Спиртовые и винные дрожжи: как выбрать?

Однажды у Анюточки сложилось впечатление, что народ, пекущий домашний хлеб, стал пользоваться исключительно заквасками различного происхождения. Обычные дрожжи, по их мнению, теперь источник опасности, любой рецепт с их применением сразу вызывал напряг – а нет ли в этом какого вреда? Как будто дрожжевой материал, изготовленный на заводе под строгим контролем, непременно нанесет вред. А вот закваске, выращенной и хранящейся в домашних условиях без всякой ревизии, доверяют на все 100%. Пришла пора восстановить доброе имя дрожжевого грибка, тем более, что и здесь не всегда все однозначно.

О дрожжах в целом

Более того, производители делают дрожжи, стараясь удовлетворить всяческие нужды пекарей. Дрожжевой состав может быть основан как на единственном штамме, так и на гибридах или смеси нескольких штаммов. На сегодня наиболее известные виды дрожжей это:

• Живые прессованные – получаются в результате фильтрации дрожжевого молока с последующим прессованием. В среднем они содержат 70% влаги и 30% сухих веществ, из-за этого их еще называют «мокрыми». Обычно продается в фольгированной или бумажной упаковке.
• Сухие инстантные – продукт новых технологий высушивания и улучшенных дрожжевых клеток. В результате процесса сублимации продукт принимает форму мельчайших гранул, которые по своим качествам максимально приближены к живым прессованным дрожжам. Их называют еще «мгновенными» или «быстродействующими», потому что они не нуждаются в насыщении влагой, а добавляются прямо в муку перед замесом теста.
• Сухие активные – продукт особой технологии, позволяющей получить гранулы, где содержание сухого вещества составляет 92%. По форме напоминают маленьких червячков.

Вы уже заметили, что сухой дрожжевой материал имеют два типа: активные и инстантные (или мгновенные, кому как нравится). А значит, вопрос о том, какие дрожжи лучше использовать для выпечки, приобретает еще более актуальный вид.

Что касается прессованного варианта, то здесь тоже без сто грамм не разобраться. Например, пекари американского континента предпочитают иметь дело с брикетами светлого цвета и сухими на ощупь. В Европе же используют темный цвет и влажную консистенцию. Поэтому копнем чуть глубже.

Разноцветные дрожжи

На этой микрофотографии вы видите клетки пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae

), помеченные флюоресцентными красителями в соответствии с тем, к какому штамму (то есть чистой культуре с определенным генотипом) они принадлежат. Каждое колечко — окрашенная клеточная стенка одной клетки. Это очень тонкий срез фиксированной культуры дрожжей, приготовленный для электронной микроскопии. Но до того, как изучать этот образец при помощи электронного микроскопа (ЭМ), его сфотографировали на флюоресцентный микроскоп (ФМ) и получили это симпатичное изображение.

Пекарские дрожжи — это одноклеточные грибы из отдела аскомицетов. Кроме того что это важнейший организм для производства выпечки и алкогольных напитков, пекарские дрожжи — одни из простейших и наиболее изученных эукариот. В клетке дрожжей есть все те же самые органеллы, транспортные пути и системы контроля качества (например, шапероны, см. картинку дня Бактериальный шаперонин GroE), что и в наших клетках. То есть многие базовые клеточные процессы, не связанные с многоклеточностью, можно изучать и в клетках дрожжей. А вот делать это гораздо легче, чем в клетках млекопитающих.

Изучяя функцию гена, в качестве первого шага обычно удаляют этот ген из генома и смотрят на тот или иной процесс или же добавляют к нему ген зеленого флюоресцентного белка (GFP), чтобы определить, где находится белковый продукт. Такое редактирование генома всегда основано на гомологичной рекомбинации — способности клетки заменить кусочек своего генома на другой кусок ДНК с похожей последовательностью. Например, чтобы добавить к гену GFP, надо доставить внутрь клетки молекулу ДНК с геном GFP, окруженным такими же нуклеотидными последовательностями, как и в месте генома, где должна произойти вставка. Клетки млекопитающих не могут инициировать рекомбинацию просто так: место вставки сначала нужно повредить. Для этого нужны система CRISPR/Cas9 и другие, более старые, технологии, такие как TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease), которые раньше использовали для млекопитающих. Даже с CRISPR редактирование генома клеток млекопитающих может занять несколько месяцев.

C дрожжами ситуация значительно лучше: они могут инициировать рекомбинацию без дополнительной помощи. Поэтому отредактировать геном в дрожжах можно за несколько дней. Этим свойством ученые успешно пользуются уже около 30 лет. Кроме того, дрожжи, в отличие от клеток млекопитающих, быстро растут и могут синтезировать большинство необходимых веществ самостоятельно, поэтому не требуют дорогих сред и стерильных боксов для работы с ними. Параллельно можно получить десятки и сотни разных штаммов дрожжей. Поэтому изучение функций генов дрожжей имеет невиданные масштабы: за несколько дней можно изучить влияние всех генов дрожжей на тот или иной процесс. Для этого были созданы целые коллекции мутантных штаммов, в каждом из которых точно и систематически удален или модифицирован определенный ген (из всего 6000). Такие коллекции несложно изучить целиком при помощи ФМ. Живые дрожжи сажают в многолуночные планшеты, а автоматический микроскоп снимает их.

Но не все процессы легко изучать при помощи ФМ. В некоторых случаях лучше подходит электронная микроскопия. Данные ФМ и ЭМ во многом комплементарны. ФМ может работать с живыми клетками и очень специфично показывает только объекты, помеченные флюоресцентными метками, при относительно небольшом увеличении. ЭМ неспецифично показывает все клеточные структуры одновременно и при гораздо большем увеличении, не превзойденном даже ФМ сверхвысокого разрешения. Это возможно потому, что вместо света в ЭМ используются электроны, не имеющие ограничения по длине волны (для биологических объектов).

Но поскольку электроны свободно распространяются только в вакууме и хорошо проходят только через образцы тоньше микрона, работать с живыми клетками в ЭМ нельзя. Их приходится фиксировать (то есть убивать при помощи заморозки или сшивания всех биомолекул друг с другом химическими способами), замещать воду на специальный пластик (это называется проводка) и резать на очень тонкие срезы. Если мы хотим изучить множество штаммов, то для каждого из них все это придется делать по отдельности. Проводку можно сделать автоматически для небольшого количества образцов, а вот резка — тонкая и очень напряженная ручная работа. Изучить тысячи и даже сотни штаммов так не получится. Поэтому ЭМ в плане производительности сильно отстает от обычной ФМ и даже от самого производства мутантных дрожжей. Например, сделать сто новых штаммов можно за месяц. Их изучение с помощью ФМ займет примерно полчаса, а вот сделать из них и изучить сто образцов с помощью ЭМ займет многие месяцы.

Сравнение флюоресцентной и электронной микроскопии. Слева

— белок Vps4, находящийся на эндосомах живых дрожжей, помечен при помощи GFP. Эндосомы видны как
зеленые точки
, контуры клеток помечены
пунктиром
.
Справа
— эндосомы (
Э
) дрожжей под электронным микроскопом. Рядом видны рибосомы (
черные точки
), вакуоль (
В
). Хорошо видна мембрана эндосом (
М
) и крошечные внутренние везикулы (
ВВ
). Фото с изменениями из статьи M. A. Y Adell et al., 2021. Recruitment dynamics of ESCRT-III and Vps4 to endosomes and implications for reverse membrane budding

Чтобы улучшить эту ситуацию, мы решили прибегнуть к распространенному способу — параллелизации экспериментов. Почему бы не объединить множество штаммов дрожжей, которые мы хотим изучить, в один образец, фиксировать, резать и готовить его для ЭМ, а потом, перед тем как собирать данные, разобраться, какая клетка к какому штамму принадлежит? Для этого мы придумали метод под названием MultiCLEM, который решает задачу параллелизации экспериментов для электронной микроскопии. Перед приготовлением образца для ЭМ мы выращиваем все штаммы дрожжей, которые хотим потом объединить, по отдельности, метим каждый штамм своей собственной комбинацией флюоресцентных красителей, связывающихся с клеточной стенкой, а потом смешиваем все помеченные штаммы вместе. Теперь на своей клеточной стенке каждая клетка несет флюоресцентный «штрихкод», показывающий ее принадлежность к определенному штамму.

Чтобы получить эту микрофотографию (см. верхнее фото), мы использовали три разных красителя — синий, зеленый и красный, — скомбинированные всеми возможными способами. Для человеческого глаза эти комбинации выглядят как синий, зеленый, красный (каждый цвет по-отдельности), циановый (синий + зеленый), фиолетовый (синий + красный), желтый (зеленый + красный) и белый (все три цвета вместе). Чем больше разных красителей, тем больше возможных комбинаций («штрихкодов») и тем больше штаммов дрожжей можно объединить в один образец. Максимальное количество, которого нам удалось добиться, — это 5 красителей, дающих 31 «штрихкод». В плане комбинирования разных цветов наш метод напоминает известный метод Брэйнбоу (Brainbow), см. картинку дня Разноцветные нейроны.

Чтобы считать «штрихкоды», мы берем образец, приготовленный для ЭМ, и вставляем его во флюресцентный микроскоп. Так и получается красивая картинка. Затем нужно получить изображение той же области под ЭМ с небольшим увеличением и совместить обе картинки. Так для каждой клетки, видимой на ЭМ, мы получаем ее флюоресцентный «штрихкод». Изучение одних и тех же образцов под разными микроскопами с совмещением данных называется коррелятивной микроскопией

(CLEM) и применяется сегодня всё чаще и чаще. Для CLEM часто приходится модифицировать протоколы приготовления образцов. В данном случае мы использовали протокол, который позволяет сохранить флюоресценцию красителей в фиксированном и засушенном конечном образце.

Принцип работы метода CLEM

После того как «штрихкод» считан, образец снова отправляется в ЭМ, чтобы собрать данные под высоким увеличением. Современные электронные микроскопы автоматизированы и могут работать сутками, собирая данные совершенно самостоятельно. Метод MultiCLEM включает в себя набор программ, которые считывают «штрихкоды», помогают настроить электронный микроскоп на автоматический сбор данных и в итоге сортируют полученные данные в соответствии со штаммом дрожжей. Драгоценное время работы на электронном микроскопе тоже используется более эффективно, потому что менять образцы и настраивать микроскоп, чтобы изучить каждую отдельную линию, не нужно.

Например, сфотографировать 100 клеток на ЭМ под большим увеличением занимает примерно 1,5 часа. То есть, чтобы изучить 15 образцов по-отдельности, нужно примерно три рабочих дня (если вы хотите поспать ночью), и менять образец нужно каждые 1,5 часа. Если все 15 образцов объединены в один, то всё равно надо изучить 100 клеток на штамм, что займет 1,5 × 15 = 22 ч чистого времени на микроскопе. Но приходить и менять образец (тоже не очень простое мероприятие из-за вакуума внутри микроскопа) каждые 1,5 ч не надо: достаточно запустить микроскоп утром, заниматься другими делами днем, поспать ночью и на следующее утро забрать готовые данные. Но самая главная экономия, достигнутая нашим методом, — это экономия ручного труда во время фиксирования и резки образца, на каждый из которых уходит 1–2 часа напряженной работы.

— флюоресцентная и электронные микрофотографии (малое увеличение) одной и той области образца. Данные ФМ и ЭМ объединяются (
красные стрелки
), чтобы считать «штрихкоды» и найти местоположение клеток. Отдельные клетки автоматически фотографируются ЭМ при большом увеличении и данные сортируются в соответствии со «штрихкодами». Для примера
внизупо центру
и
справа
показаны фотографии высокого разрешения митохондрий с нормальной морфологией (небольшой размер, темное содержимое) и с ненормальной (увеличенный размер, светлое содержимое). Микрофотографии даны только для примера и не соответствуют конкретным клеткам, показанным внизу слева.
Длина масштабного отрезка
: вверху — 20 мкм, внизу — 100 нм. Рисунок © Юрий Быков

В итоге, по нашим расчетам, в рамках одного проекта под электронным микроскопом можно изучить не 10–20 штаммов дрожжей, а 200–300 — без существенного увеличения времени, затраченного на приготовление образцов. Это всё еще далеко до производительности ФМ, но уже позволяет собирать приличную статистику, изучать больше генов и в целом делать исследования более систематически.

Фото из статьи Y. S. Bykov et al., 2021. High-throughput ultrastructure screening using electron microscopy and fluorescent barcoding, длина масштабного отрезка — 10 мкм.

Юрий Быков

Прессованные дрожжи – живее всех живых

Именно этим вариантом продолжают чаще всего пользоваться при выпечке хлеба, потому что дешево и эффективно. Свежий продукт всегда готов к работе, его предварительно или разводят в воде, или крошат прямо в тесто. По мнению многих домашних пекарей, во время замеса стоит избегать длительного контакта дрожжей с солью. Тем не менее, практика показывает, что этот факт не особо влияет на качество выпечки.

Из минусов «мокрых» дрожжей особо хочется отметить небольшой срок хранения, из-за высокой влажности. Герметичная упаковка их бы не спасла от порчи, ведь дрожжевые клетки без воздуха просто задохнутся.

Срок хранения дрожжевых брикетов

Оставляя на сохранение такой продукт, нужно учитывать, что стабильность брожения находится в прямой зависимости от сроков и температуры этого самого хранения. Допустим, дрожжи нормального брожения (французские) обеспечивают качественную работу, когда их:

1. Хранили 30 дней при температуре 4-10℃.
2. Через 60 дней даже при такой температуре эффективность сокращается на 60%. Резервы сахара для питания клеток заканчиваются, происходит естественное высыхание и возникает угроза появления плесени.
3. Температура 30-35℃ напрочь убьет дрожжевую активность за 24 часа, а через три дня брусок уже не будет крошиться, станет коричневым и вязким.

Дозировка

Обычно для приготовления теста используется от 20 до 50 г прессованных дрожжей на 1000 г муки, другими словами, от 2 до 5%. Правило действует во всех случаях выпечки, но, например, торт Сникерс является исключением, поскольку там и муки-то нет. Дрожжевая доля в муке для приготовления сдобного теста, где присутствует высокое содержание жира и сахара, находится в пределах 5%. Два процента берется для выпечки обычного хлеба.

Что лучше: дрожжи сухие или «мокрые»?

Еще двадцать лет назад в продаже имелись только свежие прессованные дрожжи. Они, безусловно, и сейчас являются очень удобными, поскольку всегда находятся в «полной боевой готовности». Единственный весомый минус – короткий срок хранения.

Главное же преимущество сухих дрожжей заключается в длительном сроке хранения. Он составляет 24 месяца. Это позволяет хозяйкам не бегать в поисках свежих дрожжей перед приготовлением выпечки, а всегда иметь в доме необходимый пакетик.

Сухие дрожжи и активизация процесса выпечки

В нынешнем хлебопечении применяют два типа сухих дрожжей: активные и быстрорастворимые. Их отличие состоит в режимах высушивания, но что важно для потребителя – в способах использования. Активные перед применением нужно развести в воде или молоке. Инстантные же дрожжи мешают с мукой без предварительного насыщения водой, что существенно сокращает процесс замеса.

Активные

Продукт технологий тридцатых годов ХХ века. Его разработали, прежде всего, в целях обеспечения максимальных сроков хранения и сохранения стабильности, но при этом пострадала их активность. Поэтому на самом деле «активными» эти дрожжи называются только формально и для приготовления качественного теста нужны высокие дозы.

Важно! Чтобы привести сухой материал в рабочее состояние, на каждый грамм дрожжевой смеси берут 5 грамм горячей воды температурой 40℃ и отставляют на 15 минут. Перемешивать при этом не нужно! Использование холодной воды недопустимо! При замачивании в воде ниже 20℃ дрожжевые клетки теряют активность на 30-50%, а вода 5℃ совсем их убивает. Но это еще не все – в холодной воде из клеток выделяется глутатион, который портит клейковину. Тесто становится вялым и неплотным.

Если использовать этот вид дрожжей для выпечки хлеба или других изделий, то лучше оградить их от контакта с холодной водой и остывшими стенками чаши. Оптимальный выход в такой ситуации – смешать дрожжевую дозу с небольшим количеством муки, а потом всыпать в общую массу. В процессе замеса вода и емкость будут нагреваться, и сращивание с дрожжевыми клетками пойдет интенсивнее.

Быстрорастворимые

Появились в конце 60-х прошлого века в целях экстремальной максимизации активности дрожжевых клеток. По весу инстантные дрожжи используют в меньших дозах, чем активные. В заводской упаковке хранятся до 12 месяцев. Но после ее вскрытия могут пролежать в холодильнике всего месяц.

Важно помнить, что при использовании этого вида дрожжей, также существует риск выделения глутатиона. Поэтому в некоторых случаях уменьшают время замеса и добавляют в тесто дополнительный окислитель в виде лимонной кислоты или винного уксуса.

Что такое сухие дрожжи? Их состав

Дрожжи в сухом виде представляют собой одноклеточные микроорганизмы, которые находятся в спящем состоянии, но при этом сохраняют способность запускать процессы брожения. Они могут храниться длительное время, а при определенных благоприятных условиях переходят в активную стадию.

Какие дрожжи лучше использовать в тесте: сухие или живые

Общепризнанно, что по силе и мощи, моментальные (быстрорастворимые) дрожжи вне конкуренции. Для выпечки применяют все три вида дрожжевого материала, и в целом, какой-то особой разницы в поднятии теста вы не уловите. Однако разница кроется именно в использовании:

• Если инстантные дрожжи применяют для приготовления слоеного дрожжевого теста с временем замеса менее 3 минут, их сперва нужно растворить в воде. Это единственное исключение, когда этот вид размачивают: одну ст. ложку мгновенных дрожжей заливают 4 ст.л. воды температурой 35-38℃. Смесь размешивают и оставляют в покое на 10-60 минут, не более. В остальных случаях быстрорастворимые дрожжи без всяких заморочек вносят в муку и перемешивают.

• Чтобы «разбудить» сухие активные дрожжи их предварительно замачивают в горячей воде около 40℃: на каждый грамм 5 грамм воды. Оставляют смесь на 15-20 минут в покое, перемешивать нельзя!
• Прессованные дрожжи просто разводят водой или молоком комнатной температуры, жидкости должно быть в три раза больше. После чего емкость накрывают салфеткой и ставят в теплое место, пока смесь не поднимется.

Особенности применения

Прессованный живой материал отлично работает в практически всех видах теста, включая технику непрерывного замеса и замораживание. Таким образом, тесто на будущее можно спокойно замораживать.

Тесто на базе инстантных дрожжей получается более вялым, чем с прессованным аналогом. Поэтому их в основном используют в безопарных видах теста, но в сочетании с порошком витамина C они вполне справляются с поставленной задачей. Аскорбиновая кислота значительно повышает упругость теста.

В то же время, практика показывает, что мгновенные /инстантные дрожжи лучше всего подходят для приготовления теста пиццы и низких булочек под гамбургеры. Здесь от теста одновременно требуется текучесть и растяжимость. Крупные же подовые караваи и формовой хлеб идеально получаются только на «мокрых» прессованных дрожжах.

Взаимозаменяемость сухих и свежих

Рецептов дрожжевого теста очень много, и тут каждый выбирает свои любимые. Но частенько бывает так, что в перечне ингредиентов есть сухие дрожжи, а в холодильнике свежие или наоборот. Вот тут-то и возникает вопрос о взаимозаменяемости.

Сложнее, если выпечка запланирована в хлебопечке, хотя и в этом случае можно что-то придумать. Главное – понимать, какое соотношение сухих и живых подходит к данному рецепту.

Отдельно нужно остановиться на быстрорастворимых. Такие дрожжи хороши только для несдобного теста или с малым количеством сдобы, например, дрожжевое тесто для пиццы. Дело в том, что быстрорастворимые отлично справляются с одноразовой расстойкой теста. А вот на повторную их действия может уже не хватить. Тем более, если тесто утяжелено сдобой. Зато по количеству их нужно меньше, чем сухих активных: если активных по рецепту 4 г, то быстродействующих 3г. Если измерять в чайных ложках, то 1 ч.л. сухих активных=3/4 ч.л. быстродействующих.

Взаимозаменяемость дрожжей

При замене прессованного продукта на любой сухой вариант нужно принимать во внимание силу брожения и количество сухих веществ в каждом из них. Как правило, прессованные дрожжи меняют на активные в соотношении 0,5:1, а именно – 250 г прессованных на 100 г сухих. При такой замене обычно делают корректировку в виде добавления окислителей: винного уксуса, лимонной или аскорбиновой кислоты.

Таблица соотношения дрожжевых стартеров поможет сориентироваться при осуществлении замены.

Мера веса для сухих дрожжей

Как правило, производители выпускают сухие дрожжи, расфасованные в герметичные пакетики весом от 7 до 12 грамм. Рассчитаны они на полкило или один килограмм муки. Имеются в продаже и упаковки весом до ста грамм. В таком случае, чтобы определить, сколько сухих дрожжей добавлять в тесто, в домашних условиях пользуются подручными средствами.