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 تخمیر 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.
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 تخمیر 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.
دیدگاه ها