Pékélesztő - biológia

Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?

Antibiotikumok baktériumoktól

Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója

Molekuláris iránytű a sejtek igazításához

Mi teszi a levelek öregedését ősszel

A keselyű gyöngytyúk demokráciája

Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek

| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés

A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre

Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?

sütőélesztő

Sütőélesztő (Saccharomyces cerevisiae). Az osztási jelek mindegyike 1 µm-nek felel meg.

sütőélesztő, szintén Sörélesztő, (Szin.: sütőélesztő, Gest); Bajor: Csíra; (latin-wiss. Saccharomyces cerevisiae) - koll., rövid élesztő, az élesztőkhöz (egysejtű gombák) tartozik, és egy kezdő élesztő (angol. kezdő élesztő).

Amint a tudományos névből (lat. cerevisiae; "A sörből"), eredetük legfelső erjesztésű sörélesztő. A név idegen nyelvű része Saccharomyces megint az ókori görögből származik, és azt jelenti,.

A sejtek Saccharomyces cerevisiae kerek vagy ovális alakúak, öt-tíz mikron átmérőjűek és elszaporodnak a bimbózás folyamata során. S. cerevisiae lehetnek hifák [1] és aszkospórák [2] formájában is .

sztori

Az élesztő kenyérsütésére való felhasználásának legkorábbi feljegyzése az ókori Egyiptomból származik. Lehet, hogy a liszt és a víz keveréke meleg helyen tartózkodott a szokásosnál hosszabb ideig, és a természetesen előforduló élesztők a tésztát megsütötték sütés előtt. Az így kapott kenyér könnyebb és finomabb volt, mint az előző kemény lapos sütemények. A kovász használata kenyérsütéshez vezetett az élesztő törzsek szelekciójához, tenyésztéséhez és továbbfejlesztéséhez, bár a mikrobiológia modern megértése nélkül. A 18. század óta a pékek felső erjesztésű élesztőket kapnak a sörfőzdékből, ami lehetővé tette édes erjesztésű kenyerek, például Kaiser tekercsek előállítását. Élesztővel, mint kelesztõszerrel finomabb ízû kenyér készíthetõ, mint a kovászhoz, amely nemcsak élesztõt, hanem tejsavbaktériumokat és hasonlókat is tartalmaz. fermentációban vesznek részt. A 19. század közepén a sörfőzők lassan tértek át a felső erjesztésről az alsó erjesztésre, de ezek ugyanúgy nem alkalmasak kenyérkészítésre. Ennek eredményeként a nagy kereslet oda vezetett, hogy a sörfőzésen kívül kiváló minőségű sütőélesztő került előállításra, először 1846-ban a "bécsi eljárás" során.

tudomány

Az eukarióta Saccharomyces cerevisiae olyan, mint a prokarióta Escherichia coli modellszervezet molekuláris biológiai és sejtbiológiai kutatásokban. Az egyszerű tenyésztési körülmények és a belső sejtszerkezetnek a növényi és állati világ többi eukarióta sejtjéhez való viszonya miatt például a sejtciklus vagy a fehérjebontás tanulmányozására használják. Saccharomyces cerevisiae volt az első eukarióta szervezet, amelynek nukleinsav-bázissorrendje a genomban teljesen meghatározódott. A genom 13 millió bázispárból és 6275 génből áll. Az élesztőgenomban található gének több mint 23% -ánál homológ gének találhatók az emberi genomban.

Ennek hasznos módja Saccharomyces cerevisiae Az élesztő két-hibrid rendszer nem modellszervezetként működik, hanem inkább a fehérjék kölcsönhatásainak kutatásának eszközeként.

Az élesztőgenomról három fő adatbázis található. [3]

anyagcsere

A pékélesztőt fakultatívan anaerobnak tekintik. Ez azt jelenti, hogy az energia generálható aerob módon (oxigénnel) sejtlégzés formájában vagy fermentáció útján. A sütőélesztő szinte kizárólag szénhidrátokat (cukrot) használ kiindulási anyagként energia-anyagcseréjéhez. A kiválasztódási termékek elsősorban a légzésből származó szén-dioxid és az erjedésből származó etanol (alkohol). A termékek aránya attól függ, hogy az élesztő növekedésének környezete tartalmaz-e oxigént vagy sem, valamint a közeg cukortartalmától. Az anaerob anyagcsere döntő fontosságú az alkohol előállításában és kovászként a sütés során.

A sütőélesztő fakultatív anaerobnak való megjelölése nem teljesen helyes, mivel az ergoszterin bioszintéziséhez kis mennyiségű elemi oxigén szükséges.

Ha nagyobb mennyiségű könnyen használható szerves anyag (különösen cukor) van jelen, ezeket az aerob tenyésztés ellenére erjesztik. Ez a jelenség Crabtree-effektus néven ismert. A Crabtree-hatás csökkenti az élesztő növekedését, ezért általában nem kívánatos az élesztőtermelésben. Ezt minimalizálni lehet megfelelő szubsztrátellátással (lásd az adagolási szakaszos folyamatot).

Ha a sütőélesztő már nem elérhető cukor, oxigén körülmények között energiaforrásként a saját előállítású etanol oxigénnel történő oxidációját használják. Ily módon az élesztő addig szaporodhat, amíg nincs gátlás a túlzott etanolkoncentrációk miatt, vagy egyéb tápanyagok (foszfátok, aminosavak) hiánya miatt.

Az élesztő fermentálásának legjobb hőmérséklete 32 ° C körüli. 28 ° C körüli hőmérséklet optimális az élesztő szaporodásához. Jó tápanyag- és oxigénellátással (aerob) a sörélesztő kultúrában az élesztő tömege körülbelül két óra alatt megduplázódik, így a növekedés lényegesen lassabb, mint sok baktériumtípusnál. Anaerob fermentáció esetén a szaporodás lényegesen lassabban megy végbe. 45 ° C feletti hőmérsékleten a sütőélesztő elpusztulni kezd.

A sütőélesztő érzékeny a nyomásra. Amikor az erjesztőtartályban a nyomás 8 bar fölé emelkedik, az élesztő leáll az erjedéssel. Ezt a hatást használják a fermentációs folyamat szabályozására is.

használat

A nemzetség élesztői Saccharomyces sok területen használják. A sütés során történő felhasználás mellett ezek az élesztők részt vesznek a sör, az almabor, a bor és az ecet erjesztésében is. Ma is használják etanol üzemanyag és cellulóz etanol előállításához. A sütőélesztőt nehézfémek, például cink, réz, kadmium és urán szennyvízből történő biosorpciójára is használják. A nehézfémek kristályként felhalmozódnak a sejteken belül és kívül, és kémiailag elválaszthatók az élesztőtől. [4]

Az orvostudományban ez lesz Saccharomyces cerevisiae A rokon Saccharomyces boulardii fajhoz hasonlóan probiotikus gyógyszerként használják hasmenéses megbetegedések kezelésére, az általános állapot erősítésére és a hajhullás megelőzésére.

Gyártás

Az ipari sütőélesztő-gyártás alapja két dolog:

Élesztő törzs (tiszta élesztő), amelyet évszázadok óta nyertek kovászos élesztőből vagy felső erjesztésű sörök sörélesztőjéből történő szelekcióval és tenyésztéssel. A sütőélesztőket nagy hajtóerejük és alacsony gluténtromboló enzimek jellemzik. A további tenyésztés eredményeként a pékélesztő erősebb, mint a kovászban lévő vadélesztő, de a kovászos élesztővel ellentétben nem tolerál sok más anyagot: savakat, sókat, zsírokat és így tovább.
Az élesztő szaporodásának fő összetevője egy melasz táptalaj.

Míg az élesztő törzs az adott élesztőgyártók üzleti titka, az élesztő szaporításának technikai folyamata jól ismert.

A tiszta kultúrában lévő mikroorganizmusok tömegének előállításához általában biotechnológiában, többlépcsős tenyésztési folyamatokban állítják elő őket. Az egylépéses eljárás, amelyben nagy térfogatú táptalajt inokulálnak kis mennyiségű organizmussal, több okból is nagyon hátrányos. Ha ez megtörténne, egy nagy volumenű rendszer terjedése viszonylag hosszú időt igényelne. Ennek a következő hátrányai lennének:

Műszaki: Minél nagyobb egy rendszer, annál nehezebb megakadályozni az idegen, nem kívánt mikroorganizmusok bejutását. Ezért egy nagy növény szaporodásának fázisát a lehető legrövidebbnek kell tartani. Ez csökkenti a hozamot. Alternatív megoldásként a fermentáció hosszabb ideig végezhető antibakteriális segédanyagok hozzáadásával [5].
Gazdaságos: Egy drága, nagy növény hosszú időbe telik kis mennyiségű mikroorganizmus reprodukciójához, amelyek termeléséhez kisebb, olcsóbb növények elegendőek.
Biológiai: Előkészítésük után a táptalaj általában nem optimális a mikroorganizmusok szaporodásához (többek között túl magas redoxpotenciál, túl alacsony szén-dioxid-koncentráció, túl alacsony specifikus növekedésserkentők koncentrációja). Az organizmusoknak először az anyagcseréjük révén kell kedvezőbb környezetet kialakítaniuk. Kis mennyiségű mikroorganizmus és nagy térfogatú táptalaj esetén ez nagyon hosszú időt vesz igénybe, és a növekedés az elején nagy mértékben visszamaradna.

A sütőélesztőgyártásban is a szaporítást ezért több lépésben hajtják végre, például kémcsőben tenyésztésből 50 ml, 1 l, 10 l, 40 l, 400 l, 4 m³, 10 m³ és 200 m³ folyékony táptalajon. A fokozatok is különbözőek lehetnek.

Táptalajként 8-10% melasz vizes oldatát használjuk. A melasz körülbelül 50% cukrot tartalmaz. Az oldat pH-ját savakkal körülbelül 4,5-re állítjuk, felforraljuk (hogy idegen mikroorganizmusok elpusztuljanak) és szűrjük. Ezután tápláló sókat (főleg ammóniumsókat és foszfátokat) és B-csoportba tartozó vitaminokat adnak hozzá, mivel ezekre szükség van az élesztő növekedéséhez, és nincsenek elegendő mennyiségben a melaszban. A tenyészeteket aerob módon, vagyis levegőztetjük, a lehető legnagyobb biomassza-hozam elérése érdekében.

Az első négy lépést körülbelül 40 literig a laboratóriumban hajtják végre, a tenyésztési létesítményeket sterilizálják, vagyis az élesztőt tiszta tenyészetben szaporítják. Ez körülbelül nyolc napot vesz igénybe. A következő két-három lépést kb. 10 m³-ig álló technikai rendszerben, az úgynevezett tiszta termesztési rendszerben hajtjuk végre, amelyet szintén sterilizálunk (forró gőz 120 ° C 1 bar túlnyomás alatt), körülbelül két napig. Mérete (200 m³) miatt nem sterilizált rendszereket használnak az utolsó két szakaszban, de az idegen mikroorganizmusok nagyrészt kizárva vannak. Ezek a tenyészetek csak rövid ideig (egyenként 10-20 óráig) tartanak, és nagy élesztő koncentrációval indulnak el, így idegen szervezetek gyakorlatilag nem fejlődnek ki. A megadott példában kezdetben mintegy 18 t "élesztőt" nyerünk a 200 m³-es szakaszban. Néha az élesztőt is két szakaszban állítják elő. Az utolsó fázisban, szintén egy 200 m³-es üzemben, az élesztőt az állítható élesztőből körülbelül 10 óra alatt állítják elő, például négy párhuzamos tenyészetben, 200 m³ tápközeggel, körülbelül 65–70 tonna.

Körülbelül tizenegy nap alatt az élesztő tömegének majdnem tízmilliárdszorosa keletkezik körülbelül 8 mg kiindulási tömegből, körülbelül 33 duplájával.

Az élesztőt elválasztók segítségével töményítjük (úgynevezett "élesztőtejet" vagy "élesztőkrémet kapunk)", és a kívánt eredménytől függően tovább feldolgozzuk:

Sűrített élesztő Az élesztőtejet szűrőprések vagy vákuum rotációs szűrők segítségével körülbelül 30% szárazanyag-tartalomra koncentráljuk. A masszát ezután extrudáló prés segítségével formázzák és csomagolják. Egy gramm összenyomott élesztő körülbelül 1010 (10 milliárd) élesztősejtet tartalmaz. Aktív száraz élesztő A sűrített élesztőből kis hengerek képződnek az extruderben, amelyeket ezután fluid ágyas eljárásban szárítanak. Száraz élesztő A fennmaradó élesztőtejet dobszárítóban vagy fagyasztva szárító szárító rendszerben szárítják, így az enzimatikus aktivitás teljesen elvész, így ezt az élesztőt főként takarmány-adalékként, vagy diétás és kulináris célokra használják (ún. Étkezési élesztő) 7 g-os zsákként használják vagy értékesítik. Folyékony élesztő Folyékony formában az élesztőtejet az ügyfél által igényelt hajtóerőhöz igazítják, majd tartálykocsival felszedik.

Összességében nagyobb mennyiségű szerves és kémiai anyagot, valamint élesztő vizet tartalmazó mikroorganizmusokat állítanak elő a melasz gyártása során, amelyek továbbra is ártalmatlanítási problémát jelentenek.

Jövőbeni kilátások Jelenleg fejlesztés alatt áll egy kísérlet géntechnológia alkalmazásával az élesztő aromák (pl. Vanília) előidézésére.

A sütőélesztő adagolása

Sütőélesztőt adnak az élesztő tésztához körülbelül 3–6% -ban, a liszt mennyiségére vonatkoztatva. Nehézség, d. H. A magas zsírtartalmú tészták mindenekelőtt kevesebb folyadékot igényelnek a kapcsolódó alacsonyabb folyadék miatt - az élesztőnek többek között anyagcseréjére van szüksége. Víz - legfeljebb 8% dózis. Rendkívül hosszú tésztáknál vagy előtésztáknál az élesztőtartalom 1-2% körüli. A sült malátát optimális tápanyag-alapként használják.

A sütőélesztő kereskedelmi formái és eltarthatóságuk

Az élesztőt sajtolt friss élesztő (blokkélesztő), száraz élesztő (kb. 1 év eltarthatósági idő) vagy folyékony élesztő formájában kínálják. A száraz élesztő előállításához a víz nagy részét fokozatosan eltávolítják a cefréből megtisztított élesztőből. Általában a citrem emulgeálószert (citromsav és monogliceridek észterét) adják hozzá. Ez állítólag megakadályozza az élesztősejtek túlzott kiszáradását, így a sejtek csak inaktívvá válnak, de nem pusztulnak el. Az így inaktivált élesztő sokáig szobahőmérsékleten tárolható. Ennek ellenére komolyan kell venni a csomagoláson feltüntetett lejárati dátumot, mivel az élesztősejtek újraaktiválódási képessége idővel elvész. Egy tipikus 7 g száraz élesztő csomag, amelyet a kiskereskedelmi üzletekben árulnak, körülbelül ugyanolyan erjedési erővel bír, mint egy 42,5 g friss élesztő kocka fele.

A szokásos friss élesztő tíz-tizenkét napig megőrzi teljes potenciálját 2–8 ° C-os tárolási hőmérsékleten. A szénhidráttartalékok és a fehérjék tartós lebontása megőrzi az élesztő létfontosságú funkcióit. Minél több öreg vagy elhalt sejt van egy darab élesztőben, annál rosszabb lesz a hajtóerő. Ugyanakkor olyan anyagok szivárognak ki a sejtből, mint a glutation. Ez a tészta ragasztójának (gluténszemcsés fehérje) megpuhulásához vezet. Az öreg élesztő ennélfogva nagyobb dózisokban is gyakorlatilag használhatatlan.

A friss élesztő könnyű, többnyire sárgás színéből ismerhető fel. Kellemes illata van, édes, intenzív íze és szilárd, héjszerű törése. Az öreg élesztő barna-szürke, repedezett, omlós, egyre keserűbb ízű és kellemetlen szagú.

A sütőélesztő használatának alternatívája az erjesztés.

Különleges típusú sütőélesztő

Speciális fajtákat használnak speciális feladatokhoz, például ozmotoleráns élesztőket, amelyek - nagyon édes tésztával - kevésbé érzékenyek az ozmotikus nyomásra. A gabona táptalajon termesztett szerves élesztőgombák (kovászos élesztők) különösen alkalmasak olyan élesztőallergiás emberek számára, amelyek általában csak ipari élesztőknél fordulnak elő (az élesztőtermék melaszszubsztrátumában található maradékok miatt).