Várečné kvasnice I.

ÚVOD

Průmyslová i domácí výroba piva, vína i jiných alkoholických nápojů se opírá o cílené využívání kvasinek, převážně druhu Saccharomyces cerevisiae. Výrobní proces předpokládá použití standardních kvasnic s dobře definovanými vlastnostmi, pokud možná neměnnými i při opakovaném nasazení. Podle názoru technologa jsou kvasnice jednou ze surovin, kontrolovatelnou jednoduchými metodami a zaručující bezproblémovou výrobu kvalitního nápoje. Termín kvasinky se většinou používá v laboratorním měřítku, zatímco kvasnice, nebo várečné kvasnice označují vlhkou biomasu většího množství kvasnic, využívaných v provozu. Kvasinky, náležející k houbám se staly předmětem početných vědeckých studií, které rozšířily znalosti o jejich použitelnosti k výrobě alkoholických nápojů.

NÁZVOSLOVÍ A DRUHY KVASNIC

Spodní pivovarské kvasnice (Sacch. cerevisiae (carlsbergensis), popř. (uvarum) se používají při výrobě piva typu ležáků v teplotním rozmezí 7-15 ºC se sedimentací kvasnic na dně kvasné nádoby. Rafinosu zkvašují úplně, mají nižší růstovou teplotu a tepelnou odolnost.

Svrchní pivovarské kvasinky Sacch. cerevisiae se používají při výrobě piv typu Ale i dalších druhů piv s teplotním rozmezím 18 - 22 ºC, často s vynášením kvasnic do kvasničné deky. Rafinosu zkvašují z 1/3.

V rámci druhu Sacch. cerevisiae existuje asi 1000 technologických kmenů s různými vlastnostmi. U jednotlivých kmenů v mezinárodně uznávaných sbírkách se někdy uvádějí i technologicky významné vlastnosti.

Viabilita kvasnic určuje, zda jsou kvasničné buňky živé a schopné reprodukce. Vitalita kvasnic vyjadřuje fyziologický stav a metabolickou aktivitu kvasnic. Souhrnně se oba termíny zahrnují pod společný název aktivita kvasnic. Pro technologa má význam technologická aktivita kvasnic, vyjadřující schopnost kvasnic splňovat technologické požadavky.

VÝŽIVA KVASNIC

1. Uhlíkaté zdroje

Pivovarské kvasinky zkvašují glukosu, mannosu, fruktosu, galaktosu, xylulosu, sacharosu a maltosu popř. maltotriosu. Ačkoliv glukosa, fruktosa a sacharosa mohou vstupovat do buňky přímo (sacharosa po rozštěpení invertasou), ke vstupu maltosy jsou nutné specifické permeasy.

Zkvašování cukrů je ovládáno specifickými geny, které také v podstatě určují maximální množství vytvořeného alkoholu a dosažitelný stupeň prokvašení. Rychlost a stupeň využívání sacharidů jsou také závislé na podmínkách kvašení a všeobecně fyziologickém stavu kvasnic.

Během kvašení kvasnice vytvářejí zásobní sacharidy glykogen a trehalosu. Glykogen je zásobní polysacharid, představující zdroj energie při hladovění kvasnic i pro počáteční fázi syntézy lipidů. Disacharid trehalosa je důležitým antistresovým faktorem.

2. Dusíkaté zdroje

Hlavním zdrojem využitelného dusíku v mladině jsou aminokyseliny a amonné ionty, přičemž se obvykle uvádí hodnota volného aminodusíku (FAN - Free Amino Nitrogen) v rozmezí 150 - 250 mg.l-1 podle druhu a koncentrace mladiny. Kvasinky využívají aminokyseliny postupně a podle rychlosti využívání se aminokyseliny dělí do skupin A-D. Nejméně využitelnou aminokyselinou je prolin ze skupiny D. O využívání aminokyselin opět rozhodují selektivní permeasy.

3. Kyslík

Také podle požadavku na kyslík se pivovarské kvasnic mohou vzestupně dělit do skupin I-IV. Pro výrobu spodně kvašených piv se většinou využívá téměř nasyceného obsahu vzdušného kyslíku (asi 10 mg.l-1 02) v zakvašené mladině, přičemž rozpustnost kyslíku závisí na teplotě, tlaku a také na koncentraci mladiny. Část kyslíku se spotřebuje jeho reakcí s redukčními látkami mladiny, např. melanoidiny a polyfenoly. Kyslík je především nutný pro syntézu membránových lipidů a sterolů a jejich obsah zpětně ovlivňuje potřebu kyslíku při dalším nasazení kvasnic. Takto se může kvalita kvasnic výrazně zhoršovat při opakovaném nasazení a stejný „paměťový“efekt se vyskytuje např.i při nedostatečném obsahu kovů, poškození kvasnic dusitany apod. Ačkoliv literatura zmiňuje poškození kvasinek při nadbytečném vzdušnění, není toto nebezpečí při použití vzduchu k vzdušnění příliš velké.

4. Anorganické soli

Kovy významné pro kvasinky se dělí na makroelementy (Mg,K,Zn,Fe,Ca,Mn,Cl), mikroelementy (Co,B,Cd,Mo,Cu,Va,Ni,Cr,I) a kovy, působící inhibičně, nebo toxicky (Ag,Hg,Se,Pd,Te,As,Ni,Os,Li). Kovy jsou většinou významné pro správnou funkci enzymů a jejich potřeba narůstá s rostoucí koncentrací mladiny. Nedostatečné množství Zn2+ (pod 0,2 mg.l-1) způsobuje závažné zpomalení hlavního kvašení, ale záleží také na vazbě kovu (iontová, komplexní) a na složení mladiny. Dalším významným iontem je Mg2+, který zejména v mladinách s vyšší koncentrací extraktu musí několikanásobně převládat nad Ca2+.

Anorganické sirné sloučeniny, zejména sírany tvoří důležitý zdroj pro syntézu methioninu, cysteinu a glutathionu. Metabolismus sirných sloučenin rozhoduje o tvorbě sirovodíku, oxidu siřičitého a dalších sirných sloučenin, majících rozhodující vliv na sensorické vlastnosti piv a jejich stabilitu.

Důležitým prvkem je fosfor, který se vyskytuje v nukleových kyselinách, fosfomannanech a fosfolipidech.

5. Vitaminy

Pivovarské kvasinky požadují biotin a mnohé z nich také panthotenovou kyslinu, jejíž nedostatek se může projevit ve zvýšené tvorbě sirovodíku a v narušení metabolismu sirných sloučenin, což má výrazný negativní dopad na sensorické vlastnosti piva.

LITERATURA
HEGGART, H.M., et al. Techn. Quart. MBAA, 36, 1999, s.383.
HEGGART, H.M., et al.:Techn. Quart. MBAA, 37, 2000, s.409.
ŠAVEL, J.: Kvasny prum. 45, 1995, s.258.
BENDOVÁ, V. et al.: Pivovarské kvasinky. SNTL, 1.vyd. Praha 1981.

Článek byl původně napsán pro Pivovarnický kalendář - ročník 2001.