من طرف (**ساحر العهد **) الأحد أبريل 04, 2010 1:59 amالمقدمة :
الـــــ خ ـــــل
الخل غذاء ودواء قديم قال عنه ابن القيم: (والخل ينفع من المعدة الملتهبة ويقمع الصفراء ويدفع ضرر الأدوية القتالة ويحلل اللبن والدم وينفع الطحال ويدبغ المعدة ويعقل البطن ويقطع العطش ويعين الهضم ويلطف الأغذية الغليظة ويرق الدم.. وإذا تمضمض به مسخناً نفع من وجع الأسنان وقوى اللثة).
والخل سائل مائع ذو طعم نافذ ينتج عن تحويل الغول إلى حامض الخل بتأثير خميرة (ميكوديرما أسييتي)، ويمكن أن يصنع من عصير العنب والبرتقال والشمندر والبطيخ وقصب السكر والتفاح والتوت والعسل كما تمكن العلماء من صنعه كيميائياً.
ويتركب الخل من الماء وحامض الخل (5%) ومن مواد صلبة وطيارة وعضوية، ومواد أخرى تعطيه الطعم والرائحة والخل يظهر نكهة بعض الأغذية ويجعلها اشد قبولاً ومذاقاً ويساعد على هضمها لذا فهو يضاف إلى كثير من الأطعمة كاللحم والسلطات حيث يثير الشهية ويفتح القابلية إلا أن الإفراط في تناوله يهيج المعدة ويسبب فيها آلاماً وعسر هضم ومغض وقد يؤدي إلى قرح أحياناً.
تعد صناعة الخل قديمة جدا أ كثر من 500 سنة قبل الميلاد وقد تم اكتشافها مصادفةعندما لوحظ تشكل طعم حامضي ورائحة نافذة عند تعرض النبيذ أوالبيرة للهواء نتج عنه تحول البيرة والنبيذ إلى حمض الخل بواسطة بكتيرياحمض الخل
وعليه فإنه يمكن تعريف الخل على أنها المادة الناتجة من عملية التخمرالثنائي للمواد الأولية المناسبة المحتوية على النشاء أوالسكر أوكليهما ,حيث يتم في المرحلة الأولى من التخمر إنتاج الكحول بواسطة الخميرة والت يغالبا ما
تتبعالجنسSaccharomyces والتي تعمل على تحويل السكريات إلى كحول ,بينما يتم في المرحلة الثانية من التخمر أكسدة الكحول بواسطة بكتيريا حمض الخل وذلك تحت الظروف الهوائية إلى حمض الخل والذي تتراوح نسبته في الخل عادة بين 5-8%
ويستخدم الخل بشكل واسع في مجال الصناعات الغذائية لإكساب بعض المنتجات مذاق خاص مرغوب فيه , كمايمكن استخدامه في عملية التصنيع الغذائي كأحد مكونات صناعة الكاتشب , هذا وبالإضافةإلى استخداماته في الكثير من الأغراض الطبية .
أنواع الخل:
يتم تقسيم الخل المنتج إلى عدة أقسام وذلكتبعا للمادة الأولية المستخدمة في التصنيع :
1-خل الفاكهة : وهو الخل الناتج من استخدام عصائر الفاكهة مثل عصير العنبوالبرتقال والفراولة ....الخ .
2-الخل الناتج من استخدام مواد نشوية :مثل البطاطا أو الخضر النشوية بشكل عام وفي هذه الحالة يجبحلمأة النشويات إلى سكريات قابلة للتخمر .
3- خل المولت :وهوالخل الناتج من استخدام منقوع الشعير المستنبت أو القمح أو الذرة أو غيرها .
4-الخل الناتجمن المحاليل السكرية : مثل المولاس وعسلالنحل .
5- الخل المقطر :وهو الخل الناتج من استخدام الكحول المتحصل عليه من المخلفات الكحولية (صناعة البيرة) أو من صناعة الخميرة .
وبشكل عام يمكن إنتاج الخل من أي مادة تحتوي على كميات كافية من السكريات القابلة للتخمر أو الكحول بشرط عدم وجود مايمنع استخدامها في الغذاء .
بكتريا حمض الخل Acetobacter :
هي بكتريا عصوية سالبة الغرام توجد غالبا على شكل خلية واحدةأو ضم نأزواج , وهي هوائية إجباريا لذلك تشكل أغشية على أسطح خزانات التخمر. وهي غير قادرة على تكوين أبواغ مما يمكننا من القضاء عليها بالبسترة , وتمتاز هذه البكتريا بتحملها للحموضة العالية ولكن بنسبة أقل من بكتريا حمض اللبن (حمض اللاكتيك ) . وتتراوح درجةالحرارة المثلى لنموها ولإنتاج كمية جيدة من الحمض بين 26-31م .
أهم الصفات الواجب توافرها في بكتريا حمض الخل :
1-أن تكون قادرة على إنتاج حمض الخل بالكمية والسرعة المناسبين دون أكسدة الحمض الناتج .
2- أن تتحمل تراكيز عالية نسبيا من الكحول .
3- أن لا تكون مواد لزجة منعا لانسداد فتحات جهاز التخمير .
ومن الجدير ذكره هناأن بعض السلالات من بكتريا حمض الخل تتميز بمقدرتها على أكسدة حمض الخل الناتج إلى ثاني أكسيد الكربون وماء, أي أنها قادرة على إحداث الأكسدة الكاملة , ومن أهم هذه الأنواع ذات القدرة على إحداث الأكسدة الكامل
A.aceti
A.xylinum
A.lancens
وبالتالي فإن هذهالأنواع سابقة الذكر غير مرغوبة في صناعة الخل حيث أن زيادة عددها في الخل بالنسبة للأنواع الأخرى يؤدي إلى أكسدة الخل الناتج وتكون أغشية من السيليلوز النقي والتي تظهر كرواسب أو أغشية لحمية
مراحل إنتاج الخل:
يعتمد إنتاج الخل علىحدوث نوعين من التفاعلات , الأول هو تفاعل التخمر والذي يعتمد على الخمائر , أماالثاني فهو تفاعل الأكسدة والذي يعتمد على بكتريا حمض الخل .
وبالتالي يمكن تقسيم عملية إنتاج الخل إلى مرحلتين أساسيتين هما
1- المرحلة الاولى: يتم في هذه المرحلة تحويل السكر إلى كحول وذلك عن طريق لتخمر الذي تحدثه الخميرة من جنس Saccharomycesوذلك تحت الظروف اللاهوائية ويتوقف اختيار النوع التابع للجنس السابق على نوع المادة الأولية المستخدمة في العملية التصنيعية , فعلى سبيل المثال يمكن استخدام النوع S.cervisiae عنداستخدام الحبوب كمادة أولية , كما يمكن استخدام النوع S.moli عند استخدام عصير التفاح .
وعلى أية حال فإن هذه الأنواع السابقة تمتاز بكفاءتها العالية في تحويل السكر إلى كحول كما أنها سهلةالترسيب بعد إتمام عملية التخمير مما يسهل عملية فصلها
واستنادا إلى سرعة التخمر يمكن تقسيم المرحلة السابقة إلى خطوتين أساسيتين :
الخطوةالأولى :وتكون سريعة جدا وتستغرق من 3-6أيام حيث يتم خلالها تحويل معظم المادة السكرية إلى كحول وثاني أكسيد الكربون , وتمتاز بأن الظروف المرافقة لعملية التحول آنفة الذكر لا تساعد على حدوث تلوث بكائنات حية دقيقة غير مرغوبة .
الخطوة الثانية :تمتاز ببطئها مقارنة بالخطوة الأولى حيث تستغرق مدة زمنية تتراوح من 2-3 أسابيع مما يزيد من خطورة حدوث تلوث ببعض الكائنات الحية الدقيقة مثل بكتريا حمض اللبن الأمر الذي يؤدي إلى تباطؤ عملية التخمر , وبالتالي يجب اتخاذ التدابير الضرورية لمنع حدوث التلوث مثل تهوية المحلول وتقويةالخميرة وزيادة درجة الحرارة وخاصة في الأشهر الباردة .
2- المرحلة الثانية: تمتاز هذه المرحلة بأنها تتم تحت الظروف الهوائية ويتم فيها أكسدة الكحول الناتج من العملية السابقة إلى حمض خل بواسطة بكتريا حمض الخل , وكما ذكرنا سابقا يجب اختيار الأنواع التي تمتاز بمقدرتها على أكسدة الكحول إلى حمض الخل فقط واستبعاد الأنواع التي تمتاز بمقدرتها على إحداث الأكسدة الكاملة حيث أنوجودها يؤدي إلى نقص كمية الخل المفترض الحصول عليها من الناحية النظرية .
أهم العمليات التي تتم على المواد الأولية المستخدمة في التصنيع:
كما ذكرنا سابقا فإن إنتاج الخل يتطلب استخدام مواد أولية تشكل ركيزة أساسية للنشاط الميكروبي وبالتالي تحتاج هذه المواد الأولية لإجراء بعض المعاملات عليها كي تصبح صالحة لنمو ونشاط الأحياء الدقيقة , وتختلف هذه المعاملات حسب المادة الأولية المستخدمة والتي يمكن إيجازها ضمن النقاط التالية :
1- الفواكه العصيريه: يتم هرسها والضغط عليها للحصول على العصير والذي يت متصفيته للتخلص من الشوائب العالقة به , وقد يحتوي العصير على كمية من الزيت نتيجةلاستخدام الضغط للحصول عليه كما هو الحال بالنسبة لعصير البرتقال مما يحتم التخلص من كمية الزيت الموجودة بواسطة الطرد المركزي
2- الفواكه الجافه: تحتوي هذه الفواكه على حوالي 50-70% سكر وبالتالي يتم خفض تركيز السكر فيها إلى 15% عن طريق إضافة الماء , كما يتم إضافة كمية من بادئ الخميرة ويترك المحلول للتخمر قبل استخدامه في عملية التصنيع .
3-الفواكه اللحميه: يتم هرسها وإضافة كمية من الأنزيمات المحللة للبكتين خلالعملية الهرس ثم يترك الخليط لعدة أيام مما يسمح بتخمر كحولي ذاتي الأمر الذي يساعدعلى إتمام عملية الأكسدة وزيادة كمية الخل الناتج .
4- النشويات : يتم حلمأتها مائيا بواسطة أنزيم الدياستيز أو بالأحماض المعدنية والهدف من ذلك تحويل المواد النشوية إلى سكاكر قابلة للتخمر .
5- المولاس وعسل النحل :يتم استخدامهما بعد إجراء عملية تخفيف لهما بواسطة الماء وذلك من أجل الوصول إلى تركيز مواد سكرية بحدود 15%
طرق تصنيع الخل manufacture
يتم تقسيم الطرق المتبعة لتصنيع الخل إلى طرق بطيئة وأخرى سريعة والتي سوف نأتي على شرح كل منها في الفقرات التالية .
أولا: الطرق البطيئة Slowmethods
قبل البدء بشرح هذه الطرق يجب أولا التعرف على الملامح العامة لهذه الطرق والتي تتلخص في النقاط التالية :
1-السائل الكحولي لا يتحرك أثناء تحوله إلى خل
2- يتم في هذه الطرق استخدام عصائر الفواكه المتخمرة أو محاليل المولت لإنتاج الخل
3- لا يتم في هذه الطرق إضافة مواد مغذية للبكتريا حيث أن عصير الفواكه أو مستخلص المولت المستخدمة قادرة على إمداد البكتريا بما تحتاجه من مواد غذائية .
هذا وتتضمن الطرق البطيئة مايلي :
1- طريقة Let-alone تعتمد هذه الطريقة على إحداث عملية التخمر والأكسدة ذاتيا وذلك بالاعتماد على الخميرة وبكتريا حمض الخل الموجودة بشكل طبيعي في عصير الفواكه , حيث تترك البراميل الحاوية على العصير مملوءة جزئيا مع ترك السدادة مفتوحة حتى يتحول العصير إلى خل ويتكون على السطح غشاء أم الخل mother of vinegar الناتج عن بكتريا حمض الخل .
وفي المقابل نلاحظ أن هذه الطريقة غير اقتصادية حيث أن الخل الناتج يكون قليل بالنسبة لكمية الكحول المنتجة بواسطة الخميرة ويمكن إرجاء هذا الأمر إلى السببين التاليين:
أ- غياب الأنواع النشطة من بكتريا حمض الخل والتي تمتاز بمقدرتها على الإنتاج العالي لأن هذه الطريقة تعتمد على التواجد الطبيعي لبكتريا حمض الخل وليس على السلالات المنتخبة .
ب- أكسدة حمض الخل الناتج بواسطة بكتريا حمض الخل أو بسبب نمو بعض أنواع من الخمائر و الفطريات على السطح والتي تؤدي إلى انخفاض كمية حمض الخل الناتج
2- طريقة Oreleans أو الطريقة الفرنسية : تمتاز هذه الطريقة باعتبارها طريقة مستمرة على الرغم من إجرائها ضمن براميل وتتلخص هذه الطريقة باستخدام السائل الكحولي الناتج من عملية التخمر الكحولي والذي يوضع داخل براميل خشبية سعتها 200 لتر تملأ إلى ثلاثة أرباعها ويتم وضع هذه البراميل بشكل أفقي بغرض زيادة السطح المعرض ثم يضاف للسائل الكحولي كمية من الخل الطازج والذي يعتبر كبادئ بحيث تصبح نسبته 3% كحول إلى 3% حمض خل كما أن هذا الخل يساعد على تواجد الحموضة المطلوبة والتي تمنع نمو الأحياء الدقيقة غير المرغوبة , ثم يترك المحلول ليتخمر لمدة خمسة أسابيع , وقبل أن تقوم البكتريا بأكسدة كامل السائل الكحولي يسحب منه أسبوعيا نحو 10-14 لتر من فتحة متوضعه في أسفل البرميل ويوضع عوضا عنها سائل كحولي جديد وهكذا .
ويجب مراعاة عدم تخريب غشاء أم الخل المتوضع على سطح السائل عند إضافة السائل الكحولي الجديد لذلك يتم إضافة الكمية الجديدة من السائل الكحولي بواسطة قمع في أعلى البرميل بحيث يصل امتداد أنبوبة القمع إلى ماتحت سطح الغشاء ,كما تم تزويد البراميل بفتحات مغطاة بسلك معدني لمنع دخول الحشرات ولتسهيل تبادل الهواء اللازم لعملية الأكسدة .
وبشكل عام تمتاز هذه الطريقة بإنتاج خل جيد النكهة حيث يجري تعتيق الخل أثناء إنتاجه أيضا .
3- الطريقة الفرنسية المعدلةPasteur of modified franchprocess : تم ابتكار هذه الطريقة من أجل التغلب على أهم مشاكل الخل بالطريقة السابقة والتي تتمثل في حدوث انخفاض في نشاط بكتريا أم الخل عند كل إضافة للمحلول الكحولي الجديد وذلك عن طريق عمل إطار داخلي من سدابات خشبية ( قاع كاذب ) يعمل كحامل لغشاء أم الخل , كما يمكن التغلب على هذه المشكلة بإضافة المحلول الكحولي الجديد بواسطة قمع يصل امتداده لأسفل غشاء أم الخل كما سبق ذكر ذلك ,ثم تتم عملية إنتاج الخل بشكل مماثل للطريقة السابقة .
ثانيا : الطرق السريعة Quick methods
تعتمد هذه الطرق على مبدأ أن زيادة السطح المعرض للهواء تؤدي إلى زيادة كمية الخل الناتجة , وبالتالي يمكن تلخيص الملامح العامة لهذه الطرق في النقاط التالية :
السائل الكحولي المستخدم في إنتاج الخل دائم الحركة-1
2- يتم في هذه الطرق استخدام المحاليل الكحولية لإنتاج الخل
3- عند استخدام الطرق السريعة لا بد من إضافة مواد مغذية للبكتريا مثل اليوريا والنشاء و الأسباراجين و الغلوكوز...
هذا وتتضمن الطرق السريعة مايلي
1- الطريقة الألمانية أو طريقة شويتزنباخSchutzenbach : تعتبر من أقدم الطرق السريعة و تعتمد هذه الطريقة على استخدام المولدات وهي عبارة عن خزانات خشبية ذات أحجام مختلفة تتوضع بشكل عمودي , وقد تم تقسيم هذه الخزانات من الداخل إلى ثلاثة أقسام , القسم العلوي لدخول المحلول الكحولي على شكل رذاذ بواسطة موزع أو رشاش متوضع داخل القسم العلوي , والقسم الأوسط والذي يعتبر أكبر هذه الأقسام فيملأ عادة بنشارة الخشب أو قوالح الذرة أو البلاستيك أو أي مادة تعطي مساحة مسطح كبير لحمل بكتريا حمض الخل على أسطحها وفي نفس الوقت لا تنقل مواد غير مرغوبة للخل الناتج حيث تساعد هذه الرقائق على زيادة السطح المعرض والذي يغطى بأم الخل وبالتالي فعند مرور رذاذ السائل الكحولي من الجزء العلوي فوق طبقات الرقائق المتراصة في القسم الثاني وفي وجود الهواء تتم عملية الأكسدة بواسطة بكتريا حمض الخل , ويوجد في نهاية القسم الثاني قاع كاذب يسمح بمرور الخل إلى القسم الثالث والذي يعتبر أصغر الأقسام حيث يتجمع فيه الخل الناتج والذي يعاد دورانه إلى أعلى وبذلك يزداد تركيز حمض الخل بعد كل دورة في الصهريج , أما الهواء فيتم دخوله من خلال فتحات موجودة في القاع الكاذب ونتيجة ارتفاع الحرارة بسبب الأكسدة الحاصلة يتصاعد الهواء ومن ثم يستمر في الحركة , وبشكل عام يجب مراعاة عدم ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير .
تبلغ فترة التخمر هذه نحو أسبوع , ويتراوح قطر الخزانات من 0,8- 2 متر وارتفاعها من 1.5- 8 أمتار والبكتريا المستخدمة هنا هي بكتريا الطريقة السريعة أو A. schutzenbachii .
2- طريقة ماكين Mackinmethod : يتم في هذه الطريقة تجهيز محلول كحولي مخفف ومدعم بالمواد الغذائية اللازمة لنمو بكتريا حمض الخل حيث يضخ على هيئة رذاذ بواسطة عمود رشاش قرب قمة حيز يسمح بسقوط الرذاذ على هيئة ضباب حيث يقابله الهواء ثم يمر إلى الجزء الثاني من الصهريج حيث تتم أكسدته ثم ينتقل إلى الجزء الثالث حيث يبرد ويعاد دفعه تحت ضغط مرة أخرى حتى يتم تحويله بشكل كامل إلى خل .
3- طريقة المولدات المغمورة Dipping generators : يتألف الجهاز المستخدم في هذه الطريقة من صهريج بداخله قفص معبأ برقائق الخشب والتي تعمل كحامل لأم الخل , وهذا القفص مصمم بشكل يسمح له بالحركة نحو الأعلى والأسفل , فعند غمره في الصهريج الممتلئ بالكحول ثم عند رفعه إلى أعلى سطح السائل يتخلله الهواء فتحصل عملية الأكسدة وهكذا حتى يتحول كامل الكحول إلى خل .
4-طريقة مولدات فرنغس : تعتبر طريقة فرنغس طريقة محسنة للطريق الألمانية حيث يتم في هذه الطريقة استخدام المولدات نفسها ولكن بعد تزويدها بمضخات لضغط الهواء ومنظم لقياس سرعة التهوية وأنابيب للتبريد باعتبار أن عملية الأكسدة تعطي كميات كبيرة من الحرارة وبالتالي يجب السيطرة عليها وإبقائها في حدود 39مْ وإلا أثرت على نشاط بكتريا حمض الخل , كما تم تزويد هذه المولدات بمضخات لضخ الخل الناتج وغير كامل الأكسدة .
يحتوي المصنع عادة على عدة مولدات تعمل بصورة متتالية حيث يمر السائل الكحولي خلال المولد فيتأكسد جزئيا وينتج كمية من الحمض , أما الكمية المتبقية من الكحول فيتم أكسدتها في المولد التالي وهكذا حتى يتم أكسدة كامل كمية الكحول .
وتمتاز هذه الطريقة بإنتاج الخل بصورة أسرع مقارنة مع الطريقة الألمانية حيث يبلغ ناتج المتر المكعب من الجهاز نحو 8-12 كيلو يوميا .
5- الطريقة العميقة : تعتمد هذه الطريقة على عمل تهوية شديدة للسائل الكحولي أثناء أكسدته , ويتم في هذه الطريقة استخدام جهاز عبارة عن خزان كبير لا يحتوي على نشارة الخشب ومجهز بأجهزة لضغط الهواء وتوزيعه عن طريق ثقوب في أنابيب التهوية التي تتوضع بشكل حلزوني بالإضافة إلى أنابيب أخرى لتنظيم درجة حرارة السائل الكحولي الذي يتراوح تركيزه بين 8 – 12% كحولا ً والذي يتم تلقيحه ببادئ من بكتريا حمض الخل النقية , ويتم التخمر على درجات حرارة تتراوح بين 24 – 29مْ وتنمو البكتريا في معلق السائل المتخمر نفسه المحتوي على فقاعات هوائية ناتجة عن دفع الهواء داخله .
وتحتوي المصانع عادة على عدة خزانات وتمتاز هذه الطريقة بسرعة الإنتاج حيث ينتج المتر المكعب من الجهاز نحو 23 كيلو من الخل يوميا .
أهم العمليات التي تتم على الخل المنتج بالطرق السريعة
1- يمتاز الخل المنتج بواسطة الطرق السريعة باحتوائه على 10% حمض الخل لذا يجري عليه عملية تخفيف حتى تركيز 4-6% ليصبح صالح للاستهلاك , ويعود السبب في إنتاج الخل بهذا التركيز المرتفع هو للحد من مخاطر تلوث الخل بأحياء دقيقة غير مرغوبة وبخاصة بعض أنواع الخمائر والبكتريا الضارة والتي يمكن أن تنمو على تراكيز 5-6% حمض خل .
يجب إجراء عملية تعتيق للخل المنتج بالطرق السريعة من أجل أن تتكون مواد النكهة المرغوبة , لذا لابد من تخزين الخل المنتج لمدة زمنية تتراوح بين عدة أسابيع إلى عدة شهور وذلك ضمن براميل مملوءة تماما تلافيا لوجود الهواء
ترويق وترشيح الخل
من الأمور الهامة والواجب توافرها في الخل الجيد أن يكون رائقا وشفافا مما يحتم إجراء عملية ترويق وترشيح للخل من أجل إزالة المواد العالقة , ويتم ذلك باستخدام إحدى المواد التالية :
1- غراء السمك Isinglas fish glue : يتم إذابته في ماء محمض بحامض نتريك بكمية مكافئة لوزن الغراء , ثم يضاف إلى الخل مع الرج ثم يغلق البرميل لمدة 7-10 أيام وبعد ذلك يسحب الخل الرائق .
2- الكازين Caseinيتم استخدامه على صورةكازين ذائب في الماءأوعلى صورةكازينات صوديوم , ويتم إضافته إلى الخل مع الرج ثم يترك لمدةأسبوع لترسيب الموادالعالقة ثم يسحب الخل الرائق .
3- الجيلاتين والتانين Gelatin andTannin : يتم استخدامهما عن طريق إذابة التانين أولا في الخل ويخلط مباشرة معه أما الجيلاتين فيتم إذابته في ماء ساخن قبل استخدامه , حيث تستخدم كميات متساوية من التانين و الجيلاتين وتخلط مع الخل وتترك للترسيب لمدة 5-7 أيام ثم يسحب الخل الرائق .
4- تراب البنتونت High grade bentoniteclay : يتم استخدامه عن طريق نقعه لمدة أيام في الماء أو الخل ثم يرج هذا المحلول من أجل الحصول على محلول يحتوي 5% من الطين , ثم يضاف 1.5 جالون من المحلول السابق لكل 100 جالون من الخل ثم يترك المحلول فترة زمنية تتراوح من 1-2 أسبوع لترسيب المواد العالقة ثم يسحب الخل الرائق .
كما يمكن ترشيح الخل باستخدام جهاز الترشيح ذو ألواح الأسبستوس تحت الضغط , حيث يمر الخل خلال مرشحات الأسبستوس والتي تعمل على حجز المواد العالقة في الخل .
وفي المقابل نلاحظ أنه بعد إتمام عملية الترشيح يمكن أن يحتوي الخل على عكارة ناتجة عن نمو بكتريا حمض الخل ويمكن التغلب على هذه المشكلة ببسترة الخل المرشح على درجة حرارة 140فْ لمدة 3-5 ثواني .
عيوب الخل وأمراضه : Defects&Spoilage
1- المعادن : يؤدي وجود آثار من الحديد في الخل الناتج بسبب تأثير الآلات المستخدمة إلى حدوث دكانه في لون الخل نتيجة أكسدة أيون الحديدوز إلى أيون الحديديك حيث يتفاعل الأخير مع التانينات أو الفوسفات أو البروتينات مكونا راسب يؤدي إلى حدوث تعكير في الخل مع تغير لون الخل إلى اللون الغامق , لذا يفضل استخدام الأجهزة الخشبية أو الأجهزة المصنوعة من المعدن الغير قابل للصدأ , كما يمكن أن تتشكل العكارة في الخل نتيجة لوجود أملاح القصدير والنحاس .
2- ذبابة الدروسوفيلا Drosophila : وهي حشرة صغيرة تنمو في الخل وتتغذى على البكتريا , كما أنها غير مرغوبة من الناحية النفسية للمستهلك وتسبب مضايقات للعمال عند كثرتها , ويمكن التخلص منها عن طريق الالتزام بالشروط الصحية للمصانع .
3- سوس الخل : يمكن أن يتواجد في الخل عن طريق فتحات التهوية في البراميل , وتساعد الحرارة الدافئة والرطوبة على نشاط السوس والذي يؤثر على جودة الخل الناتج .
4- دودة الخل : وهي من ديدان النيماتودا Anguillula aceti: لونها أبيض ويمكن مشاهدتها بالعين المجردة بصعوبة , وتمتاز أنها تتكاثر بسرعة في المحلول حيث تعطي الدودة الواحدة خلال أسبوع نحو 50 دودة والتي تصل إلى نموها الكامل بعد شهر حيث تهاجم غشاء أم الخل , ونلاحظ تواجدها في حالة الإنتاج بالطرق البطيئة مما يؤدي إلى إنتاج خل رديء النوعية , ويمكن تلافيها عن طريق منع التهوية في آواني التعبئة نظرا لحاجتها للهواء , كما يمكن القضاء عليها بواسطة البسترة على درجة حرارة 130فْ وإزالتها بعد ذلك بواسطة الترشيح .
5- وجود أجناسLactobacillus &Leuconostoc : حيث أن تواجدهما في عصير العنب أو مستخلص المولت أو السيدر المستخدمة لإنتاج الخل يؤدي إلى إعاقة التخمر الكحولي ونمو الخميرة , كما أنها تنتج مواد ذات رائحة كريهة وذلك تحت الظروف اللاهوائية , ويمكن التغلب على هذه الظاهرة بإضافة ثاني أكسد الكبريت للعصير قبل إجراء عملية التخمر الكحولي . ولكن يجب التنويه هنا أن هذه الإضافة تعيق نمو بكتريا حمض الخل لذا يجب التخلص منها قبل إجراء التخمر الخلي .
ومن الجدير ذكره في هذا المجال أن أحد عيوب الخل يكمن في بكتريا حمض الخل نفسها حيث أن بعض الأنواع تقوم بأكسدة الحمض الناتج ( الأكسدة الكاملة ) كما سبق وأن ذكرنا ذلك , كما أن بعض الأنواع تكون مواد مخاطية لزجة تعمل على Gluconobacter oxydansانسداد فتحات جهاز التخمير مثل .
توصيات عامة :
1- من المعروف أن صناعة الخل تبدأ بإتمام عملية التخمر الكحولي بهدف تحويل السكريات إلى كحول , وعادة مايستخدم المحلول السكري بتركيز 10-18% ويفضل أن يكون 12% لأن زيادة التركيز عن ذلك يؤدي إلى تثبيط نمو الخميرة الأمر الذي يؤدي إلى بقاء كمية من السكر دون تخمر , أما انخفاض التركيز فيؤدي إلى انخفاض اقتصادية عملية التصنيع
2- ضرورة ضبط درجة الحرارة باستمرار أثناء عملية التخمر حيث وجد أن تخمير 1جرام من السكر يؤدي إلى انطلاق كمية من الحرارة تقدر بنحو 120 كالوري مما يؤدي إلى تثبيط نشاط الخميرة وزيادة نشاط بكتريا حمض اللبن , ويمكن السيطرة على ارتفاع الحرارة باستخدام أجهزة التبريد أو عن طريق رش الماء على السطح الخارجي للصهريج
3- يؤدي إضافة ثاني أكسد الكبريت أو أحد أملاحه إلى العصير قبل عملية التخمر إلى إتمام عملية التخمر بصورة جيده مع زيادة كمية الكحول والتي بلغت 1% , كما تساعد هذه المعاملة على إيقاف نمو الفطريات وبكتريا حمض اللبن وبكتريا حمض الخل والخمائر المتوحشة , كما ساعدت على تسريع نمو ونشاط الخمائر المرغوبة , وتبلغ الكمية المضافة من ثاني أكسيد الكبريت أو أحد أملاحه 125P.P.m
4- ضرورة فصل الخميرة المترسبة في قاع خزانات التخمر بعد إتمام عملية التخمر بقدر الإمكان لأن هذا الراسب يتعرض للتحلل مؤديا إلى إنتاج رائحة غير مرغوبة كما يشجع على نمو بكتريا حمض اللبن
5- يجب إجراء عملية الأكسدة الخلية مباشرة بعد إتمام عملية التخمر وعدم اللجوء إلى تخزين العصير المتخمر في الصهاريج لأن ذلك قد يعرضه للهواء مما يشجع نمو الميكودرما Wine flowers الأمر الذي يؤدي إلى حدوث انخفاض في كمية الكحول المنتجة .
مراعاة أن يكون تركيز الكحول من 10-12% عند بدء عملية الأكسدة الخلية لأن الزيادة عن هذا المستوى يؤدي إلى عدم أكسدة الكحول بشكل كامل حيث تبقى كمية من الكحول دون أكسدة , أما انخفاض نسبة الكحول فيؤدي إلى أكسدة الكحول أكسدة كاملة إلى Co2 و ماء الأمر الذي يؤثر على اقتصادية عملية التصنيع
الـــــ خ ـــــل
الخل غذاء ودواء قديم قال عنه ابن القيم: (والخل ينفع من المعدة الملتهبة ويقمع الصفراء ويدفع ضرر الأدوية القتالة ويحلل اللبن والدم وينفع الطحال ويدبغ المعدة ويعقل البطن ويقطع العطش ويعين الهضم ويلطف الأغذية الغليظة ويرق الدم.. وإذا تمضمض به مسخناً نفع من وجع الأسنان وقوى اللثة).
والخل سائل مائع ذو طعم نافذ ينتج عن تحويل الغول إلى حامض الخل بتأثير خميرة (ميكوديرما أسييتي)، ويمكن أن يصنع من عصير العنب والبرتقال والشمندر والبطيخ وقصب السكر والتفاح والتوت والعسل كما تمكن العلماء من صنعه كيميائياً.
ويتركب الخل من الماء وحامض الخل (5%) ومن مواد صلبة وطيارة وعضوية، ومواد أخرى تعطيه الطعم والرائحة والخل يظهر نكهة بعض الأغذية ويجعلها اشد قبولاً ومذاقاً ويساعد على هضمها لذا فهو يضاف إلى كثير من الأطعمة كاللحم والسلطات حيث يثير الشهية ويفتح القابلية إلا أن الإفراط في تناوله يهيج المعدة ويسبب فيها آلاماً وعسر هضم ومغض وقد يؤدي إلى قرح أحياناً.
تعد صناعة الخل قديمة جدا أ كثر من 500 سنة قبل الميلاد وقد تم اكتشافها مصادفةعندما لوحظ تشكل طعم حامضي ورائحة نافذة عند تعرض النبيذ أوالبيرة للهواء نتج عنه تحول البيرة والنبيذ إلى حمض الخل بواسطة بكتيرياحمض الخل
وعليه فإنه يمكن تعريف الخل على أنها المادة الناتجة من عملية التخمرالثنائي للمواد الأولية المناسبة المحتوية على النشاء أوالسكر أوكليهما ,حيث يتم في المرحلة الأولى من التخمر إنتاج الكحول بواسطة الخميرة والت يغالبا ما
تتبعالجنسSaccharomyces والتي تعمل على تحويل السكريات إلى كحول ,بينما يتم في المرحلة الثانية من التخمر أكسدة الكحول بواسطة بكتيريا حمض الخل وذلك تحت الظروف الهوائية إلى حمض الخل والذي تتراوح نسبته في الخل عادة بين 5-8%
ويستخدم الخل بشكل واسع في مجال الصناعات الغذائية لإكساب بعض المنتجات مذاق خاص مرغوب فيه , كمايمكن استخدامه في عملية التصنيع الغذائي كأحد مكونات صناعة الكاتشب , هذا وبالإضافةإلى استخداماته في الكثير من الأغراض الطبية .
أنواع الخل:
يتم تقسيم الخل المنتج إلى عدة أقسام وذلكتبعا للمادة الأولية المستخدمة في التصنيع :
1-خل الفاكهة : وهو الخل الناتج من استخدام عصائر الفاكهة مثل عصير العنبوالبرتقال والفراولة ....الخ .
2-الخل الناتج من استخدام مواد نشوية :مثل البطاطا أو الخضر النشوية بشكل عام وفي هذه الحالة يجبحلمأة النشويات إلى سكريات قابلة للتخمر .
3- خل المولت :وهوالخل الناتج من استخدام منقوع الشعير المستنبت أو القمح أو الذرة أو غيرها .
4-الخل الناتجمن المحاليل السكرية : مثل المولاس وعسلالنحل .
5- الخل المقطر :وهو الخل الناتج من استخدام الكحول المتحصل عليه من المخلفات الكحولية (صناعة البيرة) أو من صناعة الخميرة .
وبشكل عام يمكن إنتاج الخل من أي مادة تحتوي على كميات كافية من السكريات القابلة للتخمر أو الكحول بشرط عدم وجود مايمنع استخدامها في الغذاء .
بكتريا حمض الخل Acetobacter :
هي بكتريا عصوية سالبة الغرام توجد غالبا على شكل خلية واحدةأو ضم نأزواج , وهي هوائية إجباريا لذلك تشكل أغشية على أسطح خزانات التخمر. وهي غير قادرة على تكوين أبواغ مما يمكننا من القضاء عليها بالبسترة , وتمتاز هذه البكتريا بتحملها للحموضة العالية ولكن بنسبة أقل من بكتريا حمض اللبن (حمض اللاكتيك ) . وتتراوح درجةالحرارة المثلى لنموها ولإنتاج كمية جيدة من الحمض بين 26-31م .
أهم الصفات الواجب توافرها في بكتريا حمض الخل :
1-أن تكون قادرة على إنتاج حمض الخل بالكمية والسرعة المناسبين دون أكسدة الحمض الناتج .
2- أن تتحمل تراكيز عالية نسبيا من الكحول .
3- أن لا تكون مواد لزجة منعا لانسداد فتحات جهاز التخمير .
ومن الجدير ذكره هناأن بعض السلالات من بكتريا حمض الخل تتميز بمقدرتها على أكسدة حمض الخل الناتج إلى ثاني أكسيد الكربون وماء, أي أنها قادرة على إحداث الأكسدة الكاملة , ومن أهم هذه الأنواع ذات القدرة على إحداث الأكسدة الكامل
A.aceti
A.xylinum
A.lancens
وبالتالي فإن هذهالأنواع سابقة الذكر غير مرغوبة في صناعة الخل حيث أن زيادة عددها في الخل بالنسبة للأنواع الأخرى يؤدي إلى أكسدة الخل الناتج وتكون أغشية من السيليلوز النقي والتي تظهر كرواسب أو أغشية لحمية
مراحل إنتاج الخل:
يعتمد إنتاج الخل علىحدوث نوعين من التفاعلات , الأول هو تفاعل التخمر والذي يعتمد على الخمائر , أماالثاني فهو تفاعل الأكسدة والذي يعتمد على بكتريا حمض الخل .
وبالتالي يمكن تقسيم عملية إنتاج الخل إلى مرحلتين أساسيتين هما
1- المرحلة الاولى: يتم في هذه المرحلة تحويل السكر إلى كحول وذلك عن طريق لتخمر الذي تحدثه الخميرة من جنس Saccharomycesوذلك تحت الظروف اللاهوائية ويتوقف اختيار النوع التابع للجنس السابق على نوع المادة الأولية المستخدمة في العملية التصنيعية , فعلى سبيل المثال يمكن استخدام النوع S.cervisiae عنداستخدام الحبوب كمادة أولية , كما يمكن استخدام النوع S.moli عند استخدام عصير التفاح .
وعلى أية حال فإن هذه الأنواع السابقة تمتاز بكفاءتها العالية في تحويل السكر إلى كحول كما أنها سهلةالترسيب بعد إتمام عملية التخمير مما يسهل عملية فصلها
واستنادا إلى سرعة التخمر يمكن تقسيم المرحلة السابقة إلى خطوتين أساسيتين :
الخطوةالأولى :وتكون سريعة جدا وتستغرق من 3-6أيام حيث يتم خلالها تحويل معظم المادة السكرية إلى كحول وثاني أكسيد الكربون , وتمتاز بأن الظروف المرافقة لعملية التحول آنفة الذكر لا تساعد على حدوث تلوث بكائنات حية دقيقة غير مرغوبة .
الخطوة الثانية :تمتاز ببطئها مقارنة بالخطوة الأولى حيث تستغرق مدة زمنية تتراوح من 2-3 أسابيع مما يزيد من خطورة حدوث تلوث ببعض الكائنات الحية الدقيقة مثل بكتريا حمض اللبن الأمر الذي يؤدي إلى تباطؤ عملية التخمر , وبالتالي يجب اتخاذ التدابير الضرورية لمنع حدوث التلوث مثل تهوية المحلول وتقويةالخميرة وزيادة درجة الحرارة وخاصة في الأشهر الباردة .
2- المرحلة الثانية: تمتاز هذه المرحلة بأنها تتم تحت الظروف الهوائية ويتم فيها أكسدة الكحول الناتج من العملية السابقة إلى حمض خل بواسطة بكتريا حمض الخل , وكما ذكرنا سابقا يجب اختيار الأنواع التي تمتاز بمقدرتها على أكسدة الكحول إلى حمض الخل فقط واستبعاد الأنواع التي تمتاز بمقدرتها على إحداث الأكسدة الكاملة حيث أنوجودها يؤدي إلى نقص كمية الخل المفترض الحصول عليها من الناحية النظرية .
أهم العمليات التي تتم على المواد الأولية المستخدمة في التصنيع:
كما ذكرنا سابقا فإن إنتاج الخل يتطلب استخدام مواد أولية تشكل ركيزة أساسية للنشاط الميكروبي وبالتالي تحتاج هذه المواد الأولية لإجراء بعض المعاملات عليها كي تصبح صالحة لنمو ونشاط الأحياء الدقيقة , وتختلف هذه المعاملات حسب المادة الأولية المستخدمة والتي يمكن إيجازها ضمن النقاط التالية :
1- الفواكه العصيريه: يتم هرسها والضغط عليها للحصول على العصير والذي يت متصفيته للتخلص من الشوائب العالقة به , وقد يحتوي العصير على كمية من الزيت نتيجةلاستخدام الضغط للحصول عليه كما هو الحال بالنسبة لعصير البرتقال مما يحتم التخلص من كمية الزيت الموجودة بواسطة الطرد المركزي
2- الفواكه الجافه: تحتوي هذه الفواكه على حوالي 50-70% سكر وبالتالي يتم خفض تركيز السكر فيها إلى 15% عن طريق إضافة الماء , كما يتم إضافة كمية من بادئ الخميرة ويترك المحلول للتخمر قبل استخدامه في عملية التصنيع .
3-الفواكه اللحميه: يتم هرسها وإضافة كمية من الأنزيمات المحللة للبكتين خلالعملية الهرس ثم يترك الخليط لعدة أيام مما يسمح بتخمر كحولي ذاتي الأمر الذي يساعدعلى إتمام عملية الأكسدة وزيادة كمية الخل الناتج .
4- النشويات : يتم حلمأتها مائيا بواسطة أنزيم الدياستيز أو بالأحماض المعدنية والهدف من ذلك تحويل المواد النشوية إلى سكاكر قابلة للتخمر .
5- المولاس وعسل النحل :يتم استخدامهما بعد إجراء عملية تخفيف لهما بواسطة الماء وذلك من أجل الوصول إلى تركيز مواد سكرية بحدود 15%
طرق تصنيع الخل manufacture
يتم تقسيم الطرق المتبعة لتصنيع الخل إلى طرق بطيئة وأخرى سريعة والتي سوف نأتي على شرح كل منها في الفقرات التالية .
أولا: الطرق البطيئة Slowmethods
قبل البدء بشرح هذه الطرق يجب أولا التعرف على الملامح العامة لهذه الطرق والتي تتلخص في النقاط التالية :
1-السائل الكحولي لا يتحرك أثناء تحوله إلى خل
2- يتم في هذه الطرق استخدام عصائر الفواكه المتخمرة أو محاليل المولت لإنتاج الخل
3- لا يتم في هذه الطرق إضافة مواد مغذية للبكتريا حيث أن عصير الفواكه أو مستخلص المولت المستخدمة قادرة على إمداد البكتريا بما تحتاجه من مواد غذائية .
هذا وتتضمن الطرق البطيئة مايلي :
1- طريقة Let-alone تعتمد هذه الطريقة على إحداث عملية التخمر والأكسدة ذاتيا وذلك بالاعتماد على الخميرة وبكتريا حمض الخل الموجودة بشكل طبيعي في عصير الفواكه , حيث تترك البراميل الحاوية على العصير مملوءة جزئيا مع ترك السدادة مفتوحة حتى يتحول العصير إلى خل ويتكون على السطح غشاء أم الخل mother of vinegar الناتج عن بكتريا حمض الخل .
وفي المقابل نلاحظ أن هذه الطريقة غير اقتصادية حيث أن الخل الناتج يكون قليل بالنسبة لكمية الكحول المنتجة بواسطة الخميرة ويمكن إرجاء هذا الأمر إلى السببين التاليين:
أ- غياب الأنواع النشطة من بكتريا حمض الخل والتي تمتاز بمقدرتها على الإنتاج العالي لأن هذه الطريقة تعتمد على التواجد الطبيعي لبكتريا حمض الخل وليس على السلالات المنتخبة .
ب- أكسدة حمض الخل الناتج بواسطة بكتريا حمض الخل أو بسبب نمو بعض أنواع من الخمائر و الفطريات على السطح والتي تؤدي إلى انخفاض كمية حمض الخل الناتج
2- طريقة Oreleans أو الطريقة الفرنسية : تمتاز هذه الطريقة باعتبارها طريقة مستمرة على الرغم من إجرائها ضمن براميل وتتلخص هذه الطريقة باستخدام السائل الكحولي الناتج من عملية التخمر الكحولي والذي يوضع داخل براميل خشبية سعتها 200 لتر تملأ إلى ثلاثة أرباعها ويتم وضع هذه البراميل بشكل أفقي بغرض زيادة السطح المعرض ثم يضاف للسائل الكحولي كمية من الخل الطازج والذي يعتبر كبادئ بحيث تصبح نسبته 3% كحول إلى 3% حمض خل كما أن هذا الخل يساعد على تواجد الحموضة المطلوبة والتي تمنع نمو الأحياء الدقيقة غير المرغوبة , ثم يترك المحلول ليتخمر لمدة خمسة أسابيع , وقبل أن تقوم البكتريا بأكسدة كامل السائل الكحولي يسحب منه أسبوعيا نحو 10-14 لتر من فتحة متوضعه في أسفل البرميل ويوضع عوضا عنها سائل كحولي جديد وهكذا .
ويجب مراعاة عدم تخريب غشاء أم الخل المتوضع على سطح السائل عند إضافة السائل الكحولي الجديد لذلك يتم إضافة الكمية الجديدة من السائل الكحولي بواسطة قمع في أعلى البرميل بحيث يصل امتداد أنبوبة القمع إلى ماتحت سطح الغشاء ,كما تم تزويد البراميل بفتحات مغطاة بسلك معدني لمنع دخول الحشرات ولتسهيل تبادل الهواء اللازم لعملية الأكسدة .
وبشكل عام تمتاز هذه الطريقة بإنتاج خل جيد النكهة حيث يجري تعتيق الخل أثناء إنتاجه أيضا .
3- الطريقة الفرنسية المعدلةPasteur of modified franchprocess : تم ابتكار هذه الطريقة من أجل التغلب على أهم مشاكل الخل بالطريقة السابقة والتي تتمثل في حدوث انخفاض في نشاط بكتريا أم الخل عند كل إضافة للمحلول الكحولي الجديد وذلك عن طريق عمل إطار داخلي من سدابات خشبية ( قاع كاذب ) يعمل كحامل لغشاء أم الخل , كما يمكن التغلب على هذه المشكلة بإضافة المحلول الكحولي الجديد بواسطة قمع يصل امتداده لأسفل غشاء أم الخل كما سبق ذكر ذلك ,ثم تتم عملية إنتاج الخل بشكل مماثل للطريقة السابقة .
ثانيا : الطرق السريعة Quick methods
تعتمد هذه الطرق على مبدأ أن زيادة السطح المعرض للهواء تؤدي إلى زيادة كمية الخل الناتجة , وبالتالي يمكن تلخيص الملامح العامة لهذه الطرق في النقاط التالية :
السائل الكحولي المستخدم في إنتاج الخل دائم الحركة-1
2- يتم في هذه الطرق استخدام المحاليل الكحولية لإنتاج الخل
3- عند استخدام الطرق السريعة لا بد من إضافة مواد مغذية للبكتريا مثل اليوريا والنشاء و الأسباراجين و الغلوكوز...
هذا وتتضمن الطرق السريعة مايلي
1- الطريقة الألمانية أو طريقة شويتزنباخSchutzenbach : تعتبر من أقدم الطرق السريعة و تعتمد هذه الطريقة على استخدام المولدات وهي عبارة عن خزانات خشبية ذات أحجام مختلفة تتوضع بشكل عمودي , وقد تم تقسيم هذه الخزانات من الداخل إلى ثلاثة أقسام , القسم العلوي لدخول المحلول الكحولي على شكل رذاذ بواسطة موزع أو رشاش متوضع داخل القسم العلوي , والقسم الأوسط والذي يعتبر أكبر هذه الأقسام فيملأ عادة بنشارة الخشب أو قوالح الذرة أو البلاستيك أو أي مادة تعطي مساحة مسطح كبير لحمل بكتريا حمض الخل على أسطحها وفي نفس الوقت لا تنقل مواد غير مرغوبة للخل الناتج حيث تساعد هذه الرقائق على زيادة السطح المعرض والذي يغطى بأم الخل وبالتالي فعند مرور رذاذ السائل الكحولي من الجزء العلوي فوق طبقات الرقائق المتراصة في القسم الثاني وفي وجود الهواء تتم عملية الأكسدة بواسطة بكتريا حمض الخل , ويوجد في نهاية القسم الثاني قاع كاذب يسمح بمرور الخل إلى القسم الثالث والذي يعتبر أصغر الأقسام حيث يتجمع فيه الخل الناتج والذي يعاد دورانه إلى أعلى وبذلك يزداد تركيز حمض الخل بعد كل دورة في الصهريج , أما الهواء فيتم دخوله من خلال فتحات موجودة في القاع الكاذب ونتيجة ارتفاع الحرارة بسبب الأكسدة الحاصلة يتصاعد الهواء ومن ثم يستمر في الحركة , وبشكل عام يجب مراعاة عدم ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير .
تبلغ فترة التخمر هذه نحو أسبوع , ويتراوح قطر الخزانات من 0,8- 2 متر وارتفاعها من 1.5- 8 أمتار والبكتريا المستخدمة هنا هي بكتريا الطريقة السريعة أو A. schutzenbachii .
2- طريقة ماكين Mackinmethod : يتم في هذه الطريقة تجهيز محلول كحولي مخفف ومدعم بالمواد الغذائية اللازمة لنمو بكتريا حمض الخل حيث يضخ على هيئة رذاذ بواسطة عمود رشاش قرب قمة حيز يسمح بسقوط الرذاذ على هيئة ضباب حيث يقابله الهواء ثم يمر إلى الجزء الثاني من الصهريج حيث تتم أكسدته ثم ينتقل إلى الجزء الثالث حيث يبرد ويعاد دفعه تحت ضغط مرة أخرى حتى يتم تحويله بشكل كامل إلى خل .
3- طريقة المولدات المغمورة Dipping generators : يتألف الجهاز المستخدم في هذه الطريقة من صهريج بداخله قفص معبأ برقائق الخشب والتي تعمل كحامل لأم الخل , وهذا القفص مصمم بشكل يسمح له بالحركة نحو الأعلى والأسفل , فعند غمره في الصهريج الممتلئ بالكحول ثم عند رفعه إلى أعلى سطح السائل يتخلله الهواء فتحصل عملية الأكسدة وهكذا حتى يتحول كامل الكحول إلى خل .
4-طريقة مولدات فرنغس : تعتبر طريقة فرنغس طريقة محسنة للطريق الألمانية حيث يتم في هذه الطريقة استخدام المولدات نفسها ولكن بعد تزويدها بمضخات لضغط الهواء ومنظم لقياس سرعة التهوية وأنابيب للتبريد باعتبار أن عملية الأكسدة تعطي كميات كبيرة من الحرارة وبالتالي يجب السيطرة عليها وإبقائها في حدود 39مْ وإلا أثرت على نشاط بكتريا حمض الخل , كما تم تزويد هذه المولدات بمضخات لضخ الخل الناتج وغير كامل الأكسدة .
يحتوي المصنع عادة على عدة مولدات تعمل بصورة متتالية حيث يمر السائل الكحولي خلال المولد فيتأكسد جزئيا وينتج كمية من الحمض , أما الكمية المتبقية من الكحول فيتم أكسدتها في المولد التالي وهكذا حتى يتم أكسدة كامل كمية الكحول .
وتمتاز هذه الطريقة بإنتاج الخل بصورة أسرع مقارنة مع الطريقة الألمانية حيث يبلغ ناتج المتر المكعب من الجهاز نحو 8-12 كيلو يوميا .
5- الطريقة العميقة : تعتمد هذه الطريقة على عمل تهوية شديدة للسائل الكحولي أثناء أكسدته , ويتم في هذه الطريقة استخدام جهاز عبارة عن خزان كبير لا يحتوي على نشارة الخشب ومجهز بأجهزة لضغط الهواء وتوزيعه عن طريق ثقوب في أنابيب التهوية التي تتوضع بشكل حلزوني بالإضافة إلى أنابيب أخرى لتنظيم درجة حرارة السائل الكحولي الذي يتراوح تركيزه بين 8 – 12% كحولا ً والذي يتم تلقيحه ببادئ من بكتريا حمض الخل النقية , ويتم التخمر على درجات حرارة تتراوح بين 24 – 29مْ وتنمو البكتريا في معلق السائل المتخمر نفسه المحتوي على فقاعات هوائية ناتجة عن دفع الهواء داخله .
وتحتوي المصانع عادة على عدة خزانات وتمتاز هذه الطريقة بسرعة الإنتاج حيث ينتج المتر المكعب من الجهاز نحو 23 كيلو من الخل يوميا .
أهم العمليات التي تتم على الخل المنتج بالطرق السريعة
1- يمتاز الخل المنتج بواسطة الطرق السريعة باحتوائه على 10% حمض الخل لذا يجري عليه عملية تخفيف حتى تركيز 4-6% ليصبح صالح للاستهلاك , ويعود السبب في إنتاج الخل بهذا التركيز المرتفع هو للحد من مخاطر تلوث الخل بأحياء دقيقة غير مرغوبة وبخاصة بعض أنواع الخمائر والبكتريا الضارة والتي يمكن أن تنمو على تراكيز 5-6% حمض خل .
يجب إجراء عملية تعتيق للخل المنتج بالطرق السريعة من أجل أن تتكون مواد النكهة المرغوبة , لذا لابد من تخزين الخل المنتج لمدة زمنية تتراوح بين عدة أسابيع إلى عدة شهور وذلك ضمن براميل مملوءة تماما تلافيا لوجود الهواء
ترويق وترشيح الخل
من الأمور الهامة والواجب توافرها في الخل الجيد أن يكون رائقا وشفافا مما يحتم إجراء عملية ترويق وترشيح للخل من أجل إزالة المواد العالقة , ويتم ذلك باستخدام إحدى المواد التالية :
1- غراء السمك Isinglas fish glue : يتم إذابته في ماء محمض بحامض نتريك بكمية مكافئة لوزن الغراء , ثم يضاف إلى الخل مع الرج ثم يغلق البرميل لمدة 7-10 أيام وبعد ذلك يسحب الخل الرائق .
2- الكازين Caseinيتم استخدامه على صورةكازين ذائب في الماءأوعلى صورةكازينات صوديوم , ويتم إضافته إلى الخل مع الرج ثم يترك لمدةأسبوع لترسيب الموادالعالقة ثم يسحب الخل الرائق .
3- الجيلاتين والتانين Gelatin andTannin : يتم استخدامهما عن طريق إذابة التانين أولا في الخل ويخلط مباشرة معه أما الجيلاتين فيتم إذابته في ماء ساخن قبل استخدامه , حيث تستخدم كميات متساوية من التانين و الجيلاتين وتخلط مع الخل وتترك للترسيب لمدة 5-7 أيام ثم يسحب الخل الرائق .
4- تراب البنتونت High grade bentoniteclay : يتم استخدامه عن طريق نقعه لمدة أيام في الماء أو الخل ثم يرج هذا المحلول من أجل الحصول على محلول يحتوي 5% من الطين , ثم يضاف 1.5 جالون من المحلول السابق لكل 100 جالون من الخل ثم يترك المحلول فترة زمنية تتراوح من 1-2 أسبوع لترسيب المواد العالقة ثم يسحب الخل الرائق .
كما يمكن ترشيح الخل باستخدام جهاز الترشيح ذو ألواح الأسبستوس تحت الضغط , حيث يمر الخل خلال مرشحات الأسبستوس والتي تعمل على حجز المواد العالقة في الخل .
وفي المقابل نلاحظ أنه بعد إتمام عملية الترشيح يمكن أن يحتوي الخل على عكارة ناتجة عن نمو بكتريا حمض الخل ويمكن التغلب على هذه المشكلة ببسترة الخل المرشح على درجة حرارة 140فْ لمدة 3-5 ثواني .
عيوب الخل وأمراضه : Defects&Spoilage
1- المعادن : يؤدي وجود آثار من الحديد في الخل الناتج بسبب تأثير الآلات المستخدمة إلى حدوث دكانه في لون الخل نتيجة أكسدة أيون الحديدوز إلى أيون الحديديك حيث يتفاعل الأخير مع التانينات أو الفوسفات أو البروتينات مكونا راسب يؤدي إلى حدوث تعكير في الخل مع تغير لون الخل إلى اللون الغامق , لذا يفضل استخدام الأجهزة الخشبية أو الأجهزة المصنوعة من المعدن الغير قابل للصدأ , كما يمكن أن تتشكل العكارة في الخل نتيجة لوجود أملاح القصدير والنحاس .
2- ذبابة الدروسوفيلا Drosophila : وهي حشرة صغيرة تنمو في الخل وتتغذى على البكتريا , كما أنها غير مرغوبة من الناحية النفسية للمستهلك وتسبب مضايقات للعمال عند كثرتها , ويمكن التخلص منها عن طريق الالتزام بالشروط الصحية للمصانع .
3- سوس الخل : يمكن أن يتواجد في الخل عن طريق فتحات التهوية في البراميل , وتساعد الحرارة الدافئة والرطوبة على نشاط السوس والذي يؤثر على جودة الخل الناتج .
4- دودة الخل : وهي من ديدان النيماتودا Anguillula aceti: لونها أبيض ويمكن مشاهدتها بالعين المجردة بصعوبة , وتمتاز أنها تتكاثر بسرعة في المحلول حيث تعطي الدودة الواحدة خلال أسبوع نحو 50 دودة والتي تصل إلى نموها الكامل بعد شهر حيث تهاجم غشاء أم الخل , ونلاحظ تواجدها في حالة الإنتاج بالطرق البطيئة مما يؤدي إلى إنتاج خل رديء النوعية , ويمكن تلافيها عن طريق منع التهوية في آواني التعبئة نظرا لحاجتها للهواء , كما يمكن القضاء عليها بواسطة البسترة على درجة حرارة 130فْ وإزالتها بعد ذلك بواسطة الترشيح .
5- وجود أجناسLactobacillus &Leuconostoc : حيث أن تواجدهما في عصير العنب أو مستخلص المولت أو السيدر المستخدمة لإنتاج الخل يؤدي إلى إعاقة التخمر الكحولي ونمو الخميرة , كما أنها تنتج مواد ذات رائحة كريهة وذلك تحت الظروف اللاهوائية , ويمكن التغلب على هذه الظاهرة بإضافة ثاني أكسد الكبريت للعصير قبل إجراء عملية التخمر الكحولي . ولكن يجب التنويه هنا أن هذه الإضافة تعيق نمو بكتريا حمض الخل لذا يجب التخلص منها قبل إجراء التخمر الخلي .
ومن الجدير ذكره في هذا المجال أن أحد عيوب الخل يكمن في بكتريا حمض الخل نفسها حيث أن بعض الأنواع تقوم بأكسدة الحمض الناتج ( الأكسدة الكاملة ) كما سبق وأن ذكرنا ذلك , كما أن بعض الأنواع تكون مواد مخاطية لزجة تعمل على Gluconobacter oxydansانسداد فتحات جهاز التخمير مثل .
توصيات عامة :
1- من المعروف أن صناعة الخل تبدأ بإتمام عملية التخمر الكحولي بهدف تحويل السكريات إلى كحول , وعادة مايستخدم المحلول السكري بتركيز 10-18% ويفضل أن يكون 12% لأن زيادة التركيز عن ذلك يؤدي إلى تثبيط نمو الخميرة الأمر الذي يؤدي إلى بقاء كمية من السكر دون تخمر , أما انخفاض التركيز فيؤدي إلى انخفاض اقتصادية عملية التصنيع
2- ضرورة ضبط درجة الحرارة باستمرار أثناء عملية التخمر حيث وجد أن تخمير 1جرام من السكر يؤدي إلى انطلاق كمية من الحرارة تقدر بنحو 120 كالوري مما يؤدي إلى تثبيط نشاط الخميرة وزيادة نشاط بكتريا حمض اللبن , ويمكن السيطرة على ارتفاع الحرارة باستخدام أجهزة التبريد أو عن طريق رش الماء على السطح الخارجي للصهريج
3- يؤدي إضافة ثاني أكسد الكبريت أو أحد أملاحه إلى العصير قبل عملية التخمر إلى إتمام عملية التخمر بصورة جيده مع زيادة كمية الكحول والتي بلغت 1% , كما تساعد هذه المعاملة على إيقاف نمو الفطريات وبكتريا حمض اللبن وبكتريا حمض الخل والخمائر المتوحشة , كما ساعدت على تسريع نمو ونشاط الخمائر المرغوبة , وتبلغ الكمية المضافة من ثاني أكسيد الكبريت أو أحد أملاحه 125P.P.m
4- ضرورة فصل الخميرة المترسبة في قاع خزانات التخمر بعد إتمام عملية التخمر بقدر الإمكان لأن هذا الراسب يتعرض للتحلل مؤديا إلى إنتاج رائحة غير مرغوبة كما يشجع على نمو بكتريا حمض اللبن
5- يجب إجراء عملية الأكسدة الخلية مباشرة بعد إتمام عملية التخمر وعدم اللجوء إلى تخزين العصير المتخمر في الصهاريج لأن ذلك قد يعرضه للهواء مما يشجع نمو الميكودرما Wine flowers الأمر الذي يؤدي إلى حدوث انخفاض في كمية الكحول المنتجة .
مراعاة أن يكون تركيز الكحول من 10-12% عند بدء عملية الأكسدة الخلية لأن الزيادة عن هذا المستوى يؤدي إلى عدم أكسدة الكحول بشكل كامل حيث تبقى كمية من الكحول دون أكسدة , أما انخفاض نسبة الكحول فيؤدي إلى أكسدة الكحول أكسدة كاملة إلى Co2 و ماء الأمر الذي يؤثر على اقتصادية عملية التصنيع
