Условия жизнедеятельности дрожжей

дрожжи

Дрожжи – это микроскопические неподвижные одноклеточные грибы овальной формы. Впервые официально они стали известны науке благодаря французскому микробиологу Луи Пастеру, давшему полное объяснение ферментации. В 1856 г. был опубликован отчет, в котором он доказал, что дрожжи вызывают брожение сахара потому, что они живые и организованные.

Louis Pasteu

Louis Pasteur (1822 — 1895)

Размеры дрожжевых клеток составляют в среднем от 3 до 15 мкм в диаметре.

  Жизнедеятельность дрожжей в основном зависит от температуры, кислотности, давления и состава питательной среды. Оптимальная температура — 26–34°С. Температура 30°С является компромиссной между скоростью процесса брожения и качеством браги.

Скорость роста дрожжей возрастает прямо пропорционально повышению температуры. При температуре выше 36°С скорость роста резко падает и прекращается при 40°С. При температуре 45–50°С дрожжи погибают. При температуре ниже +4°С процессы жизнедеятельности дрожжей резко замедляются. Дрожжевые клетки впадают в состояние анабиоза. Температурный интервал от 0 до +4°С является оптимальным для хранения свежих прессованных дрожжей. При наступлении благоприятных условий происходит восстановление нормальных функций дрожжей. Дрожжи хорошо переносят минусовые температуры и в замороженном состоянии могут храниться неограниченное время. Оттаивание и повторное замораживание их убивает.

  Оптимальная величина рН питательной среды для размножения дрожжей 4,5–5,5.

  Содержание сахара в среде должно точно соответствовать скорости размножения дрожжей. С этой целью питательную среду вводят в емкость для брожения не единовременно, а частями, по мере использования ее дрожжами.

  Кроме простых сахаров для нормального развития дрожжей необходимы:

  • витамины (особенно биотин)
  • минеральные соли, содержащие калий, фосфор, кальций, магний, серу и др.
  • доступные для усвоения соединения азота.

   Основным источником азота для дрожжей служат аминокислоты и соли аммония. Для обеспечения высокой скорости роста дрожжей надо соблюдать оптимальное содержание азота в среде.

Рост дрожжей сопровождается непрерывным потреблением кислорода на дыхание и синтез клеточных веществ. Чем быстрее идет потребление кислорода клетками, тем скорее растут дрожжи. Растворимый кислород подавляет спиртовое брожение и активизирует процессы дыхания, при котором дрожжи получают достаточно энергии для биосинтеза.

В анаэробных условиях культивирования дрожжей преобладает спиртовое брожение с минимальной затратой сахара на биосинтез. В аэробных условиях, наоборот почти весь сахар тратится на синтез биомассы дрожжей, а спиртовое брожение сводится к минимуму. Для процессов производства алкогольных напитков основное значение имеет выделяющийся при брожении этиловый спирт, поэтому алкогольное брожение ведут таким образом, чтобы максимально ограничить доступ кислорода к бродящему продукту. 

  При обмене веществ дрожжи продуцируют различные виды спиртов. Большую часть составляют этиловые, пропиловые, изоамиловые, бутиловые, изобутиловые виды. Кроме того, обнаружено образование летучих жирных кислот, например, выявлен синтез уксусной, пропионовой, масляной, изомасляной, изовалериановой кислот. При жизнедеятельности дрожжи в небольших концентрациях могут выделять в окружающую среду ряд веществ:

  • сивушные масла
  • ацетоины
  • диацетилы
  • альдегиды
  • диметилсульфид
  • разнообразные органические кислоты (молочная, янтарная, винная, щавелевая)
  • другие вещества, принимающие участие в формировании характерного вкуса и запаха.

При сбраживании сусла дрожжами необходимо предохранять их от посторонних микроорганизмов — бактерий и «диких» дрожжей, вносимых с сырьем, водой и воздухом. Попадая в бродильные емкости они могут накапливаться в значительных количествах и даже вытеснить производственную культуру дрожжей. Инфицирующие микроорганизмы потребляют из сусла часть питательных веществ, что снижает выход спирта. Кроме того, они образуют органические кислоты и другие продукты, инактивирующие ферменты осахаривающих материалов и снижающие бродильную энергию дрожжей. В результате в зрелой бражке повышается количество несброженных сахаров и крахмала.


Дрожжи для сахарной браги —

Рецепт сахарной браги —