خمیر مایه یا مخمر نان

خميرمايه يا همان مخمر نان در واقع توده سلول‌هاي مخمر ساكارومايسس سرويزيه (saccharomyces cerevisiae) مي‌باشد كه به طور صنعتي و به دو حالت «خميرمايه تر» و «خميرمايه خشك»  توليد مي‌شود.

خمیر مایه یا مخمر یك قارچ میكروسكوپی است . در طبیعت در همه جا یافت میشود و قادرست قندها را به الكل و گاز دی اكسید كربن و تركیبات معطر تبدیل كند. مخمر شرایط اسیدی را برای تخمیر ترجیح می دهد و ph بین ۴ الی ۶ برای فعالیت آن ایده آل است. در خارج از محدوده مذكور ، فعالیت مخمر به مقدار قابل ملاحظه ای كاهش می یابد . مواد نگهدارنده مانند تركیبات بازدارنده رشد كپك به قدرت مخمر برای تولید گاز آسیب وارد مینماید درجه حرارت صحیح برای نگهداری مخمر و حفظ فعالیت آن بسیار حائز اهمیت است. درجه حرارت های خیلی سرد یعنی صفر درجه سانتیگراد و یا كمتر لزوماً مخمر را نمی كشد  در حقیقت مخمر میتواند منجمد شود و زنده بماند اما انجماد غیر صحیح م یتواند سلول های مخمر را تخمیر نماید كه در این صورت توانائی تخمیر را از دست میدهد. مخمر برای فعالیت و تخمیر به محیط گرم نیاز دارد بنابراین درجه حرارت خمیر می بایست كنترل شود. درجه حرارت مناسب برای فعالیت مخمر بین ۲۷-۳۷ درجه سانتیگراد است كه دراینصورت حداكثر گاز را در مرحله تخمیر نهائی تولید می نماید . در شرایط مرطوب تخمیر نهائی كه رطوبت نسبی هوا ۸۵% است درجه حرارت مطلوب ۳۷ درجه سانتیگراد است و تخمیر در بیشترین سرعت انجام می پذیرد . درجه حرارت بالاتر از ۴۲ درجه سانتیگراد باعث می شود از فعالیت مخمر كم گردد و در درجه حرارت بالاتر از ۵۰ درجه سانتیگراد كاملاً غیر فعال گردد .

شرح مختصر فرايند توليد خميرمايه

در تولید مخمر به كنترل شدید فرآیند تولید و استاندارد بهداشتی بسیار بالا نیاز دارد . ملاس خام پس از دريافت درمخازن ذخيره و مواد كمكي در انبار مواد شيميايي ذخيره مي‌شوند . مواد كمكي در مخازن محلول سازي با نسبت معين با آب مخلوط شده ، محلول حاصل به مخازن ذخيره جداگانه كه در ارتفاع قرار دارند پمپ شده و با توجه به برنامه توليد به بخش تخمير ارسال مي‌شوند. ملاس خام نيز در مخزن محلول‌سازي رقيق، لجن گيري و پاستوريزه شده و در مخازن ذخيره نگهداري مي‌شود و با توجه به برنامه توليد به بخش تخمير پمپ مي‌شود. شروع تخمير از يك اسلنت آزمايشگاهي بوده كه دو مرحله در آزمايشگاه كشت شده و مايه تخميري حاوي كشت خالص مخمر به صورت دو فلاسك ۱۷ ليتري به خط توليد منتقل شده تا به فرمانتور كشت خالص تلقيح شود.                                                   

 فرآيند تخمير به گونه‌اي است كه محتويات فرمانتور كشت خالص (pure culture) پس از پايان تخمير به پيش فرمانتور (pre fermenter) و محتويات اين فرمانتور پس از پايان تخمير به يكي از فرمانتورهاي اصلي (main fermenters) تلقيح مي‌شود . محتويات اين فرمانتور پس از پايان تخمير به بخش جدايش فرستاده مي‌شود. اين مرحله از تخمير ، تخمير بذر (seed fermentation) ناميده مي‌شود. در بخش جداسازي با استفاده از سه دستگاه نازل سپراتور سانتريفوژي و طي يك برنامه دو مرحله‌اي، مخمرها از مايع تخمير جداسازي و سپس با آب شستشو مي‌شوند. حاصل اين مرحله كرم مخمر بذر (seed yeast cream) مي‌باشد كه در مخازن مربوطه در دماي پايين نگهداري مي‌شود.

 مرحله پاياني تخمير، تخمير تجاري يا كامرشيال (commercial fermentation) است كه در فرمانتورهاي اصلي انجام مي‌شود ولي تلقيح مورد استفاده بخشي از كرم بذر جداسازي شده در مرحله قبل مي‌باشد. محتويات اين فرمانتور پس از پايان تخمير به بخش جداسازي فرستاده مي‌شود. حاصل اين مرحله كرم مخمر تجاري (commercial yeast cream) مي‌باشد كه در مخازن مجزا و در دماي پايين نگهداري مي‌شود تا در نوبت فيلتراسيون قرار گيرد. فرآيند تخمير در كشت خالص به صورت ناپيوسته (batch) و در پيش تخمير، تخمير بذر و تخمير كامرشيال به صورت نيمه پيوسته (fed batch) بوده و مواد مغذي به صورت تدريجي به فرمانتورها ارسال مي‌شود. هواي مورد نياز جهت تخمير هوازي نيز از طرق ۱۱ بلوور تامين مي‌شود.

كرم مخمر كامرشيال ( حاوي ۲۰% ماده خشك و ۸۰% رطوبت ) به بخش فيلتراسيون پمپ مي‌شود تا در آنجا بخشي از رطوبت آن گرفته شود. حاصل اين مرحله كيك خميرمايه مي‌باشد (حاوي ۳۲% ماده خشك و۶۸% رطوبت). در مرحله بعد كيك خميرمايه توسط دستگاه گرانولاتور به صورت رشته‌هاي باريك درآورده شده و به خشك ‌كن‌ها ريخته مي‌شوند. مرحله آخر بخش خشك ‌كن‌ها مي‌باشد. در اين بخش رشته‌هاي مخمر در دراير بستر سيال (fluidized bed dryer) رطوبت خود را از دست داده و خشك مي‌شوند. در حين خشك‌ شدن رشته‌ها شكسته شده و به صورت گرانول‌هاي استوانه‌اي شكل در مي‌آيند. رطوبت نهايي محصول حدود ۵-۴% (حاوي ۹۶-۹۵% ماده خشك) مي‌باشد. محصول خميرمايه خشك بدست آمده بلافاصله بسته‌بندي شده و در انبار محصول (سردخانه با دماي كمتر از ºc8) نگهداري مي‌شود.

به طور كلي به ازاء هر ۵/۴ كيلوگرم ملاس يك كيلوگرم خميرمايه خشك (حاوي ۹۶-۹۵% ماده‌خشك) توليد مي‌شود. نتیجه نهائی یك محلول خامه مانند مخمر است كه یا مستقیماً توزیع میشود و یا صاف و در شكل های مختلف بسته بندی می گردد.

۱-    مخمر فشرده یا تر : مخمر فشرده یا تر از صاف كردن محلول خامه مانند مخمر بدست میاید. روغن نباتی و امولسیون كننده ممكنست برای كمك به اكسترودكردن و بسته بندی آن بصورت بلوك های ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ گمی مورد استفاده قرار گیرد. رطوبت مخمر تر بین ۷۵-۷۰ در صد است. این نوع مخمر می بایست در طول مدت نگهداری و حمل و نقل در درجه حرارتهای بین ۱ تا ۵ درجه سانتیگراد نگهداشته شود . مشروط بر اینكه تهویه كافی برای خارج ساختن گرمای ناشی از تنفس مخمر وجود داشته باشد و درجه حرارت خنك حفظ گردد . مخمر فشرده میتواند در چنین شرایطی تا سه هفته بدون هیچگونه اتلاف مهمی در قدرت تخمیر نگهداری گردد .

۲- مخمر خشك (instant active dry yeast):

مخمر خشك در دو شكل معمولی و فوری تولید می شود. این نوع مخمر از گونه های خاصی انتخاب و ساخته میشود تا درجه حرارتهای نسبتا بالای خشك كردن را تحمل نماید. رطوبت مخمر خشك بین ۳ تا ۸ در صد است. مخمر خشك در تهیه خمیر ابتدا می بایست قبل از افزودن به دیگر مواد اولیه فعال گردد. برای این منظور مخمر با بخشی از آب مورد استفاده در تهیه خمیر ، كمی شكر و آرد مخلوط میشود و قبل از افزودن به خمیر به مدت ۱۵ دقیقه رها میشود و درجه حرارت آب بین ۴۰-۳۵ درجه سانتیگراد توصیه میشود . بازاء هر ماه نگهداری حدود ۷% از فعالیت خود را از دست می دهد. مخمر خشك فوری بر خلاف مخمر خشك مغمولی نیازی به آماده سازی و فعال شدن نداشته و میتواند مستقیما یعنی بصورت پودر به خمیر اضافه شود .

برخی از تولید كنندگان توصیه مینمایند این نوع مخمر یك دقیقه پس از شروع مخلوط كردن وقتی درجه حرارت خمیر متعادل گردیده است به آن اضافه گردد.   مخمر خشك از نظر اندازه كوچكتر و حاوی اولسیون كننده است. مخمر های خشك میبایستی در جای خشك و خنك نگهداری شوند.زمان ماندگاری مخمر خشك در صورت بسته بندی در خلا و یا بوسیله گاز ازت افزایش می یابد.هر زمان كه بسته مخمر خشك باز شده و قسمتی از مخمر استفاده گردد میبایست درب آن را مجددا محكم بسته تا مجاورت با هوا به حداقل برسد. در این شرایط مخمر می بایستی در طول هشت روز مصرف شود. خميرمايه خشك (حاوي ۹۶-۹۵% ماده خشك) كه به صورت گرانول‌هاي استوانه‌اي شكل به طول ۳-۲ ميلي‌متر و قطر كمتر از يك ميلي‌متر بوده و بلافاصله پس از توليد بسته‌بندي مي‌گردد.                                     

مشخصات                                                                        

مقدار ماده خشک:                                   ۵/۹۴ تا ۵/۹۶ درصد
ميزان اسيديته (ph):                                                 ۲ ± ۵
کربوهیدرات:                 ۳۵ تا ۴۰ درصد بر مبناي وزن ماده خشك
پروتيين:                       ۴۵ تا ۵۰ درصد بر مبناي وزن ماده خشك
فسفات:                      ۰/۲ تا ۵/۲ درصد بر مبناي وزن ماده خشك
خاکستر:                          ۲ ± ۶ درصد بر مبناي وزن ماده خشك

۳- مخمر مایع : این مخمر یك محلول رقیق سلولهای مخمر در آب است بگونه ای كه ۷٫۱ لیتر آن معادل یك كیلوگرم مخمر فشرده یا مرطوب می باشد. حمل آن به واحدهای نانوائی بوسیله تانكرهای مجهز به سیستم خنك كننده صورت می پذیرد. در طول حمل محلول مخمر دائما هم زده می شود و درجه حرارت آن در ۳ درجه سانتیگراد نگهداشته میشود بگونه ای كه قدرت تولید گاز خود را بمدت چند روز حفظ نماید. این مخمر برای واحدهای صنعتی بزرگ مناسب میباشد. محلول مخمر بوسیله پمپ بداخل مخلوط كن انتقال می یابد. هنگام استفاده از این نوع مخمر باید استانداردهای بهداشتی دقیقا رعایت شود و سیستم بطور منظم بمنظور جلوگیری از رشد باكتری مخمرهای وحشی استریل گردد.

مقايسه خميرمايه و جوش شيرين

آرد گندم حاوي پروتئيني به نام گلوتن مي‌باشد كه هنگام تركيب با آب يك شبكه پروتئيني ايجاد مي‌نمايد. در كشور ما جهت متخلخل كردن نان (در پخت نان‌هاي سنتي) از جوش شيرين استفاده مي‌شود. جوش شيرين همان بي‌كربنات سديم (nahco3) مي‌باشد كه هنگام پخت نان تجزيه شده و گاز دي‌اكسيد‌كربن (co2) توليد مي‌نمايد كه در لابلاي شبكه پروتئيني خمير گير افتاده و سبب متخلخل شدن نان مي‌شود. در عين حال بي‌كربنات سديم پس از تجزيه، قليا ايجاد مي‌كند كه مي‌تواند سبب خنثي كردن بخشي از اسيد معده شده و در امر گوارش غذا در معده انسان اختلال ايجاد نمايد.

حال آنكه خميرمايه در واقع توده سلول‌هاي مخمر بوده كه زنده هستند و مواد نشاسته‌اي نان را به مواد قندي ساده‌تر تبديل مي‌كنند و در نتيجه گاز دي‌اكسيد‌كربن (co2) توليد مي‌نمايند كه سبب تخلخل خمير و نان مي‌شود. خميرمايه علاوه بر اين كار سبب بهبود ساختمان و تركيب خمير، بهبود طعم (با ايجاد آلدئيد و اسيدهاي آلي)، افزايش مواد قندي ساده، اسيدهاي آمينه (بويژه ليزين)، ويتامين b و از همه مهمتر توليد آنزيم فيتاز و هيدروليز ماده مضر اسيد فيتيك مي‌شود. اسيد فيتيك مي‌تواند با يون‌هاي كلسيم، آهن و روي تركيب شده و مانع از جذب آنها در سيستم گوارش گردد. عوارض اصلي اين عدم جذب به ترتيب شامل پوكي استخوان، كم خوني و ريزش موي سر و اختلالات جنسي مي‌باشد.

روش مصرف

۱-    مخلوط کردن با آرد:

ساده ترین روش مصرف مخمر فوری مخلوط کردن کامل آن با آرد پیش از افزودن آب می باشد. آرد، بیشتر آب را جذب کرده و مانع تماس مستقیم مخمر با آب می شود. هنگام استفاده از این روش، همزن می تواند بلافاصله بعد از افزایش آب روشن شود. اگر از آب بسیار سرد استفاده می شود، بهتر است پس از اختلاط مخمر و آرد و پیش از افزودن آب و روشن کردن همزن، حدود سی دقیقه زمان برای جذب رطوبت آرد بوسیله مخمر به مخلوط داده شود.

۲- پاشیدن روی خمیر:

روش دیگر استفاده از مخمر، اختلاط همه اجزای خمیر با هم برای یک تا دو دقیقه و سپس پاشیدن مخمر بر روی مخلوط در حال همزدن است. با توجه به جذب آب سرد بوسیله آرد در همان ابتدای اختلاط، بدین صورت از بروز شوک حرارتی جلوگیری می شود. در این روش زمان دقیق پاشیدن مخمر روی مخلوط بسیار مهم می باشد. و بسیار مهم است که در پایان زمان مخلوط سازی، ذرات مخمر در آن دیده نشده و مخمر بطور کامل در مخلوط پخش شده باشد. هنگامی که از آب بسیار سرد استفاده می شود، بهتر است هنگام افزودن مخمر به مخلوط عمل همزدن برای سه تا پنج دقیقه متوقف شده و سپس ادامه یابد. این کار باعث می شود مخمر به آرامی از مخلوط رطوبت جذب کرده و فعالیت آن افزایش یابد.

۲-    افزودن به آب ولرم:

روش مصرف مخمر خشک فعال (active dry yeast) می تواند برای مخمر فوری نیز بکار برده شود. روش مصرف بدین صورت است:

یک قسمت مخمر فوری را با سه تا چهار قسمت آب ولرم (۳۵ تا ۴۰ درجه سانتیگراد) مخلوط نمایید. ده دقیقه صبر کنید. سپس مخلوط را هم زده و به مخلوط در حال همزدن بیفزایید.
این روش برای همزن هاي با سرعت بالا بسیار مفید است. جایی که زمان همزدن کمتر از پنج دقیقه اجازه آبگیری مجدد کامل را به مخمر نمی دهد. این روش، بالاترین فعالیت مخمر را بدست می دهد.

۴- تهیه محیط پیش تخمیری (preferment) و افزودن مخمر به آن:

روش قبل می تواند با آرد نیز بکار رود.یک قسمت مخمر و یک قسمت آرد را با چهار تا پنج قسمت آب گرم (۳۸ تا ۴۳ درجه سانتیگراد) مخلوط نمایید. ده دقیقه صبر کنید. سپس مخلوط را هم زده و به همزن بیفزایید. این روش بسادگی  می تواند در مقیاس صنعتی و در کارخانجات تولید نان صنعتی بکار برده شود

مقدار مصرف

۵/۰ تا ۵/۱ درصد بر مبناي وزن آرد مصرفي بیشتر نانواها مقدار مخمر مصرفی خود را بر اساس زمان خواب خمیر و حجم نان تولیدی تنظیم می کنند. اما نتیجه بدست آمده همیشه مورد تایید و دلخواه نانوا نیست و این بدین دلیل است که ارتباط مستقیمی بین گاز تولید شده توسط مخمر و قدرت نگهداری آن بوسیله خمیر وجود دارد. نانوا می تواند با دانستن این موضوع و تکرار و آزمایش، مقدار مناسب مخمر مورد استفاده را با توجه به شرایط موجود بدست آورد.

تولید گاز و نگهداری آن

مقدار گاز تولید شده در مدت خواب خمیر مستقیما متاثر از زمان خواب، مشخصات و فعالیت خمیر مایه مصرفی و مقدار مصرف آن دارد. مقدار نگهداری گاز نیز بسیار متاثر از شرایط فرآیند و دیگر مواد افزودنی مي باشد. در عین حال عوامل زیاد دیگری نیز در این ارتباط وجود دارد که در ذیل بطور مختصر می آید.

۱-    دمای بالای خواب خمیر میزان گاز تولیدی را افزایش داده و قدرت نگهدارندگی آنرا کاهش می دهد. دماهای پایین باعث سفت شدن خمیر و نتیجتا کاهش سرعت ورآمدن آن می شود. بالعکس، دماهای بالا باعث شل شدن خمیر شده و حجم خمیر سریعتر افزایش می یابد.

۲- افزایش و جذب آب مورد نیاز بیش از آنچه برای تهیه خمیر مناسب است باعث افزایش تولید گاز و کاهش قدرت نگهدارندگی آن می شود.

۳- شکر به مقدار حدود پنج درصد بر مبنای وزن آرد باعث افزایش تولید گاز می شود. در مقادیر بالاتر، تولید گاز بدلیل افزایش فشار اسمزی محیط کاهش می یابد.

۴- نمک نیز بدلیل افزایش فشار اسمزی محیط باعث کاهش تولید گاز حتی بیش از شکر می شود.

۵- کلسیم پروپیونات مخصوصا درخمیرهای اسیدی با ph پایین باعث کاهش تولید گازمی شود.

۶- پروتئین آرد و گلوتن افزوده شده به آرد سبب افزایش قدرت نگهدارندگی و تحمل گازمی شود.

۷- افزایش حجم خمیر دارای مقدار بهينه برای نگهداری گاز می باشد. این مقدار مستقیما در ارتباط با ساختمان گلوتن آرد می باشد. خمیر تهیه شده از آرد با گلوتن بالا ضمن نگهداری حبابهای ریز گاز تولید شده، قابلیت انبساط پذیری لازم را نیز دارا می باشد.

۸- مقدار اکسیدانهای موجود در خمیر نیز باید بهينه باشد چرا که در قدرت نگهدارندگی و تحمل گاز تولیدی تاثیر دارد.

۹- افزایش مقدار فیبر موجود در آرد کاهش قدرت نگهدارندگی و تحمل گاز را بدنبال خواهد داشت و این بدین دلیل است که افزایش فیبر باعث ایجاد خلل در ساختمان گلوتن خمير می شود.

منابع

کتاب نان وجلوگیری ازضایعات آن

کتاب تکنولوژی آسیابانی از گندم تا آرد

کتاب مقدمه ای به تکنولوژی فرآورده های غلات

تهیه و تنظیم : مهندس محسن طاهرسلطانی

بازدیدها: 90