خميرة الخبز Bakers Yeast

خميرة تستعمل منذ القدم في إنتاج الخبز والنوع المستعمل Saccharomyces cerevisiae حقيقية النواة وحيدة الخلايا في الغالب ، كروي او بيضوي او مضلع تتجمع بشكل يشبه الأشكال السداسية التي تكونها خلايا النحل ، تتكاثر لا جنسيا بالتبرعم وجنسيا بالابواغ الكيسية ، وتوجد في مختلف البيئات بصورة طبيعية ، وكانت قديماً تتم بإضافة جزء من عجين قديم نشط إلى العجينة الجديدة ، وقد جرت محاولات عديدة لاستبدالها بخمائر أخرى مستعملة في صناعات أخرى ولكنها لم تلاق نجاحاً كبيراً، ونظراً لاحتياج عملية إنتاج الخبز إلى سرعة فلذلك تضاف أعداد كبيرة من الخميرة إلى العجين لعدم ملائمة الطريقة أعلاه لذلك قامت صناعة خميرة الخبز.
وتحضر خميرة الخبز عادة بطريقة التكثير على مراحل لبناء الكتلة الحيوية باستعمال المواد الأولية ذات المحتوى السكري العالي مثل المولاس بعد تدعيمه بمصادر النتروجين والفسفور والمعادن الأساسية مثل المغنيسيوم، ويكون ذلك باستعمال الطرق المتقطعة المغذاة لتجنب حدوث بعض التأثيرات ويزيد بذلك النمو المعتمد على التنفس لأن الغرض هو بناء الكتلة الحيوية وتسمى الطريقة Z–Method وفيها يكون وجود الكحول مساوي للصفر، وذلك لأن إنتاج خميرة الخبز، يهدف إلى زيادة النمو وتقليل التخمر.
ويمكن إنتاج خميرة الخبز باستعمال أوساط الحبوب المنبتــــــــــــة وفـــــــــــــــــــــي هـــــــذه الحالة تضاف بكتريا Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus لغرض خفض الأرقام الهيدروجينية بإنتاجها حامض اللبن الذي يشجع  نمو الخميرة كما أنه يمنع التلوث البكتيري خاصة تلك المنتجة لحامض البيوتيريك، ويمكن استعمال مواد أولية أخرى لإنتاج الخميرة.
وتكون الحرارة المطبقة 30م بالنسبة للخميرة Saccharomyces cerevisiae ويجب المحافظة على الأرقام الهيدروجينية بين 4– 5، وتتم العملية بتهوية المزروع بمعدل عالي نظراً لقلة ذوبان الأوكسجين وذلك يؤدي إلى رفع كلفة عمليات التهوية التي قد تصل إلى 20 –30 % في  كلفة العملية الإنتاجية الكلية وبعد المرحلة الأولى من الإنتاج التي تصل من 8 – 12 ساعة تقلل التهوية وتتوقف إضافة مصادر الكاربون والنتروجين وتترك الخلايا لمدة ساعة للسماح للخلايا بالنضج وتكوين التريهالوز قبل حصدها من الوسط، وتحصد الخلايا بالوسائل الملائمة وتغسل بالماء عدة مرات لإزالة ما علق بها من الوسط الغذائي والحصول على لون ملائم للمنتوج النهائي، ويخلط حاصل الخلايا الناتج مع بعض المواد المطوعة أو الملدنة مثل بعض الزيوت النباتية وتستعمل في تحضير المنتوج النهائي، وتنتج الخميرة بأشكال منها :
الخميرة المضغوطة اذ تمرر الكتلة المنتجة أعلاه في أجهزة لتشكيلها من حيث الشكل والوزن اللازم للتسويق وتغلف وتحفظ بالتبريد.
- تنتج الخميرة بشكل سائل سميك من عالق للخلايا وتسوق. 
- تحضر الخميرة الجافة Active Dry yeast اذ تحول إلى حبيبات صغيرة وتجفف إلى أن تصل الرطوبة إلى 8% ، وهذا النوع يحفظ بدرجات الحرارة العادية دون الحاجة إلى التبريد وتبقى نشطة لعدة شهورويمكن إطالة مدة صلاحيتها إذا عُبئت تحت التفريغ أو ملئ الأوعية الحاوية عليها بغاز خامل.
وتعد الخميرة من مكونات الخبز والكمية المضافة إلى الطحين تتراوح بين 1–10 % وتعتمد على عاملين الأول نوعية الخبز المراد إنتاجه ، وثانياً طول مدة التخمير وفي جميع الأحوال يدخل محتوى الطحين من السكريات كعامل أساس في تحديد النسبة المضافة، وتختلف عمليات إنتاج الخبز من الوجبات الصغيرة أو الكبيرة بطول مدة التخمير أي المدة الواقعة بين خلط الخميرة مع الطحين إلى حين خبز العجين. وتؤدي الخميرة عند إضافتها إلى العجين عدة وظائف منها :
- إنتاج الغاز الذي تعتمد عليها عملية نفش العجينDough Leavening والغاز المنتج ثنائي أوكسيد الكاربون يؤدي إلى خفض الأرقام الهديروجينية الذي يؤدي إلى تغيير ريولوجية العجين بالمعاونة مع الكحول المنتج وبوجود المواد المختزلة مثل Glutathione  والببتيدات الثلاثية التي تؤدي الى تغير ارتباطات الكلوتين مما يجعل كتلة العجين رخوة بعد التخمر مقارنة بنقطة البدء.
- إعطاء النكهة المطلوبة للخبز اذ وجد أن هناك ما يقرب من 150 مركب نكهة من المواد المتطايرة مثل الكحولات والاسترات والالديهايد والكيتونات وغيرها، بالإضافة إلى أن 90 % من مركبات النكهة تتكون أثناء الشوي نتيجة للتغيرات التي تحصل على البروتينات والمواد الأخرى سواء من خلايا الخميرة أو العجينة.
وقد اختيرت خميرة الخبزSaccharomyces cerevisiae منذ القدم لاعتبارات عدة منها أنها ثابتة إلى حد ما من ناحية الصفات الفسلجية ولها قابلية على تخمير سكريات الطحين مما يؤدي إلى نفش العجينة وهناك عدة مواصفات اتضحت فيما بعد عدا المؤشرات التي اختيرت الخميرة على أساسها منذ القدم ومن المواصفات المطلوبة لخميرة الخبز التي تؤخذ بنظر الاعتبار عند اختيار السلالات الملائمة :
- قابليتها على تحليل السكريات وإنتاج الغاز.
- أن تكون سريعة التطبع لاستهلاك المالتوز وهذه الصفة مهمة بالنسبة لعمليات إنتاج الخميرة فهي تنتج باستعمال السكروز لذلك فان إضافة الأخير إلى الطحين يؤدي إلى عمليات تخمير سريع في أغلب الأحيان اذ تحول الخميرة السكروز إلى كلوكوز وفركتوز بتأثيرInvertase ،ويستخدم الكلوكوز في إنتاج الغاز ولكن عند استعمال خميرة الخبز مع الطحين العادي فهي تستهلك الكلوكوز والسكروز ثم تواجه المالتوز الذي يكثر وجوده في الطحين ولذلك يفضل استعمال السلالات التي تتطبع سريعاً لاستهلاك المالتوز ، وعليه فإن سلالات الخميرة المستعملة في الطحين المضاف إليه السكروز لا تكون عادة ملائمة لتحضير العجين المعد من طحين عادي.
- يجب أن تكون السلالات المنتخبة متحملة لضغوط عالية ، وفي هذا المجال تكون السلالات التي لها القابلية على تجميع كميات كبيرة من سكر التريهالوز والكليسرول بالإضافة إلى تحملها التراكيز العالية من الأملاح والسكريات هي المفضلة.
- تفضل الخمائر المتحملة لعمليات الانجماد وذلك لأن بعض عمليات إنتاج الخبز تتم بتحضير وجبات كبيرة من العجين الذي يجمد ومثل هذه الخمائر هي التي تستطيع تجميع كميات كبيرة من التريهالوز لحماية نفسها.
- تفضيل الخمائر التي لها القابلية على تحمل التراكيز العالية من مواد كيمياوية خاصة تلك التي تستعمل في الحفظ مثل البروبيونات وتراكيز عالية من ملح الطعام .
- أن تكون ذات قابلية على الخزن وهذا يعتمد على محتواها من التريهالوز الذي يمكن أن يشجع تخليقه أثناء عمليات النضج.
وخضعت خميرة الخبز وتخضع إلى عدة تحويرات بغية الحصول على أفضل السلالات ، فقد هجنت خميرة الخبزمع سلالات من Saccharomyces rosei للحصول على خمائر تتحمل لضغوط عالية وهذه لا تستعمل على النطاق التجاري لإنتاج الخبز وإنما تستعمل في إنتاج منتجات العجين الحلو، وتهدف المحاولات لتطوير الصفات الملائمة المذكورة أعلاه، فقد تم إجراء عمليات تأشب Recombination للحصول على سلالات مستهلكة للميلبايوز الذي يكثر في المواد الأولية مثل المولاس الذي يحوي على الرافينوز الذي تصل نسبته إلى 8% من السكريات ويتحلل ليعطي الميلبايوز وبذلك يمكن الاستفادة القصوى من السكريات الموجودة في المواد الأولية، وكذلك استعملت الطرق الوراثية للحصول على سلالات متحملة لعمليات التجميد مع احتفاظها بفعالية عالية لنفش العجين بعد الإذابة، وقد تم تطوير سلالات لها القابلية على التطبع السريع لاستهلاك المالتوز، وشملت التطويرات إنتاج سلالات لها القابلية على إنتاج مواد نكهة خاصة كما هي الحال في الطفرات المنتجة للكحول الايزوبروبيلي .
وتمثل خميرة الخبز رافداً جيداً لإجراء الدراسات الوراثية لأن الخلفية الوراثية لها معروفة جيداً ولكن تبقى عقبة تغير أحد الجينات المسئولة عن صفة محددة قد لا يؤدي إلى الحصول على النمط المظهري المطلوب نتيجة لتداخل فعالية الجينات الأخرى، ولكن تعد خميرة الخبز ملائمة في بعض الأحيان لاحتضان عددا من الجينات والتعبير عنها بشكل ملائم.
وعند تنمية خميرة الخبز لاهوائيا" فانها ننتج الكحول الاثيلي وغاز ثنائي أوكسيد الكربون نتيجة لتحلل سكر الكلوكوز كما موضح في المعادلة آلاتية :

وتعد خميرة الخبز واحدة من الأحياء المجهرية القليلة القادرة على النمو هوائيا" ولاهوائيا" وإنتاج العديد من المواد ذات الاستخدامات الصناعية والغذائية وذلك لقدرتها على استخدام مختلف المسالك والدورات الأيضية لاحتوائها على الإنزيمات اللازمة لذلك . تستعمل في الكثير من المجالات الدراسية كنموذج دراسي ، وكذلك تستعمل كمضيف لإنتاج العديد من البروتينات العلاجية .