Цивилизация
— Говорят, что дрожжи — это первые одомашненные человеком организмы. Для каких целей он научился их применять?
— Дрожжи – микроскопические грибы, которые в процессе ферментации выделяют углекислый газ, спирт, кислоты и другие вкусоароматические вещества. Именно из-за этой способности они и необходимы человеку.
В первую очередь они применяются в приготовлении изделий, для которых необходимы процессы ферментации. Это ферментированные напитки — пиво, квас, сидр, также дрожжи нужны для получения браги, приготовления хлебобулочных и некоторых кондитерских изделий. Иногда люди используют не дрожжи в целом, а симбиотическую культуру. Например, чайный гриб. В нем содержатся молочнокислые, надуксусные микроорганизмы, дрожжи и др. Сейчас чайный гриб вновь стал суперпопулярным и продукт, полученный из него, называется «комбуча».
В быту многие используют дрожжи в качестве удобрения, как подкормку для растительных организмов. В микробиологии в качестве компонента питательной среды применяют дрожжевые экстракты, в них много незаменимых компонентов — азотистых веществ, аминокислот. Кроме того, дрожжи применяют в народной медицине и косметологии: в масках для волос и кожи, в БАДах.
— Для чего нужны БАДы с дрожжами?
— В них содержится очень много аминокислот, которые важны для нашего организма и способствуют процессам восстановления, заживления.
Например, многие употребляют пивные дрожжи для обогащения аминокислотами или набора веса. Также есть ряд пробиотических препаратов на основе дрожжей, которые являются отличным средством против дисбактериоза и проблем с ЖКТ. На самом деле это просто высушенные дрожжи в капсуле, которые в нашем кишечнике оказывают сорбирующее и пробиотическое действие.
— Насколько дрожжи отличаются друг от друга в зависимости от среды применения?
— Колоссально отличаются, они все разные, как люди. Если точнее, то в первую очередь по метаболизму, по тому какие они сахара потребляют. Тут проще объяснить с помощью примеров.
Дрожжи для пивоварения активно потребляют мальтозу, выделяя спирты, вкусоароматические кислоты и работая в температурном диапазоне от 12 до 30 градусов. В отличие от них хлебопекарные штаммы не потребляют мальтозу и при сбраживании выделяют большое количество двуокись углерода, что дает изделию объем. Сидровые штаммы потребляют фруктозу, а мальтозу нет. У каждого штамма свой метаболизм и профиль. Поэтому мы выделяем отдельный класс пивных, сидровых, винных, хлебопекарных и других дрожжей.
Если говорить о медицине, то там применяется огромное количество дрожжей, — например дрожжи типа Candida. В пищевой промышленности их не используют, только в синтезах веществ. Они более устойчивы к температуре и продуктами их жизнедеятельности могут являться аминокислоты, витамины и прочее.
— Какие дрожжи самые сложные для выращивания?
— Все они сложные для выращивания. Под каждые дрожжи нужен свой субстат, то есть продукт, на котором они растут. Невозможно выбрать одну универсальную среду. Всегда нужно подбирать что-то особенное в зависимости от метаболизма дрожжевой клетки.
На мой взгляд самые сложные в пищевой промышленности – это сахаромицеты Людвига. Это безалкогольный, дикий штамм дрожжей. Они не сбраживают мальтозу пивного сусла, а сбраживают только сахарозу. Из-за этого они очень-очень слабые, не выделяют спирты, а дают только вкусоароматику. Они очень прихотливые: если в среду их обитания попадет любой другой микроорганизм, то он сразу же подавляет и разрушает дрожжевые клетки Людвига. Они не выдерживают стресс, в сухом виде их произвести невозможно.
Это самые беззащитные дрожжи, с ними очень сложно работать, только в супер стерильных, асептичных условиях.
— Вы упомянули, что пивные дрожжи неустойчивы к высокой концентрации спирта. А разве нельзя вывести такой штамм пивных дрожжей, чтобы он стал устойчивым?
— Вообще возможно, но такая задача не стоит. У нас есть спиртоустойчивые штаммы, с которыми проще работать. Конечно, существуют генномодифицированные дрожжи, которым придали нужные свойства, но на территории России запрещено их использование. Можно сказать, это такое генное программирование, чтобы они были более устойчивыми к условиям среды, либо сбраживали с какой-то бешеной скоростью. Но генная модификация не до конца изучена, поэтому неизвестно, какие могут быть последствия у этого процесса.
— Сколько видов спиртовых дрожжей вообще существует?
— Огромное множество штаммов, численность которых увеличивается каждый день. И они все обладают разной вкусоароматикой, разными свойствами, диапазонами брожения. Прижились в пищевой промышленности около ста штаммов. Это те, которые отработаны, которые знают специалисты.
— А какой вид используется для создания виски?
— Тут опять множество штаммов, и все осмотолерантные. Это значит, что они могут вести свою жизнедеятельность в среде с высокой концентрацией сахаров и при высоких температурах. Они дают большое количество спирта.
Если нужно приготовить виски, сначала готовят брагу. Самым простым субстратом является сахар с водой, причем сахара должно быть 25-30%. Если мы поместим в эту среду любые дрожжи — пивные или хлебные — то они просто умрут. Если мы поместим туда именно спиртовые дрожжи, то они начнут потреблять сахар, выделять спирт, кислоты.
Микробиолог, специалист по дрожжевым микроорганизмам для ферментированных продуктов питания, сотрудник ИТМО и технический директор Beer Genomics Анастасия Андреева
Из личного архиваВискарные дрожжи хороши тем, что полученный продукт до настаивания будет иметь приятный аромат, так как там содержатся летучие эфиры, выделяемые дрожжами. Самый главный, самый долгий вкус продукта нам дают именно дрожжи.
В микробиологической лаборатории Beer Genomics (входит в Группу «ТехноСпарк», дочернюю компанию Фонда инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО), которая является моим основным местом работы, недавно был выведен штамм SD 001. Он тоже подходит для производства любых типов виски, в особенности шотландского и солодового.
— Чем он примечателен?
— В первую очередь у него особая вкусоароматика. Очень мало какие дрожжи дают именно на стадии браги вкус и аромат конечного продукта. Брага получается кристально прозрачной еще до дистилляции, — то есть, с ней не нужно проводить дополнительных манипуляций.
— Над чем еще вы работаете?
— В этом году мы планируем запустить еще пять спиртовых штаммов под другие разновидности крепкоалкогольной продукции. Мы работаем не только над вкусоароматикой, но и над высокой сбраживаемостью, когда мы можем получить наибольший выход спирта. Кроме того, мы имеем и усиленно улучшаем нашу сидровую и пивную коллекцию.
— А винные дрожжи — это отдельный вид?
— Да, они колоссально отличаются от пивных, спиртовых. Это более индивидуальные штаммы. Они могут сбраживать только плодово-ягодные сусла и давать огромное количество СО2.
Мы работаем над тем, чтобы все люди, которые производят сидр, работали с чистыми культурами, а не со спонтанной микрофлорой. Как сейчас делают: измельчают яблоки и с воздуха микроорганизмы заселяются спонтанной микрофлорой. То есть, присутствие патогенных микроорганизмов возможно. Более того, некоторые дикие дрожжи тоже могут продуцировать патогенные вещества. Продукт становится потенциально опасным для употребления.
Мы бы хотели изменить это и сделать такие штаммы, которые бы могли сравниться по скорости сбраживания с дикими дрожжами, но были бы безопасны для потребления. Может быть, мы даже сделаем какую-то симбиотическую культуру, в которой будут состоять разные виды микроорганизмов.
— Для изготовления напитков нужны жидкие дрожжи?
— Да. Понятно, что огромным плюсом сухих дрожжей является хранение и транспортировка. Они очень долго хранятся и условия для них не так важны, если упаковка герметичная. Но у них ниже скорость сбраживания, чем у жидких — это первое. Жидкие дрожжи уже активные, им не надо «просыпаться» как сухим, они быстро сбраживают и отдают огромное количество вкусоароматических веществ.
Второе — у сухих дрожжей маленький ассортимент. А у жидких — огромная линейка. Хотите банановый вкус, — у нас есть дрожжи, которые дают банановый шлейф. Хотите ореховый, — есть ореховый. Хотите вкус цитрусовых, — будет цитрусовый. С сухими дрожжами такого быть не может.
Третье — это риск заражения. Многие не знают, но процесс производства сухих дрожжей не стерилен. Когда живая клетка высушивается, на нее налипают бактерии, другие дикие дрожжи, плесень. Это все в сухом виде остается вместе с дрожжами. Мы добавляем их в сусло, даем им питание, естественно, кроме дрожжей развивается еще и патогенная микрофлора.
— Какие самые дорогие дрожжи для создания напитков?
— Если ориентироваться на жидкие культуры, которые реализуются сейчас в РФ, то это дрожжи из селективных редких коллекций, которые выведены где-то за рубежом мировым научным сообществом. Чем более редкий штамм, чем более особенный штамм по производству, по выделению, чем сложнее за штаммом ухаживать, — тем он дороже. Если винный штамм выделили где-то на винограднике в Венеции, и он — супер редкий из какой-то закрытой коллекции, то он будет, ну, просто очень дорогим.
— Россия сильно отстает от остального мира в плане культивирования дрожжей?
— Я бы не сказала. Мы учимся в том числе на опыте наших иностранных партнеров, ведь многие научные данные опубликованы в общем доступе. Но эта индустрия у нас развита особенно в жидких дрожжах, в производстве сухих дрожжей мы все же очень сильно отстаем.
— Почему?
— В первую очередь потому что у нас фактически нет доступного оборудования для сушки. Это очень специфическое оборудование. Дрожжи — это живой микроорганизм и нужно его сушить правильно. Самое главное, чтобы дрожжевая клетка впала в состояние анабиоза, просто «заснула», а не разрушилась, не умерла. Сейчас, к сожалению, в России можно на пальцах рук пересчитать, где есть такие установки. И промышленно производятся в основном только хлебопекарные сухие дрожжи.
Но в этом нет проблемы, на мой взгляд. Мы можем продолжать развивать направление жидких дрожжей. Особенно, если речь идет о напитках. Тогда сам продукт будет более качественным.
— Есть ли какие-то штаммы, которые пока не удается импортозаместить?
— Нет. У нас в компании прекрасная коллекция. Если что, мы всегда можем взять какую-то чистую культуру и с помощью мирового научного опыта направленным культивированием сделать такой штамм, который нам необходим.