Ζυµοµύκητες ή Ζύµες Οι ζυµοµύκητες είναι ελλειψοειδείς ή ραβδοειδείς ή και σφαιρικοί συνήθως µονοκυττάριοι οργανισµοί. Βρίσκονται στο έδαφος, στη σκόν

Transcript

1 1

2 Ζυµοµύκητες ή Ζύµες Οι ζυµοµύκητες είναι ελλειψοειδείς ή ραβδοειδείς ή και σφαιρικοί συνήθως µονοκυττάριοι οργανισµοί. Βρίσκονται στο έδαφος, στη σκόνη, στους καρπούς και στα φύλλα των οπωροφόρων δέντρων και ιδιαίτερα στα σταφύλια. ιαφέρουν από τα µονοκύτταρα βακτήρια ως προς το µέγεθος των κυττάρων τους: τα κύτταρα των ζυµών είναι πολύ µεγαλύτερα από των βακτηρίων. Το κύτταρα του σακχαροµύκητα αποτελείται κύρια από το κυτταρικό τοίχωµα, την κυτταροπλασµατική µεµβράνη, το κυτταρόπλασµα, τα µιτοχόνδρια, το κεντρόσωµα, τον πυρήνα, τα κενοτόπια, το ενδοπλασµατικό δίκτυο, το σύµπλεγµα Golgi, κλπ. Σχ.11. Σχηµατική παράσταση κυττάρου ζυµοµύκητα. 2

3 Το κυτταρικό τοίχωµα εµφανίζεται κατά την µικροσκοπική παρατήρηση αρκετά παχύ ( 1.2µm) λόγω µεγάλης αποθήκευσης πολυσακχαριτών. Καταλαµβάνει περίπου το 40% του όγκου του κυττάρου και συγκρατεί το κυτταρόπλασµα. Η θραύση του συνεπάγεται άµεσο θάνατο του κυττάρου. Η κυτταροπλασµατική µεµβράνη περιβάλλει και διαχωρίζει το κύτταρο από το εξωτερικό περιβάλλον. Βρίσκεται εσωτερικά του κυτταρικού τοιχώµατος και περικλείει το κυτταρόπλασµα. Αποτελείται από δίστοιβο λιπιδικό στρώµα και πρωτεΐνες επιτρέποντας επιλεκτικά τη δίοδο διάφορων ουσιών µέσα και έξω από το κύτταρο και διαθέτει κατάλληλα µόρια για τη µεταβίβαση σηµάτων στο εσωτερικό του κυττάρου. Το κυτταρόπλασµα είναι διαυγές υγρό, πλούσιο σε ριβοζονουκλεϊνικό οξύ (RNA). Καλύπτει το εσωτερικό του κυττάρου, εξαιρούµενου του πυρήνα. Τα µιτόχονδρια είναι ηµιαυτόνοµα, ανεξάρτητα διαιρούµενα υποκυτταρικά οργανίδια, η λειτουργική αποστολή των οποίων είναι κυρίως η δηµιουργία ΑΤΡ µέσω οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Αποτελούν δηλαδή το ενεργειακό κέντρο του κυττάρου. Περιβάλλονται από διπλή µεµβράνη. 3

4 Το κεντρόσωµα είναι υποκυτταρικό οργανίδιο, το οποίο σχετίζεται µε τον πολλαπλασιασµό των κυττάρων. Ο πυρήνας περιβάλλεται από διπλή µεµβράνη και περιέχει το γενετικό υλικό του κυττάρου. Τα κενοτόπια είναι κυστίδια του κυτταροπλάσµατος τα οποία περιβάλλονται από απλή µεµβράνη. Χρησιµεύουν για την αποθήκευση και την πέψη διάφορων ουσιών. Το ενδοπλασµατικό δίκτυο είναι ένα µεµβρανικό σύστηµα που καταλαµβάνει τον ενδοκυττάριο χώρο µεταξύ πλασµατικής µεµβράνης και πυρήνα. ιακρίνεται σε λείο και αδρό. Στο αδρό γίνεται η σύνθεση και η ωρίµανση των πρωτεϊνών και στο λείο η σύνθεση των λιπιδίων. Το σύµπλεγµα Golgi είναι υποκυτταρικό οργανίδιο που αποτελείται από ένα σύνολο πεπλατισµένων ασκιδίων στο οποίο οι πρωτεΐνες και τα λιπίδια που βιοσυντέθηκαν στο ενδοπλασµατικό δίκτυο τροποποιούνται κατάλληλα ώστε να καταστούν λειτουργικά. Εδώ επιτελείται και η διαλογή των βιοµορίων για τον τόπο προορισµού τους εντός του κυττάρου ή για έκκριση εκτός του κυττάρου. 4

5 Χλωρίδα µικροοργανισµών σταφυλιών και κρασιών Στα σταφύλια και τα κρασιά απαντούν διάφορα γένη και είδη µικροοργανισµών. Σ αυτά µπορεί να περιλαµβάνονται ζύµες, βακτήρια και ευρώτες (µύκητες). Από τους µικροοργανισµούς που βρίσκονται στα σταφύλια λίγοι µπορούν να υπάρξουν στα κρασιά. Μπορούν όµως υπό ορισµένες συνθήκες να αναπτυχθούν στους οίνους και να προσβάλλουν τα συστατικά τους µε αποτέλεσµα την αλλοίωσή τους. Η ανάπτυξή τους εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε αλκοόλη, την οξύτητα, το αζύµωτο σάκχαρο, την παρουσία οξυγόνου και την θερµοκρασία. Ο αριθµός των γενών και των στελεχών των σακχαροµυκήτων µειώνεται καθώς προχωρά η ζύµωση. Οι µικροοργανισµοί που µπορούν να επιβιώσουν στο γλεύκος, ενώ αρχικά είναι λίγοι όσον αφορά τον αριθµό των κυττάρων τους, σταδιακά ο αριθµός τους αυξάνεται. Ανθεκτικότερες είναι οι ζύµες, µετά τα βακτήρια και τέλος οι ευρώτες. Μεταξύ των ζυµών υπάρχει µεγάλη διαφορά όσον αφορά την ανθεκτικότητά τους στην αλκοόλη. Έτσι, π.χ. υπάρχουν ζύµες που δεν επιβιώνουν σε περιεκτικότητες αλκοόλης µεγαλύτερες του 3-5% (v/v) και είναι ακατάλληλες για ζύµωση. Αυτές εξαφανίζονται στην πορεία της ζύµωσης. Υπάρχουν όµως και αλκοολανθεκτικές ζύµες που έχουν την δυνατότητα να δίνουν υψηλούς αλκοολικούς βαθµούς. 5

6 Κατά συνέπεια δηµιουργείται ένα είδος «κλασµάτωσης» στα διάφορα είδη µικροοργανισµών κατά την διάρκεια της αλκοολικής ζύµωσης. Ζύµες Βρίσκονται στα κοτσάνια, στην επιφάνεια των σταφυλιών και σε χτυπηµένα σηµεία της ρόγας. Η χλωρίδα τους εξαρτάται από τις κλιµατολογικές συνθήκες, την γεωγραφική θέση, το υψόµετρο και την ποικιλία του αµπελιού. Ορισµένοι ερευνητές υποστηρίζουν την ύπαρξη περισσότερων ζυµών στα λευκά σταφύλια σε σχέση µε τα ερυθρά. Αυτό µπορεί να αποδοθεί στην παρουσία ανθοκυανών. Σηµαντικότερες: Saccharomyces cerevisiae. Έχει πολύ µεγάλη τεχνολογική σηµασία και ίσως είναι ο σηµαντικότερος ζυµοµύκητας για την ανθρωπότητα. Στελέχη του χρησιµοποιούνται στην παραγωγή οίνου και µπύρας, στην οινοπνευµατοποιία και στην αρτοποιία. Ζυµώνει µέχρι 12-14% 14% (vol vol). Saccharomyces ellipsoideus. Μοιάζει µε τον S. cerevisiae. Τα κύτταρά του είναι ελαφρώς µεγαλύτερα, είναι όµως ανθεκτικότερος στην αλκοόλη. Είναι ο κατ εξοχήν ζυµοµύκητας της αλκοολικής ζύµωσης του γλεύκους. Το σχήµα των κυττάρων του είναι ελειψοειδές. Αντέχει σε υψηλούς αλκοολικούς βαθµούς. Ορισµένα στελέχη του φθάνουν µέχρι 18% (vol). 6

7 Saccharomyces pastorianus. Χρησιµοποιείται στις ταχείες αλκοολικές ζυµώσεις στην παραγωγή πόσιµου οινοπνεύµατος. Είναι επιθυµητός στις ψυχρές περιοχές για την παραγωγή κρασιών υψηλής ποιότητας. Saccharomyces apiculatus. εν αντέχει σε υψηλούς αλκοολικούς βαθµούς και εξαφανίζεται στην πορεία της αλκοολικής ζύµωσης, καθώς έχουµε αύξηση της συγκέντρωσης της αλκοόλης. Saccharomyces uvarum. Οξειδώνει το θειώδες σε θειικό, γεγονός που τον καθιστά επικίνδυνο για τη συντήρηση βιοµηχανικών κρασιών. Saccharomyces bayanus. Απαντά σπάνια στα σταφύλια. Είναι ανθεκτικός σε υψηλούς αλκοανθεκτικούς βαθµούς (µέχρι 18%) και στο θειώδες. Είναι άριστη ζύµη για την παραγωγή υψηλόβαθµων ξηρών κρασιών, ενώ είναι ακατάλληλος για την παρασκευή ηµίγλυκων κρασιών. Saccharomyces rosei. Προτείνεται για την παραγωγή λευκών κρασιών, επειδή παράγει χαµηλή πτητική οξύτητα. Saccharomyces rouxii και S. mellis. Είναι ανθεκτικοί σε διαλύµατα υψηλών συγκεντρώσεων σακχάρου. Saccharomyces bailii. Προσδίδει ευχάριστο άρωµα, αλλά βρίσκεται σπάνια στα σταφύλια. Συναντάται µερικές φορές στα γλυκά κρασιά και σ αυτόν οφείλονται πολλές φορές οι αναζυµώσεις. 7

8 Saccharomyces ludwigii. Τα κύτταρά του έχουν σχήµα λεµονιού και σχετικά µεγάλο µέγεθος. Αντέχει στο θειώδες και παρουσιάζει σηµαντική αντοχή στην αλκοόλη (µέχρι 17% vol). Ευθύνεται για τις αναζυµώσεις σε εµφιαλωµένα κρασιά, ενώ παράγει υψηλές συγκεντρώσεις οξικού αιθυλεστέρα. Είναι ανεπιθύµητη ζύµη. Shizosaccharoyces pombe. Σπάνια απαντάται στο σταφύλι και στο γλεύκος. Είναι ανθεκτικός σε σχετικά υψηλότερες θερµοκρασίες συγκρινόµενος µε άλλες ζύµες. Pichia etsellsii. Είναι ανεπιθύµητη ζύµη. Έχει µικρή ζυµωτική ικανότητα και δίνει αυξηµένη πτητική οξύτητα και αυξηµένες συγκεντρώσεις οξικού αιθυλεστέρα, ενώ δηµιουργεί στην επιφάνεια των κρασιών υµένα. Brettanomyces. Το συγκεκριµένο γένος έχει ενδιαφέρον στην ζυθοποιία, καθώς προκαλεί τις µεταζυµώσεις του ζύθου. ηµιουργεί υµένιο. Η καλλιέργειά του επιδιώκεται για την παρασκευή ορισµένων κρασιών. εν επιθυµείται όµως η επικράτησή του, επειδή σχηµατίζει υψηλές ποσότητες οξικού αιθυλεστέρα και ακεταµιδίου. Rhodotorula. Τα γένη του είδους αυτού απαντούν στον αέρα και το κονιορτό, καθώς και πάνω στο σταφύλι, όπου και σχηµατίζουν αποικίες ροζ χρώµατος. Παρουσιάζουν ζυµωτική ικανότητα. Torulopsis. Τα είδη της έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή χρησιµοποιούνται για την παρασκευή πρωτεϊνούχων ζωοτροφών από φθηνές φυτικές πρώτες ύλες. Είναι ανθεκτικά στο αλάτι και συνεπώς αναπτύσσονται σε τρόφιµα που διατηρούνται σε 8 άλµη.

9 Pichia fermantans. εν αντέχει σε υψηλούς αλκοολικούς βαθµούς (µέχρι 6% vol). Παράγει σχετικά µεγάλη πτητική οξύτητα. Candida shehatae. Παράγει αλκοόλη από γλυκόζη και D-ξυλόζη. Η παραγωγή αιθανόλης από ξυλόζη δίνει τη δυνατότητα καλύτερης εκµετάλλευσης των ξυλωδών πρώτων υλών για την παραγωγή υγρών καυσίµων (ενεργειακή αιθανόλη). Βακτήρια Αυτά µπορεί να είναι οξικά, γαλακτικά και βάκιλοι.. Τα βακτήρια επηρεάζουν την ποιότητα των κρασιών επειδή παράγουν προϊόντα που έχουν ως αποτέλεσµα την υποβάθµιση του οργανοληπτικού χαρακτήρα. Όταν δε επικρατήσουν, έχουµε αλλοίωση του προϊόντος. Τα οξικά βακτήρια προκαλούν την ασθένεια της οξίνισης που είναι γνωστή σαν «ξύδιασµα» του κρασιού. Ανήκουν στα γένη Gluconobacter και Acetobacter. Τα οξικά βακτήρια βρίσκονται στα σταφύλια και κυρίως στα σάπια, απ όπου και µεταφέρονται στο γλεύκος. Η ανάπτυξή τους ευνοείται από το οξυγόνο και τη σχετικά υψηλή θερµοκρασία. Τα κρασιά που έχουν υψηλό αλκοολικό βαθµό, επαρκή οξύτητα, ικανοποιητική περιεκτικότητα σε ταννίνες και φυλάσσονται σε δροσερές συνθήκες δύσκολα αλλοιώνονται από τα οξικά βακτήρια. Παρουσιάζουν σηµαντική ευαισθησία στο θειώδες. 9

10 Τα γαλακτκά βακτήρια ζυµώνουν τους υδατάνθρακες προς γαλακτικό οξύ και είναι αναερόβιοι µικροογανισµοί. Απαντούν στα σταφύλια και µεταφέρονται κατά την έκθλιψή τους στο γλεύκος. ιακρίνονται στα οµογαλακτικά και στα ετεροζυµωτικά. Από την αρχή της αλκοολικής ζύµωσης επικρατούν τα δεύτερα που είναι πιο ανθεκτικά από τα πρώτα. Μια ειδική οµάδα βακτηρίων της κατηγορίας αυτής είναι τα µηλογαλακτικά που µετατρέπουν το µηλικό οξύ σε γαλακτικό. Άλλοι µικροοργανισµοί που έχουν σηµασία για τα κρασιά και προκαλούν ασθένειες είναι τα Bacterium gracile (Lactobacillus gracilis) και Micrococcus variococcus που είναι γνωστά σαν βακτήρια της πάχυνσης και προκαλούν την οµώνυµη ασθένεια. H ασθένεια της εκτροπής προκαλείται από διάφορα στελέχη του Bacterium tartarophthorumorum που προσβάλουν το τρυγικό οξύ, το όξινο τρυγικό κάλιο και τη γλυκερίνη και παράγουν οξικό και προπιονικό οξύ. Το βακτήριο Bacillus amaracrylus (Bacillus polymyxa) και διάφορα άλλα είδη βακτηρίων προκαλούν την ασθένεια της πίκρανσης. Από τα βακτήρια αυτά προσβάλλονται κύρια µαύρα κρασιά και µάλιστα παλαιά. H ασθένεια όµως παρατηρήθηκε και σε νέα που εµφιαλώθηκαν πρόωρα. Τα βακτήρια Bacterium mannitοp nitοpoeum, Bacterium intermedium και Bacterium gracile προσβάλουν τα κρασιά και δηµιουργούν τις ασθένειες της γαλακτικής και µαννιτικής ζύµωσης. 10

11 Ευρώτες Είναι αερόβιοι µικροοργανισµοί που δεν µπορούν να αναπτυχθούν στο κρασί επειδή δεν αντέχουν στην περιεχόµενη αλκοόλη, αλλά και διότι κατά την διάρκεια της αλκοολικής ζύµωσης επικρατούν αναερόβιες συνθήκες. Είναι γενικά ανεπιθύµητοι µικροοργανισµοί, γιατί µπορούν να αλλοιώσουν τα σταφύλια, να αναπτυχθούν σε άδεια βαρέλια και να δώσουν στο προϊόν γεύση και οσµή µούχλας. Κατά τη διάρκεια της αλκοολικής ζύµωσης µπορούν να επιβιώσουν ορισµένα είδη φυκοµυκήτων όπως είναι τα Mucor και Rhizopus.. Μερικοί από τους ευρώτες είναι σαπρόφυτοι όπως τα γένη Penicilium, Aspergillus, Mucor, κλπ και άλλοι παράσιτοι όπως οι Botrytis cinerea. O Aspergilus niger παρουσιάζει πλούσια ανάπτυξη στα σταφύλια µετά από δυνατή βροχή ή χαλάζι σε θερµοκρασία µεγαλύτερη των 25 C. Αλλοιώνει τα σταφύλια και διευκολύνει την ανάπτυξη ανεπιθύµητων ζυµών και βακτηρίων. Κρασιά που παράγονται από σταφύλια που προσβλήθηκαν από το µύκητα έχουν δυσάρεστη οσµή µούχλας. Οι µύκητες Mucor και Rhizopus προσβάλλουν τα σταφύλια ιδιαίτερα στις αποθήκες και µειώνουν έτσι την εµπορική τους αξία. 11

12 Ο Penicillium expansum παρουσιάζεται µετά από βροχή στα σταφύλια και προσδίδει στη συνέχεια στο κρασί δυσάρεστη γεύση. Αυξάνεται και αναπτύσσεται καλύτερα σε θερµοκρασίες C, αλλά µπορεί να αναπτυχθεί και σε χαµηλές θερµοκρασίες που πλησιάζουν τους 0 C. Είναι ψυχρόφιλος και είναι γνωστός σαν "µούχλα ψυχρού καιρού". Ο Βotrytis cinerea ενεργεί θετικά στην παραγωγή των κρασιών όταν o καιρός είναι ξηρός και θερµός. Σ' αυτή την περίπτωση τα σταφύλια χάνουν νερό και δίνουν πολύ καλής ποιότητας υψηλόβαθµα γλεύκη. Όταν ο καιρός είναι ψυχρός και βροχερός ο φλοιός των µολυσµένων σταφυλιών σπάζει, έτσι ώστε να αναπτύσσονται στο εσωτερικό της ρόγας βακτήρια, ευρώτες και ζύµες που καταναλίσκουν το σάκχαρο και υποβαθµίζουν την ποιότητα των σταφυλιών. Ο Aspergilus flavus όταν αναπτυχθεί στα σταφύλια παράγει αφλατοξίνη που θεωρείται καρκινογόνος. 12