Качествено квасно тесто или необходимостта за приготвяне на ферментирали напитки е цяла наука. Да се запознаем с подробности за това кое влияе върху качеството на дрождите и ферментацията.
Важни фактори, определящи ферментационната способност на дрождите, са биосинтетичната активност на клетките и способността да се адаптират към постоянно променящите се условия на околната среда по време на ферментацията.
Биосинтетичната активност на клетките зависи от храненето на дрождите, тяхната възраст и физикохимичните условия на околната среда.
Физиологично-активните дрожди могат да се получат само при липса на хранителен дефицит. Недостигът на хранителни вещества се увеличава с използването на малък солен малц, неразтворими зърна, сироп от малтоза и захар. Това намалява интензивността на дрождите и тяхното размножаване пада със скоростта на ферментацията, увеличава продължителността, намалява крайната степен на ферментация на пивната мъст. Това води до промяна в профила на вкуса и намаляване на отстраняването на семенни дрожди и на тяхната физиологична активност.
Фактори за растежа на дрождите
Ферментация на мая
Дрождите се различават по отношение на растежните фактори, т.е. към тези вещества, които са част от клетките, но в същото време не могат да ги синтезират.
Факторите на растеж за всички щамове на дрожди са биотин (витамин В7), пантотенова киселина (витамин ВЗ) и мезоинозитол (витамин В8). Някои щамове на ферментирали дрожди също се нуждаят от пиридоксин (витамин В6). В допълнение към тези витамини, трябва да обърнете внимание на тиамин (витамин В1), който е активатор на ферментацията. Тиаминът стимулира алкохолната ферментация, участва в синтеза на биомаса.
Продукти на ферментация на дрожди. Практическо ръководство
Пантотеновата киселина участва в синтеза на ненаситени мастни киселини, стероиди. Биотинът регулира въглехидратния, азотния и мастния метаболизъм на дрождите. Инозитолът участва в синтеза на мембранни липиди, растеж и умножаване на клетките.
Основните минерални компоненти, необходими за растежа и възпроизводството на дрождите, включват азот, фосфор, калий, сяра и магнезий, които съставляват по-голямата част от пепелта. Клетките най-често съдържат азотни вещества, предимно протеини, свободни аминокиселини, нуклеинови киселини. За синтеза им от дрожди най-често се използват аминокиселини, които са в пивна мъст. Те могат също да асимилират неорганичен азот (NH4 +), който се превръща от клетките в аминокиселини. За нормален метаболизъм, 1 w трябва да съдържа не по-малко от 140 mg амин азот.
Трябва да се помни, че дрождите не използват нитрати, нитрити и аминокиселини на протеини.
Диви гроздови дрожди
Обменът на фосфор, калий и магнезий е тясно свързан с азотния обмен. Фосфорът е част от нуклеиновите киселини, АТФ, фосфолипидите, полимерите на клетъчните стени, той може да се натрупва в клетката като полифосфати.
Калият се намира в дрождите в значителни количества, до 4.3% от ЦБ. Това е сравнимо само със съдържанието на азот (до 10% от СО) и фосфора (до 5.5% от СО), което показва неговата важна роля в метаболизма на дрождите.
Калият изпълнява ролята не само на коензим, но и навлиза в някои клетъчни структури. Също така участва в регулирането на транспорта на йони през клетъчната стена и през митохондриалната мембрана. Калият активира около 40 различни ензими, стимулира ферментацията на малтоза и малтотриозата.
Тя е тясно свързана с растежа на дрождите и скоростта на ферментация.
Дрождите на Д-р Йоткер
Магнезият има голямо значение в енергийния метаболизъм на дрождите, свързан с растежа и умножаването на клетките. За нормално възпроизводство на дрожди е необходима сяра, която участва в синтеза на аминокиселини като цистеин и метионин. Малко количество сяра, необходима за получаване на сулфо и някои коензими като биотин, коензим А, липоева киселина и тиамин peridoksin.
За микроелементи, които са от съществено значение за растежа на дрожди, са: Са, Mn, Fe, Co, Cu, Zn ( Таблица 1.3). Елементи, които рядко се изискват за растеж: B, Na, Al, Si, Cl, V, Cr, Ni, As, Se, Mo, Sn, I.
Необходимостта от микроелементи може да се увеличи няколко пъти, когато културата изпитва стрес, например с повишаване на температурата над оптималната температура.
Аерацията на хранителната среда се използва за получаване на чиста култура от дрожди и в началото на ферментацията. Кислородът на въздуха е необходим за дрожди за енергиен метаболизъм и синтез на ненаситени мастни киселини и ергостерол.
Качество на ферментацията
Физиологичното състояние на дрождите определя флокулационната способност на дрождите; скоростта и степента на ферментация на пивна мъст (ферментационна активност); синтеза на странични продукти от ферментацията.
Дрожди и плесени под микроскоп
Флокулацията е обратимо агрегиране на дрождени клетки. С това свойство на дрождите се свързват такива показатели, като степента на ферментация на пивна мъст, органолептичните свойства на бирата, както и нейната биологична и колоидна устойчивост.
Дрожди – ферментационната активност определя дължината на основната ферментация, физикохимичните свойства на продукта, неговата биологична и колоидна стабилност и сензорен профил, както и неговата стабилност при съхранение.
Тъй като концентрацията на глюкозата в средата се увеличава, скоростта на ферментация на пивна мъст намалява. Но това явление не винаги се получава, тъй като има щамове дрожди, в които глюкозната репресия не се случва.
Дейността на ферментацията на дрождите е взаимосвързана със скоростта на тяхното възпроизводство, която е важна за бързото ферментиране на пивната мъст. Клетъчният растеж и скоростната пролиферация зависи от съставния баланс на пивната мъст (съдържанието в α-амино азота, растежни фактори и някои микроелементи), наличието в него на разтворения кислород (повече от 8 мг /dm3).
Дълго използваните дрожди, както и дрождите, които не са добре съхранявани, имат ниска ферментационна активност.
Ефект на алкохола
Алкохолът се образува по време на ферментацията и ефектът му върху дрождите се дефинира като напрежение с етанол. Полученият алкохол инхибира както скоростта на репродукцията на дрождите, така и процеса на ферментация.
Токсичните свойства на етанола са резултат от повишена пропускливост и порьозност на клетъчната мембрана, което води до проблеми с транспортирането на хранителни вещества. Освен това има недостиг на налична цитоплазма от вода.
Когато съдържанието на етанол в средата е над 1.2%, специфичната скорост на растеж на дрождите намалява. Концентрацията на алкохол в средата от 2% или повече води до намаляване на добива на биомаса. Пълният растеж на дрождите се потиска, когато има 8-9.5% етанол.
Етанолът влияе и върху продължителността на генерирането на дрождени клетки. Увеличаването на концентрацията на етанол от 0 до 1% увеличава времето за генериране от около 2.3 до 3.5 часа и при концентрация на етанол 3.8% вече 6.9 часа.
Мая и температура
Температурата има значителен ефект върху енергийния и конструктивния обмен на клетки и следователно влияе върху специфичната скорост на растеж на дрождите и времето на генериране.
Клетките могат да изпитват температурен стрес (шок). Този ефект се проявява, ако дрождите са изложени на достатъчно висока (но не по-висока от 37°С) температура за кратък период от време.
Установено е, че клетките, които са оцелели от ефекта на високите температури, придобиват не само термична стабилност, но и устойчивост на алкохол и осмоза.
Механичното натоварване възниква в резултат на действието на големи напрежения на срязване по време на смесването на дрождите, като те се изпомпват от един контейнер в друг с помпи. Такива механични операции могат да "разкъсват" повърхностния слой на клетъчната мембрана на дрождите, което намалява флокулационните свойства на клетките. На свой ред това води до смущения в процесите на ферментация.
Виталността (жизнеността) на дрождите се разбира като тяхната активност или способност за възстановяване след физиологичен стрес.
Фактори, които намаляват физиологичното състояние на дрождите
Основните причини за влошаване на физиологичното състояние на семенната мая, могат да бъдат:
- късно освобождаване на дрожди след тяхното отлагане на дъното на ККТ;
- увеличаване на срока на годност на мая;
- недостатъчно смесване на дрожди;
- нарушаване на температурата по време на съхранение на дрожди;
- неправилно управление на мая по време на съхранение;
- избор на среда за съхранение, например във вода;
- смесване (изключва кислород);
- съхранение под ниско налягане на въглероден диоксид.
