מדריך על תהליכי תסיסה במזון

מדוע תהליך התסיסה הופך את המזון לטעים יותר?

תהליכי התסיסה במזון אחראיים לרבים מהמאכלים האהובים עלינו. אתם בטח יודעים שהתסיסה עוזרת להכנת מוצרים טעימים כמו יין, לחמים, בירה וגבינה, אבל האם ידעתם שתהליכי ייצור של רוטב סויה גם כוללים תהליך תסיסה? או נקניקים מסוג “סרבלד”, יוגורט, ועוד חומרי גלם נוספים? בהמשך המדריך תגלו עוד על המיקרואורגניזמים הידידותיים והחשובים בתוך המזון שלנו – אלו שגורמים לו להיות טעים יותר.

אז רגע לפני שנצלול לעומק, מהי תסיסה?

תסיסה היא תהליך ביוכימי המתפתח בנוכחות מזון, סוכר, טמפרטורה אידיאלית וחוסר חמצן. קיימים מספר סוגי תסיסה אך התסיסה שרלוונטית למזון נקראת תסיסה הומולקטית, התסיסה ההומולקטית הופכת חומר גלם לחומצה לקטית ואז מתחיל תהליך התסיסה שאנו מכירים, אך תחילת התהליך הזה עשוי להתחיל כאשר חיידקים מסוימים הנמצאים במזון הנקראים חיידקי לקטובצילוס הם אלו שגורמים לשחרור החומצה הלקטית ובאופן טבעי (הנמצאים באוויר או על המזון עצמו) ומתחילים לפרק מזון עם הזמן.

היום, בתעשייה משתמשים לעתים קרובות בתהליך תסיסה הומולקטית מבוקרת כדי להבטיח עקביות. לרוב המאפיות, הקונדיטוריות תעשיית הנקניקים, הגבינות וליצרני היין יש זנים ייחודיים של שמרים ייחודיים למוצר שלהם. ליצרני יוגורט יש גם זני חיידקים (פרוביוטים) ספציפיים שהם מסתמכים עליהם.

מכיוון שמיקרוביוטה טבעית יכולה להשתנות, היצרנים רוצים לקבל שליטה מלאה על כל תהליכי התסיסה בייצור. הבטחת העקביות לצרכנים נוצרת ידי שליטה בסוג ובכמות המדויקים של החיידקים שבהם נעשה שימוש. הם יכולים גם להוסיף מיקרואורגניזמים שונים בזמנים שונים כדי לייצר טעמים ומרקמים ייחודיים. ובכלל זה תפקידו של טכנולוג מזון לדאוג להמשיך ייצור מזון שלקוחות מכירים ואוהבים ובעקביות.

אז כאמור, ישנם שני סוגים של חיידקים שמתסיסים מזון וכל אחד מהם משמש למטרה מסוימת. הומופרמנטטיבי חיידקים מייצרים סוג אחד של תוצר תגובה קטבולית, חומצת חלב. אלה משמשים בדרך כלל ב”תרבויות מתחילים” ועושים את עיקר התסיסה. הטרופרמנטטיבי חיידקים מייצרים תוצרי לוואי מרובים, כגון פחמן דו חמצני, אתנול (אלכוהול), אלדהידים, חומצה לקטית וחומצה אצטית. חיידקים אלה משמשים לעתים קרובות כדי לתרום טעם ומרקם.

תאמינו או לא, עובשים משמשים גם בתסיסת מזון. כמו שמרים, עובשים הם פטרייה והם מתאימים יותר מחיידקים. Aspergillus oryzae היא תבנית עובשים המשמשים לייצור רוטב סויה. עובש זה מייצר אנזימים המפרקים פחמימות וחלבונים לתסיסה מאוחרת יותר על ידי חיידקים ושמרים.

למה בכלל להתסיס מזון?

התססת מזון הייתה עוד לפניי שנים קדומות, בזמן שלא היה מקרר ומקפיא, כשגילו שתהליך התססת המזון גורם לשימור המזון לתקופה ממושכת. וכך ניתן היה לשמר מזונות רבים כגון בשר, דגים, יינות, בירות, גבינות וכו. אז מבחינה זו ניתן לומר שאחת הסיבות להתססת מזון היא שימור מזון מפני קלקול.

מצד שני, מעבר לכך שתהליך התסיסה גורם לשימור המזון, תהליך התסיסה גם מעשיר את הטעם של חומרי המזון ויוצר מרקמים וטעמים מעניינים חדשים. כך לדוגמה אם נטעם מיץ ענבים – לעומת יין, שזה מיץ ענבים שעבר תהליך התססה. או דוגמה נוספת, בשר טרי – לעומת נקניק שעבר תהליך התססה. ישנם עוד המון סוגי מאכלים וחומרי גלם שתהליך ההתססה בהם הופך אותם לטעימים ומשובחים יותר, כגון גבינות, בירות, לחמים וכדומה.

עוד כמה דברים חשובים על ביוכימיה של התסיסה כדי להבין את התמונה המלאה

אם אין לכם ניסיון בביולוגיה או ביוכימיה, ייתכן שאינכם מכירים כיצד תאים למעשה מייצרים את האנרגיה הדרושה להם כדי לשרוד.

אך מה שקורה, כאשר קיים חמצן, מיקרואורגניזמים משתמשים בדרך כלל בתהליך הנקרא נשימה תאית כדי לשרוד. תהליך זה מייצר שפע של אנרגיה, המכונה ATP, שהתאים צריכים לחיות ולהתרבות. החמצן חשוב מכיוון שהוא מקבל אלקטרונים משרשרת העברת האלקטרונים, מה שמבטיח שהתהליך יעיל, ומופקת שפע של אנרגיה .

אז נשאלת השאלה, מדוע למעלה רשמתי שהתנאים האידיאלים לתהליך התסיסה הם (גם)חוסר חמצן? אז במענה לשאלה זו, בעצם נבין לגמרי את תהליך התסיסה. כאשר אין חמצן זמין, התאים חייבים להיות יצירתיים בדרכים מסוימות להפקת אנרגיה. כאן הדברים נעשים מעניינים.

בסביבה אנאירובית (ללא אוויר), מיקרואורגניזמים חייבים להשתמש במסלולים שונים כדי להשתמש במקורות שזמינים להם לאנרגיה. מסלולים שונים אלו מביאים לתוצרי לוואי רצויים כגון אלכוהול, חומצה או תרכובות טעם. מכיוון שאין חמצן זמין (כדי לפעול כמקבל אלקטרונים בשרשרת העברת האלקטרונים), מופקת פחות אנרגיה עבור המיקרואורגניזם. סוכר לדוגמה הוא מרכיב מפתח בתגובות תסיסה מכיוון שהוא יכול לפעול כמקבל אלקטרונים. ולכן בפתיחת המאמר רשמתי “תסיסה היא תהליך ביוכימי המתפתח בנוכחות מזון, סוכר, טמפרטורה אידיאלית וחוסר חמצן.

דרך אגב, עובשים בשונה מחיידקים ושמרים שרלוונטיים לתהליכי תסיסה לקטית, עובשים משתמשים במסלול אירובי מסורתי לצמיחה (כמו חי רגיל – כמונו, הם נושמים). הם בדרך כלל מנצלים מגוון רחב יותר של מקורות אנרגיה, כולל עמילן, חלבונים , וליפידים. עובשים עוברים יותר תהליך שנקרא “קלקול מבוקר” כאשר הם מפרקים שומנים וחלבונים ליצירת טעמים, ניחוחות ומרקמים חדשים (למשל בתהליך תסיסה של יישון בשר). למעשה, לעתים קרובות הם גם אחראים לגבינות ה”מסריחות” האהובות (או השנואות)!.

אז רגע, אז מה הסיבה שתסיסה גורמת לשימור המזון?

אוו, יופי. עכשיו נבאר את החלק השני של המשפט בו פתחתי את המאמר, “תסיסה היא תהליך ביוכימי המתפתח בנוכחות מזון, סוכר, טמפרטורה אידיאלית וחוסר חמצן.” לחיידקים ומיקרואורגניזמים אין התרבות כמו של חי רגיל, כמונו למשל. הם לא מתרבים ע”י מעשה אהבה, הם מתרבים ע”י תנאים אידיאלים. תנאים אידיאלים אלו גורמים לשכפול שלהם לעוד ועוד חיידקים. כך למשל, אם היו לנו 4 חיידקים במזון מסוים, והענקנו לו את התנאים האידיאליים להתרבות אז החיידקים פתאום יהיו 8 חיידקים ולאחר מכן 16, 32 וכו’.

התנאים האידיאלים להתרבות חיידקים:

1. מזון כל שהוא שיש ועדיפות למזון עם סוכר
2. טמפרטורה בין 5-35 מעלות
3. חמצן

בעצם, חוץ מהעניין של תהליך ההתרבות שלהם, מהבחינה של “התקיימות”, התנאים האידאלים שלהם לקיום חיים – זהים לשלנו. כלומר, מזון, טמפרטורה אידאלית וחמצן. ועכשיו איך כל זה קשור לכך שהתסיסה גורמת לשימור המזון? ובכן, זוכרים לעיל – שהתסיסה ההומולקטית יוצרת חומצה לקטית, שזו מתחילה את תהליך ההתססה?. אז זה בדיוק העניין. ככל שנוצר תהליך תסיסה בחומר גלם מסוים, כך בעצם נוצרה בו חומצה לקטית או אלכוהול, וככל שיש יותר חומצה ((באופן כללי (או חומץ)) אז כך נפגמים התנאים האידיאלים של החיידקים לשרוד, וככל שנפגמים התנאים האידיאלים שלהם לשרוד – אזי כך אין התרבות של חיידקים (פתוגניים – מחוללי מחלה). ולכן חומר המזון מצליח להישמר לזמן ממושך.

לכן דרך אגב, אלכוהול, מלח, חומץ או חומצה הם חלק בלתי נפרד מהמרכיבים של חומרי חיטוי. אלכוהול, מלח וחומצה הם האויבים של החיידקים הם קוטלים אותם לחלוטין ככל שהמינונים שלהם גבוהים, וזאת הסיבה שיין לא מתקלקל כי האלכוהול שנמצא בו קוטל את החיידקים הפתוגניים. אם כי, יין בהחלט יכול להתקלקל, אבל לא קלקול כזה שגורם לקילקול קיבה וזה מפני שאין בו אפשרות של חיידקים מחוללי מחלה (פתוגניים). זו גם הסיבה ששימור מזון ע”י מלח וחומץ אכן גורם לתהליך השימור לעבוד ולהאריך את חיי המדף של חומר הגלם.