החמץ בזווית מדעית

 מאת: אורן סעיד

בין הגורמים העיקריים בתהליך החימוץ מבחינה מדעית, ניתן למנות: שמרים, חיידקי הלקטובצילוס, חלבון הגלוטן ואנזימים מיוחדים.

מדוע אוכלים אנו מצות בפסח? התורה מספרת (שמות יב, לט), שבצאת בני ישראל ממצרים,  הם אפו את הבצק אשר הוציאו ממצרים, ועשאוהו "עוּגוֹת" - גלילי בצק דקים ואפויים, והעוגות נאפו: "מַצּוֹת - כִּי לֹא חָמֵץ" (שמות יב, לט), כלומר הבצק לא הספיק לבוא לידי חימוץ. מדוע? "כִּי גֹרְשׁוּ מִמִּצְרַיִם וְלֹא יָכְלוּ לְהִתְמַהְמֵהַּ וְגַם צֵדָה לֹא עָשׂוּ לָהֶם" (שם); בני ישראל נצטוו מפי פרעה והמצרים לצאת מיד ובחיפזון ממצרים, ולכן לא יכלו להמתין עד שיחמץ בצקם. לכן במקום "עוּגוֹת" יצאו להם "מַצּוֹת". מצות הן דברי מאפה שלא החמיצו. מהו תהליך החמצת הבצק?

הגדרת המושג "חמץ" מבחינה הלכתית^[1]

 חמץ הוא דבר שעשוי מאחד מחמישה מיני דגן (חיטה, שעורה, כוסמת, שיבולת שועל ושיפון) שלאחר שנקצר בא במגע עם מים, (או נוזל אחר שמחמיץ אותו), ועברו עליו שמונה עשרה דקות מאז שבא במגע עם המים ולא נאפה.

החמצה טבעית ע"י שמרים  וחיידקים

כשהחל האדם לעבוד את האדמה ולגדל דגנים, למד עד מהרה לטחון את גרגירי הדגן בין שתי אבנים, לערב את הקמח במים, ולאפות מן העיסה ככרות שטוחות. בתחילה לא היה מניח לעיסה לתפוח, אך אם השתהה מלאפותה, הספיקו נבגי-פטריות שונים, בעיקר שמרים - פטריות זעירות חד-תאיות, וחיידקים מקבוצת הלקטובצילוס^[2] (Lactobacillus, עליהם נרחיב בהמשך), לחדור לעיסה - בנוסף לשמרים וחיידקי הלקטובצילוס הנמצאים באופן אקראי בקמח שהופק מגרגירי הדגנים והמים - ולהתרבות בה. שני הגורמים האלה, השמרים וחיידקי הלקטובצילוס, אחראיים לתהליך החימוץ, הכולל התפחת הבצק ע"י השמרים בתהליך המכונה "תסיסה" ונתינת טעם חמצמץ ללחם ע"י חיידקי הלקטובצילוס.

שמרים - מסייעים בתהליך החימוץ.
מתוך ויקימדיה

פעילות השמרים: השמרים, כמו כל היצורים החיים, אוכלים, מייצרים אנרגיה ותוצרי לוואי ומתרבים. מזונם של השמרים הוא סוכרים, ובאין סוכרים יפרקו עמילנים לסוכרים ויאכלו אותם. תוצר הלוואי של פעולת השמרים, שעבורו אנו משתמשים בהם, הוא הגז פחמן דו-חמצני, הנפלט בצורת בועיות זעירות^[3].

בבצק מקמח המכיל גלוטן, שנלוש בדרך הרגילה, נוצרת מעין רשת - המורכבת משרשראות ארוכות, מעין סיבים דקיקים ואלסטיים - שבשל דביקותה (זה מקור שמו של החלבון "גלוטן"), היא כולאת את הגז הנוצר (ע"י השמרים, פחמן דו-חמצני), וזו הסיבה לתפיחה המוכרת לכל מי שלש עיסה וניסה לאפות לחם^[4]. לישת הבצק תורמת ליצירת הרשת הזו הללו ומגדילה את החוזק שלה.בנוסף, הלישה מסייעת בהכנסת חמצן לבצק עבור השמרים. בתוך הקמח יש עמילן. העמילן הוא רב סוכר. אנזימים שונים ממשפחת העמילאז, מסייעים בפירוק העמילן לגלוקוז, ובכך מספקים מזון זמין נוסף לשמרים. כאשר אפו בצק זה התנדף הגז ועל מקומו נשארו נקבוביות, וכך נוצר הלחם כפי שאנו מכירים אותו.

לשמרים שני מצבי פעילות: אירובית (קרויה נשימה) ואנאירובית (קרויה תסיסה). פעילות אירובית של השמרים מתרחשת כאשר יש בסביבתם מספיק חומרי מזון וחמצן. במהלך נשימה אירובית השמרים מפיקים אנרגיה רבה (38 מולקולות של ATP), פולטים פחמן דו חמצני ומים ומתרבים.
פעילות אנאירובית של השמרים מתרחשת כאשר כמות החמצן בסביבתם קטנה. במהלך הפעילות האנאירובית שלהם השמרים מפיקים הרבה פחות אנרגיה (רק שתי מולקולות ATP), הרבה פחות פחמן דו-חמצני ומידת ההתרבות שלהם קטנה במידה ניכרת^[5].

החמצה ע"י שאור

הבצק יכול להחמיץ גם ע"י הוספה מכוונת של דברים הגורמים לבצק להחמיץ הקרויים בלשון התורה: "שְאוֹר" ו"מַחְמֶצֶת"(שמות יב, יט). עוד בימי קדם, שמו לב לכך, שאם מוסיפים לקמח קצת מיץ ענבים שתסס או חתיכת בצק ישן שכבר החמיץ (=שאור), מתחוללת תסיסה, והבצק תופח ונעשה נקבובי. כיום יודעים אנו יפה, שתסיסת הבצק היא פרי פעולתם של השמרים וחיידקים מקבוצת הלקטובצילוס, שהיו במיץ הענבים שתסס או בשאור. אף כי העמים הקדומים לא ידעו שמץ דבר על קיומם של יצורים מיקרוסקופיים, הם ידעו לנצל את פעילותם של יצורים אלה לאפיית לחם^[6].

השאור הוא תרבית פעילה של תערובת תאי שמרים וחיידקים מקבוצת הלקטובצילוס (Lactobacillus). 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^[7]. כיום בתהליך האפייה, אנו משתמשים בעיקר בשמרים המיוצרים במגוון מופעים באופן תעשייתי לצורך החמצת הבצק. 

מקור הטעם החמוץ בשאור

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 (חומצה לקטית, Lactic acid), המעכבת בעד פעולתם של חיידקים מזיקים, העשויים להשחית את טעמו ואת ריחו המעולים של לחם החיטים הטוב. בניגוד לתרבית שמרים טהורה שפעילותה העיקרית מתבטאת בתפיחת העיסה הרי שפעילות חיידקי הלקטובצילוס מעניקה ללחם טעם חמצמץ נעים לחיך כתוצאה מנוכחות של חומצת חלב בעיסה . ^[8]לעומת זאת, הלחם המודרני אינו חמוץ, משום שהותפח רק ע"י שמרים  תעשייתיים, ולכן לא קיימת בו פעילות של חיידקי הלקטובצילוס^[9].

מי פירות אין מחמיצין

התלמוד קובע כי "מי פירות אינם מחמיצים" (פסחים לה, א). פירושה של קביעה זו היא שעיסה שנילושה במיצי פירות למיניהם, כגון: יין, שמן, מיץ תפוזים וכן דבש, לא תיהפך לחמץ. פעמים רבות מי פירות הם חומציים, וסביבה חומצית מפריעה לפעולת השמרים.  בנוסף לכך, מתברר שהאנזים עמילאז-  A המסייע בפרוק הגלוקוז (המשמש מזון נוסף עבור השמרים), אינו מסוגל לפעול בנוכחות חומצה דבר העשוי להסביר את העובדה שבצק הנילוש במי פרות אינו מחמיץ^[10]. אך פעמים רבות עיסה כזו אכן תגיע לכדי תפיחה, שכן חלק ניכר ממי הפירות הוא מים (ואף יש בפירות סוכרים, המהווים "חומר דלק" לתסיסה). על כן נראה שקביעה זו היא קביעה הלכתית בעיקרה, האומרת שחמץ הוא תפיחה של קמח ומים, ולא עם נוזלים אחרים^[11].

הגורמים הנוספים המקטינים את פעילות השמרים  הם: טמפרטורה נמוכה, מיעוט במזון זמין ומליחות גבוהה (יחסית) בסביבה. הגורמים המגדילים את פעילות השמרים הם טמפרטורה גבוהה (30-35 מעלות צלזיוס ומעלה) והרבה מזון זמין (סוכר).

לסיכום

הגדרת החמץ אינה הגדרה מדעית. הגדרת החמץ היא הלכתית בלבד. בתהליך החימוץ מבחינה מדעית שותפים מספר גורמים. פעילות השמרים לבדה אינה הופכת כל מאכל לחמץ, שהרי השמרים גם פעילים בהתססת יין. המיוחד בקמח העשוי מחמשת מיני דגן, הוא בכך שהוא מכיל אנזימים מיוחדים המסייעים בפירוק העמילן לגלוקוז, ובכך מסייעים לפעילות השמרים^[12]. בהרכבם התזונתי של חמשת מיני דגן קיים בנוסף לעמילן, גם חלבון הגלוטן, האחראי לתופעת החימוץ הייחודית לחמשת המינים. בתהליך התסיסה, נוצרות תרכובות מיוחדות המשביחות (בתנאים מסויימים) את טעם הלחם. בנוסף, פעילות חיידקי הלקטובצילוס מעניקה ללחם טעם חמצמץ נעים לחיך כתוצאה מנוכחות של חומצת חלב בעיסה, המעכבת בעד פעולתם של חיידקים העשויים להזיק ללחם.

---

[1] להרחבה ראה באתר באנצ' יהודית "דעת" בערך "חמץ", מכללת הרצוג. 

[2] לקטובצילוס הוא שמה של קבוצת חיידקים הממירה את הסוכר לקטוז (סוכר החלב) וסוכרים נוספים לחומצה לקטית  המכונה גם "חומצת חלב" כי חיידקים המצויים בחלב הופכים את סוכר החלב, לקטוז, לחומצה לקטית בתהליך תסיסה.

[3] אנצ' הבריטניקה החדשה לנוער, ערך "לחם ואפיה",  כתר הוצאה לאור בע"מ.

[4] להרחבה ראה בהמכלול - האנצ' היהודית בערך "גלוטן".

[5] להרחבה ראה בהמכלול - האנצ' היהודית בערכים "שמרים", "אווירני" ו-"אל-אווירני".

[6] “Fun Food Facts”, by Mike Bellino, AuthorHouse, 2008,  pages 34-35.

[7] “Advances in Food and Nutrition Research”, volume 49, by Steve Taylor, Academic Press, 2005 ,pages 138-142

[8] ניתן לומר מבחינה לשונית, שחָמֵץ – על שום הטעם החמוץ של הבצק שהחמיץ בשל החומציות (או החומצות), הנוצרת ע"י חיידקי הלקטובצילוס המשחררים חומצת חלב. הצדוקים טענו שאיסור חמץ הוא על כל טעם חמוץ ואפילו אינו ממיני דגן. חומרתם זו אינה אלא כפירה במסורת היהודית, שחמץ יכול להיות רק בחמשת מיני דגן.

בנוסף, השורש חמ"ץ מופיע בתנ"ך בהקשרים של גזל ועושק, בדומה לשורש הקרוב חמ"ס. משורר תהילים מתפלל: "אֱ-לֹהַי, פַּלְּטֵנִי מִיַּד רָשָׁע, מִכַּף מְעַוֵּל וְחוֹמֵץ" (עא, ד). החוֹמֵץ (במלרע) הוא החומס, עושה העוול.  הרמב"ן בפירושו לציווי להביא את קרבן שתי הלחם דווקא מן החמץ, אף מקשר בין החמץ שפירושו חמס וגזל לבין הטעם החמוץ: "חמץ תאפינה – ציווה הכתוב שתהיינה חמץ, לפי שהם תודה לשם כי חוקות קציר שמר לנו, וקרבן התודה יבוא על לחם חמץ. ואולי אסור החמץ מפני שירמוז אל מדת דין, כי נקרא "חמץ" כאשר ייקרא היין אשר יקהה 'חומץ יין וחומץ שכר', והלשון נגזר מלשון 'מעוול וחומץ', כי נגזל מהם טעמם ולא יאכלו" (ויקרא כג, יז).

הרד"ק (ספר השורשים ערך "חמץ") כותב: "... וחומץ יין וחמץ ענין אחד הוא, כי הבצק כשהוא חמוץ יותר מדי טעמו טעם חומץ".

[9] להרחבה ראה בפורטל הדף היומי, מאמרו של ד"ר משה רענן, "שבעת ימים שאור לא ימצא בבתיכם – שמרים", פסחים (ד, ב – ה, ב).

[10] ראה מאמרו של ד"ר מונק תחומין א, עמ' 79, על ההבדל בין חימוץ לסרחון.

[11] ראה בפורטל  היומי במאמרו של ד"ר משה רענן,  "ומי פירות אין מחמיצין – שמר האפייה" (מנחות נז, א), שמנסה לחלק בין יין שמן ודבש ומי פירות שריכוז הסוכרים בהם מעל 35%, שאכן מעכבים את תהליך ההחמצה מסיבות שונות [שמן- בגלל אופיו הכימי השונה ממים,  ולכן השמן אינו מספק את דרגת החומציות המיטבית לתסיסה הכוהלית ולהתרבות תאי השמרים, יין – בגלל ריכוז הכוהל שבו מעל % 12.5  שאינו מאפשר פעילות השמרים, ודבש- ריכוז הסוכרים בו מעל 35% שאינו מאפשר פעילות השמרים], לבין מי פירות שריכוז הסוכר שבהם איננו עולה על רמה של 35%, כדוגמת מיצים מתוקים הנסחטים מפירות, הגורמים להחמצה מהירה אף יותר ממים.

[12] יש לציין קמח ומים יכולים להחמיץ גם ללא שמרים במידה ויווצרו תנאים אנארובים בתוך העיסה. סביר שיגיעו חיידקים מחמיצים מהאוויר, ויפרקו את העמילן. ראה מה שכתב ד"ר רוני לב, מכללת לוינסקי לחינוך, באתר "בשער ברשת – מערכת שאלות למומחים מהאקדמיה".

© כל הזכויות שמורות למחבר