Пивные дрожжи

Дрожжи являются одноклеточными микроорганизмами, которые могут получать свою энергию в присутствии кислорода (аэробно) путем дыхания и в отсутствие кислорода (анаэробно) путем брожения. Сахара сусла при производстве пива сбраживаются дрожжами в спирт. Для этого в пивоварении применяют дрожжевые грибы вида Saccharomyces cerevisiae. Выбранные штаммы этих дрожжей систематически разводятся в виде чистой культуры и выращиваются как пивные дрожжи. Другие штаммы этих дрожжей используются как пекарские, спиртовые или винные. Так как дрожжи не только осуществляют спиртовое брожение, но своим обменом веществ оказывают и большое влияние на вкус и характер пива, то знание комнонентов дрожжей, их метаболизма и размножения имеет большое значение. Различные виды и расы культурных дрожжей имеют ряд отличительных признаков.

Дрожжи применяют в пивоварении в виде густой массы, состоящей из миллиардов дрожжевых клеток, существующих независимо друг от друга. Эти клетки имеют форму от овальной до круглой, длину — от 8 до 10 мкм и ширину — от 5 до 7 мкм. Среди дрожжей вида Saccharomyces serevisiae, применяемых преимущественно в пивоварении как культурные дрожжи, различают многочисленные штаммы. В пивоваренной практике эти штаммы делят на две большие группы - дрожжи верхового и низового брожения. Между ними существуют морфологические, физиологические и технологические различия.

Морфологические признаки
Дрожжи верхового и низового брожения можно отличить под микроскопом по картине их почкования. Дрожжи низового брожения представляют собой почти исключительно отдельные клетки или их пары, тогда как дрожжи верхового брожения образуют почечные сообщества. У дрожжей верхового брожения материнская и дочерняя клетки, как правило, долго между собой связаны, благодаря чему образуются разветвленные сообщества клеток. У дрожжей низового брожения материнские и дочерние клетки после размножения отделяются друг от друга. Форма же клеток у тех и других дрожжей одинакова.

Физиологические различия
Важнейший физиологический отличительный признак дрожжей верхового и низового брожения состоит в сбраживании трисахарида рафинозы. Низовые дрожжи со своим набором ферментов могут полностью перерабатывать рафинозу, тогда как верховые дрожжи сбраживают трисахарид лишь на 1/3. Другие отличительные признаки касаются обмена веществ при дыхании и брожении, а также снособности к спорообразованию. В то время как низовые дрожжи в основном используют обмен веществ путем брожения, верховые дрожжи отличаются выраженным обменом веществ путем дыхания. В соответствии с этим после брожения прирост биомассы у верховых дрожжей больше, чем низовых. Низовые дрожжи беднее ферментами, чем верховые. У низовых дрожжей ограничена способность образовывать аскоспоры — по сравнению с верховыми они образуют споры реже, а спорообразование продолжается дольше.

Технологические различия при сбраживании
Название штаммов дрожжей верхового или низового брожения происходит от характерной картины их поведения нри брожении. Верховые дрожжи в процессе брожения в основном поднимаются на поверхность, тогда как низовые но окончании брожения опускаются на дно. Верховые дрожжи также опускаются на дно по окончании брожения, но значительно позже низовых. К моменту сбора дрожжей в конце главного брожения они еще находятся наверху и продолжают размножаться (если используются открытые чаны).

Другим существенным признаком низовых дрожжей является особенность хлопьеобразования, и по этому признаку низовые пивные дрожжи разделяют на пылевидные и хлопьевидные. У пылевидных дрожжей клетки тонко распределены в бродящем сусле и медленно опускаются на дно лишь в конце брожения. Клетки хлопьевидных дрожжей через некоторое время собираются в большие хлопья и затем быстро оседают. Способность дрожжей образовывать хлопья обусловлена генетически и передается по наследству. Верховые дрожжи хлопья не образуют.

Способность штаммов дрожжей образовывать хлопья имеет большое практическое значение. Хлопьевидные дрожжи дают пиво лучше осветленное, но с более низкой степенью сбраживания, чем пылевидные и верховые дрожжи, тогда как верховые пылевидные дрожжи дают не такое прозрачное пиво, но с повышенной степенью сбраживания. Верховые и низовые дрожжи различаются также по применяемым температурам брожения. Низовыми дрожжами сбраживают сусло при температурах от 4 до 12 °С, а с верховыми штаммами дрожжей работают при температурах от 14 до 25 °С. Температуры брожения устанавливает пивовар.

Систематическая классификация
С использованием вышеописанных отличительных признаков отдельные штаммы пивных дрожжей разделяются на дрожжи верхового и низового брожения. При этом следует учитывать, что эти признаки для верховых и низовых штаммов дрожжей не являются неизменными свойствами. Они могут меняться в большей или меньшей степени, причем это относится прежде всего к показателю сбраживания рафинозы, так как некоторые низовые дрожжи могут сбраживать рафинозу только на 1/3. Учитывая недостаточное постоянство отличительных признаков, по новой систематике дрожжи как низового, так и верхового брожения относятся к одному и тому же виду Saccharomyces cerevisiae.

Выбор штаммов, которые выводятся как чистая культура и применяются для введения в сусло, определяется на основе определенных критериев. К ним относятся в основном:
- поведение при брожении (верховые или низовые дрожжи);
- хлопъеобразование (пылевидные или хлопьевидные);
- интенсивность брожения (скорость брожения и степень сбраживания);
- интенсивность размножения;
- образование и расщепление побочных продуктов брожения (образование аромата).

К виду дрожжей Saccharomyces cerevisiae относятся не только культурные штаммы, но также дикие дрожжи, опасные для пивоварения. Например, для пива вредителями являются винные дрожжи, а также дрожжи некоторых других видов и родов. Попадание таких микроорганизмов в пиво называется контаминацией (инфицированием). Эти микроорганизмы, называемые, в отличие от культурных дрожжей, дикими дрожжами, попадают в пивоваренное производство главным образом с сырьем и всегда нежелательны. Они могут вызывать в пиве неприятные вкус и запах, а также помутнение.