טור זה נכתב לזכרו ועילוי נשמתו של נעם יעקב מאירסון הי"ד שנפל
בקרב גבורה בבינת ג'בל במלחמת לבנון השנייה – י"ג אב תשס"ו   

שבעת ימים שאור לא ימצא בבתיכם – שמרים

"תנן התם, רבי מאיר אומר: אוכלין כל חמש ושורפין בתחלת שש. רבי יהודה אומר: אוכלין כל ארבע, ותולין כל חמש, ושורפין בתחלת שש. דכולי עלמא מיהא חמץ משש שעות ולמעלה, אסור, מנלן? אמר אביי: תרי קראי כתיבי, כתיב שבעת ימים שאור לא ימצא בבתיכם וכתיב אך ביום הראשון תשביתו שאר מבתיכם" (פסחים, ד ע"ב). "תנו רבנן: שבעת ימים שאר לא ימצא בבתיכם מה תלמוד לומר? והלא כבר נאמר והלא כבר נאמר ולא יראה לך חמץ ולא יראה לך שאר בכל גבלך" (שם, ה ע"ב).

שם עברי: שמר האפייה    שם באנגלית: Yeast    שם מדעי: Saccharomyces cerevisiae


נושא מרכזי:  מהם חמץ, שמרים ושאור?

לריכוז המאמרים שנכתבו על שמר האפייה הקש/י כאן.

חמץ הוא מונח הלכתי המתאר מאפה או גרגירים מחמשת מיני דגן שבעקבות מגע עם מים עברו תהליך מסויים שעל מהותו חלוקות הדעות (בע"ה נרחיב על כך את הדיבור בעתיד). הגורמים לתהליך זה הם בעיקר שני מיקרו-אורגניזמים כאשר הידוע מביניהם הוא שמר האפייה (שמרים). שמר האפייה הוא פטריה חד תאית שנבגיה (גופיפי רבייה עמידים ליובש וחום) מפוזרים בכל פינה בעולמנו ובכלל זה על קליפות הענבים וגרגירי הדגניים. השמרים המיוצרים בימינו בדרך תעשייתית הם תרבית נקיה של שמר זה במצב "רדום". השאור הוא תרבית פעילה של תערובת תאי שמרים וחיידקים מקבוצת הלקטובצילוס. תאים בודדים של שני יצורים אלו מגיעים באופן אקראי דרך האוויר, הקמח והמים אל העיסה ובתנאים מתאימים מתחילים להתרבות על ידי חלוקת תאים. בעת העתיקה היה השאור המקור היחיד לשמרים פעילים ולכן היה צורך לשמור חלק מכל עיסה על מנת להתפיח בעזרתה את העיסה שהוכנה לאחריה. השמרים והחיידקים מנצלים את הסוכר הנמצא בעיסה להפקת האנרגייה הדרושה להם, בתהליך הנקרא תסיסה, אך משחררים תוצרים שונים. השמרים פולטים את הגז פחמן-דו-חמצני הגורם לתפיחת העיסה וכוהל המתנדף בחום האפיה. לעומת זאת חיידקי הלקטובצילוס משחררים חומצת חלב. בניגוד לתרבית שמרים טהורה שפעילותה העיקרית מתבטאת בתפיחת העיסה הרי שפעילות חיידקי הלקטובצילוס מעניקה ללחם טעם חמצמץ ואולי מכאן התפתח המונח "חימוץ". בימינו משתמשים, בדרך כלל, לאפייה בשמרים, אך יש המשתמשים בשאור לאפיית סוגי לחם מיוחדים. אם נרצה לפנות לאפיק ספקולטיבי הרי שניתן לטעון שבימינו הלחם איננו חמץ גמור (1) שהרי לא עבר החמצה במובן המקורי והמלא של המונח. הוא אמנם עבר תסיסה והתפחה אך איננו מכיל חומצה לקטית.

תאי שמר האפייה -  כמה מהם נמצאים בשלבי הנצה            צילם:  Masur


 

הרחבה

מהו חימוץ?

החימוץ בימינו

חימוץ במשמעות המקובלת היום (במשק הבית, התעשייה וההלכה) מקביל בעיקר למונח התפחת העיסה. הכוונה לתוצרי תהליך חילוף החומרים המתבצע על ידי תאי שמר האפייה (Saccharomyces cerevisiae) הנמצאים בבצק. שמר האפייה הוא פטרייה חד-תאית הנפוצה בכל מקום באופן טבעי ("שמרי פרא") אך היום משתמשים בעיקר בשמרים המיוצרים במגוון מופעים באופן תעשייתי (2). מנקודת מבטם של השמרים הרי שמדובר בתהליך ביוכימי, הנקרא תסיסה כוהלית, המנצל את הסוכר הנמצא בבצק (תהליך דומה מתבצע גם ביין) על מנת להפיק אנרגיה המשמשת לתהליכי החיים שלהם (בניית מולקולות חדשות ועוד). מאידך גיסא עבור האדם משמש התהליך כאמצעי לשיפור טעמו ומרקמו של המאפה (או לייצור כוהל (3) ביין). בתנאים אנ-אירובים (חסרי חמצן) השמרים מפרקים סוכרים כמו גלוקוז (סוכר ענבים), פרוקטוז (סוכר פירות) וסוכרוז (סוכר לבן) (4), לכוהל ולפחמן דו-חמצני. מולקולות הגז פחמן דו-חמצני המשתחררות בתסיסה מצטברות כבועות בבצק ומעניקות לו מרקם ספוגי ואוורירי החשוב לאיכות המאפה ואילו הכוהל מתנדף בחום האפייה.

על מנת שיתקיים תהליך תסיסה יש צורך בנוכחות סוכר בבצק ומקורו הוא בפירוק העמילן, המהווה חומר תשמורת עיקרי בגרגירי החיטה, והפיכתו לסוכר. השלב הראשון בפירוק העמילן מתבצע על ידי האנזים בטא-עמילאז הנמצא ב"חמשת מיני דגן". תנאי נוסף חיוני לתפיחת העיסה (ולא לתסיסה) הוא נוכחות החלבון גלוטן (Gluten ובעברית דִּבְקָן) משום שבלעדיו בועות הגז משתחררות לאוויר ואינן מצטברות בתוכה. הגלוטן מאפשר "הדבקה" של מרכיבי הקמח והפיכתם לבצק. בעת הלישה יוצר הגלוטן רשת סיבים תלת-מימדית שתפקידה "לכלוא" ו"להחזיק" את הגזים המשתחררים בעת התסיסה, וכן את אדי המים המתהווים בתוך חללי הבצק עקב הטמפרטורה הגבוהה בזמן האפייה. לדעת הרב י. א. שרשבסקי (5) יש לפחמן הדו-חמצני חלק נוסף בתהליך ההחמצה בכך שחלק ממנו מגיב עם המים בעיסה ומתקבלת חומצה פחמתית (H2CO3) הגורמת לטעם חמצמץ בלחם. בדיון שערך במאמר 'למהותו של תהליך החמצת העיסה' תפסה חומצה זו מקום משמעותי במערך השיקולים להגדרת חמץ. לענ"ד יש מקום לפקפק בחשיבותו של מרכיב זה משום שחומצה פחמתית איננה יציבה בטמפרטורות גבוהות כך (6) שלא ייתכן שהיא שורדת לאחר האפייה בניגוד לחומצה הלקטית (חומצת חלב) הנוצרת בחימוץ המסורתי (ראה בסעיף הבא). בנוסף לכך קשה להניח שהחימוץ על פי ההגדרות ההלכתיות של העת העתיקה התייחס לצורת חימוץ זו משום שתרבית השמרים הטהורה לא הייתה מוכרת אז. 

החימוץ המסורתי

החימוץ המסורתי שונה באופן משמעותי מהחימוץ בעזרת שמרים תעשייתיים המקובל בימינו. עד להתפתחות תעשיית השמרים המספקת תרביות שמר אפייה טהורות התפחת הבצק התבצעה בעזרת "שאור". השאור הוא בצק בשלבים מתקדמים של פעילות מיקרוביאלית הכוללת את השמרים אך גם חיידקים מקבוצת הלקטובצילוס (7) (Lactobacillus). בניסוח אחר ניתן לומר שהשאור הוא תרבית של שמרים ולקטובצילוס. תאים בודדים של שני אורגניזמים אלו המגיעים באופן אקראי דרך האוויר עשויים להתרבות במצע מתאים של קמח ומים. בשלבים הראשונים מספרם קטן יחסית אך במשך הזמן, לאחר חלוקות תא רבות, מספרם עולה בטור הנדסי וקצב פעילותם מתגבר. עד לפיתוח השמרים התעשייתיים היה צורך לשמור באופן קבוע כמות קטנה של בצק פעיל זה, השאור, לצורך ההתפחה משום שבלעדיו התסיסה איטית מאד והעיסה הייתה עלולה להתקלקל בגלל פעילות של חיידקי ריקבון.

להבדל במקור השמרים בין שתי צורות ה"חימוץ" (8) יש משמעות רבה בקביעת טעם הלחם. ללחם שהותפח בעזרת שאור יש טעם חמצמץ נעים לחיך כתוצאה מנוכחות של חומצה לקטית בעיסה. חומצה זו המופרשת על ידי חיידקי הלקטובצילוס כמעט ואינה קיימת בלחם שהותפח בעזרת תרבית שמרים טהורה. למונח "חמץ" ו"חימוץ" יש משמעות ברורה לגבי הכנת לחם באפייה המסורתית (9) אך לא ללחם המודרני. לחם זה איננו חמוץ משום שלא קיימת בו פעילות של לקטובצילוס. על הקשר בין החמץ ובין הטעם החמוץ עמד הרמב"ן (ויקרא, כג י"ז): "חמץ תאפינה ... כי נקרא "חמץ" כאשר יקרא היין אשר יקהה חומץ יין וחומץ שכר (במדבר ו ג), והלשון נגזר מלשון מעול וחומץ (תהלים עא ד), כי נגזל מהם טעמם ולא יאכלו, וכן כי יתחמץ לבבי (שם עג כא), יכעוס ויאבד טעמו ממנו". הטענה המקובלת שהכוהל (אתנול) המופרש על ידי השמרים עשוי להסביר את המונח "חמץ" בעייתית הן משום שטעמו של הכוהל איננו חמוץ והן משום שהוא מתנדף לחלוטין במהלך האפייה.
 

הביולוגיה של השמרים

הפיסיולוגיה של השמרים

השמרים הם מיקרו-אורגניזמים (יצורים בגודל מיקרוסקופי) הנכללים בממלכת הפטריות. השמרים הם חד תאיים אם כי לעיתים קיימים מינים היוצרים שרשרת של תאים כתוצאה מרביית הנצה. גודל השמרים תלוי במין ובדרך כלל הם בקוטר של µm 3-4 אם כי קיימים מינים בקוטר העולה על 40 µm (µm = מיליונית מטר). קיימים בעולם כ – 1,500 מיני שמרים והם מהווים את עיקר מגוון מיני הפטריות באוקיינוסים. רוב מיני השמרים מתרבים באופן לא מיני על ידי הנצה ומעט מינים מתרבים על ידי חלוקת התא לשני תאי בת. מין השמר Saccharomyces cerevisiae משמש לאפייה ולהתססת משקאות כוהליים במשך אלפי שנים. בעת העתיקה האדם הכיר את תהליך הכנת המשקאות הכוהליים והאפייה מבלי שידע על קיומם של השמרים. נוכחותם בכמויות עצומות באוויר ועל קליפות הענבים, הבטיחה בדרך כלל את הצלחת הכנת היין והאפייה. היום אנחנו משתמשים בשמרים שהוכנו למטרות השונות ולא מסתמכים על השמרים המגיעים באופן טבעי (10). מקובל להיעזר במיני שמרים שונים להכנת יינות ובירה בטעמים מיוחדים.

תפקיד השמרים בעת הכנת משקאות כוהליים ואפייה זהה באופן עקרוני ונובע ממבנה מערכת חילוף החומרים שלהם:
א. מעצם היותם פטריות הם זקוקים לחומרים אורגניים שמהם הם מפיקים אנרגיה.
ב. מיני השמרים מתחלקים לכאלה הזקוקים לחמצן לצורך הנשימה התאית, ולכאלה המסוגלים לבצע גם נשימת אווירנית (אירובית) וגם נשימה לא אווירנית (אנ-אירובית). בניגוד לחיידקים, בשמרים לא ידוע על מינים לא אווירניים בלעדיים. שמרי האפייה שייכים לקבוצה המסוגלת לבצע את שתי שיטות הנשימה, אך כאשר קיים חמצן במערכת, נשימת החמצן מועדפת משום שניתן להפיק ממנה כמות גדולה בהרבה של אנרגיה.
החומר האורגני שאותו מנצלים שמרי האפייה (והיין) הוא הסוכרים הנמצאים במיץ הענבים ובעיסה. ביין התוצר הסופי הוא כוהל (אתנול) המתקבל מהסוכר תוך כדי שחרור מולקולות פחמן-דו-חמצני (תסיס). התהליך מסתיים כאשר הסוכר ביין אוזל או כאשר ריכוזו עולה מעבר לסף המונע את המשך פעילות השמרים.
 

רבייה בשמרים

תאי שמר האפייה מתרבים בשתי צורות רבייה, מינית ואל מינית, ובמקביל לכך קיימים בתרביות שמרי האפייה שני סוגי תאים מבחינת מספר הכרומוזומים. הסוג הראשון הוא של תאים הפלואידים (מכילים 17 כרומוזומים שהם מנת הכרומוזומים הבסיסית) ותאים דיפלואידים המכילים מנת כרומוזומים כפולה. התאים ההפלואידים עוברים מחזור חיים פשוט של חלוקת מיטוזה (חלוקת התא לשני תאי בת שבהם מספר כרומוזומים זהה למספרם בתא האם) המתבטאת בהתפתחות ניצן (Bud) בשולי תא האם ההופך בסופו של התהליך לתא בת עצמאי. מחזור החיים בשמרים מתנהל בו זמנית עם גדילת ניצן המגיע בסופו של דבר לגודל תא האם ונפרד ממנו. בפרק הזמן שבין החלוקות תאי השמרים גדלים עד לגודלם הסופי. בתרביות שמרים המתפתחות במהירות ניתן לראות בכל התאים ניצנים משום שיצירתם מתנהלת במשך כל מחזור חיי התא. הן הניצן והן תא האם עשויים להתחיל ביצירת ניצן חדש לפני התחלקותם. בתרביות המתפתחות באיטיות ניתן למצוא גם תאים ללא ניצנים משום שגדילתם נמשכת רק בחלק ממחזור חיי התא. צורת רבייה זו היא אל-מינית ובתנאים קשים תאים המתרבים בשיטה זו, בדרך כלל, מתים.

בשמרים קיימים שני טיפוסי תאים מבחינה רבייתית המכונים a ו – α המראים סוג פרימיטיבי של התמיינות מינית. כרוב האיאוקריוטים (אורגניזמים בעלי גרעין תא מוגדר) גם כאן הדבר מאפשר יצירת צרופים גנטיים חדשים. שני תאים הפלואידים מטיפוסי רבייה שונים יכולים להתלכד באופן המזכיר התלכדות של תא ביצית ותא זרע ויוצרים תא דיפלואידי העשוי להמשיך להתחלק בחלוקת מיטוזה או ליצור נבגים. התאים ההפלואידים מפרישים פרומונים הגורמים למשיכה הדדית בין שני הטיפוסים ומעכבים את תהליך ההנצה של התאים. בתנאים טובים כל מחזור חלוקה נמשך כ – 100 דקות. התאים הדיפלואידים (הצורה המועדפת של השמרים) שונים מהתאים ההפלואידים בכך שבתנאים קשים הם עוברים חלוקת הפחתה (מיוזה) ויוצרים 4 נבגים הפלואידיים הנשמרים בקופסית משותפת הנקראת נאדית (Ascus). הנבגים עשויים לשהות בתרדמה תקופות ארוכות ביובש ואף חום ולהמתין לשעת כושר בה ינבטו. הנביטה היא תהליך שבו נבג לא פעיל מתחיל לגדול. הנביטה מתרחשת כאשר הנבגים מקבלים מלאי חומרי הזנה בסביבה מימית. לאחר שהנבג גדל הוא עשוי להתחלק או להתמזג ליצירת תא דיפלואידי בהתאם לתנאים הסביבתיים.

 

(1) על הגדרת החמץ ראו מאמרים בבלוג "רב צעיר" חלק א' וחלק ב'.
(2) בספרים ומאמרים שונים ניתן לראות זיהוי מוטעה של השמרים כסוג של חיידקים. המרחק הטקסונומי של השמרים מהפטריות הוא עצום ועולה אף על המרחק בין בעלי חיים וצמחים. החיידקים הם פרוקריוטים (חסרי גרעין תא מוגדר) ואילו השמרים נכללים באיאוקריוטים (בעלי גרעין תא מוגדר). החלוקה בין פרוקריוטים ואיאוקריוטים היא החלוקה הראשונה והראשית באילן היוחסין הטקסונומי.
(3) אתנול
(4) סוכרוז (Sucrose) הוא דו-סוכר, המהווה מרכיב עיקרי בקנה סוכר ובסלק סוכר, ולאחר מיצוי, ניקוי וגיבוש הופך לסוכר הלבן המוכר בשימוש יומיומי. כל מולקולה של סוכרוז מורכבת ממולקולה של גלוקוז המחוברת למולקולה של פרוקטוז. הגלוקוז והפרוקטוזה הם חד-סוכרים.
(5) מהדרין, חוברת ה', ניסן תשנ"ד (עמ' 7-9).
(6) את הנתונים הפיסיקליים של שתי החומצות קיבלתי מהכימאי ד"ר אריה בכרך. הוא הוסיף שאחת מהטכניקות המקובלות בתעשייה לסילוק פחמן דו-חמצני ממים היא על ידי הרתחה ואם כן ניתן לשער שגם אפייה תגרום לתוצאה דומה.
(7) לקטובצילוס הוא שמה של קבוצת חיידקים הממירה את הסוכר לקטוז (סוכר החלב) וסוכרים נוספים לחומצה לקטית. תהליך זה מתקיים בתנאים של מחסור בחמצן. בדרך כלל החיידקים בקבוצה זו מועילים או לפחות אינם מזיקים מלבד החיידקים הגורמים לריקבון בשיניים. הפרשת החומצה הלקטית גורמת לסביבתם להפוך לחומצית ובכך מעכבת התפתחות של חיידקים מזיקים. לכמה מחיידקי הלקטובצילוס תפקיד חשוב בתעשיית המזון. הם משמשים להכנת יוגורט, גבינה, ירקות כבושים, בירה, סיידר ועוד. רמת החומציות מונעת את פעילותם של חיידקי הריקבון ומאפשרת את שימורם של תוצרי מזון אלו לאורך זמן.
(8) תוספת המרכאות באה לציין שייתכן והלחם בתקופתנו כלל אינו מוחמץ.
(9) גם בימינו קיימות פה ושם מאפיות המתמחות בסוג זה של אפייה. בכמה מהן מתפארים בשאור שמקורו בעיסה שהוכנה לפני עשרות שנים.
(10) מקובל לומר שהשימוש בשמרים באופן מסחרי החל בארה"ב בשנת 1876.

לעיון נוסף:

פורטל הדף היומי - אחד שיכר תמרים
מצגת בנושא: "הלכה ומדע בדיני חמץ ומצה". מאת: משה רענן. בקרוב יתווסף גם קובץ אודיו של השיעור.
מאמר תגובה לשעורו של הרב שבתי רפפורט "מהו חימוץ? הגדרת החימוץ - חלק ב'" ששוכתב והתפרסם בבלוג "רב צעיר". לקריאה לחץ כאן.

א. המחבר ישמח לשלוח הודעות על מאמרים חדשים (בתוספת קישוריות) העוסקים בטבע במקורות לכל המעוניין. בקשה שלח/י ל - [email protected]
ב. לעיתים ההודעות עלולות להשלח על ידי GMAIL למחיצת ה"ספאם" שלך לכן יש לבדוק גם בה אם הגיעו הודעות כנ"ל.

כתב: ד"ר משה רענן.     © כל הזכויות שמורות 

הערות, שאלות ובקשות יתקבלו בברכה.