مخمر آبجو

معرفی ساختار و عملکرد سلولهای مخمر آبجو وکیفیات آنها

توضیح:این مقاله در جهت آشنایی علمی و دقیق تر آبجوساز خانگی حرفه ای با مخمر و عملکرد آن نوشته شده و مخاطب آن آبجوساز مقدماتی نیست و درباره ی خواص زیستی و بیوشیمیایی مخمر آبجو بحث می کند و حاوی مطلبی درمورد خرید مخمر تجاری وغیره نیست.برای خواندن مطالب عمومی درباره ی مخمر و تخمیر به مقالات آبجوسازی مقدماتی مراجعه شود.

خلاصه ی مقاله

مخمر آبجو از دیرباز مورد استفاده ی بشر بوده است ولی بیشتر از 200 سال از عمر آشنایی علمی انسان با آن نمی گذرد.مخمرها موجودات زنده ی ذره بینی هستند که به صدها گونه و زیرگونه تقسیم می شوند.ولی فقط دو زیر گونه ی اصلی آنها در آبجوسازی کاربرد دارد.مخمر نان یک زیرگونه ی دیگر از همین گونه ای است که مخمرهای آبجو زیرشاخه ی آن هستند.هر نژاد مخمر به دلیل ساختار ژنتیکی خود، نحوه ی عملکرد متفاوتی دارد هرچند همه متعلق به یک زیرگونه می باشند و همین باعث می شود که مخمر انواع سبکهای آبجو با هم از لحاظ کیفیتی که در آبجو پدید می آورند فرق کنند.در جریان تخمیر سلولهای مخمر شروع به تغذیه و رشد و تکثیر می کنند.مهمترین مواد غذایی مورد نیاز آنها انواع قندهای ساده و منابع نیتروژن دار مانند آمینو اسیدها هستند.در جریان تخمیر صدها ترکیب مختلف در نتیجه ی فعالیت و تکثیر سلولهای مخمر به وجود می آید که مهمترین و شناخته شده ترین آنها الکل اتانول و گاز دی اکسید کربن است.ولی صدها ترکیب دیگر نماینده ی شخصیت آن مخمر خاص هستند که به آبجو عطر و طعم های مختلف میدهند.هرکدام از این ترکیبات جنبی شناخته شده معلول عوامل مختلفی هستند و برای رسیدن به بهترین نتیجه باید کنترل شوند وگرنه آبجو از طعم و رایحه ی اصلی خارج می شود.کیفیات مختلفی برای هر نژاد مخمر برشمرده می شود که مهمترین آنها برای آبجوساز این است که اولاً هر مخمر بسته به نوع و مقدار ترکیبات جنبی که تولید می کند، چه نوع عطر و طعمی ایجاد می کند.تا آبجوساز برای هر سبک آبجو بتواند از مخمر درست استفاده کند.ثانیاً هر مخمر چقدر توانایی تبدیل قند به الکل را دارد،که آبجوساز بر اساس آن بداند با استفاده از هر نوع مخمر چقدر از قند حریره را می تواند تخمیر کند.بعضی سبکهای آبجو نیاز دارند که اکثر قند موجود تبدیل شود و آبجو خشک و خشن باشد درحالیکه برخی آبجوهای دیگر باید اندکی شیرین مزه باشند و همه ی قندشان تبدیل نشود.پس برای هرکدام باید مخمر های مختلفی با توانایی تبدیلی زیاد یا کم استفاده شود.سوم اینکه هر مخمر چه خاصیت رسوب کردنی دارد یعنی سلولهای مخمر با چه سرعتی به هم چسبیده(لختگی) و ته نشین می شوند.آبجوساز با آگاهی از این کیفیت مخمر می داند که اگر می خواهد آبجو سریعتر صاف شود و قند کمتری به الکل تبدیل شود از چه مخمری استفاده کند.امروزه ده ها نوع مخمر آبجو برای هر نوع آبجویی توسط لابراتورهای بزرگ تولید می شود و همه ی این کیفیات گفته شده برای هر مخمر در اختیار آبجوساز قرار می گیرد.آبجوسازی های بزرگ و همچنین ویسکی ساز ها در طی سالها مخمر خاص خود را پرورش داده اند و به همین خاطر محصول آنها از لحاظ کیفیات عطر و طعم و غیره یگانه است و آن را محرمانه نگه می دارند.پرورش مخمر به این معنی است که آنها همواره برای تخمیر پخت بعدی از مخمری که از پخت قبلی جدا کرده اند استفاده می کنند و چون سلولهای مخمر پس از اینکه چندین بار استفاده شدند دچار جهشهای ژنتیکی می شوند، این امر سبب می شود که پس از مدتی مخلوط مخمری بدست آید که منحصر به همان تولید کننده خواهد بود.ولی برداشت مخمر از یک مخزن تخمیر و اضافه کردن آن به مخزن تخمیر دیگر نیاز به دانش و تجربه ی زیادی دارد و توسط تولیدکننده های بزرگ آبجو و ویسکی با وسواس زیاد و توسط اشخاص مجرب و با صلاحیت در زمینه ی مخمر شناسی انجام می شود.

مخمر آبجو چیست؟

مخمرها میکروارگانیسم های تک سلولی هستند از تبار قارچ ها(fungi)و از خانواده ی (Saccharomycetaceae) و از گونه ی سایکرومایسس (Saccharomyces) هستند که خود به چندین زیرگونه و صدها نوع و نژاد مختلف قابل تقسیم بندی هستند.واژه ی ساکرومایسس از ریشه ی لاتین (sugar fungus) به معنای قارچ شکر گرفته شده است.شناخته ترین نوع مخمرهای این گونه که در صنعت نوشیدنیهای الکلی با نژادهای آن سروکار داریم؛ساکرومایسس سرویزیا(Saccharomyces cerevisiae) نام دارد که به اختصار(S. cerevisiae)نوشته میشود.این گونه از مخمرها به دلیل توانایی تولید الکل در ضمن زنده ماندن و تحمل غلظت بالای الکل تولید شده،مورد استفاده قرا میگیرند.

در انواع صنایع شراب سازی،مشروبات سنگین مانند ویسکی،آبجوسازی،اتانول سازی و….از نژادهای این گونه ی مخمر(S. cerevisiae) برای تخمیر بهره میگیرند.یکی از نژادهای مخمر که در صنایع نان و شیرینی استفاده میشود جزو همین گونه و معروف به مخمر نانوایی(Baker’s Yeast)است که برای تولید گازکربنیک در خمیر کیک یا نان و درنتیجه وَر آمدن خمیر به کار میرود.در واقع این گونه ی خاص از میکروارگانیسم ها را میتوان قدیمی ترین میکروبهایی دانست که توسط انسان برای ساخت نان و نوشیدنیهای الکلی اهلی شدند.پس از کشف لویی پاستور و ارائه ی مقاله ای از سوی او در مورد «نقش مخمرهای زنده در فرایند تخمیر»(در حدود1857)،آشنایی ما با این دوستان قدیمی به مرحله ی تازه ای وارد شد.در زمینه ی آبجوسازی نخستین بار «هانسن»(Hansen) در آزمایشگاه آبجوسازی کارلزبرگ،برای دو زیرگونه ی اصلی که در آبجوسازی استفاده می شود نام گذاری نمود.هانسن مخمرهای «روی تخمیرگرTop-Fermenting» را که در آبجوهای ایل از بالای مایع تخمیر را شروع می کردند سایکرومایسس سرویزیا(S. cerevisiae) نامید و به مخمرهای «زیر تخمیر گر Bottom-Fermenting» که در دمای پایین تخمیر آبجوهای لاگر را انجام میدادند،سایکرومایسس کارلزبرگنیس(S.carlsbergensis) اطلاق نمود که امروزه به مخمر لاگر، ساکرومایسس پاستوریانوس(S.pastorianus) یا سایکرومایسس اوواریوم(S.avurium uvarum)هم گفته میشود.

پس اگر هم مخمر آبجوی ایل و هم مخمر نان از یگ گونه(S. cerevisiae) و روی تخمیرگر هم هستند چرا این همه با هم تفاوت دارند؟!پاسخ در تفاوت های ریزه کارانه ی ژنتیکی و ساختمانی در نژادهای مختلف یک گونه است که باعث به وجود آمدن تفاوتهای زیاد مخمرها میشود.برخلاف مخمر نان،مخمر آبجو سرشار از مواد معدنی اساسی و ویتامین هایی مانند خانواده ی B است.ساختمان کروموزومی سلول مخمر نان به گونه ایست که مخمر نان بسیار مهاجم بوده و برای این طراحی شده که در کمترین زمان ممکن،بیشترین گاز دی اکسید کربن را در خمیر کیک یا نان تولید کند و باعث بهبود خمیر شود و در این میان مهم نیست که چه عناصر دیگری هم در فرایند تخمیر تولید می شوند.در مقابل مخمر آبجو بسیار آرامتر عمل کرده و طراحی شده تا الکل تولید کند در عین اینکه کمترین مواد جانبی و فرعی که آبجو را از طعم خارج میکنند، تولید شود .پس هر نژاد مخمر ویژگیهای خاص خود را دارد و باعث میشود هر محصول با محصول دیگر متفاوت باشد و اگر در یک سبک آبجو یا شراب از مخمری غیر از مخمر خودش استفاده شود نتیجه ی متفاوتی حاصل میشود.قبل از اینکه دانشمندان به پیشگامی لویی پاستور پی به وجود این ریزجانداران در اطراف ما ببرند،ما هزاران سال است به شکل گسترده ای از آنها درست در سر جای خود استفاده می کرده ایم و حتی چند هزار سال قبل هم از یک کوزه ی شراب برای درست کردن آبجو استفاده نمی کردند!اما با افزایش شناخت علمی ما، محققان توانستند مخمرهای هر محصول را جداکرده و کیفیات آن را کاملاً برسی نمایند و توانستیم این مخمرها را تولید انبوه کنیم و دیگر لازم نبود یک مخلوط مخمر شراب یا آبجو صدها سال در یک خانواده به ارث برسد و همچون گنجینه ی خانوادگی دست به دست شود.

مخمر یکی از مهمترین و به عقیده ی برخی اصلی ترین تعیین کننده ی شخصیت هرآبجو اعم از طعم و عطر آن است.مخمری که کارخانه های بزرگ آبجوسازی و مخصوصاً ویسکی سازی استفاده می کنند و توسط خودشان پرورش می یابد،کاملاً محفوظ و مخفی نگه داشته میشود چراکه صاحبان آن برند خاص، محبوبیت و معروفیت خود را مدیون همین منحصر به فرد بودن مخمر خود میدانند. پس نباید لو برود.

شاید این همه تاکید بر روی تفاوت شخصیت هر آبجو یا اهمیت کاربرد مخمر آبجوی اصل برای خواننده ی این مقاله کمی عجیب باشد.ولی کافی است به مثالی که من معمولاً برای دوستان میزنم کمی فکر کنید؛شما در ایران تمام عمر خود را چای مصرف کرده اید و اینقدر چای بد و خوب نوشیده اید که اکنون به راحتی فرق چند لیوان چایی را از هم تشخیص میدهید.و حتی حاضر نیستید خیلی از چای ها ویا چای جوشیده و دم نکشیده را مصرف کنید.حال اگر همین مقدار هم در تمام عمر خود با آبجو مأنوس بودید ،داستان تفاوتهایی که در آبجوهای مختلف وجود دارد برایتان بدیهی بود.ولی متاسفانه با خارج کردن آبجو از فرهنگ غذایی جامعه،امروز کمتر کسی را پیدا میکنید که بتواند آبجوی خوب را از بد تفکیک کند دیگر چه برسد به اینکه چند نوع آبجوی خوب را از هم تمییز دهد.از این رو نمی توانید به گفته های افرادی که به خیال خودشان آبجوی خوب درست میکنند استناد کنید و الان دیگر لااقل از لحاظ علمی میدانید که با یک مشت مخمر نان و ماءالشعیر و شکر نمیتوان آبجوی خوب درست کرد و خوب بودن آن فقط برای سازنده ی آن است.البته در مورد شراب و مشروبات سنگین اوضاع کمی بهتر است و مردم بیشتر با آن آشنایی دارند و افراد زیادی را میتوانید پیدا کنید که به راحتی فرق شراب بد یا خوب را و حتی فرق چند شراب خوب را متوجه میشوند و میتوانند توضیح دهند.خوشبختانه فرهنگ نوشیدنیهای الکلی از ناخوداگاه جمعی این مردم پاک شدنی نیست.سعی میکنم در آینده مقاله ای درباب آبجوشناسی و روشهای بهبود حس چشایی و بویایی برای شناسایی فاکتورهای شخصیت آبجو بنویسم.بگذریم و به داستان اصلی مخمرها بازگردیم؛

ساختار سلول مخمر

بیرونی ترین لایه ی سلول مخمر ،جداره یا دیواره ی سلولی(Cell Wall) نام دارد که شکل منحصر به فرد هر سلول مخمر را به وجود می آورد.دیواره ی سلولی اهمیت و کارکردهای مهمی دارد.این لایه از 80 درصد کربوهیدراتهایی نظیر بتا گلوکان(beta glucans) و آلفا مناز(alpha-mannas)،همچنین مقادیری انواع پروتئین(حدود 8 درصد)،چربیهاLipids (حدود 7 درصد) و حدود 12 درصد از انواع مواد معدنی تشکیل شده است.از جمله کارکردهای این لایه میتوان به این موارد اشاره نمود: دیواره ی سلولی به عنوان حصاری برای محافظت سلول عمل کرده و با خاصیت تراوا بودن خود از خشک شدن سلول جلوگیری میکند.باعث افزایش تحمل سلول در غلظت بالای اتانول و شکر میشود.دیواره ی سلولی است که تعیین می کند یک مخمر «روی تخمیرگر» است یا «زیر تخمیرگر».یکی از فاکتورهای اصلی هر نژاد مخمر خاصیت لختگی(Flocculation) نام دارد که معلول نوع و عملکرد پروتئینهای دیواره ی سلولی سلول مخمر است.همچنین این لایه مسئول محافظت از آنزیمهایی است که از درون سلول ترشح میشوند و مهمترین آنها آنزیمهای شکننده ی دی ساکاریدها(زنجیره ی قندهای تشکیل شده از دو مونوساکارید) به مونو ساکاریدها(قندهای ساده) است.

در زیرِ دیواره ی سلولی ،لایه ی محافظ دیگری به نام غشاء سلولی(Cell membranc) قرار گرفته که از چربیها و پروتئینها ساخته شده است.این لایه با سیتوپلاسم و هسته ی سلول ازتباط دارد و از طریق پروتئینهای موجود در این لایه،عملیات انتقال و حمل مواد مغذی سلول انجام میشود از این رو این لایه باید حالت سیال داشته باشد.(هوادهی اولیه به حریره و یا به عبارت بهتر اکسیژن رسانی به مخمرها قبل از تخمیر به شکل گیری این سیالیت کمک شایانی میکند)

هسته ی مرکزی سلول(Nucleus) که تقریباً در میانه ی سلول قرارگرفته جایی است که مواد ژنتیکی سلول و DNA سلول مخمر در آن قرار دارد.سلولهای مخمر 16 کروموزوم دارند و نژادهای مورد استفاده در آبجوسازی معمولاً سه بدل یا کپی از هر کروموزوم را حمل میکنند ولی تعداد هرکروموزوم در نژادهای مختلف متفاوت است.

سلول مخمر آبجو معمولاً دارای یک حفره(Vacuole) برای ذخیره ی آنزیمها و مواد مغذی(Nutrition) مورد نیاز سلول است این حفره با یک غشاء محصور شده که از گرانول های فسفات تشکیل شده و بعداً در جریان تخمیر مصرف خواهد شد.این حفره حاوی آنزیمهای هیدرولیتیک(hydrolytic) است که به طور طبیعی پروتئینهای بزرگتر را به انواع کوچکتر تبدیل میکنند.ولی اگر سلول در شرایطی قرار گیرد که این حفره آسیب دیده یا ازبین برود (شرایطی مانند دما و phبالا) آنگاه محتویات آن آزاد شده و این آنزیمها باعث نابودی خودِ سلول میشوند(خودکافت)

هرسلول مخمر تا 50بار میتواند تکثیر شود و با هربار زایشِ یک دختر از سلول مادر،یک شکاف روی سلول مادر می ماند که پس از چندین بار زایش ،سلول توانایی بازتولید خود را از دست می دهد.اصولاً در یک تخمیر نرمال، هرسلول 4تا 5 بار تکثیر میشود و جمعیت سلولها چندین برابر میشود چون خود این دخترها هم باز تکثیر میشوند.

کیفیات مخمرآبجو

چندین فاکتور در مورد کیفیت مخمر توسط آبجوساز بررسی میشود که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1- کیفیت عطر و طعم(flavor and aroma qualities)

2- کیفیت ته نشینی و لختگی(sedimentation and flocculation)

3- عدد کاهش (attenuation)

4- آهنگ دگرگونی نژادی(mutation rate)و همسانی (consistency)

5- اندازه ی سرتخمیر(head size)

1- فاکتور عطرو طعم، اغلب به عنوان مهمترین کیفیات یک مخمر توسط آبجوسازان در نظر گرفته میشود.در آبجوسازیهای معروف که فقط از یک نژاد مخمرِ که پرورده ی خودشان است استفاده می کنند،عطر و طعم آبجوی آنها همیشگی و هر آبجوی آنها نماینده ی شخصیت منحصر به فرد آن آبجوسازی خواهد بود.برخی از آبجوسازان خانگی هم از این رویکرد پیروی کرده و پس از چند سال که تجارب زیاد پیدا کردند و انواع آبجوها را امتحان نمودند،یک آبجوی مورد علاقه ی خودشان که بیشترین ویژگیهای شخصیتی منحصر به آنها را دارد انتخاب میکنند و مخمر آن را جداکرده و از آن به بعد از مخمر تولید خودشان استفاده می کنند.یک بخش همیشگی در آبجوسازی های بزرگ ،آزمایش و بهبود روشهای تولید مخمر منحصر به فرد خودشان با بهترین عطر و طعم است.همانطور که پیشتر گفته شد،تفاوتهای نژادی مخمرها باعث میشود تا عملکرد متفاوتی در تخمیر یک آبجوی ثابت در شرایط شبیه به هم داشته باشند. و درجریان تخمیر صدها ترکیب متفاوت دیگر غیر از اتانول و گازکربنیک به وجود می آید که تعیین کننده ی طعم و عطر آبجو هستند.

در اینجا به چند دسته از این تولیدات جنبی یا ترکیبات فرعی حاصل از مرحله ی تخمیر(Fermentation) و مرحله ی رسیدن آبجو(maturation) اشاره میکنم.با این توضیح که وجود همه ی این مواد در آبجو بد نیست و برخی از آنها در مقدارهای مشخص باید در سبکهای مختلف وجود داشته باشند چون شخصیت آن سبک آبجو بسته به وجود همین تولیدات جنبی است.

a) اِستِر ها(Esters) این ترکیبات که از ترکیب یک اسید با یک الکل به وجود می آیند یکی از مهمترین نقش ها را در رایحه ی نهایی آبجو ایفا میکنند و عباراتی نظیر عطر میوه ای که در مورد آبجوهای ایل بیان میشود نتیجه ی وجود همین ترکیبات است و بیشتر آنها مورد علاقه ی آبجوساز هستند مگر برخی استرها که ناخواسته و به دلایلی مانند آلودگی و توسط باکتریهای مزاحم تولید میشوند یا حرارت زیاد که عملکرد صحیح مخمر را مختل میکند.وجود استرهای خوش بو علاوه براکثر آبجوهای ایل در شخصیت برخی آبجوهای تیره ی لاگر هم مطلوب است ولی آبجوهای لاگر ساده و کمرنگ به کمترین حضور این استرها نیاز دارند.

b) دی اَسِتیل(Diacetyl) و 2،3-پنتاندیون (2,3-Pentanedione) که در زیر مجموعه ی کیتون ها (ketones) قرار میگیرند و مخصوصاً دی استیل چون در مقدار بیشتر تولید میشود نقش مهمی در از طعم و عطر اصلی، خارج کردن آبجو بازی میکنند.اغلب این دو ترکیب به هم می پیوندند و دوکیتون به هم پیوسته VDK(vicinal diketone)را به وجود می آورند که نخستین تفاوت آبجوی خام یا تازه تخمیر شده(green beer) و آبجوی بالغ (aged beer)را از لحاظ طعم وعطر پدید می آورند.اصطلاح معروف به «کَره ای»( buttery) یا «تافی کره ای»( butterscotch)همان کیفیتی است که مسئول آن این ترکیب و به خصوص دی استیل است.مقدار مشخص این عطر و طعم ویژگی برخی سبکهای سنتی آبجوست ولی مقدار بیشتر آن مطلوب نیست و آبجوسازان از آن حذر می کنند.

c) استالدئیدها(Acetaldehydes) این ترکیبات که بیشتر روی طعم آبجو تاثیر دارند در مراحل مختلف ساخت آبجو تولید میشوند و درواقع محصول اکسید شدن الکل ها و اسید های چرب هستند.بیشترین مقدار آنها در شروع تا اواسط مرحله ی تخمیر اولیه تشکیل می شود.بو وطعمی شبیه سیب سبز معروفترین عبارتی است که از حضور این ترکیبات حکایت دارد.

d) ترکیبات فرار ارگانیک یا غیر ارگانیک سولفور (Sulfur Volatiles) برخی آمینو اسیدها و ویتامین های موجود در آبجو مقادیری از ترکیبات ارگانیک سولفور دار دارند ولی این ترکیبات فرار به شکل غیرارگانیک هم در اجزاء حریره وجود دارند که نقش مهمی در عطر و طعم آبجو ایفا میکنند مانند سولفید هیدروژن،دی متیل سولفید(dimethyl sulfide) دی اکسید سولفور،تیول ها(thiols) و غیره که در آبجوهای لاگر به مقدار کم جزو شخصیت آبجو هستند ولی در ایل ها به عنوان عطرو طعم بد شناخته میشوند.اگر مقدار آنها زیاد باشد بو و طعمی شبیه تخم مرغ گندیده یا کبریت سوخته ایجاد می کنند.دی متیل سولفید(DMS) یکی از اصلی ترین مسئولین به وجود آمدن طعم سولفوری در آبجو است و اگر مقدارش بیشتر از 60 µg/liter باشد مزه و بوی ذرت یا سبزیجات پخته ایجاد میکند.

e) الکل های فیوزل یا بالا(or higher alcohols Fusel) در جریان تخمیر غیر از اتانول انواع دیگری از الکل ها مانند امیل الکل ،ایزو پروپانول الکل و غیره هم به مقدارکم تولید میشود که نه تنها در شخصیت آبجو موثرند بلکه در شکل گیری انواع استرها هم نقش دارند.این الکلها طعم و عطرقوی الکلی و یا حلال شیمیایی (alcoholic یا solvent) به آبجو میدهند.برخی انواع مخمرها مقدار بیشتری حتی تا 4 برابر بیشتر از سایر مخمرها از این الکلها تولید میکنند و به طور کلی مخمرهای ایل بیشتر از لاگرها تولید الکلهای بالاتر میکنند.

f) اسید های ارگانیک(Organic Acids) مانند اسید استیک ،اسید سیتریک ،اسید لاکتیک،اسید مالیک،اسید پایروویک و اسید سوکینیک .این اسیدها به صورت ارگانیک و در مقدار کم در آبجو وجود دارند و بسته به میزان هرکدام طعم ترشی یا بعظاً نمکی به برخی سبکهای آبجو میدهند.بیشتر آنها به طور طبیعی و توسط مالت در جریان آبجوسازی به مقدارکم تشکیل میشوند و در طول تخمیر غلظت آنها افزایش می یابد ولی اگر تحت شرایط مختلف مقدار این اسیدها از کنترل خارج گردد باعث از طعم خارج شدن آبجو میشوند.(مقصود از این اسیدها آن اسیدی که درنتیجه ی رشد باکتریهای مزاحم سرکه ساز ایجاد میشود و باعث اصلی آن، آلودگی میباشد،نیست)

g) اسید های چرب(Fatty Acids) کمترین اجزاء حریره را این اسیدها ی چرب تشکیل می دهند ولی در مرحله ی تخمیر و رسیدن آبجو غلظت آنها بیشتر میشود و مسئول اصطلاحاتی نظیر شهوتی(goaty)،صابونی(soapy) یا پرچربی(fatty) در آبجو هستند.بیشتر بین انواع مخمرهای لاگر رایج هستند ولی در مخمرهای ایل هم به نسبت کمتر تولید میشوند.

h) ترکیبات نیتروژن دار(Nitrogen Compounds) سلولهای مخمر مواد مرکب نیتروژن دار مانند آمینو اسیدها و پپتید های کوچکتر را هم در جریان تخمیر دفع می کنند که در شکل گیری طعم پیچیده و مبهم آبجو نقش دارند.

خب اینها همه مربوط به اولین مورد از کیفیات مخمر ها یعنی عطر و طعم حاصل از عملکرد آنها بود و اکنون مابقی این کیفیات:

2- کیفیت ته نشینی و لختگی(sedimentation and flocculation) هر نژاد مخمر کیفیات مخصوص به خودش را در زمینه ی نحوه و سرعت رسوب کردن دارد.آبجوساز با توجه با آبجویی که قصد تهیه دارد ممکن است به این ویژگی مخمر هم توجه کند. این کیفیت توسط کارخانه ی سازنده با عبارات بالا(high) متوسط(medium) و پائین(low) ارائه میشود .آبجوساز می تواند مخمری را انتخاب کند که برای منظور او مناسب تر است مثلاً اگر بخواهد تخمیر سریعتر انجام شود باید از نوع مخمری با پتانسیل لختگی و ته نشینی بالاتر استفاده کند.این ویژگی لختگی به تجمع سلولهای مخمر در پایان تخمیر اشاره دارد که در برخی مخمرها این سلولها در بالای مایع و در برخی دیگر در پایین مخزن تخمیر دور هم جمع می شوند.البته امروزه بیشتر مخمرهای مدرن را میتوان مجبور کرد که در ته مخزن ته نشین شوند تا جداسازی آنها راحتتر صورت گیرد.(در مخزن های قیفی شکل)کیفیت لختگی مخمر نشان می دهد که سلول های آن نژاد خاص با چه سرعت و تراکمی میل به جداشدن از حریره را دارند.یک مخمر که خیلی سریع ته نشین شود نمیتواند همه ی قند مایع را تبدیل کند و آبجو شیرین می ماند و در مقابل مخمری با توان لختگی خیلی کم،مرحله ی فیلتر و صاف کردن آبجو را با مشگل مواجه می کند چون همچنان میل به معلق بودن در مایع را دارد.مخمرهای وحشی معمولاً کیفیت لختگی پائینی دارند و مدت طولانی در مایع معلق می مانند. کیفیت لختگی رابطه ی تنگاتنگی با آهنگ ته نشینی(rate of sedimentation) دارد.محاسبه ی این فاکتور در آبجو معلول چندین عامل دیگر و از این رو کمی پیچیده است.برای محاسبه ی آهنگ ته نشینی باید اندازه ی ذرات معلق در آبجو و چگالی آنها به نسبت غلظت آبجو یا حریره و همینطور شتاب این ذرات در رابطه با چگالی در نظر گرفته شود.بدین ترتیب میتوان این کیفیت را در مورد هر نوع مخمر بررسی نمود و در اختیار آبجوساز قرار داد.کاری که تولیدکنندگان مخمر انجام می دهند.وآبجو ساز میتواند زمان مورد نیاز برای صاف شدن طبیعی آبجو را با استفاده از هر مخمری از قبل پیش بینی کرده و با استفاده از انواع مواد و روشهای فیلتراسیون آن را تسریع کند.

3- عدد کاهش (attenuation) این عدد به کیفیتی در انواع نژادهای مخمر آبجو اشاره دارد که مشخص می کند هر مخمر چقدر توانایی مصرف و تبدیل قندهای حریره را دارد.یعنی هنگامی که در مختصات یک مخمر خاص آمده است که عدد کاهش آن 80 در صد است بدین معنی است که آبجوساز می تواند انتظار داشته باشد که تا 80درصد قندهای حریره با استفاده از این مخمر قابل تخمیر است.دانستن این عدد به آبجوساز کمک میکند تا مطمئن شود تخمیر کاملاً تمام شده است.چراکه حدس زدن از روی ظاهر مایع معمولاً دقیق نیست.این عدد بین انواع مخمر متفاوت است و آبجوساز برای تهیه ی سبکهای مختلف آبجو که هرکدام نیاز دارند تمام یا قسمتی از قندهای حریره تخمیر شود،از این عدد یاری میگیرد.فاکتورهای موثر روی این عدد عبارتند از نوع مخمر،شرایط تخمیر و چگالی خاص هر حریره.معمولاً این عدد بین 65 تا 85 درصد در اکثر انواع مخمر تجاری موجود در نوسان است.برای محاسبه ی این عدد باید ابتدا حریره پیش از شروع تخمیر آبسنجی شود که عدد خوانده شده توسط هیدرومتر، آبسنجی اولیه(OG)نام دارد.پس از انجام تخمیر هنگامی که آبسنجی آبجو در سه روز متوالی تغییری نکرد یعنی اینکه کار مخمرها تمام شده و عدد آبسنجی نهایی(FG)هم یادداشت میشود حال برای محاسبه ی عدد کاهش ظاهری از فرمول {(AA%=100×{(OG – FG)/(OG – 1 استفاده می گردد.تنها راه فهمیدن این که آیا تخمیر کامل انجام شده است مقایسه ی این عدد با عدد کاهش مورد انتظار(که توسط تولیدکننده ی مخمر ارائه شده) می باشد.عدد حاصل از این محاسبه را عدد کاهش ظاهری (Apparent attenuation) نامیدیم چون یک فاکتور در این محاسبه نادیده گرفته شده و آن هم حضور الکل با چگالی سبک تر از آب است و برای محاسبه ی عدد کاهش واقعی( actual attenuation ) باید ابتدا الکل آبجو جداشده و بعد آبسنجی صورت گیرد.این کار فقط در برخی آبجوسازیهای بزرگ انجام میشود و اغلب آبجوسازان خانگی یا کارگاهی از همان عدد کاهش ظاهری استفاده می کنند.

4- آهنگ دگرگونی نژادی(mutation raet) و همسانی(consistency)این کیفیات مخمر ثبات ژنتیکی نژاد مخمر را نشان میدهد.هر آبجوسازی میتواند مخمر خودش را برای حداقل 7 تا 10 نسل دوباره و دوباره استفاده کند بدون این که نژاد مخمر اولیه تغییر کند. برداشت مخمر(Harvesting) از مخزنهای تخمیر و استفاده ی مجدد آن در تخمیر یک پخت دیگر آبجو(re-pitching yeast) عملیات متداولی در آبجوسازیهای بزرگ و کوچک است و باعث می شود که آن آبجوسازی پس از مدتی بر اساس آهنگ دگرگونی نژادی ،مخمر منحصر به خودش را پرورش دهد که هرگز با مخمر دیگری همسان نخواهد بود و در نتیجه آبجوی ساخته شده با آن هم منحصر به فرد خواهد شد.آهنگ دگرگونی براساس ژن های مختلف در موجودات گوناگون عددی متفاوت است و در مورد مخمرها به طور متوسط 0.0027جهش در ژن ،در نسل است(mutations per genome per generation) یعنی چیزی حدود یک مخمر از 370 مخمر یک جهش ژنتیکی تازه پیدا می کند.و همین جهش ژنتیکی است که شخصیت منحصر به فرد یک مخمر و یک آبجوی کلاسیک را تشکیل میدهد که قابل همسان سازی توسط دیگران نخواهد بود.

برداشت مخمر به عوامل متعددی از جمله نژاد مخمر و ساختار تشکیلاتی آبجوسازی بستگی دارد و معلول شرایطی است که با تمرین و تجربه و رعایت اصول میتواند بهبود پیدا کند.برای اینکه ویژگیهای مخمر برداشت شده در هربار با دفعه ی پیش یکسان باشد،باید عواملی مانند زمان بندی و دمای برداشت هم مشابه باشد.بر اساس کیفیت همسانی مخمر،همه ی سلولهای مخمر در یک کشت(culture) از لحاظ ژنتیکی با هم یکسان نیستند که همین امر باعث می شود که مثلاً دسته ای از سلولهای مخمر زودتر ته نشین شوند که یعنی کیفیت لختگی بالاتری داشته اند،دسته ی دیگر از سلولها هم دیرتر ته نشین می شوند یعنی از لحاظ ژنتیکی خاصیت لختگی پایینی دارند.آبجوساز باید توجه کند که برداشت محصول مخمر را از لایه ی میانی رسوبات مخمری انجام دهد تا همسانی مخمر برداشت شده بیشتر و در نتیجه، کیفیت آینده ی آن در تخمیر بعدی بهتر و مطابق میل آبجوساز خواهد بود.در واقع این هنر و علم و تجربه ی آبجوساز است که انتخاب میکند مخمرش چه ویژگیهایی داشته باشد و مخمر را به سمتی که می خواهد سوق می دهد.

5- اندازه ی سرتخمیر(head size)

هرنوع مخمری در هنگام تخمیر ،قسمتی از فضای بالای مایع را اشغال میکند که ما به صورت کف کِرِم رنگ، آن را مشاهده می کنیم.حجم این فضا با کیفیت اندازه سرتخمیر(head size) نشان داده میشود.مخمرهای آبجو معمولاً چیزی بین 15 تا 25 درصد حجم مایع را در بالای سطح مایع ،در طول تخمیر اشغال میکنند که باید در هنگام تهیه ی مخزن تخمیر مخصوصاً در حجمهای بالا مورد توجه قرار گیرد.

مواد مغذی مورد نیاز سلولهای مخمر(Yeast Nutritional Requirements)

مخمر برای رشد و تکثیر موفق، به مقادیر کافی مواد مغذی برای تخمیر سالم نیاز دارد که شامل کربوهیدراتهای قابل تخمیر،منابع نیتروژن،ویتامین ها و مواد معدنی میشود.کمبود هرکدام از این مواد مغذی نتیجه ی خود را در آبجوی نهایی نشان خواهد داد.این ترکیبات به صورت طبیعی در مالت جو موجود هستند یا اینکه در جریان خیساندن توسط آنزیمها به وجود می آیند.

– کربوهیدراتها به صورت قندهای ساده مانند مونوساکاریدها یا دی ساکاریدها و اولیکو ساکاریدها که دارای حداکثر سه مولکول گلوکز یعنی ساده ترین قند هستند، در اختیار سلول های مخمر قرار میگیرند.پلی ساکاریدها به دلیل پیچیدگی زنجیره ی مولکولی مورد مصرف سلول مخمر قرار نمیگیرند.قندهایی نظیر مالتوز،مالتو تریوز،گلوکز،ساکاروز و فراکتوز 70 تا 80 درصد قندهای قابل تخمیر عصاره ی مالت را تشکیل میدهند و مابقی قندهای غیرقابل تخمیری نظیر دکسترین،بتاگلوکان و پنتوسان هستند که تخمیر نمی شوند.

– نیتروژن موردنیاز مخمر توسط آمینو اسیدهای موجود در حریره تامین می شود همچنین از نمک های آمونیوم.سلولهای مخمر ترجیح می دهند که از نمکهای آمونیوم استفاده نمایند ولی چون مقدار آنها در حریره خیلی کم است،آمینواسیدها و پپتیدها(تشکیل شده از چند آمینو اسید)مورد توجه قرار میگیرند.از این آمینو اسیدها به صورت کلی به عنوان آمینو نیتروژن آزادFAN(Free Amino Nitrogen) یاد میشود که مسئول اصلی تامین نیتروژن بوده و البته یکی از اجزاء اصلی مواد مغذی سلول مخمر محسوب می گردند.درواقع ترکیبات نیتروژن دار پس از کربوهیدراتها دومین ماده ی مغذی سلولهای مخمر محسوب می شوند.

– ویتامین هایی نظیر بیوتین(biotin)،اسید پانتوتنیک(panthotenic acid)تیامین(thiamin) و اینوسیتول(inositol) برای کارکرد صحیح آنزیمها و رشد سلولهای مخمر ضروری هستند.بیوتین توسط مالت در جریان خیساندن تامین میشود.کمبود آن باعث افزایش سرعت و میزان مرگ سلولهای مخمر می گردد.

– مواد معدنی که بدون وجود آنها سلولهای مخمر نمی توانند رشد و تکثیر کنند.این مواد معدنی شامل فسفات،پتاسیم،کلسیم،منیزیوم،سولفور و عناصر کمیاب(trace elements) میشود.برای نمونه کارکرد فسفات این است که برای بقاء انرژی و رشد سریع سلولهای مخمر لازم است و یونهای پتاسیم برای انتقال فسفات در سلول لازم هستند.یکی از عناصر کمیاب مهم ،روی(Zinc)است که حداقل مقدار 0.10تا0.15 میلی گرم در لیتر باید در حریره موجود باشد.روی به ترکیب پروتئین سلول کمک کرده و سوخت و ساز هسته ی سلول را کنترل می کند.با افزودن کلرید روی(zinc chloride) به حریره به مقدار 0.2 تا 0.3 میلی گرم در لیتر می توان سرعت تخمیر را افزایش داد.

این مقاله ادامه خواهد داشت

HaDaL