Дрожжи: польза и вред для организма человека

Что такое дрожжи (грибки)

Дрожжами называют внетаксономическую группу грибков, то есть одноклеточных микроорганизмов. Они обитают повсеместно на фруктах, овощах, листьях растений, почве и в любых субстратах, богатых сахарами – то есть короткоцепочечными углеводами. Это по сути главный источник пищи для дрожжей.

Designed by Molnarova.Lucia/commons.wikimedia.org

Разумеется, живут они и в пищеварительных трактах живых существ, в том числе и у человека. В сущности, микробиота нашего кишечника примерно на треть представлена дрожжевыми культурами. Большое количество дрожжей постоянно присутствует на коже, в носоглотке, во рту, легких и других органах.

При этом часть из них относятся к группе условно-патогенных – то есть при определенных обстоятельствах могут вызывать болезни. Таковыми, например, являются грибки Candida, вызывая всем известную влагалищную инфекцию – кандидоз, или по-простому молочницу

В общей сложности в природе насчитывается порядка 500 разновидностей дрожжей, из которых около 30 можно отнести к потенциально вредным для здоровья.

Средний состав дрожжей

Сухие вещества: 30-33 %
Азот: 6,5-9,3 % (к СВ)
Белок: 40-58 %
Углеводы: 35-45 %
Жиры: 4-6 %
Минеральные вещества: 5-7,5 %
Витамины: B1, B2, B6, PP

Клеточное строение

Форма клетки разнообразна, она может быть шарообразной, эллипсовидной или в виде палочки. Размеры зависят от среды обитания и ее условий. Характеристику дрожжей производят по свойствам более молодых дрожжей.

Дрожжевые клетки имеют в своем составе следующие компоненты:

• Цитоплазма;
• Ядро;
• Мембрана;
• Митохондрии;
• Гликоген;
• Аппарат Гольджи;
• Рибосомы.

Дрожжи в продуктах питания

Никому в здравом уме не придет в голову есть дрожжи просто так. Но вы точно их встречали в своем рационе. Человечество уже очень давно подметило их свойства сбраживать или сквашивать продукты, придавая им своеобразный вкус. Это достигается за счет выделения спиртов и различных вторичных метаболитов, когда микроорганизмы поедают сахар.

Дрожжи в пищевых продуктах делятся на три группы:

1. Хлебопекарные;

2. Пивные;

3. Диетические (пищевые).

Нет никаких доказательств, что дрожжи сами по себе вредны для организма человека. Более того – они несут массу полезного. Но, как водится, лишь при определенных обстоятельствах.

Читайте также: Как придерживаться средиземноморской диеты в России: блюда, примерное меню

Designed by azerbaijan_stockers/freepik; freepik; KamranAydinov/freepik

Пивные дрожжи и их польза для организма

Представляют собой очищенную культуру грибка Saccharomyces cerevisiae. Самый распространенный тип, встречаемый в пищевой промышленности, поскольку применяется не только для производства пива.

Пивные дрожжи особенно богаты витаминами группы B:

1. Тиамин;

2. Рибофлавин;

3. Ниацин;

4. Пантотеновая кислота;

5. Пиридоксин;

6. Фолиевая кислота;

7. Биотин.

Собственно, из-за этого их ещё используют в косметологии – например, в шампунях и масках для волос.

Читайте также: Какие витамины помогают расти волосам на голове?

Не стоит говорить, какое значение витамины группы B имеют для нашего организма. В частности, преобразование белков, жиров и углеводов в энергию идёт с участием витамина B.

Помимо этого в пивных дрожжах много селена и хрома – ещё двух важных микроэлементов для здоровья. Хром, к примеру, помогает организму поддерживать нормальный уровень сахара в крови, а селен участвует в секреции гормонов щитовидной железы

Нет, чтобы получать достаточное количество пивных дрожжей, напиваться пивом не обязательно. В каких продуктах их ещё можно встретить:

1. Арахис;

2. Бобовые (фасоль, бобы, горох, нут);

3. Пшеница и пшеничная крупа;

4. Злаковые;

5. Кисломолочные продукты.

Продаются пивные дрожжи и в сухом виде (таблетки, капсулы, порошки), в качестве биодобавки. Однако их прием лучше сначала обсудить с диетологом.

Польза хлебопекарных дрожжей

По сути это тот же вид, что и пивные, но другой штамм. Питательными веществами они не особенно богаты, поэтому в качестве пищевой добавки не используются. Основное назначение – поднимать тесто для выпечки, делая его мягким и воздушным за счет выделения углекислого газа и этанола (ферментации).

Designed by Your Best Digs/flickr

Так или иначе, в хлебопекарных дрожжах есть некоторое количество микроэлементов, фолиевой кислоты и незаменимых аминокислот.

Вопреки расхожему мнению хлебопекарные дрожжи редко приводят к оппортунистическим инфекциям. Скорее наоборот: они становятся частью здорового микробиома кишечника, либо же попросту не задерживаются в пищеварительном тракте

Пищевые дрожжи для веганов

Это особая биодобавка, которая поставляется в виде хлопьев, порошков или жидкостей. Они придают блюдам сырный вкус и дополнительную питательную ценность. Собственно, из-за этого свойства их ещё называют «веганским пармезаном».

Пищевые неактивные дрожжи – что это такое? По сути перед нами «убитые» культуры дрожжей, которые не имеют способности размножаться. Также они очищены от болезнетворных грибков Candida, чтобы не подкармливать условно-патогенный микробиом

На рынке пищевые дрожжи позиционируются чаще всего именно как веганский продукт, поскольку при такой диете нельзя есть никаких животных продуктов, включая сыры. Между тем, веганы нуждаются в витамине B12, которым и обогащают пищевые дрожжи.

Вред дрожжей для организма человека

Как уже было сказано выше, дрожжи могут доставить проблем при определенных обстоятельствах. Поэтому с продуктами и биодобавками на их основе нужно быть осторожнее.

Читайте также: Что такое лечебные столы по Певзнеру и для чего они разработаны Читайте также: Антикандидное питание: меню, блюда и зачем оно нужно

Вот некоторые ситуации:

1. Ослабленная иммунная система при различных медицинских состояниях (ВИЧ, аутоиммунные, прием иммуносупрессоров, тяжелая инфекция). В такой ситуации микробиота кишечника начинает активно размножаться и выходить из-под контроля, провоцируя либо синдром избыточного бактериального роста (СИБР), либо кандидоз кишечника;

2. Хронические воспалительные заболевания ЖКТ, такие как болезнь Крона или язвенный колит в период обострения;

3. Длительный курс антибиотиков и связанный с ним дисбактериоз (антибиотик-ассоциированная диарея). Ситуация ровно та же самая – бесконтрольное размножение бактерий или грибков;

4. Вагинальные инфекции у женщин отчасти могут быть спровоцированы дрожжами и дрожжевыми продуктами. Однако происходят они также на фоне ослабленного иммунитета, аллергии и погрешностей питания (много алкоголя, рафинированных углеводов и т.п.);

5. Кожные заболевания (экзема, псориаз, акне) и грибковые инфекции кожи. Продукты с дрожжами и добавки могут стать триггером очередной вспышки. Либо же, как в случае с кандидозом кишечника, поддерживать колонию грибков на коже, затягивая выздоровление;

6. Любые продукты брожения часто провоцируют расстройство кишечника (вздутие живота, диарея и т.д.), поэтому с ними нужно быть поаккуратнее;

7. Добавки с дрожжами (пивные дрожжи в таблетках) не рекомендуются диабетикам, поскольку при взаимодействии с инсулином могут вызвать падение глюкозы в крови.

Дыхание

Для проведения дыхательной деятельности клеткам дрожжей жизненно важен кислород. Но при необходимости дрожжи какое-то время могут полностью обойтись без него.

Продукты жизнедеятельности дрожжей

Дрожжевые клетки в процессе синтеза производят несколько видов спиртов, а также, различные жирные кислоты. Кроме этого, дрожжевые клетки имеют способность выделять определенные вещества в окружающую среду, например, альдегиды и сивушные масла.

От чего зависит рост дрожжей

Процессы роста дрожжевых организмов зависят от разнообразных факторов внешней среды – температуры, влажности, кислотности, осмотического давления. Большинство дрожжей предпочитают среднюю температуру, среди них практически нет видов-экстремофилов, которые предпочитают чересчур высокую или, напротив, низкую температуру. Известно существование видов, способных переносить неблагоприятные условия окружающей среды. Подавить рост и развитие некоторых дрожжевых организмов можно, используя антибиотики.

Рис. 9. Производство дрожжей.

Размножение

Размножаются дрожжевые клетки обычно вегетативно, с помощью почкования или деления. Известны случаи полового размножения у некоторых дрожжей. Кроме того, существуют дрожжевые клетки, образующие мицелий, который впоследствии распадается на отдельные артроспоры.

Польза дрожжевых организмов

Широкое применение имеют дрожжи не только в пищевой промышленности, при производстве хлебобулочной продукции и напитков, но и при получении многих полезных элементов – витаминов, полисахаридов, органических кислот, ферментов и каротиноидов.

Строение клетки дрожжей

Дрожжевые клетки имеют разную форму: эллипсов, овалов, палочек, шаров. Размерность также бывает разная: часто длина составляет 6-12 мкм, а ширина 2-8 мкм. Это зависит от условий их обитания или культивирования, питательных компонентов и факторов внешней среды. Наиболее стабильные по свойствам молодые дрожжи, поэтому характеристику и описание видов проводят именно по ним.

Дрожжевые организмы имеют все стандартные компоненты, присущие эукариотическим клеткам. Однако, помимо этого, обладают уникальными отличительными свойствами грибов и сочетают в себе признаки клеточных структур растений и животных:

• стенки ригидны, как у растений,
• нет хлоропластов и есть гликоген, как у животных.

Рис. 4. Разнообразие видов дрожжей: 1 — пекарские (Saccharomyces cerevisiae); 2 — мечниковия прекраснейшая (Metschnikowia pulcherrima); 3 — кандида земляная (Candida humicola); 4 — родоторула клейкая (Rhodotorula glutinis); 5 — родоторула красная (R. rubra); 6 — родоторула золотистая (R. aurantiaca); 7 — дебариомицес Кантарелли (Debaryomyces cantarelli); 8 — криптококк Лавра (Cryptococcus laurentii); 9 — надсония продолговатая (Nadsonia elongata); 10 — спороболомицес розовый (Sporobolomyces roseus); 11 — спороболомицес хольсатикус (S. holsaticus); 12 — родоспоридиум диобоватум (Rhodosporidium diobovatum).

Клетки содержат мембраны, цитоплазму, а также такие органоиды, как:

• ядро;
• Гольджи аппарат;
• Митохондрии клеток;
• рибосомный аппарат;
• жировые включения, зерна гликогена, а также валютин.

Отдельные виды имеют в составе пигменты. У молодых дрожжей цитоплазма является гомогенной. В процессе роста внутри них появляются вакуоли (содержащие органические и минеральные компоненты). В процессе роста наблюдается образование зернистости, происходит увеличение вакуолей.

Как правило, оболочки включают нескольких слоев с включенными полисахаридами, жирами и азотосодержащими компонентами. Некоторые из видов имеют ослизнелую оболочку, поэтому часто клетки склеены между собой и в жидкостях образовывают хлопья.

Рис. 5. Строение клетки дрожжевых организмов.

Что синтезируют дрожжи

Чаще всего дрожжи продуцируют при обмене веществ различные виды спиртов – большую часть составляют этиловые, пропиловые, изоамиловые, бутиловые, изобутиловые виды. Кроме того, обнаружено образование летучих жирных кислот, например, выявлен синтез уксусной, пропионовой, масляной, изомасляной, изовалериановой кислот. Помимо этого, при жизнедеятельности они в небольших концентрациях могут выделять в окружающую среду ряд веществ — сивушных масел, ацетоинов, диацетилов, альдегидов, диметилсульфида и прочих. Именно с такими метаболитами часто связывают органолептические свойства получаемых при их использовании продуктов.

Где применяют дрожжи

Пекари могут использовать дрожжи в производстве хлебов, где ферментация должна проходить с высокой скоростью. Питательные вещества быстродействующих дрожжей обычно не нужны для производства ремесленных хлебобулочных изделий, которые включают в себя длительные стадии ферментации.

Нельзя сказать, что перечисленные выше питательные вещества по отдельности строго необходимы в производстве всех хлебобулочных изделий. Ингредиенты, такие как пшеничная мука и сухое молоко, могут вполне обеспечить достаточное количество питательных веществ для правильной работы дрожжей. Если же условия для брожения не идеальны, питательные вещества могут быть принудительно добавлены для усиления активности дрожжей.

При отборе штаммов дрожжей для хлебного теста следует различать постное тесто, содержащее низкие концентрации сахара, и сладкое тесто (~30% сахара). В постном тесте очень важно, чтобы дрожжи могли эффективно метаболизировать мальтозу, в то время как в сладком или замороженном тесте осмотолерантность (устойчивость) является важным фактором.

Зрелая пшеница содержит высокие уровни бета-амилазы и низкие уровни альфа-амилазы; таким образом, необходимо дополнять муку альфа-амилазой для увеличения концентрации ферментативных сахаров.

Рост дрожжевых клеток

Рост дрожжей обусловлен воздействием факторов окружающей среды – температурой и влажностью воздуха, кислотностью и атмосферным давлением. Благоприятной для усиленного роста является средняя температура.

Итог

В сущности, для здорового человека дрожжевые продукты не вредно. Однако не стоит увлекаться добавками на их основе. Если вы и так регулярно едите ферментированные продукты, употребляете кисломолочную продукцию и т.д., они попросту не нужны.

Главное условие здорового питания: есть поменьше сладкого и рафинированных углеводов – именно из-за них бактерии и грибки кишечника могут «взбунтоваться» и выйти из-под контроля, особенно на фоне ослабленного иммунитета. Собственно, это единственная категория людей, кому дрожжи могут причинить реальный вред.

Чем питаются дрожжи

Многие дрожжи-хемоорганогетеротрофны, и для того, чтобы получить энергию для питания и получения энергии используют органические питательные компоненты.

В бескислородных условиях для своего питания дрожжи предпочитают использовать такие углеводы, как гексоза и синтезированные из нее олигосахариды. Некоторые виды могут усваивать также другие виды углеводов — пентозу, крахмал, инулин. При доступе кислорода они способны к потреблению более широкого круга веществ, в то числе – жировые, углеводородные, спиртовые и другие. Такие сложные виды углеводов, как, например, лигнины и целлюлозы, для усвоения им не доступны. Источниками азота для них, как правило, служат соли аммония и нитраты.

Рис. 7. Дрожжи под микроскопом.

Применение дрожжей в медицине

Дрожжи используют в биотехнологических процессах при производстве лекарственных веществ — инсулин, интерферон, гетерологичные белки. Медики часто прописывают пивные дрожжи ослабленным людям при аллергических заболеваниях. Применяют их и в косметологических целях для укрепления волос, ногтей, улучшения состояния кожи.

Рис. 11. Дрожжи в косметологии.

Кроме того, среди дрожжей встречаются виды (к примеру, Saccharomycesboulardii), способные поддерживать и восстанавливать микрофлору желудочно-кишечного тракта, а также снимающие симптомы и риск возникновения диарей и снижающие сокращения мускулатуры у пациентов с синдромами раздражённого кишечника.

Инстантные сухие дрожжи

Эта форма сухих дрожжей отличается от обычных тем, что это легкосыпучий продукт, не требующий регидрации перед их добавлением в тесто. Благодаря низкой влажности одна часть может заменить три части прессованных дрожжей по массе.

Так же, как и другие виды сухих дрожжей, инстантные дрожжи не требуют специальных уловий хранения и сохраняют активность при комнатной температуре, пока пакет остался закрытым и под вакуумом. В этих условия потеря активности обычно не превышает 1% в месяц.

Инстантные дрожжи чувствительны к холодной воде во время регидрации. Это стоит учесть при замесе теста со льдом.

При использовании активных дрожжей продолжительность замеса обычно уменьшается. Это связно с вымываем из нежизнеспособных клеток глютатиона – восстановителя, который оказывает воздействие на белки клейковины. Но у инстантных дрожжей при сушке не формируется оболочка из дезактивированных клеток – источника глютатиона. Поэтому при работе на медленном тестомесильном оборудовании потребуется больше времени для того, чтобы гранулы инстантных дрожжей регидратировались и равномерно распределились по тесту по сравнению с прессованными.

Параметры, влияющие на активность дрожжей

1. Температура

2. Дозировка дрожжей

Чем выше дозировка дрожжей, тем быстрее идет брожение.

3. pH

От 4,5 до 6 оптимальный предел для дрожжевой активности. pH хлеба, изготовленного прямым способом, лежит в пределе 5.6 — 5.7.

4. Гидратация

Вода облегчает дрожжевую активность, растворяя сбраживаемые вещества и улучшая клеточную подвижность.

5. Концентрация и тип сахаров

Дыхательные процессы дрожжей

Для дыхательных процессов дрожжевым клеткам нужен кислород, но многие их виды (факультативно-анаэробные) могут обходиться временно и без него и получать энергию от процессов брожения (бескислородное дыхание), образуя при этом спирты. В этом заключается одно из главных их отличий от бактерий:

среди дрожжей нет представителей, способных жить абсолютно без кислорода.

Процессы дыхания с кислородом энергетически выгоднее для дрожжей, поэтому при его появлении клетки завершают брожение и переходят на кислородное дыхание, выделяя при этом углекислый газ, что способствует более быстрому росту клеток. Такой эффект носит название Пастера. Иногда, при большом содержании глюкозы наблюдается эффект Кребтри, когда даже если есть кислород, клетки дрожжей ее сбраживают.

Рис. 6. Дыхание дрожжевых организмов.

Сухие активные дрожжи

Производство сухих активных дрожжей осуществляется по технологии, используемой для прессованных дрожжей до этапа прессования.

Вместо прессования дрожжевую массу экструдируют через перфорированные пластины, получая из нее тонкие нити, которые разрезают на фрагменты. Затем полученный материал сушат в сушилках.

На практике коэффициент замены прессованных дрожжей на сухие активные подбирают по подъемной силе. Это соотношение обычно выше, чем можно было бы ожидать на основе сухого вещества. Газообразующая способность сухих активных дрожжей изначально ниже, чем у свежих, так как во время сушки происходят неизбежные потери жизнеспособных клеток.

Чем полезны дрожжи

Часто дрожжи применяются в домашнем хозяйстве или промышленности. Человек уже давно начал их использование для своей жизнедеятельности, например, при приготовлении хлеба и напитков. Сегодня их биологические способности применяются при синтезе полезных веществ — полисахаридов, ферментов, витаминов, органических кислот, каротиноидов.

Рис. 10. Bино — продукт, получаемый за счет деятельности дрожжей.

Прессованные дрожжи

Прессованные дрожжи – это традиционная форма дрожжей. Прямоугольные блоки свежих дрожжей, расфасованные в разные виды упаковочных материалов (бумагу, фольгу, целлофан и т.п.). Этот тип дрожжей наиболее используемый в индустриальных странах.

Упакованные дрожжи выдерживают в холодильнике в течение 2-х дней, чтобы обеспечить равномерное охлаждение до температуры 4-7 градусов перед отправлением на склады холодильного отделения. Прессованные хлебопекарные дрожжи хранят в холодильных камерах при температуре 0-4 и относительной влажности воздуха 80-96%.

Из-за относительно высокой влажности прессованные дрожжи должны храниться при постоянной низкой температуре, иначе возможна потеря газообразующей способности. Температура длительного хранения составляет от 0 до 3 С. При температуре 7С дрожжи теряют 3-4% своей активности в неделю. Если дрожжи оставить на на хранения при температуре 35С они за 3-4 дня потеряют больше 50% своей активности и будут вызывать разжижение теста за счет мертвых дрожжевых клеток, содержащих глютатион.

Цвет прессованных дрожжей может варьироваться от темно-коричневого до почти белого цвета ,а текстура – от рассыпчатой до пластичной, мажущей. Внешний вид зависит от штамма дрожжей, источника мелассы, условий ферментации, содержания влаги и возраста дрожжей.

Виды дрожжей

	Прессованные дрожжи	Сухие активные дрожжи	Сухие инстантные дрожжи	Полусухие замороженные дрожжи
Вода (%)	66/72	7/8	4/6	20/26
СВ (%)	28/34	92/93	94/96	74/80
Срок хранения	4 — 5 недели	2 года	2 года	2 года
Условия хранения (°C)	0…+6	Комнатная температура	Комнатная температура	— 18…- 24
Способ применения	Прямое внесение	Развести в воде и внести в замес	Прямое внесение	Прямое внесение
	Прессованные дрожжи в брусках имеют ограниченный контакт с воздухом. Дрожжи содержат резервные сахара, благодаря которым они сохраняют подъёмную силу. Потребность в энергии минимальна, если соблюдать условия хранения. Консистенция, цвет и рассыпчатость варьируется в зависимости от страны использования.		Стабильны при комнатной температуре. Мертвые клетки, образующие оболочку защищают живые дрожжи против окисления и влажности ->легкий эффект восстановителя.

	Высокоактивные	Осмотолерантные	Сухие дезактивированные
Рецептура	< 10% сахара	> 10% сахара	Крепкая мука
Процесс	Прямой, заморозка	Прямой, опарный, заморозка	Тесто, требующее увеличения растяжимости
Продукт	Хлеба	Сдоба, слойка	Пицца, плоские хлеба, слойка, изделия под индустриальные линии
Преимущества	Стабильность	Осмоустойчивость	Растяжимость

Дрожжи могут существовать в различных условиях

В присутствии кислорода (аэробиоз) и питательных веществ (сахара) дрожжи потребляют O2 и глюкозу, производя CO2, воду и тепло. Энергия, производимая дрожжами потребляется для их воспроизводства. Эту реакцию используют производители дрожжей , производя дрожжи.

В отсутствие кислорода (анаэробиоз) — дрожжи бродят. Дрожжи трансформируют глюкозу в:

• CO2;
• спирт;
• вкусо-ароматические вещества;
• небольшое количество тепла.

Эту реакцию используют в хлебопечении.