7.1. Характеристика дрожжей

Шампанские дрожжи относятся к роду Saccharomyces виду oviformis (bayanus) или vini. Они имеют овальную форму и средние размеры 7x6 мкм.

Дрожжевая клетка является организмом, в котором протекают многообразные биохимические реакции синтеза белков и других компонентов, обеспечивающие ее жизнедеятельность и размножение. Эти функциональные особенности обусловливают сложную структурную организацию дрожжевой клетки.

Дрожжевая клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, ядра, митохондрий, рибосом, вакуолей, эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, лизосом. Каждый органоид клетки имеет мембрану и внутреннюю структуру, соответствующую его функциям. Роль отдельных морфологических структур в жизнедеятельности клеток различна и крайне многообразна.

Помимо описанных органоидов в дрожжевых клетках обнаруживают отдельные гранулы запасных питательных веществ: липидов, гликогена и волютина - комплекса липопротеида, РНК, полифосфатов и ионов магния. Таким образом, высоко-дифференцированная организация клетки, наличие функционально различных органоидов и мембран позволяют дрожжевой клетке обеспечить взаимосвязь и регуляцию процессов биосинтеза и распада отдельных соединений, происходящих в определенных субклеточных структурах.

Дрожжевая клетка построена из большого числа химических веществ, состав которых зависит от расы дрожжей, физиологического состояния, условий культивирования. Соотношение элементов в клетке следующее (в %): углерод - 46, кислород - 30, азот - 9,1, водород - 6,9, неорганические вещества - 8. В дрожжевой клетке около 67% воды и 33% сухих веществ. В составе веществ клетки различают неорганические (5-10%) и органические (90-95%). Из неорганических элементов преобладают фосфор и калий, в значительно меньших количествах содержатся сера, кальций, натрий, хлор, железо, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, хром и др. Органические вещества в основном включают белки (55%), нуклеиновые кислоты (30%), полисахариды (12-28%), липиды, свободные аминокислоты, витамины и др.

Углеводы дрожжей в основном представлены полисахаридами: маннаном, глюканом, гликогеном и дисахаридом трегалозой. Маннан и глюкан являются структурными полисахаридами, гликоген и трегалоза - запасными питательными веществами. В дрожжах также найдены пентозаны, глюкозамин и хитин.

Из азотистых веществ в дрожжах содержатся белки, пептиды, свободные аминокислоты, нуклеиновые кислоты. В составе фосфорных соединений идентифицированы ортофосфаты, полифосфаты, соединения фосфора с сахарами, нуклеозидами, инозитом, липидами. Дрожжи являются источником многих витаминов группы В, Е, инозита, холина, содержат эргостерин.

В процессе спиртового брожения и выдержки отмеченные компоненты дрожжей в клетке подвергаются различным превращениям. Биохимические реакции в клетке катализируются ферментами. В дрожжах содержится большое число ферментов, ускоряющих сложные биохимические процессы обмена веществ (метаболизма) клетки. Нормальная жизнедеятельность клетки, как известно, предполагает распад питательных веществ и биосинтез новых компонентов: углеводов, кислот, азотистых веществ, липидов и др. Протекание этих процессов сопровождается образованием или потреблением энергии. Биохимические реакции трансформации питательных веществ среды, накопления энергии и биосинтеза структурных компонентов протекают в дрожжевой клетке согласованно. Координация между различными метаболическими процессами распада (катаболизма) и синтеза (анаболизма) в дрожжевой клетке обеспечивается благодаря сложнейшим регуляторным механизмам: регулированием активности и биосинтеза ферментов. Благодаря этому дрожжевые клетки могут приспосабливаться к неблагоприятным условиям и, например, в зависимости от состава среды изменять состав внутриклеточных ферментов. В связи с этим подбор соответствующих условий и сред для размножения дрожжей может оказать существенное влияние на набор индуцибельных ферментных систем в клетках и, следовательно, на состав продуктов брожения и автолиза. Таким образом, дрожжевая клетка является как бы миниатюрной автономной "биохимической фабрикой", в которой непрерывно перерабатываются питательные вещества, синтезируются новые необходимые для жизни компоненты и экскретируются ненужные продукты обмена. Совершенно очевидно, что жизнедеятельность дрожжевых клеток в виноградном сусле и в шампанизируемом вине влияет на состав вина. В свою очередь состав среды (сусла или вина) влияет на метаболизм дрожжевых клеток.