Kvasinky sú fascinujúce jednobunkové eukaryotické mikroorganizmy, ktoré patria medzi huby. Ich názov v slovenčine, „kvasinky“, je odvodený od slova „kvasiť“, zatiaľ čo v latinčine „levare“ znamená „dvíhať“ a v angličtine „yeast“ súvisí s „penením“. Toto pomenovanie dokonale vystihuje ich kľúčovú úlohu v procesoch, ktoré ovplyvňujú naše každodenné životy, od pečenia chleba až po výrobu alkoholických nápojov.
Hoci sú pre bežné oko neviditeľné, kvasinky sa nachádzajú doslova všade okolo nás. Obývajú sladkovodné aj morské prostredia, pôdu rôznych typov, pokožku ľudí a zvierat, tráviaci trakt hmyzu a povrch rastlín vrátane ich plodov a kvetov. Ich veľkosť sa pohybuje od 2,5 do 100 mikrometrov, čo znamená, že ich môžeme pozorovať iba pod mikroskopom. Bunky kvasiniek môžu mať prekvapivo rôznorodé tvary - od guľatých a oválnych až po elipsoidné, citrónikové, ogiválne, fľaškovité, podlhovasté či dokonca vláknité.
Názvy kvasiniek, podobne ako u iných mikroorganizmov, sú dvojslovné a latinské. Prvé slovo označuje rod, napríklad Saccharomyces, a druhé slovo druh, ako napríklad cerevisiae. Mená kvasiniek sa často odvodzujú od ich vlastností (napr. Metschnikowia pulcherrima - „pulcherrimus“ znamená po latinsky „nádherný“), od mien významných vedcov (napr. Rhodosporidium kratochvilovae alebo rod Kockovaella pomenovaný po zakladateľke Zbierky kultúr kvasiniek A. Kockovej-Kratochvílovej) alebo od miesta či zdroja ich nálezu.
Historické využitie kvasiniek
Kvasinky sprevádzajú ľudstvo už tisícročia, najmä pri výrobe základných potravín. Starí Babylončania už pred tisíckami rokov (6000 - 4000 pred n. l.) pripravovali polievku z naklíčeného obilia, ktorá v teplých dňoch fermentovala a získala príjemnú chuť. Neskôr začali z podobných surovín vyrábať nápoj podobný pivu. Starovekí Egypťania okolo roku 3000 pred n. l. už poznali umenie výroby chleba pomocou kvasníc a dokonca vynašli aj pece na pečenie. Chlieb bol v tej dobe taký cenný, že slúžil ako platidlo pre staviteľov pyramíd.
Výroba vína má tiež dlhú históriu. Starí Etruskovia už 2500 rokov pred n. l. zaznamenávali do svojich hrobiek výjavy z pestovania viniča a výroby vína. Rimania, ktorí si recept na chlieb osvojili od Židov, vynašli okolo roku 150 pred n. l. kužeľové pece, vodné mlyny a zakladali prvé pekárske spoločnosti.
Procesy fermentácie a úloha kvasiniek
Základným princípom výroby chleba, piva a vína je rozmnožovanie kvasiniek a ich schopnosť premieňať cukor na alkohol a oxid uhličitý. Pri pečení chlebového cesta kvasinky z droždia produkujú oxid uhličitý, ktorý vytvára v ceste bubliny, spôsobuje jeho nadýchanosť a zväčšenie objemu. Vzniknutý alkohol sa počas pečenia odparí. Pri výrobe vína a piva je produkcia alkoholu žiaduca.
Pri výrobe chleba a piva sa primárne využívajú kvasinky rodu Saccharomyces. Pri kvasení muštu sú však prítomné aj iné druhy kvasiniek, ktoré sa nachádzajú na šupkách hrozna a dodávajú vínu jeho charakteristickú chuť a arómu. Podobne, rôzne druhy kvasiniek obohacujú chuť a vôňu niektorých syrov a mäsových výrobkov.
Optimálne podmienky pre kvasenie
Úspešné kvasenie závisí od viacerých faktorov, pričom teplota hrá kľúčovú úlohu. Väčšina kvasiniek rastie optimálne pri teplote medzi 20 a 30 °C. Niektoré druhy preferujú chladnejšie prostredie (5 - 10 °C), zatiaľ čo iné, najmä patogénne, sa dobre množia pri vyšších teplotách (37 - 42 °C).
Dôležité teploty kvasenia:
- 0 - 10°C: Kvasenie sa zastavuje vplyvom nízkej teploty.
- 10 - 15°C: Vhodná teplota pre chladnomilné kvasinky, používané na regulované kvasenie v chladnejších podmienkach.
- 15 - 18°C: Optimálna teplota pre chladnomilné a bežné kvasinky.
- 19 - 23°C: Optimálna teplota pre bežné kvasinky.
- 23 - 30°C: Vysoká teplota, pri ktorej môžu unikať arómy a podporuje sa octové kvasenie. Je vhodná na opätovné rozkvasenie muštu, ktorý prestal kvasiť v dôsledku nízkej teploty.
- 30 - 40°C: Ideálna teplota pre počiatočné rozmnožovanie väčšiny kvasiniek.
- 40°C a vyššie: Pri týchto teplotách kvasinky odumierajú.
Kvasinky potrebujú pre svoj rast a rozmnožovanie dostatok živín, najmä cukrov, ktoré premieňajú na alkohol a oxid uhličitý. Vinné kvasinky dokážu spracovať približne 95% cukru, pričom menšiu časť spotrebujú na vlastný rast. Ak v mušte zostane viac cukru, ako dokážu kvasinky spracovať, výsledné víno bude sladké. Nedostatok cukru vedie k slabému vínu s nežiaducou chuťou, ktoré sa ľahko kazí.
Kvasenie obvykle trvá 2 až 8 týždňov. Jeho koniec signalizuje usadenie ovocia (nie vždy spoľahlivé), zastavenie úniku CO2 a tvorba kalov na dne nádoby. Predčasné zastavenie kvasenia môže byť spôsobené nízkou teplotou, prístupom vzduchu alebo kontamináciou škodlivými mikroorganizmami.
Typy kvasiniek a ich využitie
Na trhu sú dostupné rôzne druhy kvasiniek, ktoré sa líšia svojimi vlastnosťami a určením. Univerzálne kvasinky, bežne dostupné v drogériách, sú vhodné na široké spektrum použitia a dokážu vyprodukovať až 13,5 % alkoholu. Špecializované obchody ponúkajú chladnomilné kvasinky, kmene pre vyšší obsah alkoholu, kvasinky na opätovné rozkvasenie, či kmene na zlepšenie chuti vína.
Ušľachtilé kvasinky majú oproti „divým“ kvasinkám (prirodzene sa vyskytujúcim na ovocí) nesporné výhody. Sú odolnejšie voči alkoholu, potláčajú rast škodlivých mikroorganizmov, zlepšujú arómu, urýchľujú kvasenie a minimalizujú zvyškový cukor. Existuje mnoho druhov ušľachtilých kvasiniek s rôznymi špecifickými vlastnosťami, napríklad:
- Chladnomilné kvasinky: schopné kvasiť už od 8°C.
- Kvasinky pre vyšší obsah alkoholu: dokážu produkovať až 20% alkoholu.
- Kvasinky pre zvýraznenie arómy: vhodné pre nevýrazné mušty.
- Turbokvasinky: určené pre rýchle kvasenie (už od 5 dní) s produkciou vysokého podielu alkoholu (okolo 20%).
Okrem výroby vína, piva a chleba sa kvasinky využívajú aj pri výrobe destilátov, kde čisté kultúry kvasiniek zabezpečujú rýchle, bezpečné a kontrolované kvasenie. Na stimuláciu ich rastu a rozmnožovania sa používajú špeciálne živné soli. V ovocných kvasoch sú dôležité enzýmy, najmä pektinázy, ktoré rozkladajú pektín, skvapalňujú kvas a uľahčujú prístup cukru kvasinkám, čím zvyšujú výťažok alkoholu.
Ako sa z droždia vyrába chlieb?
Bunka kvasinky
Kvasinková bunka, hoci jednobunková, je komplexná štruktúra. Jej bunková stena, ktorá určuje imunologické vlastnosti, je tvorená polysacharidmi. Po pučaní dcérskych buniek a ich separácii od materskej bunky zostávajú na bunkovej stene charakteristické jazvy, ktoré ovplyvňujú jej architektúru.
Cytoplazmatická membrána, známa aj ako plazmalema, funguje ako elastický obal a kontroluje transport látok do bunky a z nej. Kvasinky sa od väčšiny eukaryotických buniek líšia tým, že delenie jadra prebieha bez rozrušenia jadrovej membrány (endomitóza), čo sťažuje určenie presného počtu a stavby chromozómov. Na jadrovej membráne sa tvorí polárne teliesko, ktoré hrá úlohu pri iniciácii tvorby výhonku.
Vnútro kvasinkovej bunky obsahuje organely ako endoplazmatické retikulum (ER), kde prebieha syntéza bielkovín a ich posttranslačné úpravy, a ribozómy, zodpovedné za syntézu proteínov. Mitochondrie sú bunkové elektrárne, špecializované na respiráciu a produkciu energie. V kvasinkovej bunke sa zvyčajne nachádza jedna veľká vakuola, ktorá slúži na uskladnenie aminokyselín, enzýmov a iných látok. Cytosól, tekutá zložka cytoplazmy, vypĺňa priestor medzi organelami.
Kvasinky v priemysle a biotechnológiách
Okrem klasických potravinárskych výrob sa kvasinky využívajú aj pri výrobe pigmentov, vitamínov a enzýmov. Ich schopnosť rásť na umelých živných prostrediach umožňuje ich využitie v rôznych priemyselných procesoch a výskume. Zbierky mikroorganizmov, ako napríklad Zbierka kultúr kvasiniek (CCY) v Bratislave, hrajú nenahraditeľnú úlohu pri uchovávaní čistých kultúr kvasiniek, čím zabezpečujú ich zachovanie pre budúce výskumné, priemyselné a vzdelávacie účely. Tieto zbierky sú často výsledkom dlhoročnej práce a predstavujú cenný prínos pre biotechnológie.
Potenciálne riziká spojené s kvasinkami
Hoci sú kvasinky v mnohých ohľadoch prospešné, niektoré druhy môžu byť patogénne a spôsobovať ochorenia u ľudí aj zvierat, známe ako mykózy. U ľudí môžu viesť k infekciám kože, vnútorných orgánov, uší či nechtov. U zvierat sa môžu prejavovať ako zápaly uší, oblastí medzi prstami alebo záhybov kože. Medzi kvasinkové ochorenia patria napríklad kandidózy, kryptokokózy, trichosporonózy a pityrosporózy.
Kvasinky môžu tiež spôsobovať kazenie potravín. Sú zodpovedné za nežiaduce prekvasenie nápojov a môžu spôsobiť slizovitý povrch alebo zmenu farby mäsových či mliečnych výrobkov. Napríklad kvasinka Pichia membranifaciens sa môže objaviť v dlhšie otvorených pohároch s olivami.
tags: #rozrabka #masa #krusovce