Особенности строения и жизнедеятельности дрожжей, значение распространения дрожжей

Подробнее о брожении

При понимании процессов, которые начинают происходить в момент смешивания компонентов и до полной готовности к перегонке по ходу дела сразу становится возможной корректировка ошибок. После смешивания в бродильной ёмкости дрожжей, воды, источника углеводов начинаются следующие биохимические реакции и биологические процессы:

1. Дрожжевые грибы при попадании в тёплые комфортные условия, где достаточно влаги и питательных веществ, начинают интенсивное размножение.
2. Дрожжи усиленно потребляют растворённый сахар, выделяя взамен углекислоты и этиловый спирт. Но, после того как весь сахар израсходован, их активность падает, а брожение останавливается.
3. Когда концентрация этанола превысила допустимое значение для использованного вида дрожжей, отбродившие дрожжевые микроорганизмы погибают и выпадают в осадок.

Буйство таких реакций проявляется внешне следующим образом:

• Выделяемый углекислый газ, поднимаясь на поверхность, вспенивает жидкость.
• Пузырьки начинают подниматься из трубки гидрозатвора, а если в качестве него используется проколотая резиновая перчатка, надетая на горловину — она надувается.

Факторы, от которых зависит длительность процесса

На продолжительность брожения оказывают влияние многие факторы, хотя некоторые из них можно корректировать, что и делают опытные самогонщики для сокращения сроков приготовления:

1. Вид дрожжей, определяющий спиртовой градус, после которого дрожжевые микроорганизмы погибают. Выведенные специально для изготовления алкоголя спиртовые дрожжи сохраняют жизнеспособность при концентрации этанола до 18%. Хлебопекарный вид сможет работать до 14% содержания спирта, а дикие дрожжи наиболее чувствительны и перестают работать при 11% содержания этанола.
2. Качество и количество дрожжевых микроорганизмов. При использовании продуктов разных марок скорость приготовления может отличаться, а если продукция некачественная, брожение и вовсе иногда не начинается. Нужен обязательный контроль за качеством и свежестью дрожжей, а при низкой их активности рекомендуется внести дополнительную порцию дрожжевого сырья.
3. Температура. Спирт вырабатывается при температуре 18−38⁰С с наибольшей активностью при 30−35 градусах. Хотя оптимальной температурой брожения считается 26−28. Если жидкость охладится ниже 18 градусов, дрожжевая активность резко падает, а когда температура выше +40⁰С или ниже +5⁰С, дрожжевые микроорганизмы погибают.
4. Питательные вещества. Дрожжевые грибы потребляют помимо углеводов ещё минеральные и органические вещества, поэтому если для сахарной браги желательна подкормка, то для фруктового или зернового сусла она не потребуется.

Сколько должна бродить брага на самогон

При оптимальной температуре брожения браги можно рассчитывать на следующие сроки её готовности к выгону:

• Брожение на сахаре — 5−14 дней.
• Крахмалосодержащие рецепты (на крахмале, картофеле или зерне) — 4−7 дней.
• Бездрожжевые рецепты (сливовая, виноградная) — 30−40 дней.

Как размножаются дрожжи?

Дрожжи – это одноклеточные организмы, относящиеся к семейству грибов. «Дикие» дрожжи имеются всюду, в том числе в воздухе. Они питаются, вырабатывают энергию, производят побочные продукты, размножаются. Дрожжи питаются сахарами, а в их отсутствие — дрожжи расщепляют крахмалы. Побочный продукт жизнедеятельности дрожжей — углекислый газ, выделяющийся в виде крохотных пузырьков. Эти пузырьки улавливаются сетью клейковины — белкового вещества, содержащегося в муке. При накоплении газа или при подогреве пузырьки углекислого газа увеличиваются в размерах и поднимаются наверх.

Как размножаются дрожжи?

В отличие от остальных микроорга­низмов дрожжи размножаются почкованием. Также дрожжи могут размножаться спорообразованием, а иногда и де­лением клетки пополам.

Первый способ размножения дрожжей — почкование.

Размножение дрожжей через почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется бугорок (почка), который постепенно увеличивается в размерах и вырастает. Далее между почкой и производящей ее клеткой появ­ляется перетяжка. Данная перетяжка или канал между клетками дрожжей, соеди­няющая материнскую и вновь фор­мирующуюся клетку, постепенно суживается и, наконец, дочерняя клетка полностью отделяется от материнской. При почковании часть ядра, протоплазмы и других кле­точных элементов материнской клетки переходит в дочернюю. В благоприятных условиях процесс почкования клеток дрожжей длится около двух ча­сов.

Нередко молодые клетки не отшнуровываются от материнской, а остаются вместе с ней. При этом происходит почкование и молодых клеток. В результате образуется целое скопление соединенных ме­жду собой клеток. Данное клеточное образование является ложным и оно легко разрушается.

Второй способ размножения дрожжей — спорообразование.

Многие дрожжи способны размножаться и путем споро­образования. Споры образуются внутри дрожжевой клетки, количество их колеблется от двух до двенадцати. Спорообра­зование происходит бесполым или половым путем. При беспо­лом образовании спор ядро клетки дрожжей дробится, каждая частица его окружается веществом протоплазмы и покрывается оболоч­кой, превращаясь таким образом в спору. Образование спор при половом размножении происходит в результате слияния двух клеток. Споры имеют чаще всего круглую или овальную форму. Они более устойчивы к внешним воздействиям, чем вегетативные клетки, и появление их связано с ухудшением условий обитания.

Дрожжи, способные размножаться почкованием и споро­образованием, называются истинными. Некоторые дрожжи не способны к спорообразованию и раз­множаются только путем почкования. Такие дрожжи назы­ваются ложными.

Интересные факты о размножение дрожжей

Одна клетка способна делиться 20-25 раз, то есть создавать от 20 до 25 новых клеток. Продолжительность жизни одного поколения колеблется от одного часа до семи часов, в зависимости от среды и возраста материнской клетки.

• Как избавиться от духоты в квартире
• Чем питается лиса обыкновенная?
• Чем питается жираф?
• Чем питается осетр?

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.

Свойства и рецепты приготовления браги на спиртовых дрожжах

Кроме традиционных дрожжей, в самогоноварении применяются и спиртовые, а также винные или дикие дрожжи. Все они дают разный результат, но суть их деятельности заключается в том, что именно культура грибов и перерабатывает углеводы на спирт. Так и получается брага на спиртовых дрожжах, рецепт которой поможет правильно сделать напиток.

Спиртовые дрожжи ибрага из них

Спиртовые дрожжи для самогона: плюсы и минусы

Применение алкогольных или спиртовых дрожжей имеет ряд преимуществ перед хлебопекарными вариантами. Среди плюсов от использования такой культуры выделяют:

• Повышенная продуктивность работы.
• Увеличение концентрации спирта в браге до 18%, а обычные дрожжи погибают при 12-14%. Выход спирта после дистилляции будет больше.
• Процесс брожения ускоряется, брага на спиртовых дрожжах может созреть за 5 дней.
• Количество вредных примесей в напитке уменьшается, образуется меньше сивушных масел и альдегидов. А во время самого брожения образуется меньшее количество пены.

Существует несколько мифов по поводу деятельности этих культур. А также есть свои недостатки в использовании спиртовых штаммов:

• Время брожения сокращается, но при этом дрожжи погибают раньше. Срок готовности — от 5 до 7 дней.
• Пенообразование уменьшается только за счет сокращения времени брожения.
• Недостаток спиртовых дрожжей заключается в их непредсказуемости. Точно неизвестно, когда закончится брожение и продукт будет готов к перегонке, поэтому такую брагу нужно проверять чаще. За счет увеличения активности процесса сахарная брага на спиртовых дрожжах может быть готовой на третий день после постановки.
• Существует миф о том, что таких дрожжей нужно добавлять меньше. Если использовать сухие дрожжи, то это действительно так. Но если брать прессованный вариант, то количество хлебопекарной и спиртовой культуры получается одинаковым. Отзывы подтверждают, что сухие дрожжи для браги использовать выгоднее с точки зрения экономики.

А еще к недостаткам можно отнести необходимость покупки дрожжей в специализированных магазинах. Они есть не в каждом городе и поэтому покупка культуры может обойтись дороже и найти ее будет сложнее.

Приобрести разновидность можно в магазинах для винокуров или поискать на рынках. Главное, следить за сроком годности продукта, особенно при покупке прессованных дрожжей.

А если следовать всем тонкостям рецепта, то брага получится вкусной и относительно чистой.

А еще важно сделать правильный выбор дрожжей для приготовления браги. Есть несколько стран-производителей, каждая выпускает товар разной активности и в разных пропорциях штаммов

Брага на белорусских спиртовых дрожжах готовится чаще всего из-за доступной стоимости продуктов. Вся информация, а также инструкции относительно количества дрожжей, пропорций и правила разведения содержатся на упаковке.

Дрожжи классифицируются и по виду сусла для приготовления браги.

Брага из сахара по рецепту

Дрожи рассчитываются на количество воды, то есть в расчет берется гидромодуль. Чтоб знать, как поставить брагу, можно ориентироваться так: на 20 литров воды следует взять 65 грамм дрожжей из Беларуси и добавить 5,5-6 килограмм сахара

Важно следить за качеством воды, поскольку она влияет на деятельность дрожжевой культуры

Вода не должна быть кипяченной; чтоб обеспечить штаммам достаточное количество кислорода, она не должна быть хлорированной или содержать большое количество микроэлементов. Воду из-под крана можно фильтровать, или покупается бутилированная вода. Хорошо для изготовления браги применять родниковую или талую воду. А вот сахар добавляется не сразу, а в несколько подходов.

Необходимые условия для активности микроорганизмов

Микроорганизмы тяжело и долго активируются в прохладном помещении, нужно исключить сквозняки и холод. Для быстрого развития необходимы:

1. Большое количество влаги.
2. Сахар. При переработке этого компонента микроорганизмы выделяют спирт и углекислый газ, благодаря чему тесто поднимается. Нельзя допускать избытка сахара, в этом случае свойства теста ухудшаются. Выделяется большое количество спирта, который оттягивает процесс брожения. Тесто в этом случае становится горьковато-кислым.
3. Благоприятная температура. Дрожжи нельзя заливать горячей или холодной водой, оптимальная температура среды для активного развития – +35…+40℃.

Брикеты нельзя подвергать многократному замораживанию. Они хранятся в холодильнике в заводской оболочке, нельзя допускать их высыхания и образования плесени. Продукт сохраняет свойства в течение 10 дней, для более длительного хранения его следует поместить в морозильную камеру.

Дрожжи – незаменимый компонент при изготовлении пышной выпечки, качество которой зависит от правильной технологии разведения разрыхлителя.

Вред и польза

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

Польза дрожжей

Польза любого продукта определяется его составом. Дрожжи содержат:

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

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

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

Вред дрожжей

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

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

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

Полезные свойства

Для нормальной работы кишечника присутствие дрожжей просто необходимо. Поэтому медики рекомендуют употреблять до 7 г дрожжей в сутки. Это обеспечит суточную потребность

Особенно важно это при следующих состояниях:

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

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

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

Морфология дрожжей

Дрожжи имеют разнообразную форму: круглую, эллиптическую, овальную, реже лимонообразную и цилиндрическую, иногда сильно вытянутую в виде гиф. Форма и структура клеток непостоянна, она может изменяться в связи с изменением условий культивирования. Дрожжевая клетка состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы, внутри которой расположены органоиды (ядро, митохондрии, рибосомы, вакуоль, Гольджи аппарат) и включения (запасные вещества)  в  виде  капелек жира,  зерен  гликогена  и  волютииа (рис.   1).

Рис. /. Схема поперечного разреза дрожжевой клетки: 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — цитоплазма; 3 — аппарат Гольджи; 4 — эндоплазматическая сеть; 5 — жировые капельки; 6 — митохондрия; 7 — ядро; 8 — рубец, где отпочковалась клетка; 9 — ядрышко; 10 — гранулы волютина (метахроматина); 11 — рибосомы; 12 — вакуоль; 13 — клеточная оболочка.

Молодые клетки имеют гомогенную цитоплазму, иногда небольшую вакуоль. С возрастом клетки появляется зернистость, вакуоль увеличивается. Размер клеток варьирует от 5 до 7 мкм в диаметре и от 8 до 12 мкм в длину. При таких небольших размерах клеток поверхность их в 1л бродящего виноградного сусла может достигать 10 м2. Такая большая поверхность определяет активный обмен дрожжей с окружающей средой. Относит, плотность клеток составляет 1,055—1.06. С наступлением неблагоприятных условий возникают более устойчивые покоящиеся клетки — артроспоры и сумки со спорами. Артроспоры сохраняют форму вегетативных клеток, но отличаются от них более плотной плазмой, наличием гликогена, капель жира и утолщенными оболочками. Сумки со спорами обычно повторяют форму и размер вегетативных клеток. Форма и размер спор у различного рода спорегенных дрожжей отличаются.

4.4. Дрожжи. Их формы, размеры. Размножение дрожжей. Принципы классификации дрожжей

Дрожжи – высшие грибы, утратившие способность образовывать мицелий и превратившиеся в результате этого в одноклеточные организмы.

Клетки дрожжей имеют овальную, яйцевидную и эллиптическую форму (рис 4.2). Несколько реже встречаются цилиндрические (палочковидные), грушевидные и лимоновидные дрожжи.

Размеры клеток дрожжей колеблются от 2,5 до 10 мкм в поперечнике и от 4 до 20 мкм в длину. В среднем масса дрожжевой клетки составляет около 5х10 -11 г. Формы, размеры и масса дрожжевых клеток изменяются в зависимости от условий среды, в которой они развиваются и от возраста клеток.

Строение дрожжевой клетки описано в разделе 2.4

Размножение дрожжей зависит от условий жизнедеятельности дрожжевой клетки и от вида дрожжей.

1. Вегетативное размножение

Происходит почкованием, реже – делением или почкующимся делением.

а

г

б

д

е

Рис. 4.2 Форма дрожжевых клеток: а – стреловидная, б- серповидная, в- лимоновидная, г- овальная, яйцевидная, д- цилиндрическая, е- грушевидная

Почкование– это процесс образования на клетке маленького бугорка – почки, которая постепенно увеличивается в размерах. В месте соединения почки с материнской клеткой постепенно образуется сужение – перетяжка. Когда почка достигает примерно одной трети размеров материнской клетки, ядро перемещается в перетяжку и здесь происходит его деление на 2 ядра. Одно из ядер переходит в почку, а другое остается в материнской клетке. Постепенно перетяжка ограничивает дочернюю клетку от материнской, затем слои перегородки разделяются, оставляя на материнской клетке почковой рубец. Почкованием обычно размножаются дрожжи овальной формы.

Бинарное деление дрожжевой клетки происходит путем возникновения поперечной перегородки, которая, развиваясь, приводит к образованию двух дочерних клеток, идентичных родительской. Делением размножаются дрожжи цилиндрической формы.

Почкующееся деление характерно для дрожжей лимоновидной формы. Вначале на полюсе возникает почка, которая после деления ядра ограничивается от материнской клетки перегородкой.

2. Половое размножение

Этим способом размножаются некоторые виды гаплоидных дрожжей. Перед спорообразованием такие гаплоидные клетки сливаются, в результате образуется диплоидная клетка, ядро которой делится путем мейоза с образованием четырех или восьми аскоспор.

Дрожжи относятся к царству грибов (Mycota), отделу истинных грибов (Eumycota). В зависимости от того, способны ли дрожжи размножаться половым путем их можно отнести к 2-м классам: классу аскомицетов и классу дейтеромицетов. Небольшая часть дрожжей относится к классу базидиомицетов.

Так как дрожжи отличаются по своим культуральным свойствам от грибов существуют их отдельные классификации.

Так, существует отдельная классификация совершенных (спорогенных) дрожжей – классификация Кудрявцева. По этой классификации дрожжи относятся к классу аскомицетов, порядку одноклеточных грибов – дрожжей, которое включает три семейства: сахаромицетов, шизосахаромицетов и сахаромикодов. Семейства различаются формой клеток, способом вегетативного размножения.

Представители этого семейства имеют овальную или яйцевидную форму, вегетативно размножаются почкованием. Особо важная роль принадлежит роду Saccharomyces. К этому роду относятся дрожжи, которые нашли широкое применение в пищевой промышленности – хлебопекарные, спиртовые, пивные, винные дрожжи.

Клетки палочковидной формы, размножаются делением, в неблагоприятных условиях – спорообразованием. Представители этого семейства рода Schizosaccharomyces вызывают спиртовое брожение и используется в странах с жарким климатом для производства пива, кубинского рома.

Клетки лимоновидной формы, размножаются почкующимся делением, а в неблагоприятных условиях – спорообразованием. Дрожжи рода Saccharomycoides вызывают спиртовое брожение, но являются вредителями в виноделии, так как образуют продукты, придающие винам неприятный прокисший запах.

По классификации Ж. Лоддера и Крегера Ван Рия несовершенные дрожжи, не способные размножаться половым путем, а также утратившие способность к спиртовому брожению, представляют собой почкующиеся или делящиеся клетки, некоторые из них образуют псевдомицелий (вытянутые клетки). Классификация основана на следующих систематических признаках: способность образовывать ложный мицелий и отношение к сахарам. К аспорогенным относятся дрожжи родов Candida, Torulopsis, Rhodotorula (дикие дрожжи).

Подготовка браги по классической технологии

Для получения браги такой технологии нужно придерживаться следующей последовательности действий:

1. Подготовка дрожжей. Для хорошего сбраживания нужно заранее разбродить дрожжи: 100 гр. сахара разводят в воде с температурой 26−28 градусов, после чего добавляют туда дрожжи.
2. Внесение дрожжевой массы в сусло. При внесении дрожжей в сусло нужно соблюдать разницу температур между ними. Отличие температуры сусла и дрожжей должно составлять не более 5−10 градусов, а температура самого сусла 20−25⁰С.
3. Температура браги при брожении. После внесения дрожжей необходимо оставить брагу в тёмном помещении с оптимальной температурой для брожения 26−28 градусов. При форс-мажорных ситуациях нужно делать подогрев или охлаждение.

Что делать при низкой температуре

Если температура опустилась ниже 15 градусов, необходимо воспользоваться терморегулятором, который поможет избежать переохлаждение браги. Его нужно поместить в бродильную ёмкость и выставить оптимальную температуру. За его отсутствием с этой задачей легко справится обычный аквариумный нагреватель, который выполняет те же функции.

Действия при высокой температуре

Если температура поднялась выше 30 градусов, необходимо срочное охлаждение. Для этого ёмкость с брагой можно поместить в холодную воду или обложить пластиковыми бутылками со льдом. Но это лишь временная мера. Если на повышение температуры оказывает влияние окружающая среда, нужно изолировать ёмкость с брагой в погреб или подвал.

Активация дрожжей

Причиной долгого брожения браги может быть недостаток дрожжей в растворе. Исправить это можно следующим образом:

• Самый простой способ — добавить дрожжи.
• Внести подкормку, которая положительно повлияет на активность размножения дрожжевых грибов и сократит время приготовления.
• Установка аквариумного аэратора, который будет способствовать быстрому размножению грибов в присутствии кислорода.
• Предварительная активация: 5 ст. л. сахарного песка разбавляются в 1 л тёплой воды, добавляются дрожжи, и ёмкость с раствором ставится на полчаса в тёплое место. После начала интенсивного пенообразования смесь выливается в брагу.

Пропорции спиртовых дрожжей: количество ингредиентов для сахарной браги

Уже ни у кого нет сомнения в том, что лучшие дрожжи, которые только можно использовать для приготовления браги – это сухие спиртовые дрожжи для самогона, которые и пены меньше образуют, и спирта больше производят из одного и того же количества сахара. Пожалуй, это основная причина, по которой винокур должен исключить из своего обихода другие разновидности дрожжей.

Но для получения качественного продукта недостаточно будет просто купить качественные спиртовые дрожжи

Очень важно соблюсти правильные пропорции спиртовых дрожжей в составе браги. А «золотая середина» важна сразу по двум причинам:

1. Причина первая обусловлена переизбытком дрожжей. Любой опытный винокур знает: если в брагу высыпать слишком большое количество дрожжей, помимо перерасхода сырья (которое, между прочим, стоит денег) вы получите самогон с дрожжевым запахом, для устранения которого придется принимать определенные меры и тратить на это собственное время. Количество спирта в составе конечного продукта от этого, конечно же, уменьшится. Брага, скорее всего, при избыточном количестве созреет быстрее. Единственная неприятность, которую вам принесет брага из спиртовых дрожжей, пропорции которой не соблюдены, в данном случае будет заключаться в присутствии побочного запаха. Но и это, согласитесь, не тот результат, к которому должен стремиться каждый уважающий себя самогонщик.
2. Вторая причина заключается в недостатке дрожжевых микроорганизмов. Если дрожжей в браге меньше оптимального количества, брожение будет длиться гораздо дольше по времени. Небольшому количеству микроорганизмов понадобится переработать большое количество сахара, при этом не исключено, что по причине своей гибели они так и не успеют этого сделать. В результате даже выход спирта может стать в этом случае меньше, чем можно получить при оптимальном соотношении дрожжей, браги и воды.

Какой должна быть брага на сухих спиртовых дрожжах: пропорции и соотношения

Для начала немного теории: возможно, большинство опытных самогонщиков знакомы с таким загадочным понятием, как «гидромодуль».

Половой способ размножения

Дрожжи, размножение которых происходит как половым, так и вегетативным способом, представляют с этой точки зрения большой интерес. Многие ученые исследовали особенности поведения этих микроорганизмов. Они выяснили, что половой способ связан с прорастанием спор, которые находятся в асках или сумках (их называют аскоспорами) в вегетативные клетки. Как же дрожжи размножаются спорами? Давайте разберемся.

Этот способ сопровождается делением ядра с помощью мейоза. Если при культивировании дрожжей происходит резкий переход из полноценной среды в бедную питательными веществами, то при наличии достаточной влажности, а также значительном накоплении в клетке запасных веществ и доступе к кислороду происходит спорообразование. Появившиеся в результате него аскоспоры являются устойчивыми к неблагоприятным условиям среды (высушиванию, высокой температуре), однако они менее термостабильны, нежели бактериальные споры. Аскоспоры погибают при температуре около 60 °С, тогда как споры бактерий могут выдерживать более высокие температуры — кипящей воды и даже выше.

Аскоспоры образуются обычно в результате полового слияния 2-х дрожжевых клеток и последующего деления оплодотворенного ядра. Их может быть от одной до четырех, а иногда и восемь в одном аске. В случае, если условия для вегетативного развития благоприятны, споры прорастают на свежей питательной среде и затем вновь становятся почкующимися клетками.

Гомоталличные штаммы

Гомоталличные штаммы от гетероталличных отличаются тем, что у них есть лишь устойчивая диплофаза. Изолированные из аска гаплоидные споры формируют диплоидную структуру. Другими словами, в потомстве одной споры происходит самодиплоидизация (слияние гаплоидных клеток) за счет того, что споры могут соединяться в любых комбинациях материнской или сестринских гаплоидных клеток со своей почковой.

И у гомоталличных дрожжей существуют типы спаривания. А.Ф. Руснак изучала дрожжи вида Sacch. vini, которые используются в виноделии. Она отметила существование у них большого набора рас. Проанализировав это, исследовательница сделала вывод о том, что природа их преимущественно гомоталлична.

Тем не менее, некоторые дрожжи в гаплоидном состоянии длительное время способны размножаться вегетативно. В качестве примера можно привести Chizosaccharomyces и Zygosaccharomyces. Гаплоидные клетки перед спорообразованием сливаются, формируется диплоидная зигота. Затем с помощью мейоза она делится и дает начало четырем или восьми гаплоидным спорам. Они прорастают и через некоторое время начинают размножаться в гаплоидном состоянии бесполым путем.

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 CO2. С другой стороны, количество и продолжительность выделения CO2 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’ C6H12O6 + Saccharomyces cerevisiae = 2C 2H5OH + 2CO2!

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.