Факторы роста и источники питания дрожжей

Дрожжи - это группа одноклеточных грибов утративших мицелиарное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах. Дрожжи могут обитать на различных растениях: виноград, сахарный тростник, хмель и т.д. Самый известный источник диких дрожжей - виноград. У винограда тонкая оболочка через которую выходят сахара: в основном это глюкоза, фруктоза и сахароза. Этими сахарами и питаются дрожжи. Растения в свою очередь получают защиту от плесневых грибов. Получается симбиоз.

Факторы роста дрожжей

Аэробное дыхание (уравнение Пастера)

Чтобы дрожжам размножаться им нужно подавать кислород (это называется аэрация). При этом выделяется большое количество тепла, что является энергетически выгодным:
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 2872 кДж/моль

Брожение (уравнение Гей-Люссака)

Для защиты себя и своего потомства от бактерий выделяется известный яд - этанол:C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 234 кДж/моль

Температура

Оптимальная температура при которой дрожжи растут быстрее всего 29 - 30 °C. При очень высокой или очень низкой температуре жизнедеятельность дрожжей прекращается. Максимальная температура для развития дрожжей 38 °C, минимальная 5 °C. При 50 °C дрожжи погибают.

Кислотность

Важное значение имеет кислотность среды обитания (pH). Дрожжи сохраняют жизнедеятельность при pH от 2 до 8. Однако, оптимальным pH является 4.8 - 5 (это кислая среда). Замечено, что при pH ниже 4.2 дрожжи продолжают развиваться, тогда как развитие молочнокислых и ряда других бактерий прекращается. Также дрожжи сами являются кислотообразующими микроорганизмами и в основном они продуцируют уксусную кислоту.

Источники питания дрожжей

Углеводы

В первую очередь дрожжами усваиваются наиболее простые сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза) и только потом сложные углеводы. Практический выход спирта всегда будет меньше (примерно 80 - 95 % от расчетных данных) потому что существуют потери, часть сахаров не перерабатывается, часть расходуется на рост новых клеток. Хотя размножение дрожжей при брожении не такое интенсивное, но оно есть.

Азот

Необходим для строительства собственного белка (белок состоит из аминокислот, а аминокислоты содержат азот). Источником азота служат соли аммония.

Фосфор

Необходим для питания и для строения ферментативной системы. Источником фосфора служат ортофосфорная кислота и ее соли.

Микроэлементы

Для хорошего роста дрожжам необходимы калий, магний, цинк, железо, медь, кальций. Для этого нужна вода средней жесткости, т.к. именно в такой воде содержится набор необходимых микроэлементов.

Ростовые факторы

Аминокислоты, органические и жирные кислоты - эти вещества ускоряют брожение, активируют дрожжи. Источником могут служить различные подкормки.

Концентрация спирта

Для обычных дрожжей при концентрации 7 - 9 % рост дрожжей сильно замедляется или прекращается.

Давление

При повышенном давлении происходит перенасыщение сусла углекислым газом. Из-за этого дрожжи начинают набраживать различные примеси. В одних случаях это полезно (при производстве пива), а в других (самогоноварение) ненужно.