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.
В естественных условиях дрожжи обычно располагаются на поверхности овощей, фруктов, в цветочном нектаре и в лежалой листве. Также дрожжи нередко встречаются в кишечной среде многих животных и человека.
Состав дрожжей
Клетка на ¾ состоит из воды, из нее около половины связывает органоиды, и ¼ — освобожденная часть. Опираясь на возраст и общее состояние, можно обозначит примерный состав сухого клеточного вещества:
- Азот – 43-60%;
- Сахар – 16-39%;
- Жир – 2-14%;
- Минеральные вещества – 6-12%.
Кроме основных составляющих, в клетке также присутствует содержание важных элементов для совершения метаболизма – витамины и ферменты.
Клеточное строение
Форма клетки разнообразна, она может быть шарообразной, эллипсовидной или в виде палочки. Размеры зависят от среды обитания и ее условий. Характеристику дрожжей производят по свойствам более молодых дрожжей.
Дрожжевые клетки имеют в своем составе следующие компоненты:
- Цитоплазма;
- Ядро;
- Мембрана;
- Митохондрии;
- Гликоген;
- Аппарат Гольджи;
- Рибосомы.
Дыхание
Для проведения дыхательной деятельности клеткам дрожжей жизненно важен кислород. Но при необходимости дрожжи какое-то время могут полностью обойтись без него.
Питание дрожжей
Большая часть видов для получения энергии в процессе питания используют компоненты органического происхождения. При отсутствии кислорода в среде дрожжевые клетки чаще используют различные углеводы. В среде, обогащенной кислородом, для синтеза доступно больше видов веществ.
Продукты жизнедеятельности дрожжей
Дрожжевые клетки в процессе синтеза производят несколько видов спиртов, а также, различные жирные кислоты. Кроме этого, дрожжевые клетки имеют способность выделять определенные вещества в окружающую среду, например, альдегиды и сивушные масла.
Размножение
Размножаются дрожжевые клетки обычно вегетативно, с помощью почкования или деления. Известны случаи полового размножения у некоторых дрожжей. Кроме того, существуют дрожжевые клетки, образующие мицелий, который впоследствии распадается на отдельные артроспоры.
Рост дрожжевых клеток
Рост дрожжей обусловлен воздействием факторов окружающей среды – температурой и влажностью воздуха, кислотностью и атмосферным давлением. Благоприятной для усиленного роста является средняя температура.
Польза дрожжевых организмов
Широкое применение имеют дрожжи не только в пищевой промышленности, при производстве хлебобулочной продукции и напитков, но и при получении многих полезных элементов – витаминов, полисахаридов, органических кислот, ферментов и каротиноидов.
Применение дрожжевых клеток в фармакологии и медицине
Биотехнологи применяют дрожжевые клетки в производстве многих лекарственных препаратов. Полезно употребление пивных дрожжей при лечении и профилактике аллергических реакций. Косметологи рекомендуют применять их для укрепления общего состояния организма и кожи.
Встречается также тип дрожжей, нормализующий работу кишечника и восстанавливающий микрофлору желудка. Такие дрожжевые организмы помогают бороться с диареей и раздраженным кишечником.
Царство грибов - одно из самых необычных и впечатляющих в мире живой природы. Разнообразие этих организмов действительно впечатляет, а их свойства достойны внимательного изучения. С некоторыми их видами люди сталкиваются каждый день, даже не задумываясь о том, что это грибы. Именно на таких разновидностях и стоит остановиться поподробнее.
Какими бывают грибы?
У этого царства есть сложная классификация. Большинство людей под грибами понимает лишь один их вид, основной - шляпочный. К нему относятся как съедобные, так и ядовитые варианты - шампиньоны, трюфели, боровики, лисички, мухоморы, поганки и множество других.
Другим, еще более интересным видом, являются плесневые грибы. Они отличаются микроскопическими размерами, из-за которых плодовые тела и грибницу практически невозможно заметить невооруженным глазом. Но вообще увидеть их совсем не сложно - достаточно оставить во влажном месте кусок хлеба, и уже скоро на нем появится знакомый всем пушистый налет. Это и есть плесневые грибы, а именно - сапрофиты, несъедобный вид, часто распространяющийся по фруктам, овощам, почве и стенам сырых темных помещений.
Третий вид - дрожжи. Они известны человеку с давних пор и распространены так же, как и плесневые грибы. Например, именно им люди обязаны существованием хлеба, пива, вина и кваса. Плесневые грибы и дрожжи одинаково хорошо размножаются в повседневной для человека среде, но, в отличие от первых, предпочитающих сырость и полумрак, вторые нуждаются в сахаре. Но есть и общее - дрожжи также невозможно рассмотреть в деталях без микроскопа. На сегодняшний день человеку известно 1500 их разновидностей.
Дрожжевые грибы
Такой вид отличается от всех прочих тем, что утратил классическую для царства мицелиальную структуру. Дрожжи живут в жидкой или полужидкой среде, наполненной органическими веществами. Они существуют в виде делящихся или почкующихся клеток. Такое строение позволяет им иметь максимально высокую скорость обмена веществ, поэтому они могут быстро расти и размножаться. Несмотря на то что плесневые грибы и дрожжи кажутся схожими из-за своих микроскопических размеров, у первых все же есть мицелий и все характерные особенности, в то время как последние составляют одну клетку. Интересна история происхождения названия такой разновидности. Слово «дрожжи» связано с дрожью, которую можно заметить на забродившем сусле или поднимающемся тесте.
Особенности плесневых грибов
Данная разновидность сохраняет большинство свойств шляпковых видов. При этом они отличаются микроскопическими размерами. Плесневые грибы образуют тончайший разветвленный мицелий, от которого не отделяются крупные плодовые тела. Они были первыми обитателями планеты Земля, на которой появились более двухсот миллионов лет назад. Мицелий плесневого гриба развивается практически во всех условиях в природе, независимо от наличия пищи и особенностей среды обитания. Громадные колонии моментально возникают при наличии влажности и достаточно высокой температуры.
Виды плесневых грибов очень многочисленны, но у них есть общие черты - основой служит мицелий, а тонкие ветвящиеся нити размещаются прямо внутри пораженной поверхности. В отличие от дрожжей, они размножаются половым или вегетативным путем. Клетка плесневого гриба не составляет всего его тело. Впрочем, это не мешает им распространяться с огромной скоростью.
Самые известные плесневые грибы
Некоторые из представителей царства важнее для человечества, чем другие. Это плесневые грибы пеницилл, представляющие собой зеленые пятна, разрастающиеся на растительных субстратах и обычных пищевых продуктах. Из них продуцируется антибиотик под названием пенициллин, который был первым в мире антибактериальным препаратом. Его изобретение изменило мир медицины. И плесневые грибы, и бактерии могут приносить вред человеческому здоровью. Но разновидность под названием пеницилл может спасать жизни, чем и заслужила свою широчайшую известность.
Класс фикомицетов
Одним из самых распространенных видов являются Phycomycetes, или плесневые грибы мукор. В данном семействе насчитывается более трехсот разновидностей. Самыми распространенными являются три: Mucor, Thamnidium и Rhizopus. Строение плесневых грибов мукор отличается тем, что их мицелий часто состоит из одной разветвленной клетки. От нее отходят воздушные шарообразные гифы, наполненные множеством спор. Распространение мукоровых происходит легко и быстро на многих видах субстрата, за исключением молочных продуктов, и прекращается лишь при температурах, которые ниже -8 градусов по Цепьсию.
Класс аскомицетов
Именно к этому семейству относятся грибы пеницилл, а также некоторые другие, к примеру, рода Aspergillus. Иначе этот класс называют сумчатыми. В то время как плесневые грибы мукор образуют примитивный одноклеточный мицелий, аскомицеты отличаются более сложной структурой, которая быстро образует отдельные друг от друга колонии, разрастающиеся по субстрату. На ней моментально формируются споры, которым плесень и обязана своим пушистым видом серовато-зеленого цвета. При изучении в микроскоп причины названия становятся очевидны - строение плесневых грибов включает длинные цепочки конидий, содержащих споры, которые и образуют кисточку или сумку. Идеальными условиями для развития являются сырость и плохая вентиляция при температуре, близкой к 0 градусов по Цельсию.
Отличие Aspergillus от Penicillum
Находящиеся в одном семействе, эти плесневые грибы похожи по внешнему виду. У них бесцветный мицелий с цветными конидиями шаровидной формы, как правило, они отличаются серовато-синим или серо-зеленым оттенком, реже с желтым подтоном. Тем не менее, роль плесневых грибов aspergillus заметно отличается. В то время как пенициллин служит важным компонентом лекарственных средств, в родственном пеницилловым виде содержатся вещества, вызывающие порчу молочных или мясных продуктов.
Несовершенные грибы
Этот класс изучен не столь широко, как описанные выше. Несовершенные виды плесневых грибов размножаются отличным от полового способом, неизвестным в деталях. Их отличает септированный мицелий с гроздевидными спорами темной окраски. Из-за этого поражение такими грибами образует черные бархатистые пятна. Подобная плесень хорошо развивается при низких температурах и отличается большой зоной поражения - при появлении на мясе она проникает глубоко в мышечную ткань. Именно эти грибы могут приводить к внутреннему плесневению, портят масло, сыр, яичные продукты.
Молочная плесень
Грибы разновидности Oidium lactis напоминают своим строением дрожжевые. У них белый септированный мицелий с отделенными спорами в виде одиночных клеток. Питание плесневых грибов этого вида включает разнообразные молочные продукты. Их появление проявляется в виде пушистого налета белого цвета, который может покрывать поверхность сметаны, простокваши или творога. Плесень снижает их кислотность, отчего продукт портится. Некоторые ученые относят их к дрожжам в силу простоты клеточных цепочек и войлокообразного мицелия.
Плесень, которая размножается в холодильнике
Поражать продукты, которые хранятся при достаточно низкой температуре, могут несколько разновидностей грибов. В первую очередь это Botrytis, отличающийся стелющимся мицелием войлокообразного вида, с бесцветными конидиями, появляющимися пучками. К плесневым грибам относят также те, что отличаются коричневыми или оливковыми конидиеносцами. Подобный вид развивается в холодильнике при температуре ниже 5 градусов по Цельсию и поражает разнообразные продукты. Другим опасным для еды видом является Alternaria. К ним относят грибы с грушевидными или заостренными конидиями бурого или оливкового цвета. Такая плесень может поражать не только охлажденное, но и замороженное мясо, а также масло и другие продукты питания.
Класс Фома
Эти плесневые грибы отличаются от всех прочих оригинальным строением. Они не образуют наружного мицелия и чаще всего развиваются внутри субстрата, проходящего процесс гниения. Для размножения плесневые грибы Phoma используют короткие конидиеносцы с переплетенными гифами, окружающими их, как оболочку.
Как плесень воздействует на человеческий организм?
Далеко не все виды грибов так полезны для человечества, как пеницилловые. Чаще дело обстоит совсем наоборот, и появление плесени является недобрым знаком. Прежде всего, ее споры очень негативно воздействуют на слизистые оболочки организма, вызывая иммунные реакции. Это один из самых сильных аллергенов, и у людей с определенными проблемами в этой области гарантировано будет дискомфорт при малейшем контакте с плесенью. И дело не только в кратковременной реакции - со временем все может закончиться серьезными заболеваниями. В домах, пораженных плесневыми грибами, заболевают астмой восемь из десяти жильцов. Цифра весьма впечатляющая. И это далеко не все возможные проблемы.
Если возникла такая проблема, необходимо как можно скорее задуматься о способах уничтожения грибов. Для этого следует воспользоваться специальным антисептиком, который можно приобрести в магазине стройматериалов. Работать с ним необходимо максимально осторожно, изучив инструкцию по применению. Кроме того, перед началом борьбы с плесенью стоит осмотреть, насколько глубоко поражена поверхность. Иногда зараженный предмет лучше выкинуть. Если же поражение не так уж масштабно, можно приступать к действиям. В первую очередь обратите внимание на антисептическую грунтовку. Она не только уничтожит плесень, но и предотвратит ее повторное появление. Использовать такое средство достаточно просто, чаще всего не нужно даже разбавлять водой. Рекомендуется только очистить поверхность перед обработкой.
Если возможности или желания искать специальное средство нет, стоит обратиться к домашним способам. Например, отличным вариантом может оказаться отбеливатель. Содержащийся в нем гипохлорит натрия убивает не только плесень, но и ее споры. Отбеливатель идеально подойдет для случаев, когда нужно очистить плитку в ванной, пол или стекло. Но для других предметов он может быть опасен - многие вещи теряют цвет или портятся от такой обработки. К тому же, отбеливатель достаточно токсичен, поэтому использовать его стоит только в помещении, которое хорошо проветривается, вооружившись защитными резиновыми перчатками.
Менее опасен в таких случаях уксус. Он не настолько токсичен, поэтому его можно использовать без опасений. Использовать уксус стоит с помощью распылителя или смачивая в нем тряпку и протирая пораженную плесенью поверхность.
Тем, у кого в арсенале не найдется такого средства, подойдет перекись водорода. Ее можно купить в любой аптеке, она не опасна для здоровья и не отличается едким запахом. С помощью перекиси можно справиться с плесенью на самых разных поверхностях, но необходимо учитывать ее отбеливающий эффект, который может быть опасен для тканей или красок.
Для твердых поверхностей вроде плитки и стекла также подойдет нашатырный спирт. Достаточно в равных пропорциях смешать его с водой и распылить смесь по всей зараженной области, а через несколько часов промыть ее водой.
Самым безопасным средством станет пищевая сода. Она не навредит ни членам семьи, ни домашним животным. Для борьбы с плесенью чайная ложка соды растворяется в стакане воды, после чего смесью можно опрыскивать пораженные поверхности. Смывать раствор необязательно - он будет профилактическим средством.
Дрожжи были первыми микроорганизмами, которые человек стал использовать для удовлетворения своих потребностей. Основное свойство дрожжей, которое всегда было привлекательным для человека — это способность к образованию довольно больших количеств спирта из сахара. Первое упоминание о получении спиртных напитков в Египте, так называемой «бузы», представляющей собой разновидность пива, относится к 6000 г. до н. э. Этот напиток получали в результате сбраживания пасты, полученной при раздавливании и растирании проросшего ячменя. Приготовление бузы можно считать рождением современного пивоварения. Из Египта технология пивоварения была завезена в Грецию, а оттуда в Древний Рим. В этих же странах активно развивалось виноделие. Крепкие спиртные напитки, полученные перегонкой бражки, по-видимому, были впервые получены в Китае около 1000 г. до н. э. В Европу процесс производства спирта был завезен значительно позже. Известно, что получение виски было налажено в Ирландии в XII в. Сейчас промышленное производство спиртных напитков существует в большинстве стран мира и представляет собой крупную отрасль промышленности.
Другая группа процессов, в которых издавна используются дрожжи, также связана с их способностью к спиртовому брожению: образование углекислого газа под действием дрожжей — важнейший этап в приготовлении хлеба, приводящий к заквашиванию теста. Этот процесс также очень древний. Уже к 1200 г. до н. э. в Египте была хорошо известна разница между хлебом из кислого и пресного теста, а также польза от применения вчерашнего теста для заквашивания свежего.
История применения дрожжей в пекарном деле
Впервые человек употребил в пищу зёрна диких злаков в каменном веке, примерно 15 тысяч лет назад. По мнению учёных, сначала люди ели эти зёрна в сыром виде, затем научились их растирать между камнями и смешивать с водой. Первый хлеб имел вид жидкой мучнисто-зерновой каши, которую и сегодня едят в некоторых странах Азии и Африки.
Когда человек начал добывать огонь и применять его для приготовления пищи, он стал поджаривать раздробленные зёрна перед тем, как смешивать их с водой. Каша из обработанных огнём зёрен была гораздо вкуснее, чем из обычных сырых семян.
Затем люди научились выпекать пресный хлеб в виде лепёшек из густой зерновой каши – теста. Эти плотные подгорелые куски зерновой массы мало напоминали наш хлеб, но именно с появлением этих лепёшек, выпекавшихся на горячих камнях, на костре, между каменными или глиняными дисками, началось на земле хлебопечение.
Гениальное открытие древних египтян – разрыхление теста способом брожения – по сути своей является основой современной технологии хлебопечения. В основе этого сложного биохимического процесса – деятельность хлебопекарных дрожжей и молочнокислых бактерий.
Из сахаристых веществ муки дрожжи производят углекислый газ и спирт. Вокруг каждой дрожжевой клетки возникает газовая оболочка, которая при выпечке преобразуется в пору. Хлеб становится от этого пышным, мягким, насыщенным множеством таких пор.
Вкус выпеченного хлеба зависит от наличия органических кислот. Эти кислоты образуются в процессе брожения из молочнокислых бактерий. Под действием высокой температуры биологические ускорители – ферменты – преобразовывают белки и углеводы, из которых состоит мука, придавая тем самым хлебу неповторимый вкус и аромат.
Но кроме использования дрожжей для выпечки хлеба нужно было вырастить пшеницу хорошего качества и смолоть зёрна до состояния тонкой муки. Хлеб не стал бы таким, каким мы все его любим и до сих пор, если бы египтяне не имели такого развитого земледелия и если бы они не совершили ещё одного важнейшего шага в техническом развитии, которым стало изобретение мельничных жерновов.
Так египтяне, соединив три этих важнейших достижения, создали облик хлеба, который остаётся с тех пор практически неизменным.
Искусство выпекать разрыхленный хлеб из сброженного теста почти три тысячи лет назад перешло в Грецию. Гомер, описавший трапезы своих героев, оставил нам свидетельство того, что аристократы Древней Греции считали хлеб совершенно самостоятельным блюдом. В те далёкие времена на обед подавали, как правило, два блюда: кусок мяса, жареный на вертеле, и белый пшеничный хлеб. Каждое из этих двух блюд ели отдельно, а хлебу при этом отводилась самая значительная и почётная роль. Гомер сравнивал пшеницу с мозгом человека, имея в виду её значение в жизни людей. Он говорил, что чем богаче хозяин дома. Тем обильнее угощают в его доме белым хлебом.
История применения пивных дрожжей
Пивные дрожжи (лат. Saccharomyces cerevisiae) это живые микроорганизмы относящиеся к группе одноклеточных грибов Размер дрожжевых клеток обычно составляет от 3 до 7 мкм. Процесс дрожжевого брожения известен людям уже несколько тысячелетий. Как считают археологи уже более 5000 лет до н.э. египтяне научились варить пиво, а за 1500 лет до н.э. начали выпекать дрожжевой хлеб. Для закваски как правило использовались остатки старого субстрата. Так за несколько тысячелетий произошла селекция дрожжей. Появились новые расы дрожжей не встречающиеся в природе. Поэтому пивные дрожжи наряду с сортами окультуренных растений можно считать древнейшими одомашненными организмами.
В середине 19 века французский химик Луи Пастер открыл что спиртовое брожение не химическая реакция, а процесс жизнедеятельности пивных дрожжей. Он также установил различие между дрожжами вызывающими спиртовое брожение и другими вызывающими молочнокислое брожение. Пастер также открыл простой способ остановки брожения он выяснил что при нагревании свыше 52*Ц в течении 10 минут живые пивные дрожжи погибают. Этот метод был назван в честь его первооткрывателя — пастеризацией.
Датчанин Эмиль Христиан Хансен в 1881 году впервые выделил чистую культуру живых, жидкий пивных дрожжей а в 1883 году использовал её вместо субстрата закваски при приготовлении пива. В конце 19 века появляется первая классификация пивный дрожжей, а в начале 20 века коллекции дрожжевых культур.
Огромное значение дрожжи имеют как в пищевом производстве, так и в пивоварении. Качество пива напрямую зависит от качества дрожжей. При производстве пива используют так же солод (проросшие зёрна ячменя) и хмель. Перемолотый солод заливают водой и начинают нагревать. В процессе варки добавляют хмель. Крахмал находящийся в солоде переходит в сахар. Полученный отвар называется сусло. Сусло охлаждают и перекачивают в танки для дальнейшего брожения. Во время перекачки сусло насыщают воздухом — аэрируют. Добавленные в сусло живые, жидкие пивные дрожжи начинают поглощать воздух и сахар, а выделять углекислоту и алкоголь. После окончания процесса брожения дрожжи удаляют. Обычно дрожжи используют 8-10 раз, затем меняют на свежие.
На крупных пив заводах как правило существуют лаборатории по выращиванию пивных дрожжей. В мире так же существуют несколько банков дрожжей, где при очень низких температурах хранятся различные расы дрожжевых культур.
Интересно, что немецкое слово, обозначающее дрожжи (Hefe), существовало уже в древневерхненемецком (hevo), т. е.
История применения дрожжей
в IX веке, и обозначало "средство поднятия". Но при этом наверняка имелась в виду опара! "Hevo" никак не могло быть тождественно современным дрожжам: ведь только после 1854г. Пастер занялся исследованием спиртового брожения и открыл, что для этого процесса необходимы микроорганизмы, которые посредством образования газа (углекислоты) "поднимают" жидкость. Вот для этих-то изолированных и постоянно умножающихся микроорганизмов и стали использовать укоренившееся в хлебопечении еще в средние века слово "Hefe" ("дрожжи").
Лишь много позже эти микроорганизмы были классифицированы и причислены к сборной группе одноклеточных грибов различных классов, разновидностью которых и являются собственно дрожжи. Еще позднее сами дрожжи были подразделены на группы и под. группы. Так, например, в пивоварении различают дрожжи верхнего и нижнего брожения; именно из пивных дрожжей были выделены и стали изготовляться промышленным способом "пекарные дрожжи".
Закваска и дрожжи это разные вещи. Опару для того хлеба, который издавна пекли на Руси, ставили совсем не на таких дрожжах, что сейчас используются в пищевой промышленности. Исконное изготовление хлеба на закваске за последние десятилетия почти повсеместно вытеснено хлебопечением на основе дрожжей. Причина тому — уже упомянутая экономия времени, а главное, такая выпечка не требует искусства и удается всем и каждому.
Дрожжи были выведены для убыстрения производства хлеба. Хлебопекарные дрожжи — это грибок, не встречающийся в природе, выведен искусственно. При выпечке грибок не погибает, поскольку способен выдержать 500-градусную нагрузку, и попадая в организм, размножается и атакует флору кишечника, поражая её.
Тем самым процесс разложения углеводов был направлен по другому пути, а именно по пути спиртового брожения, чуждого человеческому организму. Это развитие подкрепляется и все более заметным в последние десятилетия предпочтением пшеницы вместо ржи.
Эти дрожжи появились еще до войны. Изучая природу дрожжей, ученые в Российской Государственной библиотеке (бывшая Ленинская) наткнулись на информационные источники из фашистской Германии, где сообщалось, что дрожжи выращивались на человеческих костях и еще, что если Россия не погибнет в войне, то она погибнет от дрожжей. Нашим специалистам не позволили скопировать эти документы, т. к.
они были засекречены.
Дрожжи – это одноклеточные микроорганизмы имеющие исключительно природное происхождение, которые принимают активное участие в процессе брожения. Дрожжи обладают всеми основными свойствами одноклеточных грибов относящихся к классу «сахаромицетов». В отличие от прочих грибов они растут и размножаются очень быстро, потому что имеют высокую скорость обмена веществ.
История появления дрожжей берет свое начало вместе с первыми упоминаниями о выпечке хлеба и пивоварении в древнем Египте, которые датированы 6000 годом до нашей эры. Уже тогда Египтянам были известны природные закваски, которые они активно использовали для приготовления кваса.
Термин «дрожжи» родом из древнегреческого языка, которое передает само понятие — тревога, беспокойство.
В русском языке название дрожжи происходит от слов — дрожь, дрожать. На Английском языке слово дрожжи звучит как «yeast» что означает — пена, выделять газ, кипение.
Участие дрожжей в биологическом процессе научно было доказано и официально зафиксировано только лишь в 1857 году
, благодаря трудам великого микробиолога Луи Пастера.
Виды дрожжей
В природе существует более 1500 разновидностей этих одноклеточных организмов. Но люди смогли найти применение только лишь немногим видам — пивные, хлебопекарные, молочные и винные дрожжи . Хлебопекарные дрожжи активно используются для выпечки мучных и хлебобулочных изделий.
Винные дрожжи массово используют в производстве современных видов и сортов вина. Все кисломолочные продукты приготовленные на основе натуральных заквасок содержат молочные дрожжи и лактобактерии. Пивные дрожжи — это природный кладезь белков и витаминов, эффективны как лечебно-профилактическое средство.
Полезно знать: натуральные винные дрожжи можно встретить в природе в виде налета на гроздьях винограда.
Польза дрожжей
Эти микроорганизмы полезны тем, что в своем составе содержат большое количество полезного белка, который легко усваивается .
Краткая история происхождения дрожжей
Хлебопекарские дрожжи плотно закрепились в пищевой промышленности где нашли широкое применение. Еще дрожжи активно используют в витаминной и медицинской промышленностях, из них получают витамины В и D, все ферменты которые известны медицине получают именно из дрожжевых колоний. Пивные дрожжи богаты на минералы — магний, цинк, кальций, марганец и железо, углеводы и витамины группы В — В1, В2, В5 и В6, D и PP.
Хлебопекарные дрожжи несут смерть
Основная статья: Грибы
Дрожжи — это своеобраз-ная группа сапротрофных грибов, не имеющих мицелия и представленных оди-ночными микроскопическими клетками.
Дрожжи относятся к грибам. Без дрожжей невозможно испечь хлеб и пыш-ные пироги, приготовить квас, вино, пиво. Эта группа грибов включают более 500 видов.
В природных условиях они встречаются там, где есть сахара: на поверхности ягод (винограда), фруктов, в нектаре цветков, сокотечениях берез, кленов и других деревьев. Хлебопекарные дрожжи существуют только в культуре.
Считается, что дрожжи произошли от многоклеточных грибов. По этой причине, будучи одноклеточными, они отно-сятся к грибам, а не к протистам.
Строение дрожжей
От других грибов дрожжи от-личаются тем, что не имеют ми-целия и представляют собой оди-ночные шаровидные или оваль-ные клетки микроскопических размеров (рис.
Жизнедеятельность дрожжей
Дрожжи поглощают са-хара и в процессе жизнедеятель-ности выделяют в окружающую среду углекислый газ, а также этиловый спирт. Материал с сайта http://wiki-med.com
Размножение дрожжей
Размножают-ся дрожжи почкованием.
При почковании на материн-ской клетке образуется выпук-лость, напоминающая почку. Вы-пуклость быстро растет, превращается в самостоятельную клетку и отделяется от мате-ринской.
При недостатке питания и избытке кислорода в среде у дрожжей наблюдается половой процесс (слияние двух клеток).
На этой странице материал по темам:
дрожжи особенности строения и размножения
строение грибов дрожжи
дрожжи по типу питания относятся к
бледный шар головного мозга
каковы особенности строения дрожжей?
чем отличаюстя дрожжи от других грибов?
Вопросы к этой статье:
Каковы особенности строения дрожжей?
Чем отличаются дрожжи от других грибов?
Опишите последовательность процесса размножения дрожжей почкованием.
Как вы считаете, с ка-кой целью дрожжи добавляют в тесто?
Материал с сайта http://Wiki-Med.com
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.