1.2 Общая характеристика дрожжей

Дрожжи - одноклеточные, немицелиальные грибы, относящиеся к классу аскомицетов - Ascomycetes (сумчатые грибы). Форма клеток дрожжей разнообразна: шаровидная, полушаровидная, овальная, удлиненно-овальная, цилиндрическая, лимоновидная (апикулярная), стрельчатая, вытянутая. Размеры дрожжевых клеток варьируют в широких пределах: мелкие клетки имеют диаметр 1,5-2,0 мкм, длину 3-5 мкм; диаметр крупных клеток 8-10 мкм, длина 11-18 мкм; вытянутые клетки достигают в длину 20-25 мкм.

Важнейшими свойствами хлебопекарных дрожжей должны быть:

хорошая сбраживаемость, следовательно - высокое содержание зимазы, определенная способность к размножению, достаточное содержание энзимов для расщепления углеводов и белка, стойкость против высоких температур и прочность. Как только мы найдем эти свойства ярко выраженными у отдельных рас, мы их отберем и будем улучшать культивированием. Эти свойства определенно имеются у так называемых дрожжей "верхнего брожения"; среди них тоже надо сделать отбор хороших хлебопекарных дрожжей.

Дрожжи широко распространены в природе: в верхних слоях почвы, особенно почвы садов и виноградников, в пыли, на плодах и листьях многих растений.

Дрожжевая клетка имеет оболочку, цитоплазму и ясно выраженное дифференцированное ядро (рисунок 1.1).

Дрожжевая клетка отграничена от внешней среды ригидной структурой - клеточной стенкой, она защищает протопласт от осмотического разрыва и придает клетке определенную форму, толщина ее составляет 70-350 нм. Клеточная стенка содержит гемицеллюлозы (до 60-70% сухой массы), в состав которых входят глюканы, маннаны и хитин, у некоторых видов дрожжей обнаружены ксиломаннаны.

Основное вещество цитоплазмы составляет матрикс, в котором расположены все органеллы клетки. Матрикс содержит большое количество рибосом, полифосфатов, запасные углеводы - гликоген и трегалозу, ферменты и циклическую ДНК. Цитоплазма дрожжей гомогенна или тонкозерниста, в ней обнаруживаются 1-2 вакуоли различной формы. Вакуоли отделены от цитоплазмы тончайшей оболочкой - тонопластом, состоящей из липоидных и белковых молекул с большой поверхностной активностью.

Рисунок 1.1 - Строение дрожжевой клетки под электронным микроскопом

Основная функция ядра - хранение и репликация большей части наследственного материала. В ядре осуществляется контроль синтеза нуклеиновых кислот, происходит формирование новых мембран на нуклеолемме, контроль деления или почкования клетки. Число хромосом в ядре разных видов дрожжей может быть различным, оно колеблется от 2 (Candida utilis) до 16 (Saccharomyces cerevisiae).

Химический состав дрожжей зависит от вида и условий культивирования. Дрожжи содержат в среднем 75% воды и 25% сухого вещества, имеющего следующий состав (%): неорганические вещества - 5,0-10,0; углеводы - 25,0-50,0; азот - 4,8-12,0; белки - 30,0-75,0; липиды - 2,0-5,0.

Основными фракциями неорганических веществ является фосфорная кислота (около 50%) и калий (около 25%). В дрожжах содержатся незаменимые аминокислоты, поэтому состав белковых веществ дрожжей близок к полноценному. Количество аминокислот варьирует у отдельных видов, зависит от физиологического состояния клеток, условий культивирования и состава питательной среды.

Дрожжи верхнего брожения характеризуются по Геннебергу следующим: дрожжи в бродящей жидкости частично поднимаются наверх и расходятся по пене, которая принимает в этом случае характерный вид, в противоположность "стекловидной" пене дрожжей нижнего брожения. Дрожжи, оседающие на дно, лежат рыхлым слоем и при взбалтывании распределяются по жидкости. Водянистая болтушка имеет мутно молочный вид. Это происходит оттого, что дрожжи верхнего брожения имеют не клейкую оболочку клетки, а оболочку без слизистой поверхности. Дрожжи сбраживают, кроме виноградного (и фруктового) сахара, тростниковый сахар, солодовый сахар, может быть определенные мальтодекстрины, во всяком случае не рафинозу.Дрожжи нижнего брожения, к которым принадлежит большая часть пивоваренных дрожжей (пивные дрожжи), имеют полностью противоположный характер и отличаются от дрожжей верхнего брожения (прессованных дрожжей) особенно видом своих колоний и сбраживанием рафинозы, почему их и легко различать.
Употребляемые также на многих пивоваренных производствах (светлое пиво, простое, темное пиво) дрожжи верхнего брожения в основном не отличаются от хлебопекарных дрожжей; пивные дрожжи верхнего брожения раньше употреблялись в хлебопечении. Наряду с ними употреблялись и винокуренные дрожжи верхнего брожения. Сейчас хлебопекарные дрожжи приготовляются на специальных дрожжевых заводах. В то время как в винокурении главной задачей является получение алкоголя (спирта), а дрожжи представляют собой побочный продукт, на дрожжевых заводах главный упор делают на дрожжи, а алкоголь является побочным продуктом. Большую, чем во всех других бродильных производствах, на дрожжевых заводах играет роль исходный материал, дрожжи, которые "выращиваются" в заводском масштабе. Для этих дрожжевых "посевных семян" нужны разумеется те расы дрожжей верхнего брожения, которые особенно богаты вышеуказанными свойствами.

Ход культивирования дрожжей следующий. Предназначенные для размножения дрожжи помещаются в соответственный питательный раствор, затор или сусло и оставляются в нем до тех пор, пока будет продолжаться размножение. Образовавшаяся дрожжевая масса отделяется от жидкости сначала посредством центрифугирования или счерпывания, а затем прессованием, и формуется в куски определенного веса, большей частью фунтовые.