Дрожжи в частности №3 (дрожжи,температура,брожение)
ДРОЖЖИ в частности
Как работа дрожжей связана с температурой
Вот так примерно себя ведут дрожжи при температуре массы:
-4/-2С у них нет и не может быть никакой бродильной активности;
+2/+4С намечается слабое движение, в смысле брожение;
+26/+28С оптимальная температура для оптимальной активности дрожжей;
+38/+42С слабая активность;
+50/+55С никакой активности, дрожжи умирают.
Дрожжи, жир, сахар, соль и скорость брожения
При внесении в массу более 50 гр жира на 1000 гр муки скорость брожения заметно уменьшается.
При внесении в массу сахара не более 50 гр на 1000 гр муки, скорость брожения увеличивается. В больших дозах (это 100 гр и больше на 1000 гр муки) сахар брожение замедляет.
Если в тесто ввели более 15 гр соли на 1000 гр муки, брожение замедляется.
Чтобы сохранить привычные временные рамки, при условии, что это вам нужно, при замедлении брожения количество дрожжей, естественно, можно увеличить.
Еще чуть-чуть
— хорошие т.е. неиспорченные дрожжи должны отлично растворяться в воде, образуя однородную суспензию, при этом соотношение дрожжей и воды может быть 1:3 или 1:4, a температурa той самой воды не должна подниматься выше +40С;
— вводить дрожжи можно в начале или в конце замеса в зависимости от того, массу какой силы мы ходим получить. При одинаковой дозировке, дрожжи, внесенные в начале замеса придадут массе больше силы, чем то же количество, но в конце замеса;
— перед внесением в массу прессованныe дрожжи растворяют в воде или крошат;
— известно, что дрожжи лучше работают, если их предварительно развести в теплой воде (не выше +35С), а затем смешать с остальной водой. Дрожжи, растворенные в воде, на 17% будут продуктивнее работать по сравнению с тем же количеством дрожжей, только введенных в массу в виде крошки;
— eсли по ТУ используется горячая вода, тo это нужно делать так осторожно, чтобы она не вошла в прямой контакт с дрожжами. Помните, что дрожжи умирают при +55ºС;
— при внесении дрожжей в виде крошки, все же необходимо вслед добавить небольшое количество воды;
— eсли мы сомневаемся, внесли дрожжи или нет, можно взять кусочек теста и бросить его в емкость с горячей водой. «При дрожжах» тесто всплывет через 5 мин, в противном случае недостающие дрожжи придется внести уже после замеса (это не очень хорошо, но как говорится, не смертельно);
— хорошие дрожжи производят не только активное, но и равномерное брожение по всей массе;
— если дрожжей по рецептуре болeе 20 гр на 1000 гр муки, лучше вводить их в конце замеса;
— если используете быстрорастворимыe дрожжи, помните, что в сравнении с прессованными, начало брожения будет протекать слабее, а значит масса перед формовкой не наберет необходимой силы и поэтому время брожения придется увеличить.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Hlebinfo.ru – рецепты хлеба, оборудование для пекарни и дома
Все от выпечки хлеба и кондитерских изделий до открытия мини пекарни – хлебопекарное оборудование, хлебопечка, сборник рецептов и рецептур, школа пекарей
Сырье и ингредиенты
Хлебопекарные дрожжи. Влияние условий на жизнедеятельность дрожжей.
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Hlebinfo.ru. Сегодня мы начнем изучение материала, посвященного важнейшему ингредиенту хлебопекарного производства — дрожжам. В результате изучения данной темы вы должны получить представления о том, какие факторы оказывают влияние на жизнедеятельность хлебопекарных дрожжей и какие приемы можно использовать для того, чтобы изменить активность дрожжевых клеток.
Содержание материала рассчитано на людей, не имеющих специального образования по технологии продуктов питания.
Дрожжи и их жизнедеятельность.
В хлебопекарном производстве дрожжи применяют для создания пористой структуры теста. Дрожжевые клетки в процессе своей жизнедеятельности используют содержащиеся в муке питательные вещества и выделяют углекислый газ и некоторые другие продукты обмена, разрыхляющие опару и тесто. Очень важно обеспечить такие условия, при которых дрожжи «съедят» муки меньше, а углекислого газа выделят больше. Поэтому основной задачей пекаря является создание всех необходимых условий для активного выделения дрожжами углекислого газа.
Для выполнения этой задачи необходимо иметь определенные сведения о жизнедеятельности дрожжей.
В настоящее время название Saccharomyces cerevisiae используется для обозначения различных культурных форм пивных, хлебопекарных, спиртовых и винных дрожжей.
Сахаромицеты присутствуют в любых натуральных заквасках, применяемых для приготовления хлеба. Неразлучными спутниками сахаромицетов являются молочнокислые бактерии. Именно эти микроорганизмы составляют основу нормальной бродильной микрофлоры хлебного теста. Между сахаромицетами и лактобактериями в натуральных заквасках и бродящем тесте устанавливаются сложные симбиотические связи и отношения.
Главной особенностью сахаромицетов является их способность вызывать брожение продуктов, содержащих простые сахара. Под влиянием дрожжей из сбраживаемых моно и дисахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы, сахарозы, мальтозы и некоторых других) получаются этиловый спирт (этанол) и углекислый газ. Дрожжи S. сerevisiae не сбраживают и не усваивают лактозу (молочный сахар), крахмал, клетчатку, пентозы.
Побочными продуктами дрожжевого брожения являются изоамиловый, изобутиловый и бутиловый спирты, уксусный альдегид, разнообразные органические кислоты (молочная, янтарная, винная, щавелевая) и другие вещества, принимающие участие в формировании характерного вкуса и аромата хлеба.
Кроме простых сахаров для нормального развития дрожжей необходимы витамины (особенно биотин), минеральные соли, содержащие калий, фосфор, кальций, магний, серу и др., а также доступные для усвоения соединения азота. Основным источником азота для дрожжей служат аминокислоты и соли аммония.
Влияние кислорода на жизнедеятельность дрожжей.
Дрожжи сахаромицеты способны жить как в присутствии кислорода, так и без кислорода.
В присутствии достаточного количества кислорода (аэробные условия) дрожжи окисляют сахара до углекислого газа и воды (процесс дыхания).
В общем виде уравнение реакции дыхания можно записать следующим образом:
В условиях недостатка кислорода (анаэробные условия) дрожжи получают энергию за счет сбраживания сахаров (процесс брожения). Термин «брожение» был введен еще в XVII веке голландским алхимиком Ван Хельмонтом. Сбраживание глюкозы, фруктозы и галактозы описывается следующим уравнением реакции:
При аэробном окислении глюкозы (реакция дыхания) выделяется гораздо больше энергии, чем в процессе брожения, поэтому в условиях достаточного доступа кислорода дрожжевые клетки активно растут и размножаются. В результате химических реакций, сопровождающих процесс дыхания, образуется большое количество разнообразных промежуточных соединений, благодаря которым в клетках дрожжей синтезируются белки, жиры, витамины и другие, необходимые для их нормального существования вещества.
Условия хорошего доступа кислорода создаются в относительно жидких опарах, поэтому количество дрожжевых клеток в опарах быстро увеличивается. В более вязком тесте снабжение дрожжей кислородом ухудшается, дрожжевые клетки переключаются на анаэробный процесс брожения, что значительно сдерживает их размножение.
В соответствии с приведенным уравнением реакции брожения, при сбраживании 100 г глюкозы (фруктозы, галактозы) выделяется около 25 л углекислого газа и 51 г этилового спирта. В присутствии кислорода (дыхание) при окислении такого же количества глюкозы углекислого газа выделяется в 3 раза больше.
Для разрыхления теста основное значение имеет выделяющийся при брожении углекислый газ, а для процессов производства алкогольных напитков – этиловый спирт. В связи с этим алкогольное брожение ведут таким образом, чтобы максимально ограничить доступ кислорода к бродящему продукту, а при приготовлении теста стараются по возможности насытить систему кислородом. Для этого муку просеивают, а тесто обминают.
Влияние температуры на жизнедеятельность дрожжей.
Температура среды (опары, теста) оказывает существенное влияние на жизнедеятельность дрожжей.
При температуре ниже +4 о С процессы жизнедеятельности дрожжей резко замедляются. Дрожжевые клетки впадают в состояние анабиоза. Температурный интервал от 0 до +4 о С является оптимальным для хранения свежих прессованных дрожжей.
При замораживании жизнеспособность дрожжей сохраняется на протяжении нескольких месяцев. После аккуратного оттаивания (при температуре +4 — +6 о С) дрожжи можно использовать для приготовления дрожжевого теста. Следует иметь в виду, что бродильная активность замороженных дрожжей в процессе хранения постепенно снижается. Размороженные дрожжи хранению и повторному замораживанию не подлежат.
При температурах выше +4 о С дрожжи выходят из анабиоза и начинают усваивать сахара. Чем выше температура, тем активнее становятся дрожжевые клетки. Наибольшая активность дрожжей наблюдается при температурах от 22 до 35 о С. Температурный оптимум размножения дрожжей составляет +25 о С.
Наилучшая подъемная сила дрожжей наблюдается при температурах близких к 30 о С.
При температуре +35 о С происхоит наиболее интенсивное спиртовое брожение. Повышение температуры от +35 о С до +40 о С сопровождается быстрым нарастанием кислотности теста, поскольку данный интервал температур благоприятен для развития кислотообразующих бактерий. Жизнедеятельность дрожжей в указанном температурном интервале еще весьма интенсивна.
Температуры около +40 о С действуют на жизнедеятельность дрожжей угнетающе.
При 45 о С газообразование, вызываемое дрожжевыми клетками, резко снижается, однако термофильные бактерии продолжают активно развивать вплоть до 54 о С.
При повышении температуры до 45-50 о С начинается массовая гибель дрожжей.
При 60 о С жизнедеятельность дрожжей практически останавливается.
Дрожжи сахаромицеты в неблагоприятных условиях способны образовывать споры, однако при достижении 70 о С погибают даже споры дрожжей.
Температура внутренних слоев мякиша в процессе выпечки хлеба достигает 96-98 о С. При этой температуре нормальная дрожжевая микрофлора практически полностью погибает.
Дрожжевое тесто обычно готовят в интервале температур от 26 до 30 о С. В этом интервале амилазы интенсивно расщепляют крахмал до сахаров, а дрожжи энергично сбраживают сахара с выделением углекислого газа. Повышение температуры до 35-40 о С ускоряет процесс газообразования, однако реологические свойства теста при повышенных температурах заметно ухудшаются.
Температура 30 о С является компромиссной между скоростью процесса брожения и качеством теста. При 25 о С качество теста улучшается, однако скорость процесса брожения замедляется, при 35 о С скорость брожения увеличивается, однако качество теста (и готовой продукции) становится хуже. Повышенные температуры вызывают ослабление клейковины, тесто при этом сильнее разжижается, упругость теста снижается, формоустойчивость ухудшается. Поэтому более высокие температуры подходят для переработки муки с крепкой клейковиной, а более низкие – со слабой.
Следует иметь в виду, что существуют некоторые отличия в реакции различных рас дрожжей на изменения температуры. Кроме того состав теста и наличие в нем определенных добавок может улучшать или ухудшать устойчивость дрожжей к действию повышенных или пониженных температур. Например, этиловый спирт, образующийся в ходе брожения, уменьшает устойчивость дрожжей к нагреванию, сухое молоко увеличивает устойчивость дрожжей к действию низких температур и т.д.
Влияние рецептуры и влажности теста на жизнедеятельность дрожжей.
Каждый пекарь должен знать, что отдельные рецептурные компоненты теста могут оказывать угнетающее или активизирующее воздействие на жизнедеятельность дрожжей.
Небольшие добавки сахара активизируют дрожжи, однако повышение содержания сахара до 15% и выше угнетает их жизнедеятельность. При производстве высокорецептурной сдобы лучше использовать специальные (осмотолерантные) дрожжи, которые менее чувствительны к большим концентрациям сахара.
Активирующее влияние на жизнедеятельность дрожжей оказывает включение в рецептуру теста мучной заварки, амилолитических ферментов, солода, некоторых минеральных добавок (разрешенных для применения в качестве пищевых добавок солей аммония, фосфора, кальция, калия, магния и др.)
Угнетает деятельность дрожжей поваренная соль (в концентрации более 1-1,5%), этиловый спирт (в концентрации более 2-5%), яичный белок и желток, рафинированное растительное масло (в концентрации более 2,5%), сливочное масло, консерванты и некоторые другие ингредиенты, используемые в производстве хлеба.
Дрожжи являются влаголюбивыми организмами (гидрофитами). В ситуации резкого ограничения доступа воды, дрожжи снижают свою активность, а в состоянии той или иной степени обезвоживания впадают в анабиоз. Приемы различной степени обезвоживания используются в производстве товарных дрожжей более длительного срока хранения.
Чем выше влажность питательной среды, тем активнее развивается дрожжевая микрофлора и интенсивнее происходит брожение.
Для интенсификации жизнедеятельности дрожжей используется опарный метод тестоведения. Опары готовят более жидкой консистенции, чем тесто. Кроме того в рецептуру опары включают только те компоненты, которые необходимы для жизнедеятельности дрожжей (вода, мука, сахар и в некоторых случаях специальные питательные добавки), а соль, сдобу и другие ингредиенты, тормозящие развитие дрожжей, добавляют непосредственно в тесто.
Спасибо за внимание! Отзывы и замечания по содержанию и изложению темы оставляйте в комментариях, расположенных чуть ниже или отправляйте по эл. почте hlebinfo@mail.ru. Мы будет очень благодарны, если вы поддержите наше начинание и пришлете для публикации материалы, касающиеся теории и практики хлебопечения (фотографии, статьи, заметки, видеоролики). Все материалы будут опубликованы с указанием авторства.
Фото к комментариям присылайте на hlebinfo@mail.ru
Для предотвращения спама, комментарии публикуются после проверки модератором.
Пока ждете ответа на комментарий, можете посмотреть рекламу!
При какой температуре умирают дрожжи в тесте
Вместе с модой на здоровое питание в нашей жизни появилось множество мифов о пользе и вреде разных продуктов. Недобросовестные продавцы и маркетологи пытались таким образом заработать как можно больше денег на человеческих страхах. Есть подобные мифы и про хлеб. Вдруг оказалось, что такой родной и любимый продукт чуть ли не смертельно опасен для нашего здоровья.
Мифы о вреде хлеба
Одним из первых появился миф о вреде дрожжей. На ТВ и в Интернете вдруг заговорили о том, что дрожжи и их споры вызывают онкологию и другие смертельные заболевания, медленно отравляют наш организм, провоцируют образование комков слизи. Следом появился миф о том, что дрожжевой хлеб сам по себе вреден, поэтому его лучше исключить из своего рациона. Как следствие, возник миф о «бездрожжевом» хлебе, как единственно правильном выборе для всех фанатов ЗОЖ. Этот термин подхватили многие производители хлебобулочных изделий, ведь все, что можно назвать здоровым питанием, отлично продается.
Откуда же появились эти мифы, и стоит ли переплачивать за надпись на упаковке? Эксперты отрасли, среди которых представитель НИИ хлебопекарной промышленности, а также руководители и технологи нескольких крупных российских предприятий прокомментировали сложившуюся на рынке хлебобулочных изделий ситуацию и развеяли большинство мифов. Подробно со всеми аргументами можно ознакомиться в видеопроекте «Бездрожжевой хлеб»: правда от профессионалов» Романа Калинина, который недавно вышел на канале YouTube и вызвал много положительных отзывов в профессиональном сообществе. В нашей статье мы остановимся на наиболее интересных моментах, а также расскажем, что по этому поводу думают карельские специалисты.
Весь хлеб бездрожжевой!
Специалисты хлебопекарной отрасли однозначно заявляют, что в природе не существует полностью бездрожжевого теста, а готовый хлеб, наоборот, весь бездрожжевой – такой вот парадокс! Как так получается? Все достаточно просто.
Только весь фокус в том, что в печи в процессе выпекания хлеба дрожжи погибают. Дрожжевые клетки не выживают при температуре свыше 45 градусов. Температура в печи на поверхности хлеба – около 200 градусов, а внутри мякиша – 93-95 градусов. Получается, что после выпечки в хлебе нет ни одной живой дрожжевой клетки. Как в таком случае можно говорить о вреде того, чего нет?
В НИИ ХП регулярно исследуют свежеиспеченный хлеб. За все годы ни в одном из образцов ни разу не обнаружили «выжившие» дрожжи. От них в готовом хлебе остается только масса полезных микроэлементов и витаминов: витамины группы В, протеины, кальций, калий, магний, фосфор.
Для чего нужны дрожжи и закваски?
Хлебопекарные дрожжи и закваски делают две очень важные вещи: образуют структуру теста и отвечают за вкус и аромат хлеба. В тесто для пшеничных хлебов добавляют дрожжи. Для ржаного хлеба используют специальные закваски, чтобы подкислять тесто. Закваски, содержащие молочнокислые бактерии, также дают тесту подъем, разрыхление и накопление вкуса и аромата, но эта способность не такая сильная, как у дрожжей. Хлеб на закваске выпекается дольше, тесто дольше бродит, дольше поднимается, поэтому для ускорения процесса и в это тесто довольно часто добавляют дрожжи. Просто не все производители об этом упоминают.
Опасны ли дрожжи?
Дрожжи не попадают в кровоток, как некоторые думают, не вызывают рак или еще какие-то заболевания. Все исследования по этой теме на поверку оказываются несостоятельными и не содержат статистически достоверных данных. Вы не найдете их в серьезных научных изданиях. Во всех передачах, где пугают промышленными дрожжами, нет профессиональных экспертов.
Есть предположение, что в свое время эту информацию запустили производители хлебопечек, чтобы раскрутить домашнее хлебопечение. Людям внушали: все, что сделано дома – хорошо, безопасно и полезно. На самом деле, нет. Чаще бывает наоборот: «спонтанная» закваска, выведенная дома или в небольшой пекарне из неизвестного исходного сырья может содержать даже патогенную, то есть опасную для здоровья, флору. А споры патогенных структур как раз способны выдерживать высокие температуры и не погибать при выпечке.
Без дрожжей, не значит хорошо
При выборе хлеба следует смотреть не на наличие или отсутствие в его составе дрожжей, а на скорость выпекания. Есть хлеб быстрого выпекания с использованием ускорителей и улучшителей. Из-за ускоренной технологии у такого хлеба короткая ферментация. Она не позволяет раскрыться всем свойствам, он хуже усваивается, в нем больше углеводов. И он очень быстро черствеет и теряет вкус. Вот такой хлеб можно смело назвать вредным.
Что касается хлеба на закваске, то да, у него выше пищевая ценность, так как при длительном брожении в кислой среде разрушается вредная фитиновая кислота, которая выводит из организма минералы. Такой хлеб лучше усваивается. При этом дрожжевые хлеба с длительным сроком приготовления обладают не меньшей пищевой ценностью, чем хлеб на закваске. О пользе хлеба на заквасках можно говорить только в том случае, если используются закваски на чистых культурах, качественные, с проверенной микрофлорой. Также важно знать, что хлеб на заквасках обладает более высокой кислотностью, поэтому для людей с проблемами ЖКТ, например, гастритами, он скорее вреден.
Мнение карельских экспертов
Мы обратились на известное в республике хлебопекарное предприятие, чтобы получить комментарий карельских специалистов по этой теме.
Посмотреть продукцию хлебозавода «Сампо», задать вопросы или написать пожелания можно в группе «ВКонтакте», в профиле в Instagram, на сайте завода.
Дрожжи размножаются быстрее, если их попеременно то охлаждать, то нагревать
Температура 30-33°С оптимальна для размножения дрожжей, но только в том случае, если ее поддерживать постоянно. Экспериментально показано, что повышение температуры до сверхоптимальной (37,5-40°С) стимулирует ускоренное размножение дрожжей, если до этого они жили при более низкой температуре (14-30°С). При длительном воздействии повышенной температуры дрожжи теряют терморезистентность, однако способны восстановить ее за всего за одно поколение при 20°С. По-видимому, это свойство является адаптацией к суточным колебаниям температуры в природе. Предполагается, что механизм, позволяющий дрожжам проявлять терморезистентность, локализован в клеточной мембране и его функционирование зависит от энергетической и хемиосмотической систем клеток.
Дрожжи Saccharomyces cerevisiae применяются в производстве алкогольной и хлебопекарной продукции, также они широко используются в научных исследованиях. Так, S. Cerevisiae стали первыми эукариотами, чей геном был полностью секвенирован. Этот же вид послужил одним из модельных объектов при изучении способности микроорганизмов к опережающему реагированию, т.е. к предвидению изменения условий окружающей среды (см.: У микробов обнаружена способность к предвидению. «Элементы», 23.06.09). На культуре S. Cerevisiae ведутся исследования механизмов экспрессии генов, роли белков теплового шока и многие другие.
Дрожжи S. Cerevisiae в природе обитают на поверхности поврежденных сладких и сочных плодов, в нектаре цветов или в местах истечения растительных соков. В течение суток температура естественной среды обитания дрожжей подвергается резким колебаниям. Естественно предположить, что в процессе эволюции дрожжи должны были хорошо приспособиться к таким перепадам.
Работа сотрудника НИИ Биологии и биофизики при Томском государственном университете В.А. Калюжина посвящена поиску этих адаптаций. Автор исследовал развитие устойчивости S. cerevisiae к повышению температуры. Показателем устойчивости принимается скорость размножения (почкования) дрожжевых клеток.
В первой серии опытов 12 поколений дрожжей выращивали в насыщенной питательными веществами среде при оптимальной кислотности (pH=4) и постоянной температуре. Разные подопытные популяции содержались при температурах от 14 до 40°С, что примерно соответствует диапазону температурных колебаний в естественных условиях обитания в летний период. Быстрее всего дрожжи размножались при 30-33°С (табл. 1).
Следующая серия экспериментов – выращивание культур сначала при низкой температуре t1, а затем при более высокой t2 (остальные условия не менялись) – показала, что при переходах t1 →t2 в диапазоне t2 от 20 до 36°С скорость размножения дрожжей достигает значения, отмеченного при культивировании в стационарном режиме при температуре t2, в первом же поколении (табл. 2). Однако при повышении температуры до сверхоптимальной (37,5-40°С) скорость размножения дрожжей значительно возрастала по сравнению с культурами стационарных температур начального и конечного режимов (при 40-45°С клетки все же быстро погибали). Клетки были способны поддерживать высокий темп деления при сверхоптимальной температуре t2 на протяжении 4-6 часов (2-4 поколений). После этого скорость размножения снижалась до того уровня, который характерен для дрожжей, выращиваемых при постоянной температуре t2.
| Температурный переход t1 →t2, °С | Время генерации клеток (время удвоения числа клеток) при t2, ч | |||
| I | II | III | IV | |
| 14→20 | 4.75±0.5 | 5±0.2 | 5±0.1 | 5±0.1 |
| 20→25 | 3.2±0.35 | 3.1±0.12 | 3±0.1 | 3±0.1 |
| 25→30 | 2.3±0.08 | 2.3±0.06 | 2.3±0.04 | 2.3±0.04 |
| 30→36 | 3±0.1 | 2.5±0.2 | 2.8±0.2 | 3±0.1 |
| 30→37.5 | 2.5±0.2 | 2.6±0.2 | 2.6±0.2 | 2.7±0.3 |
| 30→39 | 2.7±0.2 | 3.2±0.3 | 3.6±0.4 | 3.8±0.5 |
| 30→40 | 4.2±0.8 | Остановка размножения дрожжей | ||
| 14→30 | 2.4±0.1 | 2.3±0.15 | 2.3±0.1 | 2.3±0.08 |
| 20→30 | 2.4±0.2 | 2.3±0.15 | 2.3±0.1 | 2.3±0.06 |
| 14→39 | 3.3±0.3 | 2.7±0.3 | 2.8±0.4 | 3.5±0.8 |
| 20→37.5 | 2.6±0.12 | 2.7±0.14 | 2.8±0.2 | 3.5±0.6 |
Таблица 2. Скорость размножения дрожжей при переходе от низких к высоким температурам. Римскими цифрами показан порядковый номер поколения, начиная с момента увеличения температуры (из обсуждаемой статьи В.А.Калюжина)
Таким образом, переход к повышенным температурам стимулировал ускоренное размножение дрожжей, ранее живших в более прохладных условиях. В.А. Калюжин называет данное свойство терморезистентностью и полагает, что это адаптация, позволяющая дрожжам в природе благополучно пережить период послеполуденного максимума температур.
Автор исследовал факторы, необходимые для формирования внутриклеточных условий, обеспечивающих терморезистентность.
Дрожжи в течение 12 поколений выращивали при 37,5°С (время одной генерации – 5 часов, см. табл. 1). Затем температуру снижали до 20°С (время одной генерации также 5 часов), выдерживали в течение различных интервалов времени и вновь подогревали до 37,5°С. Оказалось, что достаточно 4-6 часового пребывания культуры в прохладе, чтобы время первой генерации при повышении температуры составило 2,6 часа – как при переходе 20→37,5°С (табл. 2). Следовательно, для приведения системы терморезистентности в полную «боевую готовность» дрожжам необходимо 4-6 часов пребывания при пониженной температуре. Это сопоставимо с длительностью и величиной ночного понижения температуры в природе, т.е. ночью дрожжи успевают сформировать терморезистентность, которая реализуется днем.
Возможный биохимический механизм системы терморезистентности изучался путем создания дефицита в питательной среде различных веществ (глюкозы, солей азота, фосфора, калия, магния, а также бета-аланина и дестиобиотина – факторов роста растительного происхождения, которые нужны дрожжам для нормального развития).
Для подтверждения роли биоэнергетической системы в обеспечении терморезистентности были проведены опыты с 2,4-динитрофенолом (ДНФ), который ингибирует фосфорилирование, т.е. синтез АТФ из АДФ и фосфата. В присутствии ДНФ рост дрожжей прекращался в первый час после повышения температуры до 37,5°С, однако после удаления ДНФ терморезистентность восстанавливалась.
При закислении среды (до pH 2,35) дрожжи также прекращали размножаться в первый час после повышения температуры до 37,5°С и снова начинали при повышении pH до 4.
В.А. Калюжин считает, что поскольку «pH фактор оказывает влияние в основном на хемиосмотическую систему плазмолеммы клетки,… ДНФ ингибирует не только систему, расположенную в плазмалемме, но и митохондральный комплекс хемиосмотической системы», то «проявление терморезистентности осуществляется за счет активности хемиосмотической энергетической системы, локализованной в плазмалемме дрожжевой клетки».
Автор обращает внимание на то, что дрожжи, лимитированные источником азота, необходимым для синтеза белков, не теряют свойства терморезистентности. Поэтому, скорее всего, в формировании терморезистентности синтез белков, в том числе белков теплового шока, ключевой роли не играет.
Таким образом, терморезистентность дрожжей, являющаяся адаптацией к суточным колебаниям температуры в природных условиях, формируется в период понижения температуры и зависит в основном от активности хемиосмотической энергетической системы.
Описанное свойство терморезистентности может быть использовано в прикладной биотехнологии для управления скоростью роста дрожжей и, вероятно, других культур при помощи температурного фактора.
