تخمير (أغذية)

هي عملية تحويل الكربوهيدرات إلى كحول أو أحماض عضوية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة (الخمائر أو البكتيريا) في ظروف لاهوائية. التخمير يعني عادةً إظهار تأثير الميكروبات. علم التخمير يُعرف باسم الزيمولوجيا أو الزيمورجي
وتشير أحيانًا بشكل خاص إلى التحويل الكيميائي للسكريات إلى الإيثانول، وإنتاج المشروبات الكحولية  تحدث عمليات مماثلة في تخمير الخبز (إنتاج ثاني أكسيد الكربون بواسطة نشاط الخميرة)، وإنتاج حمض اللاكتيك مثل مخلل الملفوف والزبادي، وكذلك في حفظ الأطعمة الحامضة تشمل الأطعمة المخمرة الأخرى التي تُستهلك بشكل شائع الخل والزيتون والجبن. الأطعمة المحلية التي تُحضَّر بالتخمير تشمل أيضًا الفاصوليا والحبوب والخضروات والفواكه والعسل ومنتجات الألبان والأسماك..
وتعد التخمرأقدم مبدأ أو طريقةلحفظ الغذاء، وهو إنتاج أو تحويلالكربوهيدراتإلى أحماض وكحول،وخميرة.ولكن هذا يتم بشروط معينة وهي أن تحفظ المنتجات تحت ظروف اللاهوائية للمنتجات وتوفّر البيئة المناسبة يصبح الطعام ضد التحلل الميكروبي بحيث لا توجد أي فسفرة تأكسدية للحفاظ على إنتاجأدينوسين ثلاثي الفوسفاتبواسطة عملية التحلل. كما يتم تمثيل البيروفات إلى العديد من المركبات المختلفة  في أثناء عملية التخمير. حيث تعبر عمليةالتخمر اللبنيعن إنتاج الحامض اللبني من البيروفات؛ في حين تُعَبِّر عملية التخمر الكحولية عن تحول البيروفات إلىإيثانولوثاني أكسيد الكربون؛ إلا أن عملية التخمير اللبني المغاير هي إنتاج الحمض اللبني (اللاكتيك) بالإضافة إلى الأحماض الأخرى والكحوليات.
تمثلالسكرياتالركيزة الأكثر شيوعاً لعملية التخمر، ومن أشهر الأمثلة على منتجات عملية التخمر كلٌ منالإيثانول،حمض اللاكتيك،والهيدروجين. على الرغم من ذلك، فهناك الكثير من المركبات الغريبة يمكن إنتاجها بواسطة عملية التخمر والتي منهاالأسيتون. تستخدمالخميرةفي عملية تخمير (المواد الغذائية) لإنتاج الإيثانول في صناعةالبيرة،الخموروالمشروبات الكحولية الأخرى، والتي تسير جنباً إلى جنب مع إنتاج كمياتٍ ضخمةٍ منثنائي أكسيد الكربون. كما تحدث عملية التخمير فيعضلاتالثديياتخلال فترات ممارسة النشاطات المكثفة، عندما تصبح مصادر الأكسجين محدودة، مما يؤدي إلى إنتاجحمض اللاكتيك.
تخدم تخمير الطعام خمسة أهداف رئيسية:
تطوير نكهات وروائح وقوامات متنوعة في ركائز الطعام؛ الحفاظ على كميات كبيرة من الطعام من خلال التخمرات اللبنية، الكحولية، الخلّية والقلوية؛ إثراء ركائز الطعام بالبروتينات، الأحماض الأمينية الأساسية والفيتامينات؛ القضاء على المواد المضادة للتغذية؛ وتقليل وقت الطهي واستخدام الوقود المرتبط به
عملية تخمر من البيروفك إلى الإيثانول وثاني أكسيد الكربون. وهذه العملية تلعب دوراً هاماً في صناعةالخبز، وتخمّر الجعة، وكذلك صناعةالنبيذ. وغالباً ما يُفضل واحداً من المنتجات؛ فعلى سبيل المثال في صناعة الخبز، يستخرج الكحول من الخبز، وفي إنتاج الكحول، ينطلق ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي المحيط أو يُسْتَخْدَم لكربنة المشروبات المنعشة. وعندما يكونللبكتينتركيزاً عالياً في المخمر، يتم إنتاج كمياتٍ صغيرةٍ منالميثانول.حيث تلخصالمعادلة الكيميائيةبالأسفل عملية تخمرالجلوكوز، وصيغته الكيميائية هي كالتالي: C6H12O6==
يلاحظ أن الصيغة الكيميائية للإيثانول هي: C2H5OH
حيث قبل وقوع عملية التخمر، يتم تكسير جزيءجلوكوزواحد إلى جزيئين منحمض البيروفك. وتعرف تلك العملية باسمالتحلل السكري.
التخمير الطبيعي يعود إلى ما قبل تاريخ البشرية. منذ العصور القديمة، استفاد الناس من عملية التخمير. أقدم دليل أثري على التخمر هو بقايا بيرة بقوام دقيق الشوفان عمرها 13,000 سنة، وجدت في كهف بالقرب منحيفافي فلسطين.مشروب كحولي آخر مصنوع من الفاكهة والأرز والعسل يعود إلى 7000-6600 قبل الميلاد في قرية جياهو الصينية منالعصر الحجريالحديث، وصناعة النبيذ تعود إلى حوالي 6000 قبل الميلاد فيجورجيا،وتمتد إلى منطقةالقوقاز.تم العثور على جرار عمرها سبعة آلاف عام تحتوي على بقايا النبيذ، والتي تم عرضها مؤخرًا فيجامعة بنسلفانيا، من خلال أعمال تنقيب فيجبال زاغروسفي إيران.هناك أدلة قوية على أن الناس في بابل كانوا يقومون بتخمير المشروبات الكحولية.
العالم الكيميائي الفرنسي لويس باستور أسس علم الزيمولوجيا عندما ربط الخميرة بالتخمر في عام 1856باستور، أثناء دراسته لتخمير السكر بواسطة الخميرة إلى كحول، توصل إلى أن التخمير يتم تحفيزه بواسطة قوة حيوية تُسمى "الخمائر" داخل خلايا الخميرة. يُعتقد أن "الخمائر" تعمل فقط في الكائنات الحية. كتب: "التخمر الكحولي هو فعل مرتبط بحياة وتنظيم خلايا الخميرة وليس بوفاة أو تحلل الخلايا"
ومع ذلك، من المعروف أن مستخلصات الخميرة يمكنها تخمير السكر حتى في غياب خلايا الخميرة الحية. العالم الألماني وعالم الأحياء الدقيقة إدوارد بوخنر من جامعة هومبولت في برلين، ألمانيا، أثناء دراسته لهذه العملية في عام 1897، وجد أن السكر في الخليط، حتى في غياب خلايا الخميرة الحية، يتم تخميره بواسطة مركب إنزيمي أطلق عليه اسم "زيماز" والذي تفرزه الخميرة.في عام 1907، حصل على جائزة نوبل في الكيمياء بسبب أبحاثه واكتشافه "التخمير اللاخلوي".
قبل عام، في عام 1906، أدت دراسات تخمير الإيثانول إلى الاكتشاف المبكر لـ NAD+.
في الصين القديمة، تم اكتساب عملية تخمير المكونات بشكل تجريبي أثناء حفظها بالملح، وكانت تُسمى هذه المواد "جيō" (هيسيو).أقدم وثيقة تتحدث عن "جيانغ" (الذي هو أصل أنواع مثل صلصة السمك، صلصة الصويا، ميسو، والمخللات) تعود إلى حوالي القرن الحادي عشر قبل الميلاد في السجلات التاريخية لسلالة تشو، والمعروفة باسم "تشو لاي".يبدو أن استخدام الصلصة في اليابان بدأ في نهاية فترة جومون، ولكن لم يتم إنتاجها بشكل جاد إلا عندما تم نقل طريقة صنعها من الصين وشبه الجزيرة الكورية في فترة حكم إمبراطورية ياماتو.