11 października 2024 10:53

Czyste kultury drożdży

Czyste kultury drożdży (PEB), kultury wyizolowane z pojedynczej komórki i specjalnie dobrane poprzez selekcję do określonych rodzajów wina. W przemyśle winiarskim PEB zostały po raz pierwszy zastosowane przez J. Wortmanna i H. Müllera-Thurgau. BCD uzyskuje się poprzez: posiew na gęstą pożywkę zgodnie z zasadą "depletion stroke", a następnie izolację pojedynczych kolonii; izolację czystej kultury z pojedynczej komórki pod bezpośrednią kontrolą przez mikroskop metodą kropli Lindnera lub przy użyciu mikromanipulatora. Pierwsza metoda opiera się na wyizolowaniu czystej kultury z kolonii drożdży wyhodowanych w izolacji na gęstej pożywce. Materiałem wyjściowym jest sfermentowana brzeczka (uprzednio rozcieńczona), materiał winiarski lub inne próbki zawierające nieznane ilości żywych drożdży. W przypadku izolacji BDE z materiału winiarskiego wykonuje się 2 inokulacje: pierwsza jest bardziej gęsta i wykonuje się ją bez rozcieńczania materiału wyjściowego, druga po wstępnym rozcieńczeniu 1-2 kropli materiału w 5 ml sterylnej wody. Mikroorganizmy są zaszczepiane za pomocą pętli lub szpatułki. Jednocześnie każda komórka zaczyna się mnożyć i tworzy kolonię - skupisko komórek położonych blisko siebie, które są potomstwem pojedynczej komórki. Wyhodowana, wyizolowana kolonia jest następnie umieszczana w probówce ze sterylnym moszczem winogronowym lub mash-agarem. Po 2-3 dniach czysta kultura namnoży się. Czasami rozproszenie musi być powtórzone 2-3 razy. Czystość wyizolowanej kultury jest sprawdzana pod mikroskopem (jednorodność komórek) lub przez wielokrotne rozproszenie na płytkach Petriego (jednorodność rosnących kolonii). Aby wyizolować drożdże z pojedynczej komórki metodą Lindnera, seria małych kropli z kolejnych rozcieńczeń drożdży w sterylnej brzeczce jest umieszczana na sterylnym szkiełku nakrywkowym za pomocą pisaka kreślarskiego (rozcieńczenia są przygotowywane tak, aby mała kropla zawierała pojedyncze komórki). Krawędzie szkiełka nakrywkowego są pokryte wazeliną, aby zapobiec wysychaniu. Następnie jest on odwracany i umieszczany nad dołkiem szkiełka mikroskopowego. Uzyskany preparat "wisząca kropla" jest obserwowana mikroskopowo i oznaczane są pojedyncze krople komórek, a następnie umieszczana w termostacie. Po 12-24 h preparat ponownie poddaje się mikroskopowaniu, a krople, w których utworzyła się pojedyncza kolonia, przenosi się do probówek z jałową pożywką. Mikromanipulator umożliwia ekstrakcję pojedynczych komórek z "wiszącej kropli", które są również przenoszone do probówek ze sterylną pożywką. Wyizolowane BDC w laboratoriach mikrobiologicznych są wysyłane do winiarni w probówkach na płynnych lub stałych pożywkach. Drożdże są hodowane w winiarniach, tzn. przygotowywane są buliony drożdżowe. Zamiast rozcieńczalników drożdżowych oferowane są aktywne drożdże suche (ASD) w postaci proszku lub granulek o niskim procencie wilgotności w specjalnych opakowaniach, które chronią drożdże przed kontaktem z tlenem z powietrza. Otrzymuje się je poprzez wieloetapową hodowlę drożdży na podłożu melasowym z napowietrzaniem, a następnie oddzielenie od podłoża, prasowanie i granulowanie. Drożdże są suszone do wilgotności 8-10%. Reaktywacja aktywnych suchych drożdży odbywa się w moszczu winogronowym podgrzanym do temperatury 37°C. Do fermentacji wprowadza się je w ilości 1-1,5 g/dm3. W przypadku aktywnych drożdży suchych nie trzeba ponosić dodatkowych kosztów związanych z przygotowaniem dużych ilości płynnego BCD, a fermentacja brzeczki rozpoczyna się wcześniej. W produkcji sherry dodatek Sg/dm3 aktywnych drożdży suchych przyspiesza tworzenie się filmu drożdżowego, a po miesiącu zawartość aldehydów w takim winie jest 2-3 razy większa niż w próbce kontrolnej. W produkcji win musujących fermentacja cukru z aktywnymi suchymi drożdżami przebiega bardziej równomiernie, właściwości pieniące i musujące są lepiej wyrażone. Suszone drożdże z gatunku Schizosacch. acidodevoratus są stosowane do fermentacji mlekowej w moszczach o wysokiej kwasowości. Spontaniczna fermentacja moszczu na dzikich drożdżach daje materiały winiarskie z niską zawartością alkoholu, wysoką zawartością kwasu lotnego i innymi wadami. Fermentacja z użyciem środków fermentacyjnych dostosowanych do bezwodnika siarkowego pozwala wykluczyć te zjawiska. M. A. Gierasimow stwierdził, że fermentacja z użyciem IQC ma szereg zalet w porównaniu z fermentacją spontaniczną: brzeczka fermentuje szybciej; fermentacja przebiega bez opóźnień i zatrzymań; cukier w brzeczce jest w pełni sfermentowany; alkohol w winach jest produkowany o 0,1-1,0% obj. więcej; wina szybciej się rozjaśniają i mają czystszy aromat i smak. Aby odnieść sukces, liczba komórek drożdży wprowadzonych w rozcieńczeniu musi być znacznie wyższa niż zawartość dzikich drożdży w moszczu. Przed fermentacją w celu maksymalnego usunięcia dzikich drożdży zaleca się wykonanie osadzania zasiarczonego i schłodzonego (do 10°C lub niżej) moszczu, klarowanie moszczu przez odwirowanie lub filtrację z użyciem flokulantów przyspieszających proces. W Rosji Ogólne zasady przetwarzania materiałów winiarskich z winogron (2002) zalecają prowadzenie fermentacji na BCD. W wielu krajach winiarskich (Francja, Włochy, Hiszpania) nie stosuje się regularnie ICD, a niektóre z najlepszych win świata produkowane są w drodze fermentacji spontanicznej. Wśród naukowców nie ma zgodności co do zasadności stosowania ICD do fermentacji moszczu. Sprawę komplikuje fakt, że wina uzyskane ze zdrowych, dojrzałych winogron w wyniku spontanicznej fermentacji z udziałem spontanicznej mikroflory są zazwyczaj w pełni odfermentowane. Ponieważ istnieje antagonizm pomiędzy różnymi gatunkami drożdży, czasami NKD wprowadzone do moszczu jest zastępowane przez rodzimą rasę, która okazuje się bardziej konkurencyjna. Dlatego też na tradycyjnych obszarach uprawy winorośli, zamiast wprowadzania obcych czystych kultur, bardziej odpowiednie jest przeprowadzenie selekcji drożdży w obrębie winnicy. Istnieje opinia (M. Flanzi), że użycie kilku ras w fermentacji jest lepsze niż jednej, tak więc drożdże pobrane z moszczu fermentującego spontanicznie dają lepsze rezultaty niż czysta kultura jednej rasy. Jednak próby zastosowania mieszanych kultur drożdży (np. gatunku Sacch. vini z drożdżami Sacch. paradoxus) napotykają na jeszcze większe trudności niż prowadzenie fermentacji na BCD. Przy normalnym składzie brzeczki i korzystnych warunkach temperaturowych fermentacja może przebiegać pomyślnie bez użycia BCD. Jeśli brzeczka charakteryzuje się wysoką zawartością cukru, wysoką kwasowością miareczkową i wysoką zawartością bezwodnika siarkowego, fermentacją w wysokiej (niskiej) temperaturze, fermentacją brzeczki ciepłej i wstępną fermentacją podrobów, stosowanie IQC jest obowiązkowe. W zależności od warunków fermentacji dobiera się odpowiednie rasy drożdży: odporne na siarczyny, odporne na zimno, odporne na ciepło, odporne na kwasy, odporne na alkohol itp. Przy wyborze ras brana jest również pod uwagę ich przynależność do określonego fenotypu - zabójczego, neutralnego, wrażliwego. Preferowane są drożdże o fenotypie zabójcy ("killer"), ponieważ wrażliwy fenotyp jest wypierany podczas fermentacji alkoholowej przez naturalne drożdże "zabójców", które przeprowadzają fermentację. Kolekcje czystych kultur mikroorganizmów zostały stworzone w celu zaopatrywania przemysłu winiarskiego w BAC, badania i selekcji najlepszych z nich, charakteryzujących się wysokimi wskaźnikami produkcyjnymi. W kolekcjach drożdże są nie tylko przechowywane, ale również badane, kultury są paszportowane i ujawniane są warunki, które pomagają w zachowaniu najlepszych właściwości.

Literatura: Ribero-Gaillon J., Peignot E. Winiarstwo: Czynniki fermentacyjne. Przygotowanie win: Tłumaczenie z języka francuskiego - Moskwa, 1971; Buryan N.I., Tyurina L.V. Mikrobiologia winiarstwa. - Moskwa, 1999; Nudel L.III., Korotkiewicz A. V. Mikrobiologia i biochemia winiarstwa. - Moskwa, 2000; Kishkovsky 3. N., Merzhanian A. A. Technologia wina. - Moskwa, 1984.