نقش مخمر در توليد مشروبات الكلي

اگرچه تشخيص بين آبجو، شراب و نوشيدني الكلي با ساير نوشابه‌هاي الكلي شناخته شده، به خوبي امكان‌پذير است، اما؛ آنها در يك چيز با هم مشتركند. آنها همگي فراوردة تخمير بوسيلة مخمرها؛ به ميزان بيشتر «ساكارومايسس سرويزيه» و «ساكارومايسس آويوم» يا در مورد آبجوها، معمولاً «ساكارومايسس كارلزبورجينِزيز» هستند.

مخمر چيست؟
مخمر‌ها، همانطور كه مي‌دانيد، فاقد ميسيليوم مي‌باشند. آنها قارچ‌هاي تك‌ياخته‌اي هستند كه به صورت غيرجنسي توسط جوانه زدن يا شكافتن، تكثير مي‌گردند.
ـ قارچ‌هاي تك‌سلولي ميكروسكوپي داراي زندگي آزاد.
ـ فاقد كلروفيل بوده و هتروتروف مي‌باشند.

ـ مشخص شده كه داراي يك پراكندگي و انتشار وسيع در طبيعت‌اند.
ـ با جوانه‌زدن يا شكافتن، شكل تازه‌اي از رشد و نمو را به صورت غيرجنسي دارا مي‌باشند.
ـ سلول‌هاي مخمر بزرگتر از سلول‌هاي باكتريايي‌اند.
ـ در مدت زمان تكاملي، سازگاري بيشتري پيدا كرده‌اند.

ـ امكان دارد كه كروي، تخم‌مرغي يا استوانه‌اي شكل باشند.
¬¬ـ به صورت سلول‌هاي ميله‌اي و كروي شكل در زير ميكروسكوپ ديده شده است.
ـ جديداً مخمرها در حقيقت باكتري به حساب مي‌آيند.
ـ مخمر به عنوان يك مكمل ويتاميني خوراكي مي‌باشد، زيرا؛ داراي ۵۰% پروتئين مي‌باشد.
ـ مخمر يك منبع غني از ويتامين ب، نياسين (اسيد نيكوتينيك) و اسيد فوليك است.
ـ مخمر به صورت خشك و بسته‌بندي شده به فروش مي‌رسد.

ـ مخمر به صورت قرص نيز براي مصارف خوراكي به عنوان ماده‌اي مقوي و سالم به فروش مي‌رسد.
تاريخچه مخمر:
گفته‌ مي‌شود كه واژه «مخمر» (Yeast)، امروزه در خيلي از زبان‌ها، واژه مترادف براي «ساكارومايسس سرويزيه» (نام انتخاب شده براي يك نژاد مخمر كه در مالت ديده شده، ۱۸۳۷) مي‌باشد يادآوري اين نكته در اينجا لازم است كه شايد اين گونه، كهن‌ترين موجود زندة اهلي شده باشد. اين ارگانيسم روي قندها زندگي مي‌كند و در سومر و بابل در ۶۰۰۰ سال قبل از ميلاد، به منظور توليد آبجو مورد استفاده قرار گرفته است. همزمان؛ نژاد ساكارومايسس سرويزيه در جورجيا براي كشت انگور و در مصر به عنوان خمير مايه مورد استعمال واقع مي‌شده.

ريشه لغوي واژه انگليسي «ايست» (Yeast) و واژه هلندي «گوئيست» (Guist) يا حتي واژه آلماني «هِف» (Hefe)، همگي از واژه‌اي مربوط به آلمان غربي است به عنوان «هَف ـ جون» (Haf-jon)، به معني؛ عامل بالقوه (نهاني) خمير مايه. همچنين؛ واژه يوناني «زيماي» (Zymi) (زوماي = Zumi) بطور همزمان براي مخمر و خمير مورد استعمال واقع شده (آنزيم = در زيماي = در مخمر).
در حقيقت، تاريخ اين مشاهدات برمي‌گردد به نخستين مطالعات لوئيس پاستور در ۱۸۵۷، كه او در تمام دوره خود در دانشگاه استرانسبورگ انجام مي‌داد. خواص منحصر به فرد مخمر‌ ـ

ساكارومايسس سرويزيه ـ در ميان تقريباً ۷۰۰ گونه مخمر (يك زيرگونه از ۷۰۰۰۰۰ قارچ مختلف) و نيز اهميت اين عامل بالقوه مخفي شده كه از آن براي بيش از هزاران سال بهره‌برداري مي‌شده، آن را به يك ارگانيسم برگزيده و منتخب براي تحقيق و پژوهش مبدل ساخته است. علاوه‌ بر اين؛ ساكارومايسس سرويزيه و ساير مخمرها به ميزان بسيار زيادي كاربردهاي صنعتي و پزشكي مفيد و سودمند براي زندگي انسان را ارائه كرده‌اند.

تاريخ‌ شماري اهميت موضوع
۸۰۰۰-۶۰۰۰ ق.م تخمير آبجو (سومري‌ها و بابلي‌ها)
۱۶۸۰ مشاهده مخمر زير ميكروسكوپ (وان ليون هوك)
۱۸۳۵ تخمير الكلي وابسته به مخمر
۱۸۳۷ نام «ساكارومايسس سرويزيه» نهاده شد بر مخمر ديده شده در مالت
۱۸۳۹ شناخته شدن قند به عنوان يك منبع غذايي براي مخمر

۱۸۵۷ تخمير وابسته به متابوليسم (پاستور)
۱۸۷۶ تخمير آبجو و كشف مخمر آبجو (پاستور)
۱۸۷۷ اصطلاح آنزيم (در مخمر) مطرح شد (كوهن)
۱۸۸۰ سلول‌هاي مخمر جدا شد و خالص سازي نژاد انجام گرفت براي تخمير آبجو (هانسن)
۱۸۸۳ الكل و دي‌اكسيدكربن از سلول‌هاي آزاد استخراج شد (بوخنر)
۱۹۱۵ گليسرول ساخته شد
۱۹۴۹ اولين نقشه ژنتيكي (لايندِگرِن)
۱۹۶۰-۱۹۳۰ طبقه‌بندي مخمرها توسط كلايوِر
۱۹۷۸ اولين تغيير شكل از مخمر (هاينِن، هاكس و فاينك)
۱۹۹۴-۱۹۹۰ اولين توليدات دارويي تجاري از مخمرهاي تغيير ژنتيكي يافته (واكسن هپاتيت ب)
۱۹۹۶ اتمام پروژه ژنوم مخمر
بيوتكنولوژي مخمرها:

ـ تكنولوژي شيميايي و غذايي: طعم دهنده‌هاي غذايي ـ آنزيم‌ها ـ خمير مايه ـ رنگدانه‌ها ـ ترش‌كننده‌هاي غذايي ـ تبديلات مواد شيميايي
ـ تخمير صنعتي: تخمير آبجو ـ توليد اتانل زيستي و…
ـ تحقيقات زيستي: زيست‌شناسي سلولي ـ ژنتيك ـ زيست‌شناسي مولكولي ـ بيوشيمي
ـ تحقيقات پزشكي: سرطان ـ ايدز ـ متابوليسم دارويي ـ اختلالات ژنتيكي انساني و …
ـ توليدات بهداشتي و درماني: واكسن‌ها ـ فاكتورهاي خوني ـ هورمون‌ها ـ داروسازي و …
ـ تكنولوژي محيطي: اصلاح زيستي ـ بازيافت ـ حفاظت از محصولات توليدي ـ جذب زيستي فلزات

فراورده‌هاي درماني مخمر:
ـ توليدات پروكاريوتيك: قطعه C سم كزاز ـ آنزيم استرپتوكيناز
ـ آنتي‌ژن‌هاي سطحي ويروسي: هپاتيت ب ـ HIV ـ بيماري Foot & Mouse (بيماري حاد و مسري ويروسي ويژه حيوانات اهلي و وحشي سم‌دار) ـ آنفلوانزا ـ فلج‌اطفال ـ پوليوما ـ اپشتن بار ـ رتروويروس‌هاي اونكوژنيك
ـ توليدات حيواني: هايرودين (ماده اصلي ترشحات بزاقي زالوها) ـ اينترفرون خوكي ـ اينترلوكين ـ مهاركننده تريپسين

ـ هورمون‌هاي انساني: انسولين ـ هورمون پاراتيروئيد ـ هورمون رشد ـ گونادوتروپين جنيني
ـ فاكتورهاي رشد انساني: IGF1 ـ NGF ـ EGF ـ فاكتورهاي بافتي ـ CSF ـ GM-CSF ـ TNF
ـ پروتئين‌هاي خوني انساني: هموگلوبين ـ فاكتورهاي ۸ و ۱۳ ـ آنتي‌تريپسين، ۱، آلفا ـ آنتي‌ترومبين ۳ ـ آلبومين سرم

ـ آنزيم‌هاي انساني مختلف: CFTR ـ گيرنده آستروژن
ـ اينترفرون‌ها: اينترفرون آلفا ـ اينترفرون بتا ۱
چرخه حيات در مخمر:
۱) دوره تأخيري (ركود) ۲) مرحله رشد و نمو
۳) مرحله تخمير ۴) مرحله ته‌نشيني (رسوب‌دهي)
تخمير چيست؟

يك تجزيه غيرهوازي از يك تركيب آلي است به منظور استفاده از آن، بطوريكه گيرندة الكترون نهايي ـ در اينجا؛ ATP ـ با عمل فسفوريلاسيون ساخته مي‌شود.
تخمير: يك فرايندي كه توسط مخمر اعمال مي‌شود به منظور تبديل قندها به الكل و دي‌اكسيدكربن
عملكرد مخمر چگونه است؟
واكنشي كه طي آن مشروبات الكلي توليد شده‌اند بطوركلي نتيجة عمل تخمير است و بطورخلاصه به صورت زير مي‌باشد؛

مخمر + گلوكز الكل (اتانل) + دي‌اكسيدكربن
اين واكنش، همچنين؛ در خمير مايه نان نيز داراي اهميت فراوان مي‌باشد، اما؛ در آن وقت، محصول دي‌كسيدكربن بيشتر از الكل مد نظر است. توليد الكل به بهترين وجه در زمان فقدان اكسيژن روي مي‌دهد. ازآنجائيكه؛ از ديدگاه مخمر، الكل و دي‌اكسيدكربن محصولات بيهوده و زائدي هستند، رشد و متابوليسم مخمر روي قند تنها تا زماني ادامه مي‌يابد كه غلظت الكل انباشته شده به ميزان

سمي خود برسد كه حدود ۱۸-۱۴% است، در اين حالت سلول‌هاي مخمر مي‌ميرند. دليل اينكه درصد الكل در شراب و آبجو تنها مي‌تواند تقريباً ۱۶% باشد نيز به همين امر مربوط است. در مورد توليد دسته ديگر مشروبات (مشروبات الكلي) با بالاترين ميزان الكل، محصول تخمير شده بايد تقطير شده باشد.

ـ مخمر فرايند تخمير را هدايت مي‌كند: مخمر + گلوكز الكل (اتانل) + دي‌اكسيدكربن
ـ مشروبات الكلي را توليد مي‌كند.
ـ توليد الكل در غياب اكسيژن بهتر رخ مي‌دهد.
ساكارومايسس سرويزيه:
ـ بطور تجاري در توليد مشروبات الكلي استفاده مي‌شود.
ـ مناسب براي توليد ميزان بالاي الكل است، زيرا؛ تحمل سطح بالايي از الكل را دارد.
ـ اولين مخمر است كه توالي ژنوم آن مشخص شده.

ـ ژنوم آن مركب از ۱۲ ميليون جفت‌باز مي‌باشد.
ـ شناخته شده به عنوان مخمر آبجو (آبجوي انگليسي)
ـ فعال در درجه حرارت اتاق
ـ داراي سرعت بالاي تخمير

ـ توليد كننده مزه‌اي مشخص مانند مزة انگور
ـ شناور در سطح خمرة آبجوسازي
ساكارومايسس آويوم:
ـ شناخته شده به عنوان مخمر آبجو نارس (آبجو كم الكل)
ـ فعال در درجه حرارت ۴۰-۳۰ درجه فارنهايت
ـ داراي سرعت پايين تخمير

ـ توليد كننده آبجو زلال و شفاف
ـ توليد كننده مزه‌اي تند و حجم بالايي از الكل
ـ ته‌نشين در بخش تحتاني خمرة آبجوسازي
شامپاين و ديگر مشروبات گازدار:
قند اضافي كه در زمان غيرفعال بودن مخمر از لحاظ فعاليت تخميري به آن اضافه شده است، طي مرحلة كربوناسيون تبديل به كربنات مي‌گردد. ساختمان پر از دي‌اكسيد كربن كربنات در مشروب، باعث ايجاد حالت حباب (جوشيدن) مي‌شود. توليد اين قبيل مشروبات نيازمند مهارت بسيار است

ت فشار داخلي شود. پس چرا شامپاين ارزانتر از ساير مشروبات است؟ قيمت شامپاين لزوماً به معني اين نيست كه كيفيت آن پايين است. برخي شامپاين‌ها ارزان هستند، زيرا؛ آنها در سطح صنعتي و در خمره‌هاي بسيار بزرگ ساخته مي‌شوند نه در بطري‌هاي كوچك شخصي.
ـ بر اثر تخمير قند اضافه شده در زمان غيرفعال بودن مخمر.

ـ ساختمان پر از دي‌اكسيد كربن كربنات‌ها باعث ايجاد حالت شامپايني (گازدار) در مشروب مي‌شود.
مهمترين مشروبات تقطيري:
آلِ (آبجو انگليسي): آبجوهاي ساخته شده با مخمري كه شناور در روي خمره آبجوسازي مي‌ماند (ساكارومايسس سرويزيه)، نتيجه اين عمل؛ يك آبجوي كدر مي‌باشد. آنها ميل دارند به داشتن يك ميزان زيادي الكل نسبت به آبجوهاي لاگِر (نارس).
شراب‌هاي خشك: شراب‌هايي كه در انها تمام قن در مدت فرآيند تخمير به مصرف رسيده است.
واس (آبجو كم الكل روسي): آبجو روسي قديمي ساخته شده با تخمير مخلوطي از مالت، نان بيات، آرد، قند و آب. محصول تنها ۲-۱% الكل دارد.

لاگِر (آبجو نارس): آبجوهاي ساخته شده با مخمري كه ته‌نشين مي‌شود در ظرف تخمير (ساكارومايسس كارلزبرگرنزيز ـ آويوم). بنابراين؛ همه مخمرها و ديگر مواد، ته‌نشين شده و باعث ايجاد يك آبجوي زلال و شفاف مي‌شود. بيشترين آبجوهاي آمريكايي از اين نوعند.
پيلسنِر: يك ابجو نارس بي‌رنگ اصيل ساخته شده در شهر پيلسِن. آب استفاده شده براي ساخت اين آبجو سخت‌تر است، زيرا؛ داراي كلسيم و منيزيم بيشتر نسبت به آب استفاده شده براي آبجوي نارس مي‌باشد. رنگ اين ابجو نيز روشن‌تر از آبجوي نارس است.

پورتِر: يك آبجو انگليسي خيلي تيره. رنگ تيره‌تر و مزه و بوي ويژه آن در نتيجه سرخ شدن مالت قبل از تقطير مي‌باشد. اين عمل معمولاً يك مزة تند و مقدار زيادي الكل را نتيجه مي‌دهد.
آبجو برنج (ساكي): آبجو قديمي چيني ساخته شده از برنج
استوت: يك آبجوي انگليسي خيلي تيره و تقريباً سياه. رنگ تيره و طعم برشته شده دارد كه ناشي از سرخ كردن جو يا مالت قبل از تقطير مي‌باشد.
شراب‌هاي شيرين: در اين شراب‌ها قبل از اينكه مخمر بطور كامل متابوليزه شده باشد، تخمير متوقف مي‌گردد در نتيجه؛ قندهاي باقيمانده باعث مزة شيرين در شراب مي‌شوند.
ودكا (عرق روسي): ساخته شده از دانه جو و سيب‌زميني
رِم (عرق نيشكر): ساخته شده از ملاس يا شيره قند

ويسكي: حاصل تخمير و دم كردن مالت
جين (عرق جو سياه): ساخته شده از جو و دانه‌هاي سرو كوهي (Juniperus Communis)
ـ مايع فرمانته شده را در درجه حرارت بالا گرم مي‌كنند.
ـ الكل را تغليظ و جمع‌آوري مي‌كنند.

انتخاب مخمر:
ـ مخمر داراي تحمل زياد در برابر محرك‌ها و استرس‌ها
ـ نرخ ميرايي پايين
ـ توجه مزه و بوي محصول نهايي
ـ استواري و استحكام در برابر جهش
ـ استواري و استحكام در برابر فساد

رشد و نمو مخمر:
ـ شستشوي دادن با آب اسيدي خنك (مانند؛ سركه) باعث محدود شدن رشد باكتري‌ و از بين رفتن مخمرهاي مرده مي‌شود ـ تكرار اين عمل موجب بالا رفتن كارآيي مخمر مي‌گردد.
ـ كربوهيدرات‌ها، منابع نيتروژن، ويتامين‌ها و مواد معدني براي تخمير سالم لازم‌اند.
وسايل لازم براي نگهداري مخمر:
ـ اتوكلاو ـ پاك مي‌كند مخمر را با انجام عمل استريل
ـ انكوباتور ـ يك كنترل كننده محيط است، آماده مي‌كند

دماي بهينه براي حفظ و نگهداري مخمر را
ـ ميكروسكوپ ـ سودمند واقع مي‌شود براي تأييد و تصديق حضور ارگانيسم مورد نظر
تفاوت آبجو و شراب در چيست؟
بطوركلي؛ نوشابه‌هاي مشتق شده از اب ميوه‌هاي تخمير شده، شراب مي‌باشد، اگرچه؛ از نظر تجاري، شراب؛ آب انگور تخمير شده است. شراب‌هاي ديگر بطور خاص ناميده مي‌شوند با نام‌ ميوه‌اي كه تخمير آب آن حاصل آمده‌اند، براي مثال؛ شراب اقطي، شراب هلو و غيره.
از سوي ديگر، آبجو معمولاً در فرهنگ‌هاي غربي مشتق از تخمير عصاره مالت حاصل از

هضم دانه‌هاي جو جوانه زده، مي‌باشد، اما؛ در فرهنگ‌هاي ديگر ممكن است كه دانه‌هاي ديگري نيز بكار گرفته شوند.
همچنين؛ تفاوتي نيز وجود دارد بين مراحلي كه طي آن شراب‌ها و آبجوها تقطير مي‌شوند.
در اين موضوع حسي وجود دارد در مورد افرادي كه آبجو مي‌نوشند و نيز افرادي كه شراب مصرف مي‌كنند. آبجو خوارها به نظر مي‌رسد همگي از قشر كارگري باشند. از سوي ديگر؛ شراب يك نوشيدني مورد استفاده در رستوران‌هاي بزرگ و گران قيمت، ميهماني‌هاي رسمي، كارهاي (عشق‌بازي) دسته‌جمعي و غيره مي‌باشد. افرادي كه شراب مي‌نوشند، به نظر مي‌رسد افراد از قشر مرفه (كارمند) باشند.

ساخت آبجو تقريباً يك علم است. در مقايسه با ساخت شراب، پيچيده‌تر مي‌باشد. ساخت شراب، بسيار آسان است، چراكه يك نوشيدني طبيعي است و احتمالاً منشاء آن خيلي جلوتر از ساخت آبجو مي‌باشد. هر كس، مي‌تواند ساخت شراب را بصورت انفرادي انجام دهد.

از انجائيكه مخمر مسئول براي تخمير قندها در ميوه‌ها معمولاً روي پوست (مثلاً انگور) قرار دارند و براي صورت گرفتن تخمير بايد به داخل ميوه نفوذ كنند، پس؛ بايد يك شكستگي در پوست ميوه ايجاد شود. بنابراين؛ وقتيكه توليد شراب توسط انسان اعمال مي‌شود، ابتدا بايد جمع‌آوري ميوه صورت گيرد و بعد بايد با له كردن آنها و سپس اجازخ دادن براي انجام تخمير،

فرايند ساخت شراب را ادامه دادر، البته؛ اين مراحل بسيار ساده‌تر از ساخت آبجو است.
كامبوجا:
نمونه يك نوشيدني كه غيرالكلي بوده و مورد توجه قرار گرفته از ۱۰ سال قبل و شناخته شده است براي عموم، كامبوجا مي‌باشد. البته؛ نام‌هاي عمومي بسياري دارد. به عنوان مثال آن شناخته شده است به عنوان؛ «چاي قارچ»، «قارچ خوراكي مَنچوري»، «قارچ ژاپني» و نام‌هاي ديگر. اين نام‌هاي عمومي اغلب گمراه كننده‌اند، چراكه قارچ در اين مورد در حقيقت يك ارگانيسم مركب است، تركيب شده از باكتري و قارچ كه هيچكدام از انها هم خوراكي نيستند. ارگانيسم‌هاي درگير شده در آن عبارتند از؛
ـ اكتينوباكتر زايلينوم

ـ اكتينوباكتر زايلينوئيدِس
ـ ساكارومايكودِس لودويجي
ـ شيزوساكارومايسس پُمب
ـ ساكارومايسس سرويزيه
دوتاي نخست، باكتري و سه‌تاي آخري، مخمر هستند. آنها ظاهراً بهره‌وري دارند. آنها رنگ و غلظت منحصر به فرد دارند، ظاهرشان قدري شبيه است به «كيك ماهي». با اين وجود در خوردن آنها تلاشي صورت نمي‌گيرد، زيرا قدري سمي هستند! قارچ كامبوجا در شكل مقابل نشان داده شده است.
نخستين تاريخچة پيدايش آن مربوط مي‌شود به ۲۲۱ سال قبل از ميلاد، در دوران سلسلة تي.سينگ، در چين. بدين‌سان؛ مانند مشروبات الكلي، يك نوشيدني قديمي و كهن است. اين نوشيدني چون به عنوان يك درمان گياهي استفاده مي‌شده، رواج و محبوبيت فراواني داشته. چاي ساخته شده از كامبوجا گفته شده كه براي درمان خيلي از ناراحتي‌ها مفيد مي‌باشد، مانند؛ ورم مفاصل، افزايش كلسترول، افزايش فشار خون، سرطان، ايدز و خيلي خيلي بيماري‌هاي ديگر. اما؛ احتمالاً گفتن اين مطلب صحيح است كه خيلي از ادعاهاي مذكور درباره اين نوشيدني ساختگي و بيش‌ازحد اغراق‌اميز است.

دستورالعمل ساخت چاي از كامبوجا به صورت زير مي‌باشد؛
ـ ۴۰ اونس (هر اونس ۳۱۱۰۳۵ گرم) آب جوش در يك ظرف غيرفلزي داراي سرپوش
ـ اضافه كردن ثلث يا نصف فنجان شكر
ـ اضافه كردن دو كيسه چاي يا مقدار مشابه چاي به آب
ـ اجازه دادن به منظور خيس خوردن چاي به مدت ۱۵-۱۰ دقيقه و سپس؛ برداشتن كيسه‌هاي چاي
ـ پوشاندن درب ظرف و اجازه داده به منظور خنك شدن چاي در دماي اتاق
ـ ريختن چاي در يك ظرف شيشه‌اي ۶۴ اونسي

ـ ريختن ۱۲-۸ اونس از چاي ساخته شده قبلي يا يك تكه از قارچ كامبوجا در ظرف
ـ پوشاندن درب ان با كاغذ صافي و ثابت كردن آن با يك بند لاستيكي
ـ اجازه دادن براي انكوبه شدن به مدتي كه يك هفته قبل از نوشيدن شروع رشد قارچ كامبوجاي جديد در روي چاي ديده شود.