התפחה – מה זה בעצם? צלילה לעומק של התהליכים שעובר בצק שמרים

'התפחה' היא אוסף התהליכים שעובר בצק שמרים מרגע סיום הלישה ועד האפייה, והתפחה מוצלחת היא המפתח למאפה מוצלח. אבל מה בעצם קורה במהלך ההתפחה, מה משפיע עליה, ומה זה משנה אם היא קצרה או ארוכה? הפוסט הזה, שהוא הראשון בסדרת הפוסטים על התפחה, יענה לכם על (רוב) השאלות בנושא

התפחה של בצק שמרים – הקדמה

לפני שמתחילים, חשוב לציין שהתהליכים והמדע שמאחורי תהליכי התפיחה/תסיסה/הבשלה בבצק הם כל כך רחבים ועמוקים, וכוללים המון ביולוגיה, כימיה וביוכימיה, עם אינספור תגובות של הנ"ל בין הרכיבים ששותפים בתהליך ההתפחה, כך שאין שום דרך לסכם הכל בפוסט אחד. השתדלתי מאוד שהפוסט הזה יהיה כמה שיותר אינפורמטיבי, אך עדיין נגיש וברור גם למי שלא מגיע עם רקע מדעי.

הפוסט הזה נוגע בהתפחה ובפעילויות שמתרחשות בבצק במהלכה; להרחבה ספציפית על שמרים, לרבות ההבדלים בין שמרים יבשים לטריים והשימוש בהם, ראו פוסט יבשים או טריים? המדריך המלא לשמרים.

שימו לב שלמשך כל הפוסט, אלא אם צויין אחרת, המונח "התפחה" מדבר על כלל התהליך שהבצק עובר, מסיום הלישה ועד האפייה.

מה זה "התפחה"?

לפני שממשיכים הלאה, חשוב להבין מה בכלל כולל המושג שאנחנו קוראים לו "התפחה". התהליך שאנחנו קוראים לו "התפחה" מורכב משני גורמים עיקריים:

1. התפיחה ה"פיזית" של הבצק
2. ה"הבשלה" של הבצק (יש שקוראים לתהליך זה "תסיסה")

שני התהליכים הנ"ל מתרחשים ביחד ובאופן רציף מרגע סיום הלישה ועד האפייה.

אז ראשית, בואו נעשה סדר בטרמינולוגיה של שני המונחים האלו:
תפיחה: התפיחה ה"פיזית" של הבצק, כלומר צבירת הנפח הפיזית כתוצאה מפעילות השמרים (פליטת פחמן דו-חמצני).
הבשלה: תהליכים כימיים וביוכימיים נוספים שקורים בבצק במהלך ההתפחה, לרבות פעילות של אנזימים בבצק ופעילות של חיידקים שונים.

תפיחה

מי שאחראי על מה שאנחנו קוראים לו "תפיחה", כלומר צבירת הנפח (תפיחה פיזית) של הבצק, הם באופן בלעדי השמרים (או במקרה של מחמצת, שמרים וחיידקי חומצה לקטית – עוד על אלו בהמשך).

שמרים הם אורגניזם חי וחד-תאי, ועם כמה שהם צורת החיים הכביכול פשוטה ביותר, הפעילות שלהם בבצק היא מורכבת ומשמעותית מאוד. אז מה בעצם עושים השמרים בבצק? בפשטות: 

1. רוב הקמח (כ-70%) מורכב מעמילן (פחמימה מורכבת).
2. האנזימים שמצויים בקמח באופן טבעי מפרקים את העמילן (וגם סוכרים מורכבים אחרים שמצויים בקמח) לסוכרים פשוטים (באופן ספציפי גלוקוז ופרוקטוז).
3. השמרים צורכים את הסוכרים הפשוטים ומייצרים פחמן דו-חמצני (CO2) ואלכוהול (אתנול). הפחמן הדו-חמצני "נלכד" ברשת הגלוטן (ליתר דיוק, בחללי האוויר הזעירים שנוצרו בעת הלישה), והוא זה שגורם למאפה לתפוח ולצבור נפח.

ובקצרה:
פחמימות מורכבות (עמילן וסוכרים מורכבים נוספים) ← סוכרים פשוטים ← פחמן דו-חמצני ← בצק תופח

באופן כללי, ככל שנוסיף לבצק יותר שמרים, כך יגדל "מנוע" התפיחה בבצק.

הבשלה

הבשלה של הבצק היא אוסף התהליכים הכימיים והביוכימיים הנוספים שקורים בבצק במהלך ההתפחה, מלבד פליטת הגזים של השמרים (התפיחה הפיזית), לרבות:

• אנזימים שמפרקים את החלבונים שבקמח לחומצות אמינו (אבני הבניין של החלבונים). לחומצות האמינו יש השפעה ישירה ועקיפה על הטעם ועל ההשחמה בתנור (תגובת מייאר)
• יצירת מלאי סוכרים בבצק שמשמש כמזון לשמרים
• "ריכוך" הבצק על ידי פירוק קשרי הגלוטן (החלבונים יוצרי-הגלוטן)
• העלאת החומציות (הורדת ה-pH) בבצק
• ייצור של חומצות ותרכובות אורגניות וארומטיות שמשפיעות על טעם הבצק
• פעילות של חיידקי חומצה לקטית שתוצרי הלוואי שלהם משפיעים על טעם הבצק

כלומר, לרמת ההבשלה של הבצק יש השפעה גם על ההתנהגות והמרקם של הבצק (כתוצאה מפירוק הגלוטן), וגם על הטעם (תוצרי הלוואי במהלך תהליך ההתפחה).

בניגוד לתהליך התפיחה הפיזי, תהליך ההבשלה של הבצק הוא בעיקר תלוי-זמן, ומלבד טמפרטורה גבוהה יותר (שתאיץ את פעילות האנזימים ושאר האורגניזמים בבצק), אין ממש דרך לזרז את הבשלת הבצק (לפחות לא בצורה בה תהליך ההבשלה יהיה בסנכרון עם תהליך התפיחה הפיזי).

ייצור גזים מול שימור גזים

חשוב להפריד בין יכולת ייצור גזים על ידי השמרים ויכולת "שימור" הגזים על ידי הבצק.

כאמור, יכולת ייצור הגזים היא פונקציה של פעילות השמרים בלבד, בעוד יכולת שימור הגזים בבצק תלויה במאפייני הבצק, ובאופן ספציפי במצב הגלוטן. כך לדוגמה, ככל שהבצק יהיה יותר אלסטי (קשיח ומתנגד), יכולת שימור הגזים שלו תגדל; וככל שהוא יהיה יותר פלסטי (נמתח), יכולת שימור הגזים שלו תפחת.

המטרה הסופית היא להגיע לאיזון בין יכולת ייצור גזים ליכולת שימור גזים, כך שנקבל מבנה מספיק חזק שהצליח לשמר את הגזים בתוכו ("בועות אוויר"), אבל גם מספיק פלסטי על מנת שיוכל לתפוח ולצבור נפח בתנור; בצק קשיח מדי בלי פלסטיות ויכולת הימתחות לא יצבור מספיק נפח בתנור (בגלל ההתנגדות של הגלוטן ל"הימתחות"), ובצק פלסטי מדי ללא אלסטיות וחוזק, לא יצליח "לשמור" על הגזים שנוצרים במהלך תהליך ההתפחה.

התהליכים שעובר הבצק במהלך ההתפחה

אז אחרי שלמדנו מהי בעצם התפחה, כעת נסקור מעט יותר לעומק את התהליכים שהבצק עובר במהלכה, עם התמקדות בשני אספקטים ספציפיים:

1. פעילות השמרים במהלך ההתפחה, לרבות פעילות האנזימים בקמח שבפועל "מספקים" לשמרים מזון
2. תהליכי ההבשלה של הבצק, ובאופן ספציפי פירוק החלבונים (גלוטן) בבצק ויצירת חומצות אורגניות

פעילות השמרים במהלך ההתפחה

פעילות אירובית ופעילות אנאירובית של השמרים

את פעילות השמרים בבצק ניתן לחלק לשני שלבים:

1. פעילות אירובית (בנוכחות של חמצן)
2. פעילות אנאירובית (כשאין נוכחות של חמצן)

פעילות (תסיסה) אירובית מתייחסת בעיקר לשלב הראשוני בהתפחה בו השמרים "מתרבים" (יותר נכון מתחלקים/מנביגים). בשלב זה, השמרים משתמשים בגלוקוז ובחמצן ליצירת אנרגיה ולהתרבות.
תוצרי הלוואי של תסיסה אירובית הם פחמן דו-חמצני ומים (לא נוצר אלכוהול/אתנול בשלב זה).

פעילות אנאירובית, או בשמה האחר, "תסיסה אלכוהולית", היא מצב בו אין חמצן בבצק, והשמרים עוברים לצרוך גלוקוז בלבד לייצור אנרגיה. תוצרי הלוואי של תסיסה אנאירובית הם פחמן דו-חמצני ואלכוהול (אתנול), וזהו השלב בו השמרים מבצעים את מה שאנחנו מתייחסים אליו כ"התפחה". בשלב זה השמרים עדיין יכולים להתרבות, אולם מחקרים חלוקים לגבי האם הם מתרבים בפועל בבצק בשלב של פעילות אנאירובית (או האם הם בכלל מתרבים בבצק – קיימים מחקרים שמראים גידול של עד 90% בתאי השמרים בבצק אחרי מספר שעות, אל מול מחקרים שלא מצאו הבדל בכמות תאי השמרים בבצק גם לאחר 8 שעות). אורגניזם פשוט אבל מורכב, כבר אמרנו?

מבחינת ציר הזמן, ניתן לחלק את שני השלבים כך:

1. במהלך הלישה "נלכד" בתוך הבצק חמצן. החמצן הזה מאפשר לשמרים (או לחיידקים במקרה של מחמצת) לבצע פעילות אירובית (ובנוסף גם גורם לחמצון הבצק). השמרים צורכים את החמצן מהר מאוד, ולכן שלב זה נמשך לפרק זמן קצר מאוד – לא יותר משעה מסיום הלישה.
2. מהרגע בו אזל החמצן בבצק, השמרים עוברים לבצע פעילות אנאירובית – תפיחה/תסיסה אלכוהולית. חשוב לציין בהקשר זה שלחשיפה של הבצק לאוויר ("אוורור" של הכלי) אין שום השפעה על הפעילות האנאירובית (כמות החמצן שהבצק ישחף אליה היא זעומה ומוגבלת רק לפני השטח שלו – לא תהיה לכך השפעה על פעילות השמרים).

טווח הטמפרטורות האידיאלי לשלב האנאירובי (התרבות השמרים) הוא בין 20-27 מעלות, כשהטמפרטורה האופטימלית היא 26 מעלות (וזו אחת הסיבות לכך שאנחנו מכוונים לטמפרטורת בצק סופית של 23-27).

פירוק העמילן בבצק לסוכרים פשוטים שמשמשים מזון לשמרים

שמרים, כמו כל אורגניזם חי, חייבים לצרוך מזון בכדי שיוכלו לשרוד ולתפקד (כשבמקרה שלנו, לתפקד = להתפיח את הבצק). ה"מזון" של השמרים הוא סוכרים פשוטים, ובאופן ספציפי – גלוקוז. במהלך ההתפחה, השמרים צורכים את הגלוקוז בבצק (שמייד נראה איך הוא בדיוק נוצר), ו"פולטים" את תוצרי הלוואי שלהם אנחנו קוראים "התפחה": פחמן דו-חמצני, אלכוהול וחומצות אורגניות.

..אבל איך התהליך הזה בדיוק קורה?

בקמח מצויים באופן טבעי אנזימים ש"תפקידם" לפרק את העמילן שבקמח לסוכרים פשוטים (יחידות גלוקוז) אותם השמרים יכולים לצרוך. שני האנזימים שאחראים על רוב פירוק העמילן בבצק ו"אספקת" המזון לשמרים הם אלפא-עמילאז ובטא-עמילאז.

התרשים מטה מתאר את תהליך פירוק העמילן בבצק על ידי אנזימי העמילאז לסוכרים פשוטים:

1. עמילן מורכב משרשרת ארוכה מאוד של מולקולות גלוקוז. בדומה לשמרים, גלוקוז הוא מקור האנרגיה העיקרי של הגוף שלנו (ושל רוב האורגניזמים החיים), וחד-הסוכר המרכזי שהגוף שלנו צורך בלי פעולות פירוק נוספות או מעבר בכבד. שמרים יכולים לצרוך יחידות גלוקוז בודדות בלבד.
2. האנזים אלפא-עמילאז מסוגל לפרק את שרשרת הגלוקוז הארוכה (עמילן) בכל נקודה.
3. האנזים בטא-עמילאז מסוגל לפרק רק את שתי המולקולות הקיצוניות בכל השרשרת (שתי מולקולות מצד ימין/שמאל), ובכך ליצור מלטוז (שתי מולקולות גלוקוז 'מחוברות')
4. האנזים מלטאז מפרק את המלטוז לשתי מולקולות יחידות של גלוקוז, אותן השמרים יכולים לצרוך לייצור אנרגיה (כשתוצרי הלוואי של התהליך הזה הם CO2 ואתנול)
5. תהליך פירוק דומה עוברים גם רב/דו-סוכרים אחרים, על ידי אנזימים אחרים, לדוגמה סוכרוז (סוכר מטבח) שעובר פירוק על ידי האנזים אינוורטאז.

בכדי ליצור אנרגיה, השמרים צורכים חד-סוכרים (בעיקר גלוקוז), אבל גם מלטוז (דו-סוכר), אותו הם מסוגלים לפרק עצמאית לשתי מולקולות של גלוקוז, בעזרת האנזים מלטאז.
מכיוון שעמילן מורכב משרשרת ארוכה מאוד של מולקולות גלוקוז, נדרש לפרק אותו למולקולות גלוקוז בודדות, בהן השמרים יוכלו להשתמש לייצור אנרגיה. כאן נכנס לתמונה אנזים אלפא-עמילאז, שמפרק את שרשראות העמילן הארוכות לשרשראות קצרות יותר, כשהוא מסוגל לעשות זאת בכל נקודה של "שרשרת" העמילן.

מכיוון שאנזים בטא-עמילאז מסוגל לפרק רק את "קצוות" השרשרת, הפעילות של אנזים אלפא-עמילאז היא קריטית לתהליך ההתפחה – היא מספקת לבטא-עמילאז יותר "אזורי פעולה", וכפועל יוצא, פירוק מהיר יותר של העמילן למלטוז (במקום שרשרת אחת ארוכה שאפשר לפרק רק בקצוות – המון שרשראות יותר קטנות עליהן בטא-עמילאז יכול לעבוד).

בשביל שיקרה מה שאנחנו קוראים לו "תפיחה" (ובאופן עקיף גם הבשלה), השמרים חייבים מלאי של גלוקוז ו/או מלטוז, שמשמשים כ"מזון" שלהם. מולקולות הגלוקוז אותן השמרים לא צרכו, נשארות בבצק כמלאי סוכרים, שבאפייה מתרגמים להשחמה.

כפי שניתן להבין, המניע העיקרי של תהליך פירוק העמילן בבצק לסוכרים הוא אנזים אלפא-עמילאז; ולכן, כשמדברים על "פעילות אנזימטית בקמח", הכוונה היא לפעילות של אנזים אלפא-עמילאז. ככל שהנוכחות של אנזים אלפא-עמילאז בקמח תהיה גבוהה יותר, כך יותר מהעמילן יעבור פירוק, ולשמרים יהיה יותר מזון זמין, מה שבהכרח ישפיע גם על מהירות ההתפחה (יותר מזון זמין = התפחה יותר מהירה).

חשוב לציין בהקשר זה שלאנזים אלפא-עמילאז הרבה יותר קל "לפעול" על עמילן ניזוק (שכפי ששמו מרמז, "ניזוק" במהלך טחינת הקמח) לעומת עמילן "שלם"; לכן, רובו ככולו של פירוק העמילן בקמח הוא תוצאה של פעילות אלפא-עמילאז על העמילן הניזוק בלבד. קמח סטנדרטי מכיל בין 5-8% עמילן ניזוק, ולכן זה ה"רף" העליון של פירוק העמילן בבצק לסוכרים בבצק.

תהליך ההבשלה של הבצק

פירוק החלבונים (גלוטן) בבצק

לפירוק החלבונים (גלוטן) בבצק יש חשיבות רבה, הן מבחינת מרקם ושינוי התכונות הריאולוגיות של הבצק (איך הוא מרגיש ומתנהג – מתנגד, נמתח וכו'), והן מבחינת השפעה על הטעם של התוצר הסופי. האחראים המרכזיים על פירוק החלבונים בבצק הם אנזימי פרוטאז (אנזימים מפרקי חלבון), כמו גם חומצות (במידה פחותה) שמסוגלות גם הן לפרק את החלבונים שבבצק.

אנזימי פרוטאז, שנקראים גם אנזימים פרוטאוליטיים או "פרוטאזות", הם אנזימים שמצויים בקמח באופן טבעי, והם גם מיוצרים על ידי השמרים והחיידקים במהלך ההתפחה. הם פעילים מרגע הכנת הבצק ועד האפייה, ויש להם חלק מרכזי וחשוב ביותר בתהליך ההתפחה, כאנזימים שמפרקים ומחלישים את מבנה הגלוטן ע”י פירוק החלבונים יוצרי-הגלוטן לחומצות אמינו (אבני הבניין של חלבונים), פפטידים ופוליפיפטידים (שרשראות של חומצות אמינו באורכים שונים).

התהליך של פירוק החלבונים (בבצק) נקרא פרוטאוליזה, והוא זה שגורם בפועל ל"ריכוך" הבצק (בשל מבנה גלוטן חלש יותר) והפיכתו ליותר נוח לעבודה, מה שמשפיע גם על העבודה עם הבצק (בצק יותר נמתח/מתנגד). וגם על המרקם הסופי של הפיצה (רך/קשה/צמיגי),

בנוסף לפירוק מבנה הגלוטן וריכוך הבצק, לפירוק החלבונים לחומצות אמינו יש השפעה משמעותית גם על הטעם, על ידי "ייצור" חומצות האמינו ופפטידים שנוצרים כתוצאה מפירוק הגלוטן:

1. חומצות האמינו הן חלק בלתי נפרד מתגובת מייאר (השחמה) בזמן האפייה, מה שנותן למעטפת הפיצה (התחתית והשוליים) טעמים עמוקים ומורכבים
2. חומצות האמינו מקיימות אינטרקציה (תגובה כימית) עם רכיבים אחרים בבצק (בעיקר אלכוהול וחומצות אורגניות); האינטרקציה הזו גורמת להיווצרות של תרכובות טעם וארומה, שמשפיעות באופן ישיר על הטעם והארומה של הבצק

במילים אחרות – ככל שיותר מהחלבונים שבבצק פורקו לחומצות אמינו, כך גדל פוטנציאל הטעם הכללי של הבצק. אך אליה וקוץ בה – התהליך הזה ברובו המוחלט לוקח זמן, ואי אפשר "לזרז" אותו בצורה מלאכותית.

חשוב לדעת שהפעילות של אנזימי הפרוטאז בבצק היא מבורכת ורצויה עד לנקודה מסוימת. כשמאפשרים להם לעבוד במשך יותר מדי זמן (או במילים אחרות, לפרק יותר מדי את הגלוטן שבבצק), יתקבל בצק עם מבנה גלוטן חלש, שירגיש שביר, נוזלי ויקרע בקלות, או במילים אחרות – בצק שהגיע לתפיחת יתר.

בהקשר של הבשלה, בצק "בשל" הוא בצק בו יש פירוק מספק של החלבונים (הגלוטן) בבצק, כך שבסיום ההתפחה ולפני האפייה, יתקבל בצק נוח לעבודה ולעיצוב, עם איזון בין פלסטיות לאלסטיות (מצד אחד נמתח בקלות ולא מתנגד, ומצד שני מספיק חזק בכדי לא להיקרע).

חשוב לציין שגם לקמח בו משתמשים יש השפעה על המידה הנדרשת של פירוק הגלוטן על ידי האנזימים הפרוטאוליטיים והחומצות; קמח עם תכולת חלבון (גלוטן) גבוהה ידרוש פעילות ארוכה יותר של אנזימי הפרוטאז, לעומת אותו הבצק מקמח שמכיל פחות חלבון.

קיימים משפרי אפייה ש"מחקים" את פעולת אנזימי הפרוטאז בבצק, וגורמים לריכוך וקיצור זמן ההבשלה שלו בצורה "מלאכותית". דוגמאות למשפרי אפייה כאלו הם אל-ציסטאין וגלוטתיון ('שמרים מומתים').

חומצות, חומציות וחיידקי חומצה לקטית

במהלך ההתפחה, נוצרות בבצק חומצות אורגניות רבות, ביניהן: לקטית, אצטית, סוקינית, פומרית, פירובית, פרופנואית, בוטירית, ולרית, ו-קפרילית.
שתי החומצות שהכי מעניינות אותנו בהקשר של התפחה הן החומצה הלקטית והאצטית, שמיוצרות על ידי חיידקי חומצה לקטית (Lactic Acid Bacteria, או בקיצור – LAB), ובמידה פחותה על ידי השמרים.

החומצות הללו, הן הגורם והתורם המרכזי לטעם בבצק שעובר התפחה ארוכה:

• באופן ישיר – לנוכחות של חומצה לקטית ואצטית יש השפעה ישירה על טעם הבצק. חומצה לקטית נותנת לבצק טעם יוגורטי, פירותי, עדין ו'מלא', בעוד חומצה אצטית נותנת טעם "חד" שמזכיר חומץ/לימון.
• באופן עקיף – תגובות כימיות בין החומצות הנ"ל לבין רכיבים נוספים בבצק (ובאופן ספציפי אלכוהול) גורמות ליצירה של תרכובות ארומטיות.

מעבר לטעם, הנוכחות של החומצות הנ"ל בבצק גם גורמות לירידה ב-pH (עלייה בחומציות), ויש להן השפעה משמעותית גם על אספקטים נוספים בבצק כחלק מתהליך ההבשלה שלו:

• השפעה על מרקם הבצק (לחומציות יש אפקט מחזק על קשרי הגלוטן).
• השפעה על שאר התהליכים בבצק (כפי שנראה בהמשך, לחומציות יש השפעה על הפעילות האנזימטית בבצק, לרבות פעילות השמרים ופעילות אנזימי הפרוטאז).

כשמדברים על חיידקי חומצה לקטית, לא מדובר על זן של חיידק בודד, אלא על סיווג כללי של קבוצת חיידקים שמייצרת חומצה לקטית (ואחרות). תחת קבוצה זו יש זני חיידקים רבים, עם תכונות שונות והשפעות שונות על הבצק. זו הסיבה המרכזית שמחמצות שונות בהכרח מתנהגות בצורה שונה – ההרכב שלהן, או מה שנקרא 'מיקרופלורה' (אוכלוסיית המיקרואורגניזמים), הוא בהכרח שונה בין מחמצת למחמצת.

בבצק משמרים תעשייתיים, הפעילות של חיידקי ה-LAB נמוכה עשרות מונים בהשוואה לפעילות תאי השמרים. על כל חיידק LAB בודד, יש בין 10,000-100,000 תאי שמרים; ולכן, בשביל שיוכלו ליצור חומצות לקטיות ואצטיות בכמות מספקת כך שתשפיע על טעם הבצק, נדרש אלמנט אחד מרכזי – זמן.

בניגוד לשמרים התעשייתיים אותם הצליחו מדענים לבודד ו"להנדס" כך שנקבל שמרים שמותאמים לצרכי התפחה של בצק, חיידקי ה-LAB משתפים פעולה הרבה פחות, כך שהדרך היחידה לקבלת תוצרי הפעילות שלהם בבצק היא לאפשר להם לעבוד במשך מספיק זמן, או במילים אחרות – לבצע התפחה ארוכה (או להשתמש במחמצת, כמובן).

בשל הנוכחות המאוד קטנה שלהם בבצק, לחיידקי ה-LAB לוקח זמן לעשות את הקסם שלהם, וזו אחת הסיבות שאנחנו רוצים לתת לבצק לתפוח במשך הרבה זמן (תוך התאמת כמות השמרים לזמן וטמפרטורת ההתפחה). זו גם הסיבה שכשמכינים בצק מקדים, מניחים לו להבשיל לזמן ארוך ועושים שימוש בכמות שמרים מזערית – השילוב של שני אלו נותן הזדמנות לחיידקי ה-LAB לפעול בסביבה אופטימלית, ו"למקסם" את תוצרי הלוואי שלהם. מבחינה טכנית, בכדי לקבל מספיק פעילות של חיידקי ה-LAB בבצק, נדרש להתפיח אותו לפחות כ-8 שעות בטמפרטורת חדר (או כ-48 שעות במקרר).

את חיידקי ה-LAB ניתן לסווג לשתי תתי-קטגוריות:

• LAB הומופרמנטטיב (Homofermentative) – חיידקי חומצה לקטית שמייצרים באופן (כמעט) בלעדי חומצה לקטית ("Homo" = יחיד).
• LAB הטרופרמנטטיב (Heterofermentative) – חיידקי חומצה לקטית שמייצרים חומצה לקטית, חומצה אצטית, וכמות קטנה של פחמן דו-חמצני ("Hetero" = מגוון).

ההבדל העיקרי בין שתי הקבוצות הוא "העדפת" הטמפרטורה של כל אחת:

• חיידקי הומופרמנטטיב מעדיפים טמפרטורות יחסית גבוהות (בין 20-40 מעלות, כשהטמפרטורה האידיאלית היא סביב ה-30) וסביבה יותר נוזלית (הידרציה יותר גבוהה).
• חיידקי הטרופרמנטטיב מעדיפים טמפרטורות נמוכות יחסית (מתחת ל-20 מעלות), וסביבה יותר יבשה (הידרציה יותר נמוכה).

למה זה רלוונטי ואיך זה משפיע בפועל על הבצק, אתם יכולים לקרוא בפוסט התפחה במקרר / בטמפרטורת חדר – מה ההבדל, ואיך עושים את זה נכון.

בקצרה: התפחה בטמפרטורות נמוכות יותר תתעדף את הפעילות של חיידקי ההטרופרמנטטיב (ייצור חומצה אצטית), בעוד התפחה בטמפרטורות גבוהות יותר תתעדף את הפעילות של חיידקי ההומופרמנטטיב (ייצור חומצה לקטית). לסוג החומצה שמיוצרת יש השפעה ישירה ועקיפה על הטעם (וגם על המרקם) של הבצק.

חומציות וההשפעה שלה על הגלוטן

מעבר להשפעה על הטעם, לחומציות בבצק יש תפקיד נוסף וחשוב לא פחות – חיזוק הגלוטן.

הצורה המדויקת בה חומציות מחזקת את הגלוטן היא מעבר לגבולות הפוסט הזה, אז בקצרה – עלייה בחומציות (עד לגבול מסוים) גורמת ל"הידוק" הקשרים בין החלבונים יוצרי הגלוטן, מה שגורם בפועל לגלוטן יותר חזק ואלסטי (או במילים אחרות – לבצק חזק יותר). זו הסיבה שבצקים מקדימים מוסיפים חוזק לבצק, ולאופי המחמצת שבינינו – זו הסיבה שבצק ממחמצת מרגיש תמיד יותר חזק ואלסטי.

עם זאת, חומציות בהקשר זה היא חרב פיפיות; חומציות גבוהה מדי (בבצק שנמצא בתפיחת יתר לדוגמה) תפגע בגלוטן – הן באופן עקיף על ידי "זירוז" הפעילות של אנזימי הפרוטאז שמפרקים את הגלוטן (ואוהבים סביבה חומצית), והן באופן ישיר על ידי פירוק/החלשה של הקשרים בין החלבונים יוצרי-הגלוטן.

ההשפעה של פעילות השמרים על "קצב" ההתפחה

אז אנחנו יודעים מה זה "התפחה", מה קורה במהלכה, ולמה חשוב שתהליך התפיחה הפיזי יהיה בסינכרון עם תהליך ההבשלה של הבצק. עכשיו נשאלת השאלה – מה הם הגורמים שמשפיעים על קצב/מהירות ההתפחה, איך ניתן לשלוט בהם, ולמה זה בכלל משנה?

בפשטות: הדבר ש"מכתיב" את קצב ההתפחה הוא רמת הפעילות של השמרים בבצק (או חיידקי חומצה לקטית במקרה של מחמצת).

העקרון הוא פשוט: ככל שהשמרים יותר פעילים, כך הם יוצרים בבצק יותר מתוצרי הלוואי של ההתפחה (CO2, חומצות, אלכוהול, אנזימים וכו'), ובהתאם – קצב ההתפחה עולה. במילים אחרות: ככל שהשמרים יותר פעילים, ככה הבצק תופח מהר יותר.

..אבל מה בדיוק משפיע על רמת הפעילות של השמרים בבצק? בואו נראה:

הגורמים שמשפיעים על פעילות השמרים בבצק (וכפועל יוצא על קצב ההתפחה)

קיימים שלושה גורמים מרכזיים שהם בעלי השפעה ישירה על ה"עצימות" של פעילות השמרים (וגם על שאר התהליכים שעובר הבצק), וכפועל יוצא, על הקצב בו הבצק תופח:

1. כמות השמרים
2. הטמפרטורה בה הבצק תופח
3. חומציות (רמת ה-pH בבצק)

על שני הגורמים הראשונים (כמות השמרים והטמפרטורה) אנחנו יכולים לשלוט, ולגורם השלישי (חומציות) אנחנו ברוב המוחלט של המקרים מתייחסים כגורם נתון (שלא ניתן לשלוט בו, ולרוב גם לא צריך).

המטרה שלנו היא תמיד להשתמש בבצק בכמות שמרים שתתאים לתנאי ההתפחה; כלומר, להתאים את כמות השמרים:

• לפרק הזמן בו אנחנו מתכננים לתת לבצק לתפוח
• לטמפרטורה בה הבצק הולך לתפוח

להמחשה של העקרון הזה, ראו את הגרף הבא:

שימו לב איך שילובים שונים של זמני התפחה וטמפרטורה נותנים כמויות שמרים שונות. ניתן לראות שבכל 'טור' כמות השמרים קטנה ככל שהטמפרטורה עולה, ובכל 'שורה', כמות השמרים קטנה ככל שזמן ההתפחה גדל. שימו לב גם לקו המגמה / "אלכסון" – כמויות זהות של שמרים משמשות לשילובים שונים של זמני התפחה וטמפרטורה.

במילים אחרות (וזה חשוב – נסו לזכור את הנקודות מטה):

• ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, נדרש להשתמש ביותר שמרים.
• ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, נדרש להשתמש בפחות שמרים.
• ככל שזמן ההתפחה ארוך יותר, נדרש להשתמש בפחות שמרים.
• ככל שזמן ההתפחה קצר יותר, נדרש להשתמש ביותר שמרים.
• כל שילוב של הנ"ל (התפחה ארוכה בטמפרטורה נמוכה, התפחה קצרה בטמפרטורה גבוהה וכו') יניב כמות שונה של שמרים.

בהמשך נראה איך ניתן להתאים בקלות את כמות השמרים לזמן וטמפרטורת ההתפחה.

כמות השמרים בבצק

מבחינת כמות השמרים, ההסבר הוא מאוד פשוט – ככל שנשתמש ביותר שמרים, כך הריכוז שלהם בבצק יהיה גבוה יותר, הפעילות שלהם בבצק תהיה גבוהה יותר, והבצק יתפח (ויבשיל) מהר יותר.

במילים אחרות:

• יותר שמרים = זמן התפחה קצר יותר
• פחות שמרים = זמן התפחה ארוך יותר.

הטמפרטורה בה הבצק תופח

לטמפרטורה יש השפעה מכרעת על כל התהליכים שקורים בבצק. באופן כללי, ככל שהטמפרטורה תהיה גבוהה יותר, כך יואצו כל התהליכים בבצק (ולהיפך). 

ראשית, מבחינת פעילות השמרים – ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר השמרים יהיו יותר פעילים, ולהיפך. בפועל, וכפי שכבר ראינו, זה אומר שבצק שתופח בטמפרטורה גבוהה יותר גם תופח מהר יותר.

שנית, לטמפרטורה יש השפעה ישירה על הפעילות האנזימטית (של כלל האנזימים) בבצק. אנזימים הם "זרזים ביולוגיים", והם האחראים העיקריים לתהליכים הביוכימיים שמתרחשים בבצק במהלך ההתפחה.
באופן ספציפי, אנזימים אחראים על שני תהליכים עיקריים (עליהם כבר עברנו למעלה), שמשפיעים באופן ישיר ועקיף גם על הטעם בבצק וגם על מידת התפיחה (הפיזית) וההבשלה שלו:

1. פירוק עמילן לסוכרים פשוטים
2. פירוק חלבונים לפפטידים וחומצות אמינו

אנזימים, ככלל, מושפעים מטמפרטורה (וגם מחומציות, אך נתרכז כרגע בטמפרטורה). רובם המוחלט של האנזימים שרלוונטיים לאפייה, פועלים הרבה יותר מהר בטמפרטורות גבוהות (עד לטמפרטורה בה החום 'מנטרל' אותם); כמה יותר מהר? עלייה של 10C מעלות, תביא להכפלה בפעילות האנזימטית בבצק; ובהתאם, ירידה של 10C מעלות, תחתוך בחצי (ויותר) את הפעילות האנזימטית.

ובקיצור:

• טמפרטורה גבוהה יותר = בצק שתופח ומבשיל מהר יותר
• טמפרטורה נמוכה יותר = בצק שתופח ומבשיל לאט יותר

רמת החומציות בבצק

שמרים הם אורגניזם שאוהב סביבה חומצית (pH נמוך), ואידיאלית, רמות חומציות (pH) בין 5.0-6.5. כמו כל אורגניזם, גם השמרים פועלים כך שהם "מייצרים" לעצמם סביבת מחייה אידיאלית להישרדות, כלומר – יצירת סביבה חומצית בבצק.

איך הם עושים את זה? בין היתר, על ידי יצירה של חומצות אורגניות (שעבור השמרים יוצרים סביבת מחייה אידיאלית, ועבורנו – טעם); והתהליך הזה, כפי שכבר ראינו, הוא תהליך שלוקח זמן, כחלק מההבשלה של הבצק.

טמפרטורת הבצק הסופית (טמפרטורה בסיום הלישה)

לטמפרטורת הבצק הסופית (הטמפרטורה בסיום הלישה) יש חשיבות והשפעה רבה מאוד על קצב ההתפחה של הבצק. הקפדה על טמפרטורת בצק סופית אחידה היא אחד הדברים החשובים ביותר שצריך לשים לב אליהם בעת הכנת הבצק, והיא המפתח לקבלה של תוצאות התפחה עקביות. על טמפרטורת בצק סופית אתם יכולים לקרוא בהרחבה בערך טמפרטורת בצק סופית באנציקלופיצה.

באופן כללי, טמפרטורת בצק סופית נמוכה יותר תגרום להתפחה איטית יותר, ולהיפך – טמפרטורת בצק סופית גבוהה יותר, להתפחה מהירה יותר; תחשבו על זה כך – ככל ש"נקודת המוצא" של השמרים תהיה "טובה" יותר (מבחינתם, שכן שמרים מעדיפים סביבה חמה) – תהליך ההתפחה יהיה מהיר יותר בהתאם. באופן כללי, נכוון לטמפרטורת בצק סופית בטווח של 23-27 מעלות.

אז למה כל כך חשוב לשמור על טמפרטורת בצק סופית בטווח הנ"ל? כשאנחנו שומרים על טמפרטורת בצק סופית קבועה, אנחנו מתחילים תמיד מאותה "נקודת מוצא", שתאפשר לנו להגיע לתוצאות ההתפחה הרצויות מבחינת זמנים (כל עוד התאמנו את כמות השמרים לזמן וטמפרטורת ההתפחה). בנוסף, "משחק" עם טמפרטורת הבצק הסופית מאפשר לנו להאיץ/להאט את קצב ההתפחה וההבשלה של הבצק – סיום לישה בטמפרטורה גבוהה יותר יתן התפחה מהירה יותר, ולהיפך.

בהקשר של הפוסט הזה, מה שחשוב שתקחו הלאה הוא שגם אם השתמשתם בכמות שמרים אידיאלית לזמן וטמפרטורת התפחה מסוימים, עדיין חשוב ביותר להקפיד על טמפרטורת בצק סופית בטווח הנ"ל, שכן יכולה להיות לכך השפעה משמעותית על הקצב בו הבצק תופח.

כמות המלח בבצק

בין ההשפעות הרבות והמשמעותיות של המלח על הבצק (עליהן אתם יכולים לקרוא בפוסט איך רכיבים שונים משפיעים על הבצק (מים, מלח, סוכר, שומן ועוד)), מלח מתפקד גם כ"מווסת" של פעילות השמרים.

באופן כללי, בצק שמכיל פחות מלח יתפח מהר יותר לעומת בצק זהה שמכיל יותר מלח, כשכל שאר התנאים זהים (לדוגמה: בצק שמכיל 2% מלח יתפח מהר יותר לעומת בצק זהה שמכיל 2.5% מלח, כששאר המשתנים זהים).

כמות הסוכר בבצק

לסוכר יש השפעה "כפולה" על השמרים, כתלות בכמות (ריכוז) שלו בבצק. בכמות של עד 5% מסך הקמח במתכון (באחוזי אופה), סוכר ישמש מזון לשמרים ויאיץ את ההתפחה; לעומת זאת, בכמות של מעל 5% מסך הקמח במתכון, סוכר ישפיע לשלילה על פעילות השמרים ויגרום להם למצב של "סטרס" (תופעה שנקראת 'לחץ אוסמוטי', עליה תוכלו לקרוא בהרחבה בפוסט יבשים או טריים? המדריך המלא לשמרים, סעיף 'שמרים ולחץ אוסמוטי'), וכתוצאה מכך יאט את הפעילות שלהם ואת ההתפחה.

יוצא הדופן היחיד בכל הנוגע לסוכר בבצק הוא לקטוז (שמקורו מחלב או אבקת חלב) – שמרים לא מסוגלים לצרוך לקטוז, ולכן להוספה של לקטוז לבצק לא תהיה השפעה על ההתפחה (אבל כן על האפייה).

ובקיצור:

• סוכר בכמות של עד 5% (באחוזי אופה) תאיץ את פעילות השמרים ואת ההתפחה
• סוכר בכמות של 5% ומעלה תאט את פעילות השמרים, כשמשלב זה, ככל שהבצק יכיל יותר סוכר, תהיה לכך יותר השפעה על פעילות השמרים (לדוגמה, בצק שמכיל 10% סוכר יתפח לאט יותר מבצק שמכיל 5% סוכר).

איך יודעים בכמה שמרים להשתמש בבצק, ולמה זה חשוב בכלל?

אז בתכלס, איך יודעים בכמה שמרים להשתמש, ולמה זה חשוב בכלל?

ראשית, נזכור שיש שלושה גורמים שמשפיעים על קצב ההתפחה:

1. כמות השמרים
2. טמפרטורת ההתפחה
3. זמן ההתפחה

מבין שלושת הגורמים הנ"ל, זה שניתן לשלוט בו הכי בקלות הוא כמות השמרים, ולכן – תמיד נשתמש בכמות השמרים כ"כלי" לשליטה בהתפחה, ו"נתאים" אותה לשני הגורמים הנותרים (זמן וטמפרטורת ההתפחה).

במילים אחרות: אם אנחנו יודעים את הטמפרטורה בה הבצק הולך לתפוח (משתנה נתון), וגם יודעים למשך כמה זמן אנחנו רוצים שהוא יתפח (משתנה אותו אנחנו בוחרים) – נוכל לגזור את כמות השמרים האידיאלית בהתאם לתנאים ספציפיים אלו.

לצורך ההמחשה, ראו את הגרף הבא, שמתאר איך באמצעות כמות השמרים (וכשהטמפרטורה ידועה וקבועה), ניתן "לגלוש" על ציר הזמן ולהביא את הבצק למצב התפחה אידיאלי בזמני התפחה שונים, תוך שימוש בכמות שונה של שמרים:

אם לצורך הדוגמה נניח שהטמפרטורה בה תופח הבצק היא 20 מעלות, אז כמויות השמרים עבור הטמפרטורה הזו וזמני התפחה שונים יהיו (המספרים הם שרירותיים לחלוטין ולצורך ההדגמה בלבד, אין קשר בינם לבין המציאות):

• עבור התפחה של שעתיים, נשתמש ב-5 גרם שמרים
• עבור התפחה של 5 שעות, נשתמש ב-1 גרם שמרים
• עבור התפחה של 8 שעות, נשתמש ב-0.5 גרם שמרים
• עבור התפחה של 12 שעות, נשתמש ב-0.1 גרם שמרים

ובקיצור, עבור טמפרטורה נתונה וקבועה – ככל שזמן ההתפחה גדל נשתמש בפחות שמרים, ולהיפך.

למה חשוב לדייק בכמות השמרים בבצק?

התשובה לשאלה הנ"ל פשוטה מאוד – בכדי להביא את הבצק לנקודת ההתפחה האידיאלית, בדיוק כשאנחנו רוצים לאפות אותו. לבצק שתפח יותר מדי (תפיחת יתר) או שלא תפח מספיק (תפיחת חסר) תהיינה השלכות משמעותיות על הבצק, הן מבחינת העבודה איתו, והן מבחינת התוצאה הסופית. להרחבה על נושא זה ולמה חשוב להימנע מתפיחת יתר/חסר, ראו פוסט בצק בתפיחת (התפחת) יתר/חסר – איך זה משפיע על הבצק (ואיך להימנע מזה).

איך מחשבים את כמות השמרים בפועל (שימוש במחשבון הבצק של פיצהלאב)

אז איך מחשבים את כמות השמרים בפועל? פשוט מאוד: מחשבון הבצק של פיצהלאב מאפשר לכם לקבל את כמות השמרים האידיאלית, על פי הטמפרטורה וזמן ההתפחה המתוכנן.

פשוט מכניסים את הנתונים למחשבון (זמן וטמפרטורת ההתפחה), ומקבלים את כמות השמרים הנדרשת.

מילות סיכום – אז למה בכלל צריך התפחה ארוכה?

אתחיל את הסעיף הזה דווקא מהסוף: הסיבה הבלעדית להתפחה ארוכה היא פיתוח טעמים. התוצרים המרכזיים של בצק בהתפחה ארוכה קשורים באופן כמעט בלעדי ביצירת ארומות וטעמים בבצק – ארומות וטעמים שניתן לקבל רק באמצעות התפחה ארוכה (או בשימוש עם בצק מקדים). אל הטעמים העמוקים והמורכבים שבצק בהתפחה ארוכה נותן לנו, לא ניתן להגיע בשום דרך אחרת.

ומה לגבי עניין ה"בריאות" או ה"עכילות" העדיפים של בצק בהתפחה ארוכה? על כך תוכלו לקרוא בהרחבה בפוסט מיתוס ה"עכילות" של (בצק) פיצה – דיון וסקירה מדעית (ספוילר: אין אמת בדבר).

חשוב לציין שגם בהקשר של מחמצת וגם בהקשר של בצקים משמרים תעשייתיים (ולמען האמת בהקשר של אוכל באופן כללי), "יותר טעם" לא בהכרח אומר "יותר טוב" (אם אכלתם פעם אוכל עם יותר מדי תיבול, אתם יודעים על מה אני מדבר). צריך לזכור שטעם הוא דבר סובייקטיבי, ומה שאדם אחד אוהב, לא בהכרח טעים לאחר; ועל אותו משקל, בצק שתפח 48 או 72 או 100 שעות, לא בהכרח יהיה יותר מוצלח מבצק שתפח הרבה פחות זמן (אבל כן יהיה יותר חשוף ל"תקלות" לאורך הדרך, לעומת בצק בהתפחה קצרה יותר). 

השורה התחתונה היא שיש הרבה דרכים להכין פיצה, ואין רק אחת נכונה (אבל כן יש דרכים יותר נוחות/קלות שמביאות תוצאות יותר עקביות וצפויות); יכול להיות שלא תרגישו הבדל בין בצק שתפח 3 שעות בטמפרטורת חדר לבין בצק שתפח 72 שעות במקרר, ואין עם זה שום בעיה (להפך, זה אומר שיהיה לכם הרבה יותר קל להכין פיצה כשיתחשק לכם).

תתנסו עם זמני התפחה שונים (והמלצה שלי – עם התפחות בטמפרטורת חדר) ותראו מה עובד וטעים לכם – יתכן מאוד שתופתעו.

למעבר לפוסטים נוספים בסדרת הפוסטים על התפחה, לחצו כאן