تخمیر

 هدف: تهیه خمیر نان و بررسی تغییرات حجم خمیر بر حسب زمان

وسایل و مواد لازم: آرد ، ظرف بزرگ ، استوانه مدرج ، دماسنج ، بشر بزرگ

چکیده:

ابتدا با کمک آرد مقداری خمیر درست می کنیم. سپس خمیر درون یک استوانه مدرج ریخته و در یک حمام آب گرم می گذاریم و هر 5 دقیقه یک بار حجم خمیر را اندازه گیری می کنیم

مقدمه:

تخمیر
در گیاهان تخمیر بیولوژیکی تنها تخمیر الکلی نبوده، ممکن است با کمی تخمیر لاکتیک نیز همراه باشد، برخی از سازواره‌های حیاتی ریزاندامگان (میکروارگانیسم‌ها) مانند قارچهای میکروسکوپی نیز قادر به تخمیرهایی مانند تخمیرهای سیتریک و اکسالیک روی قندهای شش کربنی (هگزوزها) و تخمیر استیک روی الکل اتیلیک و غیره هستند. باکتریها عامل انواع دیگری از تخمیر در طبیعت هستند. تخمیر بوتیریکسلولز لاشه برگها و تجزیه آنها که سبب افزایش ترکیبات آلی خاک می‌شود و همچنین تخمیرهای تعفنی مواد آلی توسط باکتریها صورت می‌گیرد. تخمیر الکلی مخمر الکلی پاستور اولین کسی است که نقش مخمرهای الکلی را نشان داد. بهترین مثال مخمرها، مخمرهای خمیرترش یا مخمر نانوایی است. اگر این مخمرها در محیط کشت گلوکز و در حضور اکسیژن کافی قرار گیرند، به شدت تقسیم شده، اکسیژن جذب کرده، دی‌اکسیدکربن آزاد می‌سازند. بیشترین سرعت واکنشهای ناشی از تنفس و شدت اکسیداسیونگلوکز این مخمرها که از گروه آسکومیست هستند هنگامی است که تنفس هوازی دارند اگر این مخمرها در داخل یک ظرف در بسته کشت داده شوند پس از مصرف اکسیژن محدود و معین داخل ظرف و آزاد ساختن گازکربنیک دیگر قادر به تنفس عادی نبوده، شروع به تخمیر باقی‌مانده مواد می‌کنند. آغاز تخمیر ایجاد اکسیدکربن همراه با الکل اتیلیک است و بوی الکل اتیلیک در این هنگام وقوع عمل تخمیر را در محیط کشت معلوم می‌کند. C۶H۱۲O۶---->۲C۲H۵OH + ۲CO۲ : ∆G = -۳۳ Kcal تخمیر

C۶H۱۲O۶ + ۶O۲---->۶CO۲ + ۶H۲O : ∆G = ۶۸۶ Kcal_تنفس

تخمیر همیشه با تشکیل الکل همراه نیست، در تخمیر ترکیبات دیگری مانند گلیسیرول نیز بوجود می‌آیند. پیدایش ترکیبات فرعی غیر از الکل در پدیده تخمیر و حضور این ترکیبات در محیط عمل از نظر ادامه تغییر اهمیت فراوان دارد. رشد مخمرها در شرایط تخمیری (تنفس بی‌هوازی) بسیار کند است، در شرایط تخمیر انرژی آزاد شده از مقدار معینی مواد قندی مانند یک گرم گلوکز محلول، درحدود ۲۱ بار کمتر از حالت تنفس عادی (هوازی است) انرژی حاصل از پدیده تخمیر بیشتر به صورت حرارت تلف می‌شود.

محیط در حال تخمیر نسبت به محیطی که در آن تنفس عادی صورت می‌گیرد بسیار گرم‌تر است. تخمیر الکلی تحت اثر مجموعه در همی از آنزیم‌های درون سلولی به نام (زیماز) صورت می‌گیرد. مجموعه آنزیمی هنگامی که مخمرهای آن زنده باشند بیشترین اثر تخمیری را دارند. بازده تخمیری آنزیمها در خارج از سلول بسیار ضعیف‌تر از آنزیم‌های داخل سلول زنده است. بین اثر طبیعی آنزیم‌ها، نیروی زیستی و ساختار سلولی مخمرها بستگی‌هایی وجود دارد و به اصطلاح تخمیر پدیده‌ای درون سلولی است و آنزیم‌های استخراج شده از مخمرها در خارج از سلول بخش مهمی از قدرت تخمیری خود را از دست می‌دهند. تخمیر واقعی یا حقیقی هنگامی در ذخایر قندی یک بافت پیش می‌آید که در شرایط عادی از هوا قرار داشته، در آن تنفس بی هوازی پیش آید. اگر بخشی از یک بافت ذخیره‌ای دارای مواد قندی، مانند قطعاتی از غده چغندر بخش از میان بر میوه‌های آبدار و شیرین مثل انگور را داخل یک ظرف در بسته با مانومتر قرار دهیم، در بافت‌های قطعات مزبور ابتدا تنفس عادی با جذب اکسیژن و دفع دی‌اکسیدکربن صورت می‌گیرد. از آنجا که اکسیدکربن حاصل از تنفس عادی بعداً در داخل شیره واکوئلی سلولهای بافت حل می‌شود، فشار داخلی ظرف با جذب اکسیژن موجود به تدریج کم می‌شود وقتی اکسیژن درون ظرف تمام شده به ناچار شرایط بی‌هوازی (تخمیر) پیش آمده، با ازدیاد تدریجی اکسیدکربن و الکل در ظرف، بالا رفتن فشار داخلی آن شروع می‌شود.

تخمیر بوسیله خود بافتها و بدون حضور میکروارگانیسم‌ها و مخمرها صورت گرفت. این تخمیر که در کلیه بافتهای گیاهی، میوه‌های سبز مانده در تاریکی و حتی در جلبکها و قارچها نیز کم و بیش دیده می‌شود تخمیر درون بافتی و عاری از مخمر می‌گویند. تخمیر درون بافتی در بسیاری از دانه‌های جوان مانند نخود که پوسته آن نسبت به اکسیژن تا اندازه‌ای قابل نفوذ است و همچنین در بیشتر میوه‌های آبدار که اکسیژن در بافتهای داخلی آنها معمولاً کم است امری عمومی است.

به خصوص اگر مقدار زیادی میوه در یک جا انبار شود، موجبات و شرایط تخمیر در آنها کاملاً فراهم می‌شود. با توجه به مطالب فوق و تخمیر درون بافتی، باید آن را پدیده‌ای عمومی در گیاهان دانست و توجه به این امر که آنزیم‌های تشکیل دهنده زیماز منشا گیاهی دارند، تخمیر را باید امری طبیعی در گیاهان به شمار آورد. پدیده تخمر درون بافتی با مرگ سلولهای بافت مورد تخمیر معمولاً ارتباط ندارد، اگر بافتهای در حال تخمیر در هوای آزاد قرار داده شوند، تخمیر درونی آنها متوقف شده تنفس عادی مجدداً آغاز می‌شود. تخمیر در گیاهان فقط از نوع الکلی نیست همراه با ایجاد الکل ترکیبات دیگری مانند اسید سیتریک، اسید مالیک، اسید اکسالیک و اسید تارتاریک نیز کم و بیش بوجود می‌آیند. شدت تخمیر و اندازه گیری آن شدت تخمیر را با قرار دادن اندام دارای ذخیره قندی مانند دانه‌ها، غده‌ها و یا میوه‌ها در یک محیط فاقد اکسیژن و دارای ازت می‌توان به دقت اندازه گرفت و برای این سنجش از روش اندازه گیری دی‌اکسیدکربن آزاد شده نیز می‌توان استفاده کرد. ولی چون واکنشهای دیگر همزمان با تخمیر می‌توانند CO۲ متصاعد کنند این روش ممکن است دقیق نباشد. بنابراین اندازه گیری مقدار الکل تولید شده از تخمیر معمولاً بهتر می‌تواند معرف و تعیین کننده شدت تخمیر باشد. مقدار الکل حاصل از تخمیر در واحد زمان در یک ترکیب قندی تقریباً معادل همان نسبتی است که از اندازه گیری شدت تنفس به دست می‌آید.

تخمير چيست؟

تَخمير پديده‌اي است ناشي از مجموعه فعاليت هاي زيستي که در آن ترکيبات آلي داراي مولکول هاي بزرگ به ترکيبات داراي مولکول هاي کوچک ‌تر و ساده‌ تر شکسته و تجزيه(کاتابوليسم) شده از فرآيند آن علاوه بر ايجاد ترکيبات آلي ساده ‌تر، دي ‌اکسيدکربن و انرژي نيز آزاد مي‌ گردد. با بيان ديگر تخمير تجزيه ناقص بعضي از متابوليت ‌ها(ترکيبات آلي) به ترکيبات ساده‌تر همراه با انرژي توسط عامل تخميري است. در گياهان تخمير بيولوژيکي تنها تخمير الکلي نبوده، ممکن است با کمي تخمير لاکتيک نيز همراه باشد، برخي از سازواره هاي حياتي(ميکروارگانيسم‌ها) مانند قارچ ‌هاي ميکروسکوپي نيز قادر به تخميرهايي مانند تخميرهاي سيتريک و اکساليک روي قندهاي شش کربني(هگزوزها) و تخمير استيک روي الکل اتيليک و غيره هستند. باکتري ها عامل انواع ديگري از تخمير در طبيعت هستند. تخمير بوتيريک سلولز لاشه برگ ‌ها و تجزيه آن ها که سبب افزايش ترکيبات آلي خاک مي ‌شود و هم چنين تخميرهاي تعفني مواد آلي توسط باکتري ها صورت مي ‌گيرد.

تخمير الکلي

پاستور اولين کسي است که نقش مخمرهاي الکلي را نشان داد. بهترين مثال مخمرها، مخمرهاي خميرترش يا مخمر نانوايي است. اگر اين مخمرها در محيط کشت گلوکز و در حضور اکسيژن کافي قرار گيرند، به شدت تقسيم شده، اکسيژن جذب کرده، دي ‌اکسيدکربن آزاد مي ‌سازند. بيشترين سرعت واکنش هاي ناشي از تنفس و شدت اکسيداسيون گلوکز اين مخمرها که از گروه آسکوميست هستند هنگامي است که تنفس هوازي دارند اگر اين مخمرها در داخل يک ظرف در بسته کشت داده شوند پس از مصرف اکسيژن محدود و معين داخل ظرف و آزاد ساختن گازکربنيک ديگر قادر به تنفس عادي نبوده، شروع به تخمير باقي مانده مواد مي‌ کنند. آغاز تخمير ايجاد اکسيد کربن همراه با اتانول است و بوي اتانول در اين هنگام وقوع عمل تخمير را در محيط کشت معلوم مي ‌کند.
C۶H۱۲O۶————>۲C۲H۵OH + ۲CO۲ :∆G = -۳۳ Kcal تخمير
C۶H۱۲O۶ + ۶O۲————>۶CO۲ + ۶H۲O :∆G = ۶۸۶ Kcal تنفس
تخمير هميشه با تشکيل الکل همراه نيست، در تخمير ترکيبات ديگري مانند گليسيرول نيز بوجود مي‌ آيند. پيدايش ترکيبات فرعي غير از الکل در پديده تخمير و حضور اين ترکيبات در محيط عمل از نظر ادامه تغيير اهميت فراوان دارد. رشد مخمرها در شرايط تخميري(تنفس بي ‌هوازي) بسيار کند است، در شرايط تخمير انرژي آزاد شده از مقدار معيني مواد قندي مانند يک گرم گلوکز محلول، درحدود ۲۱ بار کمتر از حالت تنفس عادي(هوازي است) انرژي حاصل از پديده تخمير بيشتر به صورت حرارت تلف مي ‌شود. محيط در حال تخمير نسبت به محيطي که در آن تنفس عادي صورت مي‌ گيرد بسيار گرم‌تر است. تخمير الکلي تحت اثر مجموعه در همي‌ از آنزيم ‌هاي درون سلولي به نام(زيماز) صورت مي ‌گيرد. مجموعه آنزيمي هنگامي که مخمرهاي آن زنده باشند بيشترين اثر تخميري را دارند. بازده تخميري آنزيم ‌ها در خارج از سلول بسيار ضعيف ‌تر از آنزيم ‌هاي داخل سلول زنده است. بين اثر طبيعي آنزيم‌ها، نيروي زيستي و ساختار سلولي مخمرها بستگي‌ هايي وجود دارد و به اصطلاح تخمير پديده‌اي درون سلولي است و آنزيم ‌هاي استخراج شده از مخمرها در خارج از سلول بخش مهمي از قدرت تخميري خود را از دست مي ‌دهند.

تخمير واقعي يا حقيقي

هنگامي در ذخاير قندي يک بافت پيش مي ‌آيد که در شرايط عادي از هوا قرار داشته، در آن تنفس بي هوازي پيش آيد. اگر بخشي از يک بافت ذخيره‌اي داراي مواد قندي، مانند قطعاتي از غده چغندر بخش از ميان بر ميوه ‌هاي آبدار و شيرين مثل انگور را داخل يک ظرف در بسته با مانومتر قرار دهيم، در بافت ‌هاي قطعات مزبور ابتدا تنفس عادي با جذب اکسيژن و دفع دي‌اکسيدکربن صورت مي ‌گيرد. از آن جا که اکسيدکربن حاصل از تنفس عادي بعدا در داخل شيره واکوئلي سلول هاي بافت حل مي ‌شود، فشار داخلي ظرف با جذب اکسيژن موجود به تدريج کم مي ‌شود وقتي اکسيژن درون ظرف تمام شده به ناچار شرايط بي‌ هوازي(تخمير) پيش آمده، با ازدياد تدريجي اکسيدکربن و الکل در ظرف، بالا رفتن فشار داخلي آن شروع مي ‌شود. تخمير به ‌وسيله خود بافت ها و بدون حضور ميکروارگانيسم‌ ها و مخمرها صورت گرفت. اين تخمير که در کليه بافت هاي گياهي، ميوه‌ هاي سبز مانده در تاريکي و حتي در جلبک ‌ها و قارچ‌ ها نيز کم و بيش ديده مي‌ شود تخمير درون بافتي و عاري از مخمر مي ‌گويند. تخمير درون بافتي در بسياري از دانه‌هاي جوان مانند نخود که پوسته آن نسبت به اکسيژن تا اندازه‌اي قابل نفوذ است و هم چنين در بيشتر ميوه‌ هاي آبدار که اکسيژن در بافت هاي داخلي آن ها معمولاً کم است امري عمومي است. بويژه اگر مقدار زيادي ميوه در يک جا انبار شود، موجبات و شرايط تخمير در آن ها کاملاً فراهم مي ‌شود. با توجه به مطالب فوق و تخمير درون بافتي، بايد آن را پديده‌اي عمومي در گياهان دانست و توجه به اين امر که آنزيم ‌هاي تشکيل دهنده زيماز منشا گياهي دارند، تخمير را بايد امري طبيعي در گياهان به شمار آورد. پديده تخمر درون ‌بافتي با مرگ ياخته ‌هاي بافت مورد تخمير معمولاً ارتباط ندارد، اگر بافت هاي در حال تخمير در هواي آزاد قرار داده شوند، تخمير دروني آن ها متوقف شده تنفس عادي مجدداً آغاز مي‌ شود. تخمير در گياهان فقط از نوع الکلي نيست همراه با ايجاد الکل ترکيبات ديگري مانند جوهر ليمو(اسيد سيتريک)، اسيد ماليک، اسيد اکساليک و اسيد تارتاريک نيز کم و بيش بوجود مي ‌آيند.

شدت تخمير و اندازه گيري آن

شدت تخمير را با قرار دادن اندام داراي ذخيره قندي مانند دانه‌ ها، غده‌ ها و يا ميوه ها در يک محيط فاقد اکسيژن و داراي ازت مي‌ توان به دقت اندازه گرفت و براي اين سنجش از روش اندازه گيري دي‌اکسيدکربن آزاد شده نيز مي ‌توان استفاده کرد. ولي چون واکنش هاي ديگر هم ‌زمان با تخمير مي ‌توانند CO۲متصاعد کنند اين روش ممکن است دقيق نباشد. بنابراين اندازه گيري مقدار الکل توليد شده از تخمير معمولاً بهتر مي‌ تواند معرف و تعيين کننده شدت تخمير باشد. مقدار الکل حاصل از تخمير در واحد زمان در يک ترکيب قندي تقريباً معادل همان نسبتي است که از اندازه گيري شدت تنفس به دست مي ‌آيد.

ساز و کار تخمير

ساز و کار تخمير الکلي تقريباً مشابه ساز و کار(مکانيسم) تنفس عادي است و در بيشتر پيامدهاي واکنشي، همانند هم هستند. براي مطالعه مکانيسم تخمير، به واکنش هاي تخمير الکلي مي ‌پردازيم. تخمير الکلي فقط روي گلوسيدها صورت گرفته، خود شامل دو مرحله است:
- مرحله اول انتهاي پيامدهاي واکنشي که حالت زنجيره‌اي دارند، همان مسير EMP يا گليکوليز است که به تشکيل اسيد پيروويک ختم مي ‌شود.
- مرحله دوم با تجزيه اسيد پيروويک که خود سرآغاز پيامدهاي واکنشي جداگانه‌اي است که به هيچ وجه ادامه يا بخشي از مسير گليکوليز نيست شروع مي ‌شود. اسيد پيروويک با آن که در آخر مسير گليکوليز و پايان تمام پيامدهاي زنجيره‌اي آن مانند هگزوزها، تري اوزها و همه اوزهاي شکسته و تخريب يافته قرار دارد خود از گلوسيدها به شمار نمي ‌آيد. شروع تخمير الکلي از راه گليکوليز با استالوئيد است. استالوئيد را مي ‌توان به ‌وسيله سولفيت سديم از عصاره ‌هاي تخميري به صورت بي ‌سولفيت جدا و استخراج نمود. در تخمير الکلي به ازاي مصرف هر مول گلوکز دو مول NADPH۲دو مول ATP و دو مول اسيد پيروويک حاصل مي ‌شود. در دومين مرحله تخمير که تبديل اسيدپيروويک به الکل اتيليک است N ADH۲حاصل از مسير گليکوليز مصرف و تبديل شده، از تمام واکنش ها فقط دومول ATP که حاصل از فسفريلاسيون ‌هاي وابسته به متابوليت هاي اين مرحله است باقي خواهد ماند واکنش کلي تبديل گلوکز به الکل اتيليک بطور خلاصه عبارت است از: C۶H۱۲O۶۲CH۳CH۲OH+۲CO۲ + ۲ATP بازده نظري تخمير در حدود ۴۴% و کمي بيش از بازده تنفس است. تجزيه گلوکز در واکنش هاي تخميري ناقص بوده از آن فقط ۲ مول ATP حاصل مي‌ شود. در فرآيندهاي تنفس تجزيه گلوکز بطور کامل صورت گرفته، ۳۶ مول ATP از آن نتيجه مي‌ شود.

تخمیر و مواد غذایی تخمیری

تخمیر نیز نظیر خشک کردن و انجماد یک روش برای حفظ و نگهداری مواد غذایی می باشد که تقریباً بدون استثنا مواد غذایی تخمیری، حتی قبل از اینکه بشر هیچگونه اطلاعی در زمینه ی میکروارگانیسم ها داشته باشد، در نتیجه مشاهده اثرات فعالیت آنها کشف گردیدند. بدیهی است آشنایی بشر با این روش بصورت تصادفی و تجربی بوده و در اصل در جریان تولید برخی مواد خاص که از طریق تخخمیر انجام می شود اثر محافظت کننده این فرایند نیز برای انسان مشخص شده است.

با وجودی که رشد میکروارگانیسم ها در بسیاری از مواد غذایی نامطلوب است و فساد تلقی می شود، برخی از تخمیرها مطلوب می باشند.مواد غذایی که به روش تخمیر سنتی تولید می شوند عبارتند از:

1.نوشیدنی های الکلی

2.فراورده های لبنی بخصوص پنیر، ماست، خامه ترش و کفیر

3.فراورده های گیاهی، شاخص ترین آنها نان از غلات و فراورده های برنج تخمیری، میوه ها، سبزی ها و بقولات تخمیری، زیتون پرورده و خیارشور،کلم ترش، سس سویا،پنیر سویا،کاساوا،کاکائو وقهوه تخمیری

بطور کلی استفاده از میکروب ها می تواند باعث کم شدن فعالیت آبی، تغییر pH، تولید ترکیبات بازدارنده ( الکل، باکتریوسین هاو.........) و حذف مواد غذایی که به آسانی توسط ارگانیسم های فاسد کننده مصرف می شوند، گردد. البته امروزه در تخمیرهای غذایی، شرایط فرایند و نگهداری، محیطی را بوجود آورند که در آن انواع خاصی از ارگانیسم ها رشد نمایند و به جای  فساد تاثیر مطلوبی بر کیفیت ماده غذایی باقی می گذارند.

امروزه در جوامع صنعتی پیشرفته اهمیت اصلی اغذیه تخمیر شده بدلیل تنوعی است که در رژیم غذایی بوجود می آوردند. اما در بسیاری مناطق توسعخ یافته جهان، تخمیر و خشک کردن طبیعی هنوز روش های اصلی حفاظت مواد غذایی محسوب می شوند و از این نظر نقش اساسی در تداوم حیات  این جوامع دارند.

لغت تخمیر (Fermentation) به معنی جوشیدن ( حباب دادن) ملایم است. امروزه واژه تخمیر در مورد واکنش ها و فراورده های مختلفی بکار گرفته می شود که در بعضی موارد صحیح به نظر نمی آیند، مثلاً تبدیل لاکتوز به اسد لاکتیک لاکتیس در شرایط بی هوازی بهتر صورت می گیرد و تخمیر واقعی است اما تبدیل الکل اتیلیک به اسید استیک بوسیله باکتری استوباکتر استی در شرایط هوازی بهتر انجام می پذیرد و اگر بخواهیم صحیح تر بگوییم باید به جای تخمیر از واژه اکسیداسیون استفاده کنیم. البته هر دو واکنش تخمیر تلقی می شود. البته اغلب مواد غذایی تخمیری بوسیله فعالیت اسید لاکتیک باکتری ها و قارچ ها به ویژه مخمرها و تا حد کمتری کپک ها تولیدمی شود. هر دو این گروه ها ویژگی های اکولوژیکی مشابهی دارند بطوریکه قادر به رشد در pH و aw پایین هستند هرچند که تنها اسید لاکتیک باکتری هاو مخمرهایاختیاری می توانند تحت شرایط بی هوازی رشد و تکثیر نمایند در نتیجه این ارگانیسم ها غالباً در فراورده های تخمیری در حضور یکدیگر فعالیت می کنند و در برخی موارد نیز با یکدیگر همکاری دارند و یک گروه نقش ارگانیسم های مولد فساد را به عهده دارند.

واکنش هایی که در برگیرنده کربوهیدرات ها و مواد مشابه کربوهیدرات ها ( تخمیر واقعی) هستند، تخمیری یا فرمانتیتیو (Fermantative) نامیده می شود. و از تغییران در مواد پروتئینی تحت عنوان پروتئولیتیک یا گندیدگی یاد می شود و تجزیه مواد چرب، لیپولیتیک نامیده می شود.

فواید تخمیر

1.نگهداری و حفاظت از مواد غذایی

2. ایجاد تنوع در رژیم غذایی

3.جلوگیری از رشد میکروارگانیسم های بیماریزا بویژه توسط اسیدها و الکل ها

4.افزایش اسیدیته توسط تخمیر

5.افزایش مدت ماندگاری بدلیل حضور اسید در برخی فراورده ها مثل ماست و سوسیس های تخمیری

6.در فرایندهای تخمیر اکثراً مقدار کمی از ماده به انرژی تبدیل شده و محصول آن الکلها، اسیدهای آلی، آلدهیدها و کتون ها هستند.

7. افزایش ارزش تغذیه ای و سلامت بیشتر برخی اقلام غذایی مخصوصاً محصولات گیاهی برای مصرف انسان

8. در تخمیر بخصوص توسط کپک ها، پوشش غیر قابل هضم و دیواره های سلولی هم بطور فیزیکی و هم شیمیایی تجزیه می شوند.تخمیر سبب شکسته شدن مواد سلولزی و همی سلولزی توسط آنزیم ها میکروارگانیسم ها و تبدیل آنها به اجزاء ساده که برای انسان قابل استفاده می باشند، بشود. مثلاً در سورگوم سفید که تحت اثر تخمیر اسید لاکتیک قرار گرفته مقدار موجودیت آهن به دو برابر افزایش می یابد. این افزایش با کاهش مقدار فیتات همراه بوده که به نظر می رشد. فیتات در اینجا توسط آنزیم هیدرولیز شده باشد.

9.افزایش کارایی پروتئین (PER)در اثر تخمیر در مورد غلات و دانه های روغنی کهناشی از در دسترس بودن پروتئین و اسیدهای آمینه می باشد.

10.کاهش ویسکوزیته مواد خمیری حاصل از اختلاط آرد آنها با آب

11.بسیاری از مواد غذایی بطور طبیعی حاوی مواد سمی و اجزاء نامطلوب هستند. تخمیر یکی از روش های مشخص برای حذف این مواد سمی در بعضی از این اقلام غذایی است. در اینجا آنزیم های میکروبی سبب ایجاد تغییراتی در ماده سمی می شوند.

12.حذف گلیکوزیدهای ایجاد کننده گواتر در دانه های شلغم روغنی، گوسیپول در پنبه دانه، افلاتوکسین در بادام زمینی و مواد ایجاد کننده نفخ در لوبیا ( رافینوز، استاکیوز،رباسکوز)

13.تولید صنعتی برخی از ویتامین ها نظیر ریبوفلاوین، ویتامین B12،پیش سازهای ویتامین C و تولید ویتامین های گروه B در جریان تخمیر بعضی از مواد غذایی گیاهی

مخمرها

مخمرها، قارچ های حقیقی هستند که از نظر مورفولوژی بصورت تک سلولی بوده و تولید مثل آنها از طریق جوانه زدن یا اینکه در مورد جنس شیزوساکارومایسز بوسیله تقسیم مستقیم صورتمی گیرد. هر چند که مخمرها شکل ظاهری ساده ای دارند، اما این احتمال هم وجود دارد که نسبت به قارچ های ساده تکامل یافته تر باشند. زیستگاه های طبیعی آنها غالباً در محیط های غنی از مواد غذایی نظیر شهد گیاهان، ترشحات گیاهی، میوه های در حال فساد و مایعات بدن حیوانات است. مخمرها معمولاً احتیاجات تغذیه ای پیچیده ای به ویتامین ها و اسیدها ی آمینه نشان می دهند.

با وجود اینکه تعدادی ازمخمرها تقریباً همیشه بصورت ارگانیسم هایتک سلولی دیده می شوند اکا تعداد کمی از آنها می توانند ساختمان های رشته ای مشابه کپک ها تولید کنند. علاوه بر این تعدادی از کپک ها نیز وجود دارند که می توانند تحت شرایط خاص و معمولاً در حضور مواد مغذی زیاد،غلظت کم اکسیژن و غلظت بالای دی اکسید کربن شکلی مشابه مخمرها را به خود بگیرند.

یک مطالعه عمده در مورد طبقه بندی مخمر ها توسط Kreger-Van Rij حدود 500 گونه مختلف را توصیف می نماید که به 60 جنس تقسیم شده اند. با وجود اینکه تنوع زیادی بین مخمر ها و قارچ های مخمر مانند وجود دارد، اما تنها تعداد نسبتاً کمی از آن ها بطور معمول در تولید مواد غذایی تخمیری و میکروبی شرکت می نمایند. تمام مخمر های مورد استفاده در تهیه مواد غذایی تخمیری یا متعلق به آسکومیست ها و یا اعضاء جنس مخمر غیر حقیقی کاندیدا می باشند.

از مخمر های مورد استفاده در تولید مواد غذایی می توان به موراد زیر اشاره نمود:

1.ساکارومایسس سرویسیه که متداولترین مخمر مورد استفاده در تهیه آشامیدنی ها و مواد غذایی تخمیری تولیدی از میوه ها و سبزی ها است.

2.شیزومایسزمارکسیانوس پ.مبه که قادر به هیدرولیز لاکتوز تخمیر گالاکتوز است و در تولید فراورده های لبنس کاربرد دارد.

3.کلوزومایسزمارکسیانوس واریته مارکسیانوس که در تولید کفیر و کومیس از محصولات لبنی تخمیری نقش دارد.

4. کلوزومایسزمارکسیانوس واریته بولگاریکوس که در تولید ماست نقش دارد

5. کلوزومایسزمارکسیانوس واریته لاکتیس که در تولید دوغ کره،پنیر ایتالیایی و شیرهای تخمیری منچوریا

6.زیگوساکارومایسز روکسی در تخمیر محصولات گیاهی که در آنها افزودن نمک یک بخش مهمفرایند است

دانستن این مسئله مهم است که هرچند تمام این گونه ها نقش مهمی در تولید محصولات تخمیری مختلف ایفا می نمایند اما آنها همچنین می توانند در سایر محصولاتی که فعالیت های بیوشیمیایی آنها نامطلوب است، ارگانیسم عامل فساد باشند.نظیر زیگوساکارومایسز بایلی که قادر به رشد در فعالیت آبی نسبتاً پایین و pH کم باشد و همچنین به میزان قابل توجهی در مقابل مواد شیمیایی نگهدارنده نظیر اسید آسکوربیک،اسید بنزوئیکو اسید اتانوئیک، دی اکسید گوگرد و اتانول که بطور معمول جهت جلوگیری از فساد میکروبی آبمیوه، کنسانتره آبمیوه ها، در محصولاتی که در بسته های پلاستیکی یا بطری های سیسه ای نگهداری می گردند می تواند موجب انفجار این بسته ها گردد.

تغییرات میکروبی در ماده غذایی

در اکثر موارد بر حسب شرایط محیط و بدلیل داشتن طیف وسیعی از آنزیم ها، انواع کمی از میکروارگانیسم ها فقط پروتئولیتیک، لیپولیتیک و تخمیری می باشند.

بطور کلی استفاده از میکروب ها می تواند باعث کم شدن aw ، تغییر pH، تولید ترکیبات بازدارنده( الکل، باکتریوسین و...) و حذف مواد غذایی که به آسانی توسط میکروارگانیسم های فاسد کننده مصرف می شوند، گردد.

میکروارگانیسم های تخمیری، کربوهیدرات ها و مشتقات آنها را به میزان زیاد به الکل ها،اسیدها و دی اکسید کربن تبدیل می کنند. علاوه بر این فرایندهای تخمیری ثبات طولانی مدت را به همراه دارند و باعث ایجاد طعم، عطر و بافت مطلوب نیز می شوند. به علاوه زمان یکه به میزان کافی تولید شوند، الکل ها و اسیدهای حاصل از تخمیر از رشد و اثر میکروارگانیسم های پروتئولیتیک و لیپولیتیک که قادر به فاسد نمودن مواد غذایی هستند جلوگیری می کنند. علاوه بر این بدلیل رقابت در مصرف اجزاء غذایی موجود، بر تکثیر اثر سوء آنها اثر می گذارند، البته در صورتیکه اسیدهای تولید شده از طریق تخمیر در برابر اکسیژن قرار گیرند، ممکن است توسط کپک ها شکسته شده و اثر بازدارنده خود را در برابر میکروارگانیسم ها از دست بدهند.

از ویژگی هایمیکروارگانیسم هایی که در امر تخمیر مورد استفاده قرار می گیرند این است قدرت تولید آنزیم زیادی دارند که این آنزیم ها، واکنش های شیمیایی را حین تخمیر کنترل می کنند. درواقع یک گرم میکروارگانیسم (بر مبنای وزن خشک) که قدرت تولید آنزیم زیادی دارد،قادر است در هر ساعت 10000گرم لاکتوز را تجزیه کند

ترتیب تجزیه مواد

به نظر می رسد در میان مواد غذایی، ابتدا کربوهیدرات ها، سپس پروتئین ها و بعد از آنها چربی ها مورد حمله میکروارگانیسم ها قرار می گیرند و در میان کربوهیدرات ها نیز ابتدا قندها،سپس الکل ها و بالاخره اسیدها مورد استفاده قرار می گیرند.

عوامل کنترل کننده تخمیر

1.اسید

2.درجه حرارت

3.میزان الکل

4.میزان اکسیژن

5.مایه تخمیر (Starter)

6.مقدار نمک

تخمیرهای غذایی

1.تخمیرهای لاکتیک (Lactic Acid Fermentation): در این تخمیر باکتری ها بااستفاده از ماده غذایی موجود در محیط، اسید لاکتیک تولید می کنند. با تولید این اسید شرایط برای رشد میکروارگانیسم های حساس نامساعد شده و بدین ترتیب از رشد آنها جلوگیری به عمل می آید. اما مقدار اسید لاکتیک تولیدی در این نوع تخمیر در حدی نیست که بتواند به تنهایی نقش حفاظت مواد غذایی را به عهده بگیرد. نقش نگهدارنده تخمیر لاکتیک در واقع ناشی از تولید چند ماده با خصوصیت حفاظت کنندگی و اثر سینرژیستی آن ها در این راستا می باشد.

امروزه از تخمیر لاکتیک در حد وسیعی جهت تولید فراورده های مختلف غذاییدر میان سبزی ها، مواد لبنی نظیر انواع پنیر و ماست و گوشت می گردد.

تخمیر لاکتیک اساساً برایگوشت و سایر اقلام غذایی که حاوی پروتئین زیاد و مواد قندی کمی هستند مناسب نمی باشد اما اشکال مختلفی از این نوع تخمیر با نقش حفاظتی و یا تغییر ویژگی های ماده گوشتی - بخصوص در صورتیکه  ماده قندی در آن بکار گرفته شده باشد- مورد استفاده قرار می گیرد.

2.تخمیرهای الکلی (Alcoholic Fermentation): این نوع تخمیر برای تولید نوشابه هایالکلی که مشخصاً شامل آبجو و شرابمی باشد، استفاده می گردد.اما نظر به اینکه الکل نمی تواند نقش حفاظت کننده مشخص و مورد نظر را ایفا کند،عمل پاستوریزاسیون در مورد این مواد صورت می پذیرد.

در تولید نان نیز، از این نوع تخمیر استفاده می شود. در اینجا هدف اصلی از تخمیر تولید دی اکسید کربن است که باعث ایجاد بافت متخلخل شود. در این محصول در اثر حرارت، قسمت اعظم الکل تولید شده جدا می شود. مخمر مورد استفاده برای این نوع تخمیر ساکارومایسس سرویسیه می باشد.

در جریان این تخمیر مقداری اسید لاکتیک و اسید استیک نیز تولید می شودکه می توانند محیط را برای فعالیت آلفا آمیلاز - که تجزیه کننده نشاسته و فراهم آورنده قندهای ساده و تولید گاز است- فراهم کنند و همچنین میزان چسبناکی خمیر را کاهش می دهد.

3.تخمیرهای الکلی - اسیدی مخلوط (Mixed Alcoholic-Acid Fermentation): از این نوع تخمیر در جریان تولید محصولاتی نظیر سرکه، سس سویا، کفیر، کومیس، کاکائو و قهوه استفاده می شود.

روش کار :

برای تهیه خمیر نان و بررسی تغییرات حجم خمیر بر حسب زمان به صورت زیر عمل می کنیم:

ابتدا باید خمیر نان درست کنیم. ابتدا مقداری آرد را در ظرفی می ریزیم و به آن مقدار خیلی کمی آب اضافه می کنیم. حال خمیری درست می شود که باید حدود نیم ساعت آن را ورز دهیم تا کاملا آن یکنواخت شود. حال حدود 84 سی سی از خمیر را برداشته و داخل استوانه می اندازیم. سپس استوانه را درون یک بشر بزرگتر که حمام آب گرم ما است، قرار می دهیم و دما را می خوانیم که 21 درجه سانتی گراد است، حال کمی آب گرم درون حمام آب گرم می ریزیم که دمای حمام ما بالاتر رود و حدود 25 درجه سانتی گراد شود.حال هر 5 دقیقه یکبار حجم خمیر درون استوانه مدرج را اندازه گیری می کنیم و در جدول یادداشت می کنیم. ضمنا چون مقدار خمیری را که برمی داریم 100 سی سی نیست پس باید یک ضریبی پیدا کنیم تا حجم همه ی خمیر ها 100 سی سی باشد. پس عدد100 را تقسیم بر مقدار حجمی که از خمیر برداشته می کنیم و هر حجمی را که بدست می آوریم در آن ضریب ضرب کرده و حجم را درون جدول می نویسیم.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: