بخشی از مقاله
چکیده
مخمرها قدیمیترین موجوداتی هستند که سال هاست توسط انسان ها مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده های اولیه مخمر که به بیش از 5000 سال قبل برمی گردد مربوط به مصریان باستان و در تهیه نوشیدنی های الکلی و نان بوده است. تصور زنده بودن دانه های بی جان مخمر برای دانش آموزان؛ خصوصا در مقطع ابتدایی سخت است. برخی از چیزهایی که به نظر مرده اند در واقع زنده هستند اما در فرم خفته که می توانند مدت های طولانی در محیط های دشوار - به عنوان مثال بیش از حد خشک یا فاقد مواد غذایی - تا زمانی که شرایط محیطی بهبود یابد و شرایط مورد نیاز برای سوخت و ساز فعال و رشد فراهم شود، غیرفعال باقی بمانند. در این مقاله سعی شده با طراحی دو آزمایش ساده، زنده بودن و رشد این دانه های بی جان مورد بررسی قرار گیرد.
-1مقدمه
امروزه، روندی که باعث بالا آمدن یا ورآمدن خمیر به وسیلهی مخمر میشود به نام تخمیر1 شناخته میشود. فرآیند بیوشیمیایی ور آمدن خمیر برای بشر اولیه به عنوان پدیدهای عجیب و غیر قابل باور محسوب می شد. آنان علت این فرآیند را مخلوط شدن آرد یا خمیر با موجودات موجود در هوای اطراف و فعال شدن آنها در محیط مرطوب می دانستند. با گذشت زمان، مردم به طور تجربی آموختند که می توانند با کنار گذاشتن بخشی از خمیر خود، در ور آمدن خمیر در دفعه ی بعدی استفاده کنند - خمیر ترش - و کم کم به این نتیجه رسیدند که شاید موجودی در داخل خمیر ترش باقی می ماند و در مرحله بعد سبب ور آمدن خمیرشان می شود.
ناگفته نماند که امروزه نیز در برخی از نانوایی های سنتی و حتی در منازلی که مادر خانه نان می پزد، همچنان از خمیر ترش به عنوان مایه خمیر استفاده می شود . - 1 - در اواخر سال های 1860 میلادی، لویی پاستور ضمن تحقیقات میکروسکوپی خود نشان داد که یک موجود میکروسکوپی زنده عامل اصلی تخمیر در نوشیدنیهای الکلی و خمیر نان است. مدت زمان زیادی از این کشف نگذشته بود که امکان جداسازی و کشت خالص این مخمرها امکان پذیر شد.
پس از آن و با اطلاعات جدید به دست آمده درباره مخمرها و محیط های کشت خالصی که از آنها ایجاد شد، امکان تولید آنها در مقیاس صنعتی فراهم شد. از آن زمان تا کنون، قارچ شناسان و متخصصان تولید مخمر، مطالعات و تحقیقات بسیاری را بر روی تهیه و تولید انواع نژادهای خالص مخمر؛ از جمله مخمر نانوایی متمرکز کردهاند. به طوری که تاکنون بیش از 600 نوع مختلف مخمر شناخته شده است 2 - و . - 3مخمر نوعی قارچ تک سلولی است که به دلیل ریز بودن، دانشمندان آن را به عنوان میکروارگانیسم می شناسند.
آنها عامل اصلی تولید الکل و محصولات جانبی دیگر حاصل از تخمیر مانند دی اکسید کربن هستند . - 4 - گونه های متنوعی از مخمر وجود دارند. نام علمی مخمر نانوایی ساکارومایسس سرویزیه2می باشد. این نام علمی از »ساکارو« به معنی قند و »مایسس« به معنی گیاه قارچی گرفته شده است. نام گونه هم، سرویزیه است که کلمهای رومی بوده و به معنی الهه ی زراعت میباشد.این مخمر بسیار قوی بوده و باعث ورآمدن خمیر میشود. سلولهای مخمر، با مصرف غذا، انرژی لازم برای رشد خود را به دست میآورند.
برخی از انواع قندهای مورد علاقه مخمر عبارتند از: ساکارز - شکر - ، فروکتوز - قند میوه ها - ، گلوکز و مالتوز - قند جو - . محصولات حاصل از مصرف این غذاها توسط مخمر که در شرایط بی هوازی صورت می گیرد شامل دی اکسید کربن و الکل میباشد که در واقع اساس تولید نوشیدنیهای الکلی است.اندازه مخمر نانوایی تقریبا به اندازه گلبولهای قرمز خون انسان می باشد؛ با شکلی بیضی مانند یا شبیه به تخم مرغ. این اندازه کوچک سبب می شود که حدود هفت میلیارد مخمر، وزنی به اندازه یک گرم داشته باشند.
روش تکثیر سلول های مخمر با جوانه زنی و سرعت بالایی انجام می شود. در روش جوانه زنی از یک سلول اولیه مادری سلول های دختری رشد کرده که بعدا این سلول های دختری از والد خود جدا می شود و رشد می کنند. در شرایط رشد بهینه، مخمر میتواند هر 2 تا 3 ساعت یک بار سیکل جوانه زنی را به طور کامل بگذراند. به طور متوسط، هر سلول مخمر در حدود 12 تا 15 بار میتواند جوانه بزند و تکثیر شود. پس از طی این مراحل، توانایی تکثیر در سلول مادری به میزان زیادی کاهش مییابد. در فرآیند تولید تجاری، مخمر تحت مراقبت و کنترل شدید شرایط فیزیکی و شیمیایی بر روی محیط قندی؛مثلاً ترکیبی از ملاس چغندر قند و نیشکر رشد و تکثیر مییابد . - 5 - همان طور که قبلا اشاره شد، مخمر در پخت نان بسیار مفید میباشد.
در این حال استفاده از مخمر سبب ورآمدن و پف کردن خمیر می شود و از سوی دیگر باعث می شود که نان عطر و طعم بسیار دلپذیری داشته باشد. همچنین مخمر با تولید پروپیونیک اسید که خاصیت ضد میکروبی دارد، از فاسد شدن سریع نان جلوگیری می کند و زمان بیات نان را به تاخیر می اندازد - نسبت به استفاده از جوش شیرین - . بیشترین درصد اجزای سازنده مخمر پروتئین ها وهیدرات های کربن هستند - حدود - %70، بنابراین خود مخمر می تواند منبعی مناسب برای این دو ماده غذایی مفید برای بدن باشد .
- 5 - مخمر، غنی از برخی ویتامین ها، خصوصا ویتامینهای خانواده ب میباشد. ویتامین های خانواده ب در پیشگیری و درمان بسیاری از بیماریها مفید می باشند؛ از جمله در بهبود و پیشگیری از بیماری قند خون - دیابت - ، سیروز کبدی، افسردگی، ریزش مو، استرس و بسته شدن سرخرگها . - 6 - همچنین، مخمر منبعی غنی از یون های معدنی ضروری برای بدن مانند:Na+، k+، Ca - جلوگیری از نرمی و پوکی استخوان - ، Fe - برای عملکرد طبیعی مغز از نظر روحی روانی مفید است وکمبود آن سبب کم خونی است. با مصرف مخمر، جذب آهن بدن حدود 5 برابر افزایش پیدا می کند - ، Zn - برای عملکرد طبیعی مغز از نظر روحی روانی مفید است - ، Cu، Co، Mn، S، PO4، N، I و ... است .
مخمر ضمن تحریک شکسته شدن و تجزیه اسید فیتیک موجود در سبوس گندم، علاوه بر این که از ترکیب این اسید با برخی از عناصر مهم بدن مثل کلسیم، روی و آهن و کمبود و نقصان این عناصر در بدن جلوگیری می کند، طی تجزیه اسید فیتیک ماده ای به نام اینوزیتول تولید می کند که در کاهش افسردگی و افزایش آرامش، رشد و نمو استخوان، رشد مو، افزایش متابولیسم چربی ها و جلوگری از تصلب شرائین موثر است . - 7 - ما می توانیم مخمر نان را از فروشگاه مواد غذایی تهیه کنیم. این مخمر شامل دانه هایی است که تا حدودی قهوه ای رنگ هستند. آیا فکر می کنید این دانه ها زنده هستند؟ برای اینکه بفهمید مخمر زنده است، اول باید بدانیم برای زنده بودن چه ویژگی هایی لازم است.
از ویژگی های موجودات زنده عبارتند از استفاده از انرژی - به عنوان مثال سوخت و ساز بدن - ، توانایی رشد و توسعه، تولید مثل، هموستازی - ثابت ماندن شرایط بدن - ، پاسخ به محیط ، تطابق کاملی، متشکل از یک یا چند سلول، و مواد ژنتیکی - فقط دو مورد اول در این آزمایش تست شده است - . - 8 - برای شروع به پاسخ به این سوال که آیا مخمر زنده است باید اینکه آیا دانه های مخمر دو ویژگی موجودات زنده؛ یعنی توانایی رشد و توانایی استفاده از انرژی - سوخت و ساز بدن - را دارند را آزمایش کنیم.
هنگامی که مخمر، انسان و دیگر موجودات زنده از انرژی استفاده می کنند، مولکول های پر انرژی مانند شکر را برای دریافت انرژی مورد نیاز می شکنند و گاز دی اکسید کربن را به عنوان یک محصول این واکنش بیرون می دهند.ما تست خواهیم کرد که آیا قارچ ها قادر به سوخت و ساز قند و تولید گاز فرضی ما؛ یعنی دی اکسید کربن هستند یا نه و آیا پس از یک هفته تغییری در تعداد آن ها به وجود خواهد آمد یا نه؟
