Дріжджі є одноклітинними мікроорганізмами, які можуть отримувати свою енергію в присутності кисню (аеробно) шляхом дихання і під час відсутності кисню (анаеробно) шляхом бродіння. Сахара сусла при виробництві пива зброджуються дріжджами в спирт. Для цього в пивоварінні застосовують дріжджові гриби виду Saccharomyces cerevisiae. Вибрані штами цих дріжджів систематично розводяться у вигляді чистої культури і вирощуються як пивні дріжджі. Інші штами цих дріжджів використовуються як пекарські, спиртові або винні. Так як дріжджі не тільки здійснюють спиртове бродіння, але своїм обміном речовин надають і великий вплив на смак і характер пива, то знання комнонентов дріжджів, їх метаболізму і розмноження має велике значення. Різні види і раси культурних дріжджів мають ряд характерних ознак.
Дріжджі застосовують в пивоварінні у вигляді густої маси, що складається з мільярдів дріжджових клітин, що існують незалежно один від одного. Ці клітини мають форму від овальної до круглої, довжину - від 8 до 10 мкм і ширину - від 5 до 7 мкм. Серед дріжджів виду Saccharomyces serevisiae, що застосовуються переважно в пивоварінні як культурні дріжджі, розрізняють численні штами. У пивоварної практиці ці штами ділять на дві великі групи - дріжджі верхового та низового бродіння. Між ними існують морфологічні, фізіологічні та технологічні відмінності.
морфологічні ознаки
Дріжджі верхового і низового бродіння можна відрізнити під мікроскопом по картині їх брунькування. Дріжджі низового бродіння є майже виключно окремі клітини або їх пари, тоді як дріжджі верхового бродіння утворюють ниркові спільноти. У дріжджів верхового бродіння материнська і дочірня клітини, як правило, довго між собою пов'язані, завдяки чому утворюються розгалужені спільноти клітин. У дріжджів низового бродіння материнські і дочірні клітини після розмноження відокремлюються одна від одної. Форма ж клітин у тих і інших дріжджів однакова.
фізіологічні відмінності
Найважливіший фізіологічний відмітна ознака дріжджів верхового і низового бродіння полягає в сбраживании трісахаріди рафінози. Низові дріжджі зі своїм набором ферментів можуть повністю переробляти рафінозу, тоді як верхові дріжджі зброджують трисахарид лише на 1/3. Інші відмінні ознаки стосуються обміну речовин при диханні і бродінні, а також снособності до спороутворення. У той час як низові дріжджі в основному використовують обмін речовин шляхом бродіння, верхові дріжджі відрізняються вираженим обміном речовин шляхом дихання. Відповідно до цього після бродіння приріст біомаси у верхових дріжджів більше, ніж низових. Низові дріжджі біднішими ферментами, ніж верхові. У низових дріжджів обмежена здатність утворювати аскоспори - в порівнянні з верховими вони утворюють суперечки рідше, а спорообразование триває довше.
Технологічні відмінності при зброджуванні
Назва штамів дріжджів верхового або низового шумування походить від характерної картини їх поведінки нри бродінні. Верхові дріжджі в процесі бродіння в основному піднімаються на поверхню, тоді як низові але закінчення бродіння опускаються на дно. Верхові дріжджі також опускаються на дно після закінчення бродіння, але значно пізніше низових. До моменту збору дріжджів в кінці головного бродіння вони ще знаходяться вгорі і продовжують розмножуватися (якщо використовуються відкриті чани).
Іншим суттєвою ознакою низових дріжджів є особливість хлопьеобразования, і за цією ознакою низові пивні дріжджі поділяють на пилоподібні і пухкі. У пилоподібних дріжджів клітини тонко розподілені в бродячому суслі і повільно опускаються на дно лише в кінці бродіння. Клітини хлопьевідний дріжджів через деякий час збираються в лапатий і потім швидко осідають. Здатність дріжджів утворювати пластівці обумовлена генетично і передається у спадок. Верхові дріжджі пластівці не утворюють.
Здатність штамів дріжджів утворювати пластівці має велике практичне значення. Пухкі дріжджі дають пиво краще освітлене, але з більш низьким ступенем зброджування, ніж пилоподібні і верхові дріжджі, тоді як верхові пилоподібні дріжджі дають не таке прозоре пиво, але з підвищеним ступенем зброджування. Верхові і низові дріжджі розрізняються також по застосовуваних температур бродіння. Низовими дріжджами зброджують сусло при температурах від 4 до 12 ° С, а з верховими штамами дріжджів працюють при температурах від 14 до 25 ° С. Температури бродіння встановлює пивовар.
систематична класифікація
З використанням вищеописаних характерних ознак окремі штами пивних дріжджів поділяються на дріжджі верхового та низового бродіння. При цьому слід враховувати, що ці ознаки для верхових і низових штамів дріжджів не є незмінними властивостями. Вони можуть змінюватися в більшій чи меншій мірі, причому це стосується насамперед до показника зброджування рафінози, так як деякі низові дріжджі можуть зброджувати рафінозу тільки на 1/3. З огляду на недостатнє сталість відмінних ознак, за новою систематики дріжджі як низового, так і верхового бродіння належать до одного і того ж виду Saccharomyces cerevisiae.
Вибір штамів, які виводяться як чиста культура і застосовуються для введення в сусло, визначається на основі певних критеріїв. До них відносяться в основному:
- поведінка під час бродіння (верхові або низові дріжджі);
- хлоп'еобразованіе (пилоподібні або пухкі);
- інтенсивність бродіння (швидкість бродіння і ступінь зброджування);
- інтенсивність розмноження;
- освіту і розщеплення побічних продуктів бродіння (освіта аромату).
До виду дріжджів Saccharomyces cerevisiae відносяться не тільки культурні штами, але також дикі дріжджі, небезпечні для пивоваріння. Наприклад, для пива шкідниками є винні дріжджі, а також дріжджі деяких інших видів і родів. Попадання таких мікроорганізмів в пиво називається контамінацією (інфікуванням). Ці мікроорганізми, звані, на відміну від культурних дріжджів, дикими дріжджами, потрапляють в пивоварне виробництво головним чином з сировиною і завжди небажані. Вони можуть викликати в пиві неприємні смак і запах, а також помутніння.