Дрожжи, тонкости применения дрожжей

Дрожжи – необходимый продукт при изготовлении алкоголя. Нет дрожжей – нет алкоголя.

Они используются для получения слабого спиртового раствора потому, что обладают из всех микроорганизмов наибольшей производительностью по этиловому спирту.

Об этих представителях микромира многие имеют очень туманные представления.

Для более точного понимания  процессов, протекающих в микромире, полезно проводить аналогию с тем, что происходит в окружающем нас макромире.

Законы жизни в любом  живом мире имеют схожие черты.

Это и кормовая цепочка, и конкуренция, и размножение в благоприятных условиях,

и голодание, и деление на виды, и так далее. Для нас макромир привычнее, поэтому легче понять процессы в микромире, проведя аналогию с ним.

В далекие времена люди вообще ничего не знали об окружающем нас микромире, живущем по своим законам и влияющем на все свое окружение.

Только с изобретением микроскопа появились возможности заняться им всерьез.

С тех пор знания об этом удивительном явлении значительно пополнились, появилась микробиология – наука, занимающаяся вопросами микромира и биотехнологиями.

Фильм самогон, секретные рецепты

Знаем уже много, но еще больше, скорее всего, не знаем

Микроорганизмы – это своего рода черный ящик: известно только то, что в него входит

и что выходит. Что происходит внутри – мрак, есть только предположения.

В окружающем нас мире находится бесчисленное множество  микроорганизмов: вирусы, бактерии, грибки.

Они везде: на земле и в земле, в воздухе и на листве,  на воде и в воде, на нас и в нас.

И нет им числа. Из них бактерии и грибки способны в процессе своей жизнедеятельности перерабатывать все органические вещества, содержащие углеводы,  белки и жиры. Среди них существует определенная специализация.

Одни виды (расы)  в процессе брожения дают в качестве продукта спирты и кислоты; другие – специалисты по белкам; третьи перерабатывают какой-то вид сахара, недоступный для других;  четвертые имеют большую спиртовую стойкость и так далее. Дрожжи являются одним из видов этого множества.

Это одноклеточные грибки, не видимые глазом. В одном грамме  их содержится до  20 миллиардов. По размеру они примерно раз  в десять крупнее бактерий. Существует около 1500 видов дрожжей, как говорится, на все случаи жизни.

По назначению можно выделить хлебопекарные прессованные, сухие, спиртовые, винные, пивные, быстродействующие  и так далее. Дрожжи  представляют собой аэробные микроорганизмы,  которым  для жизнедеятельности необходим кислород, но и при отсутствии его они отнюдь не впадают в спячку, а просто меняют режим деятельности.

Жизнеспособность они сохраняют довольно длительное время  в зависимости от условий хранении и влажности.

При температуре выше 40^оС многие виды погибают, а при пониженных температурах снижают свою активность. Даже при температуре жидкого азота минус 196^оС они

не погибают и при повышении температуры  оживают и становятся вновь активными.

В морозильной камере холодильника дрожжи могут сохраняться в течение длительного времени.

При очень низкой или очень высокой температуре активность дрожжей ослабляется или прекращается совсем. При 50⁰С жизнедеятельность дрожжевых клеток заканчивается. Максимальная температура, при которой дрожжи еще могут развиваться, составляет 38⁰С, минимальная – около 5⁰С.

Оптимальная зона, где жизнедеятельность дрожжей наиболее интенсивна, лежит в диапазоне 20-30^оС, при более высокой температуре она снижается, а затем и вове прекращается Как и все живое в этом мире, дрожжевые клетки  рождаются, живут, размножаются и умирают. Они  способны размножаться двумя способами: делением клетки и спорами (половым путем).

На каждой материнской клетке имеются до 20-25 отростков-почек, которые при последовательном отделении образуют новую дрожжевую клетку. Отстрелявшись по полной программе в части продолжении рода, дрожжевая клетка, потерявшая способность к дальнейшему размножению, живет еще до 7 суток.

Детородная функция может сохраняться у клетки в пределах 2-3 дней в зависимости от условий существования, включая наличие кормовой базы.

При ограниченном питании и в анаэробной среде продолжительность жизни клеток возрастает. В  питательной среде дрожжи живут 7 суток, в чистой воде – до 15.

Как и все живое, дрожжевые клетки могут находится в стрессовых состояния.

Различают этанольный стресс, температурный, кислотный, гидростатический, сахарный, и механический.

Все они неблагоприятны для дрожжей

Из перечисленных названий становится ясно, от каких воздействий дрожжам становится некомфортно. Работу дрожжей в стрессовых ситуациях можно сравнить с поведением человека  в состоянии аффекта. В обоих случаях в результате получается не то, что могло бы быть при нормальных условиях.

Дрожжи в составе микрофауны выделяются тем, что в процессе брожения имеют максимальную производительность по образованию этилового спирта.

Бродильная активность определяется следующим  образом

берется 100 мл раствора сахара и определяется количество, которое сбраживается 1 г дрожжей за 1 час.

Есть информация, что 1 грамм дрожжей за 1 час сбраживает 1 грамм сахара.

В минимальной зоне активность дрожжей снижена, поэтому эта зона температур не особо применяется в практике брожения.

Активность их также зависит и от кислотности среды.

Жизнеспособность дрожжевых клеток сохраняется в диапазоне рН= 2-8.

При ограничении роста дрожжей образуется меньше спиртов сивушного ряда.

Спирты, эфиры и слабый щелочной раствор растворяют некоторые компоненты дрожжевых клеток, что влияет на механизм усвоения ими элементов питания

и образования этилового спирта. Естественно, не в лучшую сторону.

Присутствие в сусле солей таких металлов, как медь и серебро, губительно для дрожжей при концентрациях меди – 0,005%, серебра – 0,000001%.

Влияют на активность дрожжей даже незначительные количества карамели – 0,1%, муравьиной кислоты – 0,0085%, уксусной – 0,02%, масляной – 0,005%.

Снижается активность дрожжей не только при повышенной концентрации сахара, этилового спирта и уксусной кислоты  в растворе, но и при большом содержании солей кальция, магния и  других веществ.

Поэтому рекомендуется при использовании водопроводной холодной воды разбавлять ее горячей, полностью  от них очищенной, не забывая при этом, что она имеет щелочной характер  и рН, равный 10, и поэтому требует небольшого подкисления.

Выше уже отмечалось, какое время дрожжи сохраняют свою активность вне раствора.

Информация  о том, а сколько же времени дрожжи живут в составе сусла и браги, очень помогает правильно подходить к выбору соотношений дрожжей к сахару при приготовлении сусла и контролируемому росту дрожжей во время брожения.

Лишняя белковая масса дрожжевых клеток  во время брожения – это, пожалуй, один из значимых факторов образования сивушного масла и других неприятных примесей при использовании сахарного песка.

Накопление уксусной кислоты при брожении сильно влияет на продолжительность жизни  и старения дрожжевых клеток. При ее концентрации в сусле до 0,01% замедляется, а при 0,2% жизнедеятельность дрожжей подавляется.

Масляная и капроновая кислоты оказывают более сильное влияние на активность дрожжей. При концентрации масляной кислоты всего 0,005%  их развитие подавляется.

Следует заметить, что спиртовому брожению всегда сопутствует маслянокислое.

С увеличением концентрации дрожжей растет и скорость образования спирта,

но до определенного предела. В большинстве источников приводится применяемая  концентрация 18-22 г/л браги, есть 15-20 г/л, что фактически одно и то же.

Классическое соотношение:100 г дрожжей — 1 кг сахара – 5 л воды, еще лучше – 7 (семь).

Встречается  научные данные о 2-3 мг/мл  раствора (2-3 г/л свежих или 0,5-0,7 г/л сухих)

и даже 1 г/л сусла при ИК-нагреве сырья для сбраживания. Но она требует опытного подтверждения в домашних условиях. Хотя есть сообщения о близких к указанным концентрациям дрожжей с лучшим результатом по сравнению с классическим. Наряду с сахарным песком свежие дрожжи являются наиболее ходовым товаром  в домашнем виноделии.

Большинство   их видов могут сбраживать только простые сахара и сахарозу, крахмал и целлюлоза   для них   являются трудными продуктами. Поэтому перед сбраживанием эти продукты подвергаются  осахариванию, то есть разлагаются на  простые сахара.

Выше  указывалось, какое разнообразие сахаров есть в окружающем мире.

Их использование в домашнем производстве  алкогольных напитков затруднительно из-за недостатка нужных микроорганизмов. Обычным дрожжам они, как говорится, не по зубам. Немного о составе дрожжей.

Прессованные дрожжи содержат 75% влаги и 25% сухого вещества, сухие – до 8% воды.

Состав сухого вещества: белки – 50%, углеводы – 40,8%, зола – 7,6%.

Удельная масса прессованных дрожжей – 1,22 кг/л, пищевая ценность – 109 кал/100 г.

В золе содержатся микродозы молибдена, йода, марганца, железа, меди, цинка, хлора, калия, фосфора, кальция, магния, натрия.

Кроме перечисленного, в их составе имеются витамины группы В, Н, РР, насыщенные

и полиненасыщенные жирные кислоты.

Дрожжи – самый сложный компонент в процессе приготовления сусла. Они содержат  углеводы, жиры и белки; наличие последних двух крайне нежелательно, но с этим приходится мириться.

Логичным будет решение ограничить объем дрожжей при брожении минимально возможным количеством. Здесь только эксперименты могут подсказать,  сколько и каких дрожжей нужно использовать, какого режима брожения следует придерживаться, чтобы уменьшить влияние их белковой и жировой составляющей на образование примесей, а следовательно и на качество получаемого продукта.

Хотя имеющаяся информация вполне достаточна для нужных выводов.

Короткое резюме по дрожжам:

– жизнедеятельность дрожжей может проходить в среде, содержащей как кислород, так

и  в бескислородной;

– в присутствии кислорода дрожжи  полностью разлагают углеводное сырье на простые вещества – воду и углекислый газ,

– в бескислородной среде в результате неполного сбраживания сырья образуются спирты и альдегиды;

– при смене условий с аэробных на анаэробные скорость переработки сахара возрастает

в 3-4 раза;

– при смене условий с анаэробных на аэробные выработка спирта прекращается (эффект Пастера).

Коротко по бактериям

– бактерии могут быть аэробами, анаэробами и универсальными, жизнедеятельность которых может происходить как в кислородной среде, так и в бескислородной;

– в кислородной среде аэробы полностью разлагают углеводное сырье с образованием органических кислот, как, например, уксуснокислые бактерии;

– в бескислородной среде  углеводное сырье разлагается анаэробами на органические кислоты, спирты, глицерин, эфиры и ацетон;

– универсальные бактерии, например, пропионовокислые, в присутствии кислорода разлагают сырье на простые вещества, а в бескислородной – на органические кислоты

и спирты.

Сырье, содержащее кроме углеводов белки и жиры, в присутствии кислорода разлагается на простые компоненты, а в бескислородной среде – на органические кислоты, спирты

и другие вещества, имеющие неприятный вкус и запах. Следует отметить, что примеси в малых концентрациях активно используются дрожжами в процессе жизнедеятельности

Но при определенных  значениях эти же компоненты становятся для них непереносимыми и просто ядами.