Drojdii Utilizate în Industria Berii

DROJDIA DE BERE

Drojdiile sunt microorganisme unicelulare care se înmulţesc prin înmugurire (mai rar prin

diviziune) care realizează fermentaţia alcoolică.

Drojdiile transformă în procesul de metabolism zaharurile fermentescibile din must în alcool, dioxid de carbon şi o categorie însemnată de compuşi de aromă şi de gust.

Pentru producerea berii, companiile de bere folosesc diferite suşe selectate pentru producerea diferitelor sortimente de bere. Aceste suşe sunt depozitate în bănci internaţionale de drojdie dintre care cele mai importante sunt Natural Yeast Culture Collection (Anglia) şi Weihenstephan în Germania. Berăriile mici, cu buget limitat, nu îşi permit cumpărarea drojdiilor din aceste bănci şi utilizează drojdiile aflate în faza de fermentare primară prin izolarea celulelor viguroase şi folosirea lor pentru obţinerea unei noi culturi pure sau prin stocarea lor la 0-50°C timp de 6-9 luni.

Clasificarea drojdiei de bere

Drojdiile după Loddee şi Krege von-Rij se împart în 39 de genuri şi 349 specii, bazându-se pe criteriile morfologice, fiziologice, culturale şi sexuale.

Pentru obţinerea berii, drojdiile folosite sub formă de culturi aparţin familiei Endomycataceae, subfamiliei Saccharomycoidae şi genului Saccharomyce la fabricarea berii, speciile de drojdii folosite aparţin genului Saccharomyces cerevisiae Hausen şi Saccharomyces carlsbergensis Hausen.

Pornindu-se de la aceste două specii s-a obţinut o serie de rase, care sub formă de culturi pure bine caracterizate, se folosesc în procesarea diferitelor tipuri de bere şi de sortimente de bere. Orice altă drojdie ce nu face parte din culturile pure este caracterizata ca „drojdie salbatică” şi stă la baza modificărilor defavorabile survenite în bere.Se disting:

• drojdii de fermentare superioară sau drojdii de suprafaţă (Saccharomyces cerevisiae)

• drojdii de fermentaţie inferioară sau drojdii interioare (Saccharomyces carlsbergensis).

Clasificarea şi caracterizarea drojdiilor i-au în considerare însuşirile morfologice, biochimice şi fiziologice ale acestora.

Însuşirile fiziologice se referă la capacitatea de fermentare a anumitor zaharuri, pe medii sintetice cu un singur zahăr ca sursă de carbon, asimilarea anumitor zaharuri (dezvoltarea drojdiei pe un mediu sintetic ce conţine o singură sursa de carbon), asimilarea enzimatica β-glucozidazica, producerea de alcooli, alcool superior, compuşi volatili cu sulf sau a altor produse secundare volatile de fermentaţie.Însuşirile morfologice se referă la forma şi mărimea celulei cultivată pe un mediu lichid, forma unei colonii dezvoltate pe un mediu stabil, selectiv, forma sporilor.Însuşirile biochimice se referă la sinteza diferitelor componente (alcool etilic,aldehide, glicerol, etc.) în urma fermentării.

Structura şi compoziţia chimică a celulei de drojdie

Cele două tipuri de drojdii de fermentare inferioară şi superioară sunt asemănătoare.

Forma celulei de drojdie poate fi: ovală, elipsoidală, alungită, etc. având dimensiuni care variază între 4-14 microni lungime şi 3-10 microni lăţime.

La o celulă deosebim membrană şi conţinutul celulei (protoplasmă); acestea conţin un nucle, particule de grăsime, în contact cu albastru de metil, celulele vii nu se colorează pe când cele moarte da.

Compoziţia chimică a drojdiilor depinde de compoziţia mediului de cultură, de rasa de drojdii şi de starea fiziologică a celulei.

Drojdia presată conţine 25% substanţă uscată, iar restul apă.

În compoziţia chimică a substanţei uscate deosebim substanţe azotoase (35-65%), substanţe extractive (20-63%), grăsimi (2-5%) şi substanţe minerale (3-11%).

Membrana celulară este alcătuită din celuloză, care prin hidroliză se descompune în maltoză şi glucoză. Dintre glucide, care sunt partea componentă a celulei, se formează din glicogen (C6H10O5) şi gumele. Substanţele gumoase (mucilaginoase) existente în bere, provin din drojdii şi într-o măsură mică din malţ.

Drojdiile mai au în compoziţia lor şi albumine, cele mai importante fiind cerovizina şi zimocazeina.

Cerovizina se caracterizează printr-un punct izoelectric (este punct unde concentraţia ionilor de hidrogen, pH, se disocieaza în grupuri acide, macromolecula fiind egală cu cu cea a grupelor bazice, adică disocierea acidă este egală cu disocierea bazică) la un pH de 4,55.

Zimocazeina este o fosfoproteină, care acţionează la un pH de 4-4,5 şi are un minim de solubilitate. Substanţele azotoase din drojdie sunt formate din peptone şi aminoacizi 10%, albumine obişnuite 64%, fosfoproteine 28%, restul fiind format din porfitină, citocromi, etc. Substanţele grase ale drojdiei prin descompunere dau acidul palmitic, stearic şi o cantitate mică de acid butiric. Cenuşa drojdiei conţine 50% fosfor şi 30% potasiu, jumătate din fosfor se găseştesub formă de compuşi organici, restul sub formă de săruri ale acidului fosforic. În cenuşa drojdiei se mai găseşte calciu, magneziu, fier, mangan, etc.

Flocularea drojdiilor

Flocularea este o proprietate importantă a drojdiei care depinde de mai mulţifactori, dar şi de învelişul celulei. Factorii care influenţează flocurarea sunt:

• masa mucilaginoasă care înveleşte celula;

• sarcina electrică a celulei.

Drojdiile floculante sunt drojdiile care sedimentează repede dând un must limpede, iar drojdiile pulverulente sunt drojdiile care se depun greu. Mai des se folosesc drojdiile floculante sau în amestec cele două tipuri. Se ştie că celula de drojdie este un coloid încărcat electric, putând pierde aceasta sarcină electrică sau să-şi schimbe semnul. Celula de drojdie este incărcată pozitiv, iar introdecerea acesteia în mediu, după câteva ore are loc începutul înmuguririi, celula îşi schimbă semnul, iar la finele fermentaţiei, când avem un pH de 4,4-4,7%, celula se va încărca din nou pozitiv. La punctul izoelectric, drojdiile se sedinentează sub forma de fulgi.

Flocurarea are loc şi prin atracţia reciprocă dintre drojdii şi albuminele din mediu. Punctul izoelectric pentru drojdii şi albumine este la un pH de 4,4 când se produce flocularea proteinelor şi a drojdiilor. Una din proprietăţile importante ale drojdiei de bere este capacitatea acesteia de a flocula, de a crea aglomeraţii. Prin fenomenul de floculaţie se întelege gruparea celulelor de drojdii în flocoane mari, care capătă o anumită greutate, depunându-se pe fundul vasului.

La finele fermentaţiei aceste drojdii floculează dând o bere limpede. Dacă acestea nu floculează, nu se produce fermentaţia completă a mustului, iar berea va rămâne tulbure, producând greutate la filtrare, iar gustul acesteia se va modifica. Gillilnt distinge următoarele categorii de floculari de drojdii:

• drojdii foarte pulverulente, aglomerarea va conţine minim 10 celulede drojdii, care se menţin în suspensie în bere;

• drojdii pulverulente, aglomerarea va conţine până la 100 celule dedrojdii, care se formeaza în a 2- a fază a fermentaţiei;

• drojdii floculate, în care aglomerarea va fi formată din mii de celule ce se formează în a doua jumatate a fermentaţiei;

• drojdii foarte floculante, care produc flocularea chiar de la început, celulele rămân lipite una de alta în timpul multiplicării. Drojdiile din prima şi ultima categorie se folosesc, iar cele din categoria doi şi trei au importanţă practică.

Factorii care influenţează flocularea sunt:

• sarcina electrică a celulei;

• slăbirea activităţii de înmulţire a drojdiilor;

• slăbirea activităţii de fermentaţie;

• prezenţa sărurilor în medii influenţate de valoarea pH-lui;

• acţiunea produşilor de metabolism;

• influenţa bacteriilor;

• vârsta celulei;

• consistenţa materialelor prime folosite;

• cationiţii bi şi trivalenţi, etc .