Copyright © pohodanovapec.cz 
Když rozmícháte droždí ve vodě s cukrem, začnou se po nějaké době uvolňovat bublinky plynu. Bublinky CO2, které se uvolňují při kvašení, můžete pozorovat na vlastní oči. Pečivo z kynutého těsta je měkké a nadýchané právě díky bublinkám oxidu uhličitého, které kvasinky vytvářejí během kynutí.
Droždie tvoria jednobunkové huby (kvasinky) používané na fermentáciu v procese výroby chleba a pečiva. Pekařské droždí neboli kvasnice je výrobek, jehož podstatu tvoří živoucí lisované buňky kvasinek druhu Saccharomyces cerevisiae. Nejpoužívanejším kmeňom kvasiniek pri výrobe chleba a pečiva je Saccharomyces cerevisiae. Droždí tvoria mikroskopické jednobunkové živé organizmy (kvasinky) patriace do taxonomickej triedy “Huby”.
Droždí se používá v lisovanej, tekutej alebo sušenej forme. Droždie patrí do taxonomickej triedy “Huby”, a preto je vhodné pre vegetariánov a vegánov. Výrobný proces čerstvého droždia nezahŕňa žiadne živočíšne produkty. V skutočnosti je droždye veľmi obľúbené u vegetariánov a vegánov, pretože je skvelým zdrojom bielkovín: obsahuje až 45 - 55 % bielkovín.
Fermentace neboli kvašení je biochemický proces, při němž v důsledku metabolické aktivity enzymů mikroorganismů vznikají nové látky jako například etanol, CO2 či kyselina mléčná nebo octová. Zjednodušeně řečeno to znamená, že kvasinky či bakterie pojídají cukry v potravinách a vytvářejí tak například alkohol či kyselinu mléčnou.
Odbourávání sacharidů (rozklad = katabolismus sacharidů) označuje proces degradace glukosy. Během tohoto procesu dochází k oxidaci glukosy, přičemž se uvolňuje energie, která se ukládá do molekul ATP. První fáze odbourávání glukosy se nazývá glykolýza a probíhá v cytoplasmě buněk. V této fázi se 6-uhlíkatá látka (glukosa) přeměňuje na 3-uhlíkatou - pyruvát. Každá reakce této přeměny je katalyzována určitým enzymem. ,,Čistý“ výtěžek tohoto procesu jsou 2 molekuly ATP a 2 molekuly redukovaného koenzymu NADH+H+.
mechanismy a podmínky alkoholového kvašení
V další fázi existují 3 cesty přeměny pyruvátu - 2 anaerobní (alkoholové a mléčné kvašení) a 1 aerobní (citrátový cyklus). Ve všech třech případech ovšem musí dojít k regeneraci redukovaných koenzymů, aby odbourávání mohlo neustále probíhat.
Kvasinky z pekařského droždí odbourávají některé cukry na plynný oxid uhličitý (CO2) a alkohol (etanol). Tomuto pochodu se říká alkoholové kvašení. První, kdo dokázal popsat alkoholové kvašení, byl Antoine-Laurent de Lavoisier, jeho výsledky pak Gay-Lussac převedl do rovnice, jakou využíváme dnes:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
Alkoholové kvašení je anaerobní proces, při němž kvasinky za pomocí svých enzymů přeměňují rostlinné sacharidy na ethanol a oxid uhličitý. Kvasinky obsahují enzymy, které umožňují přeměňovat pyruvát na ethanol a oxid uhličitý. Alkoholové kvašení pokračuje v cytoplasmě buněk. Za anaerobních podmínek pyruvát v prvním kroku podléhá dekarboxylaci - vzniká acetaldehyd a uvolňuje se oxid uhličitý. V druhém kroku je acetaldehyd redukován na ethanol, vzniká oxidovaná forma - NAD+, došlo tedy k regeneraci redukovaného koenzymu, který může být nadále využíván v procesu glykolýzy. Obě tyto reakce jsou katalyzovány specifickými enzymy - první pyruvátdekarboxylasou, v případě druhé rovnice se jedná o enzym alkoholdehydrogenasa.
V tomto pokusu jsme tedy pozorovali alkoholové kvašení, které provádí kvasinky - tento proces probíhá právě při kynutí těsta. Kvasinky přeměňují glukosu (cukr - sacharosa je složena z α-D-glukosy a β-D-fruktosy) na ethanol a oxid uhličitý, který uniká. Tohoto procesu alkoholového kvašení se využívá při výrobě piva (vzniká ethanol), při výrobě vína, ale také při pečení (přesněji kynutí těsta). Pomocí toho kvašení se vyrábí pivo, víno a cider.
rovnice a principy mléčného kvašení
Naštěstí si ji můžete snadno vyrobit i v domácích podmínkách. V „kuchyňské“ úpravě se obejdete i bez skleněných baněk a odměrných válců. Vhodné pro: mladší a starší školní děti. S touto aparaturou jsme pokus předváděli na ústavních dnech otevřených dveří v roce 2019.
Když rozmícháte droždí ve vodě s cukrem, začnou se po nějaké době uvolňovat bublinky plynu. Bublinky CO2 můžete pozorovat nashromážděné v balónku nebo stoupající v kapalině.
Všechny znázorněné pokusy smí provádět pouze osoby s odborným vzděláním chemického zaměření a to pouze při dodržení všech bezpečnostních pravidel a postupů a v prostorách k tomu určených. Předem je vždy nutné se důkladně seznámit s vlastnostmi jednotlivých chemických látek prostřednictvím příslušných bezpečnostních listů, s jejich nebezpečnými vlastnostmi a pokyny pro bezpečné zacházení, skladování i likvidaci. Videa mají sloužit především jako ilustrace vlastností látek, nikoliv jako návod k provedení pokusu. Jakékoliv napodobování činností na videu je pouze na vlastní nebezpečí.
Droždí, jsou kulturní kmeny kvasinek Saccharomyces cerevisiae Hansen, získané biotechnologickým postupem množení čistých kvasničných kultur vypěstovaných na cukerných substrátech obohacených živinami, stimulátory a pomocnými látkami. Melasa: Základní surovinou pro výrobu droždí je melasa, vedlejší produkt při výrobě cukru. Melasa obsahuje přibližně 50 % cukru (hlavně sacharózy) a asi 30 % necukerných látek, které brání krystalizaci cukru. Pro výrobu droždí se používá řepná melasa v našich podmínkách nebo třtinová melasa v tropických oblastech. Melasa je bohatá na minerály, zejména draslík a vápník, ale dusíkaté a fosforečné látky se do ní musí dodávat ve formě živin.
Laboratorní propagace: Kvasinky jsou nejprve pěstovány v malých množstvích ve sterilních podmínkách. Propagace probíhá ve stupních, přičemž kvasinky se postupně přesouvají do větších objemů kultivačního média. Provozní propagace: Po laboratorní propagaci se kvasinky přenesou do větších fermentorů, kde se postupně adaptují na intenzivnější větrání a vyšší objem substrátu. Tato fáze je částečně aerobní, což umožňuje efektivnější růst kvasinek. Fermentace: Fermentace je klíčovým krokem při výrobě droždí. Kvasinky se pěstují ve velkých fermentačních nádržích, kde se mísí melasa s vodou a nezbytnými živinami. Optimální teplota během fermentace je 30-34 °C a pH se udržuje v rozmezí 4,2-5,2. Do fermentačního média se přivádí kyslík, což podporuje rychlý růst kvasinek a jejich množení. Během tohoto procesu se cukry z melasy přeměňují na biomasu a malé množství etanolu. Aby byl zajištěn správný průběh fermentace, neustále se monitoruje obsah kyslíku, koncentrace substrátu, teplota a pH.
Může zelenina vyvolat alergii?
Oddělení biomasy: Po ukončení fermentace je nutné kvasinky oddělit od zbytku fermentačního média. Tento proces začíná centrifugací, při které se kvasinky oddělují od kapalného zbytku. Následně se kvasničné mléko několikrát promývá čistou vodou, aby se odstranily zbytky melasy a dalších nežádoucích látek. Výsledkem je koncentrát kvasinek s obsahem sušiny přibližně 16-20 %.
Druhou anaerobní cestou odbourávání glukosy je mléčné kvašení (vzniká laktát), aerobní cesta vede přes citrátový cyklus, redukované koenzymy jsou následně regenerovány v dýchacím řetězci. Aerobní cestou se získá nejvíce molekul ATP, tedy nejvíce energie uložené do tzv. makroergických vazeb, jejichž hydrolýzou se tato energie použije pro další procesy v buňce. Mléčné kvašení bylo využíváno již 6 tisíc let před naším letopočtem. Pomocí mléčného kvašení se nakládala zelenina a připravovali se tak také nápoje z mléka. Díky kvašení se mohli potraviny uskladnit a byli konzumovatelné mnohem delší dobu, jelikož je kvašení zakonzervovalo. Před 4 tisíci lety př. n. l. se využívalo také alkoholového kvašení, a to při výrobě vína.
První, kdo dokázal popsat alkoholové kvašení, byl Antoine-Laurent de Lavoisier francouzský chemik, který tento proces popsal v roce 1789, jeho výsledky pak v roce 1815 Gay-Lussac převedl do rovnice, jakou využíváme dnes. Za objev toho, jak fermentace funguje, se pak zasloužil francouzský chemik Louis Pasteur.
| Proces | Hlavní produkty | Místo probíhání |
|---|---|---|
| Glykolýza | 2 ATP, 2 NADH+H+, 2 pyruvát | cytoplazma |
| Alkoholové kvašení | Etanol, CO2, regenerace NAD+ | cytoplazma (anaerobně) |
| Mléčné kvašení | Laktát, regenerace NAD+ | cytoplazma (anaerobně) |
| Aerobní dýchání | CO2, H2O, mnoho ATP | mitochondrie (eukaryotické buňky) |
Copyright © pohodanovapec.cz
