فصل سوم مواد و روش ها55
3-1 محل انجام آزمايش ها56
3-2 مواد و تجهيزات مورد استفاده56
3-2-1 مخمرهاي مورد استفاده56
3-2-2 دستگاه ها و وسايل مورد استفاده در تحقيق56
3-2-3 مواد شيميايي مورد استفاده در تحقيق57
3-2-4 محلول ها و محيط هاي مورد استفاده58
3-2-4-1 محلول سرم فيزيولوژي58
3-2-4-2 محيط مورد استفاده براي انجماد سويه ها59
3-2-4-3 محيط کشتPDA59
3-2-4-4 محيط کشت YPD Broth60
3-2-4-5 محيط کشت YPD Agar60
3-2-4-7 محيط کشت ALP Agar62
3-3 خالص سازي و اندازه گيري خصوصيات سويه هاي مخمري62
3-3-1 بررسي توانايي مصرف قند63
3-3-2 بررسي توانايي مصرف اتانول63
3-3-3 تهيه سوسپانسيون سلولي63
3-3-4 بررسي ميزان رشد و تکثير مخمر63
3-3-5 اندازه گيري ميزان توليد گاز دي اکسيد کربن توسط مخمر64
3-4 اندازه گيري مشخصات آرد مورد استفاده64
3-4-1 اندازه گيري گلوتن مرطوب64
3-4-2 اندازه گيري خاکستر65
3-4-3 اندازه گيري رطوبت65
3-4-4 اندازه گيري pH آرد65
3-5 اندازه گيري خصوصيات نان66
3-5-1 مراحل تهيه و پخت نان66
3-5-2 اندازه گيري حجم نان66
3-5-3 نحوه آزمون بياتي نان67
3-5-4 آزمون هاي حسي67
3-6 نحوه تجزيه و تحليل داده ها67
فصل چهارم بيان نتايج و بحث69
4-1 ويژگي هاي مخمر ساکارومايسز سرويزيه70
4-2 نتايج سنجش رشد سلولي مخمر ساکارومايسز سرويزيه72
4-3 نتايج سنجش گاز در تيمارهاي مورد بررسي75
4-4 نتايج اندازه گيري پارامترهاي آرد78
4-5 نتايج سنجش حجم نان هاي تهيه شده78
4-6 نتايج اندازه گيري شدت بياتي نان هاي تهيه شده80
4-7 ارزيابي هاي حسي نان هاي تهيه شده83
4-7-1 ارزيابي ويژگي هاي فيزيکي و ظاهري نان هاي تهيه شده83
4-7-2 ارزيابي حسي بافت نان هاي تهيه شده84
4-7-3 ارزيابي حسي طعم نان هاي تهيه شده85
4-7-4 ارزيابي حسي رنگ نان هاي تهيه شده87
4-7-5 ارزيابي کلي و درجه مطلوبيت نان هاي تهيه شده88
فصل پنجم نتيجه گيري90
5-1 نتيجه گيري کلي91
5-2 پيشنهادات91
منابع و مراجع93
منابع فارسي93
منابع خارجي94
پيوست ها نتايج آناليز آماري داده ها107
پيوست 1 – نتايج ضريب رشد ويژه سلول هاي مخمر ساکارومايسز سرويزيه108
پيوست 2 – نتايج سنجش گاز در تيمارهاي مورد بررسي109
پيوست 3 – نتايج سنجش حجم نان هاي تهيه شده110
پيوست 4 – نتايج سنجش شدت بياتي نان هاي تهيه شده بر اساس سفتي بافت (تست اينسترون)111
پيوست 5 – نتايج ارزيابي ويژگي هاي فيزيکي و ظاهري نان هاي تهيه شده112
پيوست 6 – نتايج ارزيابي حسي بافت نان هاي تهيه شده113
پيوست 7 – نتايج ارزيابي حسي طعم نان هاي تهيه شده114
پيوست 8 – نتايج ارزيابي حسي رنگ نان هاي تهيه شده115
پيوست 9 – نتايج ارزيابي کلي و درجه مطلوبيت نان هاي تهيه شده116
Abstract117
فهرست جداول
جدول 1-1 ضايعات ناشي از بياتي نان در سال 1381 در استان تهران (کمالي، 1381)6
جدول 1-2 مقايسه چند گونه ساکارومايسز از نظر توانايي مصرف چند نوع قند ساده12
جدول 3-1 دستگاه ها و وسايل مورد استفاده در تحقيق56
جدول 3-2 مواد شيميايي مورد استفاده در تحقيق57
جدول 3-3 فرمولاسيون محلول سرم فيزيولوژي59
جدول 3-4 فرمولاسيون محيط مربوط به انجماد سويه ها59
جدول 3-5 مشخصات محيط کشت PDA60
جدول 3-6 مشخصات محيط کشت YPD Broth60
جدول 3-7 مشخصات محيط کشت YPD Agar61
جدول 3-8 مشخصات محيط کشت پايه61
جدول 3-9 مشخصات محيط کشت ALP Agar62
جدول 3-10 شيوه نامگذاري تيمارها در اين تحقيق68
جدول 4-1 نتايج اندازه گيري رشد سلولي مخمر در طول موج nm620 پس از 16 ساعت72
جدول 4-2 نتايج اندازه گيري رشد سلولي مخمر در طول موج nm620 پس از 32 ساعت73
جدول 4-3 نتايج اندازه گيري رشد سلولي مخمر در طول موج nm620 پس از 48 ساعت73
جدول 4-4 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 60 دقيقه بر حسب mbar76
جدول 4-5 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 120 دقيقه بر حسب mbar76
جدول 4-6 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 180 دقيقه بر حسب mbar76
جدول 4-7 پارامترهاي اندازه گيري شده براي آرد مصرفي78
جدول 4-8 نتايج اندازه گيري حجم نان هاي تهيه شده78
جدول 4-9 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 24 ساعت بر حسب N.cm-180
جدول 4-10 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 48 ساعت بر حسب N.cm-180
جدول 4-11 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 72 ساعت بر حسب N.cm-180
جدول 4-12 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 96 ساعت بر حسب N.cm-181
جدول 4-13 نتايج ميزان سفتي بافت نان هاي تهيه شده پس از 120 ساعت بر حسب N.cm-181
جدول 4-14 نتايج ارزيابي ويژگي هاي فيزيکي و ظاهري نان هاي تهيه شده83
جدول 4-15 نتايج ارزيابي حسي بافت نان هاي تهيه شده84
جدول 4-16 نتايج ارزيابي حسي طعم نان هاي تهيه شده86
جدول 4-17 نتايج ارزيابي حسي رنگ نان هاي تهيه شده87
جدول 4-18 نتايج ارزيابي کلي و درجه مطلوبيت نان هاي تهيه شده88
فهرست اشکال
شکل 4-1 کلني هاي مخمر ساکارومايسز سرويزيه71
شکل 4-2 نماي سلول هاي مخمر ساکارومايسز سرويزيه در زير ميکروسکوپ (X40)72
شکل 4-3 روند توليد گاز توسط مخمر در طول 180 دقيقه بررسي74
شکل 4-4 مقايسه اندازه گيري رشد سلولي در پايان 48 ساعت75
شکل 4-5 روند توليد گاز توسط مخمر در طول 180 دقيقه بررسي77
شکل 4-6 مقايسه ميزان فشار گاز توليدي در پايان 180 دقيقه77
شکل 4-7 مقايسه ميزان حجم نان هاي تهيه شده79
شکل 4-8 روند تغييرات بياتي نان هاي تهيه شده در طول 120 ساعت82
شکل 4-9 مقايسه بياتي نان هاي تهيه شده در پايان 120 ساعت82
شکل 4-10 مقايسه درجه مطلوبيت ويژگي هاي فيزيکي و ظاهري تيمارهاي مختلف توسط گروه پانل84

شکل 4-11 مقايسه درجه مطلوبيت بافت تيمارهاي مختلف توسط گروه پانل85
شکل 4-12 مقايسه درجه مطلوبيت طعم تيمارهاي مختلف توسط گروه پانل87
شکل 4-13 مقايسه درجه مطلوبيت رنگ تيمارهاي مختلف توسط گروه پانل88
شکل 4-14 مقايسه درجه مطلوبيت تيمارهاي مختلف توسط گروه پانل89
چکيده
يکي از راهکارهاي موثر در بهبود کيفيت نان و فرآورده هاي پخت، بهينه سازي شرايط تخمير محصول است. تخمير مناسب علاوه بر افزايش ارزش تغذيه اي نان، باعث بهبود خواص رئولوژيکي خمير و نيز ويژگي هاي حسي و ماندگاري محصول
نهايي مي شود. در همين رابطه انتخاب سويه مخمري مناسب، نقشي بسيار مهم در بهبود فرآيند تخمير نان ايفا مي کند. در اين تحقيق اثر 4 نوع پودر مخمر خشک (3 نوع داخلي و 1 نوع خارجي) و يک سويه مخمر وحشي، بر فرآيند تخمير و ويژگي هاي محصول مورد مقايسه قرار گرفت. سويه هاي مخمري پس از خالص سازي از نظر پارامترهاي ضريب رشد و نيز توليد گاز مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين نان تهيه شده از مخمرهاي مورد بررسي، از نظر حجم، درصد رطوبت و نيز پارامترهاي حسي (ويژگي هاي فيزيکي و پوسته نان، طعم، رنگ و بافت) مورد مقايسه قرار گرفتند. ضمن آن که ميزان ماندگاري نان هاي تهيه شده به روش بافت سنجي توسط دستگاه اينسترون تا 120 ساعت سنجش شد. بر طبق يافته هاي حاصل از اين پژوهش، در اکثر آزمايش ها نان هاي تهيه شده از يک نوع مخمر خشک داخلي و نيز نمونه خارجي، بهترين نتايج را نسبت به ساير تيمارها نشان دادند (05/0p<).
واژگان کليدي: تخمير، خواص حسي، ساکارومايسز سرويزيه، سفتي بافت، مخمر خشک
فصل اول
کليات تحقيق
1-1 مقدمه
مصرف غلات نزد بشر از تاريخچه اي 5000 ساله برخوردار است. بشر در ابتدا غلات را به صورت بو داده مصرف مي کرد. پس از آن که بشر به دانش آسياباني دست يافت، مصرف غلات به صورت خمير و نهايتا نان توسعه يافت. نان هاي اوليه غالبا به صورت مسطح تهيه مي شدند. ليکن بعدها با پيشرفت دانش بشري، انواع مختلفي از نان به صورت نيمه حجيم و حجيم نيز تهيه شد.امروزه علاوه بر توليد انواع مختلف نان، بسياري فرآورده هاي ديگر از غلات نظير انواع کيک ها و شيريني ها، نودل و انواع ماکاروني، بيسکوئيت و … تهيه مي شود (رجب زاده، 1386).
غلات علاوه بر تغذيه بشر، نقش مهمي در تشکيل جوامع نخستين انساني و پيدايش روستاها و شهرها داشته است. زيرا آشنايي بشر اوليه با غلات و اهميت آن ها سبب شد که آدمي به کشاورزي روي آورده و رفته رفته به يکجانشيني و تمدن روي آورد.
به نظر مي رسد که انسان نخستين دانه هاي غلات را با انجام برخي اقدامات اوليه مختصر به صورت خام مصرف مي کرده است. بعدها با کشف آتش، غلات به صورت خوشه اي روي آتش بريان مي شده و مورد مصرف قرار مي گرفته است. از آنجا که مصرف غلات به صورت مذکور مي تواند گاهي باعث بروز ناراحتي هاي گوارشي شود، بشر اقدام به خرمن کوبي و جدا نمودن پوشش دانه هاي غلات نمود. به اين ترتيب بشر به تدريج با آسياباني آشنا شد و توانست با خرد کردن خمير، آرد تهيه کرده و نهايتا به تکنولوژي توليد نان دست يافت. توليد انواع نان و نيز امکان مصرف ساير مواد غذايي نظير گوشت همراه آن، باعث تنوع تغذيه اي نزد بشر شد (پايان، 1380).
آشنايي تجربي بشر با برخي گونه هاي گندم که داراي پروتئين بيشتري بودند سبب شد تا کيفيت نان هاي توليدي افزايش يابد. به علاوه در زمان هاي دور که امکان نگهداري نان به مدت طولاني فراهم نبود، نان حاصل را در آفتاب خشک مي کردند تا ماندگاري آن افزايش يابد. اين گونه نان ها هنوز در بسياري از مناطق روستايي توليد مي شوند (رجب زاده، 1386).
1-2 بيان مساله
نان مهمترين فرآورده گندم است که با توجه به سليقه و امکانات، در مناطق مختلف به روش هاي متعددي تهيه مي شود (قاروني، 1383). تهيه نان تا حد زيادي تابع قابليت پخت آرد است که به ويژگي هاي آرد مورد استفاده، عوامل و اقدامات صنعتي، روش تهيه و مراحل آماده سازي بستگي دارد (رجب زاده، 1386).
مخمر نان (ساکارومايسز سرويزيه1) يکي از ارکان اصلي در تهيه و توليد نان است (Dobbes et al., 1982). انسان از ديرباز براي تهيه نان از مخمر استفاده مي کرده است. در مصر باستان از لرد حاصل از آبجو که حاوي مخمر است، براي تهيه نان هاي با کيفيت استفاده مي شد. با پيشرفت دانش بشر، سويه هاي مخمري تخليص و تحت عنوان مخمر نانوايي به بازار روانه شد (Kurtzman and Fell, 1998; Querol and Fleet, 2006).
بين خصوصيات تکنولوژيک آرد و قدرت تخمير مخمر، ارتباط انکارناپذيري وجود دارد (Miric and Katarina ,2008). به طور کلي مي توان نقش مخمر نانوايي در بهبود کيفيت نان را به صورت زير دسته بندي نمود (پيغمبر دوست، 1388):
کمک به ايجاد ساختار مناسب در خمير که غالبا با توليد گاز و متعاقبا انبساط خمير صورت مي گيرد.
افزايش ارزش تغذيه اي نان با توليد ترکيبات مغذي در اثر فعاليت مخمر
ايجاد طعم مناسب در نان
فرايند تخمير2 عبارت است از سلسله تغييرات فيزيكي، شيميائي و بيوشيميائي كه در خمير پس از مخلوط نمودن آرد، آب و مخمر قبل از فرآيند پخت رخ مي دهد. در نتيجه اين تغييرات، متابوليت هاي جديدي توليد مي شوند كه همراه ساير مواد متشكله، علاوه بر ايجاد طعم و مزه نهايي نان، سبب بهبود برخي از ويژگي هاي كمي و كيفي نان مي گردد (قاروني، 1381).
در تهيه نان هاي مختلف، مرحله تخمير غالبا از ضرورت يکساني برخوردار است (پايان، 1380). مهمترين هدف فرآيند تخمير در تهيه نان، افزايش حجم خمير است. در فرآيند توليد نان، حجم نهايي و ساختار محصول به ميزان توليد گاز دي اکسيد کربن توسط مخمر بستگي دارد. همچنين نوع ترکيب خميرجهت رشد و فعاليت مناسب مخمر و نيز تشکيل شبکه گلوتني مطلوب براي نگهداري گاز نيز در کيفيت نان حاصل بسيار تعيين کننده هستند (Sahlstream et al., 2003).
سويه هاي تجاري بسياري از ساکارومايسز سرويزيه وجود دارد که به منظور توليد بيواتانول، تخمير نان و نيز کاربردهاي آزمايشگاهي مورد استفاده قرار مي کيرد (Randez-Gil et al., 1999; Van-Hoek et al., 2000). همچنين لازم به ذکر است که برخي از سويه هاي ساکارومايسز سرويزيه که توانايي تحمل فشار اسمزي بيشتري دارند، در محصولات قنادي نيز استفاده مي شود. اما بهر حال استفاده از اين مخمر در صنايع قنادي و در فرمولاسيون محصولات شيرين، با محدوديت هايي روبروست (Nishida et al., 2004; Imura and Kawasaki, 2007).
سويه هاي مختلف ساکارومايسز سرويزيه که به عنوان مخمر نانوايي مورد استفاده قرار مي گيرند، بايد داراي چند ويژگي باشد (Spencer and Spencer, 1996; Donalies et al., 2008):
قدرت تخمير بالايي داشته باشد تا بتواند با شدت بيشتري کربوهيدرات ها موجود را مصرف نموده و توليد گاز دي اکسيد کربن نمايد.
متابوليسم تنفسي مناسب و سرعت رشد و تکثير بالايي داشته باشد تا بتواند درمدت زمان کوتاه، زيست توده3 بالايي توليد کند.
متابوليت هاي جانبي مخمر حاوي ترکيبات موثر در طعم و عطر باشد تا بتوان نان با کيفيت تري توليد نمود.
بنابراين لازم است تا در هر صنعت، سويه مناسب و متناسب با عملکرد مورد نظر جداسازي گردد. همچنين انتخاب سويه ايده آل از لحاظ تجاري و اقتصادي نيز بسيار حائز اهميت است (Ando et al., 2003; Modige et al., 2007).
يکي از چالش هاي مهم در عرصه توليدات نانوايي در کشور، کيفيت پايين و در نتيجه ضايعات فراوان آن است (جدول 1). از اين رو هر گونه تحقيق و مطالعه در جهت ارتقا کيفيت نان هاي توليد شده مي تواند کاربردي و موثر باشد. براي تهيه نان با کيفيت و کاهش دادن ضايعات ناشي از آن، داشتن اطلاعات دقيق در رابطه با نوع آرد، روش تخمير، نحوه عمل آوري خمير و نيز پخت صحيح ضرورت دارد (يزدان پرست، 1377).
جدول 1-1 ضايعات ناشي از بياتي نان در سال 1381 در استان تهران (کمالي، 1381)
نوع ناندرصد ضايعاتلواش2/10بربري22/9تافتون7/8سنگک26/8نان هاي حجيم78/8
با توجه به اين که نان يکي از پر مصرف ترين محصولات غذايي در کشور است، بررسي فرآيند تخمير براي افزايش کيفيت نان بسيار مهم و حياتي است (Heinickel et al., 1974). با توجه به موارد ياد شده، شناسايي روش هاي جديدي که طي آن نان با طعم و آروماي بهتر و نيز با کيفيت ماندگاري بيشتر توليد گردد ضرورت پيدا مي کند تا بتوان تا جاي ممکن ضايعات نان را کاهش داد.
1-3 ضرورت انجام تحقيق
اهميت تحقيق و پژوهش در زمينه فرآورده هاي غلات به ويژه نان، به لحاظ تاثير اقتصادي و استراتژيک آن بر کسي پوشيده نيست. اين مساله به خصوص وقتي که به چالش هاي موجود در اين صنعت توجه مي شود، اهميتي بيش از پيش به خود مي گيرد. در اين تحقيق چندين مخمر تجاري داخلي و خارجي و نيز سويه خالص ساکارومايسز سرويزيه به منظور بررسي خواص کيفي و رئولوژيکي نان صنعتي و بهينه سازي توليد آن مورد بررسي قرار خواهد گرفت. متاسفانه علي رغم اهميت اين موضوع، کمتر گزارشي در رابطه با بهينه سازي انواع نان سنتي و صنعتي ايراني منتشر شده است. اميد است که تحقيق پيش رو گامي مثبت براي رفع مشکلات موجود در اين صنعت باشد.
1-4 اهداف تحقيق
تهيه نان با کيفيت حسي و ارگانولپتيکي مطلوب با انتخاب مناسب ترين سويه
افزايش حجم نان با انتخاب مناسب ترين سويه
به تاخير انداختن بياتي و تهيه نان با قابليت ماندگاري بيشتر
1-5 فرضيه هاي تحقيق
انتخاب نوع سويه مخمري در خواص حسي نان موثر است.
انتخاب نوع مخمرهاي تجاري بر ميزان حجم نان تهيه شده موثر است.
نوع مخمر به کار رفته مي تواند در به تاخير انداختن بياتي نان تاثيرگذار باشد.
1-6 تعاريف واژه ها
ساکارومايسز سرويزيه: نام مخمري است که با مصرف قندهاي ساده نظير گلوکز و فروکتوز، توليد الکل و گاز دي اکسيد کربن مي کند. به همين دليل اين مخمر در صنايع نانوايي و قنادي جهت متخلخل نمودن خمير و ايجاد ويژگي هاي بافتي مطلوب مورد استفاده قرار مي گيرد.
پودر مخمر خشک فعال : به دليل اين که استفاده از کشت خالص مخمر ساکارومايسز سرويزيه در صنعت با محدوديت هايي مواجه است، سلول هاي مخمر مذکور را در محيط کشت مناسبي رشد داده و سپس آن را همراه با محيط کشت خشک و به صورت پودر در مي آورند. استفاده از پودر مخمر خشک فعال در مقايسه با کشت خالص مخمر ساکارومايسز سرويزيه از سهولت بيشتري برخوردار است.
عمل تخمير: تخمير عبارت است از تجزيه ناقص برخي از ترکيبات آلي نظير قندها و سنتز ترکيبات ساده تر که معمولا با توليد انرژي همراه است.
فرآيند بياتي: مجموعه واکنش هايي هستند که بلافاصله پس از پخت نان و در هنگام سرد شدن محصول رخ داده و باعث خشکي و از دست رفتن ويژگي هاي حسي آن مي شوند. فرآيند بياتي از اين نظر که باعث کاهش ماندگاري و نيز عدم مطلوبيت نزد مصرف کننده مي شود، از اهميت فراواني برخوردار است.
ويژگي هاي حسي: مجموعه ويژگي هايي از محصول (نان) است که در هنگام مصرف ماده غذايي مورد توجه مصرف کننده قرار مي گيرد. اين ويژگي ها بر حسب نوع ماده غذايي مي تواند متغير باشد، اما معمولا شامل رنگ، بافت، شکل ظاهري، عطر و طعم محصول مي باشد.
فصل دوم :
ادبيات و مستندات
2-1 معرفي جنس ساکارومايسز
2-1-1 خصوصيات و ويژگي هاي ساکارومايسز
جنس ساکارومايسز جزء رده آسکوميست 4بوده و تحت عنوان قارچ هاي عالي شناخته مي شوند. ويژگي اصلي آسکوميست ها وجود اندامي کيسه اي به نام آسک5 مي باشد. در بين آسکوميست ها ساختار و ديواره آسک از اهميت ويژه اي برخوردار است (Kurtzman and Fell, 1998). در اين رابطه آسک به دو نوع کلي تقسيم بندي مي شود:
در نوع اول، ديواره آسک از دو لايه تشکيل شده است. پهناي اين لايه ها در بيشتر نواحي يکسان است. اما در برخي نقاط مثل قسمت فوقاني (تاج آسک) ضخامت بيشتر است. تاج آسک همچنين داراي منفذي براي خروج آسکوسپورها از آسک مي باشد.
نوع ديگر آسک در بين آسکوسپورها وجود دارد که در آن نيز ديواره از دو لايه تشکيل شده است. با اين تفاوت که لايه دروني داراي قابليت ارتجاعي بوده، ولي لايه بيروني سخت و فاقد قابليت ارتجاعي است. به همين دليل وقتي ساختار آسک کامل مي شود، لايه بيروني در قسمت تاج آسک ترک مي خورد. در حالي که لايه دروني مقداري آب جذب کرده و متورم و کشيده تر مي گردد. در نتيجه تحولات ايجاد شده در آسک، يک منفذ در لايه دروني ايجاد مي شود که از طريق آن آسکوسپورها از آسک خارج مي شوند (Kockova, 1990).
آسکوسپورها داراي اندازه، رنگ و شکل هاي مختلف مي باشند که اين مساله وابسته به جنس و گونه است. شکل آسکوسپور مي تواند به صورت به صورت رشته اي و يا کروي باشد. رنگ آسکوسپورها نيز داراي طيف گسترده اي بوده و از بيرنگ تا تيره مي تواند وجود داشته باشد. همچنين اندازه آسکوسپورها نيز بسيار متغير است. تعداد سلول هاي آسک مي تواند از يک تا چند سلول باشد (Birdsell et al., 2003).
آسک ها معمولا در داخل اندام ويژه اي به نام آسکوکارپ تشکيل مي شوند. پس از اين که آسکوسپورها تشکيل شوند، از آسکوکارپ خارج شده و به وسيله جريان باد، آب و ساير عوامل محيطي در اطراف پراکنده مي شوند. برخي گونه ها ممکن است آسکوکارپ تشکيل نشود که در اين حالت آسکوسپورها با پاره شدن ديواره آسک ها از آن خارج مي شوند. هر کدام از آسکوسپورها مي توانند در شرايط مساعد رشد کرده و سلول هاي جديدي توليد کند. آسکوسپورهاي مخمرها نظير جنس ساکارومايسز مي تواند در دماي 25-20 درجه سلسيوس جوانه زده و يک يا چند سلول جديد ايجاد کند. در حالي که در مورد کپک ها، آسکوسپورها تکثير شده و رشته هاي ميسليومي جديدي را تشکيل مي دهند (Horst, 2010).
ساکارومايسز مخمري تک سلولي و فاقد ديواره عرضي است. گونه هاي مختلف ساکارومايسز داراي سلول هاي کروي، بيضي شکل و يا کشيده هستند. آرايش سلولي ساکارومايسز زير ميکروسکوپ معمولا به صورت سلول هاي منفرد است. با اين حال ممکن است در برخي شرايط سلول ها به صورت زنجيره اي در کنار هم قرار گرفته و ايجاد نوعي ميسليوم کاذب نمايند (Herskowitz, 1998).
شکل، رنگ و قطر کلني هاي ساکارومايسز به گونه، نوع محيط کشت و شرايط محيطي بستگي دارد. معمولا گونه هاي مختلف ساکارومايسز مي توانند در شرايط مساعد، کلني هايي به قطر 5 تا 7 ميلي متر توليد کنند. رنگ کلني ها عموما سفيد و يا زرد روشن و شکل کلني ها به صورت صاف و کره اي است (Botstein et al., 2007).
توليد مثل ساکارومايسز مي تواند به صورت جنسي و غير جنسي انجام شود (Birdsell et al., 2003):
در توليد مثل به شيوه غير جنسي، سلول از طريق تقسيم و جوانه زدن تکثير شده و سلول هاي دختر را به وجود مي آورد. سلول هايي که به روش جوانه زدن تکثير مي شوند را بلاستوسپور6 نيز مي نامند.
توليد مثل جنسي ساکارومايسز به کمک آسک انجام مي شود. آسک اندام جنسي است که درون آن آسکوسپورها شکل مي گيرند. آسکوسپورها به شکل کروي يا بيضي بوده که در اثر لقاح و يا از طريق سلول هاي ديپلوئيد درون آسک ايجاد مي شوند. تعداد آسکوسپورهايي که در هر آسک تشکيل مي شود، در گونه هاي مختلف متغير بوده و مي تواند تا چهار آسکوسپور باشد. آسکوسپورهاي تشکيل شده به نوبه خود وظيفه توليد مثل را بر عهده دارند.
براي انجام توليد مثل به روش جنسي، دو هسته جنسي در سيتوپلاسم يک سلول در مجاورت يکديگر قرار مي گيرد. سپس سلول دو هسته اي تقسيم شده و سلول هاي دو هسته اي (دي کاريوتيک) ديگري توليد مي کند که آن ها نيز به نوبه خود با تقسيم هاي متوالي، تعداد بيشتري سلول دو هسته اي توليد مي کنند. پس از آن هسته ها در سلول مادري با يکديگر ادغام شده و با رشد سلول، آسک را تشکيل مي دهند. متعاقبا تقسيم در زيگوت ديپلوئيد همراه با کاهش کروموزومي ادامه مي يابد. در نتيجه در اين تقسيم، چهار هسته هاپلوئيد ايجاد مي شود. سپس با يک تقسيم ميتوزي ديگر، تعداد هسته ها به عدد هشت مي رسد و اين هسته ها ساختار يک آسکوسپور را تشکيل داده و در داخل آسک قرار مي گيرند (Birdsell et al., 2003).
ساختار آسک بسته به گونه مي تواند داراي اشکال مختلفي باشد. در برخي گونه ها، ساختار آسک به شکل استوانه و يا دوکي شکل است. با اين حال آسک مي تواند به صورت کروي و بيضي نيز وجود داشته باشد. به طور کلي صرف نظر از شکل هندسي، آسک به صورت يک کيسه و يا حفره است که آسکوسپور را در بر مي گيرد (Kurtzman and Fell, 1998).
در ديواره ساختماني سلول هاي مخمر ساکارومايسز مقداراي ترکيبات کيتيني وجود دارد که باعث استحکام بخشيدن به سلول مي شود. اين خصوصيت در مورد سويه هاي اسموفيل از اهميت بالايي برخوردار است. هسته سلول در جنس ساکارومايسز نسبتا کوچک ولي قابل مشاهده است. در عوض سلول داراي واکوئل هاي نسبتا بزرگ بوده که قسمت زيادي از فضاي سيتوپلاسمي را اشغال مي کنند (Horst, 2010).
جنس ساکارومايسز داراي بيش از 30 گونه مختلف است. به طور کلي گونه هاي ساکارومايسز توانايي خوبي در تخمير گلوکز دارند. اما توانايي آن ها در تخمير مالتوز، گالاکتوز، لاکتوز، ساکارز و فروکتوز متفاوت است. بنابراين گونه هاي ساکارومايسز بر حسب توانايي تخمير قندهاي مختلف از هم تفکيک مي شوند. همچنين اين مخمرها قادر به استفاده از نيترات به عنوان منبع ازت نيستند (Herskowitz, 1998).
جدول 1-2 مقايسه چند گونه ساکارومايسز از نظر توانايي مصرف چند نوع قند ساده
مالتوزگالاکتوزساکارزلاکتوزفروکتوزساکارومايسز سرويزيه+متغير+-+ساکارومايسز اليپسوئدوس7+متغير+-+ساکارومايسز فراژيليس8-++++ساکارومايسز لاکتيس9-++++ساکارومايسز روکسي ئي10+—+ساکارومايسز ميليس11—–ساکارومايسز کارلزبرگنسيس12+++-+
همچنين برخي گونه هاي ساکارومايسز با توجه به برخي خصوصيات متابوليکي از هم تفکيک مي شوند. به عنوان مثال ساکارومايسز لاکتيس قادر است از اتانول به عنوان منبع انرژي استفاده کند. در حالي که گونه مشابه آن يعني ساکارومايسز فراژيليس قادر به مصرف اتانول نيست (Suomalainen, 1991).
2-1-2 کاربرد ساکارومايسز در صنعت
گونه هاي مختلف ساکارومايسز به دليل داشتن کاربردهاي تجاري فراوان در صنعت، مهمترين مخمرها محسوب مي شوند. در اين بين ساکارومايسز سرويزيه گونه اي بسيار حائز اهميت است که در صنايع مختلف کاربرد دارد.
يکي از مهمترين کاربردهاي ساکارومايسز سرويزيه، صنايع نانوايي است. اين گونه به دليل توانايي ويژه در تخمير قندها و توليد گاز دي اکسيد کربن، نقش مهمي در ورآمدن و عمل آوري خمير دارد. به طوري که خمير به وسيله گاز توليد شده متخلخل شده و ساختار و بافت بهتري پيدا مي کند. در نتيجه نان توليد شده از کيفيت به مراتب بالاتري برخوردار خواهد بود (Boekhout and Robert, 2003).
برخي از سويه هاي ساکارومايسز اسموفيل بوده و توانايي تحمل غلظت هاي بالاي قندي را دارند. اين سويه ها غالبا در صنايع قنادي و شيريني پزي استفاده مي شوند. به اين ترتيب فرآيند تخمير بهبود يافته و از مواد کمکي کمتري براي خمير کيک يا شيريني استفاده مي شود. از جمله اين سويه ها مي توان به ساکارومايسز راکسي ئي و ساکارومايسز ميليس اشاره نمود. همچنين اين سويه ها به دليل داشتن خاصيت اسموفيلي بالا مي توانند باعث فساد برخي مواد غذايي شيرين نظير مرباجات و برخي از انواع شکلات ها شوند (Marjorie et al., 1999).
از ديگر کاربردهاي مهم ساکارومايسز سرويزيه، توليد اتانول مي باشد. تقريبا تمامي سويه هاي ساکارومايسز، قادر هستند به خوبي قندها را تخمير کرده و الکل توليد کنند. در همين رابطه سويه هاي ساکارومايسز را به دو گروه مخمرهاي سطحي13 و مخمرهاي زيرين14 تقسيم مي کنند (Benitez and Codon, 2004).
مخمرهاي سطحي گروهي از سويه ها هستند که در حين رشد و تقسيم به يکديگر چسبيده و با توليد فراوان گاز دي اکسيد کربن، سلول هاي مخمري به سطح محيط کشت مايع صعود کرده و در روي آن قرار مي گيرند. مخمرهاي زيرين در مقايسه با مخمرهاي سطحي از ضريب رشد کمتري برخوردار بوده و در زمان تقسيم شدن، سلول هاي مخمر به هم نمي چسبند. همچنين توليد گاز دي اکسيد کربن در مخمرهاي زيرين کمتر بوده و به همين دليل سلول هاي مخمر در کف تانک تخمير تجمع مي يابند. معمولا دماي بهينه براي رشد سويه هاي سطحي نسبت به سويه هاي زيرين اندکي بالاتر بوده و حدود 22 درجه سلسيوس مي باشد (Benitez and Codon, 2004).
به دليل توانايي بالاي سويه هاي ساکارومايسز سرويزيه در توليد الکل، اين مخمر در صنايع مالت سازي، آبجو سازي و نوشيدني هاي الکلي نيز کاربرد فراوان دارد. همچنين ساکارومايسز سرويزيه زيرگونه اليپسوئيدوس در صنايع شراب سازي بسيار حائژ اهميت است. برخي سويه هاي ديگر نيز براي توليد گليسرول مورد استفاده قرار مي گيرند (Benitez and Codon, 2004).
برخي از سويه هاي ساکارومايسز نظير ساکارومايسز فراژيليس و ساکارومايسز لاکتيس قادر هستند تا به خوبي لاکتوز را تخمير کنند. از اين رو اين مخمرها به عنوان عامل فساد در شير و فرآورده هاي لبني حائز اهميت هستند. گونه ساکارومايسز کارلس برگنسيس نيز در تهيه برخي نوشيدني هاي الکلي و آبجوها کاربرد فراوان دارد (Marjorie et al., 1999).
بر اساس پيشنهاد لودر15 در سال 1984، تقسيم بندي تازه اي براي طبقه بندي گونه هاي ساکارومايسز پيشنهاد شد. به اين صورت که ساکارومايسز فراژيليس و ساکارومايسز لاکتيس را به ترتيب تحت عنوان کلايورومايسز مارکسيانوس16 و کلايورومايسز مارکسيانوس زيرگونه لاکتيس17 نامگذاري نمود. همچنين در اين طبقه بندي ساکارومايسز اوواروم18 جزء سويه هاي ساکارومايسز سرويزيه طبقه بندي شده و ساکارومايسز ميليس، ساکارومايسز نوس بومري19 و ساکارومايسز راکسي ئي نيز به نام زيگوساکارومايسز راکسي ئي20 نامگذاري شدند (Botstein et al., 2007).
2-1-3 مخمر نان
مخمر نان يا ساکارومايسز سرويزيه گونه اي ميکروبي است که قادر است با مصرف قندها، الکل و گاز دي اکسيد کربن توليد کند. گاز توليد شده باعث افزايش حجم خمير شده و در نتيجه کيفيت نان بهبود مي يابد. سويه هاي فراواني از ساکارومايسز سرويزيه وجود دارد که برخي از آن ها براي توليد الکل در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد. براي توليد نان با کيفيت بالا لازم است سويه مخمري مورد استفاده قادر به توليد گاز فراواني بوده و بتواند متابوليت هاي موثر در طعم و عطر نان را توليد کند. علاوه بر آن سويه مورد استفاده نبايد داراي متابوليت هاي ناخواسته و نامطلوب باشد (Rose, 1993).
به دليل اين که مصرف مخمر به صورت سوسپانسيون خالص دشوار و قابليت نگهداري آن کم است، معمولا مخمر را به صورت تجاري و آماده مصرف به بازار عرضه مي کنند. اين مخمرها از قابليت نگهداري بالا (تا حدود 6 ماه و حتي بيشتر) برخوردار بوده و استفاده از آن ها آسان است.
توليد مخمر تجاري براي اولين بار در سال 1811 ميلادي در آلمان آغاز شد و سپس واحدهاي توليدي آن در ساير نقاط اروپا آغاز شد. براي تهيه پودر مخمر خشک به صورت زير عمل مي شود (Mores, 2000; Henry, 2001):
1- تهيه كشت خالص اوليه

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

براي اين منظور ابتدا از سويه مخمري مورد نظر که داراي خواص و ويژگي هاي مطلوب براي تهيه نان است، کشت خالص تهيه مي شود. اين کار در آزمايشگاه در محيط هاي كشت آگاردار و تحت شرايط استريل صورت مي گيرد. لازم است تا کليه شرايط رشد اعم از مواد غذايي مورد نياز در محيط کشت، دما و pH براي رشد مخمر بهينه باشد (Mores, 2000; Henry, 2001).
2- تهيه مايه تلقيح
براي کشت مخمر در مقياس بالا، لازم است تا ابتدا مايه تلقيح تهيه شود. براي اين منظور سلول هاي مخمري از محيط آگاردار به محيط مايع مغذي منتقل مي شوند. در اين مرحله معمولا کشت در انکوباتور شيکردار انجام مي شود. در اين مرحله علاوه بر دما و ترکيب محيط کشت ، دور دستگاه شيکر نيز از اهميت خاصي برخوردار است (Mores, 2000; Henry, 2001).
3- کشت مخمر در بستره جامد
در اين مرحله به منظور توليد وسيع، مايه تلقيح به يک محيط کشت صنعتي مناسب اضافه مي شود. محيط مورد استفاده از محيط کشت مذکور بايد علاوه بر مغذي بودن، مقرون به صرفه باشد. به همين دليل معمولا از ملاس ني شکر يا چغندرقند استفاده مي شود. به منظور جلوگيري از رشد ميکروارگانيسم هاي نامطلوب، لازم است که اين فرآيند در شرايط استريل انجام شود. به همين دليل اين عمل در دستگاهي به نام فرمانتور صورت مي پذيرد که علاوه بر فراهم نمودن شرايط استريل، امکان کنترل دما و رطوبت نسبي را نيز فراهم مي کند. مخمر تحت اين شرايط به سرعت رشد کرده و سراسر محيط کشت را فرا مي گيرد (Mores, 2000; Henry, 2001).
4- خشک کردن و تهيه پودر مخمر
در اين مرحله مخمر به همراه محيط کشت توسط جريان هوا خشک مي شود. براي اين کار مي توان از خشک کن پاششي نيز استفاده نمود. با اين کار رطوبت را از دسترس مخمر خارج کرده و فعاليت آن تا حد زيادي کاهش مي دهند. وجود مواد غذايي محيط کشت که به همراه مخمر خشک مي شود، کمک مي کند مخمر براي مدت بيشتري حيات خود را حفظ کند (Mores, 2000; Henry, 2001).
5- بسته بندي و عرضه به بازار
پودر خشک مخمر بعد از بسته بندي به بازار عرضه مي شود. بسته بندي بايد غير قابل نفوذ به نور و رطوبت باشد. تحت اين شرايط مخمر را مي توان در يخچال به مدت 6 ماه به خوبي نگهداري نمود. هر چند که به هر حال در ط اين مدت مقداري از فعاليت مخمر از دست مي رود (Mores, 2000; Henry, 2001).
2-2 مراحل تکنولوژيک تهيه نان صنعتي
2-2-1 آماده سازي خمير
به طور کلي مواد اوليه نان شامل آرد، آب، نمک و مايه خمير مي باشد. نوع مواد اوليه و نسبت بين آن ها در کيفيت نهايي نان حاصل از اهميت زيادي برخوردار است. در همين رابطه نسبت بين آرد و آب يکي از مهمترين پارامترها براي تهيه خمير است که تحت عنوان درصد جذب آب آرد خوانده مي شود. ميزان توانايي جذب آب براي انواع آرد يکسان نيست (Cauvain and Young, 2012). به همين منظور مي توان مقدار دقيق درصد جذب آب را با استفاده از روش هاي دستگاهي نظير دستگاه فارينوگراف تعيين کرد. هر چه درصد جذب آرد بيشتر باشد، بازدهي خمير بيشتر بوده و از نظر اقتصادي، فرآيند مقرون به صرفه تر است (Cauvain and Young, 2003).
در روش هاي متداول تهيه خمير، از پودر خشک شده و فعال سلول هاي مخمري موسوم به ساکارومايسز سرويزيه استفاده مي شود. اين مخمر با انجام فرآيند تخمير، قندها را مصرف نموده و گاز دي اکسيدکربن و الکل ايجاد مي کند. الکل ايجاد شده در مرحله پخت از محصول خارج مي شود، در حالي که گاز دي اکسيد کربن در ساختار نان محبوس شده و سبب ايجاد تخلخل و بافت مطلوب در نان مي شود. از اين رو مخمر به عنوان عاملي براي پوک کردن نان و محصولات پخت شناخته مي شود ((Manley, 1998.
به دليل اين که مخمر موجودي زنده است، درجه حرارت خمير براي فعاليت آن بسيار مهم است. با افزايش درجه حرارت تا حد معيني مي توان تخمير را شدت داده و سرعت بخشيد. علاوه بر آن مقدار پودر مخمر و مدت زمان تخمير بر کيفيت خمير توليد شده موثر است. درجه سفتي خمير نيز از ديگر پارامترهاي موثر در اين روش است. به طوري که وقتي قوام خمير در حد مطلوب باشد، آنزيم هاي طبيعي آرد در خمير فعاليت بهتري خواهند داشت و مواد قندي براي متابوليسم مخمر با سهولت بيشتري فراهم خواهد شد.
ميزان مصرف مخمر مي تواند بين 5/0 تا 2 درصد متغير باشد. زماني که از مقدار کمتر مخمر براي تهيه خمير استفاده مي شود، ضريب رشد مخمر بيشتر از موقعي است که از مقادير بيشتر آن استفاده مي شود(Pavinee and Rodvots, 2000).
زمان استراحت خمير معمولا بين 1 تا 3 ساعت مي تواند متغير باشد. هر چه مدت زمان تخمير کمتر باشد بايد از مقدار مخمر بيشتري استفاده کرد (Mariotti and Alamprese, 2012). اگر فرآيند تخمير طولاني باشد، تخمير بهتر انجام شده و مواد موثر در طعم و عطر نان به ميزان بيشتري توليد مي شوند. همچنين ميزان فيتات کمتري در خمير باقي مي ماند که در اين صورت ارزش تغذيه اي نان بهبود مي يابد (Smith, 1998). با اين حال صرف زمان بيشتر مي تواند به لحاظ اقتصادي باعث کاهش ظرفيت توليد گردد. از سوي ديگر با افزايش زمان تخمير، برخي مواد ناخواسته نظير الکل نيز به وجود مي آيد که البته در زمان پخت تبخير مي شود. اما همين مساله مي تواند باعث کاهش وزن خمير به ميزان حدود 1 تا 4 درصد مي شود (Pyler, 1993).
لازم به ذکر است که تهيه خمير مي تواند به روش هاي مختلف ديگري نيز صورت گيرد که شامل موارد زير است (Williamsand Pullen, 1998; Matz, 1997):
روش مخمر-نمک
روش طولاني
روش بي وقفه
روش سبز
2-2-2 توسعه و شکل گيري خمير
2-2-2-1 مکانيسم گسترش خمير
توسعه و شکل گيري (گسترش)21 خمير عبارت از مدت زماني است که طي آن مواد اوليه با هم مخلوط شده و خمير به خوبي شکل مي گيرد. در طول زمان گسترش خمير پروتئين هاي آرد به ويژه گلوتنين و گليادين نقش مهمي را ايفا مي کنند (Koksel and Scanlon, 2012). اين پروتئين ها قادر هستند تا به خوبي با آب پيوند برقرار کنند. گلوتنين و گليادين در اثر جذب مولکول هاي آب متورم شده و شبکه گلوتن را تشکيل مي دهند. از سوي ديگر بخشي از آب در ساختار آميلوز و آميلوپکتين نشاسته قرار گرفته و در نتيجه نشاسته نيز متورم شده و به همراه ساير ترکيبات ساختار خمير را ايجاد مي کنند (Miller and Tucker, 2012; Bonnand-Ducasse et al., 2010).
مکانيسم گسترش خمير در سه گام کلي اتفاق مي افتد (Miller and Tucker, 2012):


دیدگاهتان را بنویسید