Навигация
2.4.3 рН выращивания дрожжей
Следует различать рН среды, поступающей в инокулятор для выращивания дрожжей (сусла), и рН бражки в инокуляторе, т. е. рН, при котором растут дрожжи. Оба параметра нерасчетные, они подбираются опытным путем. рН сусла выбирается на основании условий, обеспечивающих наибольшую его доброкачественность и наименьшую агрессивность, а также из условий растворимости отдельных компонентов. Для сусла, получаемого путем гидролиза растительных материалов, принят рН в пределах 3,8—4,2. рН выращивания или рН бражки в инокуляторе обусловливается совершенно иными факторами, он должен: гарантировать оптимальные условия развития дрожжей; не являться оптимальным для биологических примесей, например таких, как бактерии; быть оптимальным для поддержания в растворенном состоянии всех компонентов сусла. рН, при котором дрожжи могут существовать в развиваться, колеблется в очень широких пределах: от 2,5 до 8,0. Эти пределы сильно зависят от других условий выращивания, таких, как температура, доброкачественность среды, возраст дрожжей, аэрация. Оптимальный рН, т. е. тот, при котором дрожжи, быстро развиваясь, дают высокий выход биомассы, лежит в гораздо более узких пределах. При слишком низких и слишком высоких значениях рН выход дрожжей уменьшается. Графически зависимость выхода дрожжей от рН можно представить кривой с максимумом, как это изображено на рис. 4.
Рис.4
Для непрерывного выращивания на гидролизных средах оптимум рН находится между 3,8 в 5,4. Однако при рН больше 4,6 сильно снижается растворимость фосфорнокальциевых солей, а также коллоиднорастворенных гуминовых кислот и лигнина; они начинают выпадать в осадок. Среды темнеют, товарные дрожжи-тоже. При высоком рН (5,0—5,4) хорошо развиваются бактерии и поэтому увеличивается возможность заражения ими инокулятора. Поэтому рН при выращивании дрожжей на гидролизных средах принимают равным 3,8—4,6, однако при производственной необходимости допускается выращивание в при рН 3,5—3,6, а также при рН 4,8—5,4.
2.4.4 Температура выращивания
Температура выращивания — нерасчетный параметр, принимаемый в зависимости от выбранной для производства культуры дрожжей. Так же, как и рН, температура влияет на выход дрожжей от РВ и на скорость их роста. Зависимость выхода от температуры аналогична зависимости его от рН: тоже имеет максимум. При низкой температуре выход уменьшается из-за того, что увеличивается расход сахара на энергетические процессы в клетке. При температуре выше оптимальной выход быстро снижается, так как выходят из строя катализаторы биохимических реакций — ферменты. Как и другие белковые вещества при высокой температуре они сначала теряют активность, а потом свертываются и перестают действовать. Биохимические реакции так же, как и химические, ускоряются с повышением температуры (при увеличении температуры на 10° С скорость реакции возрастает вдвое). Поэтому выгоднее вести процесс при более высокой температуре: производительность аппаратуры будет больше. Кроме того, для производства большое значение имеет возможность работать при высоких температурах, так как можно тратить меньше воды для охлаждения сред. Однако повышать температуру выращивания можно лишь на 2—3°С по сравнению с оптимальной для данной расы дрожжей и после длительной адаптации. Оптимумы температуры (в °С) для принятых в промышленности культур лежат в следующих пределах. Саndidа sсоttii — 37—38°; Саndidа tropicalis- 34-36°; Саndidа guilliermondii -34-36°; Саndida utilis -30—32°. Чрезмерное увеличение температуры приводит к снижению содержания белка в дрожжах. Выращивание при 40—42° С способствует вытеснению урожайных дрожжей примесями, вследствие чего падает выход товарной продукции.[12],[13]
3. Промышленное применение сухих дрожжей
В различных частях земного шара вырабатывают огромное множество спиртных напитков. В основе производства большинства из них лежит сбраживание сахаров дрожжами, а различия связаны с источником сбраживаемых сахаров и с тем, перегоняется ли продукт или нет. Конечная концентрация спирта при спиртовом брожении может достигать 15%, как, например, в некоторых бордоских винах. В таких количествах этанол токсичен для самих дрожжей, поэтому если необходимо увеличить уровень спирта, то его концентрируют с помощью перегонки. Однако в большинстве сортов вина и пива спирта не более 10% сбраживании сахаров.
При сбраживании сахаров образуется почти столько же углекислого газа, сколько и спирта:
С6Н12О6= 2С2О5Н + 2СО2
Именно углекислый газ, вырабатываемый дрожжами, представляет собой продукт, имеющий важное значение для хлебопекарной промышленности. Тесто поднимается благодаря углекислому газу, который выделяют дрожжи, внесенные в тесто при его замешивании.
Для получения хлеба с равномерной структурой существенно, чтобы дрожжи были распределены по всему тесту равномерно. Дрожжи также придают хлебу запах, однако это свойство обычно не столь существенно: при использовании современных активных штаммов пекарских дрожжей требуемое количество дрожжей настолько мало, что хлеб с дрожжевым запахом встречается теперь редко. Хотя в спиртовом производстве углекислый газ представляет собой побочный продукт, на ряде крупных винокуренных заводов его улавливают, нагнетают под давлением в баллоны и продают в виде жидкого углекислого газа. Один из потребителей такого углекислого газа — промышленность, производящая напитки: углекислый газ используется здесь для получения шипучих напитков. Это второй пример экономической важности такого продукта ферментации дрожжей, как углекислый газ. В ходе каждого процесса ферментации количество дрожжей увеличивается по сравнению с первоначально внесенным в культуру не менее чем в три раза. Этот излишек дрожжей представляет собой еще один побочный продукт, который пошел бы в отходы, не найдись и ему применение. Излишек дрожжей от пивоварения и производства спирта традиционно использовался в качестве пекарских дрожжей. Предпочтение отдавалось дрожжам винокуренного производства, поскольку они не имели привкуса хмеля, характерного для непромытых пивных дрожжей. Такая практика, возможно, еще существует во многих странах, однако в наиболее развитых государствах для хлебопекарной промышленности выращивают специальные дрожжи, поэтому для пивных дрожжей приходится искать другие применения. Одно из важных применений таких дрожжей состоит в приготовлении на их основе гидролизатов и автолизатов, которые служат в качестве вкусовых добавок. «Отработанные» дрожжи используются также в производстве кормов для животных. Большая часть дрожжей винокуренного производства в процессе перегонки разрушается и приобретает вид густой коричневой жидкости, называемой бардой. Барда находит применение в производстве кормов для животных, а в высушенном виде служит источником питательных веществ и других промышленных микробиологических процессах. Рост дрожжей в анаэробных условиях приводит к образованию большого количества этанола, но выход дрожжевых клеток на единицу затраченного субстрата при этом невысок. Такие условия выращивания не годятся в тех случаях, когда необходимо получить много дрожжевых клеток, — к подобным процессам относится производство пекарских дрожжей и дрожжевой биомассы, идущей на корм животным. Наиболее высокий выход дрожжей достигается при выращивании их в условиях эффективной аэрации на среде, содержащей низкую концентрацию сахаров. Сейчас промышленный спирт получают из нефти, однако в прошлом его вырабатывали микробиологическим путем. В настоящее время таким способом приходится получать только тот спирт, который применяется в пищевой промышленности и медицине. Кроме алкогольных напитков сюда относится спирт, предназначенный для лекарственных нужд, и спирт, используемый как исходное вещество в производстве уксуса.
Роль сухих дрожжей в производстве алкогольных напитков
В основе производства большинства спиртных напитков, например пива, сидра, виски, джина лежит процесс ферментации (брожения) дрожжей. На рис. 5, например, приведена схема приготовления пива.
Рис. 5 Пекарские сухие дрожжи и получение биомассы
Основная цель производства пекарских дрожжей состоит в получении дрожжей, которые с высокой скоростью вырабатывают в тесте углекислый газ; однако это производство можно рассматривать и как особый процесс накопления биомассы. Поскольку пекарские дрожжи добавляют к муке в концентрации 1 % от веса муки, они составляют важный источник микробной биомассы в пище человека. В Западной Европе каждый человек потребляет с пищей около 2 г дрожжевого белка в неделю, В табл.3 приведен аминокислотный состав и содержание витаминов в пекарских дрожжах.
Хотя установлено, что на протяжении многих лет могут служить хорошей пищевой добавкой, они, тем не менее, уступают по своим питательным качествам животным белкам. Традиционное использование дрожжей в хлебопечении привело к тому, что они стали более приемлемым источником пищи, чем другие микроорганизмы. Несмотря на то, что дрожжи, по-видимому, не обладают каким либо значительным токсическим эффектом, они все же содержат сравнительно большое количество нуклеиновых кислот. Высокое содержание нуклеиновых кислот может вызвать повышение уровня мочевой кислоты в организме человека, приводящее к подагре; в связи с этим рекомендуется потреблять не более 30 г сухих дрожжей в день. Производство пекарских дрожжей включает в себя решение ряда дилемм. Хотя пекарские дрожжи должны функционировать в анаэробных условиях, производить их необходимо при хорошей аэрации, ибо только так можно добиться большего выхода дрожжевых клеток, Полученные дрожжи должны обладать высокой активностью в тесте, а, кроме того, хорошо храниться и (в случае использовании сухих дрожжей) не терять своих качеств при высушивании. К сожалению, штаммы, проявляющие наибольшую эффективность при брожении, обычно хуже хранятся и теряют свою активность при высушивании. Поэтому приходится выбирать компромиссные условия выращивания, чтобы получить пекарские дрожжи, обладающие хорошей активностью и высокой стабильностью. Дрожжи выращивают в больших сосудах при интенсивном перемешивании и аэрации; в сосуды подается питательный раствор, содержащий сахара, соли и витамины, — основой питательной среды обычно служит меласса. Питательные вещества не добавляются полностью в начале ферментации, а поступают в сосуды непрерывно или порциями через короткие интервалы времени в течение всего процесса. Если добавить сразу слишком много сахара, уровень его в среде повысится, дрожжи переключат свой метаболизм па брожение и выход дрожжевых клеток уменьшится (см. гл. 3). По завершении роста дрожжи концентрируют центрифугированием и затем фильтруют; образующийся на фильтре осадок (кек) можно превращать в брикеты прессованных дрожжей. Сухие дрожжи получают высушиванием дрожжевого кека в вальцовых сушилках, а в последнее время—на распылительных сушил к ах. Продукты, получаемые из дрожжей
Автолизаты и гидролизаты
Дрожжевые гидролизаты и автолизаты обладают способностью придавать пищевым продуктам привкус мяса (или усиливать такой вкус), поэтому они широко используются в пищевой промышленности для приготовления супов и приправ, а также для придания вкуса таким продуктам, как хрустящий картофель. Гидролизаты получают, нагревая дрожжевые клетки при 100°С в присутствии НСI до тех пор, пока большая часть белков не гидролизуется до аминокислот. Затем препарат нейтрализуют NаОН, фильтруют и концентрируют в виде густой пасты. Конечный продукт содержит большое количество соли, образовавшейся при нейтрализации кислоты. Автолиз отличается от гидролиза тем, что при автолизе разрушение клеточных компонентов - белков и нуклеиновых кислот - осуществляется под действием ферментов, синтезированных самой дрожжевой клеткой. Этот процесс может протекать в естественных условиях, но он ускоряется при нагревании до 50°С и добавлении соли. Автолиз обычно продолжается в течение одного дня: за это время не менее половины белков клетки расщепляется до аминокислот. Продукт затем фильтруют и концентрируют в густую пасту. Вероятно, вкус мяса, который характерен для дрожжевых автолизатов, обусловлен аминокислотами и небольшими пептидами, образующимися под действием протеаз в ходе автолиза; в усилении привкуса большую роль могут играть и нуклеотиды, например инозин-5’- монофосфат и гуанозив-5’-монофосфат.
Похожие работы
... дрожжевом производстве в основном перешли с отстойного метода m механический (с помощью кларификаторов), что снижает потери ее до 0,14%. 3.2 Технологические режимы переработки мелассы различного качества Современная технология производства дрожжей предъявляет к составу мелассы требования, обусловленные необходимостью повысить выход дрожжей в товарной стадии до 80—90°/о в расчете на сырье и ...
... со 100 до 138°С остается неизменным. При дальнейшем повышении температуры (до 143°С) уровень аминокислот падает, что связано с усилением реакции меланоидинообразования. 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Описание технологии производства пива «Рецептура №1», «Рецептура №2» и «Рецептура №3» В технологической схеме производства пива можно выделить несколько этапов (приложение 1): подготовка воды ...
... получения сырья от мест сбыта этих продуктов, сравнительно высокая стоимость кормовой единицы сыворотки и затруднения, связанные с ее транспортировкой [2]. 2. Использование сыворотки за рубежом Использование отходов молочной промышленности за рубежом в разных странах различно. Наибольший интерес представляет опыт использования отходов в США, ФРГ и некоторых других странах. В штате ...
... категория потребителей проявляет интерес к таким сортам пива, как диетическое и диабетическое. Эти сорта пива находят все большее распространение. При производстве этого пива предъявляются повышенные требования к качеству используемого сырья и главным образом к точному соблюдению технологии. В основе производства - получения сусла с наибольшим содержанием сбраживаемых веществ, чтобы количество ...
0 комментариев