آرد ، نان ، كيك و كلوچه ، شيريني و شكلات

خمير مايه از نوعي  مخمر بنام ساكاروميسس سرويزيه (Saccharomyces Cervisiae) تشكيل شده است. مخمر يك موجود زنده تك سلولي از خانواده قارچ‌ها است، بدين لحاظ مخمر در واقع نوعي قارچ است كه قادر به فراهم‌آوردن مواد غذايي براي خود نيست و ضمن رشد و توليد مثل، از طريق عمل تخمير به زندگي خود ادامه مي‌دهد.    

تخمير را مي‌توان پروسه‌اي دانست كه در طي آن تغييرات شيميايي در يك ماده آلي (اورگانيك) از طريق يك كاتاليست بيوشيميايي موسوم به آنزيم بوجود مي‌آيد كه اين آنزيم بوسيله نوع خاصي از موجودات زنده ميكروارگانيسم ساخته مي‌شود.

مخمر ضمن رشد و توليد مثل، دو گونه آنزيم به وجود مي‌آورد:
1. انورتاز كه قند نشاسته را  به قند ميوه (فروكتوز) و قند انگور (گلوكز) تبديل مي‌كند.
2. آميلاز آنزيمي است كه قند را در مجاورت اكسيژن به آب و گاز كربنيك و در صورت نبودن اكسيژن، آنرا به الكل و گاز كربنيك تبديل مي‌كند.
پس نتيجه عملكرد خمير مايه اين دو آنزيم است كه نشاسته‌ي نان را به قند و قند را به الكل، گازكربنيك و انرژي مبدل  مي‌سازد و اين جريان را عمل تخمير مي‌نامند.
گاز كربنيك توليد شده باعث افزايش حجم نان (ورآمدن نان)، سبك و خوشمزه شدن آن مي‌شود. طي ساليان دراز، نانوايان پي بردند كه اگر خمير را پيش از طبخ مدتي نگه بدارند، هنگام طبخ سبك و پف كرده، به عمل مي‌آيد.پيشينيان فكر مي كردند  كه چون خمير مدتي در جائي بماند، قارچ‌هائي به تدريج از هوا وارد آن شده، شروع به رشد و تكثير مي‌نمايند.

اما اكنون پس از گذشت هزاران سال، نانوايان به خمير خود، خمير مايه مي‌افزايند تا مواد نشاسته‌اي و قندي موجود در خمير نان، خوراك قارچ‌هاي موجود در خميرمايه شود و در حين عمل تخمير مقداري گاز كربنيك توليد گردد. از سوي ديگر، حرارت تنور نيز خود باعث افزايش حجم گاز كربنيك شده، بيشتر باعث پف كردن نان و ور آمدن آن مي‌شود و با خروج مقدار بيشتري گاز كربنيك ازخمير، در نتيجه ناني خشك ، سبك و برآمده با بوئي مطبوع تهيه مي‌گردد.

تاريخچه توليد خمير مايه

پخت نان و تهيه خميرترش از خمير نانوائي از هزاران سال قبل مرسوم بوده و حتي در كتاب مقدس تورات نيز به‌ آن اشاره شده است. براي ساليان متمادي خمير مايه از طريق مخلوط كردن خمير ورآمده و آرد و تخمير آن با كمك هواي آزاد و زمان، صورت مي‌گرفت. اين روش هنوز هم در بسياري از مناطق روستائي و كم جمعيت جهان سوم اعمال مي‌شود. بعدها استفاده از باقيمانده مواد تخميري مانند آبجوسازي و مخلوط كردن آن با خمير مرسوم گرديد.

علاوه بر آنها توليد انواع مشروبات الكلي و آبجو در سراسر جهان با استفاده از مخمرها انجام مي‌گرديد ولي هيچكس علت واقعي فرايند تخمير را كه سبب توليد محصولات فوق مي‌شد، نمي‌دانست و به نوعي توليد اين نوع محصولات نوعي هنر محسوب مي‌شد و صاحبان آن سعي مي‌كردند اسرار خود را كاملاً مخفي نگه بدارند تا اينكه در سال‌هاي 1863ـ1857 دانشمند مشهور فرانسوي لوئي پاستور تحقيقات وسيعي را در مورد اين فرايندها بعمل آورد و نهايتاً‌به اين كشف بزرگ نائل شد كه فرايند تخمير بوسيله موجودات زنده ذره‌بيني صورت مي‌گيرد.

اين موجودات از نوع آلودگي‌هاي طبيعي موجود در سطح ميوه‌ها و سبزي‌ها و غلات مي‌باشد كه لوئي پاستور آنها را ساكاروميسس سرويزيه  ناميد. پس از آن اولين خميرمايه فشرده در سال 1781 در هلند ساخته شد، لكن توسعه و گسترش اين صنعت به مقياس وسيع مديون روش توليدي بود كه توسط موتنر (Moutner) در سال 1846 ابداع گرديد. اين روش تكميل شده، روش استفاده از باقيمانده مواد تخميري بود كه از ذرت و مالت بعنوان مواد اوليه استفاده مي‌نمود و بازاء هر يكصد كيلوگرم مواد اوليه خشك، 12 كيلوگرم خميرمايه و 28 ليتر الكل بدست مي‌آمد.

تغييرات و نوآوري‌هاي زيادي بتدريج در اين شيوه توليد صورت پذيرفت  و بخصوص روش تزريق هوا در خمير كه در سال 1879 توسط ماركارت (Marquaret) ابداع گرديد، بازده توليد مخمر نسبت به مواد اوليه مصرفي را بمقدار قابل توجهي بالا برد، بگونه‌اي كه از طريق افزايش و  اصلاح روش‌هاي هوادهي، بازده به حدود 50 تا 60 درصد افزايش يافت و در ادامه توسط Sa14 در دانمارك و Hayduck در آلمان اولين بار روش نيمه پيوسته (Fed Batch) در توليد خمير مايه استفاده شد.

تصفيه خمير مايه اوليه و استفاده از آب ولرم و ساير ابداعات در سيستم توليد باعث گرديد كه بازده خميرمايه را تا 100 درصد كل ماده اوليه افزايش دهد.
گراني بيش از حد دانه‌هاي غلات در زمان جنگ جهاني اول باعث گرايش توليد كنندگان خميرمايه به استفاده از ملاس گرديد و از آن پس بعنوان ماده اصلي اوليه توليد خمير مايه مورد بهره‌برداري قرار گرفت و غلات، سيب‌زميني و محلول‌هاي سولفوره نقش مواد جايگزين را بعهده گرفتند كه در مواقع خاص و ضروري مورد استفاده قرار مي‌گرفتند.

سابقه توليد خميرمايه در كشور

قديمي‌ترين واحد توليد كننده خميرمايه در كشور، كارخانه شركت ايران مايه واقع در شهريار مي‌باشد كه در سال 1348 به بهره برداري رسيد و تاكنون به توليدخود ادامه ميدهد. اين شركت تا سال 1373 تنها توليدكننده اين محصول در كشور بود كه در اين سال شركت ايران ملاس بعنوان دومين توليد كننده به مجموعه اين صنعت اضافه شد اين در حالي بود كه در همين سال كارخانه دوم شركت ايران‌مايه واقع در شهرستان تبريز نيز به بهره برداري رسيد و ظرفيت اسمي توليد اين محصول در كشور در اين سال به بيش از چهار برابر قبل افزايش يافت. در سال‌هاي بعد از سال 1373 محصولات اين دو شركت تنها توليدات داخلي خميرمايه در كشور بشمار آمدند كه در سال‌هاي 1380 و 1381 پنج واحد جديد به اسامي شركت خميرمايه خوزستان، خميرمايه چهار محال، خمير مايه لرستان، خمير مايه رضوي و خمير مايه رويان شاهرود به اين مجموعه اضافه شد و در حال حاضر 7 شركت با داشتن 8 واحد توليدي در اين زمينه فعاليت مي‌نمايند. بررسي ظرفيت اسمي در كشور نشان مي‌دهد در شرايط كنوني ظرفيت توليد  بيش از 20 هزار تن در سال از اين محصول در كشور وجود دارد كه حدود 60 درصد آن به توليد عملي منجر مي‌شود.

موارد مصرف و كاربردهاي خمير مايه

اصولاً مصرف اين كالا بعنوان يك كالاي نهائي مطرح نبوده و بعنوان يك كالاي واسطه‌اي در توليد بسياري از محصولات كه از آرد بعنوان ماده اوليه اصلي در توليد خود استفاده مي‌كنند، كاربرد دارد.
عمده مصرف خميرمايه در تهيه انواع نان (سنتي و حجيم) و سپس در قنادي و شيريني‌پزي، مصارف خانگي، توليد كيك و كلوچه، مي باشد و به نوعي مي توان گفت كه در هر كجا آرد مصرف شود خميرمايه قابليت كاربرد دارد.
مصرف خميرمايه بعنوان يك مخمر در برخي فرايندهاي شيميايي مانند توليد الكل، آبجو، برخي هورمون‌ها و غيره نيز وجود دارد
اصولاً وظيفه و نقش خميرمايه دربهبود ساختار نان در چهار مرحله خلاصه مي‌شود:
الف. افزايش حجم نان به وسيله آزاد شدن گاز دي اكسيد كربن در طي فرايند تخمير
ب. بهبود ساختمان و تركيب خمير به وسيله اثر كشساني كه ناشي از انبساط خميردر اثرتوليد گاز است.
ج. طعم و مزه نان توسط مخمر بهبود مي‌يابد.
د. مواد مغذي توسط مخمرتوليد شده و به خمير افزوده مي‌شود.

كالاي جانشين

معمول‌ترين مخمر نان، خمير ترش نانوائي مي‌باشد كه ضمن افزايش حجم نان موجب بهبود بو، طعم و مزه نان مي‌گردد. ليكن به دلايلي مانند مشكل و كند بودن فرايند تهيه آن، عدم امكان توليد صنعتي در سطح وسيع، و همچنين غير بهداشتي بودن فرايند توليد آن، به مرور خميرمايه بعنوان اصلي‌ترين عامل تخمير نان كه امكان توليد انبوه و صنعتي آن ايجاد گرديد، جايگزين آن شد.
نخستين و رايج‌ترين افزودني شيميايي غير مجاز نان جوش شيرين يا بي كربنات سديم مي‌باشد كه در آغاز بعنوان دارويي ابتدايي جهت التيام در دستگاه گوارشي در عطاريها عرضه مي‌شده است. احتمالاً اين ماده نخست در پوك كردن خمير شيريني مصرف داشته و بعدها بعنوان پوك كننده نان مورد مصرف واقع شده است. لازم به ذكر است كه براي اولين بار انگليسيها استفاده از جوش شيرين را به نانوايان ايراني پيشنهاد نمودند كه در آن زمان (حدود 80ـ70 سال قبل) از اسيد سيتريك (جوهر ليمو) نيزدر بعضي از شيريني‌ها استفاده مي‌شده است ولي در نان مواد شيميايي بكار نمي‌رفت. در حال حاضر در حالي كه از جوش شيرين در صنعت نانوايي كشور انگلستان استفاده نمي‌شود از اين ماده در ايران بصورت گسترده در نانها و بعضي از شيريني‌ها از قبيل كيك سنتي يزدي استفاده مي‌گردد و پس از آن با آغاز توليد شركت ايران مايه در سال 1347 بعنوان اولين توليد كننده خميرمايه در كشور، اين محصول به جامعه ايران معرفي گرديد، ليكن با رشد سريع جمعيت شهرنشين و روند فزاينده مصرف نان در كشور، در كنار دلايلي مانند سهولت مصرف، ارزاني و سرعت عمل بسيار بالاي جوش شيرين، نياز به طبقه‌بندي انواع خمير مايه با توجه به تنوع آرد خبازي، نياز به دستورالعمل خاصي در مصرف انواع خميرمايه، عدم آشنائي صنف نانوايان كشور به ويژگي و مزاياي استفاده از خميرمايه و همچنين كمبود خميرمايه بهداشتي، موجب گرديد مصرف وسيع جوش شيرين در كشور رواج يابد و امروزه مي‌توان گفت كه نسبت نانوايان و ديگر مصرف كنندگان آرد در استفاده از جوش شيرين بسيار بيشتر و بالاتر از نسبت استفاده از خميرمايه مي‌باشد. جوش شيرين بدليل سرعت عمل در ورآمدن و همچنين ارزاني آن نسبت به خميرمايه، از مقبوليت بيشتري در نزد نانوايان و ديگر استفاده كنندگان از آرد برخوردار است. لازم به ذكر است كه مطابق مقررات وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشكي مصرف جوش شيرين در توليد نان ممنوع است.
توضيح: عملكرد جوش شيرين در خمير، در واقع تخمير آن نمي‌باشد بلكه اين ماده تنها در هنگام پخت نان در تنور باعث پف كردن آن مي‌شود و خاصيت ديگري ندارد
يكي ديگر از كالاهاي جايگزين خميرمايه، بكينگ پودر (Baking Powder) است اين ماده اكثراً در تهيه بيسكويت و ديگر محصولات آردي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

نقش تخمير در بالا بردن ارزش غذايي نان

پيشتر عنوان شده كه خمير با استفاده از مخمر نان يا خميرمايه تخمير مي‌شود. خمير مايه موجود زنده‌اي است تك سلولي كه طي روند پيچيده‌اي نشاسته و قندهاي موجود در آرد را نهايتاً تبديل به گاز كربنيك و الكل مي‌نمايد. گاز كربنيك توليد شده موجب متخلخل شدن بافت خمير و انبساط آن مي‌شود كه به اصطلاح خمير «ور» مي‌آيد. الكل توليد شده در هنگام پخت تبخير شده و يكي از عوامل اسفنجي شدن نان است.
خمير مايه به علت شكستن زنجيره‌هاي بلند نشاسته هضم نان را براي دستگاه گوارش آسان مي‌كند (همانطور كه تجربه كرده‌ايد نان‌هاي خميري كه درست تخمير نشده باشند يا با جوش شيرين تهيه شده باشند، در اغلب موارد موجب سوء هاضمه و يا به اصطلاح «ترش كردن» مي‌شدند. اما نان‌هايي كه به مدت طولاني تخمير شده باشند مانند سنگگ اين حالت را ايجاد نمي‌كنند.)
در پوسته گندم اسيدي وجود دارد به نام اسيد فيتنيك كه با مواد معدني مثل آهن و كلسيم تركيب مي‌شوند و آنها را غير محلول در آب و در نتيجه غير قابل جذب براي انسان مي‌كند اما اين اسيد به وسيله آنزيم فيتاز كه بر اثر تخمير به وجود مي‌آيد از بين مي‌رود و اين مواد قابل جذب براي انسان باقي مي‌مانند. نان‌هايي كه در آن جوش شيرين استفاده مي‌شود و يا تخمير كوتاهي دارند به علت همين واكنش و تركيب با جوش شيرين، مواد معدني موجود در اين گونه از نان‌ها غير قابل هضم باقي مي‌مانند.
خود خمير مايه حاوي مقدار زيادي پروتئين‌ها و مواد كاني و ويتامين‌ها است كه آن‌ها را به نان مي‌افزايد. واضح‌ترين عمل خميرمايه براي مصرف كننده ايجاد عطر و طعم مخصوص نان است كه به علت ايجاد اسيدهاي آروماتيك به وسيله خميرمايه ايجاد مي‌شود.

طبقه‌بندي انواع خمير مايه

خميرمايه‌ها داراي انواع بسيار متعدد مي‌باشند كه براي مصارف مختلف توليد و عرضه مي‌شوند. ذيلاً به موارد اصلي آنها اشاره شده است:
• خميرمايه فشرده
• خميرمايه خرد شده
• خمير مايه منجمد
• خميرمايه خشك ضعيف شده
• خميرمايه مايع (خميرمايه دوغي شكل)
• خميرمايه فوري
• خميرمايه خشك فعال
• مخمرهاي وحشي و آغازگرها

1. خميرمايه فشرده  Compressed yeast

اين نوع خميرمايه كه بنام خميرمايه تازه (Fresh yeast) نيز مشهور است بصورت وسيع در سطح جهان استفاده مي‌شود. اين خميرمايه در شكل قالب‌هاي كره مانند عرضه مي‌شود و بايستي در يخچال نگهداري گردد. (0 تا 4 درجه سانتيگراد) علت اصلي توليد به شكل فوق، كاهش اثرات اكسيژن هوا روي آن مي‌باشد. رنگ آن عموماً سفيد تا كمي تيره بوده به منظور افزايش ماندگاري آن، در داخل پلاستيك بسته‌بندي مي‌شود. كاربردهاي آن نياز به شرايط خاصي ندارد و براحتي در خمير خرد شده و در آب حل مي‌گردد. براي افزايش ماندگاري اين نوع خميرمايه مي‌توان آنرا بصورت آرام (كمتر از يك درجه سانتيگراد در دقيقه) منجمد كرده و در برودت 18ـ درجه سانتي‌گراد نگهداري كرد كه در اينحالت خميرمايه تا يكسال كيفيت اوليه خود را حفظ مي‌نمايد. البته پس از ديفراست لازم است حداكثر تا 24 ساعت مصرف گردد.
اين نوع خميرمايه براي نان و ديگر محصولات آردي كه خمير آنها احتياج به تخمير طولاني دارد و يا نان‌هايي كه به روش خمير اسفنجي (دو مرحله‌اي) توليد مي‌شود، ايده‌آل مي‌باشند.

2. خميرمايه خرد شده  Crumbled yeast

اين نوع خميرمايه، بصورت قطعات ريز (مانند كلوخه خرد شده) مي‌باشد و اين شكل آن سبب ايجاد شرايط مناسب براي توزين و افزودن اتوماتيك آن به خمير  مي‌‌گردد. بسته‌بندي اين خميرمايه در بسته‌هاي 25 كيلوگرمي صورت مي‌گيرد. جنس كيسه‌ها از كاغذهاي چندلايه با پوشش پلي اتيلن مي‌باشد كه درب آنها دوخت حرارتي مي‌شود.
خميرمايه خرد شده حساسيت زيادي به اكسيژن هوا دارد كه اين خاصيت بعلت وجود سطح تماس زياد آن با هوا مي‌باشد. همچنين اندازه بزرگ كيسه‌ها سبب مي‌شود كه عمل سرد كردن آنها در يخچال به كندي صورت گيرد.
دماي نگهداري اين خميرمايه 4 تا 6 درجه سانتيگراد است و وقتي درب آن باز شود بايد سريعاً مصرف گردد. عمده مصرف اين نوع خميرمايه در صنايع آردي است.

3. خميرمايه مايع  Liquid yeast

تا قبل از سال 1825، كه خميرمايه فشرده وارد بازار شد،  خميرمايه به شكل مايع عرضه مي‌شد. در حال حاضر اصلي‌ترين موارد مصرف آن، صنايع آردي مي‌باشد. كشورهاي استراليا، آمريكا و كانادا از اين نوع خميرمايه بصورت وسيع استفاده مي‌نمايند. مشخصات فني خميرمايه مايع بصورت زير مي‌باشد:
• قابليت خوب كنترل اتوماتيك در افزودن آن به خمير
• عدم نياز به حمل و نقل و بسته‌بندي در طول استفاده در كارخانجات (انتقال اين نوع خميرمايه با پمپ صورت مي‌گيرد.)
• قابليت حل در خمير به وسيله ميكسرهاي خمير
• استاندارد بودن اكتيويته
• قابليت سادگي خنك شدن به منظور  نگهداري آن در مخازن (دماي نگهداري 4 درجه سانتيگراد است)

4. خميرمايه منجمد Free Flowing Frozen yeast

براي مصارف خاص مانند خميرهاي منجمد و همچنين زماني كه نياز به نگهداري طولاني خمير مايه مي‌باشد از اين نوع خميرمايه استفاده مي‌گردد.
در اينحالت خميرمايه در كيسه‌هاي پلي اتيلن بسته‌بندي شده و سپس منجمد مي‌گردد و در برودت 18- درجه سانتيگراد نگهداري مي‌شود.
البته در واقع مي‌توان گفت كه خميرمايه منجمد همان خميرمايه فشرده است كه به حالت انجماد درآمده است.

5. خميرمايه فوري  Instant yeast

در اين خمير مايه‌ها انواعي از مخمرها وجود دارد كه ويژگي آنها توليد ميزان بسيار زيادي از گاز كربنيك است و براي تكثير آنها زمان كمتري مورد نياز است و لذا سرعت توليد نان را بيشتر مي‌كند. اين خميرمايه‌ها نيازي به افزودن آب نيم گرم و شكر ندارند و مي‌توان آن را مستقيماً به آرد و ساير مواد اوليه در خمير گير اضافه نمود.
با اين وجود برخي از نانوايان در ساير كشورها تمايلي به استفاده از اين خمير مايه‌ها ندارند. زيرا سرعت تخمير آنها مانع از بهبود طعم خمير مي‌شود. معمولاً هر چه زمان تخمير طولاني‌تر باشد، نان خوش طعم‌تر مي‌شود. اين خميرمايه‌ها نيز بايستي در جاي خشك و خنك يا در يخچال نگهداري شود و نبايد پس از انقضاي تاريخ مصرف مورد استفاده قرار گيرد.

6. خمير مايه خشك و فعال (Active Dry Yeast)

مخمرهاي موجود در اين خميرمايه‌ها كه معمولاً به صورت دانه‌هاي نسبتاً درشت توليد و عرضه مي‌شود، قبل از استفاده در حالتي شبيه به خواب هستند و پس از طي مراحلي در توليد خمير فعال مي‌شوند. بهتر است اين خميرمايه‌ها را به آب نيم گرم و كمي شكر مخلوط كرده و 10 دقيقه فرصت بدهيم. اين كار باعث جذب آب مجدد مخمرها و آغاز حيات در آنها مي‌شود.
اين نوع خمير مايه را مي‌توان در جاي خشك و خنك در ظروف سربسته تا 15 ماه نگهداري كرد ولي نبايد پس از انقضاي تاريخ مصرف آن را مورد استفاده قرار داد.
ظروف درباز اين خميرمايه‌ها بايستي در يخچال نگهداري شود.

7. خميرمايه خشك ضعيف شده

در برخي موارد خاص مانند توليد خمير پيتزا، نيازمند استفاده از خميرمايه‌اي هستيم كه داراي اكتيويته پائين باشد. خميرمايه با اكتيويته پائين داراي قابليت پائين تخمير بوده و بدينوسيله محصول توليدي صرفاً تا ميزان اندكي تخمير مي‌شود.

8. مخمرهاي وحشي و آغازگرها (Wild Yeast and Starters)

قبل از اين كه توليد خميرمايه به صورت صنعتي عرضه شود، در خانه‌ها و نانوايي‌ها از خميرمايه‌هاي قبلي به عنوان خميرترش يا خمير مايه استفاده مي‌كردند. اين خمير ترش‌ها آغازگر ناميده مي‌شدند. از يك آغازگر خوب مانند يك گنجينه مراقبت و محافظت مي‌شد. در حال حاضر آغازگرها به صورت تجارتي نيز در برخي كشورها عرضه مي‌شود. خميرترش‌هايي كه به خوبي حفظ و نگهداري شده باشند، باعث ايجاد طعم مطلوبي در نان مي‌شوند. ليكن مي‌توان گفت كه بعلت دست ساز بودن اين نوع خميرمايه‌ها (خميرترش) احتمال آلودگي آنها بسيار بالا مي‌باشد.
لازم به ذكراست كه هر چه مخمرهاي فعال موجود در خميرمايه بيشتر باشد، نان توليدي به لحاظ كيفيت از شرايط مطلوب‌‌تري برخوردار است.