Таблиця 2.2

Характеристика деяких рас та штамів Saccharomyces сеrevisiae

Раса (штам) дріжджів Saccharomyces сеrevisiae	Ознака
Томська 7	Хороша зимазна активність, але слабка мальтазна активність (більше 160 хв), стійка при зберіганні
Одеська 14	Хороші зимазна (45 хв) та мальтазна активність (95 хв), висока генеративна активність і стійкість при зберіганні
Київська 21	Хороші зимазна (60 хв) та мальтазна активність (100 хв), не потребує ростових факторів
Шведська 28	Невисока мальтазна активність (115 хв), вимоглива до складу поживного середовища, стійка при зберіганні
Штам Л-441	Високо продуктивний, стійкий до шкідливих домішок та сторонніх мікроорганізмів. Мальтазна активність 92-95 хв., стійкість при 35 ºС – більше 96 год.
Штами Л-1, Л-2, Л-3, ЛК-14	Високопродуктивні, стійкі до підвищеної температури (до 40 ºС) і сторонньої мікрофлори. Дозволяють отримати товарні дріжджі з підйомною силою 45-56 хв.

Saccharomyces minor (рис. 2.2). Дріжджі цього виду специфічні для густих житніх заквасок. За морфологією значно відрізняються від Saccharomyces сеrevisiae – клітини дрібніші, круглі, діаметром 1,5-3,0 мкм з характерним брунькуванням. Бруньки розміщені зазвичай на одному кінці клітини.

Рис. 2.2. Клітини Saccharomyces minor

При рості у рідкому середовищі бруньки формуютьсяна обох кінцях клітини, в результаті утворюються ланцюжки із 3-7 клітин. Saccharomyces minor зброджують і засвоюють глюкозу, фруктозу, сахарозу, галактозу, рафінозу, але не зброджують і не засвоюють лактозу, ксилол, арабінозу, гліцерин, маніт, не розщеплюють крохмаль і клітковину. Характерна особливість даного виду – не зброджує мальтозу і прості декстрини.

Температурний оптимум для них становить 25-28 ºС, а підвищення температури до 35 ºС пригнічує життєдіяльність. Дріжджі Saccharomyces minor характеризуються високою кислотостійкістю (добре розвиваються при рН 3,0-3,5) і спиртостійкістю. За енергією бродіння дріжджі Saccharomyces minor дещо поступаються Saccharomyces сеrevisiae, однак вони менш вимогливі до джерел вітамінного та азотного живлення.

Для приготування рідких житніх заквасок використовують різні штами дріжджів S. minor:

- Чорноріченський (добре розвивається при кислотності 16-18 град.),

- штам 12/17 (витримує кислотність до 14 град.)

- штам 7 (добре розвивається при кислотності до 16 град.).

Деякі порівняльні ознаки хлібопекарських дріжджів S.сеrevisiae та S.minor наведено в таблиці 2.3.

Таким чином, раціональний підбір чистих культур мікроорганізмів полягає у застосуванні окремих видів або комбінацій видів, характерних для даного технологічного процесу і здатних розвиватися за цих умов, потребує всестороннього вивчення мікрофлори і ролі кожного виду в бродінні напівфабрикатів.

Таблиця 2.3

Порівняльні ознаки дріжджів роду Saccharomyces

Дріжджі	Морфологія	Джерела вуглецю	Оптимальні

температура, ºС	рН
S. cerevisiae	клітини овальної форми, розміром d = 6-8 мкм і l = 10-14 мкм, розмножуються брунькуванням	зброджують глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, прості декстрини, а також засвоюють етиловий спирт, молочну і оцтову кислоти		4,5-5
S.minor	дрібні розміри клітин круглої чи дещо овальної форми, розмножуються брунькуванням	зброджують глюкозу, фруктозу, сахарозу, галактозу, рафінозу; не зброджують мальтозу і прості декстрини, лактозу, не розщеплюють крохмаль і клітковину	25-28	3,0-3,5

Відбір культур зазвичай проходить у декілька стадій. Спочатку вивчають фізіологічні властивості виділених штамів. Найбільш активні випробовують у процесі приготування хліба за певною технологією. Кінцевий вибір чистих культур визначається якістю готових виробів.

Одним із чинників, що впливають на раціональний хід технологічного процесу і якість продукції, є вихідна біологічна активність дріжджів і здатність їх адаптуватися до анаеробних умов життєдіяльності в напівфабрикатах. Від цих факторів залежать бродильна активність дріжджів, вуглеводний і азотний обмін, утворення ферментів.

Процес зброджування вуглеводів в анаеробних умовах з утворенням кінцевих продуктів – етанолу і діоксиду вуглецю – здійснюється через цілий ряд проміжних продуктів за участі багаточисельних ферментів дріжджових клітин (рис. 2.3).

Сумарне рівняння спиртового бродіння можна представити рівнянням Гей-Люссака:

С₆Н₁₂О₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 94 кДж (28 ккал)

На основі аналізу даного рівняння зроблено наступні висновки:

- на 180 масових одиниць глюкози утворюється 88 одиниць вуглекислого газу і 92 одиниці етилового спирту, або

- на 1 мг вуглекислого газу припадає 1,04 мл етилового спирту, причому витрачається 2,04 мг глюкози.

Ці дані, зазвичай використовують при розрахунку кількості вуглеводів на спиртове бродіння тіста з пресованими дріжджами, виходячи з того, що основиним типом бродіння за цих умов є саме дріжджове. Фактичний баланс спиртового бродіння при активній кислотності середовища рН 6,0 близький до теоретичного. В цьому випадку, крім вуглекислого газу і спирту, у середовищі бродіння присутні ще ряд продуктів: гліцерин, масляна, оцтова, мурашина, молочна, бурштинова кислоти та ін.

Рис. 2.3. Схема спиртового бродіння.

За оптимальних умов бродіння (30 °С, і визначеному складі синтетичного середовища) 1 г пресованих дріжджів зброджує 1 г сахарози за 1 годину.

Процес спиртового бродіння пшеничного тіста, приготованого на пресованих дріжджах, проходить в три стадії.

На першій стадії складні вуглеводи попередньо гідролізуються до простих цукрів під дією амілаз:

(С6Н10О5) п → (С6Н10О5)п → С12Н22О11 → С6Н12О6

крохмаль ряд декстринів мальтоза глюкоза

Друга стадія протікає по типу гліколізу до утворення піровиноградної кислоти (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Фруктозо-1,6-дифосфатний шлях розщеплення глюкози (гліколіз).

Третя стадія спиртового бродіння складається з двох реакцій:

1. Декарбоксилювання піровиноградної кислоти під дією піруватдекарбоксилази з утворенням оцтового альдегіду:

2СН₃СОСООН → 2СН₃СОН + 2СО₂

2. Відновлення оцтового альдегіду в етиловий спирт під дією алкогольдегідрогенази:

2СН₃СОН + 2НАДН₂ →2СН₃СН₂ОН + 2НАД⁺

При доступі кисню спиртове бродіння витісняється повним окисненням вуглеводів до вуглекислого газу і води з виділенням значної кількості енергії:

С₆Н₁₂О₆ + 3О₂ → 6Н₂О + 6СО₂ + 2830,8 кДж

Узагальнену модель спиртового бродіння у пшеничних напівфабрикатах хлібопекарського виробництва наведено на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Узагальнена модель спиртового бродіння у напівфабрикатах хлібопекарського виробництва.

З представленої схеми видно, що ефективність бродіння напівфабрикатів залежить від цілого комплексу біохімічних перетворень.

Залежно від наявності кисню у культуральному середовищі хлібопекарські дріжджі можуть переключатися на спиртове бродіння чи аеробне дихання. Пригнічення процесу спиртового бродіння в присутності кисню отримало назву “ефект Пастера”.

Роль дріжджів-сахароміцетів у хлібопекарському виробництві. Дріжджі сприяють біологічному розпушенню тіста за рахунок виділення діоксиду вуглецю у процесі спиртового бродіння, наданню тісту певних реологічних властивостей, формуванню смаку та аромату хліба завдяки утворенню етанолу та інших продуктів метаболізму.