§ 3. Микроорганизмы, сопутствующие производству хлебопекарных дрожжей

При производстве хлебопекарных дрожжей к чистой культуре дрожжей-сахаромицетов присоединяется посторонняя микрофлора: дикие (посторонние) дрожжевые грибы, бактерии, плесени.

Дикие дрожжевые грибы. Они подразделяются на ряд родов и видов: Торулопсис глобоза, Торулопсис даттила, Кандида утилис, Кандида тропикалис и др.

Торулопсис глобоза и Торулопсис даттила имеют клетки круглой формы небольших размеров (4÷5)X(5÷6) мкм. Под микроскопом их трудно отличить от сахаромицетов.

Грибы вида Кандида утилис имеют клетки овальной и удлиненной формы размером (5÷9)X(64÷12) мкм, хорошо развитый псевдомицелий, т. е. почкующиеся очень удлиненные клетки (в виде нитей). На агаровой среде (что видно при высеве на чашки Петри) дикие дрожжевые грибы родов Торулопсис и Кандида образуют серые или желтоватые колонии, гладкие и морщинистые в отличие от сахаромицетов, которые образуют всегда гладкие белые колонии.

Значение диких дрожжей в дрожжевом производстве обусловлено их отношением к сахарам, т. е. способностью сбраживать их. Наиболее часто встречающиеся виды этих грибов подразделяют на три группы: не сбраживающие сахара или сбраживающие очень слабо; сбраживающие только сахарозу или глюкозу; сильно сбраживающие все сахара.

Грибы, слабо сбраживающие сахара, сильно снижают способность к сбраживанию Сахаров готового продукта и поэтому являются наиболее опасными. Они резко снижают подъемную силу прессованных дрожжей.

Для дрожжевого производства большое значение имеет скорость роста диких дрожжей. Размножаясь быстрее сахаромицетов, дикие дрожжи используют питательные вещества среды - сахара, азот, фосфор и тем самым препятствуют росту и размножению сахаромицетов.

Грибы вида Торулопсис глобоза очень быстро используют нитраты мелассы (соли азотной кислоты) и выделяют в культуральную среду нитриты (соли азотистой кислоты), которые тормозят рост сахаромицетов.

Наиболее благоприятная концентрация питательных веществ для размножения диких дрожжевых грибов создается в среде при кратности разбавления мелассы водой в 20-30 раз и более.

В более концентрированной среде при кратности разбавления мелассы водой в 8-15 раз рост и размножение диких дрожжей замедляются. В связи с этим в первые часы выращивания дрожжей в дрожжерастильных аппаратах, особенно при подаче всей технологической воды при загрузке (складке) аппаратов, когда кратность разбавления мелассы водой составляет 50-100 раз, создаются благоприятные условия для размножения диких дрожжевых грибов из-за низкой концентрации питательных веществ.

При одних и тех же условиях скорость роста и почкования диких дрожжевых грибов в несколько раз больше, чем у сахаромицетов, что является причиной очень быстрого загрязнения культуральной среды этими дрожжами.

Основным способом борьбы с этими микроорганизмами является недопущение их в культуральную среду путем своевременной чистки, мойки и дезинфекции всей дрожжерастильной аппаратуры.

Бактерии. По форме различают четыре группы бактерий: кокки, палочки, нити и спирали. Ширина бактерий обычно составляет 0,5 мкм, длина - чаще всего от 1 до 10 мкм. Имеются виды с клетками длиной от 1 до 1,5 мкм и от 10 до 15 мкм.

Среди вредителей дрожжевого производства различают обычно протеолитические, спороносные и кислотообразующие бактерии.

Протеолитические бактерии. К ним относятся бактерии рода коли и рода протеус. Они попадают в прессованные дрожжи из плохо промытого оборудования - сепараторов, вакуум-фильтров, трубопроводов и размножаются на прессованных дрожжах при хранении, ухудшая их стойкость.

Спороносные бактерии. Среди них в дрожжевом производстве часто встречается сенная и картофельная палочка (бациллюс мезентерикус и бациллюс мегатериум).

По морфологии и химическим свойствам эти виды имеют много общего. Это сравнительно крупные палочки различной длины (1,5-4 мкм), в поперечнике 0,5-0,8 мкм, подвижные, образующие в жидкой среде центральную спору. У сенной палочки в процессе спорообразования клетка несколько раздувается и приобретает форму бочонка, у картофельной палочки форма клеток при образовании спор не меняется.

Все описанные выше бактерии могут размножаться и в осветленной мелассе (в заторных и приточных чанах) и вместе с дрожжами в дрожжерастильных аппаратах. Эти микроорганизмы наносят значительный ущерб производству, так как в процессе своей жизнедеятельности они используют сахара и другие питательные вещества среды, предназначенные для питания основной культуры дрожжей - сахаромицетов.

Кроме того, они восстанавливают содержащиеся в мелассе нитраты в нитриты, которые чрезвычайно ядовиты. Содержание нитритов в среде в незначительном количестве (0,0005%) задерживает нормальное почкование дрожжевых клеток, а при содержании в среде нитратов 0,004% накопление дрожжей снижается на 40-50%. Концентрация нитритов, 0,02% почти полностью подавляет рост и размножение дрожжевых клеток и даже вызывает их частичное отмирание.

Кислотообразующие бактерии. В эту группу входят молочнокислые бактерии, которые при сбраживании сахаров образуют молочную кислоту и ряд других продуктов (летучие кислоты, этиловый спирт, углекислый газ и др.). Чаще всего в мелассе встречается широко распространенный в природе вид молочно-кислых бактерий-лейконосток мезентериоидес. Он опадает в мелассу из свеклы, иногда размножается в процессе сахарного производства и затем переходит в отход сахарного производства - черную патоку или мелассу. Эти бактерии имеют форму короткой палочки размером (1,3÷1,5)X(1,2÷1,4) мкм. Чаще они образуют короткие цепочки - стрептоформы. Они неподвижны. Образования спор у этих бактерий не наблюдается, но образуется капсула, особенно при росте бактерий на среде с сахарозой. Благодаря этому свойству лейконостоки устойчивы к нагреванию, могут выдерживать температуру до 90 °С и даже непродолжительное кипячение.

Этот вид бактерий расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу. При этом глюкоза превращается в вещество более сложного состава - декстрин и вызывает ослизнение среды, особенно интенсивное при слабокислой или нейтральной ее реакции (при рН 5,5-7,0). В более кислой среде (рН 5,0 и ниже) бактерии не размножаются и ослизнения среды не наблюдается. На агаровой среде с сахарозой эти бактерии образуют характерные слизистые, почти прозрачные, выпуклые, гладкие довольно крупные колонии (диаметром 2-4 мм), а на агаровой среде с мелом - мелкие, полупрозрачные, слегка опалесцирующие, гладкие, с зоной просветления вокруг.

В мелассе встречается еще один вид кислотообразующих бактерий - это лейконосток агглютинанс. По своим морфологическим и культуральным признакам он близок к вышеописанному лейконостоку. Однако в отличие от него обладает свойством склеивать дрожжевые клетки в комки, т. е. вызывать агглютинацию дрожжей в культуральной среде дрожжерастильных аппаратов.

Образуемая этими бактериями капсула увеличивает их устойчивость к дезинфицирующим веществам и к высокой температуре при пропаривании трубопроводов.

В дрожжевом производстве помимо палочковидных бактерий встречаются и кокковые формы, к которым относятся виды рода микрококкус - мелкие одиночные клетки круглой формы, рода тетракоккус - клетки круглой формы, соединенные по четыре, рода сарцина - "пакеты" мелких, круглых клеток, соединенные по 8 или по 16 шт. Эти бактерии неподвижны, размеры их в поперечном сечении от 1,2 до 2,5 мкм. Колонии на агаровой среде гладкие, блестящие, с ровным краем или складчатые (у сарцины), цвет от белого до желтого и желто-оранжевого. Продукты их обмена не угнетают дрожжевые клетки.

Плесени или плесневые грибы. Они представляют собой сплетение тонких нитей (гифов), которое называется мицелием или грибницей.

Клетки плесневых грибов имеют размеры от 5 до 50 мкм и более. Плодоносящие гифы образуют споры.

В дрожжевом производстве чаще всего встречаются плесневые грибы, относящиеся к видам родов аспергилиус, пенициллиум, мукор, различающиеся по цвету мицелия. Так, аспергилиус имеет голубовато-зеленый цвет, пенициллиум - ярко-зеленый, мукор - черный.

В дрожжевом производстве кроме указанных плесневых грибов встречается молочная плесень - оидиум лак-тис, имеющая грибницу белого цвета.

Плесневые грибы являются аэробными микроорганизмами. Для их роста и развития им необходимы те же питательные вещества, что и дрожжам, и высокая влажность воздуха. Они вызывают плесневение прессованных дрожжей с развитием затхлого запаха.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Расскажите о строении дрожжевой клетки.

2. Каков химический состав клетки?

3. Опишите признаки хлебопекарных дрожжей.

4. Назовите основные микроорганизмы, которые сопутствуют производству хлебопекарных дрожжей.