دانلود تحقیق نقش مخمر در تولید مشروبات الکلی

اگرچه تشخیص بین آبجو، شراب و نوشیدنی الکلی با سایر نوشابه‌های الکلی شناخته شده، به خوبی امکان‌پذیر است، اما؛ آنها در یک چیز با هم مشترکند.

آنها همگی فراورده تخمیر بوسیله مخمرها؛ به میزان بیشتر «ساکارومایسس سرویزیه» و «ساکارومایسس آویوم» یا در مورد آبجوها، معمولاً «ساکارومایسس کارلزبورجینِزیز» هستند.
مخمر چیست؟
مخمر‌ها، همانطور که می‌دانید، فاقد میسیلیوم می‌باشند.

آنها قارچ‌های تک‌یاخته‌ای هستند که به صورت غیرجنسی توسط جوانه زدن یا شکافتن، تکثیر می‌گردند.
قارچ‌های تک‌سلولی میکروسکوپی دارای زندگی آزاد.
فاقد کلروفیل بوده و هتروتروف می‌باشند.
مشخص شده که دارای یک پراکندگی و انتشار وسیع در طبیعت‌اند.
با جوانه‌زدن یا شکافتن، شکل تازه‌ای از رشد و نمو را به صورت غیرجنسی دارا می‌باشند.
سلول‌های مخمر بزرگتر از سلول‌های باکتریایی‌اند.
در مدت زمان تکاملی، سازگاری بیشتری پیدا کرده‌اند.
اندازه سلول‌های مخمر تقریباً 8-6 میکرون است.
امکان دارد که کروی، تخم‌مرغی یا استوانه‌ای شکل باشند.
¬¬ به صورت سلول‌های میله‌ای و کروی شکل در زیر میکروسکوپ دیده شده است.
جدیداً مخمرها در حقیقت باکتری به حساب می‌آیند.
مخمر به عنوان یک مکمل ویتامینی خوراکی می‌باشد، زیرا؛ دارای 50% پروتئین می‌باشد.
مخمر یک منبع غنی از ویتامین ب، نیاسین (اسید نیکوتینیک) و اسید فولیک است.
مخمر به صورت خشک و بسته‌بندی شده به فروش می‌رسد.
مخمر به صورت قرص نیز برای مصارف خوراکی به عنوان ماده‌ای مقوی و سالم به فروش می‌رسد.
تاریخچه مخمر:
گفته‌ می‌شود که واژه «مخمر» (Yeast)، امروزه در خیلی از زبان‌ها، واژه مترادف برای «ساکارومایسس سرویزیه» (نام انتخاب شده برای یک نژاد مخمر که در مالت دیده شده، 1837) می‌باشد یادآوری این نکته در اینجا لازم است که شاید این گونه، کهن‌ترین موجود زنده اهلی شده باشد.

این ارگانیسم روی قندها زندگی می‌کند و در سومر و بابل در 6000 سال قبل از میلاد، به منظور تولید آبجو مورد استفاده قرار گرفته است.

همزمان؛ نژاد ساکارومایسس سرویزیه در جورجیا برای کشت انگور و در مصر به عنوان خمیر مایه مورد استعمال واقع می‌شده.
ریشه لغوی واژه انگلیسی «ایست» (Yeast) و واژه هلندی «گوئیست» (Guist) یا حتی واژه آلمانی «هِف» (Hefe)، همگی از واژه‌ای مربوط به آلمان غربی است به عنوان «هَف جون» (Haf-jon)، به معنی؛ عامل بالقوه (نهانی) خمیر مایه.

همچنین؛ واژه یونانی «زیمای» (Zymi) (زومای = Zumi) بطور همزمان برای مخمر و خمیر مورد استعمال واقع شده (آنزیم = در زیمای = در مخمر).
در حقیقت، تاریخ این مشاهدات برمی‌گردد به نخستین مطالعات لوئیس پاستور در 1857، که او در تمام دوره خود در دانشگاه استرانسبورگ انجام می‌داد.

خواص منحصر به فرد مخمر‌ ساکارومایسس سرویزیه در میان تقریباً 700 گونه مخمر (یک زیرگونه از 700000 قارچ مختلف) و نیز اهمیت این عامل بالقوه مخفی شده که از آن برای بیش از هزاران سال بهره‌برداری می‌شده، آن را به یک ارگانیسم برگزیده و منتخب برای تحقیق و پژوهش مبدل ساخته است.

علاوه‌ بر این؛ ساکارومایسس سرویزیه و سایر مخمرها به میزان بسیار زیادی کاربردهای صنعتی و پزشکی مفید و سودمند برای زندگی انسان را ارائه کرده‌اند.
در حقیقت، تاریخ این مشاهدات برمی‌گردد به نخستین مطالعات لوئیس پاستور در 1857، که او در تمام دوره خود در دانشگاه استرانسبورگ انجام می‌داد.

خواص منحصر به فرد مخمر‌ ـ ساکارومایسس سرویزیه ـ در میان تقریباً 700 گونه مخمر (یک زیرگونه از 700000 قارچ مختلف) و نیز اهمیت این عامل بالقوه مخفی شده که از آن برای بیش از هزاران سال بهره‌برداری می‌شده، آن را به یک ارگانیسم برگزیده و منتخب برای تحقیق و پژوهش مبدل ساخته است.

علاوه‌ بر این؛ ساکارومایسس سرویزیه و سایر مخمرها به میزان بسیار زیادی کاربردهای صنعتی و پزشکی مفید و سودمند برای زندگی انسان را ارائه کرده‌اند.

بیوتکنولوژی مخمرها: ـ تکنولوژی شیمیایی و غذایی: طعم دهنده‌های غذایی ـ آنزیم‌ها ـ خمیر مایه ـ رنگدانه‌ها ـ ترش‌کننده‌های غذایی ـ تبدیلات مواد شیمیایی ـ تخمیر صنعتی: تخمیر آبجو ـ تولید اتانل زیستی و...

ـ تحقیقات زیستی: زیست‌شناسی سلولی ـ ژنتیک ـ زیست‌شناسی مولکولی ـ بیوشیمی ـ تحقیقات پزشکی: سرطان ـ ایدز ـ متابولیسم دارویی ـ اختلالات ژنتیکی انسانی و ...

ـ تولیدات بهداشتی و درمانی: واکسن‌ها ـ فاکتورهای خونی ـ هورمون‌ها ـ داروسازی و … ـ تکنولوژی محیطی: اصلاح زیستی ـ بازیافت ـ حفاظت از محصولات تولیدی ـ جذب زیستی فلزات فراورده‌های درمانی مخمر: ـ تولیدات پروکاریوتیک: قطعه C سم کزاز ـ آنزیم استرپتوکیناز ـ آنتی‌ژن‌های سطحی ویروسی: هپاتیت ب ـ HIV ـ بیماری Foot & Mouse (بیماری حاد و مسری ویروسی ویژه حیوانات اهلی و وحشی سم‌دار) ـ آنفلوانزا ـ فلج‌اطفال ـ پولیوما ـ اپشتن بار ـ رتروویروس‌های اونکوژنیک ـ تولیدات حیوانی: هایرودین (ماده اصلی ترشحات بزاقی زالوها) ـ اینترفرون خوکی ـ اینترلوکین ـ مهارکننده تریپسین ـ هورمون‌های انسانی: انسولین ـ هورمون پاراتیروئید ـ هورمون رشد ـ گونادوتروپین جنینی ـ فاکتورهای رشد انسانی: IGF1 ـ NGF ـ EGF ـ فاکتورهای بافتی ـ CSF ـ GM-CSF ـ TNF ـ پروتئین‌های خونی انسانی: هموگلوبین ـ فاکتورهای 8 و 13 ـ آنتی‌تریپسین، 1، آلفا ـ آنتی‌ترومبین 3 ـ آلبومین سرم ـ آنزیم‌های انسانی مختلف: CFTR ـ گیرنده آستروژن ـ اینترفرون‌ها: اینترفرون آلفا ـ اینترفرون بتا 1 چرخه حیات در مخمر: 1) دوره تأخیری (رکود) 2) مرحله رشد و نمو 3) مرحله تخمیر 4) مرحله ته‌نشینی (رسوب‌دهی) تخمیر چیست؟

یک تجزیه غیرهوازی از یک ترکیب آلی است به منظور استفاده از آن، بطوریکه گیرنده الکترون نهایی ـ در اینجا؛ ATP ـ با عمل فسفوریلاسیون ساخته می‌شود.

تخمیر: یک فرایندی که توسط مخمر اعمال می‌شود به منظور تبدیل قندها به الکل و دی‌اکسیدکربن عملکرد مخمر چگونه است؟

واکنشی که طی آن مشروبات الکلی تولید شده‌اند بطورکلی نتیجه عمل تخمیر است و بطورخلاصه به صورت زیر می‌باشد؛ مخمر + گلوکز الکل (اتانل) + دی‌اکسیدکربن این واکنش، همچنین؛ در خمیر مایه نان نیز دارای اهمیت فراوان می‌باشد، اما؛ در آن وقت، محصول دی‌کسیدکربن بیشتر از الکل مد نظر است.

تولید الکل به بهترین وجه در زمان فقدان اکسیژن روی می‌دهد.

ازآنجائیکه؛ از دیدگاه مخمر، الکل و دی‌اکسیدکربن محصولات بیهوده و زائدی هستند، رشد و متابولیسم مخمر روی قند تنها تا زمانی ادامه می‌یابد که غلظت الکل انباشته شده به میزان سمی خود برسد که حدود 18-14% است، در این حالت سلول‌های مخمر می‌میرند.

دلیل اینکه درصد الکل در شراب و آبجو تنها می‌تواند تقریباً 16% باشد نیز به همین امر مربوط است.

در مورد تولید دسته دیگر مشروبات (مشروبات الکلی) با بالاترین میزان الکل، محصول تخمیر شده باید تقطیر شده باشد.

ـ مخمر فرایند تخمیر را هدایت می‌کند: مخمر + گلوکز الکل (اتانل) + دی‌اکسیدکربن ـ مشروبات الکلی را تولید می‌کند.

ـ تولید الکل در غیاب اکسیژن بهتر رخ می‌دهد.

ساکارومایسس سرویزیه: ـ بطور تجاری در تولید مشروبات الکلی استفاده می‌شود.

ـ مناسب برای تولید میزان بالای الکل است، زیرا؛ تحمل سطح بالایی از الکل را دارد.

ـ اولین مخمر است که توالی ژنوم آن مشخص شده.

ـ ژنوم آن مرکب از 12 میلیون جفت‌باز می‌باشد.

ـ شناخته شده به عنوان مخمر آبجو (آبجوی انگلیسی) ـ فعال در درجه حرارت اتاق ـ دارای سرعت بالای تخمیر ـ تولید کننده مزه‌ای مشخص مانند مزه انگور ـ شناور در سطح خمره آبجوسازی ساکارومایسس آویوم: ـ شناخته شده به عنوان مخمر آبجو نارس (آبجو کم الکل) ـ فعال در درجه حرارت 40-30 درجه فارنهایت ـ دارای سرعت پایین تخمیر ـ تولید کننده آبجو زلال و شفاف ـ تولید کننده مزه‌ای تند و حجم بالایی از الکل ـ ته‌نشین در بخش تحتانی خمره آبجوسازی شامپاین و دیگر مشروبات گازدار: قند اضافی که در زمان غیرفعال بودن مخمر از لحاظ فعالیت تخمیری به آن اضافه شده است، طی مرحله کربوناسیون تبدیل به کربنات می‌گردد.

ساختمان پر از دی‌اکسید کربن کربنات در مشروب، باعث ایجاد حالت حباب (جوشیدن) می‌شود.

تولید این قبیل مشروبات نیازمند مهارت بسیار است، زیرا؛ اگر تخمیر به میزان زیاد رخ دهد، می‌تواند باعث منفجر شدن بطری در بسته حاوی آن به علت فشار داخلی شود.

پس چرا شامپاین ارزانتر از سایر مشروبات است؟

قیمت شامپاین لزوماً به معنی این نیست که کیفیت آن پایین است.

برخی شامپاین‌ها ارزان هستند، زیرا؛ آنها در سطح صنعتی و در خمره‌های بسیار بزرگ ساخته می‌شوند نه در بطری‌های کوچک شخصی.

ـ بر اثر تخمیر قند اضافه شده در زمان غیرفعال بودن مخمر.

ـ ساختمان پر از دی‌اکسید کربن کربنات‌ها باعث ایجاد حالت شامپاینی (گازدار) در مشروب می‌شود.

مهمترین مشروبات تقطیری: آلِ (آبجو انگلیسی): آبجوهای ساخته شده با مخمری که شناور در روی خمره آبجوسازی می‌ماند (ساکارومایسس سرویزیه)، نتیجه این عمل؛ یک آبجوی کدر می‌باشد.

آنها میل دارند به داشتن یک میزان زیادی الکل نسبت به آبجوهای لاگِر (نارس).

شراب‌های خشک: شراب‌هایی که در انها تمام قن در مدت فرآیند تخمیر به مصرف رسیده است.

واس (آبجو کم الکل روسی): آبجو روسی قدیمی ساخته شده با تخمیر مخلوطی از مالت، نان بیات، آرد، قند و آب.

محصول تنها 2-1% الکل دارد.

لاگِر (آبجو نارس): آبجوهای ساخته شده با مخمری که ته‌نشین می‌شود در ظرف تخمیر (ساکارومایسس کارلزبرگرنزیز ـ آویوم).

بنابراین؛ همه مخمرها و دیگر مواد، ته‌نشین شده و باعث ایجاد یک آبجوی زلال و شفاف می‌شود.

بیشترین آبجوهای آمریکایی از این نوعند.

پیلسنِر: یک ابجو نارس بی‌رنگ اصیل ساخته شده در شهر پیلسِن.

آب استفاده شده برای ساخت این آبجو سخت‌تر است، زیرا؛ دارای کلسیم و منیزیم بیشتر نسبت به آب استفاده شده برای آبجوی نارس می‌باشد.

رنگ این ابجو نیز روشن‌تر از آبجوی نارس است.

پورتِر: یک آبجو انگلیسی خیلی تیره.

رنگ تیره‌تر و مزه و بوی ویژه آن در نتیجه سرخ شدن مالت قبل از تقطیر می‌باشد.

این عمل معمولاً یک مزه تند و مقدار زیادی الکل را نتیجه می‌دهد.

آبجو برنج (ساکی): آبجو قدیمی چینی ساخته شده از برنج استوت: یک آبجوی انگلیسی خیلی تیره و تقریباً سیاه.

رنگ تیره و طعم برشته شده دارد که ناشی از سرخ کردن جو یا مالت قبل از تقطیر می‌باشد.

شراب‌های شیرین: در این شراب‌ها قبل از اینکه مخمر بطور کامل متابولیزه شده باشد، تخمیر متوقف می‌گردد در نتیجه؛ قندهای باقیمانده باعث مزه شیرین در شراب می‌شوند.

ودکا (عرق روسی): ساخته شده از دانه جو و سیب‌زمینی رِم (عرق نیشکر): ساخته شده از ملاس یا شیره قند ویسکی: حاصل تخمیر و دم کردن مالت جین (عرق جو سیاه): ساخته شده از جو و دانه‌های سرو کوهی (Juniperus Communis) ـ مایع فرمانته شده را در درجه حرارت بالا گرم می‌کنند.

ـ الکل را تغلیظ و جمع‌آوری می‌کنند.

انتخاب مخمر: ـ مخمر دارای تحمل زیاد در برابر محرک‌ها و استرس‌ها ـ نرخ میرایی پایین ـ توجه مزه و بوی محصول نهایی ـ استواری و استحکام در برابر جهش ـ استواری و استحکام در برابر فساد رشد و نمو مخمر: ـ شستشوی دادن با آب اسیدی خنک (مانند؛ سرکه) باعث محدود شدن رشد باکتری‌ و از بین رفتن مخمرهای مرده می‌شود ـ تکرار این عمل موجب بالا رفتن کارآیی مخمر می‌گردد.

ـ کربوهیدرات‌ها، منابع نیتروژن، ویتامین‌ها و مواد معدنی برای تخمیر سالم لازم‌اند.

وسایل لازم برای نگهداری مخمر: ـ اتوکلاو ـ پاک می‌کند مخمر را با انجام عمل استریل ـ انکوباتور ـ یک کنترل کننده محیط است، آماده می‌کند دمای بهینه برای حفظ و نگهداری مخمر را ـ میکروسکوپ ـ سودمند واقع می‌شود برای تأیید و تصدیق حضور ارگانیسم مورد نظر تفاوت آبجو و شراب در چیست؟

بطورکلی؛ نوشابه‌های مشتق شده از اب میوه‌های تخمیر شده، شراب می‌باشد، اگرچه؛ از نظر تجاری، شراب؛ آب انگور تخمیر شده است.

شراب‌های دیگر بطور خاص نامیده می‌شوند با نام‌ میوه‌ای که تخمیر آب آن حاصل آمده‌اند، برای مثال؛ شراب اقطی، شراب هلو و غیره.

از سوی دیگر، آبجو معمولاً در فرهنگ‌های غربی مشتق از تخمیر عصاره مالت حاصل از هضم دانه‌های جو جوانه زده، می‌باشد، اما؛ در فرهنگ‌های دیگر ممکن است که دانه‌های دیگری نیز بکار گرفته شوند.

همچنین؛ تفاوتی نیز وجود دارد بین مراحلی که طی آن شراب‌ها و آبجوها تقطیر می‌شوند.

در این موضوع حسی وجود دارد در مورد افرادی که آبجو می‌نوشند و نیز افرادی که شراب مصرف می‌کنند.

آبجو خوارها به نظر می‌رسد همگی از قشر کارگری باشند.

از سوی دیگر؛ شراب یک نوشیدنی مورد استفاده در رستوران‌های بزرگ و گران قیمت، میهمانی‌های رسمی، کارهای (عشق‌بازی) دسته‌جمعی و غیره می‌باشد.

افرادی که شراب می‌نوشند، به نظر می‌رسد افراد از قشر مرفه (کارمند) باشند.

ساخت آبجو تقریباً یک علم است.

در مقایسه با ساخت شراب، پیچیده‌تر می‌باشد.

ساخت شراب، بسیار آسان است، چراکه یک نوشیدنی طبیعی است و احتمالاً منشاء آن خیلی جلوتر از ساخت آبجو می‌باشد.

هر کس، می‌تواند ساخت شراب را بصورت انفرادی انجام دهد.

از انجائیکه مخمر مسئول برای تخمیر قندها در میوه‌ها معمولاً روی پوست (مثلاً انگور) قرار دارند و برای صورت گرفتن تخمیر باید به داخل میوه نفوذ کنند، پس؛ باید یک شکستگی در پوست میوه ایجاد شود.

بنابراین؛ وقتیکه تولید شراب توسط انسان اعمال می‌شود، ابتدا باید جمع‌آوری میوه صورت گیرد و بعد باید با له کردن آنها و سپس اجازخ دادن برای انجام تخمیر، فرایند ساخت شراب را ادامه دادر، البته؛ این مراحل بسیار ساده‌تر از ساخت آبجو است.

کامبوجا: نمونه یک نوشیدنی که غیرالکلی بوده و مورد توجه قرار گرفته از 10 سال قبل و شناخته شده است برای عموم، کامبوجا می‌باشد.

البته؛ نام‌های عمومی بسیاری دارد.

به عنوان مثال آن شناخته شده است به عنوان؛ «چای قارچ»، «قارچ خوراکی مَنچوری»، «قارچ ژاپنی» و نام‌های دیگر.

این نام‌های عمومی اغلب گمراه کننده‌اند، چراکه قارچ در این مورد در حقیقت یک ارگانیسم مرکب است، ترکیب شده از باکتری و قارچ که هیچکدام از انها هم خوراکی نیستند.

ارگانیسم‌های درگیر شده در آن عبارتند از؛ ـ اکتینوباکتر زایلینوم ـ اکتینوباکتر زایلینوئیدِس ـ ساکارومایکودِس لودویجی ـ شیزوساکارومایسس پُمب ـ ساکارومایسس سرویزیه دوتای نخست، باکتری و سه‌تای آخری، مخمر هستند.

آنها ظاهراً بهره‌وری دارند.

آنها رنگ و غلظت منحصر به فرد دارند، ظاهرشان قدری شبیه است به «کیک ماهی».

با این وجود در خوردن آنها تلاشی صورت نمی‌گیرد، زیرا قدری سمی هستند!

قارچ کامبوجا در شکل مقابل نشان داده شده است.

نخستین تاریخچه پیدایش آن مربوط می‌شود به 221 سال قبل از میلاد، در دوران سلسله تی.سینگ، در چین.

بدین‌سان؛ مانند مشروبات الکلی، یک نوشیدنی قدیمی و کهن است.

این نوشیدنی چون به عنوان یک درمان گیاهی استفاده می‌شده، رواج و محبوبیت فراوانی داشته.

چای ساخته شده از کامبوجا گفته شده که برای درمان خیلی از ناراحتی‌ها مفید می‌باشد، مانند؛ ورم مفاصل، افزایش کلسترول، افزایش فشار خون، سرطان، ایدز و خیلی خیلی بیماری‌های دیگر.

اما؛ احتمالاً گفتن این مطلب صحیح است که خیلی از ادعاهای مذکور درباره این نوشیدنی ساختگی و بیش‌ازحد اغراق‌امیز است.

دستورالعمل ساخت چای از کامبوجا به صورت زیر می‌باشد؛ ـ 40 اونس (هر اونس 311035 گرم) آب جوش در یک ظرف غیرفلزی دارای سرپوش ـ اضافه کردن ثلث یا نصف فنجان شکر ـ اضافه کردن دو کیسه چای یا مقدار مشابه چای به آب ـ اجازه دادن به منظور خیس خوردن چای به مدت 15-10 دقیقه و سپس؛ برداشتن کیسه‌های چای ـ پوشاندن درب ظرف و اجازه داده به منظور خنک شدن چای در دمای اتاق ـ ریختن چای در یک ظرف شیشه‌ای 64 اونسی ـ ریختن 12-8 اونس از چای ساخته شده قبلی یا یک تکه از قارچ کامبوجا در ظرف ـ پوشاندن درب ان با کاغذ صافی و ثابت کردن آن با یک بند لاستیکی ـ اجازه دادن برای انکوبه شدن به مدتی که یک هفته قبل از نوشیدن شروع رشد قارچ کامبوجای جدید در روی چای دیده شود.

«پایان ـ 1382» تاریخ‌ شماریاهمیت موضوع8000-6000 ق.متخمیر آبجو (سومری‌ها و بابلی‌ها)1680مشاهده مخمر زیر میکروسکوپ (وان لیون هوک)1835تخمیر الکلی وابسته به مخمر1837نام «ساکارومایسس سرویزیه» نهاده شد بر مخمر دیده شده در مالت1839شناخته شدن قند به عنوان یک منبع غذایی برای مخمر1857تخمیر وابسته به متابولیسم (پاستور)1876تخمیر آبجو و کشف مخمر آبجو (پاستور)1877اصطلاح آنزیم (در مخمر) مطرح شد (کوهن)1880سلول‌های مخمر جدا شد و خالص سازی نژاد انجام گرفت برای تخمیر آبجو (هانسن)1883الکل و دی‌اکسیدکربن از سلول‌های آزاد استخراج شد (بوخنر)1915گلیسرول ساخته شد1920فیزیولوژی مخمر مورد مطالعه قرار گرفت1949اولین نقشه ژنتیکی (لایندِگرِن)1960-1930طبقه‌بندی مخمرها توسط کلایوِر1978اولین تغییر شکل از مخمر (هاینِن، هاکس و فاینک)1994-1990اولین تولیدات دارویی تجاری از مخمرهای تغییر ژنتیکی یافته (واکسن هپاتیت ب)1996اتمام پروژه ژنوم مخمر