Лекция 2

1. Характеристика дрожжей

Форма дрожжей весьма разнообразна: округлая, овальная, яйцевидная (Saccharomyces), цилиндрическая (Schizosaccharomyces), лимоновидная (Saccharomycodes). Несовершенные дрожжи имеют более характерную форму: стреловидную (Brettanomyces), угольную (Trigonopsis), серповидную (Selenotila), колбовидную (Schizoblastosporion). Дрожжи родов Сandida, Trihosporon наряду с круглыми и овальными клетками могут образовывать псевдомицелий, формирующийся из множества почкующихся клеток.

Виды рода Rhodotorula отличаются желтой, оранжевой и красной окраской, зависящей от присутствия каротиноидов. Большинство штаммов родов Cryptococcus, Rhodotorula, Torulopsis, Candida при развитии на пищевых продуктах в условиях холодильного хранения образуют внеклеточный полисахарид (слизь).

Дрожжи неподвижны, по Граму красятся положительно, капсул не образуют. Оптимальная температура для роста 25-30 С, минимальная 5-12 С и даже – 3 С. Повышенная температура стимулирует развитие дрожжей, особенно не ферментирующих лактозу. Большинство дрожжей предпочитает кислую реакцию среды.

Многие дрожжи – факультативные анаэробы. В условиях анаэробиоза получают энергию за счет сбраживания углеводов, а в присутствии кислорода - за счет аэробного дыхания.

Из соединений углерода дрожжи лучше всего используют гексозы. Некоторые - пентозы. Из полисахаридов - инулин и крахмал. Есть дрожжи, растущие на средах с углеводородами и спиртами, органическими кислотами и другими углеродными субстратами. Гликолитическим путем осуществляется разложение глюкозы, галактозы, фруктозы и маннозы.

Некоторые дрожжи способны к росту в анаэробных условиях на средах, содержащих ксилозу или ксилулозу. Последние подвергаются брожению c образованием этанола. Это имеет значение для производств, перерабатывающих в спирт древесину и отходы сельскохозяйственных растений.

В качестве источника азота дрожжи используют соли аммония, аминокислоты, пептиды, некоторые - нитраты и нитриты. Некоторые из дрожжей нуждаются в витаминах (биотине, тиамине), другие синтезируют сами необходимые витамины.

Для пищевой промышленности наибольшее значение имеет род Saccharomyces. В этот род входят как природные виды, так и виды, полученные путем селекции. Их называют расами. Расы различаются способностью сбраживать разные сахара, интенсивностью брожения, количеством образуемого спирта, оптимальной температурой брожения и др. Наибольшее применение находят два вида Sacch. сerevisiae и Sacch. vini. Дрожжи Sacch. сerevisiae имеют круглую или овальную форму клетки Их используют для получения этилового спирта, в пивоварении, квасоварении, хлебопечении. Каждое производство использует свои специфические расы дрожжей, дающие возможность получить конечный продукт с заданными свойствами. Sacch. vini имеет клетки эллиптической формы. Этот вид дрожжей используется преимущественно в виноделии. Каждая марка вина производится с использованием специфической расы дрожжей.

Штаммы Sacch. сerevisiae подразделяются на расы низового и верхового брожения. К расам низового брожения относятся большинство винных и пивных дрожжей, к расам верхового – спиртовые, хлебопекарные и некоторые пивные. Дрожжи низового брожения функционируют в производстве при температуре 6-10 °С и ниже (до 0 °С), а верховые – обычно при 14-25 °С. В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно, формируя плотный осадок, верховые – сплывают на поверхность, образуя «шапку». Способность последних подниматься обусловлена тем, что клетки после почкования остаются соединенными в небольшие цепочки, и пузырьки углекислого газа поднимают их на поверхность.

Дрожжи разделяются также на хлопьевидные и пылевидные. Хлопьевидные в конце брожения слипаются в комки («флокулы») и либо оседают на дно, либо поднимаются на поверхность. Пылевидные в течение всего процесса брожения находятся во взвешенном состоянии. Пылевидные дрожжи дают меньший прирост биомассы, но обладают более высокой бродильной активностью и полнее сбраживают сусло, образуя больше диацетила и высших спиртов. Хлопьевидные дрожжи лучше создают аромат напитков.

Сырьем для производства спирта служат крахмалосодержащие материалы – зерно и картофель, сахаросодержащие материалы – меласса и дефектная сахарная свекла, отходы целлюлозо-бумажной промышленности (щелока), гидролизаты древесины и различные сельскохозяйственные отходы. Сбраживание дрожжами виноградного сока лежит в основе виноделия; сбраживание пивного сусла, приготовленного из проросших зерен ячменя (солода), специальными пивными дрожжами – в основе пивоварения.

Из других родов дрожжей наибольшее значение имеют Torulopsis и Candida. Дрожжи р. Torulopsis имеют клетки округлой или овальной формы. Отдельные виды этих дрожжей используют при производстве кумыса и кефира. Дрожжи р. Candida имеют клетки вытянутой, цилиндрической формы, иногда образуют примитивный мицелий. Некоторые виды дрожжей используются в животноводстве и птицеводстве для производства кормового белка, богатого витамина. Для этих же целей использовались пигментные дрожжи из р. Rhodotorula, богатые каротиноидами.