Proč kvasinky potřebují alkohol | Věda a život

Alkoholové kvašení pomáhá zabránit tomu, aby se kvasinky udusily přebytečným cukrem.

Elektronová mikrofotografie kvasinek Saccharomyces cerevisiae používaných při výrobě alkoholických a pekařských výrobků. (Foto: Mogana Das Murtey a Patchamuthu Ramasamy / Wikipedia)

Mnoho kvasinek přeměňuje cukr na alkohol a díky nim získáváme pivo a víno. Kvasnice samy štěpením glukózy získávají energii. Z energetického hlediska je však takové zpracování živin málo efektivní: v molekule etanolu zbývá ještě hodně nevyčerpané energie, čili dokončit metabolický rozklad alkoholem je značně plýtvání. Ve skutečnosti může být glukóza „spálena“ úplně, na oxid uhličitý a vodu, a pak bude podstatně více energie. Této metabolické „peci“ se říká buněčné dýchání (dokonale se v ní spaluje nejen glukóza, ale i další molekuly). Je pravda, že kyslík je potřebný pro buněčné dýchání. Pokud není dostatek kyslíku, pak buňky (ty, které mohou, např. kvasinky) využívají méně účinné biochemické mechanismy.

Nedostatek kyslíku zde ale není jediným důvodem. Vědci z University of Groningen analyzovali buněčný metabolismus z termodynamického hlediska. Jak známo, každá chemická reakce podléhá obecným termodynamickým zákonům, které popisují teplotu systému, jeho objem, chování molekul atd. Existují termodynamické parametry, podle kterých můžeme pochopit, jak bude chemická reakce probíhat (a zda vůbec bude probíhat), když se změní určité charakteristiky reakční směsi.

Reakce energetického metabolismu v kvasinkách závisí na tom, kolik glukózy kvasinky mají. Je zcela zřejmé, že čím více glukózy, tím aktivnější bude metabolismus a termodynamické výpočty to potvrzují. Ale když je glukózy příliš mnoho, začínají problémy. V článku v Metabolismus přírody Říká se, že kvůli vysokým hladinám glukózy se metabolická dráha, při které je glukóza odbourávána zcela pomocí kyslíku, stává neúčinnou – stává se neúčinnou termodynamicky. Nechte článek přijímat velkou zásobu energie, ale termodynamické náklady na tuto dodávku jsou příliš vysoké.

Jak jsme právě řekli, termodynamika popisuje mimo jiné tepelné účinky a chování molekul. Část energie, která pochází z rozkladu glukózy, se uvolňuje jako teplo a dalo by se očekávat, že když je glukózy hodně, buňka se prostě přehřeje. Autoři studie se však domnívají, že tohoto odpadního tepla se uvolňuje příliš málo, aby buňku narušilo. Podle jejich názoru je to všechno o chování enzymů: při provádění svých reakcí dělají různé pohyby – různé části molekuly se vůči sobě pohybují, samotné enzymy se mohou navzájem spojovat a odpojovat atd. A čím více glukózy, tím silnější, zhruba řečeno, tento protein rozdrtí a čím aktivněji se proteiny pohybují, tím větší je pravděpodobnost, že budou schopny poškodit některé důležité buněčné struktury. Pravda, abychom to potvrdili nebo vyvrátili, potřebujeme experimenty, ve kterých bychom sledovali pohyb hejn enzymů uvnitř buněk.

Pokud kvasnice přejdou na alkoholové kvašení, termodynamická bariéra zmizí – tepelné účinky ani pohyb molekul při tomto způsobu získávání energie nezmizí, ale to vše nebude natolik závažné, aby to celý proces omezovalo. To znamená, že kvasinky vlastně nemají pro alkohol využití, jsou to prostě vedlejší produkt metabolického mechanismu, který jim umožňuje žít za určitých podmínek. (Mimochodem, některé kvasinky si zde našly jiné východisko – prostě jedí málo, čili vstřebávají glukózu velmi pomalu, a proto si ji mohou dovolit efektivněji odbourávat).

Kvasinky nejsou jediné, které využívají alternativní biochemické metody získávání energie. Podobně se chovají například rakovinné buňky: i když je kyslíku dostatek, stále přecházejí na bezkyslíkový metabolismus, přeměňují glukózu na kyselinu mléčnou, se kterou už nic nenadělají. Podle jedné hypotézy je to právě tento neefektivní mechanismus výroby energie, který umožňuje dělení velmi rychle, bez plýtvání časem na syntézu a sestavování velkých a složitých enzymů, které se podílejí na efektivnějších energetických reakcích. Ale rychlé dělení je přesně to, co rakovinné buňky potřebují. Termodynamické vysvětlení s touto hypotézou dobře zapadá a možná nám nové výsledky pomohou pochopit, jak ovlivnit metabolismus rakoviny tak, aby se pro rakovinné buňky stalo nerentabilní vůbec žít.

Autor: Kirill Staševič

• Proč bakterie a nádory odmítají kyslík
• Tajemství nesmrtelnosti kmenových buněk spočívá v jejich metabolismu
• Kvasinky mohou žít na lidských genech
• Pivovarské kvasnice zdomácněly asi před třemi sty lety

Suché pekařské droždí – je biologické kypřící činidlo, které vypadá jako malé granule v šedo-béžových odstínech se specifickou vůní kvasinek.

Potíže s přepravou a speciální podmínky skladování termofilních kvasinek přiměly v roce 1920 nizozemské mikrobiology k vytvoření suchých kvasnic. Suché droždí je čerstvé droždí, které bylo sušeno průmyslově.
Tento kvas je také živý, je jen. spací! A aby se kvásek probudil a pracoval, musíte do něj přidat teplou vodu.

Síla sušeného droždí je přibližně poloviční ve srovnání s čerstvým droždím. Jsou proto ideální do těsta, různých druhů chleba, mazanců a pečiva. Kvasnice jsou určeny pro použití do nekvašených výrobků, kde obsah cukru nepřesahuje 7 % celkové hmotnosti. Přidáním suchého droždí do těsta získáte bohaté a vzdušné pečivo.
Skladovatelnost suchého droždí se pohybuje od 1 roku do 2 let při skladování na chladném a suchém místě.

Dokonalosti historie droždí bylo dosaženo v roce 1972 – tehdy byly vynalezeny instantní nebo rychle působící droždí.

Instantní droždí

Rychle působící kvasnice, které se vědecky nazývají instantní, jsou novou generací jednobuněčných mikroorganismů – jsou sice menší, ale těsto s nimi kyne jeden a půl nebo dokonce dvakrát rychleji. Hlavní výhodou rychle působícího droždí je, že se nemusí předem rozpouštět v teplé vodě, ale lze ho přidat přímo do mouky.

Externě se rychle působící droždí prakticky neliší od aktivního sušeného droždí. Prodávají se také v malých sáčcích.

Suché rychle působící droždí je vhodné pro domácí použití – těsto s ním je vždy nadýchané a jemné. Navíc se urychlí proces zrání těsta.
Instantní droždí se přidává přímo do mouky, bez přípravy těsta.

Jak skladovat instantní droždí?

Instantní kvásek by měl být skladován v těsně uzavřených nádobách na tmavém a suchém místě.

Aktivace kvasinek

Pouze 2 druhy kvasinek potřebují aktivaci: živé lisované a suché aktivní.
Kvasinky jsou živé bytosti, takže se předem neví, kolik času budou potřebovat, protože záleží na mnoha věcech, včetně počasí, teploty v bytě, kvality produktů Aktivace pomáhá kvasu rychleji nastartovat a dát se do práce.

Aktivace trvá asi 10-15 minut, poté je potřeba vypracovat těsto – husté těsto, ve kterém začnou kvasit aktivované kvasnice. Tento proces trvá asi 4 hodiny.
Jak poznáte, že se kvasinky aktivovaly a začal proces kvašení? Položte těsto, pokud se po 15 minutách na povrchu objeví bubliny, aktivuje se kvásek.

Jaký je rozdíl mezi aktivními a neaktivními kvasinkami?

Běžné droždí používané při pečení je jednobuněčná houba, která, když je aktivní, „požírá“ cukr a škrob a uvolňuje bublinky oxidu uhličitého a alkoholu, což způsobuje kynutí těsta.
Pro většinu kmenů kvasinek je optimální teplota kvašení 20-26°C (pivovarské kvasnice pro spodní kvašení vyžadují 5-10°C). Přípustný rozsah je 18-30°C. Při nižších teplotách se fermentace výrazně zpomaluje a při hodnotách pod nulou se proces zastaví a kvasinky „usnou“ – přejdou do pozastavené animace a přestanou být aktivní. Pro restart fermentace stačí zvýšit teplotu. Je třeba také počítat s tím, že příliš vysoká teplota kvasinky ničí.

Jaký je rozdíl mezi živým, suchým a instantním droždím?

Nejvýkonnější a nejsilnější kvasinky jsou rychle působící. Na pečení ale můžete použít jakýkoli ze tří druhů kvásku, nebude velký rozdíl v tom, jak těsto kyne.

Rozdíl mezi těmito třemi druhy kvasnic je pouze ve způsobu jejich použití. Především v množství. Živé lisované droždí je to, co potřebujete nejvíce. Suchých aktivních vložíme 3x méně než živých. A suchých rychle působících budete potřebovat 5x méně než živých.

Jak testovat kvasinky na test aktivity?

Připravte si předem všechny potřebné ingredience pro testování: 1 sklenici teplé vody, 1 polévkovou lžíci. l. cukr, droždí a 1 polévková lžíce. l. mouka.

Zahřejte vodu na 27-30 °C, ale ne více než 40 °C, protože při vyšší teplotě kvasnice odumřou a nebudou fungovat. Do vody přidejte cukr, poté na povrch přisypte droždí a promíchejte. Přidejte mouku a znovu promíchejte.
Mísu s droždím zakryjte potravinářskou fólií nebo utěrkou a nechte na teplém místě asi 20–30 minut. Teplota by se měla pohybovat kolem 30 stupňů.

Pokud po uvedené době hmota nabyla objemu a stala se pěnou, pak je kvásek aktivní a můžete pokračovat v hnětení těsta podle receptu. Pokud ale není pěna, znamená to, že kvásek ztratil své vlastnosti a těsto nevykyne.

Dnes Aidigo nakupuje pouze vysoce kvalitní koření a bylinky od důvěryhodných dodavatelů. Suroviny procházejí laboratorní analýzou, vícestupňovým zpracováním a hodnocením kvality v našem výrobním zařízení před odesláním do regálu s potravinami.

Čerstvé nebo suché droždí

Suché a čerstvé droždí jsou zcela zaměnitelné. Rychle působící droždí má větší mikrobiologickou čistotu než droždí suché a lisované.

Standardní poměr pro výměnu je 1:3 (10 gramů suché na 30 gramů čerstvé).