ДрожжиДрожжи – это живой одноклеточный организм, который встречается в растениях и животных. Дрожжевые клетки имеют яйцевидную форму, и увидеть их можно только через микроскоп.

Что такое дрожжи

Если взвесить дрожжи и пересчитать в них клетки, то примерно в 1 г вещества будет около 20 миллиардов ячеек. Поскольку человеческий глаз не способен рассмотреть клетку в 5 микрон, эти организмы на протяжении долгого времени оставались одними из наиболее загадочных. До середины 19 века человечество вообще мало что знало о них. Только в 1866 году микробиолог Луи Пастер, который всю жизнь посвятил изучению принципов ферментации, заинтересовался процессом брожения дрожжей на примере пива. А через 15 лет в лаборатории в Копенгагене Эмиль Хансен выделил и очистил отдельные штаммы дрожжей. Методы культивирования грибов дрожжей по методике Хансена используют до сих пор.


Дрожжевые клетки – это живые организмы, и чтобы размножаться они нуждаются в воздухе. Эти клетки для получения энергии должны питаться. И их любимая пища – все сладкое: сахароза (тростниковый и свекольный сахар), фруктоза и глюкоза (мед, фрукты, кленовый сироп), мальтоза (крахмал).

Размер дрожжевой клетки не превышает восьми тысячных миллиметра. Существует примерно 1500 видов дрожжей. В пределах одного вида могут быть тысячи генетически различных штаммов, но, пожалуй, самый известный – Saccharomyces Cerevisiae, что в переводе с латинского обозначает «сахар», «грибок» и «пивоварение». Чаще их называют более понятными названиями – пивные дрожжи или пекарские. Каждый из этих видов обладает определенными характеристиками, они и определяют сферу применения дрожжей. В пивоварении, например, разные штаммы применяют для производства разных сортов напитка. Но сфера применения этого вещества гораздо шире. Дрожжи используют для производства многих продуктов, они играют роль ароматизаторов, а также нашли применение в фармакологии, животноводстве и других сферах.

Общая характеристика


Дрожжи – это организмы, которым для жизни и размножения необходима пища, тепло и влага.

Они в результате ферментации преобразуют сахара и крахмалы в углекислый газ и спирт. Существуют разные виды дрожжей, которые являются полезными для здоровья человека. Они могут укрепить иммунитет, улучшить пищеварение, но некоторые вызывают грибковые инфекции.

Виды дрожжейНаиболее известные виды дрожжей:

  • пивные;
  • пекарские;
  • прессованные (или кондитерские);
  • сухие;
  • кормовые.

Дискуссия вокруг одноклеточных грибков не новая. Многих интересует, что на самом деле являют собой дрожжи хлебопекарные, польза или вред от них, некоторых пугает их состав по ГОСТу, поэтому все чаще хозяйки выбирают не отечественные, а французские дрожжи.


самом деле, если понимать, что такое дрожжи, как размножаются эти микроорганизмы и каким образом влияют на выпечку, становится понятно, что переживать по большому счету не о чем. Являются ли эти вещества полезными или, наоборот, вредными для организма, зависит от количества их потребления, чувствительности организма, а также присутствия в теле грибка рода Candida. В небольших количествах дрожжи могут улучшить состояние здоровья, за счет пополнения запасов витаминов В-группы, но избыток вещества может сказаться на человеке отрицательно.

Интересные научные факты

Как показали результаты исследований, дрожжевые клетки в большой степени напоминают клетки человеческого организма. Но в то время как в наших телах есть десятки миллиардов клеток, у дрожжей она только одна.

Человек, как говорят ученые, это эукариотический организм. Если более простым языком, то это значит, что весь наш генетический материал содержится в клеточном ядре и митохондриях. По такому же принципу природа создала и дрожжи, а вот бактерии – это уже представители прокариотических организмов. И благодаря тому, что дрожжи – одноклеточные, ученым легче изучать их структуру, свойства и жизненные этапы. И с точки зрения структуры, метаболизма из всех биологических моделей ближе всего к человеку именно дрожжи. К тому же, этот грибок – это первый эукариотический микроорганизм, чей геном ученые расшифровали, изучив точную последовательность всех его 16 хромосом.


О важности исследования этих микроорганизмов говорит и то, что за последние 15 лет Нобелевскую премию в области медицины и физиологии дважды вручали исследователям дрожжей. Используя человеческие гены в грибке, ученые проверяют эффективность новых лекарственных средств, изучают специфику некоторых заболеваний.

Большинство исследований касались возможности использования дрожжей в здравоохранении и пищевой промышленности. Меж тем, ученые проводили и другие опыты. К примеру, не так давно стало понятно, что некоторые из дрожжевых штаммов могут послужить основой для создания биотоплива для транспорта. Кстати, значительная доля инсулина, созданного химиками для лечения диабета, произведена не без помощи дрожжей.

Но это еще далеко не все, что человеку предстоит узнать о дрожжах. В этом, по крайней мере, убеждены ученые, занимающиеся исследованием этих микровеществ.

Жизненный цикл грибков

Дрожжи под микроскопомСтоит отметить, что развитие дрожжевых клеток при разных обстоятельствах протекает по-разному. И хоть эти вещества, с точки зрения биологов, являются живыми организмами, но они настолько уникальны, что могут жить и без воздуха.


Когда дрожжи не получают кислород, они, воздействуя на сахар, превращают его в спирт. Кроме того, выделяется углекислый газ. Такой процесс происходит преимущественно во время хлебопечения. В результате этой реакции высвобождается энергия – тесто растет. Меж тем, этой энергии недостаточно, чтобы сами дрожжи продолжали жить. В присутствии кислорода они, подпитанные сахаром, очень быстро растут и размножаются, выделяя при этом углекислый газ, воду и сравнительно (по меркам грибка) огромное количество энергии.

«Хорошие» и «плохие» дрожжи

Дрожжи, как и бактерии, необходимы человеческому организму. Но первое, что важно знать об этих микроорганизмах, что есть хорошие и плохие бактерии, и аналогично – с дрожжами. Грибок может поражать органы и ткани, вызывать аллергии и многие болезни. Сейчас попробуем разобраться в видах грибков и понять, какие из них полезны, а каких следует избегать.

Candida Albicans

Говорят, что почти 80 процентов населения Земли борются с этим патогенным дрожжеподобным грибком, который вызывает разные воспаления в организме.


ндида, как и все дрожжи, одноклеточный организм, который быстро размножается при наличии большого количества сахара в рационе. Этот грибок лишает организм многих питательных веществ, в том числе железа и других минералов, делая кровь кислой. На фоне сладкого рациона кандида активизируется еще больше. Если этот процесс вовремя не остановить, то вредные дрожжи практически уничтожат пищеварительную и иммунную системы, лишат жизненных сил. А взамен вызовут частые головные боли, экземы, перхоть, дерматиты, гормональные расстройства, вагинальные инфекции, болезни желудка и спутанность сознания.

Полезные дрожжи

Польза дрожжейНо помимо вредных, существуют и полезные дрожжи. Лучше всего на организм влияют грибки, содержащиеся в пробиотических продуктах. Они укрепляют иммунитет и помогают бороться с кандидой. Но также не самыми лучшими источниками этих дрожжей являются продукты, в составе которых есть сахар.

Дрожжи S. Boulardii, содержащиеся почти во всех пробиотиках, обладают многими полезными качествами:

  • укрепляют иммунную систему, стимулирую выработку антител;
  • защищают организм от вредного воздействия антибиотиков;
  • помогает бороться с кандидой.

Еще два необыкновенно полезных штамма дрожжей – Kluyveromyces marxianus var. Marxianus и Saccharomyces unisporus. Содержатся они преимущественно в кефирной закваске и играют роль мощного усилителя для иммунной системы. Благодаря этим компонентам кефир на протяжении веков во всем мире считается одним из лучших тонизирующих напитков. В древние времена он считался напитком долгожителей, а на турецком языке его название звучит как «чувствовать себя хорошо».

Польза для здоровья

Дрожжи – замечательный ингредиент, который помогает сохранить или восстановить здоровье и красоту естественным путем.

Они присутствуют во многих продуктах питания, пищевых биодобавках, а также входят в состав многих косметических средств.

В течение многих десятилетий дрожжи оставались в центре внимания исследователей, которые единогласно признают необыкновенные питательные качества и терапевтические свойства этого грибка. И все – благодаря уникальному биохимическому составу этих организмов. Для человека они служат источником аминокислот, минералов, витаминов, ферментов и многих других полезных веществ, необходимых для роста, правильного метаболизма и укрепления иммунной системы.

Преимущества дрожжей


Дрожжи для растенийЭти микроскопические вещества являются источником нутриентов и, клетчатки, многие виды пищевых дрожжей содержат витамин В12, который обычно есть исключительно в пище животного происхождения. Помимо этого, дрожжи – превосходный источник растительных протеинов, что делает их важным компонентом вегетарианских блюд. А высокая концентрация клетчатки обеспечивает чувством сытости надолго. Эти элементы крайне важны для бесперебойного функционирования организма. Они одинаково важны для человека, животного и даже растений.

Для растений

Последнее, как раз, являются объектом недавнего исследования. Как оказалось, дрожжи могут выступать не только в виде пищевой добавки, но и в качестве полезного естественного удобрения. Некоторые штаммы, способствуют более эффективному поглощению растениями полезных микроэлементов из грунтов. Кроме того, влияют на рост растений. При этом являются абсолютно безопасным «удобрением». Теперь ученые пробуют разработать эффективное лекарство на основе дрожжей против плесени в плодах и от других болезней – как безопасную альтернативу химическим препаратам.


Пищевая добавка

Пожалуй, никого уже не удивить информацией, что дрожжи – полезная биоактивная добавка, применяемая людьми для лечения и профилактики самых разных состояний и болезней.

Пробиотик

Дрожжи в качестве пробиотиков – весьма перспективное решение. Так убеждают ученые и добавляют, что спектр воздействия на человека этих микроорганизмов весьма широк.

Для кишечной флоры

Ученые открыли взаимосвязь между дрожжами и микрофлорой кишечника, в частности, положительное воздействие грибка на воспаленный кишечник.

Повышение иммунитетаПолезные свойства:


  • пивные дрожжи содержат в себе много витаминов и минералов, в том числе цинк, хром, железо, магний, фолиевую кислоту, биотин и В-витамины;
  • укрепляют иммунитет;
  • нормализируют сахар в крови;
  • способствуют развитию полезных бактерий в организме;
  • дрожжи Torula – источник хрома, селена, аминокислот и витаминов В;
  • пекарские дрожжи укрепляют иммунную систему.

Возможный вред дрожжей

Неприятный побочный эффект от приема дрожжей может состоять в том, что они питают не только полезные бактерии, но и вредоносные, такие как Candida, вызывающие астму, подагру и другие болезни. С обострением или возникновением кандидоза важно на период лечения исключить из рациона всю дрожжевую пищу.

Дрожжи и аллергии

Дрожжи, как уже отмечалось, это одна из форм грибов. Чаще всего применяются для выпечки и пивоварения. В этом случае применяются пивные и пекарские дрожжи. Но кроме них, существуют еще и так называемые дикие дрожжи, которые можно найти во фруктах, ягодах (виноград) и зерне.

Обычно эти микроорганизмы хорошо переносятся человеком, но бывают люди непереносимостью. Это лица, страдающие аллергией на все виды грибков и плесень.

Дрожжевой экстракт

Дрожжевой экстракт – это пищевой ароматизатор, используемый в приготовлении хлеба, пива, сыра, соевого соуса, а также некоторых других продуктов.

Экстракт дрожжейЧтобы понять, как влияет это вещество на организм, для начала надо понять, что это такое вообще.

Дрожжевой экстракт производят путем смешивания дрожжей и сахара в теплых условиях. И с последующим ломанием клеточных мембран. Такой экстракт может быть в гелеобразной или порошкообразной форме. Использование дрожжевого экстракта в продуктах на этикетках к ним может обозначаться как «натуральные ароматизаторы» или «добавки».

Следует знать, что данный экстракт содержит в себе аминокислоту глутаминовую кислоту. Это природная форма аминокислоты и не надо плутать ее с пищевой добавкой глутамат натрия, которая служит усилителем вкуса. И хоть дрожжевой экстракт также влияет на вкус, но действует он как пряность. Кроме того, содержит в себе и высокую концентрацию натрия. И это надо учитывать людям, имеющим проблемы с артериальным давлением либо тем, кому по другим причинам нельзя злоупотреблять натрием. Кроме того, экстракт содержит очень высокую концентрацию витаминов группы В.

Но несмотря на все преимущества этого вещества, людям с пищевыми аллергиями или чувствительностью к дрожжам важно избегать продуктов, содержащих экстракт грибка. Легче всего это сделать, отказавшись от полуфабрикатов и готовой пищи из супермаркетов.

Дрожжи в пище

Все продукты по дрожжесодержанию можно разделить на 3 группы. Первая – пища, в которой при любых обстоятельствах содержатся грибки. Во второй группе продуктов микроорганизмы присутствуют только в определенных условиях. И третья группа – пища, не содержащая это вещество.

К первой группе принадлежат: хлебобулочные изделия, пиво, сидр, кожица фруктов (сливы, виноград), виноградный сок, солодовые напитки, вино, экстракт дрожжей.

Ко второй группе относятся: торты, пончики, фрукты (перезрелые), шоколад (некоторые виды), соевый соус.

Третья группа включает в себя огромное количество продуктов из разных категорий. В частности можно не переживать о наличии дрожжей в яйцах, морепродуктах, разных видах мяса, сырых орехах, бобах, коричневом рисе. Также избежать лишнего потребления дрожжей можно, если во время готовки отказаться от соевого соуса, а уксус заменить лимонным соком.

Продукты содержащие дрожжиСписок продуктов, содержащих дрожжи:

  • все ферментированные (уксус, алкоголь, мисо, соевый соус и т.п.);
  • выпечка;
  • витамины В;
  • пиво;
  • ягоды (ежевика, черника, виноград, клубника);
  • консервированные соки;
  • сыр;
  • сидр;
  • сухофрукты (инжир, курага, изюм);
  • джемы, желе;
  • грибы;
  • обработанное мясо (колбаса, бекон);
  • черный чай;
  • оливки;
  • вино.

Предостережения

Дрожжи могут воздействовать на эффективность некоторых лекарств. Также важно избегать БАДов, содержащих дрожжи лицам с аллергией на продукт или склонным к дрожжевым инфекциям.

Важное замечание для диабетиков: дрожжи могут снижать уровень сахара в крови, так что желательно регулярно следить за своим показателем глюкозы.

Как сделать дрожжи самостоятельно

Наверняка, вы задавались вопросом, из чего делают дрожжи и как происходит этот процесс. Сейчас вы узнаете, как вырастить эти одноклеточные грибы самостоятельно дома.

Пивные

Способ первый. Взять по 1 стакану воды и муки, смешать и оставить на 7 часов. Затем дополнить смесь небольшой ложкой сахара и стаканом живого пива (имеет срок хранения до 2 недель). Оставить на пару часов. Готовые пивные дрожжи хранить в стеклянной емкости в холодильнике.

Способ второй. В стеклянной таре смешать 200 г изюма, молоко, теплую воду и немного сахара. Сосуд плотно накрыть марлей (сложить в 4 слоя и обвязать). Держать в теплом месте 5 дней.

По этим рецептам вы создадите обычные пищевые дрожжи, которые врачи рекомендуют принимать при разных заболеваниях. Этот натуральный продукт поможет при нарушениях метаболизма, нехватке витаминов группы В, болезнях пищеварения, малокровье, атеросклерозе, укрепит организм после гриппов или ангины. Кстати, пивные дрожжи домашнего производства похожи по своему воздействию на медпрепараты, содержащие эти грибки, например гефефитин.

Для выпечки

Пожалуй, такое бывало в каждой хозяйки. Вот захотелось испечь пирогов к ужину, а дрожжей нет. Но это не повод расстраиваться, если знаешь, как приготовить домашние дрожжи в виде закваски.

Способ 1

Из 200 г муки и небольшого количества воды надо замесить комочек из теста, обкатать в муке и оставить на несколько ней. Когда комок подсохнет, затвердеет и станет кислым – можно использовать вместо магазинных дрожжей.

Способ 2

Очистить и отварить 10 картошек, которые еще горячими протереть через сито. Добавить столовую ложку муки, столько же меда и грамм 25 водки. Оставить смесь на 2 суток в тепле. Когда на поверхности образуется пенная шапка, можно использовать закваску для выпечки (брать только пену).

Домашняя дрожжевая косметика

То, что дрожжи действенный компонент во многих средствах для красоты, известно давно. Но не многие знают, что косметику на дрожжах легко приготовить самостоятельно. Не знаете, как это сделать? Читайте наши рецепты.

Дрожжевая маска для тела

Пакетик сухих дрожжей развести в сливках и добавить в смесь 4 столовые ложки меда. Оставить на 20 минут. Наносить на тело и оставлять на 15-20 минут. Смывать теплой водой. Такая маска улучшает кровообращение, стягивает поры, делает кожу упругой и гладкой.

Средство для волос

Маска для волосВ стакане кефира развести столовую ложку пивных дрожжей. Настоять смесь в теплом месте на протяжении нескольких часов. Наносить на волосы и держать около получаса. Такая маска избавит от перхоти.

Дрожжи для лица

Примерно чайную ложку пивных дрожжей развести в небольшом количестве кефира. После того, как смесь немного настоится в теплом месте, и приобретет консистенцию жиденькой сметаны, наносить на кожу лица и держать примерно 20 минут. Это средство избавляет от прыщей, улучшает цвет лица, подходит для жирной кожи.

Интересное о дрожжах:

  1. Оптимальная температура для роста дрожжей – 32.2 градуса по Цельсию, выше 38 градусов – дрожжи гибнут.
  2. Некоторые штаммы грибка после ферментации сбиваются в комки (обычно при пивоварении).
  3. Сухие дрожжи придумали римляне (правда, как часто случалось в истории открытий великих вещей, они тогда еще не понимали, что это сухие дрожжи). Древние ставили пекарские дрожжи (в тесте) на солнце, высушивали, а когда было надо оживляли их сахаром.
  4. Аромат пива определяется дрожжами.
  5. Существует более полтысячи видов дрожжевых грибков.
  6. Еще в 1200 году до н. э. умели печь дрожжевые булки.
  7. Сырьем для дрожжей могут служить хмель, молочная сыворотка, разные травы, апельсины, грейпфруты, медовый напиток.
  8. В лабораторных условиях за 2 недели можно вырастить примерно 100 тонн дрожжевого молока (затем из него делают прессованные, жидкие, сухие дрожжи).

Многие задаются вопросом: «Дрожжи – это грибы или бактерии». И в этом нет ничего странного, ведь еще сравнительно недавно ученые и сами не знали ответа на этот вопрос. Сегодня же ведутся другие дискуссии о том, насколько безопасно принимать дрожжи. И снова-таки ответ до банальности прост: безопасно, если в меру.

Источник: FoodandHealth.ru

Дрожжевые клетки (рис. 16) имеют овальную, круглую, эллиптическую форму. Снаружи клетка покрыта оболочкой 1, под которой находится цитоплазматическая мембрана 2. Оболочка состоит из глюкана, азотосодержащих веществ и липидов. Она придает форму клетке, здесь осуществляется почкование. Оболочка функционирует как фильтр, пропускающий питательные вещества внутрь клетки и выводящий из клетки продукты обмена. Цитоплазматическая мембрана имеет белково-липидную природу. Она регулирует обмен питательных веществ и метаболитов, благодаря избирательной проницаемости. Проницаемость цитоплазматической мембраны активная: в первую очередь в клетку проходят легкоусвояемые вещества, даже если размер их молекул превышает размер молекул менее усвояемых веществ. Внутри клетки находится ядро 3, окруженное двойной пористой мембраной. Ядро регулирует и направляет процессы, обеспечивающие рост и размножение дрожжей. Ядро — хранилище генетической информации. Содержит ДНК, белки и ферменты, связанные с образованием ДНК и РНК. Основой клетки является цитоплазма 9, в которой находятся структурные элементы клетки: рибосомы 6, митохондрии 7, вакуоли 5. Рибосомы — мельчайшие частицы клетки, в них происходит синтез белка. Митохондрии — энергетические центры клетки, в которых осуществляется образование АТФ. Вакуоли 5 — полости, заполненные клеточным соком. Клеточный сок — водный раствор солей, углеводов, белков, жиров и ферментов. Чем старше клетка, тем больше в ней вакуолей. В дрожжевой клетке имеются также включения гликогена — резервного питательного вещества. На поверхности клетки в результате отпочкования дочерних клеток от материнской образуются рубцы 8.

Дрожжи имеют ядро

 

Рис. 16. Строение дрожжевой клетки:

1 — оболочка; 2 — цитоплазматическая мембрана; 3 — ядро; 4 — включения гликогена; 5 — вакуоли;

6 — рибосомы; 7 — митохондрии; 8 — рубец; 9 — цитоплазма

 

 

Величина клеток зависит от возраста и физиологического состояния дрожжей. Чаще всего клетки имеют длину 9-11 мкм и ширину 5-7 мкм.

Химический состав дрожжей зависит от расы, состава питательной среды и физиологического состояния дрожжей. Отпрессованные дрожжи содержат 24-30 % сухих веществ и 76-70 % воды. Сухие вещества дрожжей на 90-95 % состоят из органических веществ, в состав которых входят азотистые вещества (35-65 %), безазотистые экстрактивные вещества (20-63 %), жир (2-5 %), минеральные вещества (5-11 %).

Азотистые вещества дрожжей представлены главным образом дрожжевыми белками, важнейшими из которых являются зимоказеин и церевизин. Основной представитель углеводов дрожжей — гликоген. Гликоген по химическому строению сходен с амилопектином крахмала, но имеет большую молекулярную массу и более компактную молекулу. Его содержание колеблется от 0 до 40 % массы сухих веществ и зависит от состава питательной среды. Запасным веществом дрожжей является жир, которого больше в старых клетках. Главные элементы минеральных веществ дрожжей — фосфор и калий. Фосфор входит в состав промежуточных продуктов спиртового брожения, а калий активизирует деятельность некоторых дрожжевых ферментов, а также оказывает решающее влияние на биосинтез белков и углеводов.

Дрожжевая клетка содержит большое количество ферментов, которые обеспечивают ее жизненные функции, участвуя в процессах дыхания, брожения, гидролиза и синтеза. Ферменты клетки подразделяются на эндо- и экзоферменты. Эндоферменты проявляют свое действие только внутри клетки. К ним относится, например, мальтаза, ферменты брожения и дыхания. Экзоферменты выделяются из клетки и действуют вне ее. Они предназначены для начальных этапов использования дрожжами питательных веществ. К ним относятся некоторые дрожжевые пептидазы и β-фруктофуранозидаза.

Дрожжи богаты витаминами группы В, содержат никотиновую кислоту, эргостерин, биотин и др.

Метаболизм дрожжевой клетки

Метаболизм — это обмен веществ дрожжевой клетки. Для роста и размножения клетка нуждается в питательных веществах, растворимых в воде. Эти вещества клетка потребляет и преобразует в необходимые для построения дрожжевых белков, углеводов, жиров, резервных веществ. Потребление и преобразование питательных веществ — ассимиляция сопровождается затратой энергии. Необходимая энергия образуется в клетке в результате диссимиляции — процессов преобразования и распада веществ, которые сопровождаются выделением энергии. Энергия накапливается в клетке в виде АТФ. Основными процессами образования в клетке АТФ являются дыхание и брожение. В анаэробных условиях пивоварения энергия в клетке образуется в результате спиртового брожения.

Для жизнедеятельности дрожжам необходимы углеводы, азотосодержащие и минеральные вещества, витамины, жирные кислоты.

Углеводы используются дрожжами как источник питания и источник энергии. Питание заключается в усвоении углеводов, их расщеплении и последующем синтезе в структурные элементы клетки (глюкан) и резервные вещества (гликоген). На эти цели расходуется примерно 2 % сахаров сусла. Основная доля сахаров подвергается спиртовому брожению, в результате которого в клетке накапливается энергия. При сбраживании сахаров образуется этиловый спирт и углекислый газ, которые, как продукты метаболизма, угнетающе действуют на дрожжи, но являются основными технологически важными веществами, превращающими сусло в пиво. Углеводы сбраживаются в определенной последовательности, обусловленной скоростью проникновения их в дрожжевую клетку. В первую очередь сбраживается глюкоза и фруктоза. Сахароза предварительно гидролизуется β-фруктофуранозидазой до глюкозы и фруктозы, которые быстро потребляются дрожжами в начале брожения. После усвоения глюкозы и фруктозы дрожжи начинают потреблять мальтозу, а затем — мальтотриозу. Для нормального протекания брожения в сусле должно содержаться достаточное количество легкосбраживаемых углеводов.

Для синтеза компонентов, обеспечивающих рост и размножение, дрожжам необходимы источники ассимилируемого азота. Дрожжи могут усваивать как органический, так и неорганический азот. Дрожжи потребляют аммиачный азот в виде фосфатов и сульфатов аммония, аминокислоты, пептиды, пуриновые и пиримидиновые основания. Главную роль в азотистом обмене дрожжевой клетки играет прямая ассимиляция аминокислот сусла, обеспечивающая 70 % ассимилируемого азота. При достаточном содержании в сусле аминного азота наблюдаются быстрый рост дрожжей, высокая скорость сбраживания и низкое содержание в пиве высших спиртов. Аминокислоты потребляются дрожжами в определенной последовательности. В первую очередь ассимилируются такие кислоты, как аспарагин, серин, треонин и лизин, а последними потребляются аланин и пролин.

Размножение дрожжей

Размножение — увеличение в среде числа дрожжевых клеток.

Дрожжи размножаются почкованием. При этом на материнской клетке образуется почка, которая вырастает в дочернюю клетку. При неблагоприятных условиях дрожжи могут образовывать споры, которые впоследствии прорастают, образуя новые дрожжевые клетки. Пивное сусло содержит все необходимые вещества для размножения дрожжей, поэтому они размножаются только почкованием.

Размножение дрожжей при сбраживании сусла проходит в несколько этапов. Кривая роста имеет обычную для развития микроорганизмов S-образную форму, на которой можно выделить 4 фазы: латентную, логарифмическую, стационарную и фазу затухания. На латентной фазе дрожжи приспосабливаются к питательной среде и подготавливаются к размножению. Логарифмическая фаза характеризуется максимальной скоростью размножения дрожжей. На стационарной фазе скорость размножения и скорость отмирания дрожжей уравновешиваются, и число клеток остается без изменения. При снижении количества питательных веществ и увеличении в среде концентрации продуктов обмена размножение дрожжей прекращается, наступает фаза затухания.

Количество дрожжей в конце главного брожения увеличивается в 3-4 раза.

На размножение дрожжей влияет состав питательной среды. Способствуют размножению сахара, аминный азот, кислород сусла и замедляют размножение продукты метаболизма, такие как этиловый спирт и диоксид углерода. Процесс размножения существенно интенсифицируется при увеличении температуры брожения и при перемешивании бродящей среды. На размножение влияет рН сусла. Максимальное размножение низовых дрожжей наблюдается при рН 4,8-5,3. Замедляют размножение высокие концентрации сбраживаемых сахаров.

Флокуляция дрожжевых клеток

Флокуляция (агглютинация) — способность дрожжевых клеток собираться в хлопья. От флокуляционной способности дрожжей зависит степень сбраживания и скорость осветления пива. По способности флокулировать пивные дрожжи сгруппированы в 4 класса: пылевидные дрожжи, флокулирующие дрожжи первого класса, флокулирующие дрожжи второго класса, флокулирующие дрожжи третьего класса. Пылевидные дрожжи медленно образуют хлопья, состоящие из 10 и менее клеток. Флокулирующие дрожжи первого класса образуют хлопья, состоящие примерно из 1000 клеток, после сбраживания 2/3 экстракта. Флокулирующие дрожжи второго класса после сбраживания 2/3 экстракта образуют хлопья, содержащие несколько тысяч клеток. У флокулирующих дрожжей третьего класса процесс флокуляции начинается на ранних стадиях брожения. При производстве пива низового брожения используют флокулирующие дрожжи первого и второго класса.

В настоящее время существуют три гипотезы, объясняющие флокуляцию дрожжевых клеток.

Первая гипотеза предполагает, что флокуляция дрожжей связана с образованием ионных связей между ионами Са+2 сусла и ионами СООбелков двух соседних клеток. Эта структура дополнительно стабилизируется образованием водородных связей.

Вторая гипотеза объясняет флокуляцию образованием перекрестных соединений ионов Са+2 сусла с двумя фосфоманнановыми единицами соседних клеток. Водородные связи усиливают этот процесс. Маннано-белковый комплекс образует поверхностный слой дрожжевой клетки. Обнаружено, что у флокулирующих дрожжей комплекс более фосфорилирован, чем у нефлокулирующих.

Третья гипотеза (гипотеза Калюжного) предполагает, что клетки дрожжей окружены водной оболочкой и ионной сферой. При брожении под воздействием дегидратирующих веществ, таких как спирт, клетки теряют водную оболочку, в результате чего уменьшается их ионная сфера и электрический заряд. При этом уменьшается сила отталкивания клеток и создаются условия для объединения их в агломераты.

На способность дрожжей к флокуляции влияют внутренние и внешние факторы. Внутренние — это генетическая природа дрожжей. Каждый штамм дрожжей характеризуется индивидуальной способностью к флокуляции. К внешним факторам относятся: состав сусла, температура брожения и рН среды, количество и качество семенных дрожжей. Преждевременной флокуляции способствует несбалансированный состав сусла: недостаток в нем аминного азота, сбраживаемых сахаров, ростовых веществ. Флокуляции способствуют низкая температура и увеличение нормы засева дрожжей, снижение рН до 4,3-4,0. На начальных этапах брожения следует избегать флокуляции, а в конце — способствовать этому процессу. Действенным технологическим фактором, управляющим флокуляцией, является температура.

Автолиз дрожжей

Автолиз — процесс саморастворения дрожжей под действием собственных ферментов. Начинается при отмирании клетки, когда прекращают действовать ферменты дыхания и брожения, но активизируются гидролитические ферменты. Происходит распад белковых веществ, углеводов, жиров, фосфорных соединений. Продукты распада выделяются в среду, изменяя вкус и свойства пива. При незначительном автолизе появляется дрожжевой привкус, при сильном — горький, мясной. Продукты автолиза снижают коллоидную стойкость пива и его пенистые свойства. Дрожжи могут отмирать и при вполне благоприятных условиях, но автолитические процессы усиливаются при недостатке в среде питательных веществ и повышенной температуре. Легко подвергаются автолизу осадочные дрожжи при несоблюдении условий их хранения. Стойкость к автолизу индивидуальна у отдельных штаммов дрожжей.

Штаммы (расы) дрожжей

В пивоварении применяют дрожжи верхового и низового брожения. Дрожжи верхового брожения отличаются мелкими размерами клеток и относятся к пылевидным дрожжам. На стадии интенсивного брожения выделяются на поверхности бродящей среды в виде пены и остаются в таком виде до конца брожения. Далее они медленно оседают, образуя на дне бродильного аппарата рыхлый слой. Дрожжи низового брожения относятся к хлопьевидным дрожжам. Во время главного брожения находятся в слое сусла, а в конце процесса быстро оседают на дно бродильного аппарата, образуя плотный осадок. Дрожжи низового брожения, по сравнению с дрожжами верхового брожения, более устойчивы к автолизу, дают хороший прирост биомассы, обладают более низкой бродильной активностью, образуют в пиве меньше диацетила и высших спиртов, что положительно сказывается на его качестве. Низовые дрожжи полностью сбраживают раффинозу, так как содержат необходимые ферменты для расщепления раффинозы сначала под действием β-фруктофуранозидазы на фруктозу и мелибиозу, а затем под действием мелибиазы на глюкозу и галактозу. Дрожжи верхового брожения сбраживают рафинозу лишь на 1/3, так как не имеют мелибиазы. В отечественном пивоварении применяют в основном дрожжи низового брожения.

Пивные дрожжи подразделяются на расы, отличающиеся друг от друга по размеру и форме клеток, скорости и степени сбраживания сусла, по способности к флокуляции и интенсивности редукции диацетила.

Бродильную активность дрожжей (V) определяют по степени сбраживания (в %) следующим образом:

 

V = [(E – e) · 100] / E, (6)

 

где Е — масса сухих веществ в начальном сусле, %;

е — экстракт пива, %.

 

По степени сбраживания дрожжи делятся на высокосбраживающие (степень сбраживания 90-100 %), среднесбраживающие (80-90 %), низкосбраживающие (менее 80 %).

В России используются следующие штаммы дрожжей: отечественные (776, 11, 44, 41, S-Львовская, 8а (М), Ф-2, 70, 129, 140, 145, 146, 148, Н, 919, М-И-Х1, М-И-ХП) и зарубежные (Р, F — чешские; 34, 308, 69, Rh — немецкие). Некоторые заводы применяют датские и финские штаммы дрожжей. Штаммы хранятся в коллекциях Всесоюзного научно-исследовательского института пивобезалкогольной и винодельческой промышленности (ВНИИПБ и ВП), МГУПП (Москва), в Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии и технологии дрожжей, в Воронежской государственной технологической академии.

К сильносбраживающим относятся штаммы дрожжей 11, 8а (М), 129, 70, 145, Н, 148, F-чешская, 34, 308, Rh. Штаммы 776, 41, 44, S-Львовская, Р-чешская относятся к среднесбраживающим.

К наиболее востребованным отечественным расам относится раса 11. Это быстро- и глубокосбраживающая раса, не требовательна к качеству сырья, с хорошей способностью к флокуляции и редукции диацетила. При использовании данной расы получается пиво с полным чистым вкусом.

Дрожжи расы 776 относятся к среднесбраживающим и хорошо зарекомендовали себя при переработке несоложеного сырья. Обладают средней флокуляционной способностью. Данный штамм отличается высоким приростом биомассы дрожжей. Пиво имеет удовлетворительный вкус, резкую хмелевую горечь.

Дрожжи F-чешской расы быстро и глубоко сбраживают сусло, хорошо флокулируют и осветляют пиво, придают ему специфический приятный аромат, устойчивы к инфекции и автолизу.

Штаммы 8а (М) и Ф-2 позволяют значительно (на 2 суток) сократить продолжительность главного брожения. Могут применяться на тех заводах, где бродильное отделение является «узким» местом. Позволяют получать хорошо осветленное пиво с чистым вкусом. Дрожжи штамма Ф-2 способны сбраживать мальтотетраозу и низкомолекулярные декстрины.

Немецкие штаммы 34 и 308 быстро и глубоко сбраживают сусло, устойчивы к инфекции и высоким концентрациям спирта. Обеспечивают хорошее осветление пива после дображивания и придают ему чистый, мягкий вкус. Пиво характеризуется высокой, компактной, долго удерживающейся пеной. Однако данные расы прихотливы к качеству сырья. При использовании солода удовлетворительного качества могут наблюдаться остановка брожения или плохое оседание дрожжей.

Для сбраживания плотного сусла необходимы штаммы, устойчивые к осмотическому и этанольному стрессам. К таким дрожжам относятся штаммы 145 и Rh.

Расы дрожжей по отношению к количеству растворенного в сусле кислорода делятся на кислородозависимые и кислородонезависимые. Например, дрожжи расы 11 кислородонезависимые, а штамм 8а (М) требует дополнительной аэрации.

 

Разведение чистых культур дрожжей (ЧКД)

Под разведением ЧКД понимают увеличение массы дрожжей определенной маркировки до количества, необходимого для внесения в бродильный аппарат. Дрожжевые клетки определенного штамма получают из коллекций чистых культур в пробирках на косом сусло-огаре.

Процесс разведения ЧКД состоит из двух стадий: лабораторной и производственной.

Лабораторная стадия

В заводской лаборатории чистую культуру дрожжей из пробирки в боксе над пламенем горелки переносят петлей в колбу, содержащую 20 см3 стерильного охмеленного сусла с массовой долей сухих веществ 11-13 %. Первая стадия размножения дрожжей протекает при температуре 20-23 ºС и продолжается 24-36 часов. Затем проводят при последовательных пересевах дрожжевой разводки стадии высоких завитков на свежее стерильное сусло, увеличивая каждый раз объем среды в пять раз: 20 см3 → 100 см3 → 500 см3 → 2500 см3. Процесс брожения на каждой стадии проводят в холодильнике при температуре 8-10 ºС в течение 36-48 часов. Последняя лабораторная стадия протекает в медной колбе Карлсберга, где объем бродящей среды составляет 10 дм3 при температуре 7-8 ºС в течение 5-6 суток.

Производственная стадия

Осуществляется в специальном отделении завода — отделении чистой культуры, которое оборудовано установкой для разведения ЧКД. Используются установки разных систем: Ганзена, Линднера, Коблитца, Грейнера. Наиболее распространены установки Грейнера (рис. 17).

 

Дрожжи имеют ядро

Дрожжи имеют ядро

 

Рис. 17. Установка Грейнера:

1 — стерилизатор; 2 — бродильный цилиндр; 3 — сосуд для засевных дрожжей;

4 — резервуар предварительного брожения

 

Установка состоит из стерилизатора 1, бродильных цилиндров 2, число которых изменяется в зависимости от количества используемых рас дрожжей, сосудов для засевных дрожжей 3 и резервуара предварительного брожения 4.

Емкость отдельных элементов установки и количество установок зависят от мощности пивзавода. Для завода мощностью 4 млн. дал принимают две установки Грейнера со следующей вместимостью элементов: объем стерилизатора — 720 дм3, бродильного цилиндра — 360 дм3, резервуара предварительного брожения — 4000 дм3, сосуда для засевных дрожжей — 20 дм3.

Установка моется и стерилизуется 30 минут паром. В стерилизатор из сусловарочного котла или из гидроциклонного аппарата подается горячее охмеленное сусло и кипятится 1 час с периодической подачей стерильного сжатого воздуха для перемешивания. Далее сусло охлаждают до 8 ºС и передавливают в бродильный цилиндр, куда через специальный кран задают ЧКД из колбы Карлсберга. Брожение ведут трое суток при температуре 8 ºС. К концу брожения подают сусло в резервуар предварительного брожения, стерилизуют 1 час и охлаждают до 8 ºС. Часть дрожжей из бродильного цилиндра отбирают в сосуд для засевных дрожжей и используют в последующих циклах разведения вместо дрожжей лабораторной стадии. Основную массу дрожжей из бродильного цилиндра передают в резервуар предварительного брожения и ведут брожение трое суток при температуре 8 ºС.

Из отделения ЧКД содержимое резервуара предварительного брожения перекачивают в бродильное отделение в аппарат предварительного брожения вместимостью 1000 дал, куда наливают 300 дал заводского охмеленного сусла температурой 5-7 ºС. Через 12 часов брожения доливают чан до полного объема и через 6 часов содержимое перекачивают в аппарат главного брожения и ведут процесс обычным способом. Полученные после сбраживания дрожжи являются дрожжами первой генерации.

Источник: lektsia.com

Строение дрожжевой клетки

Дрожжи имеют достаточно сложную структур­ную организацию, типичную для эукариотных организмов. Они имеют сходное с мицелиальными грибами строение клетки, но имеются и не­которые различия (рис.23).

Клеточная стенка дрожжей, в отличие от грибов, на 60-70 % со­стоит из полисахаридов глюкана и маннана, связанных с белками и липидами, и лишь небольшое количество (1-3 %) составляет хитин, ко­торый вкраплен в стенку в виде гранул. У ряда дрожжей в определен­ных условиях могут образовываться слизистые капсулы различной толщины полисахаридной природы. Клетки таких дрожжей могут склеиваться друг с другом, образовывать хлопья и оседать на дно сосу­дов, в которых они развиваются.

Дрожжи имеют ядро

Рис.23 Схема строения дрожжевой клетки:

1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 • ядрышко;

4 — ядро; 5 — жировые капли; 6 — митохондрии; 7 — вакуоль; 8 — гранулы

полифосфата; 9 — эндоплазматическая сеть; 10 — аппарат Гольджи;

11 — почковый рубец; 12 — рибосомы; 13 – цитоплазма

Клетки дрожжей, как и грибов, имеют хорошо развитый мембранный аппарат — ЦПМ, эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии. Имеются вакуоли и включения запасных питательных веществ: липиды (особенно их много у дрожжей-продуцентов липидов), гликоген, метахроматин. Клеточные структуры дрожжей выполняют те же функции, что и у грибов.

Размножение и классификация дрожжей

Дрожжи размножаются вегета­тивно и спорами, образующимися бесполым и половым путем. Способ размножения является важным признаком для классификации дрожжей. Наиболее распространенным способом вегетативного раз­множения является почкование. При почковании на поверхности мате­ринской клетки возникает маленький бугорок — почка, которая посте­пенно увеличивается почти до размеров материнской клетки и превра­щается в дочернюю клетку.

Она отделяется от материнской, оставляя на месте прикрепления рубец. На этом месте почка больше не образуется. Может образовы­ваться одна почка (полярное почкование), две почки на разных концах материнской клетки (биполярное почкование), в нескольких местах по­верхности материнской клетки (множественное почкование). Если при почковании вновь возникающие клетки не отделяются друг от друга, то образуется псевдомицелий. Псевдомицелий характерен для пленча­тых дрожжей. Размножение почкованием характерно для дрожжей овальной и округлой формы.

Размножение делением, характерное для дрожжей цилиндри­ческой формы, встречается реже. В результате этого процесса в клетке образуется поперечная перегородка — септа.

У дрожжей лимоновидной формы наблюдается так назы­ваемое почкующееся деление, при котором на широком основании формируется почка, процесс заканчивается появлением хорошо замет­ной септы в районе перешейка.

Любому вегетативному способу размножения предшествует митотическое деление ядра, при этом одно из вновь образовавшихся ядер вместе с цитоплазмой и частью клеточных структур переходят в дочер­нюю клетку и получают возможность самостоятельно существовать.

Бесполое и половое размножение связано с формированием спе­циализированных репродуктивных структур. При половом размноже­нии их появлению предшествует слияние клеток и последующее объ­единение ядер, при бесполом размножении предварительное слияние клеток и ядер не происходит.

Половое размножение большинства дрожжей связано с образо­ванием асков (сумок) и аскоспор. Образованию аскоспор предшествует копуляция (слияние содержимого двух клеток и их ядер). Образуется зигота, в которой затем формируются споры: ядро делится мейозом, вокруг новых ядер уплотняется цитоплазма, и они покрываются плот­ной оболочкой. Такие дрожжи относятся к классу аскомицетов. Ас­коспоры могут образовывать только молодые клетки на полноценной питательной среде и перенесенные в условия голодания, плохого снаб­жения кислородом и влагой. У различных видов дрожжей в аске об­разуется 2 — 4, а иногда 8 спор. При спорообразовании замедлен обмен веществ и жизнедеятельность клеток. Такое состояние обеспечи­вает их выживаемость в условиях, неблагоприятных для вегетативного размножения.

Аскоспоры устойчивы к действию высокой температу­ры, высушиванию, но они менее термостабильны, чем бактериальные споры, и погибают при температуре 60°С. При условиях, благоприят­ных для вегетативного развития, на свежей питательной среде споры прорастают и снова размножаются вегетативно. Аскоспоры у дрожжей могут быть овальными, круглыми, бобовидными, игловидными, шлемовидными и т.д. Как и споры грибов, споры дрожжей выполняют двойную функцию: служат для перенесения неблагоприятных условий, но главное, в отличие от эндоспор бактерий, они служат для размно­жения.

Поскольку дрожжи по существу являются одноклеточными немицелиальными грибами, они включены в классификацию грибов. В отдельную систематическую единицу они не выделены, а распределены по

Дрожжи имеют ядро

Рис.24 Мицелиальные формы дрожжей:

1-псевдомицелий; 2- истинный мицелий;

а — артоспоры; б – эндоспоры.

трем классам грибов –Ascomycetes, Basidiomycetes и Deuteromycetes.

Для микробиологии пищевых производств имеют значение лишь аскомицетовые и несовершенные дрожжи. Между этими дрожжами имеется, принципиальное различие: у аскомицетовых дрожжей есть половой процесс, и они вызывают энергичное спиртовое брожение. Несовершенные дрожжи полового процесса не имеют и, как правило, вызывают слабое спиртовое брожение или вообще его не вызывают.

Аскомицетовые дрожжи включают примерно 2/3 дрожжей. Среди них наибольшее практическое значение имеют сахаромицеты, объединяющие более половины известных родов дрожжей. Особо важная роль принадлежит роду Saccharomyces, все виды которого вызывают энергичное спиртовое брожение. Дрожжи этого рода размножаются бесполым способом (почкование) и с помощью аскоспор.

В пищевых производствах наиболее широко используются два вида дрожжей этого рода: Saccharomyces cerevisiae (крупные овальные клетки) в производстве этилового спирта, пива, кваса и в хлебопечении и Saccharomyces ellpsoideus (крупные эллиптические клетки) — их используют преимущественно в виноделии. В каждом из указанных производств применяют свои, обладающие наиболее ценными производственными свойствами, специфические расы (разновидности) данных видов дрожжей.

К аскомицетовым дрожжам относятся и другие роды дрожжей. Это род Schizosaccharomyces, клетки которых имеют палочковидную форму и размножаются делением или с помощью аскоспор, образующихся в результате полового размножения. Дрожжи этого рода вызывают спиртовое брожение. Вид Schizosaccharomyces pombe используется в бродильной промышленности в странах с жарким климатом, например в Африке, где производят пиво сорта «Помбе». Дрожжи рода Saccharomycodes (сахаромикоды) имеют крупные клетки лимоновидной формы. Они размножаются почкующимся делением на обоих концах клетки (биполярно) и с помощью аскоспор, которые располагаются парами и образуются половым путем. Эти дрожжи вызывают спиртовое брожение, однако они являются вредителями в виноделии, так как образуют продукты, придающие винам неприятный прокисший запах.

Некоторые аскомицетовые дрожжи используются в микробиологической промышленности для получения липидов и витаминов.

Дрожжи класса Deuteromycetes(несовершенные дрожжи). Они не образуют спор, поэтому эти дрожжи часто называют аспорогенными. Размножаются они почкованием. Несовершенные дрожжи вызывают либо слабое брожение, либо не вызывают его вообще, поэтому их часто называют несахаромицетами.

Многие из них являются причиной порчи пищевых продуктов и являются вредителями ряда пищевых производств. Однако некоторые из несовершенных дрожжей нашли полезное практическое применение. Среди несовершенных дрожжей наибольшее значение имеют роды Candida, Torulopsis и Rhodotorula.

Дрожжи рода Candida имеют удлиненную форму клеток, сочетания которых образуют примитивный псевдомицелий. Многие из них не вызывают спиртовое брожение и являются вредителями в бродильных производствах (например, Candida mycoderma), так как, будучи аэробами, окисляют спирт до диоксида углерода и воды. Другие представители рода Candida являются вредителями в дрожжевом производстве, снижают качество хлебопекарных дрожжей, так как относятся к слабосбраживающим видам. Некоторые из них вызывают порчу квашенных овощей, безалкогольных и ряда других напитков и продуктов. Среди этих дрожжей имеются патогенные виды, вызывающие кандидозы, поражающие слизистые оболочки ротовой полости, носоглотки и других органов человека. Различные виды дрожжей рода Candida используются для получения кормового белка и белково-витаминных концентратов (БВК).

Дрожжи рода Torulopsis имеют мелкие круглые или овальные клетки. Многие виды способны вызывать слабое спиртовое брожение и используются в производстве кефира и кумыса. Некоторые применяются для промышленного получения кормового белка.

Дрожжи рода Rhodotorula имеют круглые, овальные или удлиненные клетки, последние образуют псевдомицелий. Колонии таких дрожжей красные и желтые благодаря наличию пигментов — каротиноидов, являющихся провитамином А. Эти дрожжи используются для промышленного получения кормовых белково-витаминных концентратов, которые служат источником жирорастворимого витамина А для животных. Другие представители этого рода накапливают в клетках много липидов и используются в микробиологической промышленности как продуценты липидов.

Вирусы

В природе имеются формы более мелкие, чем бактерии, не имеющие клеточного строения. К ним относятся вирусы и фаги, поражающие клетки животных, растений и микроорганизмов. Особенность их паразитизма заключается в том, что они действуют на генетическом уровне. Не обладая свойственной любой клетке способностью к синтезу ДНК, они внедряют в клетку свой генетический материал, в результате чего клетка начинает синтезировать вирусные частицы.

Вне клетки вирусы существуют в виде вирионов — вирусных частиц, находящихся в покоящемся состоянии. Вирионы обнаруживаются в воздухе, почве, природной сточной воде. Размер, форма и химический состав вирионов очень разнообразны. В вирусной частице различают две основные структуры: белковую оболочку — капсид и генетический материал вируса, представленный молекулой ДНК или РНК.

Вирусы, «поражающие микроорганизмы, называются фагами (буквально «фаг» — пожиратель). Бактериофаги паразитируют в клетках бактерий.

Размеры фагов колеблются от 40 до 140 нм. Бактериофаги имеют вид многогранной головки со стержнем (рис.25), покрытый снаружи белковой оболочкой. Внутри стержня имеется канал. Головка фага заполнена молекулой ДНК. У основания стержня имеется базальная пластинка с шипами и нитями.

Воздействие фага на бактериальную клетку происходит в несколько стадии: фаговая частица с помощью базальной пластинки с зубцами и нитями адсорбируется на поверхности бактериальной клетки; затем фаг действует как шприц, когда в результате сокращения головки стержень проходит через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану бактерии и впрыскивает свою ДНК внутрь клетки. Фаговая ДНК перестраивает механизм обмена бактерии, в результате в ней начинают синтезироваться частицы фага. Через определенное вре­мя все содержимое клетки превращается в зрелые фаговые частицы, клеточная стенка бактерии растворяется, и фаги выходят наружу.

Бактериофаги наносят большой вред в молочной промышлен­ности (производстве сыров, творога, сметаны) и в производстве марга­рина. Они поражают в основном молочнокислые стрептококки заква­сок для получения этих продуктов. Под влиянием бактериофага клетки стрептококков лизируют (растворяются) и погибают. В антибиоти­ческой промышленности актинофаги лизируют производственную культуру актиномицетов – продуцентов антибиотиков.

Дрожжи имеют ядро

Рис.25 Схема строения фага:

1 – головка, содержащая нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК);

2 – полый стержень; 3 – отросток; 4 – базальная пластина;

5 — шипы и нити отростка

В медицине бактериофаги применяются для лечения некоторых заболеваний, например дизентерии.

Источник: StudFiles.net

Неузнанная жизнь

Не будь они так распространены, судьбоносная встреча человека с дрожжами могла и не случиться, и кто знает, как это повлияло бы на развитие человеческой цивилизации. А так, благодаря тому что дрожжи живут и на злаковых культурах, и на шишечках хмеля, пиво стало одним из древнейших пищевых продуктов — его варили, видимо, еще 10 000 лет назад. Позже, во II тысячелетии до н.э. появилось дрожжевое тесто. Оба продукта метаболизма дрожжей пришлись человечеству весьма кстати: алкоголь стал одним из древнейших и популярнейших в мире наркотиков, а углекислый газ насыщал пиво пузырьками и отлично разрыхлял тесто, придавая ему пышность и увеличивая его в объеме.

Как, наверно, многие знают, дрожжи — это грибы, но грибы необычные. В отличие от мухоморов и сыроежек, они не образуют специфического вегетативного тела — мицелия — и существуют в одноклеточной форме. Всего дрожжей насчитывается около 1500 видов, и они относятся к двум большим группам — аскомицеты и базидиомицеты.

Дрожжи имеют ядро Процесс размножения дрожжевых клеток состоит из нескольких лабораторных и промышленных этапов. Из пробирки емкостью 10 мл, заключающей в себе небольшую популяцию дрожжевых клеток в окружении стерильной среды, в итоге получается несколько десятков тонн дрожжей.

Используя дрожжи тысячелетиями, люди до сравнительно недавнего по историческим меркам времени даже не подозревали, с чем они, собственно, имеют дело. Дрожжи сумел разглядеть в микроскоп Антони ван Левенгук в 1680 году, но так и не понял, что перед ним живые организмы. Доказать связь спиртового брожения с жизнедеятельностью микроскопических грибов сумел лишь Луи Пастер в 1857 году.

Все это, однако, не помешало на протяжении тысячелетий улучшать культуры дрожжей путем сохранения удачных заквасок. Стихийная селекция сменилась направленной (как раз после открытия Пастера), и сегодня над совершенствованием штаммов дрожжей работают лаборатории научных институтов и пищевых компаний.

Дрожжи имеют ядро

Грибы в банке

Если виноделием и пивоварением в домашних условиях занимаются лишь отдельные энтузиасты, то хлебопечение с использованием дрожжей случается время от времени почти в каждом доме, поэтому именно хлебопекарные дрожжи являются для всех нас наиболее интересным продуктом. О том, как разрабатываются и производятся хлебопекарные дрожжи, а также о некоторых связанных с ними мифах «ПМ» поговорила с Виталием Высоцким — директором Воронежского дрожжевого завода, входящего в группу Lesaffre.

«Селекцией и исследованиями штаммов дрожжевых культур занимается особое научное подразделение группы Lesaffre, — говорит Виталий Высоцкий. — Одни культуры могут хорошо работать, например, со сдобным тестом, другие — с иными видами теста. Штаммы дрожжевых клеток воспроизводят в чистом виде. Это ноу-хау компании, и их образцы хранятся при низких температурах в специальном банке-хранилище в городе Марк-ан-Бароль. Именно из этого хранилища на предприятия группы поступают пробирки, содержащие охлажденную стерильную (то есть очищенную от других микроорганизмов) среду и всего несколько граммов дрожжевых клеток точно идентифицированного вида. Производство дрожжей заключается в том, что путем нескольких этапов размножения небольшая популяция дрожжевых клеток из пробирки порождает дрожжи в товарных количествах (сотни тонн)».

Принуждение к размножению

Популяция грибов претерпевает несколько стадий размножения. Первые две проводятся в стерильных условиях лаборатории. Сначала из 10 мл получается 500 мл. Потом из 500 мл — 10 л среды, содержащей дрожжевые клетки.

Дрожжи имеют ядро

Эти 10 л уже попадают на производственный участок. Начальный этап состоит в производстве чистой культуры — так называемых материнских дрожжей, сбор которых составляет уже несколько сотен килограммов. Далее в ходе первой генерации и товарной генерации дрожжевая масса увеличивается до нескольких десятков тонн.

Интересно, что процесс производства дрожжей находится в своего рода противофазе по отношению к их практическому применению. «У дрожжей есть как аэробный, так и анаэробный способы жизнедеятельности, — объясняет Виталий Высоцкий. — В отсутствие кислорода (как, например, в тесте или жидкости) организм дрожжевой клетки нацелен на выживание, а не на размножение. Именно в этой фазе клетка выделяет большое количество алкоголя и углекислого газа, так что по‑настоящему полезен для нас как раз анаэробный способ. Однако при производстве дрожжей надо, чтобы клетки активно размножались, а для этого им необходимы не только питательные вещества, но и кислород».

Дрожжи, в частности грибы из семейства сахаромицетов, которые используются в хлебопечении, размножаются вегетативным образом при помощи почкования. Сначала появляется вырост на материнской клетке, затем происходит митотическое деление ядра, образование клеточной стенки и отделение клеток друг от друга. На материнской клетке остается шрам от почкования, что позволяет определить ее возраст. Обычно материнская клетка может образовывать 20−30 почек.

Дрожжи имеют ядро

Процесс производства — это создание и контролирование благоприятных условий для размножения дрожжей. Эти условия — наличие достаточного питания и доступ кислорода. Основными источниками питания для дрожжей служат легкоусвояемые сахара, то есть глюкоза, мальтоза, сахароза, галактоза. Также нужны минеральные вещества, витамины, чтобы клетка имела все необходимое для строительства почки.

Следовательно, для производства дрожжей надо подготовить питательную среду, поместить в нее дрожжи и, по мере того как дрожжи будут поглощать вещества из питательной среды, добавлять питание и продувать всю эту массу кислородом воздуха. Когда масса заполнит целиком емкость, процесс необходимо остановить и провести сепарацию — отделить дрожжевые клетки от среды. После этого остается лишь процесс формирования конечного продукта.

Традиционным конечным продуктом у нас в России, да и вообще в мире, являются прессованные дрожжи. Как правило, это брикеты, состоящие из дрожжевых клеток, очищенных от среды, где они росли, и прошедших специальную промывку и фильтрацию в вакуум-фильтрах. Брикетированные дрожжи содержат в себе 32% дрожжевых клеток и 68% воды.

Дрожжи имеют ядро Дрожжи выпускаются в трех видах: традиционные прессованные (на фото), жидкая суспензия (дрожжевое молоко) и сушеные. С точки зрения потребительских свойств разницы между ними практически нет, но российские хлебозаводы предпочитают жидкие и прессованные дрожжи, а сушеные удобнее в быту.

При производстве сушеных гранулированных дрожжей технология размножения аналогична, правда, при этом используются другие штаммы — те, что более устойчивы к финальной стадии производства — сушке. Сушка (обезвоживание) — это экстремальное воздействие на клетку, и не все культуры способны его выдержать. Продукт проходит стадию прессованных дрожжей, которые затем выдавливаются через экструдер тонкими «вермишелинками». После этого их мелко нарезают и отправляют в сушильный аппарат. Там с помощью нагнетаемого теплого воздуха дрожжи обезвоживают. На этом процесс заканчивается, продукт готов к упаковке.

Бездрожжевая мифология

Специфика современного информационного поля такова, что зачастую в качестве инструмента привлечения внимания публики используются так называемые страшилки. Расчет делается на то, что страх — это именно та эмоция, которая заставит человека выделить ту или иную новость в бесконечном и насыщенном информационном потоке. Особенно популярны откровения о вреде тех или иных пищевых продуктов. Людей пугают генномодифицированными овощами и фруктами, консервантами и вкусовыми добавками. В этот ряд попали и обычные хлебопекарные дрожжи, которые якобы наносят урон микрофлоре кишечника, попадая внутрь нашего организма вместе с хлебопродуктами.

Дрожжи имеют ядро

Один из мифов связан с так называемыми термофильными дрожжами, которые, дескать, могут пережить температуру выпечки и затем попасть в нашу пищеварительную систему живьем. В качестве альтернативы предлагаются разного рода бездрожжевые закваски. Как обычно, источником такого рода «гипотез» выступают не биологи и производственники, а некие энтузиасты «здорового питания» разных профессий.

Специалисты группы Lesaffre считают все эти рассуждения непрофессиональными и смехотворными. Во‑первых, никаких «термофильных дрожжей», способных пережить выпечку, не существует в природе. К концу выпечки в центре мякиша хлебобулочного изделия температура достигает +96−98°С. При температуре +50° начинается угнетение жизнедеятельности дрожжевых клеток, а при +55° находящийся в них белок денатурируется, и дрожжевые клетки погибают.

Дрожжи имеют ядро

Во-вторых, избежать попадания живых дрожжей в организм невозможно. Как уже говорилось, дрожжи не только продаются в магазинах, но и живут вокруг нас. Микроскопические грибы обязательно будут съедены нами вместе с фруктами и другой растительной пищей. Существует, например, «народная» альтернатива магазинным дрожжам в виде обычной воды, настоянной на изюме. На самом деле альтернатива эта мнимая, так как покупные дрожжи заменяются теми же дрожжами, только других видов, населяющих поверхность сушеного винограда. Кстати, если просто соединить муку с водой, заместить тесто и поставить его в тепло, через некоторое время там все равно начнется дрожжевое брожение, ибо мука содержит множество микроорганизмов, в том числе и дрожжевых клеток. Другое дело, что культурные штаммы, прошедшие направленную селекцию, дадут предсказуемый результат, а вот другие виды дрожжей, взятые из окружающей среды, особенно в сочетании с другими микроорганизмами, могут придать тесту нежелательные вкусовые и органолептические качества.

В-третьих, если не говорить о чисто химических разрыхлителях теста, то предлагаемые биологические бездрожжевые закваски таковыми на 100% не являются. Действительно, в хлебопечении, например при изготовлении ржаного хлеба, издавна использовались закваски на основе кисломолочных бактерий. Но в реальности они представляют собой симбиоз бактерий и тех же дрожжевых клеток. Кисломолочные бактерии сами по себе не могут обеспечить достаточное газообразование для быстрого насыщения теста углекислым газом.

Дрожжи имеют ядро

Сухие или мокрые?

Последний вопрос, который мы задали директору Воронежского дрожжевого завода, наверняка не раз задавали себе все домашние пекари. В чем отличие прессованных (влажных) дрожжей от сушеных, которые производятся не в брикетах, а в мелких гранулах?

«С точки зрения потребительских свойств разницы нет, и мы выпускаем дрожжи во всех формах, — говорит Виталий Высоцкий. — Но есть технологическая разница. Для старых хлебопекарных предприятий предпочтительнее прессованные дрожжи, так как именно под них выстроена технология их работы. Главный недостаток прессованных дрожжей — необходимость хранить их при низкой температуре — в диапазоне от 0 до +4°С. При более высоких температурах клетки переходят в активную фазу, начинаются процессы жизнедеятельности, что приводит к дальнейшему повышению температуры брикета. Сушеные дрожжи имеют больший срок хранения, причем условий им создавать не нужно — они прекрасно хранятся при комнатной температуре. К тому же они обычно фасуются в мелкую упаковку, что гораздо удобнее в быту».

Источник: www.PopMech.ru

Дрожжи имеют ядро

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.