Дрожжи формула химическая

1.1.3. Химический состав дрожжей

Состав дрожжей зависит от условий культивирования дрожжей, состава питательной среды и физиологического состояния клетки. В прессованных дрожжах содержится 67-75% воды и 25-33% сухого вещества. При этом часть воды находится в межклеточных пространствах и называется внеклеточной; остальная вода, находящаяся в цитоплазме дрожжей, называется внутриклеточной. Соотношение клеточной и внутриклеточной влаги в дрожжах может изменяться в зависимости от применяемой расы дрожжей, технологического режима их выращивания и способа ведения технологического процесса. Так, при выращивании дрожжей в концентрированной среде или с добавлением осмотически активных веществ, например хлористого натрия, общее количество влаги в дрожжах снижается в результате уменьшения внутриклеточной воды, а при обработке дрожжей хлористым натрием (при выделении) общее количество влаги в дрожжах снижается вследствие внеклеточной воды.

Состав сухого вещества хлебопекарных дрожжей по элементам следующий (в %): углерод 45-49; водород — 50-70; кислород 30-35; азот 7,1-10,8; фосфор 1,9-5,5; калий 1,4-4,3; магний 0,1-0,7; алюминий 0,002-0,020; сера 0,01-0,05; хлор 0,004-0,100; железо 0,005-0,012; кремний 0,02-0,20. Кроме того, в сухом веществе дрожжей содержатся (в %): белки и другие азотистые вещества — 50; жиры — 1,6; углеводы — 40,8; зола — 7,6. Однако этот состав непостоянен и может колебаться в широких пределах.

Белки состоят из полипептидов и аминокислот — простых соединений, имеющих с одной стороны своей молекулы аминогруппу NH, а с другой — кислотную группу СООН. Самая простая аминокислота — глицин — имеет следующую формулу: NH-СН3-СООН. Соединяясь между собой, аминокислоты образуют молекулы простых белков или протеинов. К ним относятся альбумины, глобулины, гистоны и др. При присоединении к простому белку небелковой группы образуются сложные белки, или протеиды. Если небелковая группа состоит из нуклеиновых кислот, от образовавшийся сложный белок называют нуклеопротеидом, а если к простому белку присоединяются жиры, то сложный белок называют липопротеидом. Протеиды осуществляют в клетке ряд сложнейших реакций, которые называют обменом веществ, — размножение, питание, дыхание, передачу наследственных признаков, регулируют поступление питательных веществ внутрь клетки и выделение продуктов обмена во внешнюю среду. Белки весьма чувствительны к воздействию факторов внешней среды. Например, при воздействии либо очень высокой, либо очень низкой температуры происходит свертывание белка или его денатурация, в результате чего клетка отмирает. Такое же явление наблюдается при действии кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, излучения и др.

Углеводы состоят из углерода, кислорода и водорода. Их делят на высшие и низшие. К высшим углеводам относят полисахариды (крахмал; гликоген, клетчатка), а также дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза, галактоза). К низшим углеводам относят моносахариды (глюкоза, фруктоза, арабиноза, ксилоза и др.). При разложении полисахаридов, например крахмала, сначала образуются декстрины, затем дисахариды и моносахариды, а начало синтеза полисахаридов начинается с моносахаров. Гликоген, или животный крахмал, является запасным веществом в животном организме и дрожжах, как крахмал в растениях. Из углеводов клетка получает энергию.

Жиры — запасные вещества клетки. Они являются сложными эфирами трехатомного спирта (глицерина и органических кислот). Жировые вещества дрожжей являются важной частью протоплазмы клеток. Молекулы жировых веществ соединяются в крупные частицы (жировые мицеллы) палочковидной формы, распределяющиеся между мицеллами протеинов. Иногда они образуют с последними сложные соединения (липопротеиды) и представляют собой основной структурный материал клетки. Жиры превращаются клеткой по мере необходимости в углеводы и используются затем для получения энергии. Помимо связанных жировых веществ в протоплазме некоторых дрожжевых грибов имеются и свободные жировые вещества, обособленные в виде капель, хорошо окрашивающихся специальными красками.

Зола дрожжей составляет около 6,5-12,0% общей массы сухого вещества дрожжей. Состав золы колеблется в зависимости от условий их культивирования. Зола дрожжей состоит примерно наполовину из фосфора: большая часть фосфорной кислоты связана в дрожжах с органическими соединениями. В золе значительно больше калия, чем натрия, кальция и магния. Содержание серы в хлебопекарных дрожжах составляет 0,17-0,20%. Минеральные вещества золы дрожжей, растворяясь в межмицеллярной воде, играют большую роль в обмене веществ клетки. Наиболее важное значение имеют катионы натрия, калия, кальция, магния, железа, анионы хлора, фосфора.

Витамины. В дрожжах содержится целый ряд витаминов и витаминоподобных веществ. Обмен веществ у животных и человека, осуществляемый ферментами, протекает при непременном участии витаминов, тесно связанных с ферментными системами клетки. Так, витамин B1 содержится в хлебопекарных дрожжах в количестве около 20 мкг на 1 г СВ. Витамин B1 регулирует деятельность нервной системы человеческого организма, участвует в обмене белковых веществ и в синтезе жиров, излечивает полиневриты и различные очень тяжелые нервные заболевания, возникающие при длительном употреблении пищи, лишенной должного количества этого витамина.

Витамин В2 (рибофлавин) содержится в хлебопекарных дрожжах в количестве около 25-30 мкг на 1 г СВ. Отсутствие рибофлавина в пище человека приводит к различным поражениям кожного покрова, к расстройствам зрения.

Витамины B1 и В2 достаточно устойчивы к высоким температурам, особенно витамин В2, который может быть отделен от витамина B1 путем шестичасового автоклавирования при 120 °С; при этом витамин В2 остается без изменения, а витамин B1 разрушается.

Витамин В3 (пантотеновая кислота) в большом количестве содержится в хлебопекарных дрожжах (15 000-33 000 мг/г СВ). Недостаток его в пищевом рационе животных и птиц приостанавливает нормальный рост их и нарушает нормальную деятельность нервной системы и желез внутренней секреции.

Витамин В5 (РР — никотинамид) является собственно антипеллагрическим фактором; он содержится в хлебопекарных дрожжах в большом количестве (от 185 до 290 мкг на 1 г СВ).

Витамин В6 (пиридоксин) содержится в хлебопекарных дрожжах в количестве 1,6-6,5 на 1 г СВ. Он стимулирует рост животных и микроорганизмов.

Витамин D — антирахитический фактор, регулятор фосфорно-кальциевого обмена животных и человека. Провитамин D — эргостерин — имеется в огромном количестве в хлебопекарных дрожжах — 20 000 мкг на 1 г СВ.

Помимо перечисленных витаминов хлебопекарные дрожжи содержат парааминобензойную кислоту в количестве 8-95 мкг на 1 г CB и фолиевую кислоту 19-35 мкг. Парааминобензойная кислота действует как активный витамин самостоятельно и в виде составной части фолиевой кислоты. Эти кислоты входят в состав ферментов, катализирующих синтез нуклеиновых оснований. Большое значение для жизнедеятельности дрожжей имеет витамин Вн, или биотин. Сахаромицеты не способны синтезировать биотин из окружающей среды, поэтому для нормального их развития биотин должен входить в состав питательной среды, где культивируются дрожжи как важнейший фактор роста. Содержание этого витамина составляет 0,5-1,8 мкг на 1 г СВ. Биотин — устойчивое вещество. При термической обработке, доступе кислорода и воздействии разбавленных кислот и щелочей биологическая активность его не снижается. Расщепление биотина происходит лишь при обработке его концентрированными кислотами, щелочами и раствором перекиси водорода. В дрожжах содержится и другой стимулятор роста дрожжей — мезоинозит. В хлебопекарных дрожжах он содержится в количестве 270 мг на 1 г СВ. Состав среды может способствовать повышению содержания витаминов в дрожжевых клетках. Можно обогащать хлебопекарные дрожжи витаминами группы В, помещая их в условия брожения на 1-2 ч в среды, содержащие витамины. Дрожжи способны поглощать витамин В1, находящийся в бродящей жидкости. В этом случае общее количество витамина B1 может достигать 2000 мкг на 1 г СВ; если бродящая жидкость содержит не витамин В1, а его компоненты (пирамидин и тиазол), дрожжи способны синтезировать витамин B1; количество его в дрожжах при этом может достигать 600 мкг на 1 г СВ.

Ферменты. Все процессы, происходящие в живых организмах при обмене веществ, при росте и развитии организмов, совершаются с участием биологических катализаторов белковой природы, ферментов или энзимов. Сущность механизма действия ферментов заключается в том, что субстрат, на который действует фермент, образует с ним непрочный продукт фермент — субстратный комплекс. Промежуточный продукт разлагается с образованием конечных продуктов и освобождением фермента, который может воздействовать на новую молекулу субстрата. Считается, что активность фермента зависит не только от таких факторов, как температура и реакция среды (рН), но и от того, в каком виде он находится в клетке. Когда фермент находится в свободном состоянии, он активен, когда же он связан с белками протоплазмы клетки, то активность его уменьшается или теряется совсем. Синтез ферментов происходит в дрожжевой клетке непрерывно. По способу образования ферменты делят обычно на конститутивные и адаптивные. Адаптивными , т. е. приспособительными, ферментами называют такие, которые образуются в клетке в результате появления в среде соответствующего субстрата, например сахара. Фермент мальтаза формируется в клетке при наличии в среде сахара мальтозы. Конститутивные ферменты образуются в клетке организма независимо от состава среды. Наибольшую активность ферменты проявляют при определенной температуре, кислотности, а также при отсутствии тормозящих их действие веществ. Неустойчивость ферментов объясняется их белковой природой, т. е. они чувствительны, как все белки, к высоким температурам, кислотности, к солям тяжелых металлов, что вызывает их денатурацию. Специфичность действия ферментов состоит в том, что один фермент ускоряет только определенную реакцию, поэтому в микробных клетках действуют одновременно десятки различных ферментов, не мешая один другому. Например, фермент, разлагающий сахарозу, не может разлагать белки, жиры или другие вещества. Отдельные ферменты в живых клетках образуют ферментные системы, состоящие из 10-12 ферментов.

Питание. В настоящее время известно, что питание дрожжевых клеток состоит из двух фаз: первая — прохождение веществ через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану и вторая — сложные биохимические реакции, состоящие из взаимосвязанных процессов ассимиляции и диссимиляции. Основным барьером, отделяющим внутреннее содержимое клетки от окружающей среды, является цитоплазматическая мембрана, основная функция которой заключается в регулировании прохождения в клетку молекулярных растворов.

По химическому составу дрожжей видно, что для питания им нужны азот, фосфор, калий, магний, усвояемые формы углеводов, микроэлементы и другие вещества. Источниками углерода для дрожжей являются различные углеводы, моно- и дисахара, а также спирты, альдегиды и органические кислоты. При отсутствии аэрации дрожжи используют обычно лишь сахара. В условиях аэрации при обогащении среды кислородом, когда усиливается дыхательная функция дрожжей и активируется процесс накопления биомассы, дрожжи усваивают не только сахара, но и спирты (этиловый спирт, глицерин, маннит), альдегиды, а также и органические кислоты (молочная, уксусная, лимонная и яблочная кислоты) и их соли. Доказано, что и аминокислоты являются для дрожжей источником углерода. Источником азотистого питания для живых клеток являются растворимые соединения азота (органические и неорганические). Сложные высокомолекулярные протеины не усваиваются дрожжами, так как у сахаромицетов не содержится экзоферментов, протеолизирующих сложные белки среды. Продукты распада белков могут усваиваться дрожжами. Легко усваиваются аминокислоты, а также амиды и аммонийные соединения. Нитраты не усваиваются большинством дрожжевых грибов. Аммиак является первоисточником для синтеза белковых веществ клетки. Аммиачный азот, отщепленный от аммонийных солей или аминокислот среды и других азотистых соединений, используется дрожжевыми клетками для синтеза собственных аминокислот. Большую роль в питании дрожжей играют макроэлементы (калий, натрий, фосфор, магний, кальций) и микроэлементы (железо, медь, марганец, кобальт, цинк, молибден, никель, кремний, алюминий, бор).

О потребности дрожжей в различных питательных веществах судят по их химическому составу. Химический состав зависит от физиологического состояния клетки-расы и состава питательной среды.

Средний элементарный состав дрожжевых клеток (в процентах) такой:

В дрожжах содержатся такие микроэлементы, как железо, медь, цинк, молибден.

Прессованные дрожжи содержат 25…28 % сухих веществ и 72…75 % воды. Вода с растворенными в ней химическими и органическими веществами проникает в клетки, и все важные жизненные реакции протекают в водном растворе. Свободная вода участвует в процессах обмена веществ, связанная вода удерживается белковыми молекулами при помощи водородных связей и таким образом является частью структуры протоплазмы дрожжевой клетки.

Сухие вещества дрожжей представлены следующими компонентами, %:

– безазотистые вещества – 35…45;

Соотношение белков и углеводов зависит от расы и направленного его изменения в процессе культивирования.

Белок. Дрожжи содержат 37…50 % сырого белка в пересчете на сухие вещества. В состав сырого белка входят все соединения азота, содержащиеся в дрожжах. Азотсодержащие вещества дрожжей представляют собой белковые вещества (63,8 %), нуклеиновые кислоты (26,1 %), амиды и пептоны (10,1 %). Белки состоят из аминокислот, число которых достигает 24. Соотношение аминокислот в разных белках различно.

Витамины. Дрожжевые клетки богаты витаминами, особенно витаминами группы В и эргостерином – провитамином D. Соотношение определенных витаминов в различных дрожжевых грибах неодинаково. Оно колеблется в широких пределах в дрожжевых грибах разного рода и зависит у одних и тех же дрожжей от условий их культивирования. Установлено, что дрожжевые клетки содержат:

– витамин В₁ – тиамин, аневрин;

– витамин В₂ – рибофлавин;

– витамин В₃ – пантотеновая кислота;

– витамин В₅ – РР – никотиновая кислота;

– витамин В₆ – пиридоксин;

– витамин В₈ – инозит;

– витамин Н – биотин;

Некоторые дрожжевые грибы розового цвета содержат β-каротин – провитамин А.

Витамины играют большую роль в биохимических процессах, свойственных дрожжевым клеткам. Витамины комплекса В составляют существенную часть ферментных систем.

Жиры. Являются смесью истинных жиров (глицеридов жирных кислот) с фосфолипидами (лецитин, кафалин) и стеролами (эргостерол). Жир дрожжей состоит, главным образом, из насыщенных кислот жирного ряда: олеиновой, линоленовой, пальмитиновой и стеарино-вой.

В состав дрожжей входит неомыляемый жир – эргостерин – провитамин D.

Углеводы.В дрожжах содержится 35…44 % углеводов к массе сухих дрожжей. Они входят в состав протоплазмы и оболочки клеток. В дрожжах содержатся полисахариды: гликоген, маннан (дрожжевая камедь) и глюкозан.

Маннан составляет 30 % от общего числа углеводов, входит в состав клеточной оболочки. Не является запасным энергетическим веществом.

Гликоген состоит из остатков глюкозы, соединенных 1,4- и 1,6-α-глюкозидными связями. Гликоген дрожжей состоит из различных фракций, отличающихся растворимостью в щелочах и кислотах: некоторые из них – фракция, растворимая в уксусной кислоте, являются запасными веществами клетки, другие – щелочная фракция и фракция, растворимая в хлорной кислоте, являются структурными элементами клетки.

В дрожжах содержится дисахарид трегалоза, он является источником энергии в клетке. Количество трегалозы в хлебопекарных дрожжах, полученных на мелассе, колеблется в широких пределах.

Глюкан, маннан, гликоген, трегалозу следует считать нормальными компонентами в дрожжевой клетке. Имеются небольшие количества хитина и D-рибозы.

Зола.Зола дрожжей составляет около 6…10 % общей массы сухого вещества дрожжей. Состав золы колеблется в зависимости от условий культивирования.

Зола дрожжей состоит примерно наполовину из фосфора; большая часть фосфорной кислоты связана в дрожжах с органическими соединениями. Общее количество Р₂О₅ у сахаромицетов колеблется в пределах от 3,2 до 4,4 % по сухим веществам. Фосфор входит в состав молекул нуклеиновых кислот, фосфолипидов и коферментов типа аденозинфосфата и тиамина. В виде различных соединений фосфор принимает важное участие в энергетических процессах клетки.

Сера входит в состав аминокислот (цистеин, цистин, метионин и глютатион) и витаминов (биотин, аневрин). В состав ферментов сера входит в виде сульфидных и тиоловых групп. Содержание серы в пекарских дрожжах составляет 0,17…0,20 %.

Калия в золе значительно больше, чем натрия, кальция и марганца (1,5…1,6 % на сухие вещества). Калий необходим дрожжевой клетке не только как питательный элемент, но и как стимулятор ее размножения.

Кальция в пекарских дрожжах 0,01…0,15 %.

Железо в дрожжевой клетке входит в состав цитохромов, цитохромоксидазы, перокидазы, каталазы и других ферментов, участвующих в процессе дыхания. В дрожжах 0,01…0,036 % железа на сухое вещество.

Магний, содержащийся в дрожжах, активирует действие многих фосфатаз и энолазы. Ионы магния влияют на сохранение активности ферментов при нагревании. Магний и марганец ускоряют потребление дрожжами глюкозы, причем влияние магния тем активнее, чем ниже концентрация глюкозы в среде. Процессы брожения и гликолиза регулируются изменением концентрации ионов магния в результате присоединения его к органическим веществам. Питательные среды должны содержать 0,02…0,05 % магния в виде MgSO₄.

Микроэлементы также имеют важное значение для размножения и жизнедеятельности дрожжей. Микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов и других соединений, участвующих в их синтезе. Они влияют на скорость и характер различных биохимических процессов. Например, кобальт стимулирует размножение дрожжей, повышает содержание в клетках азотистых веществ небелковой природы, прежде всего, РНК, ДНК и свободных аминокислот. Присутствие в среде кобальта стимулирует синтез витаминов – рибофлавина, аскорбиновой кислоты, нитратредуктазы и др.

8. Метаболизм дрожжевой клетки. Анаэробный распад углеводов

В благоприятных условиях культивирования дрожжевые клет­ки всегда размножаются, масса их увеличивается. Это возможно только при поступлении в клетку питательных веществ извне, из окружающей водной среды. Питательные вещества, поступающие в дрожжевую клетку, непрерывно подвергаются разнообразным превращениям, которые приводят к росту микроорганизма, к уве­личению его массы, к формированию клеточных веществ и, нако­нец, к размножению. Одновременно происходят и процессы разло­жения клеточных веществ. Продукты распада выделяются в среду, окружающую дрожжевую клетку. Процессы разложения и процес­сы окисления освобождают скрытую химическую энергию веществ, что позволяет дрожжевым клеткам осуществлять все те сложные превращения протоплазмы, которые связаны с питанием клетки и построением дрожжевой массы.

В окружающей дрожжи среде должны содержаться все те пита­тельные соли, которые нужны дрожжевым клеткам, чтобы строить вещества протоплазмы, а также витамины, которые не могут син­тезироваться клетками.

Питательные вещества проникают в дрожжевую клетку путем диффузии их через поверхностную оболочку, подчиняясь общим законам осмоса. В водных растворах, содержащих небольшие кон­центрации веществ, всегда устанавливается некоторый приток воды в протоплазму. Протоплазма оказывается плотно прижатой к обо­лочке клетки. Такое состояние называется тургором. При нали­чии тургора процессы обмена веществ в дрожжевой клетке проте­кают быстро и нормально.

При выращивании дрожжей в аэрируемой среде, содержащей все необходимые для быстрого накопления биомассы компоненты, ре­шающее значение для необходимой скорости роста и размножения

дрожжей имеет концентрация таких веществ, как азот, фосфор, ка­лий, магний.

Анаэробный распад углеводов

Ферментативная диссимиляция углеводов в анаэробных усло­виях, происходящая с выделением энергии и приводящая к обра­зованию продуктов неполного окисления, называется брожением. В этом процессе акцептором водорода служат органические соеди­нения, получающиеся в реакциях окисления (например, уксусный альдегид при спиртовом брожении); кислород в этих реакциях не участвует.

Схема химических превращений при спиртовом брожении глю­козы приведена на рис. 2.

1. Образуются фосфорные эфиры Сахаров. Под действием фер­мента гексокиназы и адениловых кислот, являющихся донорами и акцепторами фосфорной кислоты, глюкоза превращается в глюко-пиранозо-6-фосфат. Адениловые кислоты в дрожжах содержатся в виде аденозинмонофосфата (АМФ), аденозиндифосфата (АДФ) и аденозинтрифосфата (АТФ). Гексокиназа катализирует перенос одной фосфорной группы с АТФ на глюкозу. При этом АТФ пре­вращается в АДФ, а остаток фосфорной кислоты присоединяется по месту шестого углеродного атома. Действие фермента активи­руется ионами магния. Подобным образом происходит превраще­ние D-фруктозы и D-маннозы. Глюкокиназная реакция определя­ет скорость процесса брожения.

2. Глюкозо-6-фосфат под действием фермента глюкозофосфатизо-меразы подвергается изомеризации — превращению в фруктозо-6-фосфат. Реакция обратима и сдвинута в сторону фруктозо-6-фосфата.

Рис. 2. Схема спиртового брожения глюкозы

4. Под действием фермента альдолазы (активируемой ионами Zn 2+ , Co 2+ и Са 2+ ) фруктозо-1,6-дифосфат распадается на две фос-фотриозы-3-фосфоглицериновый альдегид и фосфодиоксиацетон. Эта реакция обратима.

5. Между фосфотриозами происходит реакция изомеризации, катализируемая ферментом триозофосфатизомеразой. Равновесие устанавливается при 95 % 3-фосфоглицеринового альдегида и 5 % фосфодиоксиацетона.

6. В индукционный период, пока в качестве промежуточного продукта не образовался уксусный альдегид, между двумя молеку­лами 3-фосфоглицеринового альдегида под действием фермента альдегидмутазы при участии молекулы воды происходит реакция дисмутации. При этом одна молекула фосфоглицеринового альде­гида восстанавливается, образуя фосфоглицерин, другая окисляется в 3-фосфоглицериновую кислоту. Фосфоглицерин в дальней­ших реакциях не участвует и после отщепления фосфорной кисло­ты является побочным продуктом спиртового брожения. При ус­тановившемся процессе окисление 3-фосфоглицеринового альдеги­да в 3-фосфоглицериновую кислоту происходит сложным путем. Вначале он превращается в 1,3-дифосфоглицериновый альдегид, присоединяя остаток неорганической фосфорной кислоты, затем под действием фермента триозофосфатдегидрогеназы в присутствии НАД (никотинамидадениндинуклеотида) окисляется в 1,3-дифос-фоглицериновую кислоту. НАД, вступая в соединение со специфи­ческим белком, образует анаэробную дегидрогеназу, обладающую способностью отнимать водород непосредственно от фосфоглицери­нового альдегида и других органических соединений.

7. При участии фермента фосфотрансферазы остаток фосфорной кислоты, содержащий макроэргическую связь, передается с 1,3-ди-фосфоглицериновой кислоты на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфоглицериновой кислоты. Энергия, освобождающаяся при окис­лении фосфоглицеринового альдегида, резервируется в АТФ.

8. Под действием фермента фосфоглицеромутазы 3-фосфоглице-риновая кислота изомеризуется в 2-фосфоглицериновую кислоту.

9. В результате отдачи воды, вызываемой перераспределением внутримолекулярной энергии, 2-фосфоглицериновая кислота пре­вращается в фосфоэнолпировиноградную кислоту, содержащую мак­роэргическую связь. Реакцию катализирует энолаза, активируемая ионами Zn , Mg 2+ , Mn 2+ . Максимальное действие энолазы прояв­ляется в интервале рН 5,2. 5,5. При рН 4,2 молекулы энолазы агрегируются, при рН 3. 4 необратимо денатурируются.

10. Под действием фермента фосфотрансферазы в присутствии ионов К + остаток фосфорной кислоты передается от фосфоэнолпи-ровиноградной кислоты на АДФ, резервируя энергию в АТФ.

11. Образовавшаяся энолпировиноградная кислота превраща­ется в более стабильную кетоформу.

12. Под действием фермента карбоксилазы от пировиноград-ной кислоты отщепляется диоксид углерода и образуется уксус­ный альдегид.

13. Фермент алкогольдегидрогеназа переносит водород с восста­новленного НАДН₂ на уксусный альдегид, в результате чего обра­зуется этиловый спирт и регенерируется НАД

• 
• 
• 

Мы вкладываем большие ресурсы в наш проект. Благодарим за то, что цените это. Благодарим вас за вашу активность в отзывах и распространении материала. Подпишитесь на наши рассылки:

Давайте в этом разбираться!

Для начала узнаем, что такое дрожжи, как они растут, чем питаются и что содержат внутри.

Дрожжи – это одноклеточные грибы, относящиеся к классу сахаромицетов (сахарный грибок). Так их называют, потому что они сбраживают сахар. Дрожжевая клетка питается, растет, размножается, дряхлеет и умирает, т. е. она представляет живой растительный организм.

Дрожжи широко распространены в природе, особенно там, где имеются сахаристые вещества (ягоды, фрукты, нектар цветов, молочные продукты и т.д.). В связи со способностью дрожжей производить брожение сахаров их используют в хлебопечении, виноделии, пивоварении, спиртовом и глицериновом производстве, в молочной, медицинской и микробиологической промышленности, в производстве витаминов, для получения провитамина D₂, нуклеиновых кислот, в сельском хозяйстве и т.п.

В организме человека присутствуют различные микроорганизмы, в том числе и дрожжи. В толстой кишке взрослого человека имеется микрофлора, которая постоянно стимулирует выработку естественного иммунитета и подавляет рост патогенных микробов. Но, подавление антибактериальными препаратами нормальной микрофлоры вызывает размножение дрожжей, стафилококков, кишечной палочки и т.д.

Химический состав дрожжей.

Дрожжи содержат 25% сухого вещества и 75% воды. Сухое вещество дрожжей состоит из следующих веществ (в %):

• белки и другие азотистые соединения 37-50;
• углеводы 35-45;
• жиры 1,6-2,5;
• зольные элементы 6-10

Зольные вещества состоят из макроэлементов: фосфора, калия, магния, кальция и из микроэлементов: железо, алюминий и медь.

Питательные вещества для дрожжей.

Сахар является одним из главных питательных веществ для дрожжей, из него они строят клеточки новых поколений, черпают энергию для своей жизнедеятельности.

Теперь рассмотрим, что такое хлебопекарные дрожжи, откуда их берут и как выращивают на производстве.

Хлебопекарные дрожжи.

Хлебопекарные дрожжи относятся к виду Saccharomyces cerevisiae. В хлебопекарной промышленности дрожжи используются в качестве разрыхлителя теста. Кроме того они используются в витаминной промышленности в качестве сырья для получения витаминов группы B и D, в медицинской промышленности – для получения ряда лекарственных препаратов, ферментов.

Как выращивают хлебопекарные дрожжи на производстве.

Если посмотреть на дрожжевую клеточку в микроскоп, то можно увидеть, что это живая клетка, у которой есть ядро, в котором содержится генетическая информация.

Существует банк микроорганизмов, грибков и дрожжей. Там находятся все их штаммы (то есть виды).

Берут определенный штамм микроорганизма, например дрожжи сахаромицеты (хлебопекарные). ВАЖНО! Этот штамм был получен из натуральной природной закваски, путем выделения оттуда дрожжевых клеток. Эти клетки дрожжей засеивают в специальную питательную среду. Питают их минеральными веществами, чтобы они могли давать хороший выход, и чтобы они при процессе брожения были активными, давали быстрый и качественный подъем теста. А для этого им необходимы витамины и минеральные вещества. Таким образом, дрожжи растут и размножаются.

Как видим, дрожжи, которые используют в хлебопечении, получают из натуральной закваски. То есть – это естественные природные дрожжи!

На заводе в лабораториях эти дрожжевые клетки просто размножают, чтобы их можно было массово использовать в хлебопечении и продавать отдельно.

При выращивании дрожжей, чтобы в них не попадала посторонняя микрофлора, которая может погубить сами дрожжи, питательную среду, где они растут, осветляют химическими веществами, стремясь подавить развитие патогенных микроорганизмов.

Все способы осветления состоят из химической обработки мелассы (растворение, подкисление и др.). Для этого добавляются такие вещества как аммиак водный технический, кислота серная техническая, формалин и т.д. Полный список можно посмотреть в ГОСТ Р 54731-2011.

ВАЖНО! Дрожжи представляют собой готовый продукт в виде массы живых микроорганизмов, а не продукты питательной среды, в которой они росли. Если говорить простыми словами, то все вредные химические компоненты, добавленные в питательную среду, никак НЕ ПЕРЕХОДЯТ в сами дрожжи (химический состав дрожжей рассматривали выше). При неправильной концентрации этих веществ, дрожжи могут погибнуть! Дрожжи едят сахар, а не серную кислоту! Этим дрожжевое производство коренным образом отличается от других пищевых производств.

Дрожжи, как и молочнокислые бактерии — это живые организмы. И молочнокислые бактерии тоже размножают в лабораторных условиях.

Процесс брожения.

Дрожжи сбраживают сахар, муку и мальтозу, с выделением спирта и углекислого газа. Благодаря спиртовому брожению с участием кислорода тесто поднимается.

В процессе выпечки СПИРТ УЛЕТУЧИВАЕТСЯ, а дрожжи погибают. Зато хлеб насыщается полезными веществами.

Таким образом, продукты, приготовленные с участием дрожжей, не только не вредят организму, а наоборот, насыщают его различными витаминами, ферментами и аминокислотами.

Так же хотелось бы добавить, что вред от хлебобулочных изделий могут нанести не дрожжи, а различные пищевые добавки, которые в него могут добавить. Поэтому хлебобулочные изделия лучше всего готовить самим.

Якобы без дрожжевой хлеб, приготовленный на закваске.

В составе всех хлебопекарных заквасок присутствуют дрожжи сахаромицеты. Плюс ко всему мука в своем составе изначально имеет дрожжи.

Хлебопекарные закваски — это жидкие пшеничные закваски, представляющую собой активную культуру дрожжей, заквашенной мезофильными молочнокислыми бактериями. То есть любые хлебопекарные закваски в своем составе имеют культуру дрожжей. И даже если на упаковке есть надпись без дрожжевой хлеб, дрожжи все равно в закваске присутствуют.

ВАЖНО! При выпекании, дрожжи погибают и, следовательно, хлеб получается без дрожжевой. В любых готовых хлебобулочных изделиях хлебопекарные дрожжи отсутствуют! Поэтому, если на упаковке написано без дрожжевой хлеб, то это всего лишь маркетинговый ход! В любом случае, хлеб после выпекания в своем составе дрожжей не имеет.

Дрожжи-микроорганизмы могут попасть в хлеб при неправильном его хранении или если было использовано некачественное сырье, вызывающее болезни хлеба.

Если на хлебобулочном изделии образовалась плесень, то такой продукт употреблять нельзя! Он может нанести вред организму.

Некоторые мифы о дрожжах. НЕСУЩЕСТВУЮЩИЕ «Термофильные дрожжи»

В интернете можно найти такое НЕСУЩЕСТВУЮЩЕЕ понятие как «Термофильные дрожжи». Термофильных дрожжей в природе не существует!

Дрожжи – мезофильные микроорганизмы с температурным оптимумом 29-30 °С. Температура выше 45-50 °С ГУБИТЕЛЬНА для дрожжей и их спор . Никакие споры и капсулы в организме не размножаются и не слипаются! При низких температурах приостанавливается жизнедеятельность дрожжей, они впадают в состояние анабиоза с последующим восстановлением всех жизненных функций при благоприятных условиях.

Существуют термофильные БАКТЕРИИ, которые очень полезны для организма. К примеру, некоторые виды хлеба изготавливаются из термофильных молочнокислых бактерий. В молочной промышленности также используются термофильные бактерии для производства различной молочнокислой продукции.

Для того чтобы лучше понять процесс жизнедеятельности дрожжей, обратимся к таким наукам как микробиология и биотехнология.

Для этого рассмотрим приготовление закваски путем спонтанного брожения: смеси муки и воды.

Этот способ достаточно трудоёмок и имеет ряд недостатков:

это большая продолжительность (7-10 фаз по 6-20 часов), так же он имеет нестабильность качества закваски. И хотя этот способ приготовления заквасок наиболее древний, полученный эмпирическим путем (то есть на опыте, методом проб), он все же имеет научное обоснование.

В 1 г муки содержится от десятков тысяч до нескольких миллионов микроорганизмов, которые попадают в нее из зерна. Качественный состав микроорганизмов разнообразен. В муке встречаются грибы, бактерии, актиномицеты и другие виды микроорганизмов, но находятся все эти микроорганизмы в малоактивном состоянии, особенно при влажности муки менее 15%. При увеличении влажности до 40-50% в полуфабрикатах хлебопекарного производства создаются благоприятные условия для их развития.

Все питательные вещества муки – это аминокислоты, сахара, витамины, они становятся доступными для микроорганизмов. С этого момента между различными микроорганизмами начинается конкурентная борьба за овладение средой обитания, в которой побеждают те микроорганизмы, которые лучше других приспособлены к жизни в данных условиях. Такой вот естественный отбор. Наиболее приспособлены к условиям теста молочнокислые бактерии. Размножаясь быстрее других, они образуют молочную кислоту, которая подавляет жизнедеятельность других микроорганизмов.

Бактерии, предпочитающие повышенную кислотность среды, различные виды дрожжей (сахаромицеты и не сахаромицеты), плесневые грибы и другие могут расти только в аэробных (то есть с доступом кислорода) условиях. Дрожжи сахаромицеты являются факультативными анаэробами, то есть способны размножаться и существовать в бескислородных условиях мучных полуфабрикатов. В результате, у нас остаются дрожжи и молочнокислые бактерии. Таким образом, накопление дрожжами и молочнокислыми бактериями спирта, молочной кислоты и отсутствие кислорода не допускает развитие в них посторонних микроорганизмов. При этом дрожжи и молочнокислые бактерии являются синергистами (то есть функционируют одновременно). Проще говоря, при смешении муки с водой при определенных условиях происходит процесс брожения с участием дрожжей и молочнокислых бактерий.

Если замесить ржаную муку с водой и оставить тесто при температуре, обычной для ведения теста (25-30 °С), то через некоторое время в нем появляются признаки брожения, выражающиеся в выделении мелких пузырьков газа и в появлении характерного вкуса и запаха кислого теста.

В результате изучения микроорганизмов теста, в котором началось самопроизвольное брожение, установлено, что основными возбудителями этого брожения являются Bact. coli aerogenes и Вас. levans. Эти бактерии образуют в тесте уксусную и молочную кислоту, спирт, углекислый газ (диоксид углерода), водород и в меньших количествах азот.

Если кусок теста, в котором началось спонтанное брожение, оставить в помещении с сухим воздухом, то тесто со временем высохнет, и жизнедеятельность микроорганизмов в нем прекратится. Если же кусок теста будет лежать во влажном помещении, то он с течением времени покроется плесенью, следовательно, с точки зрения хлебопечения этот кусок теста испортится и сделается непригодным для употребления.

Совершенно другая картина будет, если тесто, которое подвергалось спонтанному брожению, через некоторое время (через 7-8 ч) освежить, прибавив к нему новую порцию муки и воды, дать ему некоторое время вновь бродить, затем опять освежить и т. д. В таком освеженном тесте микрофлора будет совершенно другая, потому что оно неоднократно бродило.

Таким образом, получается, что мука содержит в себе огромное количество микроорганизмов. В ней присутствуют дрожжи сахаромицеты, которые и используются в хлебопекарной промышленности.

Так как эти дрожжи находятся в муке в неактивном состоянии, то такое тесто долго настаивается. К тому же есть большая вероятность того, что патогенных микроорганизмов в муке окажется много, и хлеб будет болеть. Так же, есть вероятность, что хлеб не получится, так как надо. Поэтому такое производство не выгодно и используется не везде.

ВЫВОД.

• Дрожжи – это одноклеточные грибы (микроорганизмы), относящиеся к классу сахаромицетов (сахарный грибок).
• Хлебопекарные дрожжи – это дрожжи, полученные из натуральной природной закваски, путем выделения от туда дрожжевых клеток. Это чистая культура дрожжей.
• В лабораторных условиях натуральные дрожжевые клетки только размножают.
• Вещества, которыми обрабатывают питательную среду (где размножаются дрожжи), не переходят в дрожжи. Дрожжи едят сахара, а не серную кислоту.
• В химическом составе дрожжей нет серной кислоты, хлорной извести и других химических реагентов.
• Термофильных дрожжей в природе не существует. Температура выше 45-50 °С губительна для дрожжей.
• Дрожжи насыщают хлебобулочные изделия полезными веществами.
• Без дрожжевой хлеб – это маркетинг.

Список используемой литературы.

1. ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОПЕЧЕНИЯ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ. Краткий курс лекций для студентов 3 курса. Профиль подготовки: технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ФГНУ НИИСХ Юго-Востока О.В. Крупнова кандидат биологических наук, доцент кафедры «Микробиология, биотехнология и химия» ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» Е.А. Горельникова. Саратов 2016.
2. Технологии пищевых производств/ Под общей редакцией доктора технических наук, профессора А.П. Нечаева; Москва «КолосС», 2005.
3. Микробиология продуктов растительного происхождения. Учебное пособие. Министерство образования Российской Федерации. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. И.А. Еремина, Н.И. Лузина, О.В. Кригер. Кемерово 2003.
4. Курс лекций по микробиологии Самарского Государственного Технического Университета. Кафедра пищевых производств и парфюмерно-косметической продукции.
5. Физиология человека. Compendium/ Учебник для высших учебных заведений. Под редакцией академика РАМН Б. И. Ткаченко и профессора В. Ф. Пятина; Санкт-Петербург, 1996.

Автор статьи: Диляра умм Самира – биотехнолог.

В 2012 г. закончила Самарский Государственный Технический Университет. Факультет пищевых производств и парфюмерно-косметической продукции.

За весь стаж работы побывала на крупных и мелких пищевых предприятиях города Самара. Изучала рецептуры и технологические линии различных пищевых производств.

5 лет стажа работы химиком-экспертом в Федеральном Бюджетном Учреждении Здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии».