مخمر چیست | انواع مخمر و کاربردهای آن ها

مخمر چیست؟ (Yeast): این مواد میکروارگانیسم­های یوکاریوتی هستند که تخمین زده میشود یک درصد از کل گونه های قارچی شناسایی شده باشد و احتمالا یکی از اولین موجودات زنده ای بودند که روی کره زمین پدیدار شدند. این مواد تک سلولی هستند اگرچه برخی گونه ها ممکن است به صورت رشته های چند سلولی نیز دیده شوند. اندازه ی آن ها بسیار متفاوت و بسته به گونه و محل زندگی شان از 4-3 میکرومتر قطر تا 40 میکرومتر متغیر هستند. در ادامه با کاربرد مخمر ها و خواص این مواد بیشتر آشنا می شویم :

.

تاریخچه مخمر و استفاده از آن

کلمه مخمر با ریشه هند و اروپایی به معنی جوش یا حباب میباشد. پاستور نشان داد که اضافه شدن حباب اکسیژن به محیط مایع مخمر، رشد سلولی را افزایش میدهد. اما تخمیر مهار میگردد. این مشاهده بعدها به عنوان اثر پاستور نامیده شد.

این مواد از ترکیبات ارگانیک به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند و برای رشد نیاز به نور خورشید ندارند. کربن مورد نیاز مخمر ها از قندهای هگزوز مثل گلوکز، فروکتوز یا دی ساکاریدهایی مثل ساکارز و مالتوز به دست می آید. برخی از گونه های آن ها میتوانند قندهای پنتوز، الکل ها و اسیدهای ارگانیک را نیز متابولیزه کنند. این مواد می توانند هوازی اجباری یا بیهوازی اختیاری باشند و برخلاف برخی باکتریها نمیتوانند بیهوازی اجباری باشند و در محیط هایی با اسیدیته خنثی یا کم اسیدی بهتر رشد میکند. همچنین از این نظر که در چه محدوده دمایی بهتر رشد می کنند بسیار متفاوتند. برای مثال یک گونه مخمر در دمای 20 تا 2- درجه سلسیوس به صورت بهینه رشد میکند و یک گونه دیگر در دمای 35-5 درجه سلسیوس.

 

سیکلوهگزیل آمید آنتی بیوتیکی است که گاهی اوقات به محیط رشد مخمر اضافه می شود تا رشد مخمرهای ساکارومایسس را مهار کرده و گونه های وحشی را انتخاب کند. گونه های مختلف مثل Saccharomyces Cerevisiae این توانایی را دارند تا کربوهیدرات ها را به کربن دی اکسید و الکل تبدیل کنند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با بهترین روش های نگهداری مواد غذایی

انواع تخمیر

در ادامه با 3 نوع از انواع تخمیر بیشتر آشنا می شویم:

• تخمیر اسید لاکتیک

این ترکیبات، نشاسته و قند را به اسید لاکتیک تخمیر می نمایند. در این فرایند نیاز به گرما نیست. در این واکنش های شیمیایی بی هوازی ، اسید پیرویک از نیکوتین آمید آدنین دینوکلئوتید + هیدروژن (NADH) برای تشکیل اسید لاکتیک و NAD + استفاده می کند.

تخمیر اسید لاکتیک در سلولهای عضلانی انسان نیز اتفاق می افتد. در طی فعالیت های ورزشی ماهیچه ها آدنوزین تری فسفات (ATP) را سریع تر از رسیدن اکسیژن به سلول های ماهیچه ای مصرف می کنند. در نتیجه اسید لاکتیک تولید می شود و درد عضلانی حاصل می گردد. در طی فرایند گلیکولیز، گلوکز به دو مولکول پیروات شکسته می شود و بدون مصرف اکسیژن ATP تولید می شود.

باکتری های لاکتیک اسید برای تولید و نگهداری مواد غذایی از خراب شدن بسیار مفید می باشند و در تهیه ی غذا های عمده ای مانند ترشی، ماست، خیارشور و… مورد استفاده قرار می گیرد.

• تخمیر اتانول / تخمیر الکل

مخمر ها مولکول های پیروات (محصول تولیدی فرایند متابولیسم گلوکز (C₆H₁₂O₆) معروف به گلیکولیز) موجود در نشاسته ها یا قند ها را می شکنند و به الکل و مولکول های دی اکسید کربن تبدیل می نمایند. تخمیر الکل (الکل اتانول) باعث تولید شراب و آبجو می شود.

• تخمیر استیک

نشاسته ها و قندهای موجود در غلات و میوه ها به سرکه تخمیر می گردد. از جمله محصولات تولیدی با این تخمیر می توان به سرکه سیب، کامپوچا و سرکه ی شراب اشاره نمود.

کاربرد مخمر ها چیست؟

در این می خواهیم یک سوال مهم را جواب دهیم “از مخمر ها چه استفاده ای می شود ؟”

خواص فیزیولوژیکی مفید مخمرها موجب شده در زمینه های مختلف بیوتکنولوژی کاربرد داشته باشد. تخمیر قندها توسط مخمر یکی از قدیمی ترین و بزرگترین کاربردهای این موجود زنده در تکنولوژی است. بسیاری از گونه های مخمر برای تهیه غذا، تهیه نان، آبجو و …کاربرد دارد. یکی مورد از کاربرد مخمر در زندگی روزمره تولید نان است.

 

کاربرد مخمر در صنایع غذایی

در صنایع غذایی خصوصا تولید نان و کیک از این ترکیبات برای افزایش حجم استفاده می شود. کاربرد دیگر استفاده برای تولید نوشیدنی هایی است که حاوی الکل هستند. مخمرهای نان و آبجو از نظر نحوه فعالیت متفاوت هستند به این صورت که مخمرهای نان اصولا تهاجمی تر هستند و در کوتاهترین زمان ممکن عمل تخمیر را انجام میدهند اما مخمرهای آبجو آرام تر فعالیت کرده و محصول نهایی شان فاقد بو و مزه است. برای تولید نان، مخمر ساکارومایسس سرویزیه با آرد سفید مخلوط میشود، فرآیند تخمیر شروع می شود و در نتیجه در اثر فشار کربن دی اکسید نان متورم و اسفنجی می شود.

کاربرد مخمر در تهیه نان

یک مورد از کاربرد مخمر در زندگی روزمره تولید نان است. به طور کل این میکروارگانیسم در تهیه نان برای آماده سازی خمیر و افزایش حجم مورد استفاده قرار می گیرد. روند کار به این صورت است که ماده تخمیر کننده با قند واکنش داده و تولید الکل و گاز کربن دی اکسید می کند. تولید و خروج گاز کربن دی اکسید باعث افزایش حجم خواهد شد.

این محصول معمولا در سوپرمارکت ها به 3 صورت تازه، خشک و خشک با عملکرد فوری وجود دارد. فرم خشک در مقایسه با فرم تازه از ماندگاری بیشتری برخوردار است و نوع خشک با عملکرد فوری حاوی ویتامین C نیز است که سرعت فعالیت و اثرگذاری آن را بالا می برد. تخمیر معمولا در دمای 60 درجه سانتی گراد و بالاتر متوقف می شود، زیرا در این دما مخمر از بین می رود.

کاربرد مخمر در تولید اتانول

توانایی مخمر برای تبدیل قند به اتانول در صنعت بیوتکنولوژی برای تولید سوخت حائز اهمیت است.این  فرآیند با آسیاب کردن مواد اولیه مثل نیشکر، ذرت، غلات و سایر دانه ها آغاز میشود و سپس اسید سولفوریک رقیق و یا آنزیم های آلفا آمیلاز اضافه می­شود تا پیوند قندهای پیچیده را بشکند و آن ها را تبدیل به قندهای ساده کند. پس از این مرحله مخمرها اضافه میشوند.تا قندهای ساده را به اتانول تبدیل کند. اتانول پس از طی مراحل تقطیر به درجه خلوص 96 درصد میرسد.

ساکارومایسس ها برای تخمیر زایلوز (یکی از قندهای قابل تخمیرموجود در پس مانده های کشاورزی، ضایعات کاغذ و تراشه های چوب) نیز کاربرد دارد. بنابراین تولید اتانول از این مواد اولیه ارزان قیمت میتواند از نظر قیمتی با سوخت هایی مثل بنزین قابل رقابت باشد.

مخمر چگونه تولید می شود ؟

تولید این میکروارگانیسم ها با استفاده از یک فرایند شیمیایی استاندارد و یا جداسازی انجام نمی شود. در عوض باید آنها را رشد داد. هرچند می توان رشد را به خوبی کنترل کرد اما کنترل آن در مقایسه با واکنش های شیمیایی استاندارد دشوارتر است.

این میکروارگانیسم ها تنها از یک سلول تشکیل شده اند و این سلول ها رشد بسیار سریع تری در مقایسه با سلول های حیوانی دارند. رشد می تواند از طریق مکانیزم جوانه زدن اتفاق بیفتد. در این روش سلول کوچکتر در کنار یک سلول بالغ قرار گرفته و زمانی که به اندازه کافی رشد کرد جدا می شود. عوامل موثر بر محیط رشد عبارتند از دما، pH ، حضور یا عدم حضور اکسیژن و البته غذا که عموما شکر است. روند دقیق این فرآیند ار در شکل زیر می توان مشاهده نمود:

مخمرها به صورت طبیعی وجود داشته و سپس تحت فرآیند کشت قرار می گیرند. نکته خوب در مورد تولید مخمرها این است که به داشتن مقدار زیادی از آن برای شروع تولید احتیاجی نیست. بلکه تنها کافی است مقداری از آن را کشت داده و مقداری را در شرایط مناسب نگهداری نمود تا برای تولید دسته بعدی مورد استفاده قرار گیرد.  

یکی از مشکلاتی که درهنگام تولید به وجود می آید وجود تعداد زیادی از میکروارگانیسم های ناخواسته (باکتریها) و نامطلوب هستند که تمایل دارند در شرایط فراهم شده رشد کنند و بر رشد مخمر مورد نظر اثر منفی بگذارند. یکی از راه های جلوگیری از این امر استرلیزه نمودن مواد موجود در محیط کشت است.

مضرات 

این مواد موجب کاهش سطح کلسترول و تری گلیسیرید در بیماری های ویروس نقص ایمنی در انسان می شوند.

فعال شدن مخمر

یکی از نگرانی های آشپزها و خانم های خانه دار فعال سازی مخمر، خصوصا در هنگام پخت نان است. ابتدا باید دو نکته را مورد توجه قرار داد: 1- حتما تاریخ انقضای روی بسته را چک کنید 2- دستورالعمل روی بسته را به دقت دنبال نمایید. 

به طور کلی فعالسازی می تواند شامل سه مرحله باشد : 

1. مخلوط کردن مقدار مورد نیاز از مخمر با آب گرم 
2. اضافه نمودن شکر به مخلوط و همزدن آن
3. زمان دادن به مخلوط تا زمانی که کف کند

هر وقت شاهد تشکیل حباب و کف کردن مخلوط بودید به این معنی است که مخمرها فعال شده اند و با خیال راحت می توانید از آنها استفاده کنید. 

سوالات متداول

1- مخمر غیر فعال چیست؟ 

این نوع از پاستوریزاسیون و استرلیزاسیون کرم مخمر به دذست می آید و چون این اتفاق در دمای بالا رخ می دهد باعث غیر فعال شدن آن در سطح می شود.

2- مخمر نان چه گازی تولید می کند؟

مخمر نان با قند واکنش داده و تولید الکل و گاز کربن دی اکسید می کند.

3- مخمر طبیعی چیست؟

مخمر طبیعی میکروارگانیسم هایی هستند که در گروه قارچ ها قرار دارند و نتیجه تخمیر خود به خودی هستند. Sourdough Starter یک مخمر طبیعی است که از آرد و آب و مخمر موجود در خود آرد و هوای اطراف ما تهیه می شود.

4- از چه چیزی به عنوان جایگزین مخمر می توان استفاده کرد؟

در محصولات پخته، می توانید مخمر را با مقدار مساوی بکینگ پودر جایگزین کنید. فقط به خاطر داشته باشید که تاثیر بیکینگ پودر به اندازه مخمرها نخواهد بود.