No Image

Что задерживает развитие дрожжей

7 просмотров
17 ноября 2019

Типичным способом размножения дрожжей является почкование, и поэтому их еще называют почкующимися грибами. При почковании из материнской клетки образуется маленькая пузырьковая выпуклость, в которую переходит часть цитоплазмы, а также дочернее ядро, образующееся путем деления. У одних некоторых штаммов дрожжей материнская и дочерняя клетки отделяются друг от друга, причем на материнской клетке остается почечный рубец (рис. 1.23). У других штаммов клетки остаются взаимосвязанными и образуют почечные сообщества.

Если микроорганизмы перенести в свежий питательный раствор, как это происходит, например, при засеве сусла дрожжами на пивоваренном заводе, то последние начинают расти. Этот рост характеризуется определенными закономерностями — различают шесть фаз роста, протекающих с различной скоростью (рис. 1.24).

Латентная, или индукционная фаза.В этой фазе, называемой также фазой разбега, происходит активизация обмена веществ. Длительность этой фазы сильно варьирует. Она зависит от вида микроорганизма, возраста культуры и от условий выращивания. Эта фаза, называемая также лаг-фаза (lag-phase), заканчивается с началом деления клеток. («lag» по-английски — отставание, задерживание — Прим. ред.)

Фаза ускорения.В этой фазе, примыкающей к латентной, скорость деления клеток возрастает с ускорением.

Экспоненциальная фаза.В этой фазе экспоненциального или логарифмического размножения, для краткости называемой лог-фазой (log-phase), скорость размножения постоянна и максимальна. Время генерации, то есть отрезок времени, за которое число клеток удваивается, достигает в этой фазе своего минимума. Для дрожжей в типичных для пивоварения условиях размножения он составляет несколько часов.

Фаза замедления. В результате действия различных факторов — например, обеднения субстрата питательными веществами или насыщения тормозящими рост продуктами обмена веществ — лог-фаза ограничена по времени и переходит в фазу замедления с убывающей скоростью размножения.

Стационарная фаза.В заключительной, стационарной фазе число микроорганизмов остается постоянным. Устанавливается равновесие между числом вновь образующихся и отмирающих клеток.

Фаза отмирания.В этой, последней, фазе число погибающих клеток превышает число образующихся путем размножения, и общее число клеток сокращается.

На длительность и интенсивность отдельных фаз роста существенно влияют субстрат, температура и физиологическое состояние дрожжей. Субстрат должен содержать все необходимые для их роста питательные вещества. Так же существенны состав воды, pH и концентрация кислорода в субстрате.

Вода — главная составная часть живой материи и играет в жизнедеятельности микроорганизмов чрезвычайно важную роль. В общем, микроорганизмы могут развиваться только в субстратах, содержащих как минимум 15% воды. Микроорганизмы отличаются друг от друга в отношении оптимального значения pH. Дрожжи предпочитают расти в кислых растворах. О значении снабжения кислородом для роста дрожжей уже было сказано выше. На пивоваренных предприятиях росту дрожжей способствует аэрация сусла перед введением дрожжей.

На рост микроорганизмов решающим образом влияет и температура. Каждый вид микроорганизмов отличается своей оптимальной для развития температурой, при которой латентная фаза и время генерации минимальны. Однако рост дрожжей возможен не только при оптимальной температуре, но может происходить и в более или менее относительно широком диапазоне температур. Для дрожжей рода Saccharomyces она лежит в области температур от 0 до 40°С, а оптимум составляет около 25-30°С.

Читайте также:  Можно ли пользоваться тампонами при молочнице

Физиологическое состояние клеток микроорганизмов, возраст, состояние питательной среды питания — все эти факторы сильно влияют на продолжительность латентной фазы. Очень быстрая активация обмена веществ происходит у тех дрожжевых клеток, которые в экспоненциальной фазе роста были перенесены в свежий субстрат. В условиях пивоваренного предприятия это означает, что быстрое наступление брожения легче всего достичь с теми дрожжами, которые отбираются в стадии главного брожения и без промежуточного хранения вводятся в готовое сусло.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8713 — | 7129 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Активность дрожжей, характеристика физиолого-биологических свойств дрожжей. Активность дрожжей определяется бродильной и спиртообразующей способностью, усвоением азотистых веществ и сахаров, спирто- и кислотовыносливостью и др. На активность дрожжей влияют: концентрации сахаров, этилового спирта, кислотность среды, фенольные и азотистые вещества, температура, кислород воздуха, углекислый газ, давление, высушивание, антисептики и др. Содержание сахаров в виноградном сусле до 20 г/100 см 3 не задерживает брожение. Более высокие исходные концентрации сахаров могут остановить брожение, при этом дополнительным ингибитором выступает образующийся этиловый спирт. Угнетение брожения связано с тем, что клетки дрожжей не могут преодолеть осмотическое давление высокой концентрации сахаросодержащей жидкости. Концентрация этилового спирта при последовательном введении в сбраживаемую среду сахаросодержащего раствора может достигать 19% об. При повышении концентрации спирта развитие дрожжей, их активность замедляются, особенно при повышении температуры. Обработка вина, содержащего 9% об. и выше спирта, при температуре 50°С в течение 5 мин достаточна для их обеспложивания. Др. спирты также оказывают угнетающее действие на дрожжи. Ингибирующее свойство концентрации этилового спирта на дрожжи усиливается повышением концентрации сахаров. При ориентировочных расчетах спиртования используют правило Делле, по которому 80 консервирующих единиц защищают вино от забраживания. 1% сахаров принимается за 1 консервирующую единицу, а 1% об. спирта по консервирующему действию равен 4,5% сахаров.

Водородный показатель виноградного сусла может быть в пределах рН = 2,8—4,0. При этих значениях рН винные дрожжи развиваются очень хорошо. Дрожжи вида Saccharomyces vini приспособлены к нормальному развитию при рН = 3,5. При повышении кислотности среды клетки дрожжей мельчают, приобретают округлую форму, в протоплазме накапливается жир; в сбраживаемой среде образуется больше летучих кислот, глицерина, янтарной кислоты. Виды дрожжей рода Saccharomyces относительно устойчивее к полифенолам, чем пленчатые дрожжи. Клетки дрожжей при сбраживании сусла для красных вин адсорбируют антоцианы. При содержании этилового спирта 11% об. все фенолкарбоновые кислоты угнетают процесс брожения и вызывают дегенеративные изменения дрожжевых клеток активность дрожжей и их размножение регулируются степенью использования ими азота: чем богаче дрожжи азотом, тем выше интенсивность брожения и слабее интенсивность дыхания. Следовательно, для активного брожения виноградное сусло должно быть хорошо обеспечено азотистыми веществами. Винные дрожжи способны использовать азот из различных источников: катионы аммония (аммиачный азот), аминокислоты, амиды, полипептиды. При недостаточном количестве азота в качестве стимулятора размножения дрожжей рекомендуется применять аммиачный азот, который дрожжами усваивается лучше при введении в сусло до начала брожения. В анаэробных условиях дрожжи могут использовать до 260мг/дм 3 аммиачного азота и в аэробных — до 300 мг/дм 3 . Для размножения дрожжей оптимальной является температуpa 30°С, для брожения — 35°С. При температуре выше 40°С удельная скорость роста дрожжей –сахаромицетов прекращается. Чем выше температура, тем раньше начинается брожение, протекает интенсивнее, но заканчивается с большим количеством остаточных сахаров. Наилучшее брожение достигается при температуре, которая остается неизменной от начала до конца процесса (например, дрожжи лучше выдерживают температуру 35°С от начала до конца брожения, чем постепенное ее повышение от 25 до 35°С). Дрожжи могут адаптироваться и к высокой температуре среды (40°—42°С). Термотолерантные культуры дрожжей обладают значительно более высокой активностью брожения и резко сниженной интенсивностью дыхания; имеют высокую биохимическими активность. При использовании этих штаммов в вине накапливаются продукты жизнедеятельности, обусловливающие формирование высоких органолептических свойств. Дрожжи устойчивы к холоду и переносят температуру — 200°С. При 0°С некоторые виды дрожжей могут медленно размножаться и вызвать брожение. Из всех видов дрожжей, применяемых в виноделии, вид Sacch. uvarum обладает природной устойчивостью к низким температурам. Термоустойчивость дрожжей в присутствии этилового спирта значительно снижается, поэтому сравнительно высокое содержание его в винах (до 20% об.) существенно повышает эффективность пастеризации. Оптимальную температуру (Т0) пастеризации вин, инфицированных микроорганизмами, рассчитывают по формуле: Т0=±75—1,5 Q, где 75 — температуpa пастеризации виноградного сусла; 1,5 — эмпирич. коэффициент; Q — содержание этилового спирта, % об.
Кислород — один из основных факторов, определяющих размножение дрожжей. Если концентрация кислорода в среде снижается до 1 мг/дм 3 , то размножение дрожжей прекращается. Кислород даже в дозе 0,2 мг/дм 3 , введенный во время брожения, когда дрожжи находятся в логарифмической фазе роста, значительно повышает общее количество дрожжей и процент сброженных сахаров. Однако, когда содержание спирта уже велико, размножение клеток при введении кислорода не усиливается. Поскольку растворимость кислорода в жидких средах увеличивается при понижении температуры, рост дрожжей при низкой температуре не лимитируется содержанием его в такой степени, как в случае развития при высокой температуре. При атмосферном давлении СO2 почти не оказывает ингибирующего влияния на рост дрожжей и брожение. В условиях избыточного давления СO2 (0,4 МПа) размножение клеток дрожжей резко замедляется. На этом основан метод Бёхи хранения виноградных соков в танках под давлением СO2, предусматривающий растворение в 1 л сока 15 г СO2, при давлении газа 0,72 МПа и температуре 15°С. Дрожжи способны долго сохраняться после высушивания, хотя расти в этих условиях не могут (состояние анабиоза). Это состояние достигается путем обезвоживания высушиванием или замораживанием и высушиванием в вакууме. После краткосрочной реактивации клетки переходят в активное состояние. Сернистый ангидрид, изотиоцианат аллила, сорбиновая кислота, 5-нитрофурилакриловая кислота, серебро, озон обеспечивают биологическую стабильность вин или задерживают брожение.

Читайте также:  Краснуха при беременности 2 триместр

Жизненный цикл у дрожжей свя­зан с чередованием вегетативного размножения, при котором увеличивается количество клеток, роста их массы и спорообра­зования.

Развитие дрожжей, как и всех микроорганизмов, сопровож­дается количественными и качественными преобразованиями в клетке, которые тесно связаны между собой. Это прежде всего энергетический обмен, состоящий из реакций катаболизма (вы­деление энергии) и анаболизма (потребление энергии); анабо­лизм сопровождается биосинтезом белков, полисахаридов, нук­леиновых кислот и других сложных соединений.

Под воздей­ствием факторов внешней среды происходит также конструк­тивный обмен — процессы внутриклеточной перестройки: изме­нение размеров клетки, ее оболочки, состава структурных эле­ментов, накопление запасных питательных веществ, спорообра­зование и т. д.

Различают 5 основных стадий (фаз) развития дрожжей: на­чальную, логарифмическую, стационарную, голодания и отми­рания.

Начальная стадия (лаг-фаза) — это период с момента по­падания дрожжей в питательную среду до начала экспоненци­ального прироста их биомассы. Эта стадия связана с незначи­тельным размножением дрожжевых клеток. Они увеличиваются в размере, накапливают белки, нуклеиновые кислоты, энергич­но синтезируют ферменты, приспосабливаются к окружающей среде. Лаг-фаза продолжается 10—20 ч.

Логарифмическая фаза характеризуется максимальной ско­ростью размножения дрожжей. Размер клеток при этом мини­мальный, но они обладают наиболее высокой физиологической активностью, расходуют все питательные вещества на образо­вание новых клеток.

Происходит экспоненциальный прирост дрожжевой биомассы. Продолжительность второй фазы зави­сит от окружающих условий и генетических качеств культиви­руемой расы дрожжей и составляет от 1—2 до 4—5 суток.

Стационарная фаза (фаза брожения) характеризуется по­стоянным числом живых организмов. Спиртовое брожение про­исходит бурно и продолжается до тех пор, пока в среде есть сахар. Клетки дрожжей становятся крупнее, в них откладыва­ются питательные вещества в виде капелек жира и гликогена.

Стадия голодания наступает с прекращением брожения.

При этом дрожжи еще какое-то время продолжают свою жизнедеятельность за счет запасного гликогена, несколько повы­шая содержание спирта в среде. Затем размеры клеток умень­шаются, их содержимое приобретает зернистое строение, обо­лочки уплотняются, в клетках видны капельки жира, хорошо выраженные ядро и вакуоль. Клетка сохраняет жизнеспособ­ность.

Читайте также:  Prevotella species обнаружено

Стадия отмирания завершает жизненный цикл дрожжей. В этот период снижается количество живых и растет число мертвых клеток. У мертвых клеток плазма отделяется от кле­точных оболочек и собирается в центре.

Появляются автолизованные клетки, в которых происходит «самопереваривание» (расщепление компонентов под действием собственных фер­ментных систем). Автолизованные клетки кажутся почти пус­тыми за счет значительного уменьшения цитоплазмы.

Спорообразование — процесс полового размножения клеток. Он происходит при достаточной влажности, запасе питательных веществ и доступе кислорода. Спорообразующие клетки — аскоспоры возникают в результате полового слияния двух дрожже­вых клеток и деления оплодотворенного ядра.

В одном аске образуются 1—4, иногда 8 спор. Они устойчивы к высушива­нию и другим неблагоприятным условиям внешней среды. На свежей питательной среде споры прорастают и снова превращаются в почкующиеся клетки.

Комментировать
7 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Венерология
0 комментариев
No Image Венерология
0 комментариев
No Image Венерология
0 комментариев
No Image Венерология
0 комментариев
Adblock detector