Природа навсегда останется сложнее любых парадигм. Уже хорошо, что нам дано понемногу ее узнавать, и хоро­шо бы еще при этом использовать наши знания для со­хранения того» что осталось от природы как она есть, а не переделывать ее неведомо во что.

Р. М. ХАИТОВ – академик РАМН, профессор, лауреат Государственной премии в области науки и техники

Перечень технологических требований, предъ­являемых к дрожжам в различных отраслях пищевой про­мышленности, достаточно широк. Они основываются на морфологических и физиологических особенностях, со­ставляющих родовые, видовые, расовые и штаммовые признаки. Совокупность их должна обеспечить наиболее эффектив­ное использование производственной культуры, являющейся главным звеном техно­логической цепи.

Совершенствование традиционных технологий, имею­щих свои бесспорные преимущества, позволяет ускорить течение биохимических процессов в ограниченных преде­лах. Однако современные экономические условия требуют максимального повышения эффективности производства, которое может быть достигнуто благодаря интенсифика­ции технологических процессов на каждом этапе. Приме­няя сложную технику и передовые технологии, ни в коем случае не следует забывать о дрожжевой клетке –  основ­ном действующем агенте, живом микроорганизме, на жиз­недеятельности которого базируется вся технология. Сбра­живаемый субстрат должен рассматриваться не иначе как временная среда обитания, пусть микроскопического, но живого организма, как многокомпонентная система, в ко­торой происходят сложнейшие физиологические и био­химические процессы, обеспечивающие активную дея­тельность живой клеточной популяции. Между клеткой и средой устанавливаются сложнейшие взаимоотношения, которые необходимо понимать и с учетом которых следует регулировать физико-химические параметры среды, пря­мо или косвенно влияющие на функции дрожжей.

При неоспоримой важности и необходимости грамотно­го управления каждой ступенью аппаратурной и технологи­ческой схемы производства основная задача технолога за­ключается в обеспечении оптимальности режимов биологи­ческой компоненты технологического процесса. Режимы эти должны быть скорректированы таким образом, чтобы дрож­жевая клетка, как главный участник технологического про­цесса, находилась в условиях, позволяющих ей полностью проявить свои физиологические возможности и, эффектив­но используя эти условия, производила продукт нужного и управляемого качества. Все предшествующие операции должны быть мотивированы решением именно этой зада­чи. Управление процессами дрожжегенерации, брожения и дображивания, максимальное использование фермента­тивной активности дрожжей невозможно без глубоких зна­ний биологии клетки. С этой точки зрения, бесспорно, что физико-химические параметры субстрата на всех стадиях технологического процесса играют решающую роль в фор­мировании качественных показателей конечного продукта.

Ферментативная активность, безусловно, является наи­более важным из совокупности признаков, характеризую­щих производственный потенциал расы. Это, по сути, по­казатель способности дрожжевой популяции быстро и эффективно взаимо­действовать с окружающей средой для обеспечения собственных потребностей в метабо­литах энер­гетического и конструктивного назначения.

Правильный ход технологического процесса и получе­ние продукции высокого качества зависит от состояния дрож­жевой клетки. С момента вовлечения дрожжевой клеточной массы в технологический процесс (от чистой культуры и да­лее) все операции должны быть направлены на то, чтобы разводочный цикл, главное брожение и дображивание протека­ли в оптимальном режиме не только по экономическим, но и по физико-биохимическим параметрам. В рамках только та­кого режима здоровая биомасса может сформировать требуе­мый комплекс качественных показателей, предъявляемых к конкурентоспособному конечному продукту.

Следует призвать, что соблюдение и даже опережение регламентированных технологических режимов сбражи­вания зачастую достигается не за счет физиологически обоснованной высокой генеративной и бродильной актив­ности дрожжей, а путем применения недопустимых с точ­ки зрения физиологии технологических приемов. К тако­вым в первую очередь следует отнести повышение темпе­ратуры брожения и увеличение дозы засева.

Например, требует пояснения сложившееся понима­ние термина «термотоле­рантность», или «термоустойчи­вость». В биологическом смысле этот термин не является синонимом «термофильности» и указывает на то, что дан­ная раса дрожжей способна какое-то время сохранять свою жизнеспособность при более высоких температурах. Имен­но «сохранять», что не значит «нормально функциониро­вать». Но с точки зрения физиологии клетки и биохимии брожения важно другое – каким образом, с какой скоро­стью и с каким результатом протекают биохимические процессы внутри и вне клетки при повышении темпера­туры среды. В условиях длительной гиперфункции, вы­званной повышенной температурой, клетка, в энергети­чески неэффективных анаэробных условиях, становится неспособной обеспечить завершение всего комплекса био­хими­ческих процессов, образуя большое количество про­дуктов незавершенного метаболизма, и как защитная ре­акция, вынуждена выбрасывать их в окружающую среду, существенно изменяя химический состав субстрата. Но, кроме того, большинство этих продуктов сами, являясь химически и биологически активными соединениями, а некоторые из них и токсичными, еще больше искажают нормальные обменные процессы в клетке, особенно при повышенных температурах. Важнейшее значение этот механизм приобретает применительно к сухим дрожжам.

Важнейшими признаками любого живого организма, отличающими его от всего неживого, являются наследствен­ность и изменчивость. Дрожжевая клетка в этом смысле не является исключением. Сохраняя основные генетически закрепленные наследственные признаки, изменчивость дрожжевой клетки определяется ее способностью активно реагировать на совокупность внешних факторов и адапти­роваться к ним с целью сохра­нения жизнеспособности по­пуляции в целом. Приспосабливаясь к условиям внешней среды, популяция способна сохранять вновь приобретен­ные признаки в большем или меньшем количестве после­дующих генераций, а с точки зрения технологических тре­бований приобретать как положительные, так и отрица­тельные свойства, характе­ри­зующие ее производственные особенности. Вероятно поэтому чистые культуры дрожжей, выделенные из производственных субстратов некоторых предприятий, зачастую дают результаты, отличающиеся от таковых чистой культуры лабораторных коллекций.

Селекция физиологически активных штаммов дрож­жей, устойчивых к неблагоприятным факторам, обладаю­щих повышенной продуктивностью и прочими положи­тельными свойствами без ущерба для качества, позволяют повысить эффективность производства за счет интенсифи­кации процессов дрожжегенерации и брожения. Но в на­стоящее время по причинам, рассмотрение которых не вхо­дит в наши задачи, селекционная работа с культурными расами дрожжей полностью сосредоточена в отраслевых НИИ и НИЛ. Однако ввиду объективных и субъективных обстоятельств каждое предприятие имеет свои особенности, связанные с технологическими, природно-климатически­ми и другими условиями, что позволяет рассматривать его как самостоятельную экологическую единицу, активно воз­действующую на используемую дрожжевую популяцию. Реагируя на совокупность внешних факторов, данная по­пуляция через естественные биологические механизмы адаптации приобретает в технологическом смысле как от­рицательные, так и положительные свойства.

Нельзя отрицать, что при таких обстоятельствах произ­водственные лаборатории могут внести значительный вклад в поиск, выделение и отбор культур дрожжей с новыми с точки зрения технологических требований положительны­ми признаками. Обладая доступными и легко воспроизво­димыми методами, правильно интерпретируя полученные результаты, заводские микробиологические лаборатории вполне способны вести селекционную работу, хотя бы в рамках требований собственного предприятия. Исходя главным образом из этих соображений, в руководство включены ме­тоды, не требующие сложного и дорогостоящего оборудова­ния. Кроме того, там, где это возможно, созна­тельно исклю­чены ссылки на отраслевую специфичность, так как многие из приведенных методик универсальны и с успехом могут использоваться в любой отрасли, использующей дрожжи Saccharomyces в качестве специфической микрофлоры. В ви­ноделии и производстве кормовых дрожжей эти же методи­ки могут использоваться для технологической оценки дрож­жей, принадлежащих к другим таксономическим группам.

Непременным условием получения объективных ре­зультатов при изучении физиологии любого микроорганиз­ма является работа с чистой культурой. Выделение отдель­ных видов микроорганизмов и получение чистой культу­ры –  основа микробиоло­гической техники. При этом в доэкспериментальный или допроизводственный период культура непременно должна находиться в условиях, сба­лансированных по всем возможным параметрам, макси­мально приближенным к физиологически оптимальным. Иными словами, любые лабораторные действия, произ­водимые с исследуемой клеточной массой перед началом эксперимента или производственным использованием, не должны нанести сколько-нибудь значимый вред общему физиологическому состоянию клетки и биомассы в целом.

Высокое качество продукции, конечно, невозможно обеспечить без хорошо продуманного и строго выполняе­мого контроля производства. Необходимость постоянного совершенствования организации и структуры технохимического и микробиологического контроля, формирование системы показателей пооперационного контроля произ­водства, качества сырья, методов анализа и их приборно­го обеспечения предопределяется переходом на интенсив­ные методы производства.

Надеемся, что настоящее руководство окажет значи­мую практическую помощь производственным микробио­логическим лабораториям как в освоении основ микро­биологической техники, так и в активном использовании их исследовательского потенциала.