Drożdże piwne dodaje się do brzeczki piwnej w celu wywoływania fermentacji alkoholowej. Zawarta w nich zymaza rozkłada glukozę, fruktozę, sacharozę i maltozę zawarte w brzeczce do etanolu i dwutlenku węgla oraz związków lotnych i nielotnych.

Związki azotowe są niezbędne dla drożdży, głównie do budowy białka komórkowego. Preferowane są sole amonowe, jednak w brzeczce występują one w niewielkich ilościach, stąd tez głównym źródłem związków azotowych w brzeczce są aminokwasy oraz peptydy małocząsteczkowe, około 40-45% związków azotowych pobieranych przez drożdże fermentacji dolnej to aminokwasy. Zawartość aminokwasów w brzeczce jest zależna od przebiegu procesu zacierania jak i aktywności proteolitycznej słodu. Brzeczka 12°Blg powinna zawierać 1,70-1,90 g/dm³ aminokwasów, co odpowiada zawartości wolnego azotu α- amonowego 0,22-0,24 g/dm³.

Przemiany aminokwasów są związane z wytwarzaniem wyższych alkoholi aromatycznych i alifatycznych. Do związków azotowych niezbędnych do wzrostu drożdży obok aminokwasów są zasady azotowe: puryny i pirymidyny, konieczne do syntezy kwasów nukleinowych. Brzeczka posiadająca 12°Blg zawiera 3,50mg/dm³.

Do odpowiedniego funkcjonowania enzymów komórka potrzebuje odpowiednich jonów:

• potasu
• sodu
• wapnia
• magnezu
• miedzi
• żelaza
• manganu
• cynku
• siarczynów
• fosforanów
• azotynów

Tabela 1. Sposób absorbcji aminokwasów przez drożdże.

Pod względem botanicznym drożdże należą do grupy grzybów i dzieli się je na dwie podgrupy tworzące  i nie tworzące zarodniki.

Drożdże piwowarskie należące do gatunku Saccharomyces nie tworzą zarodników. Ich kształt jest owalny o średnicy 9-12 µm i powierzchni około 150 µm². Dodatek gęstwy drożdżowej do brzeczki w ilości 0,5l/hl daje ich stężenia 15 mln komórek /cm².

Komórka drożdżowa zbudowana jest z protoplazmy oraz błony otaczającej. Protoplazma składa się z cytoplazmy i karioplazmy. W cytoplazmie zlokalizowane są mitochondria, mikrosomy pełniące istotną rolę w życiu komórki.

Błona komórkowa stanowi 19% suchej masy komórki i składa się z glukaniu, białek i lipidów. Półprzepuszczalność błony komórkowej pozwala na regulowanie przenikania przez nią substancji odżywczych. Zawarte w błonie enzymy tj. permeazy w znacznym stopniu ułatwiają przenikanie odpowiednich związków przez błony.

Tabela 2. Skład chemiczny suchych drożdży wg. W. Dylkowskiego:

Tabela 3. Skład popiołu wg. W. Dylkowskiego przedstawia się następująco:

Tabela 4. Zawartość witamin w drożdżach (w µg/g s.m) wg W. Dylkowskiego jest następująca:

Rozmnażanie drożdży odbywa się przez pączkowanie. Proces zafermentowania dzieli się na 3 fazy:

• Fazę trwającą kilkanaście godzin tzw. logartmiczna, podczas której dochodzi do intensywnego rozmnażania drożdży
• Fazę zahamowanego wzrostu. W fazie tej następuje wytworzenie alkoholu, dwutlenku węgla, kwasów organicznych
• Fazę zmniejszania się zawartości związków chemicznych, które stanowią pożywkę wzrostową drożdży

Optimum wzrostu drożdży wynosi 25-30°C. Przy temperaturze powyżej 40°C wzrost drożdży ulega całkowitemu zahamowaniu.

Jeśli w środowisku występuje odpowiednia ilość nienasyconych kwasów tłuszczowych, to do rozwoju drożdży nie jest konieczny tlen.

Cechy drożdży browarniczych

W browarnictwie stosuje się drożdże fermentacji dolnej Saccharomyces carlsbergensis (Saccharomyces uvarum), które mają zdolność do fermentacji w temperaturze 5-10°C i pod koniec fermentacji ulegają osadzaniu na dnie fermentatora.

Drożdże fermentacji górnej Saccharomyces cerevisiae fermentują w temperaturze 15-25°C i zbierają się najczęściej na powierzchni brzeczki.

Drożdże fermentacji dolnej dzięki zawartości enzymu melibiazy posiadają zdolność do fermentacji rafinozy w całosci. Drożdże górnej fermentacji nie zawierają tego enzymu dlatego fermentaują rafinozę w 1/3, a więc tylko cząsteczkę fruktozy. Piwo wyprodukowane przy użyciu drożdży górnej fermentacji ma wyższą zawartość ubocznych produktów fermentacji, głównie wyższych alkoholi i estrów, oraz intensywniejszy zapach. Drożdże górnej fermentacji stosuje się do produkcji piwa angielskiego, niektórych gatunków piwa belgijskiego, niemieckiego (pszeniczne Weissbier, Kölschbier) i innych.

Wymagania jakościowe drożdży

• Ilość komórek martwych ≤ 5%
• Ilość komórek drożdżowych≤ 0,2%
• Obecność drożdży dzikich – 0
• Barwa- jasnokremowa
• Zapach- świeży bez wyczuwalnego zapachu pleśni
• Smak-charakterystyczny dla smaku drożdży, gorzki

Zarówno drożdże dolnej jak i górnej fermentacji składają się z rasy drożdży pylastych i gruzełkowatych (kłaczkujących).

Drożdże pylaste występują w postaci pojedynczych rozproszonych komórek utrzymujących się w stanie zawieszenia w fermentującym piwie. Fermentują z większa siłą niż drożdże kłaczkujące

Drożdże gruzełkowate w większej ilości osadzają się na dnie fermentatora po zakończonej fermentacji.

Propagacja drożdży- jest to proces polegający na rozmnażaniu drożdży czystej kultury wychodząc z jednej komórki. W celu uzyskania odpowiedniej populacji żywych drożdży zdolnych do zafermentowania i przeprowadzenia (w założonym czasie i z założonym efektem) fermentacji określonej wielkości nastawu).

Czystą kulturą nazywamy drożdże rozmnożone w sposób sterylny z jednej komórki określonego szczepu drożdży charakteryzującego się pożadanymi cechami technologicznymi.

Proces propagacji polega na doprowadzeniu niewielkiej ilości – około 50 cm³ sterylizowanego moszczu zaszczepionego czystą kultur drożdży. Propagacja zachodzi w urządzeniach zwanych propagatorami.

Pakowanie, przechowywanie, transport drożdży wg. Pazery i Rzemieniuka. WSiP

Drożdże powinny być pakowane do wysterylizowanych, zamknietych opakowań metalowych lub z tworzywa sztucznego atestowanego przez PZH.

Po skończonej fermentacji głównej drożdże osiadają na dnie naczynia fermentacyjnego. Piwo w miarę dokładnie oddziela się osadu drożdżowego. Górna warstwa osadu drożdży zawiera zanieczyszczenia lekkie pochodzące z chmielu oraz inne, a dolna warstwa zawiera osady brzeczkowe i martwe komórki drożdżowe. Warstwa środkowa, tzw. drożdży rdzennych, jest używana ponownie do fermentacji, pod warunkiem zachowania cech drożdży nastawnych. W praktyce takie drożdże są zawracane 6-10 razy. Postępowanie z drożdżami zebranymi z naczyń fermentacyjnych otwartych i zamknietych  jest odmienne. Z otwartych naczyń fermentacyjnych najpierw ściąga się piwo, a następnie zbiera się drożdże rdzenne i przesiewa przez gęste sito ze stali nierdzewnej o średnicy otworów 0,4-0,5 mm. Potem drożdże przemywa się czystą wodą i używa sie bezpośrednio do dalszej fermentacji lub przechowuje w specjalnych wannach drożdżowych pod kilkunastocentymetrową warstwą wody lub młodego piwa. Przechowywanie drożdży powinno odbywac się w temp. 0-5°C i nie dłużej niż dwie doby.

W zamknietych tankofermentatorach drożdże zbierają się w dolme, stożkowej części. Po otwarciu zaworu najpierw usuwa się niewielką ilosć dolnej warstwy drożdży, obserwując ich przepływ przez szkiełko kontrolne. Nastepnie całą pozostała ilość drożdży przetłacza się do specjalnych zamkniętych zbiorników, z których drożdże mogą być pobierane bezpośrenio do dalszej produkcji lub przechowywane, nie dłużej jednak niż przez dwie doby, w temperaturze 0-5°C.

Źródło: Władysław Dylkowski- Browarnictwo WSiP. Warszawa; Encyklopedia Techniki- Przemysł Spożywczy. WNT. Warszawa;Włodzimierz Bednarski, Arnold Repsa-Biotechnologia żywnosci. WNT. Warszzawa; Tadeusz Pazera, Tadeusz Rzemieniuk.- Browarnictwo. Warszawa. WSiP. 1998