لبنیات، مصرف شیر خام می توانست به دلیل احتمال آلودگی و فساد برای انسان ها و به ویژه برای کودکان خطرناک باشد. اما امروزه صنعت شیر یک صنعت ایمن و سالم است که با پشتیبانی مجموعه قدرتمندی از استانداردهای مدون به تولید و عرضه محصولات متنوع و باب میل سلایق مختلف به شکل سالم و ایمن می پردازد. صنعت شیر و لبنیات یک زنجیره گسترده و پیوسته را از تولید نهاده های خوراک دام، تولید خوراک دام، پرورش دام و تولید شیر تا شبکه جمع آوری شیر، حمل و نقل شیر، کارخانجات و کارگاه های تولید و بسته بندی فراورده های لبنی و شبکه پخش محصولات لبنی تا رسیدن به دست مصرف کنندگان نهایی در بر می گیرد.

وضعیت حال و آینده صنعت شیر و لبنیات و اهمیت تغذیه ای شیر برای انسان

همان طور که گفته شد محدودیت عمده گسترش استفاده از شیر به عنوان یک ماده خوراکی مفید و سالم برای انسان علاوه بر محدودیت قابلیت هضم قند لاکتوز در شیر خام، فسادپذیری بالای شیر خام است که باعث شده تا اساس و پایه صنعت جمع آوری و فراوری شیر (صنعت لبنیات) بر ایجاد و گسترش استراتژی های کارآمد جهت بهبود، تقویت و بهینه سازی فرایندهای جمع آوری و انتقال شیر به کارخانجات، فرایندهای تخمیر و تولید لبنیات، بسته بندی و توزیع محصولات لبنی قرار گیرد. این هدف راهبردی صنایع شیر و لبنیات را مجبور نموده که تمام تلاش خود را معطوف به برنامه ریزی و بهینه سازی سیستم تولید خود نمایند تا علاوه بر رسیدن شیر به سالم ترین و سریع ترین شکل ممکن به کارخانه و تولید ایمن ترین محصولات، هرگونه عامل اتلاف زمان و یا منابع و هزینه های غیرضروری از سیستم تولید و توزیع حذف شود. هدف نهایی حذف تمامی تنگناها یا خطاهای احتمالی ایجادکننده مانع یا چالش بر سر دستیابی به محصول سالم، ایمن، باکیفیت و به صرفه از نظر هزینه و قیمت است.

صنعت جهانی لبنیات با وجود نوسانات تقاضای بازار در سال های اخیر، وجود مازاد عرضه و کاهش صرفه اقتصادی در برخی دوره ها، همچنان در حال گسترش است. پیش بینی شده است که طی دهه میلادی پیش رو، نرخ رشد یک و هشت دهم درصد در سال در این صنعت رخ دهد و به عنوان مثال پیش بینی شده که تا سال 2025 میلادی تولید شیرخشک به 177 میلیون تن برسد. دلیل این افزایش عمدتاً به افزایش شهرنشینی، گرایش بیشتر ذائقه عمومی و رشد درآمد در برخی بازارهای نوظهور نسبت داده شده است. در منابع مختلف توصیه شده که تغییر الگوی مصرف نیز باید در فرایند تحقیق و توسعه محصولات جدید در صنایع لبنی مدنظر قرار گیرد. امروزه تنوع شکل، طعم و بسته بندی محصولات با توجه به تنوع ذائقه ها، اهمیت راحتی مصرف و سلامت و ایمنی غذایی محصولات جزو عوامل تأثیرگذار بر افزایش گرایش بازار به محصولات لبنی هستند که باید موردتوجه تولیدکنندگان لبنیات قرار گیرد. به همین جهت است که بازنگری در فرایندهای تولید و نوآوری در تولید محصولات در عین حفظ کیفیت، سلامت و ایمنی غذایی یک ضرورت برای صنایع لبنی است.

در حال حاضر عمده لبنیات تولید شده در سطح جهان از شیر گاو (به ویژه گله های اصیل نژادهای مدرن گاوهای شیری) و پس از آن با اختلاف زیاد از شیر دام های دیگر مانند گاومیش و بز و گوسفند تولید می شوند. البته در سال های اخیر با توجه به مطرح شدن روزافزون بحث تولید پایدار و دوستدار محیط زیست، توجه بیشتری به تولید لبنیات از دام های سازگار با هر اقلیم و به خصوص دام های سازگار با اقلیم های دارای کمبود آب و بیابانی معطوف داشته شده است؛ بنابراین، تولید لبنیات از دام های سازگار با اقلیم های سخت مانند شتر و لاما نیز می تواند موردتوجه قرار گیرد و منشأ نوآوری در تولید محصولات لبنی جذاب و جدید برای بازار جهانی قرار گیرند.

جهت اطلاعات بیشتر در مورد پرورش شتر و ویژگی های شیر شتر به مقاله تاریخچه پرورش شتر، گونه های شتر اهلی و کاربردهای شتر در دنیای امروز مراجعه شود

سهم بخش های مختلف جهان در تولید جهانی لبنیات به شکلی است که آسیا بیشترین تولید را دارد (سهم حدود ۳۰ درصد). سپس اتحادیه اروپا (۲۸ درصد)، آمریکای شمالی و مرکزی (۱۸ درصد) و آمریکای جنوبی (۹ درصد) جایگاه های بعدی را دارند. کشورهای اروپایی خارج از اتحادیه اروپا، آفریقا و اقیانوسیه نیز سهم اندکی (هرکدام بین ۵ تا ۹ درصد) در بازار جهانی محصولات لبنی دارند.

ترکیب شیر خریداری شده از دامدار و عرضه شده به مشتری

گرچه ترکیب شیر وابسته به عوامل متعدد مانند ژنتیک و نژاد دام تولیدکننده شیر، محیط پرورش و مراحل شیردهی و عوامل مرتبط با تغذیه و پرورش دام نوسان می کند، اما همچنان شیر و لبنیات منبع مهمی از مواد مغذی ضروری در سبد غذایی انسان هستند که پروتئین و اسیدهای آمینه (۹ اسیدآمینه ضروری برای انسان)، مواد معدنی ضروری (کلسیم، فسفر، پتاسیم، سدیم و ید) و چندین ویتامین مهم و ضروری (ویتامین های محلول در چربی شامل A، D، E و K و برخی اعضای مهم خانواده ویتامین های گروه B مانند B1، B3، B6، B12) جزو آنها هستند.

همان طور که گفته شد مواد مغذی موجود در شیر وابسته به عوامل مختلف متغیر است. از جمله محتوای چربی شیر نیز به عنوان یکی از مواد مغذی اصلی شیر نوسان دارد. کل محتوای چربی شیر مخزن شیر یک واحد دامداری یا کارخانه لبنیات نیز متغیر است که معمولاً حدود سه و نیم تا چهار و نیم درصد است. می توان از شیر موجود در این مخزن شیر پرچرب با حدود سه و نیم درصد چربی استاندارد یا شیر نیم چرب (اصطلاحاً کم چرب) با حدود یک و نیم درصد چربی استاندارد و یا شیر بدون چربی با حدود یک دهم تا دو دهم درصد چربی را تولید نمود. اصولاً محتوای چربی شیر عامل مهمی در تعیین قیمت شیر است.

به عنوان مثال، در ایران طبق مصوبه وزارت جهاد کشاورزی برای تعیین قیمت خرید شیر از دامداری در هرسال، به ازای هر یک دهم درصد افزایش یا کاهش چربی شیر تحویلی به مرکز جمع آوری شیر یا کارخانه لبنیات نسبت به حداقل میزان استاندارد (سه و دو دهم درصد چربی)، مبلغی به قیمت خرید مصوب هر کیلوگرم شیر خام از درب دامداری افزوده شده یا از آن کسر می شود. گرچه در بازار کشورهای مختلف طیف وسیعی از انتخاب ها از نظر چربی شیر برای مصرف کنندگان نهایی وجود دارد. اما معمولاً در اکثر کشورها و از جمله ایران، تغییر در ترکیب شیر و محتوای چربی آن در صورتیکه بر روی بسته بندی محصول (به طوری که به راحتی قابل خواندن باشد) ذکر شده باشد و قیمت آن با قوانین قیمت گذاری محصولات لبنی در کشور متناسب باشد، ایرادی ندارد.

جمع آوری شیر

با توجه به اینکه در ایران و بسیاری از کشورهای دیگر علاوه بر واحدهای دامپروری متوسط و بزرگ، تولیدکنندگان کوچک و پراکنده یا روستایی شیر نیز وجود دارند، علاوه بر جمع آوری مستقیم شیر از دامداران توسط کارخانجات و کارگاه های لبنیات که دارای مجوزهای لازمه هستند، واحدها و مراکز جمع آوری شیر نیز مشغول به فعالیت هستند.در ایران این مراکز معمولاً در مناطق روستایی یا اطراف شهرها به شکل ثابت یا سیار قرار دارند و بیش از چند صد واحد جمع آوری شیر با مجموع ظرفیت جمع آوری بیش از یک میلیون تن شیر در سال را در بر می گیرند.

واحدهای جمع آوری شیر که از اوایل دهه شصت شمسی در ایران شروع به گسترش نموده اند، معمولاً توسط افراد یا شرکت های مرتبط با صنعت دام و لبنیات و بعد از اخذ مجوزهای الزامی از مراجع مربوطه آغاز به فعالیت می کنند که باید شیر را با رعایت مشخصات کیفی و بهداشتی استاندارد از دامدار تحویل گرفته (خریداری نموده) و مستقیماً به کارخانه لبنیات ارسال کنند یا به واسطه تحویل نمایند که آن واسطه شیر را به وسیله تانکرهای استاندارد حمل شیر به کارخانه تحویل می دهد. هدف اصلی از ایجاد مراکز جمع آوری شیر علاوه بر حفظ کیفیت، ایمنی و سلامت شیر در مسیر دامداری تا کارخانه، ایجاد امکان فروش مداوم و مطمئن شیر تولیدکنندگان روستایی و خرده پا و حفظ اشتغال زایی در این بخش، ایجاد شبکه گسترده جهت تأمین شیر برای کارخانجات و کارگاه های مجوز دار تولید لبنیات و به حداقل رساندن واسطه گری یا دلالی و اثرات مضر آن در صنعت شیر است.

بنابراین، هر فرد حقیقی یا حقوقی متقاضی ایجاد مرکز یا واحد جمع آوری شیر باید ضمن داشتن آگاهی کافی یا اخذ آموزش کافی در مورد استانداردهای لازم به اجرا در مراکز جمع آوری شیر، تهیه پیش نیازها، زیرساخت ها و تجهیزات استاندارد لازم برای فرایند جمع آوری شیر و اخذ مجوزهای لازم را در دستور کار خود قرار دهد. دامداران نیز باید از شرایط و استاندارهای الزامی برای تحویل شیر به واحدهای جمع آوری شیر آگاهی کافی را داشته باشند تا شیر تولیدی خود را بدون کاهش قیمت یا امکان رد شدن به این مراکز تحویل نمایند.

کلیات و مراحل اصلی فراوری شیر قبل از تولید لبنیات

شیر در موقع تحویل به کارخانه یا مرکز جمع آوری شیر بر روی باسکول وزن شده و به یک مخزن استاندارد با دمای بین ۴ تا ۶ درجه سانتیگراد منتقل می شود. نمونه شیر برای آزمایش و آنالیز از شیر تحویل گرفته شده از هر تولیدکننده اخذ شده و مورد آزمایش قرار می گیرند. نمونه ها حداقل از نظر مواردی مانند اسیدیته شیر، مانده آنتی بیوتیک در شیر، وجود آب اضافی در آن و چربی و پروتئین آن مورد آزمایش قرار می گیرند. این موارد و به ویژه محتوای پروتئین و چربی شیر عامل اصلی و اساسی در تعیین قیمت پرداختی بابت هر کیلو شیر دریافتی از دامدار هستند. بعد از آزمایشات اولیه، شیرخام به مخزن شیر کارخانه لبنیات و یا مخزن کامیون حمل شیر جهت انتقال به کارخانه لبنیات منتقل می شود. همان طور که گفته شده در مخزن نگهداری شیر و یا مخزن حمل و در حین حمل شیر باید دمای 4 تا 6 درجه سانتیگراد برقرار باشد تا شیر در طول زمان استاندارد حمل و نگهداری و قبل از فرآوری، افت کیفیت و سلامت نداشته باشد.

فراوری شیر با سه مرحله اصلی جداسازی (Separation)، تصفیه یا شفاف سازی (Clarification) و سانتریفیوژ نمودن (Centrifugation) آغاز می شود که در آنها ابتدا جهت جداسازی ذرات و ناخالصی های ناخواسته مانند ماسه، خاک، گردوغبار و پروتئین رسوب کرده اقدام شده، سپس حذف باکتری ها و میکروارگانیسم های ناخواسته و سلولهای سوماتیک بوسیله سانتریفیوژ و تکنیک های میکروفلیتراسیون انجام می شود. این تدابیر جهت حفظ تجهیزات کارخانه از آسیب، حفظ سلامت و ایمنی شیر و لبنیات تولیدی از آن و افزایش ماندگاری و کیفیت محصولاتی مانند پنیرها مؤثر هستند. البته کاربرد اصلی دستگاه های سانتریفیوژ در کارخانه های لبنیات جداسازی چربی از شیر و استاندارد نمودن چربی شیر و خامه است که در مواردی این با فرایند پاستوریزاسیون ترکیب می شود. این فرایند جداسازی معمولاً در دمای ۵۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد انجام شده و میزان چربی یا خامه جدا شده از شیر را می توان بین سطوح ۲۰ تا ۷۰ درصد کنترل نمود.

بعد از تصفیه یا کلاریفیکاسیون و جداسازی چربی به وسیله سانتریفیوژ نمودن (نیروی گریز از مرکز)، مهمترین فرایندی که بر روی شیر انجام می شود فرایند پاستوریزاسیون است که همانطور که گفته شد می تواند با فرآیندهای شامل حرارت دیگر مانند سانتریفیوژ ادغام شود و یا جداگانه انجام شود. پاستوریزاسیون در ابتدا برای کنترل باکتری بسیار مقاوم به حرارت مایکوباکتریوم بوویس (عامل سِل) ایجاد شد اما اکنون برای کنترل عوامل بیماری زای دیگر قابل انتقال از طریق شیر و لبنیات نیز کاربرد دارد. معمولاً در صنعت لبنیات فرایند پاستوریزاسیون در دمای ۶۳ درجه سانتیگراد و به مدت ۳۰ دقیقه انجام می شود. پاستوریزاسیون با دمای ۷۲ تا ۷۶ درجه به مدت ۱۵ الی ۱۵ دقیقه نیز رایج است. البته سیستم های هموژنیزاسیون نیز در صنعت لبنیات امروزه پرکاربرد هستند. روش انجام این کار با توجه به محصول تولیدی از شیر و سایر مولفه ها توسط کارخانجات لبنی بکار گرفته می شوند.

گرچه فرایندهای حرارتی مانند پاستوریزاسیون می تواند منجر به از بین رفتن عطر و طعم، ویتامین ها و آنتی اکسیدان های طبیعی و ازبین رفتن و دناتوره شدن پروتئین ها شود، اما پاستوریزاسیون از لحاظ حفظ ایمنی و سلامت محصول بسیار مهم است. مرکز کنترل بیماری های ایالات متحده آمریکا (CDC) گزارش نموده که شیر غیرپاستوریزه می تواند ۱۵۰ برابر بیشتر از شیر پاستوریزه باعث بیماری های ناشی از خوراک و ۱۳ برابر بیشتر باعث بستری شدن ناشی از بیماری های مرتبط با محصولات لبنی شود. برخی از باکتری های بیماری زای مهمی که می تواند از طریق محصول غیرپاستوریزه منتقل شوند را باکتری های سالمونلا، اشرشیاکلی (E. coli) و لیستریا شامل می شوند. به عنوان مثال، موارد مسمومیت لیتسریوز ناشی از مصرف پنیرهای نیمه نرم و نرم تهیه شده از شیر خام هنوز در سطح جهان به دلیل عدم پاستوریزاسیون شیر مورداستفاده در این نوع محصولات به طور قابل توجهی شایع است؛ بنابراین، پاستوریزاسیون شیر با وجود اثرات منفی احتمالی بر ارزش غذایی آن، چه برای مصرف مستقیم و چه قبل از تولید محصولات لبنی الزامی و برای سلامت مصرف کنندگان بسیار مهم است.

با توجه به اهمیت فرایندهای مرتبط با جمع آوری و فراوری شیر خام در حفظ امنیت غذایی، حفظ ارزش غذایی، سلامت و ایمنی محصولات لبنی برای جامعه و حفظ صنعت شیر و لبنیات، امروزه استفاده از تجهیزات، آموزش ها و خدمات مناسب برای جمع آوری شیر و نگهداری آن در واحد دامداری، ارسال آن به کارخانه و یا کارگاه لبنیات و یا مرکز جمع آوری شیر، نگهداری شیر در مخازن کارخانه لبنیات و مرکز جمع آوری شیر و سایر حلقه های زنجیره تولید و انتقال شیر یک موضوع بسیار مهم برای دامداران و فعالین عرصه تولید شیر و لبنیات است. اپلیکیشن و وب سایت مرغابی به فعالین این عرصه کمک می کند که به سهولت نسبت به بررسی و مقایسه گزینه های موجود در بازار پرداخته و بهترین انتخاب ممکن را جهت حفظ شیر تولیدی و در حال نگهداری در واحد خود داشته باشند.