Из чего и где производят прессованные дрожжи. Безопасность современного продукта для поднятия теста. Технология хлебопекарных дрожжей

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Дрожжи - одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевая клетка содержит в среднем 67 % воды и 33 % сухого вещества. Сухое вещество дрожжевой клетки содержит 37...50 % белков, 35...40 % углеводов, 1,2...2,5 % сырого жира и 6... 10 % зольных веществ.

Качество хлебопекарных дрожжей определяется требованиями технологии хлеба. Они должны иметь плотную консистенцию, легко ломаться, обладать серым с желтоватым оттенком цветом и характерным дрожжевым запахом, пресным вкусом, содержание влаги не более 75 %, кислотность (в пересчете на уксусную кислоту) не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг спустя 12 сут. Стойкость при температуре 35 °С дрожжей, выработанных на дрожжевых заводах, не менее 60 ч, а на спиртовых 48 ч, подъемная сила (подъем теста до 70 мм) не более 70 мин.

Предусматривается выпуск сушеных хлебопекарных дрожжей высшего и 1 сортов в виде гранул, вермишели, крупы или порошка от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Содержание влаги в дрожжах высшего сорта - 8 %, в дрожжах 1 сорта - 10 %. Подъем теста до 70 мм для высшего сорта - 70 мин, для 1 сорта - 90 мин. Сохранность со дня выработки составляет для сушеных дрожжей не менее 12 мес для высшего сорта и 5 мес для 1 сорта.

Показатели качества дрожжей, дрожжевого молока (водной суспензии): концентрация дрожжей не менее 450 г/л в пересчете на влажность 75 %, подъемная сила не более 75 мин, кислотность не более 120 мг на 100 г дрожжей в день выработки и не более 360 мг через 72 ч.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. В основе технологии хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах лежат биохимические процессы, связанные с превращением питательных веществ культуральной среды при активной аэрации в клеточное вещество дрожжей. При аэрации дрожжи окисляют сахар питательной среды до воды и диоксида углерода (аэробное дыхание). Выделившаяся при этом тепловая энергия используется дрожжами для синтеза клеточного вещества и обменных процессов. В аэробных условиях в субстрате накапливаются значительно большие биомассы, чем при анаэробном дыхании.

Состав и концентрация питательной среды для культивирования дрожжей обуславливает скорость их размножения и конечный выход продуктов. Для конструктивного и энергетического обмена дрожжей используют сахара, азотистые соединения, зольные элементы и кислород воздуха.

Хлебопекарные дрожжи культивируют на мелассных средах, разбавленных водой. Сахар такой среды легко усваивается дрожжами. Теоретический выход биомассы дрожжей с 75%-ным влагосодержанием находится в пределах 97... 117 % по отношению к массе мелассы, содержащей 46 % сахара. В заводских условиях выход дрожжей составляет лишь 68...92 %.

Дрожжи используют в хлебопечении в качестве возбудителя спиртового брожения и разрыхлителей теста. Их применяют также для получения кваса, витаминов, лекарственных препаратов и питательных сред. На дрожжевых заводах вырабатывают прессованные и сушеные дрожжи, а также дрожжевое молоко. На мелассно-спиртовых заводах получают только прессованные дрожжи. Жидкие дрожжи и хлебные закваски готовят непосредственно на хлебозаводах.

На мелассно-спиртовых заводах вырабатывают 15 % хлебопекарных дрожжей от общего их выпуска. Эти дрожжи получают в качестве отходов производства при сепарации зрелой спиртовой бражки, в 1 м 3 которой содержится 18...35 кг дрожжей. Выход прессованных дрожжей составляет до 3,5 кг на 1 дал спирта. Себестоимость хлебопекарных дрожжей, получаемых на спиртовых заводах, на 30 % ниже, чем на дрожжевых.

Стадии технологического процесса. Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:

Приготовление питательной среды;

Выращивание маточных и товарных дрожжей;

Выделение товарных дрожжей из дрожжевой суспензии;

Формование и упаковка прессованных дрожжей;

Сушка дрожжей.

Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:

Выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;

Промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;

Дозревание дрожжей;

Окончательное промывание и концентрирование дрожжей;

Прессование, формование и упаковка дрожжей;

Хранение.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.

Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.

Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными ленточными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.

На рис. представлена машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей.

Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей

Устройство и принцип действия линии. Из сборника 1 меласса насосом 2 направляется в рассиропник 3, в котором она разбавляется горячей водой (90 °С), выдерживается 30 мин и подается на кларификатор 5, где освобождается от механических примесей. Осветленное сусло нагревают до 120 °С в пластинчатом теплообменнике 4, выдерживают 30 с, охлаждают до 80 °С и направляют в приточный сборник 6, откуда подают в дрожжерастильные аппараты (8 - предварительный дрожжерастильный аппарат; 9, 10, 11 -дрожжерастильные аппараты соответственно I, II и II стадии маточных дрожжей). Осветление и стерилизация осуществляются в непрерывном режиме.

Минеральные соли (диамонийфосфат, сульфат магния, дестиобиотин и др.) растворяют в бачке 7 и направляют в аппараты для размножения дрожжей 8п21 в строго определенных количествах.

Выращивание хлебопекарных дрожжей складывается из получения маточных и товарных дрожжей. Маточные дрожжи чистой культуры готовят в количестве, обеспечивающем засев непосредственно в товарный аппарат 21, и хранят в виде дрожжевого молока при температуре 2 °С. Перед засевом в товарный аппарат 21 маточные дрожжи подвергают жесткой обработке при рН 1,8...2,0 в течение 30 мин. Товарные дрожжи получают по периодической схеме без отборов среды.

Различия в технологии прессованных и сушеных дрожжей проявляются начиная с выделения и подготовки штамма и до получения товарной продукции. Они состоят в удельной скорости роста, засевов, длительности выращивания и концентрации сред.

Выросшие маточные и товарные дрожжи выделяют из дрожжевой суспензии, промывают холодной водой и сгущают в сепараторах 12, 14, 16 соответственно I, II, III ступени маточных и товарных дрожжей. Дрожжевое молоко после III ступени сепарации маточных и товарных дрожжей собирается в сборник 17, откуда направляется соответственно в сборники 18 и 22 - маточного и товарного дрожжевого молока. Для промывания дрожжей используют специальные промывные бачки 13 и 15. Кислотную обработку маточных дрожжей перед засевом проводят в сборнике 19, куда из мерника 20 дозируется серная кислота.

Окончательное выделение товарных дрожжей из дрожжевого молока происходит в вакуум-фильтре 24, предварительно обработанном раствором поваренной соли из сборника 23. Пластины дрожжей из вакуум-фильтра 24 попадают в сушилку для дрожжей 26 через шнек 25, при этом пылевидная фракция улавливается в циклоне 27. Прессованные дрожжи формуются в брикеты и упаковываются.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

1. Общие сведенья о дрожжах

1.4 Химический состав дрожжей

2. Технология производства сухих дрожжей

2.1 Этапы производства

2.4 Технологический режим

2.4.1 Состав среды

2.4.3 рН выращивания дрожжей

2.4.4 Температура выращивания дрожжей

4. Экологическая проблема, связанная с производством сухих дрожжей, и пути ее решения

5. Перспективы развития дрожжевого производства

Список используемых источников

Введение

Дрожжевые организмы являются одноклеточными грибами. Они распространены по всему. Земному шару -- встречаются в почве, воде, в различных пищевых продуктах, на поверхности фруктов, ягод, в нектаре цветков, в соках, сочащихся из деревьев, и т. д. Человек с давних времен пользовался продуктами брожения для своих практических целей, не подозревая участия в них дрожжевых организмов. Известно, например, что вино производилось ассирийцами за 3500 лет до нашей эры. Методика осолаживания и пивоварения была высоко развита у вавилонян, хотя они не знали о существовании ферментов или дрожжей и их роли в этих процессах. В 1680 г. Антоний ван Левенгук, рассматривая «осадок» дрожжей, образующийся во время сбраживания, через свое увеличительное стекло, обнаружил, что он состоит в основном из типичных овальных клеток. Однако прошло еще более 150 лет, когда Луи Пастер (1857) доказал, что дрожжи - это живые организмы, непосредственно ответственные за алкогольное брожение, открыв, таким образом, дорогу современным научным исследованиям дрожжей. Промышленное применение дрожжей в традиционных отраслях мало изменилось с течением веков. Дрожжи все еще играют главную роль в следующих производствах: 1) в хлебопекарной промышленности; 2) в производстве спирта, алкогольных напитков и пива. В последующие годы к этим старинным отраслям применения дрожжей были добавлены другие. дрожжи используются: 3) как ингредиенты продуктов питания или кормов либо в натуральном виде, либо чаще после автолиза в виде дрожжевых экстрактов; 4) как продуценты витаминов (особенно комплекса В, аминокислот и др.) для фармацевтических целей, а также в виде белково-витаминного концентрата; 5) для получения нуклеиновых кислот, ферментов и других веществ. Продукция, получаемая во всех перечисленных производствах, ее качество и количество зависят, с одной стороны, от полноценности используемого сырья и степени совершенства технологического процесса, с другой - от наследственных особенностей производственных рас дрожжей, от их ферментативных и других свойств. Применяемые в различных производствах расы дрожжей в значительной степени различаются между собой. Существенные различия имеются и среди производственных рас, применяемых в одном и том же производстве -- хлебопечении, спиртовом производстве, виноделии и т. д. Эти расы наряду с положительными свойствами имеют и отрицательные, снижающие производственные показатели.

В сухих дрожжах при низкой влажности дрожжевая клетка находится в `спящем” состоянии и может сохраняться длительное время. Такие дрожжи известны как “сухие активные дрожжи” и представляют собой сферические ранулы около 1 мм в диаметре. Для их получения дрожжевая масса высушивается до влажности 7-8%. Сухие дрожжи представляют собой гранулы различного диаметра, внешний слой которых состоит из дрожжевых клеток в “спящем” состоянии и является защитным от влияния окружающей среды. Поэтому для восстановления активности дрожжей их необходимо растворить в воде.

Технология производства инстантных дрожжей заключается в использовании специального метода быстрой сушки с меньшим повреждением клеточной мембраны и консервации дрожжей вакуумом, конечная влажность продукта составляет не более 5%. Быстродействующие дрожжи были специально созданы для удобного использования. Их необходимо смешивать непосредственно с мукой без предварительного разведения в воде, что значительно убыстряет и упрощает процесс приготовления дрожжевого теста.

За последние 30--40 лет в генетике и селекции дрожжей достигнуты большие успехи. Теперь уже не может быть сомнений в том, что в селекции дрожжей наиболее эффективными являются генетические методы. Задача заключается только в том, какие из известных генетических методов следует применить в каждом конкретном случае в зависимости от специфики объекта исследования и поставленной задачи. Спорогенные дрожжи как одноклеточные организмы имеют ряд преимуществ для генетических и селекционных исследований: 1) они принадлежат к эукариотам, что позволяет проверить общность многих концепций молекулярной генетики; 2) наличие полового процесса и образование гамет в результате мейоза, а также существование аллелей типов спаривания позволяют широко проводить гибридизацию различных рас и видов дрожжей; 3) получаемые из одиночных спор гаплоидные культуры являются, как правило, жизнеспособными, что дает возможность проводить тетрадный анализ гибридов; 4) у дрожжей рода Saccharomyces получено большое количество мутаций, установлены группы сцепления и составлены генетические карты хромосом. Генетические маркеры (мутации) могут широко и успешно использоваться в различного рода генетических исследованиях, а также при проведении селекционных работ; 5) путем скрещивания вегетативных клеток разной плоидности, принадлежащих к различным типам спаривания, можно получать полиплоидные формы более высокой плоидности; 6) показана возможность получать у спорогенных дрожжей (Saccharomyces и Schizosaccharomyces).

1 Общие сведенья о дрожжах

1.1 История становление производства дрожжей

Человек на протяжении всей своей эволюции сталкивался с разрушительным действием разнообразных болезнетворных организмов, однако именно дрожжи были, по-видимому, первыми микроорганизмами, которые человек стал использовать для удовлетворения своих потребностей. Дрожжи с полным основанием можно рассматривать как одно из многочисленных орудий труда древнего человека. Первое упоминание об использовании человеком дрожжей, связанное с производством одной из разновидностей кислого пива (так называемой «бузы») в Египте, относится к 6000г. до н. э. Это пиво вырабатывали сбраживанием пасты, полученной при раздавливании и растирании проросшего ячменя. Последующие несколько тысячелетий процессы приготовления пива и вина, с одной стороны, в выпечки хлеба из дрожжевого теста -- с другой, развивались, видимо, параллельно. К 1200 г. до н. э. в Египте была уже хорошо известна разница между хлебом из кислого и пресного теста, а также польза от применения вчерашнего теста для заквашивания свежего и для сбраживания вина. Из Египта технология пивоварения и хлебопечения была завезена в Грецию, а оттуда в древний Рим и Римскую империю. О пивоварении в период после падения Римской империи сохранилось очень мало сведений. Однако известно, что в ХIII и ХIУ вв. пивоварение было широко распространено в монастырях Северной Европы. Документы сообщают, что в Германии в это время приготовлением пива занимались 400--500 монастырей, а в Англии еще в 1188 г. Генрих II ввел первый зафиксированный в истории налог на пиво. О стране, в которой впервые появились спиртные напитки, остается только строить предположения. Имеются сведения об употреблении их в Китае в 1000 г. до н. э.; известно также, что получение виски было налажено в Ирландии уже в ХII в. Считается, что процесс производства спирта завезен в Европу из стран Среднего Востока: в пользу такого предположения свидетельствует тот факт, что слово «алкоголь» арабского происхождения опять-таки производство спиртных напитков было связано, очевидно, с религиозными учреждениями: одно из самых ранних упоминаний о виски в Шотландии относится к изготовлению его при монастыре Джона Кора в 1494 г. (табл 1).

Основные этапы в изучении и практическом использовании пивных дрожжей.

6000 до н.э.	Свидетельство о пивоварении в Египте
1000 до н.э.	Свидетельство о потреблении напитков из перегнанного спирта в Китае
	Производство виски в Ирландии
	Распространение пивоварения в Северной Европе
	Антони ван Левенгук впервые наблюдал дрожжи
	Персун и Фриз установили принадлежность дрожжей к грибам
	Мейер дал пивным дрожжам название Saccharomyces cerevisiae
	Шванн описал споры дрожжей
	Пастер установил роль дрожжей в брожении
	Де Бари описал жизненный цикл дрожжей
	Хансен получил чистые культуры
	Бухнер сообщил о способности дрожжевых бесклеточных экстрактов осуществлять брожение
	Винге обнаружил чередование гаплоидной и диплоидной фаз в жизненном цикле дрожжей
	Линдгрен выявил гетероталлизм у Saccharomyces

Выяснение структуры дрожжей стало возможным благодаря изобретению микроскопа, и первое описание принадлежит Антони ван Левенгуку (1680 т.). Однако в то время никто не предполагал, что структура, описанная как дрожжи, является живым организмом. Теперь трудно определить, кто из ученых первым высказал мысль о том, что дрожжи - живые организмы, которые вызывают спиртовое брожение, наблюдаемое при изготовлении вина и пива. Виталистические теории процесса брожения были выдвинуты в конце XYIII в., а в 1818 г. Эркслебен предположил, что дрожжи ответственны за спиртовое брожение, Однако общепризнано, что лишь работа Пастера, опубликованная им в Etudes sur Vin в 1866 г., окончательно развеяла сомнения о роли дрожжей в сбраживании сахаров и образовании спирта. Эта работа представляет собой веху в развитии микробиологии. другим важным событием стало получение Хансеном чистой дрожжевой культуры из одной клетки в 1881 г. Использование чистых культур послужило основой для развития таксономии и физиологии дрожжей и других микроорганизмов. В 1897 г. Бухнер путем растирания дрожжей получил бесклеточный экстракт, который оказался способным превращать сахара в спирт; тем самым был заложен один из краеугольных камней современной биохимии. Последующая работа в этом направлении внесла значительный вклад в изучение метаболического пути Эмбдена - Мейергофа - Парнаса (ЭМП). С тех пор дрожжи стали излюбленным объектом разного рода физиологических я биохимических исследований. Особого интереса с точки зрения приготовления спиртных напитков заслуживает установление Эрлихом в 1906 г. связи между метаболизмом аминокислот и синтезом «сивушных масел» ключевой группы органолептических соединений, вырабатываемых дрожжами. Первые успехи в области генетики микроорганизмов также были достигнуты при изучении дрожжей. Смена гаплоидной и диплоидной фаз в жизненном цикле дрожжей была открыта Винге в 1935 г. воспроизведении дрожжей.

1.2 Современная классификация дрожжей

Хотя характерная почкующаяся форма дрожжей была зафиксирована еще ван Левенгуком в 1680 г., более детальное описание и идентификация дрожжей продолжали оставаться сложной задачей. Поскольку у вегетативных форм большинства дрожжей нет каких-либо характерных морфологических особенностей, их нелегко идентифицировать путем визуального наблюдения. Первоначально название Saccharomyces употреблялось по отношению ко всем дрожжам, выделенным из спиртных напитков, и Мейен в 1837 г. различал в соответствии с их источником три вида Saccharomyces: S vini -- из вина, S.cerevisiae-- из пива и S. pomorum -- из сидра. Половые споры у дрожжей были обнаружены в 1837 г. Шванном, но только в 1870 г. к роду Saccharomyces стали причислять исключительно такие дрожжи, которые образуют споры.

По современной системе классификации дрожжи делятся на две группы: споровые и бесспоровые. В основу такого деления положены их физиологические признаки и способы размножения. Бесспоровые дрожжи -- эта группа объединяет дрожжевые грибки, способные к образованию спор при неблагоприятных условиях. К этой группе относятся дрожжи рода сахаромицес, используемые в процессе производства хлебопекарных дрожжей. Они активно сбраживают сахара при отсутствии кислорода. Размножаются при температуре 28--ЗО °С. Бесспоровые дрожжи -- эта группа объединяет дрожжевые грибки, неспособные к образованию спор. К этой группе относятся дрожжи родов кандида и торула, используемые в производстве кормовых дрожжей. Эти дрожжи слабо сбраживают сахара без кислорода, а при наличии его активно размножаются. Обе группы дрожжей включают ряд видов. Хлебопекарные дрожжи принадлежат к виду сахаромицес церевизее. Кормовые дрожжи принадлежат к видам кандида тропикалес и торулопсис утилис. Вид - это основная единица в систематике. Но в производстве имеются еще более мелкие единицы деления организмов - расы. Представители разных рас различаются своими производственными особенностями. Так, среди дрожжей сахаромицетов вида церевизее имеются организмы, отличающиеся один от другого своими производственными особенностями: слабо сбраживающие сахара и сильно сбраживающие, быстро размножающиеся и медленно и т. д. Таким образом, в каждом бродильном производстве употребляются свои дрожжи, свои расы дрожжей.

Для хлебопечения применяют обычно дрожжи, обладают, соединений большой бродильной энергией и хорошей подъемной силой, т. е способностью увеличивать объем теста в результате выделения газов при брожении; в процессе дрожжевого производства эти дрожжи быстро размножаются. В настоящее время на мелассово-дрожжевых заводах используют в основном расы № 7 и 14 и на некоторых -- расу ХI ЛБД. Эти расы были выделены из производственных дрожжей разных заводов. Раса №7 «Томская» выделена в 1939 г. из прессованных товарных дрожжей Томского дрожжевого завода. Клетки почты круглые, слегка овальные, мелкие размером (6-8)*(5-6) мкм, почкование прямое, почки круглые. Консистенция готовой продукции (прессованные дрожжи) ломкая при влажности 72 - 73 %, что не выгодно для заводов. Раса № 4 выделена в 1958 г. Клетки овальные или круглые размером (7-11)* (6-8) мкм, имеют хорошо видимые вакуоли. Консистенция готовой продукции ломкая при влажности 74-75%. Обладает очень активным комплексом бродильных ферментов. Раса ХI ЛБД выделена в 1949 г. Клетки продолговатые, или эллиптические, круглые размером (8--17) Х (3,6--5,6) мкм; почки продолговатые, с хорошо видимыми вакуолями. Консистенция готовой продукции ломкая при влажности 74--75%, бродильные ферменты активные.

1.3 Морфология дрожжевой клетки

Клетки дрожжей сахаромицетов круглые, овальные и яйцевидные размером (3-8)*(6-14) мкм. Клетки дрожжей кандида продолговатые или удлиненные, иногда круглые, длиной 6-14 мкм, шириной з-6 мкм. Клетки дрожжей торула слегка круглые удлиненные длиной 3-4 мкм, шириной 2-3 мкм (см. рис.1).

сахаромицеты кандида торула

Рис.1 Форма клеток дрожжей разных видов

Дрожжевая клетка, как клетки большинства микроорганизмов, состоит из оболочки, протоплазмы, ядра, вакуоли, клеточных структур- рибосом, митохондрий, запасных включений - гликогена и волютина (см. рис. 2).

Рис.2 Строение дрожжевой клетки: 1-оболчка; 2-ядро; 3-митохондрии;4-рибосомы; 5-гликоген; 6- волютин; 7-протоплазма;8-вакуоль

Оболочка расположена снаружи дрожжевой клетки. Она имеет пористую структуру, состоит из клетчатки (углеводов). Внутренняя часть клетки -- протоплазма (тело клетки) - состоит в основном из белков. Внутри протоплазмы расположены клеточные структуры - рибосомы и митохондрии.

Рибосомы -это мелкие круглые частицы, которые трудно рассмотреть даже в электронный микроскоп. В рибосомах происходит синтез белка. Митохондрия -- это удлиненные, более крупные частицы, видимые в обычный оптический микроскоп. Длина их 1--2 мкм. В них происходят реакции, обеспечивающие клетку энергией.

Ядро видно в дрожжевой клетке очень плохо, только при направляет а регулирует основные процессы в клетке: обмен веществ, размножение, передачу наследственных признаков. У дрожжей ядро окружено ядерной оболочкой. Вакуоль это пузырек, находящийся в протоплазме, заполненный клеточным соком. В растворенном виде здесь находятся соли, металлы, сахара и некоторые жиры и белки. В зависимости от возраста клетки и ее упитанности в ней в виде капельных включений могут находиться так называемые резервные или запасные питательные вещества гликоген, жир, волютин. Дрожжи размножаются двумя способами: вегетативным и половым. К вегетативному способу относят размножение делением и почкованием. При делении внутри клетки образуется перегородка, и клетка распадается на две новые. При почковании на клетке образуется в начале небольшой вырост, который, постепенно увеличиваясь, образует почку. Затем почка отделяется от материнской клетки, в результате чего образуются две клетки. При половом размножении у дрожжей внутри клетки образуется одна, две, три ил и четыре споры. Споры высыпаются из клетки. При благоприятных условиях оболочка споры лопается, и образуется молодая клетка, которая с другой такой же клеткой, образовавшейся из споры. Это и есть половой процесс у микроорганизмов. Клетка, получившаяся после слияния содержимого двух спор, начинает делиться или почковаться, т. е. размножается тем способом, который свойствен данному виду дрожжей. Споры у дрожжей образуются при неблагоприятных условиях. Они выдерживают высокую температуру (70-80 0 С), тогда как дрожжевые клетка при этом погибают. Дрожжи кандида и торула спор не образуют.

1.4 Химический состав дрожжей

Химический состав дрожжей непостоянен: он зависит от физиологического состояния дрожжевой клетки, расы дрожжей, состава питательной среды.. Относительная плотность (уд.вес) хлебопекарных дрожжей 1,100, дрожжевой взвеси с содержанием 17,22% сухих веществ -- 1,0566, а с содержанием 23,71 % сухих веществ -- 1,0821. Теплоемкость сухих дрожжей 0,664, теплотворная способность 1 кг сушеных дрожжей по Шюлейну составляет 4520 кал; по Финку она колеблется в пределах 4808--5066 кал для кормовых дрожжей. Принято считать, что дрожжевые клетки в среднем содержат 67% воды и 3З% сухого вещества. Вода с растворенными в ней минеральными и органическими веществами проникает в клетку и, очевидно, все важные жизненные реакции происходят в водном растворе: свободная вода участвует в процессах обмена веществ, связанная вода удерживается белковыми молекулами при помощи водородных связей и, таким образом, являются частью структуры протоплазмы дрожжевой клетки. Распределение влаги в прессованных дрожжах зависит от состава дрожжевых клеток. Так, при наличии 75% влаги распределение ее в бруске - внутри или нее клеток будет изменяться, причем внеклеточной влаги будет тем меньше, чем больше ее содержится в самих дрожжевых клетках. В дрожжевых клетках содержание влаги (в %) колеблется в следующих пределах: Номер образца 1 2 3 4 5 6 Сухие вещества 30 31 32 33 34 35 Влага 70 69 68 67 66 65 В прессованных дрожжах при содержании 75% влаги и 25% сухих веществ внутри клеток будет содержаться разное количество влаги в зависимости от состава дрожжевых клеток Номер образца 1 2 3 4 5 6 Сухие вещества 25 25 25 25 25 25

Влага внутри клетки 58,25 55,65 53,13 50,76 48,5 46,4 вне клеток 18,75 19,35 21,87 24,24 26,48 28,6 Элементарный состав дрожжей с содержанием 55 % белков включает 46% углерода, 6,9% водорода, 9,1% азота, 30% кислорода в 80/о неорганических веществ, в основном калия и фосфора. Однако состав сухих веществ лебопекарнь1х дрожжей (в %), как видно из данных, приведенных ниже, значительно колеблется. Азот, общее количество 6-8 Белок (N*6,25) 37-50 Сырой жир 1,5-2,5 Безазотистые вещества 35-45 Зола 6-10 Соотношение белков и углеводов зависит от расы дрожжей и от направленного его изменения в процессе выращивания дрожжей. Азотсодержащие вещества дрожжей представляют собой белковые вещества (63,8%), нуклеиновые вещества (26,1 %), амиды и пептоны (10,1 %). Белки состоят из аминокислот, число которых достигает 24. Соотношение аминокислот в разных белках различно. Около 64% общего азота дрожжей входит в состав белков. В дрожжах содержится около 0,1% глютатиона (трипептида) состоящего из гликоколя, цистеина и глутаминовой кислоты. Глутатион может находиться в окисленной или восстановленной форме, при этом его сульфгидрильная группа SН активирует протеазы. Ферменты дрожжей.

Непременной составной частью протоплазмы дрожжевых клеток являются ферменты, осуществляющие разнообразные биохимические превращения в дрожжевой клетке. Известно, что деятельность ферментов может проявляться внутри клеток - это эндоферменты; ферменты, действующие вне клеток, называются экзоферментами. Особое значение в жизнедеятельности дрожжей имеют оксидоредуктазы - окислительно-восстановительные ферменты, трансферазы -- ферменты, осуществляющие перенос различных групп с одной молекулы на другую, катализирующие взаимопревращения различных сахаров, и гидролазы, гидролизирующие ферменты, которые производят расщепление веществ при непременном участии воды, присоединяющейся к образующимся более простым соединениям. Весь комплекс ферментов дрожжевой клетки обозначают известным в ферментологии термином голоферменты, при этом устойчивый к нагреванию комплекс называют коферментом, а неустойчивый -- апоферментом. По этой терминология процессы брожения будут вызываться в дрожжах голозимазой, состоящей из козимазы и апозимазы. Козимаза тесно связана с апозимазой и является активатором для этой последней. Апозимаза представляет собой термолабильную часть энзимного комплекса, собственно зимазу, сбраживающую сахара. Она включает ряд энзимов, которые и вызывают процессы брожения. Многие из них еще не удалось выделять из дрожжевого сока.

По данным элементарного анализа, белок дрожжей содержит 15-18% азота, 6,5-7,З% водорода, 50-55% углерода, 21-24% кислорода, 0-2,4% серы. Основным показателем состава белка является именно аминокислотный состав макромолекул. За последние годы состав аминокислот в белке быстро определяется путем гидролиза белков и хроматографического анализа белкового гидролизата, что осуществляется автоматически специальными аппаратами через 2--4 ч. Витамины дрожжей.

Известно, что дрожжевые клетки богаты витаминами. Однако только в последние годы благодаря развитию учения о витаминах и усовершенствованию методов их определения выявилось содержание витаминов в дрожжах и их состав. Все дрожжи содержат витамины группы В и эргостерин провитамин D. Соотношение отдельных компонентов витаминов комплекса В в различных дрожжевых грибах неодинаковое. Оно колеблется в широких пределах в дрожжевых грибах разного рода и зависит у одних и тех же дрожжей от условий их культивирования. Установлено, что дрожжевые клетки содержат витамин В 1 - тиамин; витамин В 2 -рибофлавин; витамин В 3 - пантотеновую кислоту; витамин В 5 - РР- никотиновую кислоту; витамин В 6 -- пиридоксин; витамин Н биотин; инозит; парааминобензойную кислоту. Некоторые дрожжевые грибы розового цвета содержат бетакаротин -- провитамин А. Витамины играют большую роль в биохимических процессах, свойственных дрожжевым клеткам.

Жиры дрожжи являются смесью истинных жиров (глицеридов жирных кислот) с фосфолипидами (лецитин, кефалин) и стеролами (эргостерол). Жир дрожжей состоит, главным образом из насыщенных кислот жирного ряда: пальмитиновой 75% и стеариновой 25%. Некоторые исследователи находят в дрожжах и другие кислоты лауриновую и олеиновую. В состав жира дрожжей входит также неомыляемый жир -- эргостерин -- провитамин D. Углеводы

В дрожжах содержится 35--40% углеводов к массе сухих дрожжей. Они входят в состав протоплазмы и оболочки дрожжевых клеток. В дрожжах содержатся полисахариды гликоген, маннан - дрожжевая камедь - и глюкозан, который считали целлюлозой. Зола

Зола дрожжей составляет около 6--10% общей массы сухого вещества дрожжей. Состав золы колеблется в зависимости от условий их культивирования (табл. 1).

Таблица № 1

Зола дрожжей состоит примерно наполовину из фосфора; большая часть фосфорной кислоты связана в дрожжах с органическими соединениями. Общее количество Р 2 О 5 у сахаромицетов колеблется в пределах от 3,2 до 4,4% к сухому веществу.

2 Технология производства сухих дрожжей

2.1 Этапы производства дрожжей

В процессе выращивания дрожжей из одной клетки получают несколько тонн продукта.

Начальная стадия выращивания проходит в микробиологической лаборатории. Прежде всего, с помощью микроскопа отбираются здоровые и невредимые клетки нужных дрожжей. Выбранную клетку помещают в стерильную пробирку, в которой уже находятся все необходимые для роста клетки ингредиенты.

В пробирке клетка начинает размножаться почкованием. Когда количество размножившихся клеток достигает определенной массы, их переносят в стерильную стеклянную колбу. Колба содержит жидкую смесь, называемую питательной средой. В этой среде есть все необходимое для дальнейшего роста клеток. Когда дрожжевая клетка многократно размножилась, начинается процесс брожения. Содержимое Колбы с дрожжевыми клетками переносят в простерилизованные чаны для брожения. В них готовят намного больше питательной среды, что даст возможность дрожжевым клеткам размножаться дальше. Основным питанием для дрожжей становится меласса, в качестве источника углеводов, добавляют также витамины и минеральные вещества.

Растущие и размножающиеся клетки поступают по очереди в бродильные чаны с все большим объемом. Объем последнего в технологическом процессе бродильного чана - 100 м 3 В конце брожения количество дрожжей измеряется тоннами.

После процесса брожения дрожжевые клетки поступают к промывным аппаратам, где промываются и отделяются от питательных веществ, с помощью сепараторов. Получается чистая и активная довольно густая дрожжевая масса.

Затем дрожжевую массу отделяют от лишней воды и фильтруют на вакуум-фильтре.

Полученную дрожжевую массу фасуют и упаковывают для покупателей в предусмотренную упаковку, затем помещают в большие холодильники и остужают до + 4 0 С .

2.2 Технологическая схема дрожжевого производства

Процесс получения товарных дрожжей включает три основные стадии: выращивание, выделение из бражки и обезвоживание их.

Выращивание биомассы делится на два процесса: получение засевных дрожжей, на отделении чистой культуры и выращивании товарных дрожжей. Выделение проходит в две ступени: извлечение из бражки флотацией и сгущение на сепараторах.

Процесс обезвоживания также состоит из нескольких операций: сначала дрожжи плазмолизуются, затем упариваются на выпарной установки и после этого окончательно высушиваются на распылительной сушилке.

Технологическая схема дрожжевого цеха представлена на рис. 1.

Весь цикл производства заключается в следующем. Чистая культура дрожжей, выращенная в лаборатории, засевается в малую дрожжанку 2, где ведется выращивание периодическим способом. Затем дрожи из малой дрожжанки поддаются в большую 3, а из большой дрожжанки - в малый инокулятор (засевной чан) 4. В нем выращивание ведется непрерывным способом. Выращенные в отделении чистой культуры засевные дрожжи непрерывно подаются из малого инокулятора в производственный инокулятор 5. Сюда же подаются из сборника 6 сусло, воздух при помощи воздуходувки 10, питательные соли 8, аммиачная вода 9. Выросшие в инокуляторе дрожжи непрерывно отбираются в виде дрожжевой пены и самотеком поступают во флотатор 11. Здесь происходит расслоение пены на бражку без дрожжей и пену, обогащенную дрожжами по сравнению с той, что поступила из инокулятора. Пена гасится во внутреннем стакане флотатора. Полученная суспензия с концентрацией дрожжей 60-80 г/л отбирается из него насосом и подается для сгущения на I ступень сепарации 13, где отделяется часть бражки. Суспензия после I ступени сепарации (150-250 г/л) поступает в промывной чан 14, куда для промывки дрожжей подается вода. Разбавленная водой суспензия подается насосом на I I ступень сепарации 16, где происходит сгущение дрожжей до 500-600 г/л. Готовая дрожжевая суспензия насосом подается на плазмолизатор 17. Сюда же подается пар. Здесь происходит подогрев суспензии до 80 0 С, при этом дрожжевые оболочки разрушаются, содержимое клеток вытекает и попадает в напорный бак плазмолизатора 18, здесь под давлением суспензия становится более текучей. Плазмолизат поступает на вакуум- выпарную установку 19 для упаривания сухих веществ до концентрации 12.5% . Упаренный плазмолизат подается на распылительную сушку 21, где высушивается в токе горячего воздуха до содержания влаги 8-10%. Готовые сухие дрожжи из сушилки поступают на упаковку, где расфасовываются в бумажные мешки по 20-25 кг

2.3 Основные способы выращивания дрожжей

Существуют два принципиально различных способа выращивания дрожжей: периодический и непрерывный. В первом случае в инокулятор задают питательную среду с солями, охлажденную до необходимой температуры, засевные дрожжи, затем подают воздух, перемешивают и таким образом ведут выращивание до полной утилизации РВ дрожжами. В ходе выращивания только поддерживают необходимую температуру, рН среды и расход воздуха. По окончании процесса содержимое инокулятора полностью выбирают, аппарат моют, стерилизуют и процесс выращивания начинают сначала. Таким способом ведут выращивание на первых стадиях приготовления чистой культуры дрожжей в отделениях чистой культуры производственных цехов. При этом способе выращивания дрожжи проходят в инокуляторе постепенно все стадии развития: 1) стадию покоя или лагфазу, когда клетки еще не растут, а лишь приспосабливаются к среде в подготавливаются к росту--в них в это время вырабатываются необходимые ферменты; 2) фазу логарифмического роста, когда все клетки почкуются в прирост биомассы идет в геометрической прогрессии; 3) фазу стационарного роста, когда скорость прироста клеток снижается и 4) фазу затухания, когда рост дрожжей прекращается, так как весь сахар из среды использован. Периодический способ выращивания невыгоден тем, что на протяжения цикла выращивания меняются состав среды и активность клеток, процесс нельзя автоматизировать. Мала производительность инокулятора из-за длительной лагфазы (период «разбраживания») и необходимости остановок для отбора готовых дрожжей и мойки посуды. Поэтому в больших промышленных инокулятор ах выращивание ведут непрерывным способом. Он заключается в том, что после окончания разбраживания, когда дрожжи перешли в фазу логарифмического роста и находятся в самом активном состоянии, в инокулятор мелкими порциями или непрерывно с заданной скоростью приливают питательную среду и одновременно с той же скоростью отбирают среду с приросшими дрожжами. В инокуляторе поддерживают определенный запас дрожжей и бражки, поэтому при определенной скорости подачи среды дрожжи находятся в аппарате необходимое время, в течение которого они успевают усвоить питательные элементы среды и вырасти. При таком способе выращивания дрожжи находятся все время в постоянных условиях, скорость роста их максимальна, производительность инокулятора -- тоже. Процесс полностью поддается автоматизации. Непрерывный способ выращивания дрожжей имеет три существенно различных варианта по соотношению времени роста дрожжей в времени нахождения бражки в инокуляторе. 1-й вариант. Бражка и дрожжи отбираются из инокулятора с одинаковой скоростью, одним потоком (рис. 1).

Рис.1 Схема выращивания дрожжей прямым методом:

1-инокулятор; 2-флотатор

Здесь время роста дрожжей и время нахождения бражка в инокуляторе одинаковы, и рассчитываются по формуле (1)

t= Т=V/W с (1)

Рабочая концентрация дрожжей равна концентрации естественного прироста, в соответствии с формулой (2)

Х р = Х ест (2)

Практически -- это работа инокулятора с нижней кюветой и одним отбором без всяких возвратов, как изображено на рис. 1.

2-й вариант. Бражка выводится из инокулятора быстрее, чем дрожжи. Время роста дрожжей больше, чем время нахождения бражки, неравенство(3)

Рабочая концентрация дрожжей больше естественного прироста, в соответствии с неравенством (4)

X р >X ест (4)

Практически этот вариант может осуществляться различными технологическими приемами (рис. 2): а) возвратом части дрожжей в инокулятор после сгущения их на флотаторе (рис. 2,а). С сепарации дрожжи возвращать не следует, так как при этом в инокулятор попадет химический пеногаситель и процесс циркуляции в чане нарушиться;

Рис. 2,а Схема выращивание дрожжей с возвратом в инокулятор после сгущения: 1-инокулятор; 2-флотатор

б) ведением двух отборов из инокулятора с поднятым аэратором (кюветой): из зоны над кюветой отбирается дрожжевая пена на флотатор и из зоны под кюветой--бражка без дрожжей отбирается в канализацию (рис. 7, б); за счет регулирования этих двух потоков можно создать необходимую рабочую концентрацию, а следовательно, и запас дрожжей в инокуляторе;

Рис. 2,б Схема выращивания дрожжей в инокуляторе с поднятой кюветой и двумя отборами: 1-инокулятор; 2-флотатор

в) при помощи флотоподсевателя, в соответствии с (рис. 2, в)

Рис. 2,в Схема работы инокулятора с флотоподсевателем: 1-инокулятор;2-флотатор;3-флотоподсеватель.

К инокулятору пристраивается небольшой (5--7 м3) конический флотатор - «флотоподсеватель»,из которого сгущенная дрожжевая пена возвращается в инокулятор, а обедненная дрожжами бражка сливается во флотатор.

3-й вариант. Дрожжи выводятся из инокулятора быстрее, чем бражка. Время роста дрожжей меньше, чем время нахождения бражки, в соответствии с неравенством (5)

Рабочая концентрация дрожжей меньше концентрации естественного прироста, неравенство (6)

X р

Практически этот вариант работы осуществляется путем возврата части бражки из флотатора в инокулятор (рис. 3,а)

Рис. 3,а Схема выращивание с возвратом бражки: 1-инокулятор;2-флотатор

Или путем одного отбора сгущенных дрожжей из инокулятора со встроенным флотатором (рис. 3, б)

Рис. 3,б Схема выращивание дрожжей в инокуляторе, со встроенным флотатором при одном отборе: 1- инокулятор;2- флотатор;3- встроенный флотатор

Сгущенные дрожжи из встроенного флотатора отбираются, а бражка из него остается в инокуляторе и разбавляет среду.

Выбор варианта работы обусловливается составом питательной среды. При содержании РВ в среде 1,0_2,0% используется 1-й вариант-одновременный отбор дрожжей в бражки, при концентрации РВ 0,5- 1,0% -вариант со сгущением дрожжей в инокуляторе и при концентрации 2,0-3,5 % используется вариант работы с возвратом бражки в инокулятор.

2.4 Технологический режим

Технологический режим -- это ряд условий, обеспечивающих ход технологического процесса в нужных направлениях и масштабе при максимальном выходе продукта. Факторы режима, необходимые для обеспечения требуемого направления жизнедеятельности дрожжей и максимального выхода, следующие: состав среды; состав питательных солей и количество их на единицу расхода питательной среды; рН среды и рН выращивания; температура выращивания; остаточная концентрация питательных веществ в бражке время роста дрожжей; время нахождения среды в инокуляторе; расход воздуха. Факторы, обусловливающие максимальную производительность инокулятора и экономичность процесса: запас дрожжей в инокуляторе, который определяется полезным запасом жидкости в инокуляторе в рабочей концентрацией дрожжей в жидкости; время роста дрожжей; часовой расход редуцирующих веществ (РВ), определяемый расходом питательной среды и концентрацией РВ в среде; время нахождения среды в инокуляторе. К этой группе факторов относятся также указанные выше остаточные концентрации РВ и солей, расход воздуха.

2.4.1 Состав среды

Для выращивания дрожжей в промышленности применяются три вида гидролизных сред: гидролизат, барда и смесь барды с гидролизатом. Они служат источником основной составной части дрожжей -- углерода. В процессе жизнедеятельности дрожжи усваивают углерод из таких, входящих в состав гидролизных сред соединений, как сахара и органические кислоты (главным образом уксусная). Основное различие между этими средами заключается в количестве содержащихся в них питательных веществ и в соотношении сахаров (РВ) и органических кислот. Так, в гидролизате содержится 3,0_3,5% РВ и только 03--О,45% органических кислот, что составляет лишь около 10/ от суммарного количества сахаров и кислот. В барде содержится РВ 0,6--0,7%, органических кислот--около 0,2%, т. е. доля их в сумме источков углерода для дрожжей составляет до 25%. В смеси барды и гидролизата это соотношение может быть самым разнообразным в зависимости от того, сколько гидролизата добавлено к барде. Состав сахаров барды и гидролизата также различен. В барде содержатся только пентозные сахара, в гидролизате около 20% сахаров составляют пентозы, около 80% гексозы. По питательной ценности сахара и органические кислоты неравнозначны. Известно, что ценность источника углерода как питательного вещества для микроорганизма и зависит от степени окисленности атомов углерода, входящих в состав молекулы этого вещества. С этой точки зрения все соединения углерода по их питательной ценности можно расположить следующим образом. Углекислота, где атом углерода полностью окислен, практически не может быть источником энергии для микроорганизмов. Использовать ее как строительный материал микробы могут лишь в присутствии других источников энергии (например, при фотосинтезе). Органические кислоты, в состав которых входит карбоксил, где три валентности насыщены кислородом и лишь одна может еще окисляться. Питательная ценность кислот зависит от радикала. Такие кислоты, как муравьиная и щавелевая, практически не используются микроорганизмами.

Уксусная кислота утилизируется дрожжами, но выход биомассы при этом ниже, чем при использовании сахаров. Сахара, которые содержат полуокисленные атомы углерода входящие в состав групп -СН 2 ОН, -СНОН-, =СОН-. Такие атомы легче всего подвергаются окислительно-восстановительным превращениям и потому содержащие их вещества представляют высокую питательную ценность для дрожжей. Согласно литературным данным выход биомассы (абсолютно сухой) от сахаров может достигать 57_80%. Кроме сахаров, сюда же можно отнести в другие вещества, содержащие спиртовую группу--глицерин, маннит, винную, лимонную кислоты в т. д. Соединения с большим количеством метильных (-СН 3 и метиленовых (-СН 2 -) групп, такие как углеводороды (газообразные и парафинового ряда), высшие жирные кислоты, которые могут служить источником углерода для микроорганизмов и конкретно для дрожжей. Выход биомассы из них составляет более 100%. Однако потребление их затруднено в связи с тем, что эти вещества плохо растворяются в воде, а, кроме того, они не могут без предварительного частичного окисления участвовать в реакциях внутри клетки. Поэтому усвоение таких веществ идет в две стадии: сначала они окисляются, а затем уже полуокисленные продукты используются клеткой. Сахара в органические кислоты неравнозначны еще и в том отношении, что в результате использования ах дрожжами рН (активная кислотность) среды изменяется по-разному. IIри использовании сахаров в комплексе с сульфатом аммония в качестве источника азота идет сильное подкисление культуральной среды; при переработке сахаров с аммиачной водой среда остается нейтральной; при использовании же дрожжами уксусной кислоты в комплексе с любым источником азота (сульфат аммония, аммиачная вода) культуральная среда (бражка) подщелачивается. Гидролизат в барда отличаются друг от друга еще в различным содержанием в них вредных и полезных примесей. Барда -- более доброкачественная и более полноценная среда. Это объясняется тем, что барда уже прошла один биологический цех -- спиртовой, где часть вредных примесей гидролизата была адсорбирована спиртовыми дрожжами, часть разрушена, часть улетучилась при отгонке спирта на бражной колонне. Кроме того, за счет метаболизма спиртовых дрожжей барда содержит значительное количество биостимуляторов. Гидролизат практически их не содержит. В барде в пересчете на сахар находится значительно больше микроэлементов, так как при равном количестве элементов, перешедших в эти среды из древесины, содержание сахара в барде в 5--6 раз меньше, чем в гидролизате. Все перечисленные особенности этих сред имеют большое значение при выращивании дрожжей и должны быть учтены при составлении режима. Так, от типа среды зависит выбор источника азота, количество минеральных добавок, выбор расы дрожжей (на барде могут расти все дрожжи, на гидролизате без добавки биостимуляторов -- только автоауксотрофные дрожжи типа Сапаdidа sсottii, которые сами синтезируют биос из неорганических веществ), выбор способа выращивания (он определяется содержанием сахара в среде) и другие факторы.

2.4.2 Состав питательных солей

Для нормального развития дрожжей на какой-либо питательной среде необходимо, чтобы эта среда содержала источники всех элементов, которые входят в состав дрожжевой клетки. Чтобы выход дрожжей был максимальным, элементы в среде должны находиться в той же пропорции, что и в дрожжевой клетке. Согласно закону Либиха (закону минимума) выход дрожжей определяется тем компонентом питательной среды, который находится в недостатке. В гидролизном сырье элементы, необходимые для дрожжей, находятся в совершенно другой пропорции, чем в самих дрожжах. Таких элементов, как азот и фосфор, в древесине содержится незначительное количество. Поэтому их и некоторые Другие элементы питания обязательно следует добавлять в гидролизные среды. Добавка осуществляется в виде раствора минеральных солей. Величина добавки той или иной соли рассчитывается в зависимости от состава дрожжевой массы, состава используемой древесины (или другого растительного материала) и выхода дрожжей от исходного сырья. Следует также предусмотреть некоторый избыток в расходе питательных солей, так как небольшие количества их должны обязательно оставаться в бражке (культуральной среде) после выращивания дрожжей.

Элементарный состав дрожжей и некоторых видов сырья Средние цифры по элементарному составу дрожжей, содержащих 55% белка, могут быть приняты следующими (в % от сухого вещества): углерода (С) 46 фосфора (в пересчете на Р 2 О) 4% кислорода (О) 30 кальция (в пересчете на К 2 О) 2,5--2,9 водорода (Н) 6,9 магния (в пересчете на МgО) .0,35--0,40 азота (N) 8--9 кальция (в пересчете на СаО) 0,1 серы (S) 0,2--1,4

В количестве меньшем, чем 0,1%, находятся в дрожжах такие элементы, как медь, железо, натрий, кремний, кобальт. Это так называемые микроэлементы. Общее содержание золы в сухих дрожжах--6--10%. Содержание зольных элементов в древесине некоторых пород приведено в таблице № 2

Таблица №2 »Содержание зольных элементов»

древесины	золы% абсот сухой древесины	Состав золы, % от абс. Сухой древесины

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.

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.,

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:

С 6 Н 12 О 6 = 2С 2 О 5 Н + 2СО 2

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.

Подобные документы

Характеристика микрофлоры дрожжевого производства. Процесс выращивания белковых дрожжей. Среды, применяемые для их производства. Описание технологической схемы получения дрожжей. Расчет материального баланса дрожжевого отделения биохимического завода.

курсовая работа , добавлен 18.06.2012


Химический и витаминный состав сухих пивных дрожжей, технология их производства. Строение и принцип работы установки производства чистой массовой культуры, дрожжегенераторов и вальцовых вакуум-сушилок. Правила промывки и хранения конечного продукта.

реферат , добавлен 24.11.2010


Химический состав кормовых дрожжей. Сырьё и вспомогательные материалы. Оптимальные условия культивирования кормовых дрожжей на мелассной барде, стадии данного процесса. Аппаратурно-технологическая схема производства кормовых дрожжей на мелассной барде.

курсовая работа , добавлен 19.12.2010


Производство хлебопекарных дрожжей на мелассно-дрожжевых предприятиях. Технологические режимы переработки мелассы различного качества. Схема получения маточных дрожжей по режиму ВНИИХПа. Хранение, сушка, формовка, упаковка и транспортировка дрожжей.

курсовая работа , добавлен 19.12.2010


Схема производства кормовых дрожжей. Получение гидролизата и подготовка к выращиванию дрожжей. Влияние концентрации сахара в питательной среде. Выделение биомассы дрожжей из отработанной среды, концентрирование и сепарирование ее до товарной продукции.

курсовая работа , добавлен 19.12.2010


Состав и свойства кормового дрожжевого белка. Производство кормовых дрожжей на зерно-картофельной барде. Технология переработки зерновой барды в сухие кормовые дрожжи, использующая непатогенный штамм Rhodosporium diobovatum. Выращивание товарных дрожжей.

презентация , добавлен 19.03.2015


Способы получения пекарских дрожжей. Промышленное производство дрожжей без запаха и вкуса. Особенности получения данного продукта методом химической активации. Характеристика и технология получения винных дрожжей с высокой бродильной активностью.

реферат , добавлен 08.12.2014


Физико-химические, химические, биологические и термические методы очистки сточных вод. Характеристика хлебопекарных дрожжей. Приготовление растворов питательных солей. Схема очистки сточных вод на производстве. Расчет гидроциклона и отстойника.

курсовая работа , добавлен 14.11.2017


Анализ техники и технологии рекуперации пива из остаточных дрожжей. Прессование и сепарация дрожжей, их мембранное фильтрование. Обзор конструкций баромембранных аппаратов. Патентная проработка проекта. Технология производства нефильтрованного пива.

дипломная работа , добавлен 07.01.2010


Исследование строения дрожжевой клетки. Классификация штаммов дрожжей пивоваренного производства. Анализ процессов, происходящих при брожении. Способы сбраживания пивного сусла. Кипячение сусла с хмелем. Контроль брожения. Дображивание и выдержка пива.

2.1 Основное сырье

2.2 Вспомогательные материалы

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

3.1 Приготовление раствора мелассы

3.2 Технологические режимы переработки мелассы различного качества

4. ПОЛУЧЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ ЧИСТОЙ И ЕСТЕСТВЕННО-ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ

4.1 Схема получения маточных дрожжей по режиму ВНИИХПа

4.2 Выделение и хранение маточных дрожжей

4.3 Показатели качества дрожжей ЧК и ЕЧК

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ ВЫРАШИВАНИЯ ТОВАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

5.1 Выращивание дрожжей в разбавленных средах

5.2 Процесс дозревания дрожжей

5.3 Выделение дрожжей

5.4 Формовка, упаковка и транспортировка дрожжей

5.5 Хранение дрожжей

5.6 Сушка дрожжей

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ

1.1 Принципиальная схема производства

Технологический процесс выращивания дрожжей складывается из отдельных основных этапов: приготовление питательной среды, выращивание дрожжей, выделение, формовка и упаковка прессованных дрожжей, сушка и упаковка сушеной продукции.

Приготовление питательной среды.

Под питательной средой понимают растворы мелассы, а также растворы азот- и фосфорсодержащих солей. Густую мелассу из мелассохранилищ передают в сборник 1, где хранится суточный запас ее. Из сборника 1 мелассу направляют на весы 2, откуда после взвешивания передают в сборник для разбавления мелассы 3, где ее разводят водой. Этот процесс называют разбавлением. Затем раствор мелассы подают на кларификаторы 4, где происходит освобождение ее от механических примесей - этот процесс называют осветлением. Осветленную мелассу насосом перекачивают в приточные сборники для мелассы 7, откуда ее подают в дрожжерастильные аппараты.

Азот- и фосфорсодержащие соли растворяют отдельно в специальных емкостях водой и используют для питания дрожжей в виде растворов, которые подают в дрожжерастильные аппараты из приточных сборников для солей 5, 6. Для каждой соли используют отдельные резервуары как для растворения ее, так и для притока.

Выращивание дрожжей.

Этот этап является основным в производстве хлебопекарных дрожжей. Выращиванием дрожжей называют процесс размножения клеток дрожжей, когда из небольшого количества засеваемых в питательную среду клеток постепенно, путем ряда последовательных стадий получают большое количество дрожжей, используемых в ряде отраслей промышленности, и прежде всего в хлебопекарной.

Процесс выращивания дрожжей складывается из двух этапов: получения маточных итоварных дрожжей. Маточные дрожжи сначала получают в лаборатории завода, а затем в цехе чистых культур, для чего используют дрожжерастильные аппараты 8 и 9. Прежде всего получают дрожжи чистой культуры (ЧК), а из них - дрожжи естественно-чистой культуры (ЕЧК). Чистой культурой называют дрожжи, выращенные из одной клетки, без примеси посторонних микроорганизмов. Первые стадии размножения дрожжей ЧК проходят в лаборатории завода, затем в цехе чистых культур и, наконец, в производственном дрожжерастильном аппарате, предназначенном для выведения чистой и естественно-чистой культуры. Естественно-чистой культурой называют дрожжи, содержащие незначительное количество посторонних микроорганизмов и используемые в качестве засевного материала для выращивания товарных дрожжей.

Товарные дрожжи на отечественных дрожжевых заводах получают в две стадии: стадия Б -засевные дрожжи, которые выращивают в аппарате 10 и стадия В - товарные дрожжи, которые выращивают в аппарате 11 с дозреванием в аппарате 12.

Выделение дрожжей.

Выросшие маточные и товарные дрожжи выделяют из культуральной среды (среды, в которой они размножались), промывают холодной водой и сгущают до концентрации 500-600 г/л на специальных машинах - сепараторах 13, 15. Для промывки дрожжей используют специальные бачки 14. Сгущенные дрожжи называют дрожжевым молоком. Их после сепарирования направляют в специальные сборники дрожжевого молока. Дрожжевое молоко маточных дрожжей помещают в сборники 23, а товарных дрожжей - в сборники 24. при сепарировании отделяется до 80% жидкости.

Окончательное отделение дрожжей от жидкости происходит на специальных машинах, называемых вакуум-фильтрами или фильтр-прессами (16), в которые подают дрожжевое молоко из сборников. При этом дрожжи приобретают плотную консистенцию и форму пластин или пластов различной толщины.

Формовка и упаковка дрожжей.

Пластины дрожжей от вакуум-фильтров или фильтр-прессов транспортером подают в бункер 17 формовочно-упаковочного автомата 18, где они формуются в бруски различной массы и упаковываются в специальную этикеточную бумагу.

Сушка и упаковка сушеной продукции.

На некоторых дрожжевых заводах прессованные дрожжи, минуя формовку, направляют в сушильные агрегаты (сушилки), где им придают форму вермишели, измельчают и затем высушивают. Сушеные дрожжи имеют форму гранул.

Высушенные дрожжи упаковывают вручную в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем, либо в ящики с подпергаментной бумагой или расфасовывают на специальных машинах в герметичную упаковку – жестяные банки.

1.2 Способы культивирования и показатели процесса

При выращивании дрожжей применяют способы, различающиеся режимом подачи питательных веществ, воздуха и длительностью процесса. При этом различают бесприточный, воздушно-приточный воздушно-проточный способы.

Бесприточный способ культивирования применяется при получении маточных дрожжей. По этому способу все питательные вещества в воду подают сразу при загрузке аппарата. Воздух при этом либо не подают совсем, либо подают периодически, либо небольшое количество на протяжении всего периода культивирования.

Воздушно-приточным называется способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной подачей воздуха и постепенным притоком питательной среды в дрожжерастильный аппарат. Такой режим называется периодическим. Его обычно используют пи получении последних стадий маточный дрожжей, а также товарных дрожжей.

Воздушно-проточным называется способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной подачей воздуха и одновременным притоком питательной среды в дрожжерастильный аппарат и оттоком культуральной среды с дрожжами в отборочный. При этом в течение 6-7 часов дрожжи накапливаются в дрожжерастильном аппарате – этот период называется накопительным. Через 6-7 часов начинается отток среды с дрожжами из дрожжерастильного аппарата в отборочный аппарат – отточный период, или отборочный, который длится 20-30 часов и более – удлиненный или непрерывный режим.

Накопительный период протекает в основном в дрожжерастильном аппарате, куда непрерывно подается питательная среда и воздух. При этом дрожжевые клетки так же, как и при периодическом способе, проходят лагфазу и фазу логарифмического роста, которая длится непрерывно. В первые часы наблюдается синхронное отпочковывание дочерних клеток с невысоким коэффициентом часового прироста (1,08-1,10), затем прирост увеличивается и к 5-му и 6-му часу коэффициент часового прироста достигает величины прироста достигает величины 1,20-1,25. в культуральной среде пи этом накапливается максимально возможное количество дрожжей, так называемая «рабочая биомасса», после чего начинается период непрерывного размножения, или отборочный период.

В этот период в основном дрожжерастильном аппарате клетки находятся в стадии логарифмического роста и устанавливается постоянное соотношение клеток по величине и ферментативной активности. Количество крупных клеток составляет 20%, средних 55% и мелких не более 25-30%. Отборочный период может длиться бесконечно долго при соблюдении следующих условий:

Обеспечение дрожжевых клеток необходимыми питательными и ростовыми веществами, а также кислородом в достаточном количестве;

Непрерывный вывод из дрожжерастильного аппарата продуктов обмена (метаболизма) клеток, тормозящих их рост и размножение;

Непрерывный отбор из основного дрожжерастильного аппарата прирастающей биомассы.

Стационарная фаза развития дрожжей в непрерывном процессе наступает лишь в отборочном аппарате, куда питательные вещества не поступают и откуда непрерывно отбирается прирастающая биомасса.

Таким образом, выращиваемые в основном аппарате дрожжи характеризуются активностью ферментных систем, т.е. способностью к активному росту и размножению с постоянной, установленной для данного аппарата и перерабатываемого сырья скоростью. От правильного ведения этого процесса в отборочном аппарате засвистит в основном качество дрожжей.

1.3 Основные рассчитываемые показатели

Выход дрожжей

Основным показателем эффективности материальных затрат и дрожжевой промышленности является выход дрожжей. Под выходом дрожжей понимают количество дрожжей, отнесенное к переработанной мелассе и выраженное в процентах. Выход дрожжей В рассчитывают по формуле:

где Д - количество полученных дрожжей, кг; М - количество израсходованной мелассы, кг.

Выход дрожжей на разных заводах различен и зависит от конструкции оборудования, технологической схемы, качества сырья и материалов, снабжения электроэнергией, водой, паром и т. д.

Расчет расхода мелассы на 1 т дрожжей

На дрожжевых заводах при расчете расхода мелассы с содержанием 46% сахара за основу берут выход и выработку дрожжей, которые запланированы вышестоящей организацией в зависимости от технического состояния предприятия и его мощности.

Расход мелассы М по заводу, а также по каждой стадии рассчитывают по формуле

где Д - количество дрожжей, кг; В - выход дрожжей, %.

2. СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Основное сырье

Основным источником питательных веществ для дрожжей является свекловичная меласса, представляющая собой густую сиропообразную жидкость.

Производство дрожжей

1. Сырьё и основные стадии технологического процесса

2. Дрожжи используемые для производства хлебопекарных дрожжей

3. Вредители дрожжевого производства

3.1 Микрофлора мелассы

3.2 Микрофлора воды и воздуха

3.3 Вторичные источники инфекции

4. Микробиологический контроль дрожжевого производства

5. Санитарно-гигиенический режим дрожжевого производства

Используемая литература

1. СЫРЬЁ И ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Дрожжевой завод — это биотехнологическое производство. Основная задача дрожжевого производства заключается в получении дрожжей для хлебопекарной промышленности. Содержащийся в дрожжах комплекс ферментов вызывает в тесте спиртовое брожение; выделяющийся при этом диоксид углерода поднимает и разрыхляет тесто.

Дрожжевые заводы производят прессованные и сухие дрожжи. Прессованные дрожжи — это брикеты светло-серого или светло-желтого цвета с содержанием влаги от 73 до 75%, представляющие собой биомассу дрожжевых клеток, в 1 г которой содержится от 8 до 12 млрд. клеток. Если измельченные прессованные дрожжи высушить до остаточного содержания влаги 8—9%, то получатся сушеные дрожжи.

Сырьем в производстве хлебопекарных дрожжей являются свекловичная меласса (отход свеклосахарного производства), минеральные соли, активаторы роста, вода.

Технологический процесс дрожжевого производства состоит из нескольких стадий — подготовка питательной среды, выращивание засевных дрожжей, выращивание товарных дрожжей, выделение, прессование и упаковывание прессованных дрожжей или сушка с последующим упаковыванием сушеных дрожжей.

Перед выращиванием дрожжей мелассу сначала разбавляют водой, а затем осветляют, в процессе чего она освобождается от большей части коллоидных частиц, которые могут обволакивать дрожжевые клетки и мешать их развитию, солей кальция, а также от посторонних микроорганизмов. Затем мелассу подкисляют, добавляют азот- и фосфорсодержащие соли, а также кукурузный экстракт или вытяжку из солодовых ростков, в которых содержится биотин, поскольку содержание всех этих веществ в мелассе недостаточно для активного размножения дрожжей.

Для приготовления засевных (маточных) дрожжей используют чистую культуру специальных рас (штаммов) хлебопекарных дрожжей, которую вначале выращивают в лабораторных условиях, начиная с пробирки, затем в полупроизводственных условиях - в отделении чистой культуры, постепенно увеличивая ее объем. В результате получают дрожжи, называемые чистой культурой (ЧК), или маточными дрожжами А. Процесс размножения чистой культуры ведут при температуре 25—30 °С, питательную среду подкисляют до рН 4,8—5,8. Питательная среда непрерывно аэрируется по воздушно-приточному способу, так как только при доступе кислорода дрожжи используют сахара мелассы не на спиртовое брожение, а на энергичное размножение и накопление значительной биомассы физиологически активных, жизнеспособных дрожжевых клеток.

Дрожжи ЧК служат засевным материалом для приготовления естественно чистой культуры (ЕЧК), или маточных дрожжей Б. Дрожжи ЕЧК используют в качестве маточных для получения товарных дрожжей.

Выращивание товарных дрожжей осуществляют в дрожжерастильных аппаратах. Имеются различные технологические схемы (периодическая, полунепрерывная и непрерывная) для получения товарных прессованных дрожжей (дрожжи В). Главное направление в современной технологии — выращивание дрожжей на концентрированных средах, содержащих 5—6% сахара. Это улучшает качество дрожжей и повышает производительность дрожжерастильных аппаратов. По этому методу мелассу разбавляют водой в соотношении 1: 12, в то время как по обычной схеме конечное разбавление мелассы составляет 1: 30. Для засева применяют более высокую исходную концентрацию маточных дрожжей (в 3—6 раз больше обычной). Чтобы обеспечить нормальное размножение дрожжей, среду аэрируют большим количеством воздуха (100—120 м3/ч воздуха на 1 м3 среды). Дрожжи размножаются в течение 14—20 ч. После выращивания дрожжей культуральную жидкость сепарируют, получают дрожжевое молоко, содержащее 500—600 г/л дрожжей, и бражку. Дрожжевое молоко поступает на промывание холодной водой для удаления остатков бражки, после чего дрожжи вновь поступают на сепарирование. Промывание и сепарирование повторяют 2—3 раза, пока клетки дрожжей не будут окончательно освобождены от бражки.

Промытые и отсепарированные дрожжи при помощи насоса подаются на фильтрпресс, где освобождаются от воды, затем в вакуум-фильтр, где они прессуются, а далее формуются в виде брусков. Их завертывают в бумагу с этикеткой завода, укладывают в ящики и направляют в холодильные камеры, где охлаждают до 4 °С.

Сушеные дрожжи получают высушиванием измельченных прессованных дрожжей теплым воздухом до остаточного содержания влаги 8—9%. Благодаря низкому содержанию влаги сушеные дрожжи, в отличие от прессованных, могут долго сохраняться. Сушеные дрожжи необходимы для хлебопечения в тех районах, где производство или доставка прессованных дрожжей в силу различных причин исключена. Качество сушеных дрожжей зависит от качества исходных прессованных дрожжей, от режимов сушки и хранения. Для ускорения сушки дрожжи вначале измельчают в специальной дрожжеформовочной машине до получения короткой тонкой вермишели или гранул.

Сушка в некоторой степени угнетает дрожжи. Поэтому применяются мягкие режимы сушки при 30—40 °С. Хорошие результаты дает сушка под вакуумом и в виброкипящем слое, когда дрожжевая крупка при сушке все время поддерживается током воздуха во взвешенном состоянии. После сушки продукцию охлаждают до 15—16 °С и упаковывают.

2. ДРОЖЖИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

Для производства прессованных хлебопекарных дрожжей используют различные расы дрожжей-сахаромицетов вида Saccharomyces cerevisiae (Л-1, ЛВ-7, ЛК-14, ЛТ-17) и гибриды 608, 616, 722, 739. По характеру брожения —это верховые дрожжи; при брожении они долго не опускаются на дно и частично поднимаются на поверхность бродящей жидкости в виде пены. Эти расы имеют крупные клетки, которые быстро размножаются в мелассной питательной среде, стойкие при хранении в прессованном и сушеном виде, обладают высокой ферментативной (мальтазной и зимазной) активностью.

Рис. 1. Хлебопекарные дрожжи: а - раса Томская; б - раса ЛБД-Х1.

Мальтазная активность — это время (в мин), необходимое для выделения 10 мл СО2 при сбраживании 10—20 мл 5%-ного раствора мальтозы при 30 °С дрожжами, взятыми в количестве 2,5% к объему среды. Мальтазная активность характеризует способность дрожжей гидролизовать мальтозу муки и зависит от присутствия в дрожжах фермента мальтазы. Мальтоза — основной сахар теста она с большим трудом сбраживается дрожжами и более медленно, чем другие сахара, так как дрожжи содержат сравнительно мало мальтазы. Мальтазная активность дрожжей хорошего качества должна быть не более 100 мин.

Зимазная активность — это время (в мин), необходимое для выделения 10 мл СО2 при сбраживании 10—20 мл 5%-ного раствора глюкозы при 30 °С дрожжами, взятыми в количестве 2,5% к объему среды. Зимазная активность дрожжей хорошего качества должна быть не более 60 мин.

Подъемной силой называется период времени, выраженный в минутах, в течение которого тесто, замешенное на испытуемых дрожжах, поднимается до определенного уровня в формочке.

3. ВРЕДИТЕЛИ ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Источниками попадания посторонней микрофлоры в производство дрожжей являются сырье, минеральные соли, ростовые вещества (кукурузный экстракт, солодовые ростки), засевные дрожжи, вода, воздух, технологическое оборудование. Развиваясь совместно с дрожжами, посторонние микроорганизмы неблагоприятно влияют на технологический процесс, снижают выход и качество готовой продукции.

3.1 МИКРОФЛОРА МЕЛАССЫ

Микроорганизмы могут попадать в мелассу из свеклы, из аппаратуры, воды и воздуха в процессе сахароварения. В густой мелассе с высоким содержанием сахаров (около 50%) при общем количестве сухих веществ 76—80% микроорганизмы не размножаются, а при длительном хранении в соответствующих условиях в закрытых хранилищах, количество их уменьшается вследствие отмирания менее осмоустойчивых форм. При переработке мелассы, сильно обсемененной посторонними микроорганизмами, в дрожжерастильные аппараты попадают микроорганизмы-вредители, которые, размножаясь вместе с основной культурой дрожжей, будут угнетать ее рост и нарушать нормальное течение технологического процесса. При этом снижается выход готовой продукции и её качество. Посторонние микроорганизмы, оставшиеся в готовой продукции, снижают подъёмную силу дрожжей и стойкость их при хранении.

Из большого количества разнообразных микроорганизмов, которые могут содержаться в мелассе, наиболее опасными для производства являются микроорганизмы, быстро размножающиеся в условиях дрожжевого производства. Наиболее часто в мелассе обнаруживают следующие группы микроорганизмов: спорообразующие палочки, кислотообразующие бактерии, кокковую микрофлору, дрожжевые грибки некоторых родов, плесневые грибки и актиномицеты.

Группа спорообразующих бактерий. Особенно часто встречаются следующие виды микроорганизмов: Вас. subtilis (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. mesentericus globigii, Вас. mesentericus flavus, Вас. megatherium.

По своей морфологии и биохимическим свойствам виды Bas. subtilis, Вас. mesentericus и их разновидности globigii и flavus очень близки между собой. Это довольно крупные палочки различной длины, от 1,5 до 4 мкм, и размерами в поперечнике от 0,5 до 0,8 мкм, подвижные, образующие центральную спору. У видов Вас. subtilis споры несколько раздутые в виде бочонка, а у Вас. mesentericus остаются в форме палочки.

Характер роста микроорганизмов на питательных агаровых средах у Вас. mesentericus и Вас. subtilis зависит от состава среды: на солодовом сусле с мелом или без мела колонии сухие, морщинистые, беловатые, иногда сероватые с коричневым оттенком. На дрожжевой воде с сахарозой колонии микроорганизмов слизистые, беловатые иногда со слабо-желтым оттенком.

Вас. mesentericus var. globigii на всех сахаристых средах образует светло-желтые или белые выпуклые, слизистые колонии с пузырьками газа, так как при росте на сахаристых средах этот вид образует некоторое количество спирта и углекислоты, а также ацетон. Вас. mesentericus flavus на этих же средах образует выпуклые, слизистые колонии желтого цвета. Вас. megatherium — крупная палочка. Длина ее от 4 до 5 мкм, ширина от 1 до 2 мкм. Она подвижная, с центрально расположенными спорами.

Перечисленные выше виды бактерий способны хорошо размножаться и в осветленной мелассе в приточных чанах и вместе с дрожжами в дрожжерастильных аппаратах. Эти микроорганизмы наносят значительный ущерб производству, так как в процессе своей жизнедеятельности они не только используют сахар и другие питательные вещества среды, предназначенные для питания основной культуры дрожжей, но восстанавливают содержащиеся в мелассе нитраты (соли азотной кислоты) в нитриты (соли азотистой кислоты).

Рис. 2. Группа спорообразующих палочек: а - Вас. mesentericus globigii; б - Вас. mesentericus ; в - Вас. subtilis ; г - Вас. megatherium .

Нитриты чрезвычайно - ядовиты. Содержание их в среде даже в количестве 0,0005.% задерживает нормальное почкование дрожжевых клеток. При содержании в среде нитритов 0,004% накопление дрожжей снижается на 40—50%. Концентрация нитритов в количестве 0,02% почти полностью подавляет рост и размножение дрожжевых клеток и даже вызывает их частичную гибель.

Чтобы не допустить размножения нитритообразующих бактерий в приточной мелассе, применяют способ горячего осветления, подкисление среды серной кислотой до рН 3,5 — 4,0, а также быстрое использование осветленной мелассы. Но, если, несмотря на принятые меры, нитриты в дрожжерастильных аппаратах все же образуются (покраснение среды при смешивании с реактивом Грисса), это является косвенным показателем недостаточности аэрации, как только растущие дрожжи используют весь растворенный кислород бактерии вынуждены для получения необходимой энергии восстанавливать нитраты мелассы в нитриты. При обнаружении такого явления количество воздуха, подаваемого в аппарат, немедленно увеличивают. При этом нитритообразующие микроорганизмы перейдут на дыхательный обмен, т. е. начнут усваивать растворенный кислород воздуха и восстановление нитратов в нитриты прекратится.

Неспороносные гнилостные бактерии представлены многими представителями рода Pseudomonas, а также кишечной палочкой, протеем, микрококками. Все они снижают выход дрожжей и их качество, вызывают разложение белков дрожжей, что приводит к быстрой порче прессованных дрожжей (разжижению) и появлению неприятно пахнущих продуктов гниения (сероводорода, индола, скатола и др.).

Группа молочнокислых бактерий. В эту группу входят микроорганизмы, относящиеся к гетероферментативным молочнокислым бактериям, которые при сбраживании сахаров разлагают их с образованием молочной кислоты и ряда других продуктов: летучих кислот, этилового спирта. Чаще всего встречается широко распространенный в природе вид Leuconostoc mesenterioides. Этот микроорганизм попадает в мелассу из свёклы, иногда размножается в процессе сахарного производства и переходит в мелассу. Чаще его обнаруживают в виде диплококков или коротких цепочек — стрептоформ. Они неподвижны, окрашиваются по Граму положительно, как и все молочнокислые бактерии. Спор не образуют, но легко образуют капсулу.

Особенно большая капсула образуется при росте культуры на среде с сахарозой. Благодаря этому свойству микроорганизм устойчив к нагреванию, может выдержать даже непродолжительное кипячение или нагревание до 90°С.

В жидких средах, содержащих сахарозу, Leuconostoc mesenterioides образует декстрин и вызывает ослизнение среды, особенно интенсивное при слабо кислой или нейтральной реакции среды при рН 5,5—7,0; в подкисленной среде рН 5,0 и ниже размножения бактерий и ослизнения среды почти не наблюдается.

На среде с сахарозой эти бактерии образуют характерные слизистые, почти прозрачные, выпуклые, гладкие, довольно крупные колонии диаметром 2—4мм, а на сусло-агаpe с мелом — мелкие, полупрозрачные, слегка опалесцирующие, гладкие с зоной просветления вокруг. Этот микроорганизм обычно вызывает закисание мелассы при хранении её в хранилищах. Размножение бактерий усиливается только в тех случаях, когда меласса почему либо разбавляется водой. Haпpимеp, при попадании атмосферных осадков происходит местное разбавление верхнего слоя мелассы, но этого бывает иногда достаточно, чтобы с течением времени инфицировалась вся хранящаяся меласса.

Существенным различием между этими двумя микроорганизмами является свойство Leuconostoc agglutinans прилипать к дрожжевым клеткам и склеивать их в комки, быстро оседающие на дно, т. е. вызывать агглютинацию дрожжей в дрожжерастильных аппаратах. Это явление чрезвычайно нежелательное, так как нарушается правильное питание дрожжевых клеток и замедляется их почкование, в результате снижается выход дрожжей, затрудняется их промывка и прессование, ухудшается товарный вид дрожжей. Однако подъемная сила дрожжей и стойкость их при хранении не изменяются.

Микроорганизмы Leuconostoc agglutinans встречаются в мелассе очень редко и в небольшом количестве, но, прилипая к дрожжевым клеткам, размножаются в хранящихся засевных дрожжах, задерживаются в изгибах трубопроводов, размножаются там на остатках питательной среды и на разлагающихся дрожжевых клетках. Капсула увеличивает их устойчивость к дезинфектантам и к высокой температуре при пропаривании трубопроводов.

Кокковая микрофлора. Это микроорганизмы — представители родов Micrococcus, Tetracoccus, Sarcina. Они попадают в мелассу так же из свеклы, в процессе сахарного производства, из воздуха и воды и являются в значительной мере случайной микрофлорой, но постоянно присутствующей в мелассе. Морфология: мелкие кокки род Micrococcus, педиококки или тетра-кокки — род Tetracoccus, пакеты по восемь, шестнадцать и более клеток — род Sarcina. Размеры их в поперечнике от 1,2 до 2,5 мкм. Эти микроорганизмы неподвижные, грамположительные. Колонии их на агаровых средах гладкие, блестящие, с ровным краем или складчатые (у Sarcina), цвет— от белого до желтого и желто-оранжевого. В хранящейся мелассе размножаются медленно и в больших количествах обнаруживаются редко.

Дрожжевые грибки. Рода Saccharomyces, Torulopsis, Candida. Они попадают в мелассу случайно, из воды, воздуха или аппаратуры и в зависимости от рода грибков могут причинить различным вред. В густой мелассе дрожжевые грибки, как и все микроорганизмы, не размножаются, однако некоторые из них сохраняются в жизнеспособном состоянии и при разбавлении мелассы водой (атмосферными осадками или паром при сливе) начинают размножаться и сбраживать сахар мелассы, превращая его в спирт и углекислоту.

Дрожжевые грибки, особенно из родов Torulopsis и Candida, попадая вместе с мелассой в дрожжерастильные аппараты, при благоприятных для них условиях аэрации и притока питательных веществ могут быстро размножаться. Скорость роста и почкования этих дрожжей в несколько раз больше, чем основной культуры пекарских дрожжей, вследствие чего может появиться опасность снижения качества готовой продукции. Поэтому мелассу, содержащую дрожжевые грибки нельзя использовать для приготовления чистой культуры маточных и засевных дрожжей.

Рис. 3. Несовершенные дрожжи: а — род Candida; б — род Torulopsis

Морфология: форма клеток дрожжевых грибков очень разнообразная — круглая, овальная, продолговатая, в виде колбасок, иногда мицелиевидная. Размеры также различные: длина их от 4 до 10 мкм, ширина от 3 до 7 мкм.

На агаровых сахарных средах (сусло-агар с мелом и агаризованная дрожжевая вода с сахарозой) образуют довольно крупные колонии белого или розового цвета, слегка выпуклые, с гладкой или морщинистой поверхностью или реже плоские, матовые, при росте внутри среды колонии чечевицеобразные или треугольные, иногда разрывающие агар. В жидких сахаристых средах — солодовом сусле или дрожжевой воде с сахарозой некоторые виды дрожжей бродят сильно, другие — слабее, третьи — совсем не бродят.

3.2 МИКРОФЛОРА ВОДЫ И ВОЗДУХА

Дрожжевое производство характеризуется большим расходом воды. Вода используется для разбавления мелассы, для промывания дрожжей после их отделения от питательной среды, для мойки аппаратуры, регулирования температуры в дрожжерастильных аппаратах. Вода, сильно обсемененная микроорганизмами, может стать серьезным источником инфекции на заводе, поэтому к воде в производстве дрожжей предъявляют те же требования, что и к питьевой. Она должна соответствовать действующему ГОСТу.

Для того чтобы обеспечить энергичное размножение и накопление биомассы хлебопекарных дрожжей, необходимо огромное количество воздуха — от 10 до 80 тыс. м3/ч (в зависимости от мощности завода). В атмосферном воздухе находится значительное количество микроорганизмов и он может стать дополнительным источником проникновения в производство посторонней микрофлоры. Поэтому воздух подвергается фильтрованию.

3.3 ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФЕКЦИИ

К вторичным источникам инфекции относятся микроорганизмы, обнаруживаемые в аппаратуре, приточной мелассе, засевных дрожжах.

Аппаратура. Для производства хлебопекарных дрожжей применяется следующее оборудование:

Дрожжерастильные аппараты емкостью от 1 м3 до 150— 200 м3, в которых имеются змеевики и лестницы. Аппараты снабжены аэрационными системами, состоящими из многочисленных перфорированных с мелкими отверстиями трубочек или пластин;

Мелассовые кларификаторы, машины, состоящие из большого количества частей;

Сборники приточной мелассы и сборники для растворов солей, многочисленные трубопроводы и воздухопроводы, часто изогнутые со слепыми отростками, суживающиеся и расширяющиеся, растянутые на десятки и сотни метров.

Все это оборудование (аппаратуру) необходимо поддерживать в чистоте, в противном случае на остатках питательной среды и дрожжей, задержавшихся в изгибах трубопроводов, в аэрационной системе и других труднодоступных местах бактерии и посторонние дрожжевые грибки начинают быстро размножаться. Эта вторичная инфекция является даже более опасной и многочисленной, чем первичная инфекция, вносимая с сырьем или водой, так как здесь происходит как бы отбор микроорганизмов, хорошо размножающихся в условиях дрожжевого производства

Микроорганизмы, наиболее часто попадающие из аппаратуры.

1. Посторонние дрожжевые грибки являются наиболее опасными микроорганизмами, так как примесь их снижает подъемную силу готовой продукции. Candida Guillermondii. Форма клеток довольно изменчива — удлиненная или овальная, иногда вытянутая; почкование прямое или под углом; в дрожжерастильных аппаратах при сильной аэрации образуются довольно крупные сростки (веточки) почкующихся клеток. При высеве на сусло-агар Candida guillermondii образует колонии диаметром от 1 до 2 мм, желтовато сероватые, слегка выпуклые, гладкие. В жидком солодовом сусле образует кольцо и осадок. Эти дрожжевые грибки сахара сбраживают слабо. Очень воздухолюбивы в условиях сильной аэрации в дрожжерастильных аппаратах быстро размножаются, часто опережая рост основной культуры сахаромицетов. Оптимальная активная кислотность (рН) Candida guillermondii 3,5—6,0. Оптимальная температура роста 28—33 °С.

У другого дрожжеподобного грибка Candida Krusei форма клеток еще более изменчивая — круглая, овальная; почкование прямое или иногда под углом. В дрожжерастильных аппаратах при сильной аэрации одиночные клетки иногда трудно отличить по форме от основной культуры. Изредка можно наблюдать небольшие сростки почкующихся клеток, но сцепленные непрочно и быстро рассыпающиеся. Candida Krusei глюкозу, мальтозу, сахарозу, галактозу почти не сбраживают, но интенсивно утилизируют для своего роста. Они чрезвычайно воздухолюбивы и очень быстро размножаются в дрожжерастильных аппаратах, нетребовательны к составу среды. Они развиваются при рН ниже 4,0 размножаются также интенсивно; температура 35 °С.

Из одиночных клеток Candida Krusei, попавших тем или иным путем в дрожжерастильный аппарат, через несколько часов может размножиться такое количество их, что они начнут угнетать рост основной культуры сахаромицетов, а подъемная сила готовой продукции резко ухудшится..

2. Бактерии, попадающие из аппаратуры, не всегда являются опасными, так как условия для их быстрого размножения не особенно благоприятны: кислая реакция среды, усиленная аэрация и т. д. Однако, если они имеются в большом количестве тогда влияние бактерий становится заметным.

Наиболее часто встречаются бесспоровые виды: лейконо-сток, флавобактерии, кишечная палочка, различные микрококки и др.

Приточная меласса является очень часто источником инфекции как бактериальной, так и дрожжевой. Обработанная таким образом меласса перекачивается насосами в сборники, а оттуда в приточные чаны. Разбавленная водой приточная меласса, содержащая от 18 до 40% сухих веществ, является очень хорошей питательной средой для размножения различных микроорганизмов. рН от 6,0 до 7,5, т. е. нейтральная или слабокислая реакция среды, является благоприятной для размножения бактерий, более кислая реакция (рН 3,5—4,5) задерживает их размножение. рН приточной мелассы зависит от способа ее осветления: при кислотнохолодном и кислотногорячем отстойных способах рН приточной мелассы 4,0—4,5; при механическом способе осветления мелассу подкисляют серной кислотой очень, слабо или совсем не подкисляют и рН раствора может колебаться в пределах от 6,5 до-8,0. Температурные пределы размножения бактерий от 15 до 45 °С. Чаще всего в приточной мелассе размножаются бактерии из группы кислотообразующих: Leuc. mesente-rioides и Leuc. agglutinans. Бактерии из группы спорообразующих: Вас. subtilis, Вас. mesentericus, Вас. megatherium — денитрификаторы, восстанавливающие до нитритов нитраты мелассы; при долгом стоянии приточной мелассы (более 24 ч) на поверхности жидкости иногда может образоваться пленка из дрожжеподобных грибков Candida Krusei.

Инфицированная приточная меласса представляет значительную опасность, так как в результате притока такой мелассы количество посторонних микроорганизмов в дрожжерастильном аппарате увеличивается, может появиться агглютинация — склеивание дрожжевых клеток в комки, в среде появляются нитриты (иногда и то, и другое вместе), посторонние дрожжевые грибки начинают усиленно размножаться в условиях аэрации. В результате нарушается нормальное течение технологического процесса выращивания дрожжей, снижается выход и качество продукции (рис. 4).

Рис. 4. Пробы содержимого дрожжерастильных аппаратов: а — нормально идущий процесс — почкование правильное, примесь посторонних дрожжей незначительная; б — неправильно идущий процесс, клетки угнетены, почкование неправильное (1), значительная примесь посторонних дрожжевых грибков (2), есть мертвые клетки, окрашенные метиленовой синью (3).

Засевные дрожжи в прессованном виде хранятся в холодильных камерах при 2—4°С в течение разных сроков: дрожжи чистой культуры до 1 месяца, а дрожжи естественной чистой культуры 3—4 суток. Засевные дрожжи, особенно дрожжи чистой культуры, не должны содержать посторонней микрофлоры. Однако часто засевные дрожжи становятся источником инфекции на заводе, особенно при удлиненных схемах выращивания дрожжей. Часто встречаются в засевных дрожжах дрожжеподобныё грибки Candida guaiermondii и Candida Krusei, причем особенно опасным является вид Candida Krusei. Этот, грибок, как известно, очень быстро размножается при аэрировании среды и количество клеток его сильно увеличивается и особенно быстро в стадии получения товарных дрожжей.

Бактериальная микрофлора засевных дрожжей чаще всего состоит из гетероферментативных молочнокислых бактерий Leuconostoc mesenterioides и Leuconostoc agglutinans, реже встречаются спорробразующие нитритообразователи — Вас. subtilis и Вас. mesentericus, а также Вас. proteus vulgare. При продолжительном хранении прессованных, дрожжей бактерии могут в них размножаться. Размножение Leuconostoc agglutinaus может вызвать агглютинацию — склеивание дрожжей в дрожжерастильных аппаратах.

4. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Микробиологический контроль осуществляется на всех стадиях производства хлебопекарных дрожжей, начиная с контроля сырья, поступающего на переработку, и кончая готовой продукцией.

Контроль сырья. Контроль микробиологической чистоты сырья имеет очень большое значение, поскольку при инфицировании процесса от сырья будут заражены все технологические стадии и фактически вся продукция будет забракована.

Меласса. В ней определяют общее количество микроорганизмов в 1 г., качественный (видовой) состав микрофлоры с целью выявления микроорганизмов — вредителей производства и их процентное соотношение, количественный состав.

Для определения общего количества микроорганизмов в 1 г. мелассы используют агаризованное мелассное сусло (с содержанием сухого вещества (СВ) 12% с дрожжевым автолизатом (СВ 0,5—1,0%), а для отдельных групп микроорганизмов — специальные и элективные среды. Общее количество микроорганизмов в 1 г. мелассы хорошего качества не должно превышать 2000; меласса считается непригодной, если в 1 г. содержится более 20000 микроорганизмов.

Для обнаружения молочнокислых бактерий в сусло добавляют стерильный мел. Молочнокислые бактерии определяют по прозрачным зонам, образующимся в результате растворения мела вокруг мелких круглых полупрозрачных колоний за счет выделения кислот. Лейконосток образует крупные, слизистые, легко растекающиеся прозрачные колонии, напоминающие капли воды с более слабой зоной просветления.

Гнилостные бактерии определяют на молочном агаре. Гнилостные бактерии обнаруживают по зонам просветления вокруг колоний за счет разложения казеина молока протеолитическими ферментами этих бактерий.

Определение нитритобразующей способности у спорообразующих бактерий осуществляют с использованием реактива Грисса. При наличии нитритов в среде, в которой развиваются эти бактерии, появляется красное окрашивание.

Минеральные соли и кукурузный экстракт. Обсеменённость минеральных солей микроорганизмами определяют путем микроскопирования. Допускается присутствие единичных клеток, но не в каждом поле зрения. Кукурузный экстракт контролируют микроскопированием или путем высева на питательные среды, используемые при анализе мелассы. Допускается заражение от 500 до 10000 микроорганизмов в 1 г. Более обсемененный экстракт может стать источником инфекции.

Контроль дрожжей на основных стадиях выращивания. Микробиологическому контролю подлежат дрожжи на всех стадиях размножения. В исходной чистой двухсуточной культуре перед ее разведением определяют: однородность дрожжевых клеток путем микроскопирования — все клетки должны быть одной применяемой расы дрожжей; чистоту культуры путем высева на плотную среду — посторонних дрожжей и бактерий не должно быть; ферментативную активность (зимазную и мальтазную) — она должна соответствовать показателям применяемой расы дрожжей.

На всех стадиях выращивания дрожжей (стадия ЧК, стадия ЕЧК и стадия товарных дрожжей) каждый час отбирают пробы и микроскопируют их (в 10 полях зрения). При этом отмечают количество почкующихся клеток (в %), правильность почкования, наличие мелких клеток, содержание мертвых клеток (%), присутствие посторонних дрожжей и бактерий. Количество почкующихся клеток колеблется от 10 до 80% в зависимости от момента взятия пробы. Количество мертвых клеток не должно превышать нескольких долей процента. Бактерии в посторонние дрожжи — несахаромицеты должны отсутствовать. Их не всегда удается обнаружить микроскопированием, поэтому проводят высев проб на две питательные среды: с антибиотиком нистатином, который подавляет рост дрожжей и позволяет выявить бактерии, и с ацетатом, на котором появление пленки или помутнение среды через 1—2 сут. указывает на наличие дрожжей-несахаромицетов (сахаромицеты на этой среде не размножаются).

Наличие посторонней микрофлоры свидетельствует о неудовлетворительном качестве дрожжей ЧК и ЕЧК и их непригодности для использования в качестве засевных при работе по удлиненным схемам. Появление пленки на поверхности среды или помутнение через 5 сут. и более дает основание считать, что культура чистая, не содержит посторонних дрожжей. Если пленка образовалась через 3—4 сут, то дрожжи ЧК и ЕЧК удовлетворительные.

В прессованных дрожжах ЧК и ЕЧК определяют: содержание влаги, кислотность (рН), зимазную и мальтазную активность, подъемную силу, ос нечувствительность.

Контроль готовой продукции. Прессованные дрожжи микроскопируют для оценки их качества по величине и однородности клеток сахаромицетов и с целью выявления посторонней микрофлоры. В случае резкого ухудшения подъемной силы или стойкости готовой продукции определяют степень ее общей обсеменённости и присутствие микроорганизмов — вредителей производства. Для этого производят посев пробы прессованных дрожжей на среды, используемые при контроле мелассы, и на сусло-агар для учета дрожжей-сахаромицетов.

Общее количество выросших колоний сахаромицетов принимают за 100% и затем рассчитывают процентное содержание посторонних микроорганизмов (кислотообразующих бактерий — лейконостока и молочнокислых палочек, гнилостных бактерий и несовершенных дрожжей). В доброкачественных прессованных дрожжах допускается присутствие кислотообразующих бактерий не более 15—35%, гнилостных бактерий быть не должно, посторонних дрожжей — не более 30%.

Показатели качества прессованных и сушеных хлебопекарных дрожжей. Они должны удовлетворять требованиям ГОСТа: иметь светло-серый или желтовато-белый цвет, характерный «дрожжевой» запах, слегка напоминающий фруктовый, консистенция должна быть плотной, дрожжи должны легко ломаться и не мазаться.

Основным показателем качества хлебопекарных дрожжей является их подъемная сила. Подъемная сила должна быть не более 75 мин.

В прессованных дрожжах, поступающих на сушку, определяют содержание влаги и подъемную силу, количество несовершенных дрожжей. Желательно, чтобы подъемная сила была до 60 мин. После сушки в сушеных дрожжах определяют содержание влаги, подъемную силу, кислотность, а также оценивают цвет, запах дрожжей и определяют количество мертвых клеток.

5. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Все оборудование и инвентарь дрожжевого завода должны быть исправными и содержаться в чистоте.

Баки — хранилища для мелассы должны быть надежно защищены от попадания атмосферных осадков. Перед загрузкой сырья хранилища следует очистить от остатков старой мелассы и промыть моющими средствами. Если в хранилище находилась сильно обсемененная меласса, то необходимо провести дезинфекцию 3%-ным раствором хлорной извести. В хранящейся мелассе количество микроорганизмов по сравнению с исходным не должно увеличиваться.

Минеральные соли должны храниться в специальных помещениях, исключающих загрязнение их частицами почвы и микроорганизмами, содержащимися в них.

Кукурузный экстракт необходимо хранить в специальных закрытых емкостях, которые перед загрузкой должны быть тщательно очищены от остатков продукта, промыты водой и пропарены (при сильном загрязнении следует применить дезинфицирующие средства). При переработке сильно обсемененного экстракта необходимую порцию перед использованием разбавляют водой в соотношении 1: 1 и паром доводят температуру до 90—95 °С.

При переработке мелассы с повышенной обсемененностью или содержащую опасные для производства микроорганизмы (например, образующие нитриты) ее подвергают пастеризации или мгновенному нагреванию до температуры 120 °С. Применяют также добавку антибиотика биомицина в количестве 5—10 г на 1 м3 мелассного сусла и антисептики (смесь молочной и борной кислот, фурацилин или фуразолидон). Они используются для борьбы с нежелательной микрофлорой в приточной мелассе в сочетании с нагреванием ее до 85 °С. Антисептики добавляются в количестве от 0,01 до 0,1% на 1 м3 мелассного сусла в зависимости от степени инфицированности мелассы.

Дезинфекцию оборудования проводят только после удаления из него питательной среды, дрожжей и тщательной мойки. В качестве моющих средств используются каустическая и кальцинированная сода, а в качестве дезинфицирующих средств для борьбы с посторонними микроорганизмами — хлорная известь, антиформин, формалин, газообразный формальдегид, гипохлорид кальция.

После мойки и дезинфекции оборудование (дрожжерастильные аппараты и другие емкости) тщательно промывают водой до полного удаления моющего средства и дезинфектанта. Проверку эффективности обработки производят путем микроскопирования последней смывной воды.

Дрожжерастильные аппараты очищают, промывают горячей водой и дезинфицируют 3%-ным раствором хлорной извести, а после отмывания дезинфицирующего раствора пропаривают. Особое внимание обращают на проведение обработки и дезинфекции воздухораспределительной системы, в которой могут сохраниться остатки питательной среды и дрожжей, благоприятствующие развитию посторонних микроорганизмов. Они могут стать причиной загрязнения и порчи готовой продукции. Воздухораспределительную систему заполняют раствором дезинфектанта на определенное время, а затем тщательно промывают.

Дрожжевые сепараторы, промывные чаны, сборники для сгущенного дрожжевого концентрата, фильтр-прессы, вакуум-фильтры необходимо регулярно (1 раз в смену) подвергать чистке и мойке. Особенно тщательно моют и дезинфицируют сепараторы, предназначенные для выделения засевных дрожжей чистой культуры (ЧК) и естественно чистой культуры (ЕЧК).

Все трубопроводы после окончания работы промывают холодной водой и пропаривают в течение 20—30 мин.

Очистку и дезинфекцию бункеров для запаса формуемых дрожжей производят ежедневно.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Микробиология в пищевой промышленности. Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А.
2. Микробиология пищевых производств. Вербина Н.М., Каптерева Ю.В.
3. Промышленная микробиология. Аркадьева З.А., Безбородов А.М. под ред. Егорова Н.С.
4. Технология дрожжей. Плевако Е.А.

Одним из главных ингредиентов винокура, пивовара и винодела являются дрожжи. Они выполняют самую важную работу - переработку простых углеводов на спирт, углекислый газ и побочные продукты.

От правильности подбора дрожжевого штамма зависят: сроки брожения, степень сбраживания, будущая органолептика напитка и многие другие факторы.

Типы дрожжей

Дрожжи, используемые в производстве напитков можно условно разделить на 3 основные группы:

• жидкие дрожжи
• прессованные дрожжи
• cухие дрожжи

Жидкие дрожжи

Представляют собой смесь активных дрожжей с раствором питательных компонентов. Преимуществом использования таких дрожжей является быстрое забраживание сусла и включение в работу. Низкие сроки хранения (до 6 месяцев с даты фасовки) являются одним из главных недостатков жидких дрожжей.

Прессованные дрожжи

Производятся из жидких дрожжей методом сепарирования и последующим отжимом дрожжевого концентрата через фильтр-пресс. На выходе получаются брикеты прессованных дрожжей с влажностью 75%.

Срок хранения прессованных дрожжей составляет до 12 суток. Малый срок хранения связан с упаковкой, которая не защищает дрожжевые клетки от кислорода. В основном данные дрожжи нашли свое применение в хлебопекарной промышленности.

Сухие инстантные дрожжи

Производятся из жидких дрожжей с помощью специальных методов распылительной сушки. Дрожжи фасуют в герметичные упаковки. Благодаря низкой влаге (до 8%) и отсутствию кислорода упаковка с сухими дрожжами может хранится более 2 лет.

За счет многообразия штаммов, не сковывающих потребителя в приготовлении различных напитков, высоких сроков хранения и удобства дозирования, наибольшую популярность в домашнем производстве напитков получили именно сухие дрожжи.

Невзирая факт, что дрожжи играют огромную роль в приготовление напитков, многие потребители не до конца понимают их физиологию. Из-за чего возникает множество проблем с дозировкой, брожением и условиями хранения.

Давайте вместе разберемся в технологии производства сухих дрожжей, составе дрожжевых клеток и рассмотрим различные факторы, влияющие на их физиологическое состояние.

Физиология дрожжевой клетки

Дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к царству грибов Mycota. В основном при приготовлении полученных сбраживанием напитков, используется род – Saccharomyces, вид – cerevisiae.

Дрожжи представляют собой округлую клетку, внутри которой располагается большое количество органелл (органов), отвечающих за ее жизнедеятельность.

Органеллы клетки защищены клеточной мембранной и клеточной стенкой, выполняющие защитную функцию. Транспортная функция в дрожжевой клетке обусловлена перемещением органических веществ из внешней среды вовнутрь клетки и обратно.

На схеме изображено полное строение дрожжевой клетки.

Основными органеллами являются:

Ядро – содержит основную информацию клетки, хранит ее гены и контролирует происходящие в дрожжевой клетке химические процессы.

Митохондрии – отвечают за образование носителей энергии, которые обеспечивают клетку.

Вакуоль – резервное хранилище питательных веществ и ферментов.

Эндоплазматическая сеть – необходима для синтеза протеина и увеличения биомассы дрожжей.

Кроме того, дрожжевая клетка содержит запасные питательные вещества: аминокислоты, жиры, углеводы. Причем при недостатке питания во внешней среде эти внутренние запасы она потребляет.

Получение сухих дрожжей

Для выращивания дрожжей на производстве обычно применяют смесь барды и сахарной мелассы. Данная смесь служит основой будущего сусла.

В зависимости от начального состава мелассы и от вида получаемых дрожжей, смесь дополняют необходимыми питательными компонентами. Самыми важными элементами являются: азот, фосфор и витамины группы В. Они необходимы для нормального развития дрожжевой клетки как на этапе роста, так и на этапах брожения.

Особое внимание уделяется рН среды. Дрожжевая клетка может существовать в широком диапазоне значений рН от 2.5 до 8.0. Но есть оптимум работы, при которой наблюдается максимальный прирост биомассы и максимальное усвоение питательных компонентов. Он находится в пределах 3.8-4.2. Важно не путать рН оптимальный для прироста биомассы с рН оптимальный для брожения, он равен 4.8-4.9.

Температура выращивания зависит от выбранного штамма дрожжей и может варьироваться от 30 до 38 °С.

Выращивание дрожжевых клеток всегда начинается в микробиологической лаборатории с небольшого количества клеток, постепенно увеличивая биомассу дрожжей. Для этого дрожжи помещают в стерильное сусло со всеми необходимыми ростовыми компонентами и по мере набора необходимой массы дрожжи переносят в следующую емкость большего объема и так до тех пор, пока количества дрожжевых клеток не хватит для засева в стерильные бродильные танки.

Дрожжи по своей жизнедеятельности являются факультативными анаэробами. Это значит, что они могут существовать как при наличии, так и при отсутствии кислорода. Отличие в этом существовании заключается в следующем: при наличии кислорода дрожжи потребляют питательные вещества в сусле и расходуют их на рост биомассы (размножение). При отсутствии кислорода начинается спиртовое брожение. В данный момент потребляемые вещества в основном идут на образование спирта и побочных продуктов, и только частично на размножение. На этапе выращивания дрожжей важно следить за концентрацией кислорода и питательных веществ в сусле, чтобы активно шло почкование клеток. Поэтому при выращивании дрожжевых клеток среду непрерывно аэрируют.

Обычно на последнем этапе выращивания объем исчисляется тоннами. По достижению заданного количества дрожжей их отправляют на промывные аппараты для отделения от остатков питательных веществ и всевозможных примесей. После чего сепарируют для получения густой дрожжевой субстанции. Полученная субстанция, фасованная в соответствующую тару, будет является жидкими дрожжами.

Если же густую дрожжевую массу пустить на специальный фильтр-пресс, то будет удалена значительная часть влаги и получатся прессованные дрожжи.

Сухие дрожжи изготовливают из этой же густой массы методом быстрой сушки с минимальным повреждением клеточной мембраны. Для этого в процессе размножения дрожжей создают дополнительные условия для накопления в клетках гликогена (сложный углевод) в большом количестве. Он защищает клетку в процессе сушки, а также является запасным питательным веществом и позволяет клетке длительное время сохранять свою активность. В итоге влажность составляет до 8%.

Сухие дрожжи упаковывают в вакуум или фасуют с использованием бескислородной смеси.

Так как в данном случае дрожжевая клетка содержит минимум влаги и фасовка происходит без доступа кислорода, то дрожжевая клетка может находится в спящем состоянии очень длительный период.

Сроки и условия хранения сухих дрожжей

Что подразумевают под сроком годности дрожжей? Безусловно это гарантированное наличие необходимого количества активных дрожжевых клеток для забраживания заданного объема браги. Иными словами, в упаковке должно содержаться нужное количество живых дрожжевых клеток.

По мере хранения количество живых клеток дрожжей сокращается и в определенный момент их концентрация снизится до уровня, при котором внесение в брагу не обеспечит необходимой интенсивности брожения.

При соблюдении условий хранения активность сухих дрожжевых клеток может сохранятся и спустя несколько лет после окончания срока годности, указанного на упаковке. Чаще всего на этикетке указывают срок хранения “1 год с момента изготовления дрожжей”.

При хранении дрожжей важны следующие параметры:

На практике невскрытая упаковка дрожжей может хранится очень длительный период с минимальным снижением физиологической активности. Один из крупнейших производителей сухих дрожжей, компания Fermentis, это подтвердила в своем эксперименте.

Компания провела очень длительный, но наглядный эксперимент на тему условий и сроков хранения. Данные взяты с закрытой встречи партнеров, проходящей на территории их основного предприятия.

Суть эксперимента заключалась в следующем:

3 упаковки сухих дрожжей хранили в течение 3 лет и 8 месяцев при разных условиях, после чего проводили тесты на активность дрожжей. Все дрожжи были одного штамма и из одной партии в закрытой заводской упаковке.

Все три пачки хранились при разных температурах: -20, +5 и +25 °С соответственно. Снижение до температуры -20 °С вели плавно, без резких перепадов.

В результате по истечении 3 лет и 8 месяцев дрожжи внесли в сусло и засекли скорость сбраживания сахаров + общее время брожения. Полученные результаты сравнили с дрожжами из свежей партии - они выступали эталоном.

Из графика видно, что свежие дрожжи (fresh), как эталон, быстрее забраживают сусло и степень сбраживания на 1 сутки брожения (After 1 day) у них самая высокая. Однако общий срок брожения (Days of fermentation) во всех случаях равен 9 суткам.

Исключением являются дрожжи, хранившиеся при +25 °С. Здесь степень брожения составила 12 суток.

Объяснить данный график можно тем, что дрожжи - живые микроорганизмы. При создании благоприятных условий (наличии кислорода, необходимых питательных элементах) довольно быстро почкуются и увеличивают свою биомассу.

По вкусоароматке пива, полученного с использованием данных дрожжей, компания Fermentis выявила несущественное различие.

Вывод очевиден: при правильном хранении сухие дрожжи будут длительное время сохранять свою активность, что практически не скажется на вкусовом профиле готового напитка.

Важно, при использовании дрожжей избегать резких перепадов температур. Это является одним из сильнейших стрессов, приводящих к гибели дрожжевых клеток.

Работа с сухими дрожжами

Внешне сухая дрожжевая клетка напоминает «шестеренку». Ее мембрана неравномерная, содержит впадины и вогнутости. Для восстановления структуры клетке необходимо набрать влагу, потерянную при сушке. Поэтому сухие дрожжи перед использованием следует обводнить (регидратировать). От правильности проведения данной операции будет зависеть дальнейшее качество брожения и конечного продукта.

Если дрожжи хранятся при низких температурах, то перед обводнением дрожжам нужно дойти до комнатной температуры. Из-за резких перепадов возможен температурный шок и гибель дрожжевых клеток.

После того, как дрожжи нагреются до комнатной температуры, их можно начинать активировать в заранее подготовленной жидкости. Оптимальная температура жидкости для обводнения 25-29 °С. Соотношение дрожжей к жидкости 1 к 10 - на 1 г дрожжей 10 мл воды.

Какую жидкость выбрать для обводнения дрожжей?

Чаще всего регидратируют дрожжи в заранее подготовленном объеме стерильного сусла. Но на самом деле оптимальной средой для обводнения дрожжевых клеток является стерильная питьевая вода. В данном случае дрожжевые клетки быстрее поглощают необходимую им влагу. К тому же из-за разницы плотностей (плотность воды ниже плотности сусла) на дрожжевую клетку оказывается меньше давление.

Почему нельзя использовать дистиллированную воду для регидратации клеток?

Благодаря практически полному отсутствию сухих компонентов в дистиллированной воде у дрожжевых клеток наблюдается гипоосмотический стресс. В этот период в клетку поступает чрезмерное количество влаги, что губительно для нее.

Какой срок хранения у регидратированных дрожжей?

После обводнения дрожжи в жидкости можно хранить недлительный промежуток времени. Связано это с повышенным риском заражения, т.к. являются идеальной питательной средой для развития посторонней микрофлоры.

При температуре 4 °С – срок хранения 18 часов.

При температуре 20 °С – срок хранения 6 часов.

При температуре 25 °С – срок хранения 4 часа.

Норма внесения дрожжей в брагу

Нормой внесения считается количество дрожжевых клеток, которые необходимо задать в сусло для быстрой и активной ферментации. Причем активное брожение должно начаться не позднее 24 часов.

Если внесенных клеток будет недостаточно, существует риск вялого брожения и опасность заражения сусла посторонней микрофлорой. Все это приводит к скисанию.

Избыток внесения дрожжей вызывает прирост биомассы в процессе развития дрожжей, и как следствие, дает большее количество побочных продуктов в результате их автолиза (разрушения). Разрушение клеток может происходить как из-за недостатка питательных компонентов, так в присутствии высоких температур при последующей дистилляции.

Ответственный производитель всегда указывает количество дрожжевых клеток, содержащихся в 1 грамме сухих дрожжей. Данное значение колеблется в зависимости от партии и дрожжевого штамма. Стандартные нормы внесения дрожжей находятся в пределах от 5 до 15 млн клеток на мл сусла. Под стандартными нормами подразумевается невысокая плотность сусла (до 20%) и температура брожения в пределах 15-25 °С. При данных условиях дрожжи чувствуют себя максимально комфортно и практически не испытывают стресс.

На практике норму внесения корректируют, учитывая:

• степень аэрации сусла

наличие питательных компонентов, необходимых для нормального развития

плотность сусла

температуру брожения

Если изначально понятно, что условия для дрожжевых клеток будут тяжелые или близкие к тяжелым, то концентрацию дрожжей следует увеличить и наоборот. Например, при температуре брожения ниже 15 °С дозировка дрожжей увеличивается вдвое.

Стрессы для дрожжевой клетки

Осмотический стресс

Данный стресс вызывает давление, создаваемое плотностью среды на дрожжевую клетку.

Осмотическое давление возникает из-за стремления воды перейти в сторону с более концентрированным раствором (из дрожжевой клетки в раствор или наоборот из раствора в дрожжевую клетку).

При переходе воды из дрожжевой клетки в раствор наблюдается гиперосмотический стресс . Это происходит при использовании дрожжей в плотных растворах, например, в сахарном сусле с начальной плотностью 30%. В результате дрожжевая клетка приобретает морщинистую форму, что приводит к снижению ее активности и гибели. Для адаптации клеток к таким высокоплотным средам клеткам требуется определенное время, которое будет завесить от штаммовых особенностей дрожжей. Побочным продуктом в данном случае будет глицерин, который накаливается в клетке из-за длительного периода ассимиляции клетки.

Переход воды из раствора в дрожжевую клетку в избыточном количестве называется г ипоосмотический стрессом . Наблюдается при разбраживании дрожжевых клеток в дистиллированной воде. В результате количество воды в клетке может достичь критического значения => разрыв мембраны клетки и ее гибель.

Спиртовой стресс

Вызывает этанол, образующийся в процессе брожения.

Основное негативное воздействие этанола заключается в увеличении проницаемости клеточной мембраны (растворение мембраны дрожжевой клетки). Вследствие чего наблюдается проблема в транспортировке питательных компонентов, дефицит свободной воды и т.д. Все это приводит к угнетению роста дрожжей. При концентрации спирта выше 8% рост дрожжевых клеток прекращается полностью. Соответственно, образующийся в процессе брожения этанол угнетает как развитие дрожжевых клеток, так и процесс брожения.

Температурный стресс

Температура оказывает существенное влияние на обменные процессы в клетке. Следовательно, влияет на скорость роста и продуцируемые вещества. Оптимум для развития дрожжевой клетки считается температура 15-20 °С. В данном диапазоне наблюдается достаточная скорость роста и продолжительность генерации.

При повышении температуры (>20°С) скорость роста увеличивается. Вместе с тем увеличивается количество побочных продуктов брожения, а также снижается продолжительность жизни дрожжевой клетки. При температурах выше 37 °С наблюдается автолиз дрожжевых клеток. При понижении температуры (15°С) скорость роста дрожжевых клеток падает. При этом количество побочных продуктов резко снижается и продолжительность жизни дрожжевых клеток увеличивается. При понижении температуры ниже 5 °С рост дрожжевых клеток прекращается и брожение практически останавливается. При дальнейшем снижении температуры наблюдается интенсивное осаждение дрожжевых клеток.

рН сусла

рН сусла влияет на работу ферментов, вырабатываемых дрожжевой клеткой.

При колебаниях рН снижается активность ферментов. Сами ферменты сказываются на потребление питательных компонентов и общем состоянии дрожжей.

Оптимальный рН для брожения 4.8-4.9. В данном диапазоне наблюдается пик активности ферментов и развития дрожжей.

При более низких значениях ускоряется потребление аминокислот и pH начинает быстро снижаться, что приводит к уменьшению зарядов клетки => их слипанию и осаждению на дно бродильной емкости. Результатом являются недоброды.

При более высоких значениях снижается активность ферментов и как следствие уменьшается активность дрожжей. Отсюда в связи со слабой активностью дрожжевых клеток возникает более длительный процесс брожения или закисание браги.

Механический стресс

Происходит за счет действия касательных напряжений. Они возникают в процессе перемешивания браги мешалками с высокими скоростями или при использовании насосов. В результате мембранный слой дрожжевой клетки нарушается и снижается активность. Получаются недоброды и образуется большое количество побочных продуктов.

В заключение статьи хочется подвести итоги и дать конечные рекомендации по использованию сухих дрожжей:

• Помните, что при соблюдении условий хранения реальный срок службы сухих дрожжей значительно выше срока, указанного на упаковке.
• Не храните вскрытую с дрожжами упаковку длительное время.
• Соблюдайте правила при дегидратации дрожжей, так как их нарушение может привести к гибели или существенному ослаблению клеток. Все это существенно скажется на этапе брожения.
• Учитывайте и корректируйте параметры браги для создания оптимальной среды роста и развития дрожжей. В зависимости от созданных условий принимайте во внимание нормы дозировки дрожжей.
• Приобретайте дрожжи только у проверенных компаний. Фабрика Доктор Губер проверяет физиологическое состояние дрожжей каждой партии.