Органические дрожжи. Что такое дрожжи

Согласно классификации дрожжи относятся к микроскопическим грибам царства Mycota. Они представляют собой одноклеточные неподвижные микроорганизмы небольшого размера — 10-15 мкм. Несмотря на внешнее сходство дрожжей с крупными видами бактерий, к грибам их относят благодаря своей ультраструктуре клеток и методам размножения.

Рис. 1. Вид дрожжей на чашке Петри.

Часто в природных условиях дрожжи встречаются на субстратах, богатых углеводами и сахарами. Поэтому их встречают на поверхности плодов и листьев, ягод и фруктов, на раневых соках, в нектаре цветков, в мертвой растительной массе. Кроме того их находят в почвах (как пример, в подстилке), воде. Дрожжевые организмы родов Candida или Pichia часто выявляют в среде кишечника человека и многих видов животных.

Рис. 2. Место обитания дрожжей.

Состав клеток дрожжей

Во всех дрожжевых клетках содержится около 75% воды, на 50-60% — это связанная внутриклеточная, а остальные 10 — 30% — освобожденная. В сухом веществе клетки в зависимости от возраста и состояния в среднем содержится:

азот 45-60 %;
сахар 15-40 %;
жир 2,5-13 %;
минералы 7-11 %.

Помимо этого, клетки включают в себя ряд важных компонентов, необходимых для их метаболизма — ферменты, витамины. Энзимы дрожжевых организмов являются катализаторами разных видов брожения и дыхательных процессов.

Рис. 3. Клетки дрожжевых организмов.

Дрожжевые клетки имеют разную форму: эллипсов, овалов, палочек, шаров. Размерность также бывает разная: часто длина составляет 6-12 мкм, а ширина 2-8 мкм. Это зависит от условий их обитания или культивирования, питательных компонентов и факторов внешней среды. Наиболее стабильные по свойствам молодые дрожжи, поэтому характеристику и описание видов проводят именно по ним.

Дрожжевые организмы имеют все стандартные компоненты, присущие эукариотическим клеткам. Однако, помимо этого, обладают уникальными отличительными свойствами грибов и сочетают в себе признаки клеточных структур растений и животных:

стенки ригидны, как у растений,
нет хлоропластов и есть гликоген, как у животных.

Рис. 4. Разнообразие видов дрожжей: 1 — пекарские (Saccharomyces cerevisiae); 2 — мечниковия прекраснейшая (Metschnikowia pulcherrima); 3 — кандида земляная (Candida humicola); 4 — родоторула клейкая (Rhodotorula glutinis); 5 — родоторула красная (R. rubra); 6 — родоторула золотистая (R. aurantiaca); 7 — дебариомицес Кантарелли (Debaryomyces cantarelli); 8 — криптококк Лавра (Cryptococcus laurentii); 9 — надсония продолговатая (Nadsonia elongata); 10 — спороболомицес розовый (Sporobolomyces roseus); 11 — спороболомицес хольсатикус (S. holsaticus); 12 — родоспоридиум диобоватум (Rhodosporidium diobovatum).

ядро;
Гольджи аппарат;
Митохондрии клеток;
рибосомный аппарат;
жировые включения, зерна гликогена, а также валютин.

Отдельные виды имеют в составе пигменты. У молодых дрожжей цитоплазма является гомогенной. В процессе роста внутри них появляются вакуоли (содержащие органические и минеральные компоненты). В процессе роста наблюдается образование зернистости, происходит увеличение вакуолей.

Как правило, оболочки включают нескольких слоев с включенными полисахаридами, жирами и азотосодержащими компонентами. Некоторые из видов имеют ослизнелую оболочку, поэтому часто клетки склеены между собой и в жидкостях образовывают хлопья.

Рис. 5. Строение клетки дрожжевых организмов.

Дыхательные процессы дрожжей

Для дыхательных процессов дрожжевым клеткам нужен кислород, но многие их виды (факультативно-анаэробные) могут обходиться временно и без него и получать энергию от процессов брожения (бескислородное дыхание), образуя при этом спирты. В этом заключается одно из главных их отличий от бактерий:

среди дрожжей нет представителей, способных жить абсолютно без кислорода.

Процессы дыхания с кислородом энергетически выгоднее для дрожжей, поэтому при его появлении клетки завершают брожение и переходят на кислородное дыхание, выделяя при этом углекислый газ, что способствует более быстрому росту клеток. Такой эффект носит название Пастера. Иногда, при большом содержании глюкозы наблюдается эффект Кребтри, когда даже если есть кислород, клетки дрожжей ее сбраживают.

Рис. 6. Дыхание дрожжевых организмов.

Чем питаются дрожжи

Многие дрожжи-хемоорганогетеротрофны, и для того, чтобы получить энергию для питания и получения энергии используют органические питательные компоненты.

В бескислородных условиях для своего питания дрожжи предпочитают использовать такие углеводы, как гексоза и синтезированные из нее олигосахариды. Некоторые виды могут усваивать также другие виды углеводов — пентозу, крахмал, инулин. При доступе кислорода они способны к потреблению более широкого круга веществ, в то числе – жировые, углеводородные, спиртовые и другие. Такие сложные виды углеводов, как, например, лигнины и целлюлозы, для усвоения им не доступны. Источниками азота для них, как правило, служат соли аммония и нитраты.

Рис. 7. Дрожжи под микроскопом.

Что синтезируют дрожжи

Чаще всего дрожжи продуцируют при обмене веществ 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. Помимо этого, при жизнедеятельности они в небольших концентрациях могут выделять в окружающую среду ряд веществ — сивушных масел, ацетоинов, диацетилов, альдегидов, диметилсульфида и прочих. Именно с такими метаболитами часто связывают органолептические свойства получаемых при их использовании продуктов.

Процессы размножения дрожжей

Отличительной особенностью дрожжевых клеток является их возможность вегетативно размножаться, при сравнении с остальными грибами, что происходит как от почковывание спор или, например, зигот клеток (как, например, родов Candida или Pichia). Часть дрожжей могут реализовывать процессы полового размножения, содержащие мицелиальные стадии, когда наблюдается образование зиготы и дальнейшая ее трансформация в «сумку» спорами. Некоторых дрожжи, образующие мицелий (например, родов Endomyces или Galactomyces) способны к распаду на отдельные клетки — артроспоры.

Рис. 8. Размножение дрожжей.

От чего зависит рост дрожжей

Процессы роста дрожжевых организмов зависят от разнообразных факторов внешней среды – температуры, влажности, кислотности, осмотического давления. Большинство дрожжей предпочитают среднюю температуру, среди них практически нет видов-экстремофилов, которые предпочитают чересчур высокую или, напротив, низкую температуру. Известно существование видов, способных переносить неблагоприятные условия окружающей среды. Подавить рост и развитие некоторых дрожжевых организмов можно, используя антибиотики.

Рис. 9. Производство дрожжей.

Чем полезны дрожжи

Часто дрожжи применяются в домашнем хозяйстве или промышленности. Человек уже давно начал их использование для своей жизнедеятельности, например, при приготовлении хлеба и напитков. Сегодня их биологические способности применяются при синтезе полезных веществ — полисахаридов, ферментов, витаминов, органических кислот, каротиноидов.

Рис. 10. Bино — продукт, получаемый за счет деятельности дрожжей.

Применение дрожжей в медицине

Дрожжи используют в биотехнологических процессах при производстве лекарственных веществ — инсулин, интерферон, гетерологичные белки. Медики часто прописывают пивные дрожжи ослабленным людям при аллергических заболеваниях. Применяют их и в косметологических целях для укрепления волос, ногтей, улучшения состояния кожи.

Рис. 11. Дрожжи в косметологии.

Кроме того, среди дрожжей встречаются виды (к примеру, Saccharomycesboulardii), способные поддерживать и восстанавливать микрофлору желудочно-кишечного тракта, а также снимающие симптомы и риск возникновения диарей и снижающие сокращения мускулатуры у пациентов с синдромами раздражённого кишечника.

Существуют ли вредные дрожжи?

Известно, что размножение дрожжей в продуктах питания способно вызывать их порчу (например, происходят процессы вспучивания, изменения запахов и вкусов). Кроме того, по данным специалистов-микологов, среди них бывают патогенные, способные вызвать различные нарушения живых организмов, а также ряд серьезных болезней людей, у которых ослаблен иммунитет.

Среди болезней человека выделяют, например, кандидозы, вызываемые дрожжами Candida, и криптококкозы, возбудителем которого служит Cryptococcusneoformans. Показано, что данные патогенные виды дрожжей часто бывают нормальными обитателями микрофлоры человека и начитают активно размножаться именно при ослаблении, при получении различных травм, при возникновении ожогов, после хирургических вмешательств, при долгом приеме антибиотиков, иногда у маленьких или, напротив, пожилых людей.

Навигация:

Общеизвестная поговорка «растет как на дрожжах» совершенно оправдана свойствами данного продукта. Тесто поднимается – хозяйка радуется.

Мы привыкли к воздушной выпечке и даже уже не задаемся вопросом – опасны ли дрожжи для здоровья?

Давайте поближе познакомимся с одним из интереснейших ингредиентов — дрожжами.

Сегодня вы узнаете о них все. История, опасны ли они для здоровья, чем полезны, как разводить, хранить и многое другое.

Пищевая история и ценность

В кулинарии дрожжи начали использовать довольно давно. Случилось это много веков назад в далеком Древнем Египте. Египтяне сначала научились варить пиво и уже гораздо позже выпекать дрожжевой хлеб. Для современного мира свойства дрожжей открыл французский микробиолог Пастер (1857 г.). Спустя 24 года была выведена первая дрожжевая культура в Дании.

В конце XIX века «выведенные» дрожжи начали применяться в пищеварении. На сегодняшний день культивировано более 1,5 тыс. разновидностей этих микроорганизмов. Но для нашего рациона мы используем только 4 из них:

винные (налет на виноградных гроздьях);
молочные (кисломолочные продукты на натуральной закваске);
хлебопекарные (выпечка);
пивные («живое» пиво).

Калорийность сухих дрожжей – 75 Ккал/100 г.

Калорийность живых дрожжей – 119 Ккал/100 г.

Чаще всего приходится сталкиваться с хлебопекарными дрожжами, которые во всем мире применяются в качестве разрыхлителя теста.

Что такое дрожжи?

Прежде чем вникать в то, какие дрожжи бывают и в чем их основные отличия давайте сперва разберемся что же они такое.

Если кто не знает дрожжи — это живой организм, представляющий из себя одноклеточный гриб. Их клетки — яйцевидные, увидеть их можно лишь под микроскопом. 1 грамм дрожжей содержит в себе 20 миллиардов клеток, я напишу цифрами — 20 000 000 000 , чтобы вы оценили весь масштаб.

По научному, дрожжи которые все мы используем в выпечке называются Saccharomyces Cerevisiae , что в вольном переводе означает «гриб, который ест сахар».

Простыми словами это выглядит так: дрожжи «кушают» сахар, и перерабатывают его в углекислый газ, благодаря которому тесто увеличивается в размерах, раздуваясь изнутри. Помимо газа они также вырабатывают этиловый спирт, именно он придает выпечке характерный дрожжевой аромат и вкус, а также благодаря этому мы имеем возможность пить такие спиртные напитки как вино, коньяк, бренди, виски и многие другие, но это тема для другой беседы.

Вы могли заметить, что не в каждом рецепте теста есть сахар , в таком случае чем же дрожжи питаются и почему тесто растет?

Все дело в том, что сахар, а точнее сахара — это не только кристалловидные гранулы, которые вы добавляете в чай. Их существует несколько разновидностей: сахароза, фруктоза, глюкоза, мальтоза. Если коротко, то сахароза — это привычный нам сахар-песок, добываемый из свеклы или тросника, фруктоза и глюкоза содержаться в меде, патоке, фруктах, а мальтоза — это сахар, который присутствует в проросших зернах ячменя, ржи и других зерновых, а главное для нас — в пшенице , из которой получается мука.

Именно благодаря тому, что мука содержит в себе мальтозу — дрожжам есть, что кушать и без добавления сахара. Но добавление сахара помогает ускорить процесс.

Это интересно: брожение — это натуральный процесс, в природе встречаются так называемые дикие дрожжи, которые находятся на оболочках многих ягод. Благодаря им спелый, полный сахара виноград может превратится в вино без дополнительного внесения дрожжей.

Вред и польза

Тема полезных и опасных свойств «одомашненных» грибов неоднозначная. Даже биологи не могут прийти к общему заключению. Пока ведутся споры «натуропатов» и производственников, лакомства на дрожжах все чаще встречаются на обеденных столах от Японии до Америки. Какую сторону принимать – дело личное.

Польза дрожжей

Польза любого продукта определяется его составом. Дрожжи содержат:

минералы (калий, марганец, натрий, медь, кальций, йод, железо, фосфор, цинк, магний, молибден);
витамины (группы В — В1, В2, В5, В9, D, E, P);
клетчатка;
глюкозидаза;
протеиназа;
пептидаза;
полезные аминокислоты (10%).

У каждого вида дрожжей свой уникальный состав, поэтому воздействуют они по-разному. Все виды относятся к диетическим белковым продуктам (содержание белка 66%). Дрожжевые протеины ничем не уступают тем, что содержатся в мясе или рыбе. Их рекомендуют включать в вегетарианский рацион , чтобы восполнить белковый дефицит.

Молочные дрожжи являются еще и пробиотиками, они поддерживают нормальную кишечную микрофлору. Аминокислоты участвуют в обменном процессе и работе важных органов. Также дрожжи снижают уровень холестерина, помогают при запорах и других проблемах ЖКТ, полезны при малокровии, регулируют давление.

Вред дрожжей

Интересный факт – в документах времен фашистской Германии была обнаружена формулировка «если русских не истребит война, это сделают дрожжи». Действительно, многие из нас ощущают некий дискомфорт после употребления дрожжевых продуктов. На то есть несколько факторов:

Гибель «родной» микрофлоры. Попадая в пищеварительный тракт, дрожжевые микроорганизмы начинают активно размножаться. Процесс негативно сказывается на нормальной флоре. Как результат, нарушения работы ЖКТ, печени, желчного пузыря.
Снижение функции регенерации. Природа заложила в человеческий организм уникальный механизм самовосстановления. Если удалить, к примеру, часть печени, в здоровом теле она восстановится через месяц. Но при условии, что в организме не будут происходить процессы брожения, которые как раз вызывают дрожжи.

Это касается живых дрожжей . В процессе выпекания микроорганизмы погибают из-за воздействия высоких температур. Поэтому сдобные хлебобулочные изделия в этом смысле безопасны.

Полезные свойства

Для нормальной работы кишечника присутствие дрожжей просто необходимо. Поэтому медики рекомендуют употреблять до 7 г дрожжей в сутки. Это обеспечит суточную потребность. Особенно важно это при следующих состояниях:

умственные и физические перегрузки;
стресс;
дерматит, акне;
анемия;
недостаточное питание;
дефицит витаминов;
нарушения обменных процессов;
ожоги;
невралгия;
сниженный иммунитет;
хроническая усталость;
заболевания органов ЖКТ;
повышенный радиоактивный фон.

Уникальный состав дрожжей активизирует процесс пищеварения, повышает аппетит, нормализует обмен веществ. Микроорганизмы влияют на всасываемость кишечника. Дрожжи улучшают усваиваемость многих питательных веществ.

Но опять таки, не стоит забывать о том, что натуральные/живые дрожжи в тесте погибают при выпечке , так как они неустойчивы перед высокой температурой. Поэтому хлебобулочные изделия нельзя считать источником живых дрожжей, а, значит, они не оказывают никакого полезного воздействия на организм.

Противопоказания для употребления дрожжей

Дрожи все-таки специфический продукт, который можно не всем употреблять. К противопоказаниям относятся некоторые диагнозы:

аллергия на дрожжесодержащие продукты;
сниженная функция почек;
заболевания эндокринной системы;
дисбактериоз;
молочница;
подагра.

Злоупотребление дрожжевыми продуктами опасно и для здорового организма. Переизбыток грибковых микроорганизмов вызывает ухудшение всасываемости кальция и некоторых других витаминов. Женщины, склонные к появлению молочницы, должны контролировать свой рацион.

И в третий раз: все вышесказанное относится к употреблению живых дрожжей (непастеризованное/нефильтрованное пиво, домашние кисломолочные продукты и т.д.) о хлебобулочных изделиях можете не переживать.

Виды хлебопекарских дрожжей

Жидкие дрожжи

До 1825 года дрожжи продавались в жидкой форме. На данной момент дрожжи в жидкой форме используются в основном в промышленном производстве и аутентичных пекарнях, где чтут традиции. В продаже такие дрожжи практически не встречаются.

Прессованные (свежие) дрожжи

Наиболее популярный вид дрожжей, который встречается повсеместно от рынков до крупных супермаркетов.

В зависимости от производителя цвет может варьироваться от белого до светло-коричневого. Продается обычно в виде маленьких кирпичиков весом 100 гр.

Свежесть продукта можно определить по ровному окрасу и структуре. При отламывании дрожжи не должны расплываться – только крошиться.

Этот вид дрожжей является наиболее дешевым и доступным. Прежде чем добавлять в тесто, дрожжи нужно оживить в воде, как это делать — читайте ниже.

При покупке обращайте внимание на дату производства, потому что такие дрожжи хранятся не долго.

Активные сухие дрожжи

Сухие дрожжи считаются более современными. Продаются в виде шарообразных гранул, напоминающих бисер, фасованных в пакеты.

Они не намного превышают по стоимости живые, при этом не так требовательны к месту и условиям хранения. Аналогично живым, перед добавлением к тесту их нужно «оживить» растворив в воде.

Мгновенные (быстродействующие) дрожжи

Обычно продаются фасованные по 7-11 гр. Основное отличие от сухих — их можно добавлять в муку сразу, в сухом виде.

Как хранить?

Дрожжи – живой продукт, поэтому требуют специальных условий хранения . От их соблюдения будет зависеть как быстро поднимется тесто и поднимется ли вообще.

Живые прессованные дрожжи

Купленные дрожжи следует держать при температуре от 0 до 4 градусов. При комнатной температуре прессованные дрожжи сохраняют свои свойства не более суток, в холодильнике при закрытой упаковке – до 4х недель, при открытой — до 2х недель .

Прессованные дрожжи можно сохранить, если их раскрошить и смешать с мукой. Затем дать им высохнуть, разместив на плотной бумаге. После высыхания положить дрожжи в стеклянную банку под крышку. Тару хранить в темном местечке. Перед следующим употреблением обязательно проверьте их на пригодность.

Другой способ – положить дрожжи в стеклянную тару, залить их растительным маслом и плотно закрыть. Хранить в холодильнике.

Сухие дрожжи

Целая закрытая упаковка сухих дрожжей может храниться 1,5 года. Главное, чтобы место было сухим и прохладным без солнечного света. После вскрытия упаковки свойства дрожжей ухудшаются.

Максимальный срок использования открытого пакетика с микроорганизмами – 2 недели. Но некоторые хозяйки умудряются его продлить до нескольких месяцев.

Сухие моментальные дрожжи

Не требовательны к условиям хранения. В закрытой упаковке могут пролежать год и будут годны для выпечки. А вскрытую упаковку лучше отправить в холодильник.

Моментальные дрожжи удобны тем, что расфасованы по 7-11гр. и зачастую на один рецепт уходит полная пачка.

Можно ли замораживать дрожжи и как это сделать?

Многие хозяйки ошибочно полагают , что морозильная камера «убьет» дрожжи. Наоборот, она поможет сохранить их дольше. Это лучший способ хранения живых микроорганизмов.

Для прессованного продукта алгоритм действий такой:

Освободите брикет от бумаги.
Разрежьте его на удобные кусочки, каждый из которых оберните фольгой.
Все порции сложите в пакет, надежно завяжите его и отправьте в морозилку.

В таком виде живые дрожжи могут пролежать полгода, и все равно будут пригодны для выпечки. Только предварительно кусочек нужно будет разморозить в холодильнике. Конечно, таким дрожжам нужно будет чуть больше времени на поднятие. Чтобы ускорить процесс, их можно «подкормить» сахаром, растворенным в теплой воде.

Сухие дрожжи активные или моментальные также можно хранить в морозилке. Это продлит их срок годности в разы.

Но не злоупотребляйте таким способом продлевания жизни дрожжей. Не нужно делать больших запасов впрок ради экономии. Залежавшиеся дрожжи сделают сдобу тяжелой и резиновой.

Как разводить дрожжи

Мы уже знаем, что существует три типа дрожжей:

Прессованные (живые).
Сухие (активные).
Сухие быстродействующие.

Каждый из них разводится своим способом.

Живые пресованные дрожжи

Технология подготовки живых дрожжей проста:

Раскрошите продукт в керамическую или стеклянную миску, добавьте 1/2 стакана теплого молока или воды. Никакой соли и сахара. Дрожжи должны полностью раствориться. Следите, чтобы температура жидкости не превышала 40 градусов, иначе микроорганизмы погибнут.
Оставьте разведенный продукт на 20 минут в теплом местечке.
Можно готовить сдобное тесто. Рекомендуется соблюдать пропорцию: 25 г живых дрожжей на 500 г муки.

Если живые дрожжи заветрились , их можно реабилитировать, растворив в теплой воде с ½ ч. ложки сахарного песка. Если спустя какое-то время они запузырились — их свойства вернулись. Можно смело браться за выпечку.

Сухие активные дрожжи

Как правило, производители прилагают инструкцию по их разведению. В этом нет ничего сложного:

Налейте в посуду нужное количество теплой жидкости (не более 40 градусов) – молока или воды. Пропорции указываются в рецепте. Процесс не должен превратиться в заваривание, нужно «разбудить» дрожжи, а не погубить их.
Добавьте несколько маленьких ложечек сахарного песка в жидкость, размешайте до полного растворения.
Посыпьте сухие дрожжи сверху, а как только гранулы набухнут, размешайте. Должна получиться пастообразная масса.
Если на кухне тепло, посуду можно просто накрыть пакетом. Если прохладно, оберните конструкцию толстым полотенцем.
Если вы все сделали правильно, через 10 минут дрожжи «заиграют». Можно замешивать тесто.

Если дрожжи «не проснулись» , значит либо попался некачественный продукт, либо была нарушена технология приготовления. В любом случае, такой продукт не пригоден для выпечки .

Сухие быстродействующие дрожжи

Моментальные дрожжи известны под формулировкой fast или instant. Их свойства оправдывают название.

Такие дрожжи не нужно разводить , что сильно экономит время.

Сухие быстродействующие дрожжи сразу нужно добавлять в муку при замесе теста и не ждать их активации.

Взаимозаменяемость

Все хлебопекарские дрожжи являются полностью взаимозаменяемыми . Если в рецепте указаны живые дрожжи вы запросто можете заменять их на сухие или мгновенные. Негативным образом на тесто это никак не повлияет. А вот время брожения может изменится.

Также заменяя один вид дрожжей на другой — обязательно нужно пересчитывать и дозировку.

Соотношение сухих дрожжей и свежих

1 гр сухих дрожжей ~ 3 гр свежих дрожжей

Соотношение мгновенных дрожжей и свежих

1 гр мгновенных дрожжей ~ 6 гр свежих

Соотношение мгновенных дрожжей и сухих

1 гр мгновенных дрожжей ~ 3 гр сухих

Теодор Шван (1810-1882) назвал дрожжевые клетки Zuckerpilz, сахарными грибами, и это имя дальше трансформировалось в сахаромицеты, saccharomyces - род к которому принадлежат все дрожжи.

Дрожжи принадлежат к царству грибов, подразделяются на два больших типа: базидомицеты, почкообразующие дрожжи, названные так, поскольку они делятся с образованием почки; и аскомицеты имеющие палочкообразную форму и делящиеся удлинением одного из концов.

Большинство дрожжей используют почкообразующий тип деления. Хотя простой рост на культуральной среде клеток вида saccharomyces cerevisiae, как и большинство других видов дрожжей, дает ограниченное количество почек, около 20. Как бы то ни было, в культуре только половина клеток делится, и совсем немногие дают до 20 почек. Отравление, мутации, температура и другие факторы влияют на жизнеспособность дрожжей. Ближе к концу брожения много дрожжей собирается в комки, феномен известный, как флокуляция. Процесс флокуляции не полностью ясен, но известно, что он вызывается двухвалентными ионами - такими как магний, кальций, и марганец.

Биология

Дрожжи - живые организмы образованные одной клеткой. Каждая клетка, сферической или яйцевидной формы - гриб, размером не превышающий 6-8 тысячной части миллиметра.

Дрожжи, как и любой другой живой организм, живут благодаря присутствию кислорода (аэробиозис). Но у них есть способность адаптироваться к окружающей среде, лишённой кислорода (анаэробиозис).

Для обеспечения себя энергией они могут использовать разные углеводные субстраты, в основном сахара:

глюкоза - наиболее предпочтительная пища для Saccharomyces cerevisiae
сахароза - сразу же трансформируется в глюкозу и фруктозу ферментами дрожжей
мальтоза - основной эндогенный субстрат французского хлебного брожения
многие другие сахара

В своей интересной научной работе Vern J. Elliot показал, как дрожжи используют разные типы сахаров. Если вы посмотрите на график, вы увидите скорость роста дрожжей во времени при питании их разными сахарами.

Поскольку в эксперименте изучались 250 видов дрожжей, разные виды дрожжей показали похожие результаты: сахароза приводила к самому быстрому росту. Можно предположить, что и ваши дрожжи дадут подобный результат.

Что это значит? Если использовать меньше дрожжей и больше тростникового сахара (сахарозы), можно получить длительное выделение CO 2 . С другой стороны, количество и продолжительность выделения CO 2 больше зависит от вида дрожжей, чем от типа сахара. Существуют специфические мутированные виды дрожжей. Также продолжительность жизни культуры дрожжей, прежде чем она вымрет из-за отравления, больше зависит от количества выделяемого спирта, чем от вида сахара. Кислотность играет менее существенную роль, чем принято думать. В общем, резоннее всего использовать сахарозу, хоть это и не обязательно.

В зависимости от условий окружающей среды, дрожжи запускают два типа метаболизма: аэробный, анаэробный.

Аэробное состояние

В присутствии кислорода дрожжи продуцируют из сахара и кислорода диоксид углерода, воду и огромное количество энергии. Этот метаболический процесс называется дыхание. В этих условиях окисление глюкозы происходит полностью (цикл Кребса):

Глюкоза + Кислород -> Диоксид углерода + Вода + Энергия.

Вся энергия, содержащаяся в глюкозе, высвобождается. Эта энергия необходима дрожжам для жизни. Они также способны синтезировать органику для роста и размножения. Это в том случае, если они найдут необходимые питательные элементы в окружающей среде, в частности азот.

Анаэробное состояние

Без кислорода дрожжи тоже могут использовать сахар для получения энергии в необходимых для жизни количествах. Этот метаболический процесс называется брожением (гликолиз). Сахара трансформируются в диоксид углерода и спирт. Глюкоза окисляется не полностью:

Глюкоза -> Диоксид углерода + Спирт + Энергия
или
C 6 H 12 O 6 + Saccharomyces cerevisiae = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 !

Спирт, который образуется в результате этого преобразования, всё ещё содержит огромное количество энергии. Это только часть энергии, содержащейся в молекуле глюкозы, одна двадцатая часть вырабатываемой при дыхании энергии. Этот процесс обеспечивает минимум энергии для жизни, но не позволяет делиться быстро.

Описание видов дрожжей

Пекарские дрожжи

Пекарские дрожжи - самые легкодоступные. Их наверняка можно купить в ближайшем супермаркете. Это высушенные активные дрожжи. Большинство из них продаются в маленьких пакетиках.

Прессованные дрожжи

Также называемые кондитерскими. Прессованные дрожжи состоят из примерно 30 % сухого вещества и 70 % сырого содержимого. Они очень быстро портятся и их следует хранить в морозилке.

Прессованные дрожжи живут приблизительно две недели от момента их производства и распаковки, если они хранились при температуре 23 °C. При температуре 0-5 °C прессованные дрожжи теряют приблизительно 10 % их газообразующих способностей каждые 4 недели. При температуре 7 °C они теряют 4 % активности в неделю. При температуре 35 °C половина активности теряется в 3-4 дня. Их можно хранить два месяца при −1 °C, тогда производство CO 2 можно получить от дрожжей хранившихся два месяца.

Для прессованных дрожжей используйте тёплую воду.

Активные сухие дрожжи

Активные сухие дрожжи состоят примерно на 92 % из сухого остатка и на 8 % из смеси. Их хранят в холодном сухом месте при температуре не выше 25 °C. Время жизни активных сухих дрожжей при комнатной температуре - около 2 лет с момента производства. Открытые дрожжи желательно хранить в герметичном контейнере в холодильнике, где они будут сохранять активность около 4 месяцев.

Растворять активные сухие дрожжи следует в четырёх объёмах тёплой воды, через 10 минут после растворения их нужно перемешать. Вода не должна быть горячей, не теплее 35 °C.

Быстрорастворимые активные сухие дрожжи

Быстрорастворимые активные дрожжи состоят на 96 % из твёрдого остатка и на 4 из % смеси. Я бы рекомендовал их хранить в прохладном сухом месте при температуре не выше 25 °C.

Время жизни быстрорастворимых дрожжей при комнатной температуре - около 2 лет с момента изготовления. Открытые быстрорастворимые дрожжи можно хранить в герметичной упаковке в холодильнике, где они сохраняют активность до 4 месяцев. Для растворения этих дрожжей их надо залить пятью объёмами теплой воды, подождать 10 минут и перемешать.

Не имеет значения как вы храните дрожжи в холодильнике, но если вы их замораживаете, то вы продлеваете их время жизни. Единственный аргумент против заморозки - это перепады температуры в холодильнике при открывании и закрывании дверей и циклах разморозки. Перепады температуры разрушают дрожжевые клетки.

После разморозки дрожжам надо дать время нагреться до комнатной температуры перед растворением их в тепловатой воде. В противном случае температурный шок может разрушить дрожжевые клетки.

Пивные дрожжи

Это специфический вид дрожжей, используемых в пивоварении. Существует множество видов дрожжей, которые используются в приготовлении разных видов пива с совершенно разными вкусовыми характеристиками. Это не «…чистая горная вода…», или «…любимые руки пивного мастера…». Это всё делают дрожжи. Используя разные виды дрожжей, получают разный вкус пива. Saccharomyces cerevisiae, и Saccharomyces uvarum - это виды темного и светлого пива соответственно.

Первичные виды дрожжевых культур производят пиво во всем мире. Дрожжи для эля - особый штамп S. cerevisiae, который лучше адаптирован к повышенному содержанию спирта. Большинство таких живых культур находятся в жидкой форме, они не требуют процесса растворения, как сухие дрожжи.

Винные или шампанские дрожжи

Они могут бродить в более высоком диапазоне температур и более терпимы к высокому уровню спирта в растворе, который токсичен для большинства других дрожжей.

Эти дрожжи осаждаются на дно, в отличие от хлебных и пивных дрожжей, которые скапливаются у поверхности клейкой массой. Шампанские дрожжи обычно не образуют пены на поверхности. То есть, при использовании их в дрожжевых генераторах для аквариума, возникает гораздо меньше проблем с попаданием дрожжей в трубки.

Что нужно учесть

Природа дрожжей такова, что они могут выдержать высушивание, дробление, прессование. Основное правило при работе с брожением - это чистоплотность. Дрожжи могут не выжить с другими бактериями, их ёмкость надо содержать в максимальной чистоте и стерильности.

Стерильность

Тщательно промывайте дрожжевые генераторы горячей водой, не используйте мыло. Храните запасные бутылки плотно закрытыми крышками. Кипятите воду, которую вы хотите использовать, стерилизуйте крышки. Ошпаривайте вашу двухлитровую бутыль с помощью воронки. Пока вода горячая, добавьте сахар и плотно закройте стерильной крышкой. Потрясите. пока сахар не растворится. Это простерилизует бутыль, воду и сахар, не открывайте бутылку пока вода не остынет до комнатной температуры и вы не будете готовы добавить дрожжи.

Активация сухих дрожжей

Если вы планируете использовать сухие дрожжи, нужно сначала активировать культуру. Как ранее обсуждалось, дрожжи нуждаются в аэробном окружении при старте, после чего они с готовностью переключатся на анаэробные условия. Многие пропускают этот этап и наливают смесь прямо в бутылку. Многие дрожжи погибают из-за того, что они не успели закончить свою аэробную фазу жизни перед сменой её на анаэробную и из-за разрушения клеточных стенок.

Без применения дрожжей сегодня не обходится практически ни одно предприятие пищевой промышленности, специализирующееся на выпечке хлебобулочных и кондитерских изделий.

Важность биологического разрыхлителя трудно переоценить, поскольку ему принадлежит ведущая роль в приготовлении качественного, необычно пышного, вкусного и аппетитного хлеба.

Что такое дрожжи, за счет чего они поднимают тесто и как выбрать лучшие - это вы узнаете из нашей статьи.

Что представляют собой дрожжи?

Дрожжи - одноклеточные представители класса грибов сахаромицетов шаровидной либо овальной формы, на 3/4 состоящие из воды. Остальную часть микроорганизма образуют белки, минеральные компоненты и углеводы в соотношении 44-67, 6-8 и порядка 30% соответственно.

Основа активности дрожжей - углеводы трегалоза и гликоген. Дополнительное содержание запасных углеводов - условие длительного сохранения клетки без потери качества. Помимо этого, в дрожжах присутствуют активирующий протеолиз, глютатион, трипептид, набор витаминов и ферментов (последние ответственны за дыхание, строение клетки, размножение).

Сбраживание сахара с конечными продуктами в виде спирта и углекислого газа происходит под действием ферментативного комплекса зимазы, таким образом высвобождается энергия для жизненного цикла клетки.

Как работают дрожжи?

Безкислородная среда, которой является тесто и прочие полуфабрикаты в хлебопекарском производстве, способствует спиртовому брожению дрожжей. В итоге образуются пузырьки углекислоты, разрыхляющие тесто на дрожжах и придающие пористость готовым продуктам.

Наличие кислорода приводит к расщеплению сахара с выделением углекислого газа и образованием воды. Энергетическая эффективность такого процесса выше в 23 раза сравнительно со спиртовым брожением и сопровождается интенсивным размножением дрожжевых клеток.

Больше интересной информации о дрожжах вы сможете почерпнуть из этого видео:

Дрожжи в пищевом производстве

Выпечка хлеба на основании дрожжей является достаточно давней технологией. В пищевом производстве применяются дрожжи сахаромицеты и безспоровые дрожжеподобные грибы. Объем готового теста формируется за счет активности дрожжей сахаромицетов.

Дрожжи являются популярным и востребованным ингредиентом, входящим в состав множества полюбившихся почитателями домашних сдобных лакомств рецептов приготовления мучных блюд.

На хлебных дрожжах готовится закваска для освежающего напитка кваса, прекрасно утоляющего жажду в летний зной.

Разновидности дрожжей

Хлебопекарские дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae используются для разрыхления теста из муки пшеничной, смеси пшеничной и ржаной, в кондитерской отрасли и производятся в нескольких формах.

Обыкновенные прессованные дрожжи при разминании крошатся, как правило их упаковывают в специальную бумагу в формате брикетов весом в 50, 100, 1 кг. Срок хранения составляет 1 сутки при комнатной температуре, в холодильнике не рекомендуют держать более 12 дней. Перед использованием их измельчают и растворяют в воде.

Имеют вид гранул, технология производства заключается в высушивании обыкновенного разрыхлителя. Такой продукт может храниться до 2 лет без холодильника. Наилучшим образом проявляют свои свойства, если перед введением в тесто засыпать в теплую воду на 15 минут.

К новому поколению относятся быстрые дрожжи (инстантные), позволяющие тесту подняться в пару раз быстрее. Они не требуют разведения, прибавляются к тесту в виде смеси с небольшим количеством муки.

Пивоваренные технологии не обходятся без применения пивных дрожжей , которые, исходя из условий брожения, подразделяются на верховые (теплые) и низовые (холодные). Впервые эти культуры были получены из диких дрожжей. На основе пивных дрожжей изготавливают витаминные и иммуномодулирующие препараты.

Винные дрожжи вида S. vini активно используются при производстве напитков из винограда. Микроорганизмы данного типа ответствуют за образование этилового спирта из фруктозы, глюкозы и сахарозы, а также за выработку сложных полиэфиров и полифенолов.

Применение винных дрожжей позволяет получить качественный конечный продукт с яркими вкусовыми свойствами и требуемой долей спиртовой составляющей, отличающийся стабильностью и прозрачностью.

Нередко действие винных реагентов усиливают при помощи питательных смесей для дрожжей и совместно с ними применяют активаторы брожения.

Первый шаг - визуальный осмотр упаковки, она не должна иметь повреждений. Герметичность пакета с сухими дрожжами обязательна, обыкновенные прессованные живые культуры обернуты в бумагу, зачастую фольгированную.

Губительно на биоразрыхлитель влияют температурные перепады, изменение влажности воздуха. Сухие и быстродействующие дрожжи, будь то гранулы либо порошок, должны быть сыпучими, проверить это несложно - просто потрясите пакетик. Нормальный цвет качественного ингредиента светло-коричневый или светло-желтый.

Свежие дрожжи прессованные имеют розовато-кремовую, желтоватую либо сероватую окраску, цвет должен быть равномерным без пятен и полос. Посветлевший оттенок говорит о несвежести. Консистенция в меру твердая, запах с легкой долей кислинки чистый, приятный и свежий.

Не упустите из виду размещение продукта в магазине: прессованным дрожжам место в холодильнике, сухим и жидким такая среда, впрочем, как и излишне жаркая, противопоказана - оптимальная температура для хранения составляет 15-18⁰С.

Продукция весьма прихотлива, поэтому не следует делать большие запасы, оптимально приобретать маленькие пакетики дрожжей (10- 11 г) из расчета 1 упаковка на 1 кг муки к моменту, когда планируете готовить выпечку.

Реалии современных пищевых технологий таковы, что производители зачастую прибегают к введению в состав дрожжей стабилизаторов, эмульгаторов, сорбитанов для продления срока годности. Стоит внимательно осмотреть упаковку - произведенная по ГОСТу продукция по определению не должна содержать химических составляющих.

Традиционный способ приготовления опары представлен в следующем видеоролике:

Вероятность неприятных сюрпризов во время использования сведется к минимуму при выборе дрожжей высшего сорта с наименьшим количеством дней с даты производства. Свежий разрыхлитель обеспечит наилучший подъем теста, каждый месяц хранения снижает эту способность на 5%.

Оптимальная температура молока или воды для растворения дрожжей составляет 35-37⁰С как для безопарного, так и для опарного способа приготовления теста (последний вариант применяется при большом количестве сдобы - масла, яиц, сахара).

Температуры жидкости для разведения не должна превышать 40-42⁰С, поскольку в чересчур горячей среде дрожжи погибнут.

Расстойка заготовок из теста перед выпечкой позволяет восстановить пористую структуру, утраченную при формовании съедобных изделий.

Оксид углерода в дрожжевом тесте наиболее интенсивно образуется при температуре 40⁰С, на производстве используют специальные конвейерные камеры и шкафы. В домашних условиях посуду с тестом накрывают влажным полотенцем из натурального материала.

Проверка работоспособности дрожжей

Окончательно убедиться, что выбор сделан правильно и дрожжи «рабочие», поможет практический тест на активность. Для того, чтобы дрожжи начали действовать, понадобится смесь из сахара, воды, можно добавить муку.

Тест сухих дрожжей начинают с предварительного смешивания с мукой, прессованные растворяют в теплой воде, далее добавляют сахар, доводят до однородности и оставляют под салфеткой на 10-15 минут. Качественный разрыхлитель способствует запениванию и небольшому подъему состава в виде шапки.

Дрожжи представляют собой эукариотические одноклеточные микроорганизмы, классифицированные как члены царства грибов. Первые дрожжи возникли сотни миллионов лет назад, и в настоящее время идентифицировано 1500 видов дрожжей. По оценкам, они составляют 1% всех описанных грибковых видов. Дрожжи – это одноклеточные организмы, которые эволюционировали от многоклеточных предков, причем некоторые виды дрожжей обладают способностью развивать многоклеточные характеристики, образуя последовательности связанных почкованных клеток, известных как псевдогифы или ложные гифы . Размеры дрожжей сильно различаются в зависимости от вида и окружающей среды, обычно диаметром 3-4 мкм, хотя некоторые дрожжи могут вырастать до 40 мкм. Большинство дрожжей размножаются бесполым путем, путем митоза, и многие делают это посредством процесса асимметричного деления, известного как почкование. Дрожжи с их одноклеточной природой могут быть противопоставлены плесени, которая растет гифами. Грибковые виды, которые могут принимать обе формы (в зависимости от температуры или других условий), называются диморфными грибами («диморфный» означает «имеющий две формы»). При ферментации, дрожжевые виды Saccharomyces cerevisiae превращают углеводы в углекислый газ и спирты. На протяжении тысяч лет, углекислота использовалась при выпечке и при изготовлении алкогольных напитков. Дрожжи также являются центрально важным модельным организмом в современных исследованиях клеточной биологии и одним из наиболее тщательно изученных эукариотических микроорганизмов. Исследователи использовали дрожжи для сбора информации о биологии эукариотической клетки и, в конечном счете, человеческой биологии . Другие виды дрожжей, такие как Candida albicans, являются оппортунистическими патогенами и могут вызывать инфекции у людей. Дрожжи в последнее время используются для выработки электроэнергии в микробных топливных элементах и для производства этанола в биотопливной промышленности. Дрожжи не образуют единой таксономической или филогенетической группы. Термин «дрожжи» часто воспринимается как синоним Saccharomyces cerevisiae, но филогенетическое разнообразие дрожжей демонстрируется их размещением в двух отдельных подцарствах: Ascomycota и Basidiomycota. Почкующиеся дрожжи («настоящие дрожжи») классифицируются в отряде Saccharomycetales, в типе Ascomycota.

История

Слово «дрожжи» происходит от древнеанглийского gist, gyst и от индоевропейского корня yes-, что означает «кипение», «пена» или «пузырь». Дрожжевые микробы, вероятно, являются одними из самых ранних доместицированных организмов. Археологи, делающие раскопки в египетских руинах, обнаружили ранние шлифовальные камни и пекарные камеры для выпечки дрожжевого хлеба, а также рисунки пекарен и пивоваренных заводов возрастом 4000 лет. В 1680 году, голландский натуралист Антон ван Левенгук впервые обнаружил дрожжи под микроскопом, но в то время он не считал их живыми организмами, а, скорее, глобулярными структурами. Исследователи сомневались, являются ли дрожжи водорослями или грибами , но в 1837 году Теодор Шванн признал их грибами. В 1857 году французский микробиолог Луи Пастер доказал в статье «Mémoire sur la fermentation alcoolique», что алкогольная ферментация производится с помощью живых дрожжей, а не с помощью химического катализатора. Пастер показал, что, путем барботирования кислорода в дрожжевом бульоне, рост клеток можно было увеличить, но ферментация была подавлена – это наблюдение позже называлось «эффектом Пастера». К концу 18 века были идентифицированы два штамма дрожжей, используемые при пивоварении: Saccharomyces cerevisiae (верхнебродильные дрожжи) и S. carlsbergensis (нижнебродильные дрожжи). S. cerevisiae продавались на коммерческой основе голландцами для хлебопечения с 1780 года; в то время как около 1800 года немцы начали производить S. cerevisiae в виде крема. В 1825 году был разработан метод удаления жидкости, так что дрожжи могли быть получены в виде твердых блоков . Промышленное производство дрожжевых блоков было усилено внедрением фильтровального пресса в 1867 году. В 1872 году Барон Макс де Спрингер разработал производственный процесс для создания гранулированных дрожжей, техника, которая использовалась до первой мировой войны. В Соединенных Штатах, естественные дикие дрожжи использовались почти исключительно до тех пор, пока коммерческие дрожжи не были проданы на Всемирной выставке в 1876 году в Филадельфии, где Чарльз Л. Флейшманн продемонстрировал продукт и способ его использования, а также подавал полученный хлеб.

Питание и рост

Дрожжи являются химиорганотрофами, поскольку они используют органические соединения в качестве источника энергии и не требуют солнечного света для роста. Углерод получают, главным образом, из гексозных сахаров, таких как глюкоза и фруктоза, или дисахаридов, таких как сахароза и мальтоза. Некоторые виды могут метаболизировать пентозные сахара, такие как рибоза, спирты и органические кислоты. Виды дрожжей требуют либо кислорода для аэробного клеточного дыхания (исключительно аэробные бактерии), либо являются анаэробными, но также имеют аэробные методы производства энергии (факультативные анаэробы). В отличие от бактерий, неизвестные виды дрожжей растут только анаэробно (исключительные анаэробы). Большинство дрожжей растут лучше всего в нейтральной или слегка кислой среде рН. Дрожжи растут по-разному, в зависимости от температурного диапазона, в котором они растут лучше всего. Например, Leucosporidium frigidum растет от -2 до 20 °C (28-66 °F), Saccharomyces teluris – при температуре от 5 до 35 ° C (41-95 ° F) и Candida slooffi – при 28-45 ° C (от 82 до 113 ° F). При определенных условиях, клетки могут выдерживать замораживание, при этом их жизнеспособность уменьшается с течением времени. В целом, дрожжи выращивают в лаборатории на твердых растительных средах или в жидких питательных средах. Обычные среды, используемые для культивирования дрожжей, включают картофельный агар с декстрозой или среду с картофельной декстрозой, питательный агар Wallerstein Laboratories, дрожжевой агар с пептон-декстрозой и агар или формовочный агар дрожжей. Домашние пивовары, которые выращивают дрожжи, часто используют высушенный солодовый экстракт и агар в качестве твердой среды для роста. Антибиотик циклогексимид иногда добавляют в среду для роста дрожжей, чтобы ингибировать рост дрожжей Saccharomyces и выращивать дикие / местные виды дрожжей. Это изменит процесс выращивания дрожжей. Вид белых дрожжей, обычно известных как кахм дрожжи, часто является побочным продуктом лактоферментации (или заквашивания) некоторых овощей, обычно в результате воздействия воздуха. Несмотря на их безвредность, белые дрожжи могут придавать маринованным овощам плохой вкус и должны регулярно удаляться во время ферментации.

Экология

Воспроизводство

Как и все грибы, дрожжи могут иметь бесполые и половые репродуктивные циклы. Наиболее распространенным способом вегетативного роста у дрожжей является бесполое размножение почкованием. Небольшой бутон (также известный как пузырь), или дочерняя ячейка, формируется на родительской клетке. Ядро родительской клетки расщепляется на дочернее ядро и мигрирует в дочернюю клетку. Бутон продолжает расти, пока не отделится от родительской клетки, образуя новую клетку. Дочерняя клетка, созданная в процессе почкования, как правило, меньше, чем материнская клетка. Некоторые дрожжи, включая Schizosaccharomyces pombe, размножаются делением, а не почкованием, тем самым создавая две дочерние клетки одинакового размера. В целом, в стрессовых условиях, таких как недостаток пищи, гаплоидные клетки будут умирать; однако, при тех же условиях диплоидные клетки могут подвергаться споруляции, вступать в половое размножение (мейоз) и продуцировать различные гаплоидные споры, которые могут продолжать спариваться (конъюгировать) и реформировать диплоид. Гаплоидные делящие дрожжи Schizosaccharomyces pombe являются факультативным половым микроорганизмом, который может подвергаться спариванию, когда присутствует недостаток питательных веществ. Воздействие S. pombe на перекись водорода, средство, вызывающее окислительный стресс, приводящее к окислительному повреждению ДНК, индуцирует спаривание и образование мейотических спор. Почкующиеся дрожжи Saccharomyces cerevisiae воспроизводятся митозом как диплоидные клетки, когда питательные вещества находятся в изобилии, но при голодании эти дрожжи подвергаются мейозу, образуя гаплоидные споры. Гаплоидные клетки затем могут размножаться бесполым путем посредством митоза. Кац Эзов и др. представили доказательства того, что в естественных популяциях S. cerevisiae преобладают клональные размножения и самоопыление (в форме внутригруппового спаривания). В природе, спаривание гаплоидных клеток с образованием диплоидных клеток чаще всего происходит между членами одной и той же клональной популяции, и ауткроссинг (скрещивание особей разных линий) является редким явлением. Анализ происхождения естественных штаммов S. cerevisiae привел к выводу, что ауткроссинг происходит только примерно раз на каждые 50000 клеточных делений. Эти наблюдения указывают на то, что возможные долгосрочные преимущества ауткроссинга (например, создание разнообразия), вероятно, будут недостаточными для поддержания пола в целом от одного поколения к другому. Скорее, краткосрочная польза, такая как рекомбинационное восстановление во время мейоза, может быть ключом к поддержанию пола у S. cerevisiae. Некоторые дрожжи пуччиниомицетов, в частности, виды Sporidiobolus и Sporobolomyces, производят аэроразбрасываемые, бесполые баллистоконидии .

Использование

Полезные физиологические свойства дрожжей привели к их использованию в области биотехнологии. Ферментация сахаров дрожжами является самым старым и самым распространенным применением этой технологии. Многие виды дрожжей используются для производства многих продуктов: пекарские дрожжи – в производстве хлеба, пивные дрожжи – при ферментации пива, а также дрожжи используются при ферментации вина и для производства ксилита. Так называемые красные рисовые дрожжи в действительности представляют собой плесень, Monascus purpureus. Дрожжи включают некоторые из наиболее широко используемых модельных организмов для генетики и клеточной биологии.

Алкогольные напитки

Вино

Дрожжи используются в виноделии, когда они превращают сахара (глюкозу и фруктозу) в виноградном соке (сусле) в этанол. Дрожжи, как правило, уже присутствуют в кожуре винограда. Ферментация может быть осуществлена с помощью этих эндогенных «диких дрожжей» , но эта процедура дает непредсказуемые результаты, которые зависят от конкретных видов присутствующих дрожжей. По этой причине, в сусло обычно добавляют чистую дрожжевую культуру; эти дрожжи быстро доминируют в ферментации. Дикие дрожжи подавляются, что обеспечивает надежную и предсказуемую ферментацию . Большинство добавленных дрожжей для вина являются штаммами S. cerevisiae, хотя не все штаммы видов подходят для этой цели. Различные штаммы дрожжей S. cerevisiae имеют разные физиологические и ферментативные свойства, поэтому фактическое выделение дрожжей может оказать прямое воздействие на готовое вино. Значительные исследования были предприняты для разработки новых штаммов виноградных дрожжей, которые производят атипичные профили вкуса или повышенной сложности в винах. Рост некоторых дрожжей, таких как Zygosaccharomyces и Brettanomyces, в вине может привести к дефектам вина и последующей порче. Brettanomyces производит массу метаболитов при выращивании в вине, некоторые из которых являются летучими фенольными соединениями. Вместе, эти соединения часто называются «характером Brettanomyces» и часто описываются как «антисептические» или «ароматные» типы. Brettanomyces являются важным источником винных дефектов в винодельческой промышленности. Исследователи из Университета Британской Колумбии, Канада, обнаружили новый штамм дрожжей, который имеет уменьшенное количество аминов. Амины в красном вине и Шардоне производят неприятные запахи и вызывают головные боли и гипертонию у некоторых людей. Около 30% людей чувствительны к биогенным аминам, таким как гистамин.

Выпечка

Дрожжи, самым распространенным из которых является S. cerevisiae, используется при выпечке в качестве разрыхлителя, где они превращают пищевые / ферментируемые сахара, присутствующие в тесте, в газ диоксид углерода. Это заставляет тесто расширяться или повышаться, поскольку газ образует пузырьки. Когда тесто запекается, дрожжи умирают и воздушные пузырьки «устанавливаются», придавая испеченному продукту мягкую и губчатую текстуру. Использование картофеля, воды из картофельного кипячения, яиц или сахара в хлебном тесте ускоряет рост дрожжей. Большинство дрожжей, используемых при выпечке, представляют собой один и тот же вид, распространенный при алкогольной ферментации. Кроме того, Saccharomyces exiguus (также известный как S. minor), дикие дрожжи, содержащиеся в растениях, фруктах и зернах, иногда используются для выпечки. В хлебопечении, дрожжи изначально дышат аэробно, производя углекислый газ и воду. При недостатке кислорода начинается ферментация, в качестве побочного продукта которой образуется этанол; однако, он испаряется во время выпечки. Первые записи, которые указывают на это использование, были получены из Древнего Египта. Исследователи считают, что смесь мучной муки и воды оставили на воздухе в теплый день дольше обычного, и дрожжи, которые встречаются в естественных загрязняющих веществах муки, заставляли тесто «бродить» перед выпечкой. Полученный хлеб был легче и вкуснее, чем обычный плоский твердый пирог. На сегодняшний день есть несколько ритейлеров пекарских дрожжей; одним из ранних предприятий, производящих дрожжи в Северной Америке, является Fleischmann"s Yeast (дрожжи Флейшманна), начавшие производство в 1868 году. Во время Второй мировой войны, Флейшманн разработал гранулированные активные сухие дрожжи, которые не требовали охлаждения, имели более длительный срок хранения, чем свежие дрожжи, и росли в два раза быстрее. Пекарские дрожжи также продаются как свежие дрожжи, спрессованные в квадратный «пирог». Эта форма быстро погибает, поэтому ее следует использовать вскоре после производства. Слабый раствор воды и сахара можно использовать, чтобы определить, истек ли срок хранения дрожжей. В растворе, активные дрожжи будут пениться и пузыриться, когда сахар превращается в этанол и двуокись углерода. Некоторые рецепты говорят об этом методе как о доказательстве пригодности дрожжей, так как он «доказывает» (тестирует) жизнеспособность дрожжей перед добавлением других ингредиентов. При использовании стартера с закваской, вместо сахара добавляют муку и воду; это называется доказательством закваски. Когда дрожжи используются для изготовления хлеба, их смешивают с мукой, солью, теплой водой или молоком. Тесто замешивают до тех пор, пока оно не станет мягким, а затем оставляют его подниматься, иногда до тех пор, пока оно не удвоится по размеру. Затем тесто формируют в буханки. При изготовлении некоторых хлебобулочных изделий, тесто снова приминают после одного поднятия и оставляют подниматься снова (это называется проверкой теста), а затем из него пекут продукт. Более длительное время роста дает лучший вкус, но дрожжи могут не поднять хлеб на заключительных этапах, если оставить их на слишком долгое время.

Биомедицина

Некоторые дрожжи могут иметь потенциальное применение в области биомедицины. Известно, что один из таких видов дрожжей, Yarrowia lipolytica, разлагает отходы из пальмового масла, TNT (взрывчатый материал) и другие углеводороды, такие как алканы, жирные кислоты, жиры и масла. Он также может переносить высокие концентрации соли и тяжелых металлов и исследуется относительно его потенциала в качестве биосорбента тяжелых металлов . Saccharomyces cerevisiae имеет потенциал для биовосстановления токсичных загрязнителей, таких как мышьяк, из промышленных стоков. Известно, что бронзовые статуи разрушаются некоторыми видами дрожжей. Различные дрожжи из бразильских золотопромышленных рудников биоаккумулируют свободные и комплексные ионы серебра.

Промышленное производство этанола

Способность дрожжей превращать сахар в этанол была использована в биотехнологической промышленности для производства этанолового топлива. Процесс начинается с измельчения исходного сырья, такого как сахарный тростник, кукуруза или другие зерновые культуры, после чего следует добавление разбавленной серной кислоты или ферментов грибковой альфа-амилазы для разрушения крахмалов в сложные сахара. Затем добавляют глюкоамилазу для разрушения сложных сахаров до простых сахаров. После этого добавляют дрожжи для превращения простых сахаров в этанол, который затем отгоняют, чтобы получить этанол с чистотой до 96%. Дрожжи Saccharomyces были генетически модифицированы для ферментации ксилозы, одного из основных ферментируемых сахаров, присутствующих в целлюлозных биомассах, таких как остатки сельскохозяйственного производства, бумажные отходы и древесная щепа. Такое развитие означает, что этанол может эффективно производиться из более недорогого сырья, делая целлюлозное топливо из этанола более конкурентоспособной альтернативой бензиновым топливам.

Безалкогольные напитки

Некоторые сладкие газированные напитки могут производиться теми же способами, что и пиво, за исключением того, что ферментация в этом случае прекращается раньше, производя углекислый газ и только следовые количества спирта, оставляя в напитке значительное количество остаточного сахара. Корневое пиво, первоначально изготовляемое американскими индейцами, коммерциализированное в Соединенных Штатах Чарльзом Элмером Хайресом и ставшее особенно популярным во время Сухого закона. Квас, ферментированный напиток из ржи, популярный в Восточной Европе. Он имеет слабоалкогольное содержание. Комбучча, ферментированный подслащенный чай. При его приготовлении используют дрожжи в симбиозе с бактериями уксусной кислоты. Виды дрожжей, содержащиеся в этом чае, могут варьироваться и могут включать Brettanomyces bruxellensis, Candida stellata, Schizosaccharomyces pombe, Torulaspora delbrueckii и Zygosaccharomyces bailii. Также популярен в Восточной Европе и некоторых бывших советских республиках так называемый чайный гриб. Кефир и кумыс производятся путем ферментации молока дрожжами и бактериями. Mauby (испанский: mabí), изготовленный путем ферментации сахара с дикими дрожжами, естественно присутствующими в коре дерева Colubrina eelliptica, напиток, популярный в странах Карибского бассейна.

Пищевые добавки

Пробиотики

В некоторых пробиотических добавках содержатся дрожжи S. boulardii для поддержания и восстановления естественной флоры в желудочно-кишечном тракте. Было показано, что S. boulardii уменьшает симптомы острой диареи , уменьшает вероятность инфицирования Clostridium difficile (часто идентифицируется просто как C. difficile или C. diff), уменьшает кишечную перистальтику при синдроме раздраженного кишечника с диареей и уменьшает частоту случаев диареи, связанной с антибиотиками, путешествиями и ВИЧ / СПИДом .

Аквариумное хобби

Дрожжи часто используются любителями аквариумов для получения углекислого газа (CO2) для питания растений в аквариумах. Уровни CO2 от дрожжей сложнее регулировать, чем уровни, создаваемые системами CO2 под давлением. Однако, низкая стоимость дрожжей делает их широко используемой альтернативой .

Научные исследования

Несколько видов дрожжей, в частности, S. cerevisiae, широко используются в генетике и клеточной биологии, главным образом, потому, что S. cerevisiae представляет собой простую эукариотическую клетку, служащую моделью для всех эукариот, включая людей, для изучения фундаментальных клеточных процессов, таких как как клеточный цикл, репликация ДНК, рекомбинация, деление клеток и обмен веществ. Кроме того, дрожжи легко поддаются воздействию и культивируются в лаборатории, что позволило разработать мощные методы стандартизации, такие как двухгибридный дрожжевой анализ, синтетический генетический анализ и тетрадный анализ. Многие белки, важные в биологии человека, были впервые обнаружены путем изучения их гомологов у дрожжей; эти белки включают белки клеточного цикла, сигнальные белки и ферменты, способствующие переработке белка. 24 апреля 1996 года было объявлено, что S. cerevisiae является первым эукариотом, который имеет свой геном, состоящий из 12 миллионов пар оснований, полностью секвенированных как часть проекта генома. В то время это был самый сложный организм, который имел полный геном, который разрабатывался в течение семи лет при участии более 100 лабораторий. Второй вид дрожжей, в котором был выделен геном, - Schizosaccharomyces pombe, изучение которого было завершено в 2002 году. Это был шестой эукариотический геном, состоящий из 13,8 миллионов пар оснований. По состоянию на 2014 год, более 50 видов дрожжей имели секвенированные и опубликованные геномы.

Генетически спроектированные биофакторы

Различные виды дрожжей были генетически сконструированы для эффективного производства различных лекарств, и эта техника называлась метаболической инженерией. S. cerevisiae легко генетически программируется; его физиология, метаболизм и генетика хорошо известны и пригодны для использования в суровых промышленных условиях. Разнообразные химические вещества в различных классах могут быть получены генетически спроектированными дрожжами, включая фенолы, изопреноиды, алкалоиды и поликетиды. Около 20% биофармацевтических препаратов производятся в S. cerevisiae, включая инсулин, вакцины против гепатита и человеческий сывороточный альбумин.

Патогенные дрожжи

Некоторые виды дрожжей являются оппортунистическими патогенами, которые могут вызывать инфекцию у людей с нарушенной иммунной системой. Cryptococcus neoformans и Cryptococcus gattii являются значительными патогенами для людей с ослабленным иммунитетом. Это виды, которые, в первую очередь, ответственны за криптококкоз, грибковое заболевание, которое встречается примерно у одного миллиона пациентов с ВИЧ / СПИДом, ежегодно вызывая более 600000 смертей. Клетки этих дрожжей окружены жесткой полисахаридной капсулой, которая помогает предотвратить их распознавание и поглощение лейкоцитами в организме человека. Дрожжи рода Candida, еще одна группа оппортунистических патогенов, вызывают оральные и вагинальные инфекции у людей, известные как кандидоз. Candida обычно встречается в виде симбиотических дрожжей в слизистых оболочках человека и других теплокровных животных. Однако, иногда эти же штаммы могут становиться патогенными. Дрожжевые клетки выращивают гифальный отросток, который локально проникает в слизистую оболочку, вызывая раздражение и шелушение тканей. Патогенные дрожжи кандидоза в вероятном нисходящем порядке вирулентности для людей: C. albicans, C. tropicalis, C. stellatoidea, C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. viswanathii, C. lusitaniae и Rhodotorula mucilaginosa. Candida glabrata является вторым наиболее распространенным возбудителем Candida после C. albicans, вызывающая инфекции мочеполового тракта и кровотока (кандидемия).

Загрязнение продуктов питания

Дрожжи могут расти в пищевых продуктах с низким pH (5,0 или ниже) и в присутствии сахаров, органических кислот и других легко усваиваемых источников углерода. Во время роста, дрожжи метаболизируют некоторые пищевые компоненты и производят метаболические конечные продукты. Это приводит к изменению физических, химических и чувствительных свойств пищи, а также к порче пищи. Рост дрожжей в пищевых продуктах часто наблюдается на их поверхности, как в сырах или мясе, или путем ферментации сахаров в напитках, таких как соки и полужидкие продукты, такие как сиропы и джемы. Дрожжи рода Zygosaccharomyces имеют долгую историю использования в качестве загрязняющих дрожжей в пищевой промышленности. Это связано, главным образом, с тем, что эти виды могут расти в присутствии высоких концентраций сахарозы, этанола, уксусной кислоты, сорбиновой кислоты, бензойной кислоты и диоксида серы, представляющих некоторые из широко используемых методов консервирования пищевых продуктов. Метиленовый синий используется для проверки наличия живых дрожжевых клеток . В энологии, основными дрожжами, вызывающими порчу, являются Brettanomyces bruxellensis.

:Tags

Список использованной литературы:

Hoffman CS, Wood V, Fantes PA (October 2015). «An Ancient Yeast for Young Geneticists: A Primer on the Schizosaccharomyces pombe Model System.». Genetics. 201 (2): 403–23. PMC 4596657 Freely accessible. PMID 26447128. doi:10.1534/genetics.115.181503

Kurtzman CP, Fell JW (2005). in: The Yeast Handbook, Gábor P, de la Rosa CL, eds. Biodiversity and Ecophysiology of Yeasts. Berlin: Springer. pp. 11–30. ISBN 978-3-540-26100-1

Ostergaard S, Olsson L, Nielsen J (2000). «Metabolic Engineering of Saccharomyces cerevisiae». Microbiology and Molecular Biology Reviews. 64 (1): 34–50. PMC 98985 Freely accessible. PMID 10704473. doi:10.1128/MMBR.64.1.34-50.2000