التخمير:
التخمير هو إجراء متحكم به لكائنات دقيقة مختارة لتغيير نسيج الأطعمة، أو للحفاظ على الأطعمة عن طريق إنتاج الأحماض أو الكحول، أو لإنتاج أو تعديل النكهات والروائح، كما يعتبر خطوة معالجة مهمة لعدد من المنتجات الغذائية، وتشمل التطبيقات النموذجية للمنتجات الألبان المختلفة، الخضروات، اللحوم، الأسماك وغيرها من التطبيقات.
طرق تقنية التخمير:
التخمير الكحولي:
- يشار عادةً إلى تحلل السكريات البسيطة إلى كحول باسم (التخمير الكحولي)، حيث يستخدم التخمير الكحولي في صناعة المشروبات الكجولية (في الغالب مع العنب، عصائر السكر والدبس كمواد خام).
- كما تستخدم عادة الخميرة (Saccharomyces ) لإنتاج الإيثانول من الكربوهيدرات وكميات صغيرة جدًا من المركبات العضوية الأخرى.
- كما تعتبر هذه عملية لا هوائية أي لا تتطلب وجود الأكسجين، وعادة ما تكون درجة حرارة التخمير في حدود 8-30 درجة مئوية، حيث تؤثر درجة الحرارة على معدل التخمير وكفاءة التحويل ونكهة ورائحة المنتج النهائي
- كما غالبًا ما تستخدم سلالات مختارة من الخمائر لتحسين إنتاج الكحول وإنتاج المواد العطرية كمكونات ثانوية.
- كما يتم إضافة النيتروجين، الفيتامينات وعناصر معينة كمواد مغذية للخميرة، ويمكن أيضًا تعديل الرقم الهيدروجيني، وهذا يضمن أن التخمير فعال وينتج النكهة المطلوبة.
- يجدر بالذكر أنّه يؤثر نوع الخميرة المستخدمة على المعدل والكفاءة والنكهة والرائحة وبالتالي يتم اختياره بعناية لإعطاء النتائج المرجوة.
تخمير حمض اللاكتيك:
- يستخدم تخمير حمض اللاكتيك في صنع الزبادي، منتجات الألبان المخمرة الأخرى، منتجات اللحوم المخمرة (أنواع معينة من النقانق) والخضروات (مثل مخلل الملفوف).
- لبدء التخمير، تضاف البكتيريا المعروفة باسم المقبلات إلى المواد الخام المراد تخميرها، حيث في تخمير حمض اللاكتيك.
- ثم يتم تحويل اللاكتوز أو السكريات الأخرى إلى حمض اللاكتيك وكميات صغيرة من المكونات الأخرى، كما يصاحب تكوين حمض اللاكتيك انخفاض في درجة الحموضة، وهو أمر مهم للطعم والرائحة والحفاظ على المنتج.
- كما هناك عدة أنواع من البكتيريا قادرة على إنتاج حمض اللاكتيك، حيث يعطي كل نوع طعمه ورائحته النموذجية.
- كما يعتبر تخمير حمض اللاكتيك هو عملية لا هوائية، ومن الضروري أحيانًا إزالة أكبر قدر ممكن من الأكسجين لتعزيز عملية التخمير.
- يجدر بالذكر أنّه يتم تخمير حمض اللاكتيك عند درجة حرارة 20-40 درجة مئوية.
- كما يعد تحضير المزارع البادئة عملية حساسة حيث يجب تقليل مخاطر العدوى المحمولة جواً إلى الحد الأدنى المطلق لذلك، يجب تحضير مزارع البادئ في غرفة منفصلة مزودة بهواء مرشح بضغط إيجابي طفيف مقارنة بالضغط الجوي العادي.
- كما يجب أيضًا تصميم نظام تنظيف المعدات بعناية لمنع بقايا المنظفات والمعقمات من الاتصال بالمزارع وإفسادها.
- كما تتطلب قيود النظافة العالية جدًا، بالإضافة إلى جانب متطلبات تنظيم درجة الحرارة (المعالجة الحرارية للركيزة أولاً ثم التبريد) استهلاكًا محددًا للطاقة واستخدام مياه التبريد.
تقنية الإنبات في التخمير:
الهدف من الإنبات هو تنشيط وتطوير نظام الإنزيم في نواة الحبوب، حيث يعد هذا نظام الإنزيم المنشط ضروريًا جداً لتنشيط تكسير النشا والبروتين في مرحلة الهرس قبل عملية التخمير اللاحقة، وهو يعتبر خطوة معالجة مهمة جداً في عملية تخمير الحبوب، كما يجدر بالذكر أنّها تستخدم الحبوب المملحة (الشعير بشكل أساسي) لإنتاج البيرة وإنتاج المشروبات المقطرة، كما يستخدم الشعير في توابل الطعام.
وصف تقنية الإنبات في التخمير:
- لبدء الإنبات، يتم نقع الحبوب للحصول على محتوى الرطوبة الضروري.
- ثم يتم بعد ذلك نقل الحبوب المنقوعة إلى أوعية إنبات (للتخمير بالهواء المضغوط)، والتي تحتوي على أرضيات من ألواح الصلب المثقبة، أو إلى أرضيات إنبات (تخمير الأرضية).
- ثم يتم وضع طبقات من الحبوب بسمك يتراوح من 70 إلى 150 سم للتخمير بالهواء المضغوط وحوالي 5 إلى 15 سم للتخمير الأرضي، حيث تدوم خطوة الإنبات بشكل عام ما بين 96 و 200 ساعة ذلك، اعتمادًا على المعدات، يمكن أن تكون معلمات العملية والمواد الخام والشعير النهائي المطلوب الحصول عليها، ويمكن أن تكون عملية الإنبات أقصر أو أطول.
- ثم يتم نفخ الهواء المكيف (المبرد أو المسخن والمرطب) من خلال (أي في التخمير الهوائي)، أو فوق (أي تخمير الأرضية)، للتحكم في درجة الحرارة ومحتوى الرطوبة أثناء الإنبات.
- لمنع حبات الحبوب من التلبيد (التلبيد) يتم قلب طبقة الحبوب من وقت لآخر، حيث يمكن أيضًا رش الماء، وتتوقف عملية الإنبات عن طريق التجفيف.
