Rośnie jak na drożdżach (cz. 2)

W poprzedniej części artykułu rozważaliśmy sobie na temat fizjologii drożdży oraz o składzie jakościowym podłoża do hodowli drożdży, a także opisałem, co będzie nam potrzebne do przygotowania podłóż. Teraz oczywiście chciałbym kontynuować ten temat.

W skosie agarowym najwięcej jest wody (około 90%), z kolei stężenie suchej masy ekstraktu słodowego wynosi mniej więcej 9%. Do 100% brakuje 1%. Nie trudno się domyślić, że tę niewielka lukę matematyczną wypełnia agar. Teraz bilans się zgadza. Suma składników wynosi 100%, a zatem nic nam nie umknęło. Jeśli chodzi o przełożenie poszczególnych składników na gramaturę, to wygląda to następująco: ekwiwalent 9% suchej masy ekstraktu słodowego mieszamy z 1 g agaru i całość zalewamy wodą, tak aby otrzymać 100 g mieszaniny.

Tak jak już wspomniałem, ekstrakt słodowy może występować pod postacią suchego proszku (liofilizatu) lub płynną. Oczywiście forma sucha odznacza się większą stabilnością mikrobiologiczną tj. odpornością na zepsucie. Jednak i tu należy zachować środki ostrożności, ponieważ chłonie wodę z otoczenia (parę wodną), dlatego jeśli nie zużyjemy całego opakowania, pamiętajmy o szczelnym zamknięciu pozostałości, tak, aby docierało tam jak najmniej powietrza (w którym zawarta jest para wodna).

W tym miejscu trzeba dokonać następnej kalkulacji. W ilu gramach suchego/płynnego ekstraktu słodowego zawarte jest 9 gramów suchej masy? W tym celu musimy się dowiedzieć, jakie suche masy mają oba z tych produktów (z pewnością forma sucha zawiera mniej wody). Załóżmy, że ekstrakt słodowy płynny odznacza się 80% zawartością suchej masy (czyli wilgotność tego produktu wynosi 20%). Układając odpowiednią proporcję, dowiemy się, że w 11,25 gramach ekstraktu płynnego zawarte jest 9 g suchej masy. Tak jak już wspomniałem (i zarazem nietrudno się domyślić), suchy ekstrakt słodowy zawiera mniej wody. Powiedzmy, że dysponujemy produktem zawierającym 2% wilgoci (czyli 98% suchej masy). Zatem po sporządzeniu analogicznej proporcji okazuje się, że 9 g suchej masy występuje w około 9,2 gramach proszku słodowego.

W tym miejscy dodam jeszcze, że propagacji drożdży można dokonać, wykorzystując melasę zamiast koncentratu słodowego. Melasa jest to odpad powstający przy produkcji cukru z buraka cukrowego. Zawiera ona większość składników odżywczych, niezbędnych do rozwoju drożdży (m. in. składniki mineralne, cukry, związki azotu). Zawartość suchej masy w melasie jest podobna jak w przypadku płynnego ekstraktu słodowego. Odważając melasę lub płynny ekstrakt słodowy, możemy mieć problem z jego podzieleniem. Obie te substancje charakteryzują się bardzo wysoką lepkością, zwłaszcza jeśli do czasu wykorzystania przebywały w chłodnym pomieszczeniu. W celu zmniejszenia lepkości możemy włożyć puszkę na około pół godziny do gotującej się wody. Wspomniana cecha fizyczna ulegnie wtedy zmniejszeniu, a nam łatwiej będzie odmierzyć pożądana ilość ekstraktu słodowego/ melasy.

Skoro już przygotowaliśmy mieszaninę wodno- słodowo-agarową w odpowiednim stosunku ilościowym, należy nalać ją do probówek tak, aby zająć 1/3 objętości każdej z nich. Następnie zatkajmy naczynka naszymi korkami mikrobiologicznymi (z waty i gazy) i owińmy je folią aluminiową, tak aby do środka nie dostawała się woda. Po pół godziny gotowania (wrzenia) ostrożnie wyjmijmy probówki (powinny być maksymalnie zanurzone w wodzie, jednak na tyle aby woda nie dostawała się do ich wnętrza) i połóżmy w pochyłej pozycji, aby górna powierzchnia cieczy (która jeszcze nie zastygła) była maksymalna, ale mieszanina nie może zalać korka od środka. Po około 15-30 minutach skosy powinny być zestalone. Jeśli nie zmienią one stanu skupienia w czasie 30 minut, to zastosujmy inną kolejność. Najpierw zagotujmy mieszaninę wodno- słodowo-agarową w metalowym garnku, potem nalejmy do probówek, a następnie przeprowadźmy gotowanie, tak jak opisane to jest powyżej (probówki zatopione w wodzie, zatkane korkami mikrobiologicznymi i wloty owinięte folią aluminiową).

Nieotwierane skosy (zabezpieczone korkiem mikrobiologicznym i folią aluminiową) można przechowywać lodówce bez ryzyka większego zakażania przez 3 miesiące. W takim stanie mogą czekać na lepsze czasy, tzn. takie, w którym do czegoś się przydadzą i zostaną podłożem hodowlanym dla drożdży do produkcji cydru. Oznacza to, że za jednym razem możemy przygotować więcej skosów, aniżeli potrzebujemy. W sytuacji, kiedy trzeba je wykorzystać, po prostu wyciągniemy probówki z lodówki. Wykorzystane probówki należy oczyścić z pozostałości. Jeśli nie posiadamy cienkich szczoteczek do wyczyszczenia wąskich probówek, to nie ma powodu do zmartwień. Po prostu trzeba zagotować wykorzystane naczynka (otwarte) w garnku z woda. Zestalona galaretka agarowa zmieni stan skupienia w wysokiej temperaturze i podłoże po prostu trzeba wylać. Nie ma obawy przed gotowaniem probówek, kolbek stożkowych i innych naczyń laboratoryjnych. Są one wytrzymałe na mocne ogrzewanie, przecież w laboratoriach wkłada się je do autoklawu. Jest to urządzenie do, pasteryzacji/ sterylizacji, w którym można ogrzewać zawartość w temperaturze wyższej niż 100 stopni Celsjusza.

Następnym etapem po wyprodukowaniu skosów agarowych jest posianie drożdży (z zawiesiny). Czynność tę musimy przeprowadzić w warunkach jak najbardziej jałowych. Dlatego powierzchnię wokół palnika gazowego (względnie przenośnej kuchenki turystycznej lub butli gazowej wyposażonej w palnik), ręce i trzonek ezy przetrzeć spirytusem w celu odkażenia. Przeszczepianie musimy wykonywać jak najbliżej ognia, jednak nie na tyle blisko, aby zabić drożdże. Najpierw wyżarzamy ezę mikrobiologiczną, a dokładniej tę jej część, która będzie miała kontakt z powierzchnią skosu agarowego, czyli oczko oraz kilka dalszych centymetrów drutu. Oczywiście w przypadku jałowych jednorazowych ez z plastiku tę czynność pomijamy. Po wyżarzeniu, czyli rozgrzaniu metalu do czerwoności chwilę ją studzimy i zanurzamy w ujednorodnionej zawiesinie drożdży (jałowienie ezy plastikowej możemy przeprowadzić przez zanurzenie analogicznego fragmentu w spirytusie i późniejsze wypłukanie w wodzie przegotowanej i ochłodzonej do około 60- 70 stopni Celsjusza). Tak naprawdę zawiesiny nie potrzebujemy wiele, ot tyle, żeby wykonać na każdym skosie szlaczek z drożdży. Przygotowana zawiesina powinna być na tyle gęsta, aby na stałym podłożu agarowym widoczny był „drożdżowy ślad”.

Sam posiew wykonujemy w następujący sposób. Kciukiem, palcem wskazującym i środkowym trzymamy ezę, a najmniejszym palcem dłoni i wewnętrzną jej powierzchnią trzymamy wyjęto korek mikrobiologiczny. Następnie opalamy otwór probówki (trzymając ją poziomo w drugiej ręce). W ten sposób ogrzewamy powietrze wokół otworu probówki. Poziome trzymanie naczynia ma na celu minimalizację zanieczyszczenia mikrobiologicznego. Sam posiew należy przeprowadzić jak najszybciej (włącznie z zatkaniem probówki), co również minimalizuje zagrożenie kontaminacji innymi mikrobami. Oczkiem jałowej ezy (z drożdżami) wykonujemy falisty ruch po powierzchni skosu agarowego. Po około 3 dniach w temperaturze około 25 stopni Celsjusza na skosie powinny wyrosnąć drożdże. Zasiedlą one powierzchnię skosu wzdłuż szlaku wytyczonego przez ezę. Zwracajmy uwagę, żeby hodowli nie przegrzewać, ponieważ może wtedy obumierać. Temperatura niższa o kilka stopni od wspomnianej nie powoduje co prawda takich skutków, ale wbrew przysłowiu, wcale ich nie wzmocni (nie spowoduje wzmożonego namnażania).

Po przejściu tych etapów przygotowywania szczepionki drożdżowej (inokulum) zostały nam jeszcze dwa kroki propagacji. Pierwszy polega na przeniesieniu drożdży ze skosu do podłoża płynnego sporządzonego z brzeczki. Drożdże ze skosu przenosi się tak samo jak w przypadku szczepienia na skosie, jednak w tym przypadku podłoże, do którego wprowadzamy nie zawiera już agaru, jednak nowe naczynie (tym razem mała kolbka stożkowa) również musi zawierać jałowe podłoże i być zabezpieczone korkiem mikrobiologicznym. Pięć pełnych oczek jałowej ezy (wiem, że nie zawsze będzie to taka sama ilość) zgarniętych z powierzchni skosu agarowego powinno wystarczyć do zaszczepienia około 20 ml nowego (tym razem już płynnego) podłoża mikrobiologicznego. Zachowując te same warunki czasowo-temperaturowe (około 3 dni, 25 stopni Celsjusza) drożdże skolonizują (namnożą się) w nowym środowisku.

Dla tych, którzy nie zamierzają produkować skosów agarowych (uważają, że zbyt dużo z tym jest pracy, nie mają tyle czasu itp.) również jest wyjście. Można zaszczepić drożdże liofilizowane bezpośrednio do małej kolbki stożkowej. Najpierw je oczywiście trzeba aktywować w wodzie (lub jak jest napisane w Przemyśle Fermentacyjnym i Owocowo-Warzywnym w 3-5% roztworze sacharozy), a następnie dodaną wodę uwzględnić w brzeczce. Innymi słowy mówiąc, końcowe stężenie brzeczki wraz z dodaną zawiesiną drożdżową powinno wynosić 9%. W związki z tym pozwólmy, aby początkowa koncentracja suchej masy związków słodu w podłożu płynnym odznaczała się większą wartością (zwłaszcza, że część drożdży aktywowanych w wodzie/ roztworze sacharozy może zostać na ściankach naczynka do rehydratacji). Pamiętajmy przy tym, że drożdże suszone w niskim ciśnieniu (liofilizowane) zawierają prawie 100% suchej masy, a drożdże, które wyrosły na skosach około 20% suchej masy. Dlatego drożdży liofilizowanych można dodać odpowiednio mniej niż tych zgarniętych ze stałego podłoża agarowego.

Ostatnim krokiem propagacji jest przelanie całej hodowli z małej kolbki do dużej (zawierającej około 200 ml brzeczki 9%). Kolejne trzy doby spędzone przez drożdże w temperaturze pokojowej w większym naczyniu pozwala nam na ponowne zwielokrotnienie masy drożdżowej. Po tym żmudnym procesie musimy jeszcze oddzielić drożdże od płynu pohodowlanego (tego, co zostało z brzeczki). W tym celu odstawiamy drożdże do lodówki i czekamy, aż poddadzą się sedymentacji. Drożdże i płyn pohodowlany rozwarstwią się, przy czym drożdże opadną na dno. Następnie zlewamy płyn pohodowlany znad drożdży i dolewamy jałowej (przegotowanej i wystudzonej) wody. Gdy drożdże opadną na dno, zlewamy znad nich ciecz. Uważajmy, żeby nie wylać przy tym dziecka z kąpielą (czyt. drożdży z wodą). Pomoże nam w tym przechowywanie kolbek w pozycji ukośnej (podczas zlewania stracimy jak najmniej pożądanych komórek). W warunkach laboratoryjnych drożdże separowane są od płynu pohodowlanego w wirówkach tj. w urządzeniach, które zbijają cząstki o podobnej gęstości ze sobą. Dzięki temu masa drożdżowa zajmuje mniejszą objętość (rozproszenie komórek drożdżowych jest mniejsze). Podobny efekt obserwujemy w pralce podczas odwirowywania wody od ubrań. Zarówno w pralce, jak i w wirówce do oddzielania drożdży wykorzystuje się tę samą właściwość tj. siłę odśrodkową.

Oczywiście każdy etap obchodzenia się z drożdżami mającymi bezpośredni kontakt z powietrzem (przed zaszczepieniem soku) powinien odbywać się w sąsiedztwie źródła ognia, tak aby zminimalizować ryzyko zakażenia szczepionki. W warunkach laboratoryjnych szczepienie/ przeszczepianie skosów i każdy etap propagacji odbywa się w warunkach bardziej restrykcyjnych tzn. w specjalnych boksach mikrobiologicznych, wyposażonych w wyciągi powietrza oraz lampy UV (oczywiście również przy źródle ognia). Najprawdopodobniej my w domu nie mamy takich udogodnień, dlatego nasze skosy będą mniej trwałe niż te pochodzące z laboratorium. Co trzy miesiące trzeba ponadto skos przeszczepić, tzn. drożdże przenieść ze starego skosu na świeży z uwagi na to, że podłoże wysycha, zaczyna się kurczyć i odstawać od probówki (same  drożdże również tracą chęci do życia…). Ponadto powinny być zatkane korkami mikrobiologicznymi. W celu zachowania jak najdłuższej świeżości wymagają także przechowywania w temperaturach chłodniczych.

A po czym poznać, że drożdże stają się nieświeże? Zmieniają kolor (ciemnieją) a w zapachu stają się nieprzyjemne, ze względu na rozkładające się komórki (białko, tłuszcz). W każdym etapie hodowli drożdży (w celu zachowania jej ciągłości) musimy dysponować choć jednym zaszczepionym skosem agarowym-rezerwowym, który będzie służył do przechowywania danej kultury w lodówce. Zatem zwracajmy uwagę, aby nie wykorzystywać wszystkich skosów do nastawiania cydru – przynajmniej jeden „zachowajmy dla potomnych”. Z drugiej strony odświeżajmy czasem swoją hodowlę (świeży skos można zaszczepić nową zawiesiną z drożdży liofilizowanych). Nie przeszczepiajmy bez końca jednego skosu na drugi.

Weźmy sobie do serca to, co napisałem na początku pierwszej części tego tekstu. Chodzi mianowicie o dwojaką naturę drożdży. Namnażają się one najlepiej w środowisku tlenowym (i ciepłym). Dlatego też w czasie drugiego i trzeciego etapu namnażania (w kolbkach) wstrząśnijmy od czasu do czasu (nie doprowadźmy przy tym do nawilżenia korka z gazy) zawartością naczynia, tak aby rozpuściło się w nim trochę powietrza.

Pozostaje jednak jedno pytanie. Ile zawiesiny drożdżowej dodać do nastawu, aby początkowa jej ilość wystarczyła do skolonizowania środowiska? W tym celu trzeba oznaczyć suchą masę zawiesiny drożdżowej. Do tego potrzebujemy piekarnik nastawiony na niewiele ponad 100 stopni Celsjusza. Temperatura ta nie jest dobrana przypadkowo. Z jednej strony chodzi o to, aby usunąć z zawiesiny drożdżowej wodę (wiemy, że wrze ona w 100 stopniach Celsjusza – w warunkach normalnego ciśnienia), a z drugiej aby nie przypalić drożdży, a jedynie je wysuszyć (dlatego nie przegrzewajmy naszych „małych przyjaciół”). W tym celu wykonujemy następujące czynności. Ważymy puste suche naczynie  z wieczkiem/ pokrywką (odporne na wysoką temperaturę) na wadze (czym dokładniejszej tym lepiej). Następnie smarujemy naczynie ujednorodnioną breją drożdżową – w takiej postaci, w jakiej chcemy dodać ją dodać do soku. Następnie ważymy naczynie wraz z dodanymi drożdżami. Warstwa gęstwy powinna być z jednej strony cienka (aby woda możliwie szybko odparowała z całej jej objętości), a z drugiej masa drożdży musi być możliwie jak największa (czym większa powierzchnia do posmarowania, tym większa masa), tak aby późniejszy błąd pomiaru był jak najmniejszy. Ta sama waga (urządzenie do pomiaru masy – nie mylić z samą masą) ma zawsze taką samą dokładność (np. 1.0 g lub 0,1 g), co w odniesieniu do większej masy drożdży stanowi mniejszy błąd pomiaru (mniejszy procent błędu). Po naniesieniu odpowiedniej masy brei drożdżowej wkładamy naczynie do piekarnika nastawionego na żądana temperaturę i suszymy. Co około 0,5 godziny zamknięte i wystudzone naczynie ważymy (wraz z wieczkiem, tak jak przed nałożeniem drożdży) i zapisujemy wynik. Pamiętajmy, że naczynie ma być zamknięte tylko w czasie ważenia (a w czasie suszenia otwarte aby woda mogła bez przeszkód wydostawać się z próbki na zewnątrz). Jeśli kolejny w serii wynik pokryje się z poprzednim, wówczas możemy uznać, że wody nie ubywa, bo została już ona usunięta z zawiesiny drożdżowej. Ta wielkość też będzie nam potrzebna do ustalenia suchej masy drożdży (zawiesiny, którą będziemy dodawać do nastawu). Suchą masę obliczamy na podstawie ilorazu dwóch wartości i pomnożeniu wyniku przez 100%. Dzielną jest różnica masy naczynia z wysuszonymi drożdżami i pustego naczynia, a dzielnikiem różnica masy naczynia z drożdżami przed wysuszeniem i pustego naczynia. Skoro wiemy, jaką koncentracją suchej masy odznaczała się naważka brei drożdżowej, to wówczas już bardzo łatwo możemy policzyć ile jej mamy dodać na litr nastawu, aby zawarte w nim było około 0,4 g suchej masy drożdży. Załóżmy, że naważka wynosiła 10 gramów i zawierała ona 50% suchej masy. Wówczas ekwiwalentem 0,4 grama suchej masy jest 0,8 grama badanej zawiesiny drożdżowej. Z kolei przy dodawaniu drożdży liofilizowanych bezpośrednio do nastawu (po rehydratacji) można uznać, że w 0,4 g  znajduje się 0,4 g suchej masy. Pamiętajmy, że początkowe inokulum drożdży w nastawie powinno być wystarczające duże, aby kolonizacja przez drożdże szlachetne nastąpiło możliwie szybko i żeby ich rozwój przyćmił rozwój mikroorganizmów niepożądanych.

Zdaje sobie sprawę, że w tym artykule znajduje się dużo informacji, dlatego wypiszę teraz w punktach główne punkty, których trzeba się trzymać przy namnażaniu drożdży.

1. Przygotowanie szkła laboratoryjnego (kolbki stożkowe, probówki)
2. Przygotowanie korków mikrobiologicznych
3. Oddzielenie klarownej brzeczki od osadu powstałego po wstępnej obróbce cieplnej
4. Sporządzenie skosów agarowych z wykorzystaniem ekstraktu słodowego
5. Sporządzenie płynnych podłoży z wykorzystaniem ekstraktu słodowego
6. Wyjałowienie zatkanych probówek i kolbek z podłożem
7. Zestalenie skosów agarowych i ich oziębienie
8. Oziębienie płynnych podłoży mikrobiologicznych
9. Szczepienie drożdży na skosach agarowych
10. Przeszczepienie drożdży ze skosów agarowych do podłoży płynnych
11. Przelanie 20 ml płynu hodowlanego do 200 ml przygotowanej brzeczki
12. Zdekantowanie płynu pohodowlanego znad drożdży
13. Zalanie drożdży wodą
14. Określenie suchej masy zawiesiny drożdżowej
15. Zużycie zawiesiny drożdżowej do nastawienia cydru

Adam Ludowski

Bibliografia

Technologia Winiarstwa Gronowego i Owocowego (wkładka do miesięcznika Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny) 1994-1998,

Domowe warzenie piwa, wydanie drugie, Richard Lehrl, Wydawnictwo RM,

PN-90/A-75101/03.

Dodaj komentarz przez FB