Элементный состав сухого вещества дрожжей (по данным Дж. Уайта)

Примечание. Содержание меди 10-100 мкг/г.

Кроме перечисленных элементов в состав дрожжей в микродозах входят Li, Ag, Au, Zn, Sr, Ba, B, Al, La, Те, Ti, Sn, Bi, Cr, Mo, CI, Mn, Co, Ni.

По данным Е. А. Плевако, дрожжи содержат следующие вещества (% на СВ): азот общий — 6—8, белковые вещества — 37—50, сырой жир (липиды) — 1,5—2,5, углеводы — 35—45 и зола — 6—10.

Азотсодержащие (белковые) вещества делятся (мас.%): на собственно белки — 63,8, нуклеиновые вещества — 26,1, амиды и пептоны — 10,1 и содержат (% от массы белковых веществ): углерода 53, водорода 7,1, азота 15,7, кислорода 22,5, фосфора 1,7.

В составе белков обнаружены 24 аминокислоты, из них количественно определены следующие (% на СВ): аденин и тирозин — 4,17—6,45, валин и фенилаланин — 5,15—8,58, лейцин — 5,38—8,56, серии и гликокол — 1,68—3,12, треонин — 2,12—3,88, аспарагиновая — 8,87—13,20, глутаминовая — 4,18—7,07, лизин и гистидин — 6,23—10,50, аргинин — 1,75—3,53, метионин — 0,63—1,52, цистин — 0,075 и тирозин — 0,156, глутатион — 0,025. Колебания в содержании аминокислот зависят от физиологического состояния дрожжей.

В дрожжевой клетке липиды могут находиться в свободном, доступном для экстрагирования состоянии. Некоторые культуры дрожжей способны синтезировать значительное количество липидов. Эти культуры (Endomyces vernalis, Candida humicola, Rhodotorula gracilis и др.) можно рассматривать как продуценты жира. Содержание липидов в клетке составляет 4—5 % на СВ.

К безазотистым веществам клетки кроме золы и липидов относятся и углеводы (32—33 %). Они представлены полисахаридами — гликогеном, трегалозой, маннаном, глюканом и хитином.

Углеводы дрожжей (трегалоза и часть гликогена), растворимые в уксусной кислоте, служат резервными веществами клетки. Все остальные вещества являются ее структурными элементами. По данным Н. Н. Бочаровой и В. Г. Черныш, содержание углеводов в отечественных дрожжах колеблется в следующих пределах (% на СВ): трегалоза — 2,5—14; гликоген, растворимый в уксусной кислоте, — 1,5—2,5, соляной кислоте — 2,0—6,5; щелочи — 1,0—4,5; глюкан — 8,5—13,0; маннан — 6,0—10,0; сумма всех фракций 28,0—40,0.

Гликоген дрожжей по составу и структуре близок к гликогену животного происхождения, окрашивается йодом. В цитоплазме находится его щелочерастворимая фракция, являющаяся компонентом цитоплазмы. Кислоторастворимые фракции гликогена связаны с маннаном клеточной стенки.

Трегалоза — нередуцирующий дисахарид, состоящий из двух глюкопиранозных остатков, находится в клетке в виде свободного дисахарида.

Маннан — опорный полисахарид клеточной стенки дрожжей, состоящий из маннозы с включениями фосфата, глюкозы, глюкозамина и аминного азота.

Глюкан — полиглюкозид, имеющий фибриллярное строение, участвующий в формировании клеточной стенки дрожжей и обеспечивающий форму клетки.

Хитин — полисахарид, состоящий из остатков N-ацетилглюкозамина, химически инертен.

Биологическая активность дрожжей определяется наличием в них ферментов различного действия. Наиболее важными для технологии хлеба являются β-фруктофуранозидаза, катализирующая гидролиз сахарозы на глюкозу и фруктозу, и a-глюкозидаза, гидролизующая a-глюкозидную связь в дисахаридах и глюкозидах.

Регулирование и координирование биохимических процессов зависят не только от количества ферментов, но и от их активности, определяемой внешними условиями.

РАСЫ И ШТАММЫ ДРОЖЖЕЙ

Производственные культуры дрожжей должны обладать высокой удельной скоростью роста, определяющей их генеративную активность, устойчивостью к мелассовым средам и активностью ферментов β-фруктофуранозидазы и a-глюкозидазы. Однако используемые расы и штаммы дрожжей отвечают этим требованиям в различной степени.

Раса Томская 7.Имеет круглые или слегка овальные клетки. Культура устойчива к составу мелассных сред, переносит повышенные концентрации, но требовательна к витаминам. Прессованные дрожжи, полученные на этой расе, стойки при хранении, у них хорошая β-фруктофуранозидазная активность, но слабая a-глюкозидазная — более 160 мин. В условиях хлебопекарного производства решающая роль принадлежит именно a-глюкозидазной активности, так как основным сахаром, обеспечивающим жизнедеятельность дрожжей в полуфабрикатах, является мальтоза. Содержание a-глюкозидазы зависит от расы и штамма дрожжей. Оптимальная температура действия фермента 35 °С. Температура 50—55 °С и рН более 6,75—7,25 приводят к инактивированию a-глюкозидазы.

Раса ЛБД-Х1.Продуцирует биомассу для прессованных дрожжей с а-глюкозидазной активностью 125 мин, зимазной — 50 мин. Клетки круглые, продолговатой и эллипсовидной формы, неприхотливы к составу мелассы. Дрожжи, полученные с помощью этой расы, характеризуются ломкой консистенцией.

Раса Одесская14. Имеет овальные или эллипсовидные клетки. Культура отличается высокой генеративной активностью, дает выход биомассы дрожжей значительно выше, чем расы Томская 7 и ЛБД-Х1. Зимазная активность этих дрожжей 45 мин, мальтазная — 95 мин. Клетки устойчивы к высушиванию, стойки при хранении. Дрожжи требовательны к ростовым веществам. Широко применяются в промышленности и служат основой для селекции новых штаммов.

Штамм Л-441 характеризуется высокой продуктивностью, подъемной силой 44—45 мин, a-глюкозидазной активностью 92— 95 мин, стойкостью свыше 96 ч. Штамм имеет овальные крупные клетки. Он полностью сбраживает раффинозу, устойчив к вредным примесям и микрообсемененности мелассы, обеспечивает хорошие хлебопекарные свойства (подъемная сила 44—45 мин) и высокую стойкость. При температуре 35 °С стабилен в течение 96 ч.

Штамм Я-1 обладает высокой генеративной активностью и устойчив к повышенным температурам выращивания (37—38 °С), что важно для предприятий южных регионов. Клетки штамма крупные, круглой формы, подъемная сила 40—47 мин, зимазная активность 32—44 мин, а-глюкозидазная — 95 мин.

Раса Киевская21. Устойчива к ингибиторам мелассы, нетре­бовательна к ростовым веществам, хорошо переносит высушивание; β-фруктофуранозидазная и зимазная активность ее составляют 60 мин, a-глюкозидазная — 100—103 мин. Клетки расы Киевской 21 овальные или круглые, средние.

На базе высокопродуктивных рас и штаммов выведены новые, характеризующиеся более высокими показателями качества, чем вышеуказанные.

Гибридные расы 176, 196-6 и 262.Отвечают основным требованиям и рекомендованы для внедрения в промышленность. Клетки гибридов крупные, их зимазная активность 42—57 мин, a-глюкозидазная — 65—75, β-фруктофуранозидазная — 42—57 мин; обладают высокой устойчивостью к мелассе. Раса 262 рекомендована для получения сушеных дрожжей (содержание трегалозы 8,7 % на СВ).

Новые штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae 739, 743, JIB- 7, 616, 722 отличаются высокой активностью ферментов, генеративной активностью и хорошими хлебопекарными свойствами. Штамм 616 рекомендован для получения сушеных дрожжей, так как способен накапливать 16,2 % трегалозы на СВ.

Штамм дрожжей 739 характеризуется высокой продуктивностью, повышенной ферментативной активностью, более высоким содержанием АТФ (13,3 • 10^–9 мкмоль/клетку). Дрожжи полностью сбраживают глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, раффинозу и галактозу. Не усваивают маннит, дульцит и сорбит.

Штаммы 739 и 743 имеют хорошие показатели по зимазной и a-глюкозидазной активности. Зимазная, a-глюкозидазная активность штамма 739 и подъемная сила дрожжей составляют соответственно 54, 61 и 56 мин.

Штамм хлебопекарных дрожжей ЛВ-7 используется для производства прессованных и сушеных дрожжей. Он характеризуется повышенной устойчивостью к вредным примесям мелассы, к микрофлоре, инфицирующей дрожжевое производство, отличается повышенной продуктивностью и превосходит аналоги по концентрации трегалозы в 2 раза. Содержание трегалозы в клетках дрожжей составляет 16,4 % на СВ, что обес­печивает длительную сохранность прессованных дрожжей, их высокую устойчивость при обезвоживании и хорошее качество высушенной продукции. Подъемная сила 43—47 мин, осмочувствительность 6—10 мин, стойкость свыше 120 ч.

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae 616 используется для производства сушеных хлебопекарных дрожжей. Наиболее распространенной является раса 14, обладающая хорошей продуктивностью. Однако штамм 616 по сравнению с расой 14 обладает лучшей ферментативной активностью: a-глюкозидазная активность штамма составляет 67 мин, расы 14 — 80—90 мин; зимазная — соответственно 55 и 58 мин. Штамм 616 способен накапливать в 3 раза больше трегалозы, что способствует большей устойчивости при высушивании. Подъемная сила штамма равна 60 мин, осмочувствительность — 5—10 мин, расы 14 — соответственно 66 и 15 мин.

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae 722 отличается хорошей а-глюкозидазной (54 мин) и зимазной (43 мин) активностью, подъемной силой (46 мин) и осмочувствительностью (5—10 мин).

Штаммы хлебопекарных дрожжей Л-1, Л-2, Л-3, ЛК-14, выведенные за последние годы, характеризуются высокой продуктивностью, способны конкурировать с посторонней микрофлорой, устойчивы к повышенной концентрации и температуре питательных сред (до 40 °С). Накапливают большое количество трегалозы (Л-1 и Л-2 — 10—12 %, остальные — 14—17 %) и хорошо переносят высушивание, сохраняя исходную фермента­тивную активность. Имеют клетки средних и крупных размеров.

Подъемная сила прессованных и сушеных дрожжей для всех штаммов 45—56 мин, a-глюкозидазная активность штаммов Л-2 60-80 мин, Л-1-100-110, Л-3-120-135, ЛК-14-130-180 мин.

Отличаясь высокой продуктивностью, перечисленные штаммы уступают по a-глюкозидазной активности гибридным, о которых говорилось выше. Для безопарного приготовления теста необходимы штаммы с высокой a-глюкозидазной активностью, поэтому наиболее предпочтительны в этом случае гибридные расы и штамм Л-2.

В Ленинградской лаборатории технологии дрожжей ВНИ-ИПБТ создана коллекция, насчитывающая более 96 штаммов отечественных и зарубежных музейных культур. Коллекция предназначена для снабжения дрожжевых заводов производственными культурами и дает исходный материал для селекции новых штаммов.

В результате применения мутагенного действия лазерного света на штамм 73 получен новый штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae V-503. Штамм по ряду показателей — выходу биомассы, подъемной силе, а-глкжозидазной, зимазной и генеративной активности, стойкости — превосходит материнский штамм.

Штамм V-503 сбраживает и усваивает галактозу, сахарозу, 1/3 раффинозы, мальтозу, усваивает этанол, глицерин, уксусную и молочную кислоты, размножается с большим выходом биомассы, имеет хорошие хлебопекарные свойства: подъемная сила дрожжей составляет 19,8 мин, a-глюкозидазная и зимазная активность составляют соответственно 25 и 35мин, стойкость — 100 ч при 35 °С, осмочувствительность — 7 мин, бродильная активность за 1 ч — 18,2 см³ СО₂.

Зимазный комплекс дрожжей, включающий более 20 ферментов, катализирует различные реакции брожения. Среди этих ферментов значительная роль принадлежит β-фруктофуранозидазе. Мутантный штамм V-503 характеризуется высокой активностью этого фермента, которая значительно выше, чем в исходном (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Активность β-фруктофуранозидазы дрожжей Saccharomyces cerevisiae