Якісне дріжджове тісто, або сусло для приготування напоїв - це ціле мистецтво. І наука. Познайомимося докладніше з тим, що впливає на якість дріжджів і бродіння.
Важливими чинниками, що визначають бродильно здатність дріжджів, є біосинтетична активність клітин і здатність адаптуватися до постійно змінюваних умов довкілля в процесі бродіння.
Пліснява і дріжджі, які ростуть на зразку чаю.
Біосинтетична активність клітин залежить від харчування дріжджів, їх віку, фізико-хімічних умов зовнішнього середовища. Активність клітин змінюється в зв'язку з осмотическими, гидростатическими, алкогольними, температурними, механічними стресами, стійкість до яких залежить як від штаммовие особливостей дріжджів, так і від їх фізіологічного стану.
Фізіологічно активні дріжджі можуть бути отримані тільки при відсутності дефіциту поживних компонентів. Дефіцит поживних речовин зростає при використанні недорастворенного солоду, зернових несоложеним матеріалів, мальтозного сиропу і цукру. В результаті знижується інтенсивність розмноження дріжджів, падає швидкість бродіння, збільшується його тривалість, знижується кінцева ступінь зброджування сусла. Це веде до зміни смакового профілю та зменшення знімання насіннєвих дріжджів і зниження їх фізіологічної активності.
Для запобігання зниженню інтенсивності розмноження і бродильної активності дріжджів в сусло необхідно вносити відсутні поживні речовини (амінокислоти або солі амонію, мінеральні солі) і вітаміни.
Фактори зростання дріжджів
Дріжджі відрізняються по відношенню до факторів росту, тобто до тих речовин, які входять до складу клітин, але не можуть при цьому ними синтезуватися.
Факторами зростання для всіх штамів дріжджів є біотин (вітамін В7), пантотенова кислота (вітамін В3) і мезоінозіт (вітамін В8). Деякі штами дріжджів низового бродіння відчувають потребу також і в пиридоксине (вітаміні В6). Крім цих вітамінів слід звернути увагу на тіамін (вітамін В1), який є активатором бродіння.
Тіамін стимулює спиртове бродіння, бере участь в синтезі біомаси.
Пантотенова кислота бере участь в синтезі ненасичених жирних кислот, стероїдів.
Біотин регулює вуглеводний, азотний і жировий обмін дріжджів.
Інозит бере участь в синтезі ліпідів мембран, зростанні і розмноженні клітин.
До основних мінеральних компонентів. необхідним для росту і розмноження дріжджів, відносяться азот, фосфор, калій, сірка та магній, які складають основну масу золи. Клітини в більшій мірі містять азотисті речовини, в основному це білки, вільні амінокислоти, нуклеїнові кислоти. Для їх синтезу дріжджами частіше використовуються амінокислоти, які знаходяться в суслі. Вони також можуть асимілювати (споживати) неорганічний азот (NH4 +), який перетворюється клітинами в амінокислоти. Для нормального обміну в 1л сусла повинно міститися не менше 140 мг амінного азоту.
Треба пам'ятати, що дріжджі Забороняється кидати нітрати, нітрити і амінокислоти білків.
Дикі виноградні дріжджі.
З азотним обміном тісно пов'язаний обмін фосфору, калію і магнію.
Фосфор входить до складу нуклеїнових кислот, АТФ, фосфоліпідів, полімерів клітинної стінки, він може накопичуватися в клітці у вигляді поліфосфатів.
Магній має велике значення в енергетичному обміні дріжджів, пов'язаному зі зростанням і розмноженням клітин.
Для нормального розмноження дріжджів необхідна сірка, яка бере участь в синтезі таких амінокислот, як цистеїн і метіонін. Невелика кількість сірки потрібно для утворення сульфогрупп в деяких коферментах, таких як біотин, кофермент А, ліпоєва кислота, тіамін і перідоксін.
До мікроелементів. які необхідні для росту дріжджів, відносяться: Ca, Mn, Fe, Co, Cu, Zn (табл.1.3). Елементи, рідко необхідні для росту: B, Na, Al, Si, Cl, V, Cr, Ni, As, Se, Mo, Sn, I.
Потреба в мікроелементах може збільшуватися в кілька разів. коли культура перебуває у стресовому стані. наприклад, при збільшенні температури вище оптимальної.
Аерація живильного середовища використовується при отриманні чистої культури дріжджів і спочатку бродіння. Кисень повітря необхідний дріжджів для енергетичного обміну і синтезу ненасичених жирних кислот і ергостеролу.
якість зброджування
Фізіологічний стан дріжджів визначає флокуляційно здатність дріжджів; швидкість і ступінь зброджування сусла (бродильно активність); синтез побічних продуктів бродіння.
Дріжджі, цвіль, під мікроскопом.
Флокуляція це оборотна агрегація дріжджових клітин. З цією властивістю дріжджів пов'язані такі показники, як ступінь зброджування сусла, органолептичні властивості пива, а також його біологічна і колоїдна стійкість.
Бродильна активність дріжджів визначає тривалість головного бродіння, фізико-хімічні властивості одержуваного продукту, його біологічну і колоїдну стійкість, а також сенсорний профіль і його стабільність при зберіганні.
При збільшенні концентрації глюкози в середовищі спостерігається зниження швидкості зброджування сусла. Але це явище не завжди має місце, так як існують штами дріжджів, у яких Глюкозна репресія не відбувається.
Бродильна активність дріжджів взаємопов'язана зі швидкістю їх розмноження, яка важлива для швидкого зброджування сусла. Швидкість зростання і розмноження клітин залежить від збалансованості складу сусла (утримання в ньому α-амінного азоту, факторів росту і деяких мікроелементів), наявності в ньому розчиненого кисню (більше 8 мг / дм3).
Тривало використовувані дріжджі, а також дріжджі, які неправильно зберігалися, мають низьку бродильно активність.
вплив спирту
Спирт утворюється в процесі бродіння, і вплив його на дріжджі визначається як етанольний стрес. Утворений спирт пригнічує як швидкість розмноження дріжджів, так і процес бродіння.
Токсичні властивості етанолу - результат збільшення проникності і пористості клітинної мембрани, що призводить до проблем з транспортом поживних речовин. Крім того, спостерігається дефіцит доступної цитоплазмі води.
При змісті етанолу в середовищі вище 1,2% відбувається зниження питомої швидкості росту дріжджів. Концентрація спирту в середовищі від 2% і більше призводить до зменшення виходу біомаси. Повністю зростання дріжджів пригнічується при наявності 8-9,5% етанолу.
Етанол впливає і на тривалість часу генерації дріжджової клітини. Підвищення концентрації етанолу з 0 до 1% підвищує час генерації приблизно з 2,3 до 3,5 год, а при концентрації етанолу 3,8% вона становить вже 6,9 год.
Дріжджі і температура
Температура значно впливає на енергетичний і конструктивний обмін клітин і, отже, впливає на питому швидкість росту дріжджів і час генерації.
Клітини можуть відчувати температурний стрес (шок). Цей ефект проявляється, якщо дріжджі на короткий період часу піддати впливу досить високою (але не вище 37 ° С) температури.
Встановлено, що клітини, які пережили вплив високих температур, набувають не тільки термостійкість, але також і спирто-і осмоустойчівость.
стреси дріжджів
Збільшення висоти стовпа рідини в результаті утворення дріжджами діоксиду вуглецю.
Крім температурного, може бути також гідростатичний стрес, він спостерігається при зброджуванні сусла в високих бродильних апаратах (циліндро-конічних танках - ЦКТ), висота яких може коливатися від 17до 22 м. При цьому відбувається зміна проникності клітинних мембран і ферментної активності клітин.
Механічний стрес виникає в результаті дії великих дотичних напружень під час перемішування дріжджів, перекачування їх з однієї ємності в іншу за допомогою насосів.
Такі механічні операції можуть «обдирати» поверхневий шар клітинної оболонки дріжджів. що знижує флокуляційно властивості клітин. У свою чергу це призводить до порушень процесів бродіння і доброджування.
Під жизнестойкостью (вітальністю) дріжджів розуміють їх активність або здатність відновлюватися після фізіологічного стресу.
Фактори, що знижують фізіологічний стан дріжджів
Основними причинами погіршення фізіологічного стану насіннєвих дріжджів можуть бути:
пізній з'їм дріжджів після їх осадження на дно ЦКТ;
збільшення термінів зберігання дріжджів;
недостатнє перемішування дріжджів;
порушення температурного режиму під час зберігання дріжджів;
неправильне ведення дріжджів під час зберігання; вибір середовища зберігання, наприклад у воді; перемішування (виключити кисень); зберігання під невеликим тиском діоксиду вуглецю.