Размножение дрожжей

Как проходит размножение

Быстрый переход по статье

Задача дрожжей в браге – превращать сладкое сусло в приятный алкогольный напиток. Сбраживающие сахар микроорганизмы могут относится к одному виду Saccharomyces cerevisiae, но отличаться своей активностью. Чем меньше сила микрофлоры в виноматериале, тем больше её требуется для сбраживания. Для размножения дрожжей в домашних условиях достаточно взять 10-20 гр.

Широкое распространение получил в среде домашних виноделов способ размножения дрожжей на картошке. Выращивать на этом сырье можно дрожжи любого вида: сухие, прессованные, жидкие.

Дозировка дрожжей напрямую оказывает влияние на скорость и качество процесса брожения. При их недостатке в браге продолжительность брожение значительно увеличивается. Некоторые дрожжи начинают выделять вредные вещества. В такой ситуации необходимо дополнительно добавить в брагу штаммы дрожжей.

Для быстрого роста дрожжевых клеток требуется не только сахар, но кислоты и микроэлементы. Они ускоряют биохимические процессы. Эти особенности учитываются при выборе сырья для приготовления питательной смеси. Размножение дрожжей происходит почкованием спор. Иногда происходит деление клетки пополам. Оптимальная температура почкования спор 25°С.

Размножение на картофеле

Питательная среда для микрофлоры готовится из небольших клубней. Достаточно взять 2-3 картофелины, очистить от кожуры и натереть их на тёрке. В измельчённый картофель добавляют:

• 1 ст. ложку сахара;
• 1/2 ст. ложки соли;
• 1 стакан тёплой воды;
• 1/4 ч. ложки дрожжей.

Смешанный с сахаром, водой и солью картофель тщательно перемешивается. После этого эту смесь доводят до кипения, но не кипятят. Снятая с огня смесь охлаждается до температуры 30°С и переливается в стеклянную банку так, чтобы её объём был заполнен на 60%. В прошедшую термообработку питательную среду добавляют положенные по рецептуре дрожжи и всё перемешивают.

На горлышко банки натягивают резиновую перчатку, в которой предварительно прокалывают «пальцы». Процесс размножения должен проходить без доступа света. Банку можно поставить в закрытый кухонный стол. Через 10-12 часов после приготовления в питательной смеси активность дрожжей достигнет своего максимума, а через сутки она полностью прекратиться.

Перебродившую питательную смесь переливают в банку меньшего объёма и плотно закрывают крышкой. Хранят продукт в прохладном месте не больше 20 дней. Перед добавлением в брагу дрожжевая смесь освежается. Для этого её разводят сладким раствором, который готовят из 100 мл воды и 25 гр сахара. На 4 часа готовый продукт ставят в тёмное место, после чего добавляют его в брагу.

Здравствуйте, коллеги! Вы упомянули две причины размножения дрожжей, но почему то рассказали лишь про одну из них. Дело в том, что экономия всегда осуществляется от недостатка – это две стороны одной причины. Есть более глубокая проблема, связанная с полным отсутствием доступа к нужной расе дрожжей

Например я занимаюсь вином японского типа, крепостью 22 градуса – там очень важно получить благородный вкус самой браги, потому что в вине не используется перегонка. На благородство вкуса, ключевым образом влияет выбор конкретной расы дрожжей, а на рынке России представлено всего несколько рас, способных выбраживать до 22 градусов

Из этих нескольких рас, нет ни одной, которая даёт благородный вкус, без негармоничных привкусов. Есть лишь одна раса, дающая нужный вкус, но она выдерживает лишь 19 градусов. В Японских дрожжевых банках имеется множество рас, для 22 градусов – есть из чего выбирать. Однако в Японии запрещена открытая продажа дрожжей – купить можно только “левым” образом, и далеко не всегда. Поэтому нужно иметь возможность неограниченно долгого ведения культуры дрожжей, которая досталась благодаря удачной случайности. Описанные же способы размножения дрожжей, несут огромные риски постепенного накопления инфекции – этими способами можно лишь немного нарастить биомассу дрожжей, но никак нельзя размножать культуру бесконечно – культура постепенно будет утрачена, от известных способов размножения.

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.

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.

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?

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.

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:

1. 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.
2. 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.

Рост и развитие дрожжей.

Рост дрожжей складывается из 2 различных процессов: возрастания числа клеток и увеличения их биомассы, что вызывает изменение морфологических и физиологических свойств клеток дрожжей — их развитие. В процессе развития в жидкой питательной среде дрожжи проходят 4 осн. фазы роста. Кривая роста описывает логарифмическую зависимость числа клеток от времени и позволяет различить несколько фаз роста, сменяющих друг друга в определенной последовательности (рис. 3). Лаг-фаза характеризуется интенсивной метаболической активностью, хотя количество дрожжей не увеличивается или увеличивается незначительно. Она включает латентный (скрытый) этап, когда дрожжи адаптируются к новым условиям среды путем синтеза РНК и ферментов и подготавливаются к быстрому росту, который должен наступить за лаг-фазой. Количество РНК и белка возрастает в 8—12 раз, а содержание ДНК остается постоянным. Логарифмическая, или экспоненциальная фаза характеризуется максимальной скоростью роста, увеличением числа клеток в геометрической прогрессии. Культура состоит из „стандартных клеток». Однако вследствие потребления источников питания и накопления в среде продуктов обмена наступает стационарная фаза. Число клеток остается постоянным, число образующихся новых клеток равно приблизительно числу отмерших. В ней достигается максимальная плотность популяции. Кривая параллельна оси абсцисс. Фаза отмирания наступает с дальнейшим истощением среды и накоплением вредных продуктов обмена. Число живых клеток уменьшается, мертвых — возрастает. Начинается процесс автолиза мертвых клеток. Продлить время логарифмической фазы можно при использовании непрерывного метода брожения, когда состав среды остается постоянным вследствие непрерывного обновления. В виноделии непрерывные методы широко используются при сбраживании виноградного сусла, в производстве шампанского и хереса. Скорость роста выражается абсолютными и относительными показателями: абсолютный (валовой) прирост биомассы, удельная скорость роста, время генерации и др. Важным показателем физиологического состояния культуры является экономический коэффициент — отношение количества образовавшейся биомассы к количеству потребленного субстрата. Переход дрожжей из одной фазы в другую обусловлен изменением содержания в клетках физиологически важных соединений — аминокислот, белка, фосфатов, нуклеиновых кислот и др. По фазам роста на определенных участках кривой можно судить о стадиях развития и физиологическом состоянии дрожжей В основе жизни микроорганизмов лежит непрерывный обмен веществ, или метаболизм, состоящий из 2 процессов — диссимиляции и ассимиляции. Дрожжи являются факультативными анаэробами. Процессы брожения и дыхания, аэробный и анаэробный распад углеводов играют основную роль в метаболизме дрожжевой клетки (см. также брожение спиртовое, дыхание дрожжей, энергия брожения).

Чередование полового и бесполого размножения

Летом популяции тлей часто состоят исключительно из самок, при половом размножении только для откладывания яиц на зимовку.

Некоторые виды могут чередовать сексуальные и асексуальные стратегии, способность, известная как гетерогамия , в зависимости от многих условий. Чередование наблюдается у нескольких видов коловраток (циклический партеногенез, например, у видов Brachionus ) и нескольких видов насекомых.

Одним из примеров этого является тля, которая может участвовать в гетерогонии. В этой системе женщины рождаются беременными и производят потомство только женского пола. Этот цикл позволяет им очень быстро воспроизводиться. Однако большинство видов размножаются половым путем один раз в год. Это переключение запускается осенними изменениями окружающей среды и заставляет самок вырабатывать яйца вместо эмбрионов. Этот динамический репродуктивный цикл позволяет им производить специализированное потомство с полифенизмом , типом полиморфизма, при котором разные фенотипы эволюционировали для выполнения определенных задач.

Мысовая пчела Apis mellifera subsp. capensis могут размножаться бесполым путем посредством процесса, называемого телитоки . Пресноводные ракообразные Daphnia размножаются путем партеногенеза весной, чтобы быстро заселять пруды, а затем переключаются на половое размножение по мере увеличения интенсивности конкуренции и хищничества. Monogonont коловраток из рода Brachionus воспроизводит с помощью циклического партеногенеза: при низкой плотности населения самка производит бесполую и при более высоких плотностях химического вещества скапливается кий и вызывает переход к половому размножению. Многие протисты и грибы чередуют половое и бесполое размножение. Подобными способностями обладают несколько видов земноводных, рептилий и птиц. [ какой? ]

Слизистая плесень Dictyostelium подвергается бинарному делению (митозу) как одноклеточные амебы при благоприятных условиях. Однако, когда условия становятся неблагоприятными, клетки агрегируют и следуют одному из двух разных путей развития, в зависимости от условий. На социальном пути они образуют многоклеточную слизь, которая затем формирует плодовое тело со спорами, генерируемыми бесполым путем. В половом пути две клетки сливаются, образуя гигантскую клетку, которая превращается в большую кисту. Когда эта макроциста прорастает, она высвобождает сотни амебных клеток, которые являются продуктом мейотической рекомбинации между исходными двумя клетками.

Гифы обыкновенной плесени ( Rhizopus ) способны продуцировать как митотические, так и мейотические споры. Многие водоросли аналогичным образом переключаются между половым и бесполым размножением. Некоторые растения используют как половые, так и бесполые способы получения новых растений, некоторые виды изменяют свои основные способы размножения с полового на бесполое в различных условиях окружающей среды.

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.