Free Press

Zdrowie drożdży

Czynniki, które wpływają na zdrowie drożdży to:

A) Ich odżywianie.
B) Temperatura wzrostu.
C) Czas zbioru (odtłuszczanie).
D) Warunki przechowywania.

A) Odżywianie drożdży

Dobrej jakości brzeczka będzie zawierała wszystkie (oprócz jednego) składniki odżywcze niezbędne do wzrostu drożdży; cukry, źródło azotu, witaminy, itd. Brakującym składnikiem odżywczym i na wiele sposobów najważniejszym jest tlen. Nie można przecenić znaczenia tlenu. Kiedy spojrzymy na krzywą wzrostu drożdży podczas typowej fermentacji, zauważymy, że na początku jest faza opóźnienia, podczas gdy drożdże dostosowują się do nowego środowiska, po której następuje okres szybkiego wzrostu. Jest to ważne dla wytworzenia masy komórek niezbędnych do szybkiej konwersji cukrów w brzeczce do alkoholu. Wzrost ten jest uzależniony od dostępności składników odżywczych, z których kluczowym jest tlen. Tlen jest niezbędny do produkcji pewnych substancji tłuszczowych używanych do budowy błony komórkowej drożdży. Brak tlenu będzie miał szereg konsekwencji:

1. Słaby wzrost.
2. Słabe odfermentowanie.
3. Słaba flokulacja, prowadząca do mętnego piwa i słabych plonów drożdży.
4. Zbiór drożdży nie będzie „zdrowy” i łatwiej umrze podczas przechowywania.

B) Temperatura wzrostu

To również wpłynie na tempo wzrostu drożdży. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, wzrost drożdży będzie zbyt energiczny, co spowoduje nadmierne zapotrzebowanie na składniki odżywcze, a w rezultacie piwo będzie pozbawione tych składników. Może to mieć wpływ na późniejsze leżakowanie. Ponadto, co prawdopodobnie ważniejsze, wyższa temperatura wzrostu spowoduje zmianę metabolizmu drożdży, które wytworzą inny zakres produktów ubocznych, co może mieć znaczący wpływ na smak. Jeśli temperatura jest zbyt niska, fermentacja będzie powolna, co spowoduje zwiększone prawdopodobieństwo infekcji.

C) Czas zbioru (odtłuszczanie)

Celem odtłuszczania jest usunięcie główki drożdży w takim momencie fermentacji, w którym aktywność drożdży jest wystarczająca do utrzymania główki na powierzchni oraz pozostawienie wystarczającej ilości drożdży w zawiesinie do zakończenia fermentacji i utworzenia cienkiej, ale stabilnej warstwy ochronnej na powierzchni piwa. Jeżeli drożdże pozostaną na powierzchni piwa do końca fermentacji, może dojść do kilku zjawisk:

1. Możliwe jest wystąpienie autolizy z powodu przegrzania w stosunku do temperatury otoczenia. Spowoduje to spadek żywotności komórek drożdży, co może spowodować powolną, problematyczną późniejszą fermentację.
2. Dodatkowo, jeśli główka drożdży pozostanie zbyt długo na piwie, może to spowodować pojawienie się drożdżowego posmaku, spowodowanego produktami autolizy.
3. Im dłużej główka drożdży jest przechowywana w temperaturze otoczenia, wystawiona na działanie powietrza, tym większa możliwość infekcji powietrznej.

D) Przechowywanie drożdży

Sposób przechowywania drożdży po odtłuszczeniu ma ogromne znaczenie, jeśli mają one pozostać w jak najlepszym stanie. Drożdże ulegną szybkiemu zepsuciu, jeśli będą przechowywane w zbyt wysokiej temperaturze. Dlatego ważne jest, aby jak najszybciej obniżyć temperaturę drożdży, które zostaną odtłuszczone w temperaturze około 21°C do 2° – 4°C. Najprostszym sposobem przechowywania drożdży jest zmieszanie ich ze schłodzoną, sterylną wodą i przechowywanie w 1 – 2 galonowych pojemnikach z pokrywkami w lodówce. Pokrywy nie powinny być szczelnie zamknięte, aby umożliwić wymianę gazową. Głębokość drożdży nie powinna być zbyt duża, w przeciwnym razie może dojść do wzrostu różnicy temperatur między powierzchnią a środkiem masy drożdżowej, co spowoduje wzrost temperatury w środku o 8° – 10°C. W takich warunkach temperatura w środku jest wyższa. W tych warunkach drożdże w centrum będą bardziej aktywne, ale w warunkach głodu będą zmuszone do autofermentacji, tj. rozkładu własnych składników. W wyniku tego ulegną autolizie i obumrą, co spowoduje znaczny spadek ogólnej żywotności. Innym możliwym skutkiem przechowywania drożdży w złych warunkach jest zmiana ich kłaczkowatości. Może to powodować problemy w kolejnych fermentacjach. Innym czynnikiem, który może mieć wpływ na zdrowie drożdży jest poziom infekcji. Dzieje się tak, ponieważ drożdże muszą konkurować o niezbędne składniki odżywcze z organizmami zanieczyszczającymi.

Monitoring the Condition of Your Yeast

Jeśli weźmiesz pod uwagę wszystkie czynniki, które wymieniłem i zastosujesz najlepsze praktyki, nie powinieneś mieć żadnych problemów. Jednak nawet w najlepszych placówkach może się zdarzyć, że coś pójdzie nie tak. Ważne jest, aby mieć jakiś system kontroli jakości, pamiętając, że takie rzeczy jak spadek żywotności komórek drożdży lub niski poziom infekcji mogą nie być od razu widoczne. Jeśli nie podejmie się działań mających na celu rozwiązanie tych problemów na wczesnym etapie, można mieć większy ból głowy w późniejszym czasie, ponieważ takie efekty będą się nasilać w kolejnych warkach. Najlepszym sposobem na monitorowanie zdrowia drożdży jest sprawdzenie ich wyglądu pod mikroskopem. Używając barwnika „Błękit Metylenowy” można odróżnić komórki żywe (tj. zdolne do wzrostu) od komórek nieżywotnych (martwych) w populacji drożdży. Błona komórkowa komórek żywych jest nieprzepuszczalna dla tego barwnika, więc komórki wydają się bezbarwne. Natomiast komórki martwe mają uszkodzoną błonę komórkową i dlatego przyjmują barwnik i pojawiają się na niebiesko. Zbyt wysoki procent martwych komórek doprowadzi do spowolnienia fermentacji, ponieważ w efekcie będziesz używał mniej drożdży niż myślisz. To oczywiście zwiększy szansę na rozwój infekcji. Używając specjalnego szkiełka mikroskopowego, znanego jako hemocytometr, można policzyć liczbę komórek w danej zawiesinie. Może to być przydatne do określenia liczby komórek w zawiesinie w piwie. Mikroskopowe badanie drożdży i piwa może również pozwolić na wykrycie znacznych zanieczyszczeń, które w innym przypadku nie byłyby widoczne. (Zauważ jednak, że jeśli organizmy zanieczyszczające są łatwo widoczne pod mikroskopem, to znaczy, że są obecne w znacznej ilości. Aby uzyskać bardziej czułe metody wykrywania zanieczyszczeń, konieczne jest założenie hodowli laboratoryjnych). Mikroskop jest więc nieocenionym narzędziem dobrej kontroli jakości i powinien być brany pod uwagę przez wszystkich piwowarów. Można go również nabyć za niewielką cenę.

Działania zaradcze

Jeśli żywotność komórek drożdży jest niska, należy wymienić zapas drożdży i przeanalizować przyczyny, jak wskazano w poprzednich sekcjach. Podobnie, jeśli drożdże zostaną zainfekowane, można je wymienić. Alternatywnie, jeśli infekcja jest bakteryjna, możliwe jest jej wyeliminowanie poprzez płukanie kwasem. Polega to na traktowaniu drożdży kwasem przez pewien okres czasu bezpośrednio przed pakowaniem. Zasadą tej procedury jest to, że niskie pH (pH 2-0 – 2-2) jest wystarczające do zabicia większości bakterii zanieczyszczających, podczas gdy drożdże (które są bardziej tolerancyjne na niskie pH) pozostają nietknięte. W celu przeprowadzenia tej procedury konieczne jest uzyskanie prawidłowych warunków, w przeciwnym razie drożdże mogą również zostać uszkodzone.

Prawidłowe warunki mycia drożdży kwasem:

pH 2-0 – 2-2
Temperatura poniżej 5°C
Czas kontaktu ok. 1 godzina.

Zawiesina drożdżowa powinna być mieszana w celu zapewnienia równomiernej temperatury i rozprowadzenia kwasu.
Wiele kwasów nadaje się do tej procedury, ale zalecamy użycie spożywczego kwasu ortofosforowego. Drożdże powinny być rozstawione natychmiast po przemyciu kwasem, w przeciwnym razie ulegną zepsuciu. Jeśli zainfekowane drożdże mają niską żywotność, lepiej jest je zastąpić, niż próbować przemyć kwasem, ponieważ komórki drożdży będą w stresie i bardziej prawdopodobne jest, że będą miały negatywny wpływ. Ważne jest, aby rozpocząć płukanie kwasem na godzinę lub więcej przed rozczynem. Zakwaszone drożdże są następnie dodawane bezpośrednio do piwa – nie próbuj przechowywać zakwaszonych drożdży.

Utrzymywanie zapasu drożdży

Na pierwszy rzut oka wydaje się rozsądne, że należy utrzymywać zapas drożdży w nieskończoność, jako że każde warzenie daje więcej niż wystarczającą ilość drożdży do kolejnych warzeń. Niektórym browarom udało się utrzymać ten system przez wiele lat. Jest to jednak ryzykowna polityka z kilku powodów. Powinieneś zawsze mieć źródło nowych drożdży o stałej jakości, na wypadek gdyby zaszła konieczność wymiany zapasów drożdży.

Prawdopodobne przyczyny utraty zapasów drożdży

1. Infekcja.
   Infekcji wywołanej przez dzikie drożdże nie da się zwalczyć inaczej niż poprzez wymianę zapasów drożdży (być może kilkukrotną). Ponadto, jeśli twoje drożdże są niezdrowe, może nie być rozsądne przemywanie kwasem w celu usunięcia infekcji bakteryjnej.
2. Mutacje.
   Mutacje zawsze występują w populacji komórek drożdży. Większość mutantów nie przeżywa, ale z czasem wzrasta prawdopodobieństwo, że pojawi się jedna, która może mieć niepożądane właściwości. Najczęstsze niepożądane mutacje obejmują zmianę charakteru kłaczków lub utratę zdolności do fermentacji maltotriozy.

Źródła nowych drożdży

1. Pobliski browar.
   Czy jesteś pewien jakości drożdży pochodzących z tego źródła? Możesz odziedziczyć problemy. Czy zapewniona jest ciągłość dostaw?.
2. Hodowla laboratoryjna.
   Próbki Twoich drożdży mogą być przechowywane w warunkach laboratoryjnych w bardzo niskich temperaturach, w których nie są możliwe żadne zmiany w charakterze drożdży. Na życzenie klienta mogą być one ponownie hodowane, aby zapewnić kulturę startową o gwarantowanej jakości.
3. Użycie drożdży suszonych.
   Produkty takie jak Nottingham Ale Yeast znajdują coraz większe uznanie w świecie Browarnictwa.

Istnieje wiele korzyści z używania świeżych drożdży suszonych:

a) Gwarantowana konsystencja produktu
b) Wolność od infekcji
c) Brak problemów związanych z przechowywaniem drożdży w okresach niskiej aktywności piwowarskiej
d) Doskonały smak, odfermentowanie i właściwości flokulacyjne
e) Gwarantowane źródło zaopatrzenia

Infekcja

Jak już wcześniej wskazano, infekcja może mieć wpływ na zdrowie drożdży, ponieważ drożdże pitchingowe muszą konkurować z organizmami infekcyjnymi o niezbędne składniki odżywcze. Co ważniejsze jednak, infekcja będzie miała znaczący wpływ na jakość Twojego piwa. Główne skutki zanieczyszczenia to:

1. Wpływ na smak/zapach.
2. Kwaśny smak z powodu produkcji kwasu octowego lub mlekowego i/lub nietypowych aromatów, często roślinnych, siarkowych, fenolowych lub stęchlizny.
3. Zanieczyszczenia.
4. Złe odfermentowanie lub nadmierne odfermentowanie.

Istnieją dwie główne grupy mikroorganizmów, które mogą powodować infekcje:

1. Drożdże dzikie
2. Bakterie

Drożdże dzikie

Gilliland (1967) zdefiniował „drożdże dzikie” jako „wszelkie drożdże, które nie są celowo używane i pozostają pod pełną kontrolą”. Standardowe drożdże piwowarskie, Saccharomyces cerevisiae, to tylko jeden z 400 różnych gatunków rodzaju Saccharomyces. Istnieje również wiele setek różnych szczepów gatunku Saccharomyces cerevisiae, z których każdy posiada inne właściwości piwowarskie. Dzikie drożdże” mogą być zatem różnymi szczepami Saccharomyces cerevisiae, ale częściej są różnymi gatunkami Saccharomyces lub jednym z kilku innych rodzajów drożdży, np. Candida, Brettanonmyces, Hansenula, Kloeckera i Pichia.

Bakterie

Bakterie mogą fenomenalnie szybko rosnąć w brzeczce i piwie, jeśli tylko nadarzy się ku temu okazja. Oprócz efektów smakowych, pojawiły się obawy, że bakterie mogą przekształcać azotyny w piwie w rakotwórcze nitrozoaminy. Należy to rozważyć w sytuacjach, gdy zakażenie nie jest oczywiste, ponieważ nie widać innych skutków (np. wpływu na smak lub klarowność). Bakterie stanowią bardzo zróżnicowaną grupę. Oglądane pod mikroskopem wydają się bardzo małe w porównaniu z drożdżami piwowarskimi. Mają dwa podstawowe kształty: okrągły (cocci) i pręcikowy (bacilli). Można je również podzielić na dwie duże grupy przy użyciu procedury barwienia znanej jako „Grams Stain”. Bakterie są zazwyczaj albo Gram dodatnie albo ujemne, w zależności od tego jak reagują na ten barwnik. Właściwość ta związana jest z budową ich ścian komórkowych. Wiele bakterii jest wrażliwych na niekorzystne warunki panujące w brzeczce i piwie, a mianowicie niskie pH, zawartość alkoholu, ekstrakty chmielowe i niskie stężenie tlenu. Jednak niektóre grupy są w stanie rozwijać się w tych warunkach i dlatego są szczególnie niebezpieczne. Poniżej wymieniono niektóre z głównych grup biorących udział w zakażeniach piwowarskich.

Obesumbacterium proteus (Hafnia protea)

Znane również jako pospolite bakterie piwowarskie. Rozwijają się w brzeczce przy pH 5-0 – 5-5, ale są hamowane w piwie przy pH 3-8 – 4-2. Nie są skłonne do rozwoju w piwie, chyba że jego pH jest wyjątkowo wysokie, tj. powyżej 4-5. Nie można ich jednak lekceważyć jako organizmów psujących piwo, ponieważ jeśli są obecne w odpowiednio wysokim stężeniu w drożdżach, powodują w piwie posmaki określane jako owocowe lub przypominające pasternak. Kiedy pH brzeczki staje się zbyt niskie podczas fermentacji, bakterie te mają tendencję do łączenia się z komórkami drożdży, co powoduje ich kłaczkowanie. Jeśli fermentacja zaczyna się powoli z powodu zmniejszonej żywotności komórek drożdży lub braku tlenu, bakterie mają dłuższy okres czasu na namnażanie się zanim pH stanie się hamujące. Dlatego ważne jest, aby uzyskać energiczny początek fermentacji, aby temu zapobiec.

Bakterie kwasu mlekowego

Bakterie te są potencjalnie najbardziej niebezpiecznymi organizmami psującymi, ze względu na ich zdolność do wzrostu w warunkach niskiej zawartości tlenu oraz tolerancję na niskie pH, wysoki poziom alkoholu i antyseptyki chmielowe. Mogą mieć kształt pałeczek (Lactobacillus) lub kokcytów (Pediococci).
Bakterie kwasu octowego
Bakterie te są krótkimi pałeczkami Gram ujemnymi. Jak sama nazwa wskazuje, produkują one ocet (kwas octowy) z etanolu. Niektórzy członkowie tej grupy wytwarzają bardziej intensywne gazowanie zainfekowanego piwa, często prowadzące do silnego utrzymywania się piany. Są one obligatoryjnymi aerobami (tj. wymagają tlenu do wzrostu), więc zapobieganie dostępowi powietrza do piwa na wszystkich etapach przetwarzania po fermentacji stanowi najskuteczniejszy środek kontroli.

Zymomonas

Jest to kolejny Gram-ujemny krótki pręt. Jest to również silny organizm psujący, ponieważ rozwija się w warunkach ubogich w tlen, gdzie pH jest niskie, a stężenie alkoholu stosunkowo wysokie. Na szczęście nie jest on często izolowany w browarach.

Źródła zanieczyszczeń

Zanieczyszczenia mogą pochodzić z wielu źródeł:

1. Materiały wyjściowe tj. brzeczka, drożdże i wszelkie inne dodatki.
2. Zakład piwowarski tj.tj. naczynia, rurociągi itp.
3. Środowisko warzenia piwa.

1) Materiały wyjściowe

Przyglądając się zanieczyszczeniom myśli się przede wszystkim o ich wpływie na jakość piwa i późniejszych stratach, które mogą z tego wynikać. Jednakże, jako że każda warka piwa jest często źródłem drożdży dla następnej, powinniśmy rozważyć możliwość przeniesienia zanieczyszczeń z jednej warki do następnej w drożdżach drożdżowych. Ważne jest, aby zarządzanie drożdżami zapewniało, że drożdże do rozczynu są zasadniczo wolne od zanieczyszczeń. Brzeczka opuszczająca miedź, po zagotowaniu, powinna być praktycznie sterylna. Jednakże, jeśli system chłodzenia brzeczki nie jest wystarczająco czysty, istnieje możliwość, że brzeczka zostanie zanieczyszczona zanim trafi do kadzi fermentacyjnej. Wszelkie inne dodatki dokonywane na tym etapie, np. pożywki dla drożdży, powinny być również wolne od zanieczyszczeń. Pamiętaj, że każda dodana woda będzie zawierała bakterie i dzikie drożdże, jeśli nie zostanie wcześniej wysterylizowana.

2) Warzelnia

Wszystkie powierzchnie mające kontakt z brzeczką, piwem lub drożdżami muszą być dokładnie oczyszczone i wysterylizowane. Obejmuje to naczynia, rurociągi i narzędzia. Zabrudzone powierzchnie mogą stanowić ognisko dla wzrostu mikroorganizmów, które są później przenoszone do piwa.

3) Środowisko piwowarskie

Mikroorganizmy są obecne w powietrzu, szczególnie związane z cząsteczkami kurzu lub małymi kroplami wilgoci. Mogą one być również przenoszone przez owady (np. muszki owocowe) i inne szkodniki. Należy zatem dołożyć wszelkich starań, aby utrzymać środowisko warzenia piwa w jak największej czystości oraz zminimalizować przedostawanie się kurzu i ziemi z zewnątrz. W miarę możliwości wszystkie naczynia powinny być przykryte, aby zmniejszyć ryzyko zanieczyszczenia z powietrza.