על לבבות אנוש שמחים ופעילות השמרים

נדמה כי משחר ההיסטוריה חובב האדם אלכוהול. ברחבי העולם מכינים זה אלפי שנים משקאות אלכוהוליים מכל הבא ליד: ענבים, תפוחים, דבש, חיטה, שעורה, אורז, תירס ואף קקאו. העדויות המוקדמות ביותר לקיומו של משקה אלכוהולי נמצאו בסין, שם תוארכו חרסים המכילים שאריות משקה מותסס שהוכן מאורז, דבש ופירות, לשנים 7000-7400 לפנה"ס. באיראן נמצאו חרסים עם משקעי יין מענבים שתוארכו לתקופה הניאוליתית, בסביבות 5000-5400 לפנה"ס, וכלי חרס שנמצאו בחפירות ארכיאולוגיות בהונדורס ותוארכו ל-1100 לפנה"ס הכילו שרידי משקה אלכוהולי שיוצר מפרי הקקאו. במסופוטמיה עבדו את נינקסי, אלת הבירה השומרית, והמנון לכבודה משנת 1800 לפנה"ס כולל מתכון לבירה. בבבל מוזכרת הבירה בחוקי חמורבי משנת 1790 לפנה"ס.

תעלומת הגורם המתסיס

למרות שתוצאות תהליך התסיסה היו מוכרות לבני-האדם מזה אלפי שנים, הגורם לתסיסה נשאר תעלומה. "חוק הטוהר" של הבירה (Reinheitsgebot), שהעביר וילהלם הרביעי, דוכס בוואריה, ב- 1516 ציין שהחומרים היחידים המותרים להכנת בירה הם מים, שעורה וכשות (צמח המשמש בתעשיית הבירה). לואי פסטר (Pasteur), הכימאי והמיקרוביולוג הצרפתי בן המאה ה-19, היה זה אשר גילה שתהליך התסיסה מתרחש עקב פעילותם של מיקרואורגניזמים, יצורים חד-תאיים אשר מנצלים את חומרי המזון שבתערובת המותססת. הכימאי הגרמני בן תקופתו, אדוארד בוכנר (Buchner), גילה שאותם מיקרואורגניזמים הם השמרים, וב-1907 זכה בפרס נובל על מחקריו בתחום התסיסה. אמיל כריסטיאן הנסן (Hansen), מיקולוג (מומחה לפטריות) דני, היה הראשון שבודד מושבה של שמרים, ב-1883. הוא גילה ששמרים הם סוג של פטריות ושאפשר לביית אותם ולגדל אותם בצורה מבוקרת. את מחקריו ערך במעבדות מבשלת הבירה קרלסברג בקופנהגן, ומין השמרים שבודד נקרא על שם המעבדה, Saccharomyces carlsbergensis. כיום ידועים מאות מינים של שמרים ומעריכים שישנם עוד אלפים אשר טרם זוהו.

עם קצת עזרה לידידי

איך נוצרים המשקאות האלכוהוליים? מיני שמרים רבים חיים באדמה או על-פני צמחים ופירות, וניזונים מהסוכר שבהם. בהיעדר חמצן, השמרים מפרקים את הסוכר, מפיקים ממנו את האנרגיה הדרושה להם, ופולטים כתוצרי-לוואי אלכוהול מסוג אתאנול ופחמן דו-חמצני. כמו-כן, נפלט במהלך התגובה חום רב. בפירות, הסוכר זמין לשמרים והם יכולים להתחיל את התסיסה באופן מיידי. בדגנים, לעומת זאת, מולקולות הסוכר קשורות זו לזו ויוצרות שרשראות סוכר ארוכות, הנקראות עמילן. השמרים אינם יכולים לפרק את העמילן, ולכן, כדי להתחיל את תהליך התסיסה, יש לעזור להם על-ידי פירוקו למולקולות סוכר בודדות. למשל, צורת ההכנה המסורתית של סאקה ביפן כללה בשלב הראשון לעיסה של האורז כדי שאנזימים ברוק יפרקו את העמילן באורז לסוכר. לאחר מכן העבירו את האורז הלעוס למיכלים גדולים שבהם התרחשה התסיסה באמצעות שמרים. בהכנת בירה, מנביטים תחילה את גרעיני השעורה או החיטה. ההנבטה מפעילה אנזימים בגרעינים, שמפרקים את העמילן.

חם בטבריה

לאחר שהחלה התסיסה, הפגת החום הנפלט במהלכה הוא קריטי, שכן טמפרטורות גבוהות מדי עלולות להאט אותה ואף להרוג את השמרים – תהליך התסיסה לא יושלם ויתקבל נוזל המכיל מעט אלכוהול והרבה סוכר. פרופ' עמוס הדס, שהיה מנהל המחקר החקלאי בבית-דגן, מספר בספרו "הגפן והיין בארכיאולוגיה של ארץ ישראל" שבעולם העתיק צורת הגתות לדריכת יין הושפעה מהצורך לווסת את החום. כך, באזורים חמים, כמו ישראל ומצרים עילית, נבנו בעיקר גתות שטוחות ופתוחות מהן החום מתאדה, בעוד שבאזורים קרים יותר, כמו צרפת ואיטליה, התסיסו את היין בגתות מקורות או בכדים. היום כמובן משתמשים במערכות משוכללות לבקרת טמפרטורה.

לא על האלכוהול לבדו

מלבד משקאות אלכוהוליים, משמשת התסיסה בעזרת שמרים במגוון תהליכים להכנת מזון. המרכזי שבהם הוא האפייה, אשר, בדומה לשאלת הביצה והתרנגולת, מעורר דיונים סוערים בשאלה מה קדם למה, הלחם או הבירה. בנוסף, התססת פולי הקקאו היא שלב חשוב בהכנת שוקולד, אורז מותסס משמש כקינוח מתוק בסין, ובאקוואדור ההתססה עוזרת לקצר את זמן בישול האורז בהרי האנדים הגבוהים, שם טמפרטורת הרתיחה של המים נמוכה מ-100 מעלות.