Cw.1 - Drożdże-częśc teoretyczna.pdf - WINIARSTWO - marianstasiowski

Podstawy Produkcji Napojów Alkoholowych

ĆW. 1

Drożdże – część teoretyczna

Rok III

Kierunek

Technologia Żywności

1. Charakterystyka ogólna

1.1. Systematyka drożdży

Drożdże nie stanowią homogennej grupy taksonomicznej. Są grzybami, ze

względu na pokrewieństwo filogenetyczne i zdolność do rozmnażania na drodze

generatywnej, zaliczanymi do 3 klas:

Klasa I: Ascomycetes

Rozmnażają się generatywnie przez wytwarzanie zarodników wewnątrz worka

(askospory) oraz wegetatywnie przez pączkowanie wieloboczne. Mogą formować

grzybnię. Z wyjątkiem Schizosaccharomyces nie wytwarzają enzymu ureazy. Ściana

komórkowa jest 3-warstwowa, zbudowana z glukanu i mannanu. Nie wytwarzają

pigmentu. Należą tu drożdże fermentujące i nie fermentujące sacharydów. Rodziny:

Ascoidiaceae, Spermophtoraceae, Endomycetaceae, Schizosaccharomycetaceae,

Saccharonycodaceae, Lipomycetaceae i Saccharomycetaceae.

Klasa II: Basidiomycetes

Wytwarzają zarodniki podstawkowe (bazydiospory), formują dikariotyczną

grzybnię podzieloną septami. Wegetatywnie rozmnażają się przez pączkowanie

biegunowe. Wytwarzają ureazę, nie fermentują sacharydów. Ściana komórkowa ma

budowę włóknistą, czasami ze śluzowatą powierzchnią, zbudowana jest głównie z

chityny i mannanu. Rzadko wytwarzają pigmenty. Rodziny: Filobasiadiaceae,

Teliosporaceae, Sirobasidiaceae i Tremellaceae .

Klasa III: Deuteromycetes (Fungi imperfecti)

Obejmuje gatunki drożdży, u których nie zaobserwowano cyklu rozmnażania

płciowego i nie będące haploidalnymi przedstawicielami gatunków zarodnikujących.

Mogą wykazywać cechy zarówno Ascomycetes, jak i Basidiomycetes. Należą tu

m.in. rodzaje Candida, Brettanomyces, Cryptococcus, Kloeckera, Trichosporon .

Budowa komórki drożdży

W skład komórki drożdżowej wchodzi:

9 ściana komórkowa

9 błona cytoplazmatyczna

9 cytoplazma

9 jądro

9 jąderko

9 wodniczki

9 rybosomy

9 mitochondria

9 reticulum endoplazmatyczne

9 substancje zapasowe.

Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej

www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt

Podstawy Produkcji Napojów Alkoholowych

ĆW. 1

Drożdże – część teoretyczna

Rok III

Kierunek

Technologia Żywności

6-10 µm

5 -7 µm

Rysunek 1. Komórka drożdżowa

Wielkość i kształt komórek drożdży zależy od gatunku, fazy rozwojowej, stanu

fizjologicznego, warunków środowiska (hodowli) i aktualnej funkcji komórki w

populacji. Na podstawie wyglądu komórek i zarodników drożdże można

zakwalifikować do poszczególnych gatunków (rys. 2.).

Generalnie można wyróżnić 6 podstawowych kształtów, często

charakterystycznych dla poszczególnych rodzajów: kulisty ( Torulaspora,

Rhodotorula ), elipsoidalny, cytrynkowaty ( Saccharomycodes , Nadsonia , Kloeckera,

Hanseniaspora ), butelkowaty ( Pityrosporum ), cylindryczny ( Schizosaccharoyces ) i

nitkowaty.

Komórka drożdżowa zawiera przeciętnie ok. 75% wody. Skład suchej substancji w

przybliżeniu wygląda następująco:

1. białka

45-60%

2. węglowodany

25-35%

3. tłuszcze

4-7%

4. związki mineralne

6-9%

Związki mineralne tworzą głównie: fosforany, sole potasu, sodu, wapnia, magnezu i

cynku, oraz śladowe ilości żelaza, miedzi i manganu.

Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej

www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt

Podstawy Produkcji Napojów Alkoholowych

ĆW. 1

Drożdże – część teoretyczna

Rok III

Kierunek

Technologia Żywności

Rysunek 1. Morfologia ważniejszych gatunków: A — Saccharomyces cerevisiae , A1

— komórka pączkująca, A2 — worki z zarodnikami, B — Candida utilis , C —

Kluyveromyces fragilis , C1 — worki z zarodnikami, C2 — zarodniki, D —

Schizosaccharomyces pombe , D1 — worki z zarodnikami

Ściana komórkowa – jest szczególnie ważną częścią komórki. Ma budowę

warstwową. Głównymi substancjami budulcowymi ściany są: mannan (znajdujący się

po zewnętrznej stronie) i glukan (po stronie wewnętrznej). Zawiera również białka ,

tłuszcze i związki nieorganiczne. W ścianie zakotwiczone są też liczne enzymy, w

tym inwertaza, fosfataza i katalaza, które umożliwiają m.in. przekształcanie już w

ścianie komórkowej złożonych składników pokarmowych na proste: sacharozy do

glukozy i fruktozy, maltozy do glukozy. Zadaniem ściany komórkowej jest m.in.

utrzymanie odpowiedniego kształtu komórki, regulacja procesów wchłaniania

składników odżywczych, wydzielanie produktów przemiany materii oraz utrzymanie

równowagi między ciśnieniem osmotycznym płynu wewnątrzkomórkowego a

otaczającym środowiskiem.

Błona komórkowa – otacza cytoplazmę, wraz ze wszystkimi organellami. Ważnym

elementem błony komórkowej są fosfolipidy . Mają bardzo typową budowę, istotną dla

roli jaką wypełniają. Są to naturalne glicerydy, których dwie grupy alkoholowe

zestryfikowane są kwasami tłuszczowymi, a trzecia kwasem fosforowym. Cząsteczki

fosfolipidów, wchodzące w skład błony komórkowej wykazują dwie przeciwstawne

właściwości: wiązanie z kwasem fosforowym jest hydrofilowe, a łańcuchy kwasów

tłuszczowych są hydrofobowe . W skład błony wchodzą również białka. Wnikają one

do warstwy lipidowej z obu stron, a niektóre przenikają ją całkowicie. Grubość błony

komórkowej wynosi około 6nm, czyli 1/1000 średnicy komórki. Powierzchnia jednej

Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej

www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt

Podstawy Produkcji Napojów Alkoholowych

ĆW. 1

Drożdże – część teoretyczna

Rok III

Kierunek

Technologia Żywności

komórki wydaje się bardzo mała, bo tylko 150µm 2 , ale powierzchnia zbiorowa 10g

drożdży prasowanych , wynosi około 9-10m 2

Cytoplazma – w młodej komórce drożdżowej ma jednolitą strukturę i wypełnia całą

objętość komórki. cytoplazmie zachodzi większość przemian enzymatycznych:

rozkład substancji, którymi żywi się komórka oraz synteza związków niezbędnych do

jej budowy.

Substancje zapasowe są odkładane w cytoplazmie dojrzałych komórek drożdżowych

w postaci:

• wolutyny — substancji o charakterze białkowym,

• glikogenu — węglowodanu, który gromadzi się w komórkach drożdży

hodowanych na podłożach zawierających cukry, a jego obecność

świadczy o dobrym odżywieniu komórek (może stanowić do 30%

suchej masy),

• tłuszczu — substancji zapasowej występującej w postaci kropli silnie

załamujących światło.

Oprócz tego w drożdżach występuje dwucukier, zwany trehalozą , który wpływa na

zahamowanie spadku siły pędnej drożdży przy przechowywaniu drożdży suszonych.

Obecność substancji zapasowych wykrywa się za pomocą barwienia:

• tłuszczu — czerwone zabarwienie z Sudanem III,

• wolutyny — niebieskie zabarwienie z błękitem metylenowym,

• glikogenu — brunatne zabarwienie komórek z płynem Lugola.

Wakuole – w miarę procesu starzenia cytoplazma staje się ziarnista, pojawiają się

wodniczki wypełnione sokiem komórkowym (wodny roztwór soli organicznych, białek,

cukrowców i innych związków). Funkcja wakuoli polega na segregacji substancji

użytecznych i odpadowych. Nadmiar zgromadzonych soli może czasem krystlizować.

Przez odwracalne tworzenie i rozpuszczanie kryształów soli, komórka może

regulować swoje wewnętrzne ciśnienie (turgor), kiedy na przykład podwyższona

zawartość ekstraktu w środowisku zwiększy ciśnienie osmotyczne.

Jądro komórkowe ma kształt owalny i średnicę około 2,5 µm. Charakteryzuje się

gruzełkowatą strukturą. Jest najważniejszą częścią komórki, zawierającą materiał

genetyczny, tj. chromosomy, DNA i RNA. Chromatyna – podstawowy składnik

chromosomów – składa się z ułożonych podjednostek DNA, które są materiałem

genetycznym komórki sterującym całym procesem przemiany materii, oraz strukturą

białek w niej wytwarzanych.

Ilość informacji zawarta w tym materiale, czyli w genach, odpowiada w przybliżeniu

10 9 -10 10 bitów (125MB-1GB). Informacje te sterują rozwojem komórki, jej

rozmnażaniem, wzrostem i metabolizmem.

Drożdże to grzyby jednokomórkowe, które czerpią swoją energię:

- w obecności tlenu przez oddychanie (warunki aerobowe),

- w braku tlenu przez fermentację (warunki anaerobowe).

Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej

www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt

Podstawy Produkcji Napojów Alkoholowych

ĆW. 1

Drożdże – część teoretyczna

Rok III

Kierunek

Technologia Żywności

W drugim przypadku, za pomocą kompleksu enzymów, zwanych zymazą , rozkładają

one glukozę, fruktozę, sacharozę i maltozę na alkohol etylowy i dwutlenek węgla ,

tworząc także niewielką ilość produktów ubocznych lotnych i nielotnych.

1.3 Żywotność drożdży

Żywotność drożdży dobrej jakości powinna wynosić nie mniej niż 95%. Oznacza to,

że na każde 100 komórek drożdży tylko 5 może być martwych. W celu wykonania

oceny żywotności barwi się przygotowany preparat błękitem metylenowym i

obserwuje pod mikroskopem. Komórki martwe barwią się na niebiesko, a żywe

pozostają bezbarwne.

2. Zastosowanie drożdży

Drożdże są organizmami mało wymagającymi, gdyż posiadają zdolność

wykorzystywania podłóż o ubogim składzie. Po odpowiedniej obróbce są one dobrze

przyswajane przez zwierzęta, stanowią cenną paszę dostarczającą duże ilości białka

i witamin, szczególnie z grupy B. Jednak głównie są użytkowane w przemysłach:

piekarniczym, browarniczym, gorzelniczym i winiarskim.

Pod względem wykorzystania w przemyśle drożdże dzieli się na:

• gorzelnicze

• browarnicze

• piekarskie

• winiarskie

• paszowe.

Teoria Finka dotycząca hodowli tlenowej drożdży mówi, że 2/3 wprowadzonej do

podłoża glukozy powinno przejść w biomasę. Pozostała część cukrów

wykorzystywana jest przez komórki do syntezy produktów ubocznych oraz na

potrzeby życiowe.

2.1 Drożdże piwowarskie

W warunkach beztlenowych drożdże fermentują cukry według klasycznego równania:

C 6 H 12 O 6

2C 2 H 5 OH + 2CO 2

Według sposobu fermentacji brzeczki piwnej wyróżniamy:

drożdże górnej fermentacji , które w warunkach przemysłowych

fermentują w wyższych temperaturach (>20 ° C), a po zakończeniu

procesu fermentacji zbierają się na powierzchni piwa

drożdże dolnej fermentacji , produkują piwo w temperaturach niższych

(<10 ° C), a po zakończeniu fermentacji opadają na dno naczynia.

Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej

www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt

Cw.1 - Drożdże-częśc teoretyczna.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: