Технологія вирощування дріжджів Вирощування дріжджів на концентрованому меласному суслі. Отримання сухих дріжджів

Однією з найвигідніших ніш малого бізнесу є виробництво різних напівфабрикатів. До них відносяться і різні видидріжджів. Дріжджі – широко використовуються у виноробстві, пивоварній справі, при виготовленні. хлібобулочних виробіві навіть спирту. Їх процес виробництва досить простий і прибутковий. Це дозволяє окупити початкові вкладення протягом року.

Наша оцінка бізнесу:

Стартові інвестиції – 10 000 000 рублів.

Насиченість ринку – середня.

Складність відкриття бізнесу – 8/10.

Види дріжджів

На даний момент усі існуючі видидріжджів можна розділити на 2 великі категорії пресовані та сухі. Перші містять близько 70% вологи. Це не дозволяє зберігати їх тривалий час. З цієї причини їх експорт практично не можливий. Зате більшість хлібопекарських цехів розрахована працювати з ними.

Другі це сухі гранули, які перед використанням необхідно розчинити у воді. На даний момент для зручності використання був виготовлений новий вид сухих дріжджів – інстантні. Перед використанням розчиняти їх у воді немає потреби. Їх відразу ж додають на борошно. Усі дріжджі, які виробляються на території Росії, обов'язково повинні мати відповідний сертифікат відповідності.

З чого почати?

Щоб відкрити завод з виробництва дріжджів у Росії, спочатку потрібно підібрати необхідне приміщення. Оскільки цей вид діяльності відноситься до харчового виробництва, особливу увагу слід приділити дотриманню санітарних норм. Контролюватимуть це відповідні санітарно-епідеміологічні служби. Тому на цьому етапі найпростіше орендувати готове приміщення, призначене для виробництва харчових продуктів.

Крім санітарії, увагу потрібно приділити специфіці виробництва. Наприклад, технологія виготовлення дріжджів потребує певного температурного режиму. Тому теплоізоляція цеху має бути виконана на належному рівні. При цьому не варто забувати і про системи кондиціювання. Підвищення температури вище +40° негативно позначиться як дріжджів.

Якщо розподіляти виробництво по площам виглядатиме це так:

1. Виробнича лінія 280 м2;
2. Приміщення під насосну станцію не менше 48 м2;
3. Енергетичний цех 48 м2.

Після підготовки виробничого приміщення необхідно розрахувати необхідну кількість персоналу. Для невеликого виробництва, що випускає близько 500 кг продукції на добу, потрібно найняти 45-50 робітників. Більшість із них, приблизно 30-35 осіб будуть простими робітниками.

Устаткування

Промислове виробництво дріжджів передбачає використання наступного обладнання:

1. Дрожжанки. Або інакше ємності для висадження дріжджів вирощених у лабораторії. Їхня кількість залежить від обсягу виробництва.
2. Інокулятор або чан для засіву. У ньому відбувається вирощування дріжджів.
3. Флотатор. Його основне призначення - відділення утворюється в процесі бродіння піни.
4. Насоси для перекачування.
5. Сепаратори. За допомогою них здійснюється відокремлення дріжджів від браги.
6. Промивна ємність.
7. Плазмоліз.
8. Сушарка.
9. Пакувальна лінія.

Все перераховане вище обладнання для виробництва дріжджів може використовуватися для виготовлення пресованих, сухих або хлібопекарських дріжджів.

Технологія виробництва

Виробництво хлібопекарських дріжджів здійснюється за однією і тією ж технологією. Відмінності є лише у методах їхньої кінцевої обробки. Технологічна схемаїх виробництва складається з 3 основних етапів:

1. Вирощування. Цей етап поділяється на 2 основні процеси. Під час першого відбувається вирощування маткової культури. Під час другого вирощують товарні дріжджі.
2. Виділення із бражки. Спочатку відбувається процес флотації, тобто культура дріжджів витягується з бражки. Потім здійснюють її згущення на сепараторах.
3. Зневоднення. На цьому етапі дріжджі плазмолізуються та остаточно висушуються.

Загалом виробництво пресованих дріжджів зводиться до створення сприятливих умов для розмноження дріжджового грибка. Під сприятливими умовами мається на увазі контрольоване живильне середовище, що складається з легкозасвоюваних цукрів. Основною сировиною для виробництва дріжджів є меляса та бражка на її основі. У процесі вирощування дріжджові грибкизасвоюють їх амінокислоти.

У міру розвитку вони поглинатимуть із неї поживні речовини, тому харчування доводиться періодично додавати, а саму масу збагачувати киснем. Після досягнення певного обсягу зростання маси зупиняють примусово. Далі дріжджі відокремлюють від живильного середовища, тобто сепарують. Останнім завершальним етапом у процесі виготовлення є формування готового продукту.

Традиційне виробництво харчових дріжджівбіля Росії здійснюється шляхом пресування. Пресовані брикети дріжджів – це виділені з живильного середовища дріжджові клітини, що пройшли спеціальне очищення. У їхньому складі присутні 68% води та 32% дріжджових клітин.

Виготовлення сухих дріжджів здійснюється подібним чином. За одним винятком – у процесі виробництва використовуються інші штами дріжджових грибків із підвищеною стійкістю до сушіння. Під час сушіння пресовані дріжджі пропускаються через екструдер. Він формує їх своєрідну «вермішель», яка потім нарізається на гранули. Самі гранули потім відправляються в сушильний апарат, де під впливом теплого повітря вони перетворюються на сухі гранульовані дріжджі.

Виробництво кормових дріжджів здійснюється подібним чином, за одним лише винятком. Штамам дріжджових грибків, що використовуються, не потрібні стерильні умови. Їх особливістю також є те, що вони дають вищий вихід біомаси. Виробництво спиртових дріжджівтакож має свої особливості. Як живильне середовище для них використовується сусло із солоду.

Перспективи

Згідно зі статистикою, бізнес з виробництва дріжджів розвивається досить динамічно. У середньому на рік обсяги продажу таких підприємств зростають на 5-7 відсотків. Пов'язано це з ринком збуту, що постійно збільшується.

Більшість імпортних аналогів сухих дріжджів, що ввозяться на територію Росії, через високі мита сильно піднялися в ціні, що зробило їх неконкурентоспроможними в порівнянні з продукцією вітчизняних виробників. Тому у бізнесу з виробництва дріжджів майбутнє є.

Секрети успіху

Секрет успіху дріжджового виробництва, як і будь-якого іншого виду бізнесу, у якості продукції. Також для великих споживачів дуже важливою є стабільність поставок. Щоб вийти на необхідний рівень, технологію потрібно постійно вдосконалювати, впроваджуючи в неї нові ідеї.

Також необхідно мати у своєму штаті команду високопрофесійних технологів, які чітко контролюватимуть процес виробництва і стежитимуть за якістю продукції, що випускається.

Виробництво дріжджів

1. Сировина та основні стадії технологічного процесу

2. Дріжджі, що використовуються для виробництва хлібопекарських дріжджів

3. Шкідники дріжджового виробництва

3.1 Мікрофлора меляси

3.2 Мікрофлора води та повітря

3.3 Вторинні джерела інфекції

4. Мікробіологічний контроль дріжджового виробництва

5. Санітарно-гігієнічний режим дріжджового виробництва

Використовувана література

1. СИРОВИНА ТА ОСНОВНІ СТАДІЇ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

Дріжджовий завод – це біотехнологічне виробництво. Основне завдання дріжджового виробництва полягає у отриманні дріжджів для хлібопекарської промисловості. Комплекс ферментів, що міститься в дріжджах, викликає в тесті спиртове бродіння; діоксид вуглецю, що виділяється при цьому, піднімає і розпушує тісто.

Дріжджові заводи виробляють пресовані та сухі дріжджі. Пресовані дріжджі - це брикети світло-сірого або світло-жовтого кольору з вмістом вологи від 73 до 75%, що є біомасою дріжджових клітин, в 1 г якої міститься від 8 до 12 млрд. клітин. Якщо подрібнені пресовані дріжджі висушити до залишкового вмісту вологи 89%, то вийдуть сушені дріжджі.

Сировиною у виробництві хлібопекарських дріжджів є бурякова меляса(відхід цукробурякового виробництва), мінеральні солі, активатори росту, вода.

Технологічний процес дріжджового виробництва складається з декількох стадій - підготовка живильного середовища, вирощування засівних дріжджів, вирощування товарних дріжджів, виділення, пресування та пакування пресованих дріжджів або сушіння з подальшим пакуванням сушених дріжджів.

Перед вирощуванням дріжджів мелясу спочатку розбавляють водою, а потім освітлюють, у процесі чого вона звільняється від більшої частини колоїдних частинок, які можуть обволікати дріжджові клітини та заважати їх розвитку, солей кальцію, а також від сторонніх мікроорганізмів. Потім мелясу підкислюють, додають азот- і фосфоровмісні солі, а також кукурудзяний екстракт або витяжку з солодових паростків, в яких міститься біотин, оскільки вміст усіх цих речовин в мелясі недостатньо для активного розмноження дріжджів.

Для приготування засівних (маточних) дріжджів використовують чисту культуру спеціальних рас (штамів) хлібопекарських дріжджів, яку спочатку вирощують у лабораторних умовах, починаючи з пробірки, потім у напіввиробничих умовах – у відділенні чистої культурипоступово збільшуючи її обсяг. В результаті одержують дріжджі, звані чистою культурою (ЧК), або маточними дріжджами А. Процес розмноження чистої культури ведуть при температурі 25?30 °С, живильне середовище підкислюють до рН 4,8?5,8. Поживне середовище безперервно аерується за повітряно-припливним способом, так як тільки при доступі кисню дріжджі використовують цукру меляси не на спиртове бродіння, а на енергійне розмноження та накопичення значної біомаси фізіологічно активних, життєздатних дріжджових клітин.

Дріжджі ЧК служать засівним матеріалом для приготування природно чистої культури (ЄЧК), або маткових дріжджів Б. Дріжджі ЄЧК використовують як маткові для отримання товарних дріжджів.

Вирощування товарних дріжджів здійснюють у дріжджорослинних апаратах. Є різні технологічні схеми (періодична, напівбезперервна та безперервна) для отримання товарних пресованих дріжджів (дріжджі В). Головний напрямок у сучасній технології – вирощування дріжджів на концентрованих середовищах, що містять 5 – 6% цукру. Це покращує якість дріжджів та підвищує продуктивність дріжджорослинних апаратів. За цим методом мелясу розбавляють водою у співвідношенні 1: 12, у той час як за звичайною схемою кінцеве розведення меляси становить 1: 30. Для засіву застосовують вищу вихідну концентрацію маткових дріжджів (в 3? 6 разів більше звичайної). Щоб забезпечити нормальне розмноження дріжджів, середовище аерують великою кількістю повітря (100?120 м3/год повітря на 1 м3 середовища). Дріжджі розмножуються протягом 14 20 год. Після вирощування дріжджів культуральну рідину сепарують, отримують дріжджове молоко, що містить 500 600 г/л дріжджів, і бражку. Дріжджове молоко надходить на промивання холодною водою для видалення залишків бражки, після чого дріжджі знову надходять на сепарування. Промивання та сепарування повторюють 2?3 рази, поки клітини дріжджів не будуть остаточно звільнені від бражки.

Промиті та відсепаровані дріжджі за допомогою насоса подаються на фільтрпрес, де звільняються від води, потім у вакуум-фільтр, де вони пресуються, а далі формуються у вигляді брусків. Їх загортають у папір з етикеткою заводу, укладають у ящики та направляють у холодильні камери, де охолоджують до 4 °С.

Сушені дріжджі отримують висушуванням подрібнених пресованих дріжджів теплим повітрям до залишкового вмісту вологи 89%. Завдяки низькому вмісту вологи сушені дріжджі, на відміну пресованих, можуть довго зберігатися. Сушені дріжджі необхідні для хлібопечення в тих районах, де виробництво або доставка пресованих дріжджів з різних причин виключена. Якість сушених дріжджів залежить від якості вихідних пресованих дріжджів, від режимів сушіння та зберігання. Для прискорення сушіння дріжджі спочатку подрібнюють у спеціальній дріжджоформувальній машині до отримання короткої тонкої вермішелі або гранул.

Сушіння деякою мірою пригнічує дріжджі. Тому застосовуються м'які режими сушіння при 30?40 °С. Хороші результати дає сушіння під вакуумом і у віброкиплячому шарі, коли дріжджова крупка при сушінні постійно підтримується струмом повітря у зваженому стані. Після сушіння продукцію охолоджують до 15 16 °С і упаковують.

2. ДРІЖДЖИ ВИКОРИСТОВУВАНИХ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ХЛІБОПЕКАРНИХ ДРІЖДЖІВ

Для виробництва пресованих хлібопекарських дріжджів використовують різні раси дріжджів-сахароміцетів виду Saccharomyces cerevisiae (Л-1, ЛВ-7, ЛК-14, ЛТ-17) і гібриди 608, 616, 722, 739. За характером бродіння; при бродінні вони довго не опускаються на дно і частково піднімаються на поверхню рідини, що бродить, у вигляді піни. Ці раси мають великі клітини, які швидко розмножуються в меласному поживному середовищі, стійкі при зберіганні в пресованому і сушеному вигляді, мають високу ферментативну (мальтазну і зимазну) активність.

Рис. 1. Хлібопекарські дріжджі: а – раса Томська; б – раса ЛБД-Х1.

Мальтазна активність - це час (в хв), необхідне для виділення 10 мл СО2 при зброджуванні 10-20 мл 5%-ного розчину мальтози при 30 ° С дріжджами, взятими в кількості 2,5% до обсягу середовища. Мальтазна активність характеризує здатність дріжджів гідролізувати мальтозу борошна та залежить від присутності в дріжджах ферменту мальтази. Мальтоза основний цукор тесту вона з великими труднощами зброджується дріжджами і повільніше, ніж інші цукру, так як дріжджі містять порівняно мало мальтази. Мальтазна активність дріжджів хорошої якостімає бути не більше 100 хв.

Зимазна активність - це час (в хв), необхідне для виділення 10 мл СО2 при зброджуванні 10-20 мл 5%-ного розчину глюкози при 30 ° С дріжджами, взятими в кількості 2,5% до обсягу середовища. Зимазна активність дріжджів хорошої якості повинна бути не більше 60 хв.

Підйомною силою називається період часу, виражений у хвилинах, протягом якого тісто, замішене на випробуваних дріжджах, піднімається до певного рівня у формі.

3. ШКІДНИКИ ДРІЖДЖОВОГО ВИРОБНИЦТВА

Джерелами потрапляння сторонньої мікрофлори у виробництво дріжджів є сировина, мінеральні солі, ростові речовини (кукурудзяний екстракт, солодові паростки), засівні дріжджі, вода, повітря, технологічне обладнання. Розвиваючись спільно з дріжджами, сторонні мікроорганізми несприятливо впливають на технологічний процес, знижують вихід та якість готової продукції.

3.1 МІКРОФЛОРА МЕЛАСИ

Мікроорганізми можуть потрапляти в мелясу з буряка, з апаратури, води та повітря в процесі цукроваріння. У густій ​​мелясі з високим вмістом цукрів (близько 50%) при загальній кількості сухих речовин 76?80% мікроорганізми не розмножуються, а при тривалому зберіганніу відповідних умовах у закритих сховищах, кількість їх зменшується внаслідок відмирання менш осмостійких форм. При переробці меляси, сильно обсімененої сторонніми мікроорганізмами, в дріжджоростильні апарати потрапляють мікроорганізми-шкідники, які, розмножуючись разом з основною культурою дріжджів, пригнічуватимуть її зростання і порушуватимуть нормальний перебіг технологічного процесу. При цьому знижується вихід готової продукції та її якість. Сторонні мікроорганізми, що залишилися в готовій продукції, знижують підйомну силу дріжджів та стійкість їх при зберіганні.

З великої кількості різноманітних мікроорганізмів, які можуть утримуватися в мелясі, найбільш небезпечними для виробництва є мікроорганізми, що швидко розмножуються в умовах дріжджового виробництва. Найчастіше у мелясі виявляють такі групи мікроорганізмів: спороутворюючі палички, кислотоутворюючі бактерії, кокову мікрофлору, дріжджові грибки деяких пологів, плісняві грибки та актиноміцети.

Група спороутворюючих бактерій. Особливо часто зустрічаються такі види мікроорганізмів: Вас. subtilis (сінна паличка), Вас. mesentericus (картопляна паличка), Вас. mesentericus globigii, Вас. mesentericus flavus, Вас. megatherium.

За своєю морфологією та біохімічними властивостями види Bas. subtilis, Вас. Mesentericus та їх різновиди globigii та flavus дуже близькі між собою. Це досить великі палички різної довжини, від 1,5 до 4 мкм, і розмірами в діаметрі від 0,5 до 0,8 мкм, рухливі, що утворюють центральну суперечку. У видів Вас. subtilis суперечки дещо роздуті у вигляді барила, а у Вас. Mesentericus залишаються у вигляді палички.

Характер зростання мікроорганізмів на живильних агарових середовищах у Вас. Mesentericus та Вас. subtilis залежить від складу середовища: на солодовому суслі з крейдою або без крейди колонії сухі, зморшкуваті, білуваті, іноді сіруваті з коричневим відтінком. На дріжджовій воді з сахарозою колонії мікроорганізмів слизові, білуваті іноді зі слабко-жовтим відтінком.

Вас. mesentericus var. globigii на всіх цукристих середовищах утворює світло-жовті або білі опуклі, слизові колонії з бульбашками газу, тому що при зростанні на цукристих середовищах цей вид утворює деяку кількість спирту та вуглекислоти, а також ацетон. Вас. mesentericus flavus на тих же середовищах утворює опуклі, слизові колонії жовтого кольору. Вас. megatherium - велика паличка. Довжина від 4 до 5 мкм, ширина від 1 до 2 мкм. Вона рухлива, із центрально розташованими спорами.

Перераховані вище види бактерій здатні добре розмножуватися і в освітленій мелясі в приточних чанах і разом з дріжджами в дріжджорослинних апаратах. Ці мікроорганізми завдають значної шкоди виробництву, тому що в процесі своєї життєдіяльності вони не тільки використовують цукор та інші поживні речовини середовища, призначені для харчування основної культури дріжджів, але відновлюють нітрати, що містяться в мелясі (солі азотної кислоти), у нітрити (солі азотистої кислоти).

Рис. 2. Група спороутворюючих паличок: а – Вас. mesentericus globigii; б – Вас. mesentericus; у вас. subtilis; г – Вас. megatherium.

Нітрити надзвичайно – отруйні. Вміст їх у середовищі навіть у кількості 0,0005.% затримує нормальне брунькування дріжджових клітин. При вмісті в середовищі нітритів 0,004% накопичення дріжджів знижується на 40?50%. Концентрація нітритів у кількості 0,02% майже повністю пригнічує ріст і розмноження дріжджових клітин і викликає їх часткову загибель.

Щоб не допустити розмноження нітритоутворюючих бактерій у припливній мелясі, застосовують спосіб гарячого освітлення, підкислення середовища сірчаною кислотою до рН 3,5 4,0, а також швидке використання освітленої меляси. Але, якщо, незважаючи на вжиті заходи, нітрити в дріжджеросильних апаратах все ж таки утворюються (почервоніння середовища при змішуванні з реактивом Гриса), це є непрямим показником недостатності аерації, як тільки дріжджі, що ростуть, використовують весь розчинений кисень бактерії змушені для отримання необхідної енергії відновлювати нітрати. у нітрити. При виявленні такого явища кількість повітря, що подається до апарату, негайно збільшують. При цьому нітритоутворюючі мікроорганізми перейдуть на дихальний обмін, тобто почнуть засвоювати розчинений кисень повітря та відновлення нітратів у нітрити припиниться.

Неспороносні гнильні бактерії представлені багатьма представниками роду Pseudomonas, а також кишковою паличкою, протеєм, мікрококами. Всі вони знижують вихід дріжджів та їх якість, викликають розкладання білків дріжджів, що призводить до швидкого псування пресованих дріжджів (розрідження) та появи неприємно пахнуть продуктів гниття (сірководню, індолу, скатолу та ін).

Група молочних бактерій. У цю групу входять мікроорганізми, що належать до гетероферментативних молочнокислих бактерій, які при зброджуванні цукрів розкладають їх з утворенням молочної кислоти та інших продуктів: летких кислот, етилового спирту. Найчастіше зустрічається широко поширений у природі вид Leuconostoc mesenterioides. Цей мікроорганізм потрапляє в мелясу з буряка, іноді розмножується в процесі цукрового виробництва та переходить у мелясу. Найчастіше його виявляють у вигляді диплококів або коротких ланцюжків стрептоформ. Вони нерухомі, забарвлюються за Грамом позитивно, як і всі молочнокислі бактерії. Суперечка не утворюють, але легко утворюють капсулу.

Особливо велика капсула утворюється при зростанні культури на середовищі із сахарозою. Завдяки цій властивості мікроорганізм стійкий до нагрівання може витримати навіть нетривале кип'ятіння або нагрівання до 90°С.

У рідких середовищах, що містять сахарозу, Leuconostoc mesenterioides утворює декстрин і викликає ослизнення середовища, особливо інтенсивне при слабко кислій або нейтральній реакції середовища при рН 5,5 7,0; у підкисленому середовищі рН 5,0 і нижче розмноження бактерій та ослизнення середовища майже не спостерігається.

На середовищі з сахарозою ці бактерії утворюють характерні слизові, майже прозорі, опуклі, гладкі, досить великі колонії діаметром 24мм, а на сусло-агаpe з крейдою дрібні, напівпрозорі, злегка опалесцентні, гладкі з зоною просвітлення навколо. Цей мікроорганізм зазвичай викликає закисання меляси при зберіганні в сховищах. Розмноження бактерій посилюється лише у випадках, коли меляса чомусь розбавляється водою. Happімер, при попаданні атмосферних опадів відбувається місцеве розведення верхнього шару меляси, але цього буває іноді достатньо, щоб з часом інфікувалася вся меляса, що зберігається.

Істотною відмінністю між цими двома мікроорганізмами є властивість Leuconostoc agglutinans прилипати до дріжджових клітин і склеювати їх у грудки, що швидко осідають на дно, тобто викликати аглютинацію дріжджів у дріжджоростільних апаратах. Це явище надзвичайно небажане, тому що порушується правильне харчування дріжджових клітин і сповільнюється їх брунькування, у результаті знижується вихід дріжджів, утруднюється їх промивання та пресування, погіршується товарний вид дріжджів. Однак підйомна сила дріжджів та стійкість їх при зберіганні не змінюються.

Мікроорганізми Leuconostoc agglutinans зустрічаються в мелясі дуже рідко і в невеликій кількості, але, прилипаючи до дріжджових клітин, розмножуються в засівних дріжджах, що зберігаються, затримуються у вигинах трубопроводів, розмножуються там на залишках живильного середовища і на розкладаються дріжджових клітин. Капсула збільшує їх стійкість до дезінфектантів та високої температури при пропарюванні трубопроводів.

Кокова мікрофлора. Це мікроорганізми - представники пологів Micrococcus, Tetracoccus, Sarcina. Вони потрапляють у мелясу так само з буряків, у процесі цукрового виробництва, з повітря та води і є значною мірою випадковою мікрофлорою, але постійно присутньою у мелясі. Морфологія: дрібні коки рід Micrococcus, педіококи або тетра-коки - рід Tetracoccus, пакети по вісім, шістнадцять і більше клітин - рід Sarcina. Розміри їх у діаметрі від 1,2 до 2,5 мкм. Ці мікроорганізми нерухомі, грампозитивні. Колонії їх на агарових середовищах гладкі, блискучі, з рівним краєм або складчасті (у Sarcina), колір від білого до жовтого і жовто-жовтогарячого. У мелясі, що зберігається, розмножуються повільно і у великих кількостях виявляються рідко.

Дріжджові грибки. Роди Saccharomyces, Torulopsis, Candida. Вони потрапляють у мелясу випадково, з води, повітря чи апаратури та залежно від роду грибків можуть заподіяти різною шкодою. У густій ​​мелясі дріжджові грибки, як і всі мікроорганізми, не розмножуються, проте деякі з них зберігаються в життєздатному стані і при розведенні меляси водою (атмосферними опадами або парою при зливі) починають розмножуватися та зброджувати цукор меляси, перетворюючи його на спирт та вуглекислоту.

Дріжджові грибки, особливо з пологів Torulopsis і Candida, потрапляючи разом з мелясою в дріжджоростильні апарати, за сприятливих для них умов аерації та притоку поживних речовинможуть швидко розмножуватись. Швидкість зростання та брунькування цих дріжджів у кілька разів більша, ніж основний культури пекарських дріжджів, внаслідок чого може виникнути небезпека зниження якості готової продукції. Тому мелясу, що містить дріжджові грибки, не можна використовувати для приготування чистої культури маткових і засівних дріжджів.

Рис. 3. Недосконалі дріжджі: а рід Candida; б рід Torulopsis

Морфологія: форма клітин дріжджових грибків дуже різноманітна кругла, овальна, довгаста, у вигляді ковбасок, іноді міцелієподібна. Розміри також різні: їх довжина від 4 до 10 мкм, ширина від 3 до 7 мкм.

На агарових цукрових середовищах (сусло-агар з крейдою та агаризована) дріжджова водаз сахарозою) утворюють досить великі колонії білого або рожевого кольору, злегка опуклі, з гладкою або зморшкуватою поверхнею або рідше плоскі, матові, при зростанні всередині середовища колонії сочевицеподібні або трикутні, що іноді розривають агар. У рідких цукристих середовищах солодовому суслі або дріжджовій воді з сахарозою деякі види дріжджів блукають сильно, інші слабше, треті зовсім не блукають.

3.2 МІКРОФЛОРА ВОДИ І ПОВІТРЯ

Дріжджове виробництво характеризується великою витратою води. Вода використовується для розведення меляси, для промивання дріжджів після їх відокремлення від живильного середовища, для миття апаратури, регулювання температури в дріжджорослинних апаратах. Вода, сильно обсіяна мікроорганізмами, може стати серйозним джерелом інфекції на заводі, тому до води у виробництві дріжджів висувають ті ж вимоги, що й до питної. Вона має відповідати чинному ГОСТу.

Для того щоб забезпечити енергійне розмноження та накопичення біомаси хлібопекарських дріжджів, необхідно велика кількістьповітря від 10 до 80 тис. м3/год (залежно від потужності заводу). В атмосферному повітрі знаходиться значна кількість мікроорганізмів, і він може стати додатковим джереломпроникнення у виробництво сторонньої мікрофлори Тому повітря піддається фільтруванню.

3.3 ВТОРИННІ ДЖЕРЕЛА ІНФЕКЦІЇ

До вторинних джерел інфекції відносяться мікроорганізми, які виявляються в апаратурі, припливній мелясі, засівних дріжджах.

Апаратура. Для виробництва хлібопекарських дріжджів застосовується таке обладнання:

Дріжджоростильні апарати ємністю від 1 м3 до 150 200 м3, в яких є змійовики і сходи. Апарати мають аераційні системи, що складаються з численних перфорованих з дрібними отворами трубочок або пластин;

Меласові кларифікатори, машини, що складаються з великої кількості частин;

Збірники припливної меляси та збірки для розчинів солей, численні трубопроводи та повітропроводи, часто вигнуті зі сліпими відростками, що звужуються та розширюються, розтягнуті на десятки та сотні метрів.

Все це обладнання (апаратуру) необхідно підтримувати в чистоті, інакше на залишках живильного середовища та дріжджів, що затрималися у вигинах трубопроводів, в аераційній системі та інших важкодоступних місцях бактерії та сторонні дріжджові грибки починають швидко розмножуватися. Ця вторинна інфекція є навіть більш небезпечною та численною, ніж первинна інфекція, що вноситься з сировиною або водою, тому що тут відбувається як би відбір мікроорганізмів, що добре розмножуються в умовах дріжджового виробництва.

Мікроорганізми, які найчастіше потрапляють з апаратури.

1. Сторонні дріжджові грибки є найнебезпечнішими мікроорганізмами, оскільки домішка їх знижує підйомну силу готової продукції. Candida Guillermondii. Форма клітин досить мінлива ? подовжена або овальна, іноді витягнута; брунькування пряме або під кутом; в дріжджоростільних апаратах при сильній аерації утворюються досить великі зростки (гілочки) клітин, що брунькуються. При висіві на сусло-агар Candida guillermondii утворює колонії діаметром від 1 до 2 мм, жовтувато-сіруваті, злегка опуклі, гладкі. У рідкому солодовому суслі утворює кільце та осад. Ці дріжджові грибки цукру зброджують слабо. Дуже повітролюбні в умовах сильної аерації в дріжджоростільних апаратах швидко розмножуються, часто випереджаючи зростання основної культури цукроміцетів. Оптимальна активна кислотність (рН) Candida guillermondii 3,5 6,0. Оптимальна температура зростання 28 33 °С.

У іншого дріжджоподібного грибка Candida Krusei форма клітин ще більш мінлива кругла, овальна; брунькування пряме або іноді під кутом. У дріжджоростільних апаратах при сильній аерації поодинокі клітини іноді важко відрізнити формою від основної культури. Зрідка можна спостерігати невеликі зростки клітин, що брунькуються, але зчеплені неміцно і швидко розсипаються. Candida Krusei глюкозу, мальтозу, сахарозу, галактозу майже не зброджують, але інтенсивно утилізують свого зростання. Вони надзвичайно повітролюбні і дуже швидко розмножуються в дріжджоростільних апаратах, невибагливі до складу середовища. Вони розвиваються при рН нижче 4,0 також розмножуються інтенсивно; температура 35 °С.

З одиночних клітин Candida Krusei, що потрапили тим чи іншим шляхом в дріжджоростильний апарат, через кілька годин може розмножитися така їх кількість, що вони почнуть пригнічувати зростання основної культури цукроміцетів, а підйомна сила готової продукції різко погіршиться.

2. Бактерії, що потрапляють з апаратури, не завжди є небезпечними, оскільки умови для їх швидкого розмноження не особливо сприятливі: кисла реакція середовища, посилена аерація і т. д. Однак, якщо вони є у великій кількості, тоді вплив бактерій стає помітним.

Найчастіше зустрічаються безспорові види: лейконо-стік, флавобактерії, кишкова паличка, різні мікрококи та ін.

Припливна меляса є часто джерелом інфекції як бактеріальної, і дріжджової. Оброблена таким чином меляса перекачується насосами до збірників, а звідти до чанів. Розведена водою припливна меляса, що містить від 18 до 40% сухих речовин, є дуже гарним живильним середовищем для розмноження різних мікроорганізмів. рН від 6,0 до 7,5, тобто нейтральна або слабокисла реакція середовища, є сприятливою для розмноження бактерій, кисліша реакція (рН 3,5?4,5) затримує їх розмноження. рН припливної меляси залежить від способу її освітлення: при кислотнохолодному та кислотногарячому відстійних способах рН припливної меляси 4,0?4,5; при механічному способіосвітлення мелясу підкислюють сірчаною кислотою дуже, слабо або зовсім не підкислюють і рН розчину може коливатися в межах від 6,5 до -8,0. Температурні межі розмноження мікробів від 15 до 45 °С. Найчастіше у припливній мелясі розмножуються бактерії із групи кислотоутворюючих: Leuc. mesente-rioides та Leuc. agglutinans. Бактерії із групи спороутворюючих: Вас. subtilis, Вас. Mesentericus, Вас. megatherium - денітрифікатори, що відновлюють до нітритів нітрати меляси; при довгому стоянні припливної меляси (понад 24 години) на поверхні рідини іноді може утворитися плівка із дріжджоподібних грибків Candida Krusei.

Інфікована припливна меляса становить значну небезпеку, так як в результаті припливу такої меляси кількість сторонніх мікроорганізмів в дріжджорастильному апараті збільшується, може з'явитися аглютинація ? склеювання дріжджових клітин у грудки, в середовищі з'являються нітрити посилено розмножуватись в умовах аерації. В результаті порушується нормальний перебіг технологічного процесу вирощування дріжджів, знижується вихід та якість продукції (рис. 4).

Рис. 4. Проби вмісту дріжджеросильних апаратів: а нормально йдучий процес брунькування правильне, домішка сторонніх дріжджів незначна; б ¦ неправильний процес, клітини пригнічені, брунькування неправильне (1), значна домішка сторонніх дріжджових грибків (2), є мертві клітини, пофарбовані метиленової синьою (3).

Засівні дріжджі в пресованому вигляді зберігаються в холодильних камерахпри 2?4°С протягом різних термінів: дріжджі чистої культури до 1 місяця, а дріжджі природної чистої культури 3?4 діб. Засівні дріжджі, особливо дріжджі чистої культури, повинні містити сторонньої мікрофлори. Однак часто засівні дріжджі стають джерелом інфекції на заводі, особливо при подовжених схемах вирощування дріжджів. Часто зустрічаються в засівних дріжджах дріжджоподібні грибки Candida guaiermondii та Candida Krusei, причому особливо небезпечним є вид Candida Krusei. Цей грибок, як відомо, дуже швидко розмножується при аеруванні середовища і кількість клітин його сильно збільшується і особливо швидко на стадії отримання товарних дріжджів.

Бактеріальна мікрофлора засівних дріжджів найчастіше складається з гетероферментативних молочнокислих бактерій Leuconostoc mesenterioides і Leuconostoc agglutinans, рідше зустрічаються нітритоутворювачі, що спровокують вас. subtilis та Вас. Mesentericus, а також Вас. proteus vulgare. При тривалому зберіганні пресованих дріжджів бактерії можуть у них розмножуватися. Розмноження Leuconostoc agglutinaus може спричинити аглютинацію - склеювання дріжджів у дріжджеросильних апаратах.

4. МІКРОБІОЛОГІЧНИЙ КОНТРОЛЬ ДРІЖДЖОВОГО ВИРОБНИЦТВА

Мікробіологічний контроль здійснюється на всіх стадіях виробництва хлібопекарських дріжджів, починаючи з контролю сировини, що надходить на переробку, та закінчуючи готовою продукцією.

Контроль за сировиною. Контроль мікробіологічної чистоти сировини має дуже велике значенняОскільки при інфікуванні процесу від сировини будуть заражені всі технологічні стадії і фактично вся продукція буде забракована.

Меласса. У ній визначають загальну кількість мікроорганізмів в 1 р., якісний (видовий) склад мікрофлори з метою виявлення мікроорганізмів - шкідників виробництва та їх відсоткове співвідношення, кількісний склад.

Для визначення загальної кількості мікроорганізмів в 1 р. меляси використовують агаризоване меласне сусло (з вмістом сухої речовини (СВ) 12% з дріжджовим автолізатом (СВ 0,5?1,0%), а для окремих груп мікроорганізмів — спеціальні та елективні середовища. Загальна кількість мікроорганізмів в 1 г меляси хорошої якості не повинна перевищувати 2000, меляса вважається непридатною, якщо в 1 р міститься більше 20000 мікроорганізмів.

Для виявлення молочнокислих бактерій сусло додають стерильний крейда. Молочнокислі бактерії визначають прозорими зонами, що утворюються в результаті розчинення крейди навколо дрібних круглих напівпрозорих колоній за рахунок виділення кислот. Лейконосток утворює великі, слизові прозорі колонії, що легко розтікаються, нагадують краплі води з більш слабкою зоною просвітлення.

Гнильні бактерії визначають на молочному агарі. Гнильні бактерії виявляють по зонах просвітлення навколо колоній з допомогою розкладання казеїну молока протеолитическими ферментами цих бактерій.

Визначення нітритоутворюючої здатності у спороутворюючих бактерій здійснюють з використанням реактиву Гриса. За наявності нітритів у середовищі, де розвиваються ці бактерії, з'являється червоне фарбування.

Мінеральні солі та кукурудзяний екстракт. Обсімененість мінеральних солей мікроорганізмами визначають шляхом мікроскопування. Допускається присутність поодиноких клітин, але з кожному полі зору. Кукурудзяний екстракт контролюють мікроскопуванням або шляхом висіву на живильні середовища, що використовуються при аналізі меляси. Допускається зараження від 500 до 10000 мікроорганізмів в 1 г. Більш обсіменений екстракт може стати джерелом інфекції.

Контролює дріжджі на основних стадіях вирощування. Мікробіологічному контролю підлягають дріжджі усім стадіях розмноження. У вихідній чистій дводобовій культурі перед її розведенням визначають: однорідність дріжджових клітин шляхом мікроскопування всі клітини повинні бути однією застосовуваної раси дріжджів; чистоту культури шляхом висіву на щільне середовище сторонніх дріжджів і бактерій не повинно бути; ферментативну активність (зімазну та мальтазну) вона повинна відповідати показникам застосовуваної раси дріжджів.

На всіх стадіях вирощування дріжджів (стадія ЧК, стадія ЄЧК та стадія товарних дріжджів) щогодини відбирають проби та мікроскопують їх (у 10 полях зору). При цьому відзначають кількість клітин, що брунькуються (в %), правильність брунькування, наявність дрібних клітин, вміст мертвих клітин (%), присутність сторонніх дріжджів і бактерій. Кількість клітин, що брунькуються, коливається від 10 до 80% залежно від моменту взяття проби. Кількість мертвих клітин має перевищувати кількох часток відсотка. Бактерії в сторонні дріжджі несахароміцети повинні бути відсутніми. Їх не завжди вдається виявити мікроскопуванням, тому проводять висів проб на два живильні середовища: з антибіотиком ністатином, який пригнічує ріст дріжджів і дозволяє виявити бактерії, і з ацетатом, на якому поява плівки або помутніння середовища через 1?2 діб. вказує на наявність дріжджів-несахароміцетів (цукроміцети на цьому середовищі не розмножуються).

Наявність сторонньої мікрофлори свідчить про незадовільну якість дріжджів ЧК та ЄЧК та їх непридатність для використання як засівні при роботі за подовженими схемами. Поява плівки на поверхні середовища або помутніння через 5 діб. і більше дає підстави вважати, що культура чиста, не містить сторонніх дріжджів. Якщо плівка утворилася через 34 сут, то дріжджі ЧК і ЄЧК задовільні.

У пресованих дріжджах ЧК та ЄЧК визначають: вміст вологи, кислотність (рН), зімазну та мальтазну активність, підйомну силу, ос нечутливість.

Контроль готової продукції. Пресовані дріжджі мікроскопують для оцінки їх якості за величиною та однорідністю клітин цукроміцетів та з метою виявлення сторонньої мікрофлори. У разі різкого погіршення підйомної сили або стійкості готової продукції визначають ступінь її загальної обсімененості та присутність мікроорганізмів шкідників виробництва. Для цього виробляють посів проби пресованих дріжджів на середовища, що використовуються при контролі меляси, та на сусло-агар для обліку дріжджів-сахароміцетів.

Загальну кількість колоній, що виросли, сахароміцетів приймають за 100% і потім розраховують процентний вміст сторонніх мікроорганізмів (кислотоутворюючих бактерій лейконостоку і молочнокислих паличок, гнильних бактерій і недосконалих дріжджів). У доброякісних пресованих дріжджах допускається присутність кислотоутворюючих бактерій не більше 15 35%, гнильних бактерій бути не повинно, сторонніх дріжджів не більше 30%.

Показники якості пресованих та сушених хлібопекарських дріжджів. Вони повинні задовольняти вимоги ГОСТу: мати світло-сірий або жовтувато-білий колір, характерний «дріжджовий» запах, що злегка нагадує фруктовий, консистенція повинна бути щільною, дріжджі повинні легко ламатися і не мазатися.

Основним показником якості хлібопекарських дріжджів є їхня підйомна сила. Підйомна сила має бути не більше 75 хв.

У пресованих дріжджах, що надходять на сушіння, визначають вміст вологи та підйомну силу, кількість недосконалих дріжджів. Бажано, щоб підйомна сила була 60 хв. Після сушіння в сушених дріжджах визначають вміст вологи, підйомну силу, кислотність, а також оцінюють колір, запах дріжджів та визначають кількість мертвих клітин.

5. САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНИЙ РЕЖИМ ДРІЖДЖОВОГО ВИРОБНИЦТВА

Все обладнання та інвентар дріжджового заводу повинні бути справними та утримуватися в чистоті.

Баки сховища для меляси повинні бути надійно захищені від потрапляння атмосферних опадів. Перед завантаженням сировини сховища слід очистити від залишків старої меляси та промити миючими засобами. Якщо в сховищі знаходилася сильно обсіменена меляса, то необхідно провести дезінфекцію 3%-ним розчином хлорного вапна. У мелясі, що зберігається, кількість мікроорганізмів у порівнянні з вихідним не повинна збільшуватися.

Мінеральні солі повинні зберігатися у спеціальних приміщеннях, що виключають забруднення їх частинками ґрунту та мікроорганізмами, що містяться в них.

Кукурудзяний екстракт необхідно зберігати у спеціальних закритих ємностях, які перед завантаженням повинні бути ретельно очищені від залишків продукту, промиті водою та пропарені (при сильному забрудненні слід застосувати дезінфікуючі засоби). При переробці сильно обсіменіння екстракту необхідну порцію перед використанням розбавляють водою у співвідношенні 1: 1 і пором доводять температуру до 90?95 °С.

При переробці меляси з підвищеною обсіменіння або містить небезпечні для виробництва мікроорганізми (наприклад, утворюють нітрити) її піддають пастеризації або миттєвого нагрівання до температури 120 °С. Застосовують також добавку антибіотика біоміцину в кількості 5?10 г на 1 м3 меласного сусла та антисептики (суміш молочної та борної кислот, фурацилін або фуразолідон). Вони використовуються для боротьби з небажаною мікрофлорою у припливній мелясі у поєднанні з нагріванням її до 85 °С. Антисептики додаються у кількості від 0,01 до 0,1% на 1 м3 меласного сусла залежно від ступеня інфікованості меляси.

Дезінфекцію обладнання проводять тільки після видалення з нього живильного середовища, дріжджів та ретельного миття. Як миючі засоби використовуються каустична та кальцинована сода, а як дезінфікуючі засоби для боротьби з сторонніми мікроорганізмами - хлорне вапно, антиформін, формалін, газоподібний формальдегід, гіпохлорид кальцію.

Після миття та дезінфекції обладнання (дрожжеростильні апарати та інші ємності) ретельно промивають водою до повного видалення миючого засобу та дезінфектанту. Перевірку ефективності обробки здійснюють шляхом мікроскопування останньої змивної води.

Дріжджоростильні апарати очищають, промивають гарячою водою і дезінфікують 3%-ним розчином хлорного вапна, а після відмивання дезінфікуючого розчину пропарюють. Особливу увагузвертають на проведення обробки та дезінфекції повітророзподільної системи, в якій можуть зберегтися залишки живильного середовища та дріжджів, що сприяють розвитку сторонніх мікроорганізмів. Вони можуть стати причиною забруднення та псування готової продукції. Розповсюджувальну систему заповнюють розчином дезінфектанта на певний час, а потім ретельно промивають.

Дріжджові сепаратори, промивні чани, збірники для згущеного дріжджового концентрату, фільтр-преси, вакуум-фільтри необхідно регулярно (1 раз на зміну) чистити і мити. Особливо ретельно миють та дезінфікують сепаратори, призначені для виділення засівних дріжджів чистої культури (ЧК) та природно чистої культури (ЄЧК).

Всі трубопроводи після закінчення роботи промивають холодною водою і пропарюють протягом 20?30 хв.

Очищення та дезінфекцію бункерів для запасу дріжджів, що формуються, проводять щодня.

ВИКОРИСТОВУВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Мікробіологія у харчовій промисловості. Жвірблянська А.Ю., Бакушинська О.А.
2. Мікробіологія харчових виробництв. Вербіна Н.М., Каптерєва Ю.В.
3. Промислова мікробіологія Аркадєва З.А., Безбородов А.М. за ред. Єгорова Н.С.
4. Технологія дріжджів. Плевако Є.А.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

гарну роботуна сайт">

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Вступ

1. Загальні відомості про дріжджі

1.4 Хімічний склад дріжджів

2. Технологія виробництва сухих дріжджів

2.1 Етапи виробництва

2.4 Технологічний режим

2.4.1 Склад середовища

2.4.3 рН вирощування дріжджів

2.4.4 Температура вирощування дріжджів

4. Екологічна проблема, пов'язана з виробництвом сухих дріжджів, та шляхи її вирішення

5. Перспективи розвитку дріжджового виробництва

Список використаних джерел

Вступ

Дріжджові організми є одноклітинними грибами. Вони поширені з усього. Земній кулі - зустрічаються в грунті, воді, в різних харчових продуктах, на поверхні фруктів, ягід, в нектарі квіток, в соках, що сочилися з дерев, і т. д. Людина з давніх-давен користувався продуктами бродіння для своїх практичних цілей, не підозрюючи участі в них дріжджових організмів. Відомо, наприклад, що вино вироблялося ассірійцями за 3500 років до нашої ери. Методика осолодження та пивоваріння була високо розвинена у вавилонян, хоча вони не знали про існування ферментів або дріжджів та їх роль у цих процесах. У 1680 р. Антоній ван Левенгук, розглядаючи «осад» дріжджів, що утворюється під час зброджування через своє збільшувальне скло, виявив, що він складається в основному з типових овальних клітин. Проте минуло ще понад 150 років, коли Луї Пастер (1857) довів, що дріжджі – це живі організми, безпосередньо відповідальні за алкогольне бродіння, відкривши таким чином дорогу сучасним. науковим дослідженнямдріжджів. Промислове застосування дріжджів у традиційних галузях мало змінилося протягом століть. Дріжджі все ще відіграють головну роль у наступних виробництвах: 1) у хлібопекарській промисловості; 2) у виробництві спирту, алкогольних напоївта пива. У наступні роки до цих старовинних галузей застосування дріжджів були додані інші. дріжджі використовуються: 3) як інгредієнти продуктів харчування або кормів або натуральному виглядіабо частіше після автолізу у вигляді дріжджових екстрактів; 4) як продуценти вітамінів (особливо комплексу В, амінокислот та ін) для фармацевтичних цілей, а також у вигляді білково-вітамінного концентрату; 5) для отримання нуклеїнових кислот, ферментів та інших речовин. Продукція, одержувана у всіх перерахованих виробництвах, її якість і кількість залежать, з одного боку, від повноцінності використовуваної сировини та ступеня досконалості технологічного процесу, з іншого - від спадкових особливостей виробничих рас дріжджів, їх ферментативних та інших властивостей. Рози дріжджів, що застосовуються в різних виробництвах, значною мірою різняться між собою. Істотні відмінності є і серед виробничих рас, що застосовуються в тому самому виробництві - хлібопеченні, спиртовому виробництві, виноробстві і т. д. Ці раси поряд з позитивними властивостями мають і негативні, що знижують виробничі показники.

У сухих дріжджах при низькій вологості дріжджова клітина знаходиться в сплячому стані і може зберігатися тривалий час. Такі дріжджі відомі як "сухі активні дріжджі" і являють собою сферичні ранули близько 1 мм у діаметрі. Для отримання дріжджова маса висушується до вологості 7-8%. Сухі дріжджі являють собою гранули різного діаметра, зовнішній шар яких складається з дріжджових клітин у сплячому стані і є захисним від впливу. довкілля. Тому для відновлення активності дріжджів їх необхідно розчинити у воді.

Технологія виробництва інстантних дріжджів полягає у використанні спеціального методу швидкого сушіння з меншим пошкодженням клітинної мембрани та консервації дріжджів вакуумом, кінцева вологість продукту становить не більше 5%. Швидкодіючі дріжджі спеціально створені для зручного використання. Їх необхідно змішувати безпосередньо з борошном без попереднього розведення у воді, що значно прискорює та спрощує процес приготування дріжджового тіста.

За останні 30-40 років у генетиці та селекції дріжджів досягнуто великих успіхів. Тепер уже не може бути сумнівів у тому, що в селекції дріжджів найефективнішими є генетичні методи. Завдання полягає лише в тому, які з відомих генетичних методів слід застосувати в кожному конкретному випадку, залежно від специфіки об'єкта дослідження та поставленого завдання. Спорогенні дріжджі як одноклітинні організми мають ряд переваг для генетичних та селекційних досліджень: 1) вони належать до еукаріотів, що дозволяє перевірити спільність багатьох концепцій молекулярної генетики; 2) наявність статевого процесу та утворення гамет в результаті мейозу, а також існування алелів типів спарювання дозволяють широко проводити гібридизацію різних рас та видів дріжджів; 3) одержувані з одиночних спор гаплоїдні культури є, як правило, життєздатними, що дає змогу проводити зошитовий аналіз гібридів; 4) у дріжджів роду Saccharomyces отримано велика кількістьмутацій, встановлені групи зчеплення та складені генетичні карти хромосом. Генетичні маркери (мутації) можуть широко та успішно використовуватися у різноманітних генетичних дослідженнях, і навіть під час проведення селекційних робіт; 5) шляхом схрещування вегетативних клітин різної плоїдності, що належать до різних типів спарювання, можна набувати поліплоїдних форм більш високої плоїдності; 6) показана можливість отримувати у спорогових дріжджів (Saccharomyces та Schizosaccharomyces).

1 Загальні відомості про дріжджі

1.1 Історія становлення виробництва дріжджів

Людина протягом усієї своєї еволюції стикалася з руйнівною дією різноманітних хвороботворних організмів, однак саме дріжджі були, мабуть, першими мікроорганізмами, які людина стала використовувати для задоволення своїх потреб. Дріжджі з повною підставою можна розглядати як одну з численних знарядь праці давньої людини. Перша згадка про використання людиною дріжджів, пов'язана з виробництвом одного з різновидів кислого пива (так званої бузи) в Єгипті, відноситься до 6000г. до зв. е. Це пиво виробляли зброджуванням пасти, отриманої при роздавлюванні та розтиранні пророслого ячменю. Наступні кілька тисячоліть процеси приготування пива і вина, з одного боку, випікають хліб з дріжджового тіста - з іншого, розвивалися, мабуть, паралельно. До 1200 до н. е. в Єгипті була вже добре відома різниця між хлібом із кислого та прісного тіста, а також користь від застосування вчорашнього тіста для заквашування свіжого та для зброджування вина. З Єгипту технологію пивоваріння та хлібопечення було завезено до Греції, а звідти до стародавнього Риму та Римської імперії. Про пивоваріння під час падіння Римської імперії збереглося дуже мало відомостей. Проте відомо, що у ХІІІ та ХІУ ст. пивоваріння було поширене в монастирях Північної Європи. Документи повідомляють, що у Німеччині тим часом приготуванням пива займалися 400--500 монастирів, а Англії ще 1188 р. Генріх II запровадив перший зафіксований історія податку пиво. Про країну, в якій вперше з'явилися спиртні напої, залишається лише робити припущення. Є відомості про їх вживання в Китаї в 1000 р. до н. е.; відомо також, що отримання віскі було налагоджено в Ірландії вже у ХІІ ст. Вважається, що процес виробництва спирту завезений до Європи з країн Середнього Сходу: на користь такого припущення свідчить той факт, що слово «алкоголь» арабського походження знову-таки виробництво спиртних напоїв було пов'язане, очевидно, з релігійними установами: одна з ранніх згадок про віскі в Шотландії відноситься до виготовлення його при монастирі Джона Кора в 1494 (табл. 1).

Основні етапи у вивченні та практичному використанні пивних дріжджів.

6000 до н.	Свідоцтво про пивоваріння у Єгипті
1000 р. до н.е.	Свідоцтво про споживання напоїв із перегнаного спирту у Китаї
	Виробництво віскі в Ірландії
	Поширення пивоваріння у Північній Європі
	Антоні ван Левенгук вперше спостерігав дріжджі
	Персун і Фріз встановили приналежність дріжджів до грибів
	Мейєр дав пивним дріжджам назву Saccharomyces cerevisiae
	Шван описав суперечки дріжджів
	Пастер встановив роль дріжджів у бродінні
	Де Барі описав життєвий цикл дріжджів
	Хансен отримав чисті культури
	Бухнер повідомив про здатність дріжджових безклітинних екстрактів здійснювати бродіння
	Вінге виявив чергування гаплоїдної та диплоїдної фаз у життєвому циклі дріжджів
	Ліндгрен виявив гетероталізм у Saccharomyces

З'ясування структури дріжджів стало можливим завдяки винаходу мікроскопа, і перший опис належить Антоні ван Левенгуку (1680). Однак тоді ніхто не припускав, що структура, описана як дріжджі, є живим організмом. Тепер важко визначити, хто з учених першим висловив думку про те, що дріжджі - живі організми, які викликають спиртове бродіння, яке спостерігається під час виготовлення вина та пива. Віталістичні теорії процесу бродіння були висунуті в кінці XYIII ст., А в 1818 р. Еркслебен припустив, що дріжджі відповідальні за спиртове бродіння, Однак загальновизнано, що лише робота Пастера, опублікована ним в Etudes sur Vin в 1866 р., остаточно розвіяла ролі дріжджів у зброджуванні цукрів та утворення спирту. Ця робота є віху у розвитку мікробіології. іншою важливою подією стало отримання Хансеном чистої дріжджової культури з однієї клітини в 1881 р. Використання чистих культур стало основою для розвитку таксономії та фізіології дріжджів та інших мікроорганізмів. У 1897 р. Бухнер шляхом розтирання дріжджів отримав безклітинний екстракт, який виявився здатним перетворювати цукру на спирт; цим було закладено одне із наріжних каменів сучасної біохімії. Наступна робота у цьому напрямі внесла значний внесок у вивчення метаболічного шляху Ембдена – Мейергофа – Парнаса (ЕМП). З тих пір дріжджі стали улюбленим об'єктом різного роду фізіологічних і біохімічних досліджень. Особливого інтересу з точки зору приготування спиртних напоїв заслуговує на встановлення Ерліхом в 1906 р. зв'язку між метаболізмом амінокислот і синтезом «сивушних масел» ключової групи органолептичних сполук, що виробляються дріжджами. Перших успіхів у галузі генетики мікроорганізмів також було досягнуто щодо дріжджів. Зміна гаплоїдної та диплоїдної фаз у життєвому циклі дріжджів була відкрита Вінґе у 1935 р. відтворенні дріжджів.

1.2 Сучасна класифікація дріжджів

Хоча характерна форма дріжджів, що ниркувалася, була зафіксована ще ван Левенгуком в 1680 р., більш детальний опис і ідентифікація дріжджів продовжували залишатися складним завданням. Оскільки вегетативні форми більшості дріжджів не мають якихось характерних морфологічних особливостей, їх нелегко ідентифікувати шляхом візуального спостереження. Спочатку назва Saccharomyces вживалася по відношенню до всіх дріжджів, виділених зі спиртних напоїв, і Мейєн в 1837 р. розрізняв відповідно до їх джерела три види Saccharomyces: S vini - з вина, S. cerevisiae - з пива і S. pomorum - - Із сидру. Статеві суперечки у дріжджів були виявлені в 1837 р. Шванном, але тільки в 1870 р. до роду Saccharomyces стали зараховувати виключно дріжджі, які утворюють суперечки.

За сучасною системою класифікації дріжджі поділяються на дві групи: спорові та безспорові. В основу такого поділу покладено їх фізіологічні ознаки та способи розмноження. Безспорові дріжджі - ця група поєднує дріжджові грибки, здатні до утворення спор за несприятливих умов. До цієї групи належать дріжджі роду цукроміцес, що використовуються в процесі виробництва хлібопекарських дріжджів. Вони активно зброджують цукри за відсутності кисню. Розмножуються при температурі 28-ЗО °С. Безспорові дріжджі - ця група поєднує дріжджові грибки, нездатні до утворення спор. До цієї групи належать дріжджі пологів кандида і торула, що використовуються у виробництві кормових дріжджів. Ці дріжджі слабо зброджують цукри без кисню, а за наявності його активно розмножуються. Обидві групи дріжджів включають низку видів. Хлібопекарські дріжджі належать до виду цукроміцес церевізеї. Кормові дріжджі належать до видів кандиду тропікалес та торулопсис утиліс. Вигляд – це основна одиниця в систематиці. Але у виробництві є ще дрібніші одиниці поділу організмів - раси. Представники різних рас відрізняються своїми виробничими особливостями. Так, серед дріжджів цукроміцетів виду церевізеї є організми, що відрізняються один від одного своїми виробничими особливостями: слабо зброджують цукру і сильно зброджують, швидко розмножуються і повільно і т. д. Таким чином, у кожному бродильному виробництві використовуються свої дріжджі, свої раси дріжджів.

Для хлібопечення застосовують зазвичай дріжджі, володіють з'єднань великою бродильною енергією і гарною підйомною силою, тобто здатністю збільшувати обсяг тіста в результаті виділення газів при бродінні; у процесі дріжджового виробництва ці дріжджі швидко розмножуються. Нині на меласово-дрожжевых заводах використовують переважно раси № 7 і 14 і деяких - расу ХI ЛБД. Ці раси були виділені із виробничих дріжджів різних заводів. Раса №7 «Томська» виділено 1939 р. з пресованих товарних дріжджів Томського дріжджового заводу. Клітини пошти круглі, злегка овальні, дрібні розміром (6-8) * (5-6) мкм, брунькування пряме, нирки круглі. Консистенція готової продукції (пресовані дріжджі) ламка за вологості 72 - 73%, що не вигідно для заводів. Раса № 4 виділена 1958 р. Клітини овальні чи круглі розміром (7-11)* (6-8) мкм, мають добре видимі вакуолі. Консистенція готової продукції ламка за вологості 74-75%. Має дуже активний комплекс бродильних ферментів. Раса ХI ЛБД виділена в 1949 р. Клітини довгасті, або еліптичні, круглі розміром (8-17) Х (3,6-5,6) мкм; нирки довгасті, з добре видимими вакуолями. Консистенція готової продукції ламка при вологості 74-75%, активні бродильні ферменти.

1.3 Морфологія дріжджової клітини

Клітини дріжджів цукроміцетів круглі, овальні та яйцеподібні розміром (3-8)*(6-14) мкм. Клітини дріжджів кандида довгасті або подовжені, іноді круглі, довжиною 6-14 мкм, шириною з-6 мкм. Клітини дріжджів торула трохи круглі подовжені довжиною 3-4 мкм, шириною 2-3 мкм (див. рис.1).

цукроміцети кандида торула

Рис.1 Форма клітин дріжджів різних видів

Дріжджова клітина, як клітини більшості мікроорганізмів, складається з оболонки, протоплазми, ядра, вакуолі, клітинних структур-рібосом, мітохондрій, запасних включень - глікогену і волютину (див. рис. 2).

Рис.2 Будова дріжджової клітини: 1-оболонка; 2-ядро; 3-мітохондрії; 4-рибосоми; 5-глікоген; 6- волютин; 7-протоплазма; 8-вакуоль

Оболонка розташована зовні дріжджової клітини. Вона має пористу структуру, складається з клітковини (вуглеводів). Внутрішня частина клітини – протоплазма (тіло клітини) – складається в основному з білків. Усередині протоплазми розташовані клітинні структури – рибосоми та мітохондрії.

Рибосоми це дрібні круглі частинки, які важко розглянути навіть в електронний мікроскоп. У рибосомах відбувається синтез білка. Мітохондрія - це подовжені, більші частинки, видимі у звичайний оптичний мікроскоп. Довжина їх 1-2 мкм. Вони відбуваються реакції, які забезпечують клітину енергією.

Ядро видно в дріжджовій клітині дуже погано, тільки при спрямовуванні регулює основні процеси в клітині: обмін речовин, розмноження, передачу спадкових ознак. У дріжджів ядро ​​оточене ядерною оболонкою. Вакуоль це бульбашка, що знаходиться в протоплазмі, заповнений клітинним соком. У розчиненому вигляді тут знаходяться солі, метали, цукри та деякі жири та білки. Залежно від віку клітини та її вгодованості в ній у вигляді крапельних включень можуть бути так звані резервні або запасні поживні речовини глікоген, жир, волютин. Дріжджі розмножуються двома способами: вегетативним та статевим. До вегетативного способу відносять розмноження поділом та брунькуванням. При розподілі всередині клітини утворюється перегородка і клітина розпадається на дві нові. При брунькаванні на клітині утворюється на початку невеликий виріст, який поступово збільшуючись утворює нирку. Потім нирка відокремлюється від материнської клітини, у результаті утворюються дві клітини. При статевому розмноженні у дріжджів усередині клітини утворюється одна, дві, три мул і чотири суперечки. Суперечки висипаються із клітини. За сприятливих умов оболонка суперечки лопається, і утворюється молода клітина, яка з іншою такою ж клітиною, що утворилася зі суперечки. Це і є статевий процес у мікроорганізмів. Клітина, що вийшла після злиття вмісту двох спор, починає ділитися або брунькуватися, тобто розмножується тим способом, який властивий даному виду дріжджів. Суперечки у дріжджів утворюються за несприятливих умов. Вони витримують високу температуру (70-80 0 С), тоді як дріжджові клітини при цьому гинуть. Дріжджі кандида та торула суперечка не утворюють.

1.4 Хімічний склад дріжджів

Хімічний склад дріжджів непостійний: він залежить від фізіологічного стану дріжджової клітини, раси дріжджів, складу живильного середовища. вмістом 23,71% сухих речовин - 1,0821. Теплоємність сухих дріжджів 0,664, теплотворна здатність 1 кг сушених дріжджів по Шюлейну становить 4520 кал; по Фінку вона коливається в межах 4808-5066 кал для кормових дріжджів. Прийнято вважати, що дріжджові клітини в середньому містять 67% води та 33% сухої речовини. Вода з розчиненими в ній мінеральними та органічними речовинами проникає в клітину і, очевидно, всі важливі життєві реакції відбуваються в водному розчині: вільна вода бере участь у процесах обміну речовин, пов'язана водаутримується білковими молекулами за допомогою водневих зв'язків і таким чином є частиною структури протоплазми дріжджової клітини. Розподіл вологи пресованих дріжджах залежить від складу дріжджових клітин. Так, за наявності 75% вологи розподіл її в бруску - всередині або її клітин буде змінюватися, причому позаклітинної вологи буде тим менше, чим більше її міститься в дріжджових клітинах. У дріжджових клітинах вміст вологи (в %) коливається в таких межах: Номер зразка 1 2 3 4 5 6 Сухі речовини 30 31 32 33 34 35 Волога 70 69 68 67 66 65 У пресованих дріжджах 5 сухих речовин всередині клітин утримуватиметься різна кількість вологи залежно від складу дріжджових клітин Номер зразка 1 2 3 4 5 6 Сухі речовини 25 25 25 25 25 25

Волога всередині клітини 58,25 55,65 53,13 50,76 48,5 46,4 поза клітинами 18,75 19,35 21,87 24,24 26,48 28,6 Елементарний склад дріжджів з вмістом 55 % білків 46% вуглецю, 6,9% водню, 9,1% азоту, 30% кисню в 80/о неорганічних речовин, в основному калію та фосфору. Однак склад сухих речовин лебопекарних дріжджів (в %), як видно з даних, наведених нижче, значно коливається. Азот, загальна кількість 6-8 Білок (N*6,25) 37-50 Сирий жир 1,5-2,5 Безазотисті речовини 35-45 Зола 6-10 Співвідношення білків і вуглеводів залежить від раси дріжджів і від спрямованої його зміни процесі вирощування дріжджів Азотовмісні речовини дріжджів являють собою білкові речовини (63,8%), нуклеїнові речовини (26,1%), аміди та пептони (10,1%). Білки складаються з амінокислот, число яких досягає 24. Співвідношення амінокислот у різних білках по-різному. Близько 64% ​​загального азоту дріжджів входить до складу білків. У дріжджах міститься близько 0,1% глютатіону (трипептиду), що складається з глікоколю, цистеїну та глутамінової кислоти. Глутатіон може бути в окисленій або відновленій формі, при цьому його сульфгідрильна група SН активує протеази. Ферменти дріжджів.

Неодмінною складовоюПротоплазми дріжджових клітин є ферменти, що здійснюють різноманітні біохімічні перетворення дріжджової клітини. Відомо, що діяльність ферментів може виявлятися усередині клітин – це ендоферменти; ферменти, що діють поза клітинами, називаються екзоферментами. Особливе значення в життєдіяльності дріжджів мають оксидоредуктази - окислювально-відновні ферменти, трансферази - ферменти, що здійснюють перенесення різних груп з однієї молекули на іншу, що каталізують взаємоперетворення різних цукрів, і гідролази, гідролізуючі ферменти, які виробляють розщеплення речовин при неодмінному більш простим сполукам, що утворюються. Весь комплекс ферментів дріжджової клітини позначають відомим у ферментології терміном голоферменти, причому стійкий до нагрівання комплекс називають коферментом, а нестійкий - апоферментом. За цією термінологією процеси бродіння будуть викликатися в дріжджах голозімазою, що складається з козимази та апозимази. Козімазу тісно пов'язана з апозимазою і є активатором для цієї останньої. Аппозимаза є термолабільною частиною ензимного комплексу, власне зимазу, що зброджує цукру. Вона включає ряд ензимів, які викликають процеси бродіння. Багато хто з них ще не вдалося виділяти із дріжджового соку.

За даними елементарного аналізу, білок дріжджів містить 15-18% азоту, 6,5-7,3% водню, 50-55% вуглецю, 21-24% кисню, 0-2,4% сірки. Основним показником складу білка є амінокислотний склад макромолекул. За останні роки склад амінокислот у білку швидко визначається шляхом гідролізу білків та хроматографічного аналізу білкового гідролізату, що здійснюється автоматично спеціальними апаратами через 2-4 год. Вітаміни дріжджів.

Відомо, що дріжджові клітини багаті на вітаміни. Однак тільки в останні роки завдяки розвитку вчення про вітаміни та удосконаленню методів їх визначення виявився вміст вітамінів у дріжджах та їх склад. Усі дріжджі містять вітаміни групи В та ергостерин провітамін D. Співвідношення окремих компонентів вітамінів комплексу В у різних дріжджових грибах неоднакове. Воно коливається в широких межах у дріжджових грибах різного роду і залежить в тих самих дріжджів від умов їх культивування. Встановлено, що дріжджові клітини містять вітамін В1 – тіамін; вітамін В 2 -рибофлавін; вітамін В3 – пантотенову кислоту; вітамін В 5 - РР- нікотинову кислоту; вітамін В6 - піридоксин; вітамін Н; біотин; інозит; параамінобензойну кислоту. Деякі дріжджові гриби рожевого кольору містять бетакаротин - провітамін А. Вітаміни відіграють велику роль у біохімічних процесах, властивих дріжджовим клітинам

Жири дріжджі є сумішшю справжніх жирів (гліцеридів жирних кислот) з фосфоліпідами (лецитин, кефалін) та стеролами (ергостерол). Жир дріжджів складається, головним чином насичених кислот жирного ряду: пальмітинової 75% і стеаринової 25%. Деякі дослідники знаходять у дріжджах та інші кислоти лауринову та олеїнову. До складу жиру дріжджів входить також неомильний жир - ергостерин - провітамін D. Вуглеводи

У дріжджах міститься 35-40% вуглеводів до маси сухих дріжджів. Вони входять до складу протоплазми та оболонки дріжджових клітин. У дріжджах містяться полісахариди - глікоген, маннан - дріжджова камедь - і глюкозан, який вважали целюлозою. Зола

Зола дріжджів становить близько 6-10% загальної маси сухої речовини дріжджів. Склад золи коливається залежно та умовами їх культивування (табл. 1).

Таблиця №1

Зола дріжджів складається приблизно наполовину із фосфору; Більшість фосфорної кислоти пов'язана в дріжджах з органічними сполуками. Загальна кількість Р 2 Про 5 у сахароміцетів коливається в межах від 32 до 44% до сухої речовини.

2 Технологія виробництва сухих дріжджів

2.1 Етапи виробництва дріжджів

У процесі вирощування дріжджів із однієї клітини одержують кілька тонн продукту.

Початкова стадія вирощування проходить у мікробіологічній лабораторії. Насамперед, за допомогою мікроскопа відбираються здорові та неушкоджені клітини. потрібних дріжджів. Вибрану клітину поміщають у стерильну пробірку, де вже знаходяться всі необхідні для росту клітини інгредієнти.

У пробірці клітина починає розмножуватися брунькуванням. Коли кількість клітин, що розмножилися, досягає певної маси, їх переносять у стерильну скляну колбу. Колба містить рідку суміш, яка називається живильним середовищем. У цьому середовищі є все необхідне подальшого зростання клітин. Коли дріжджова клітка багаторазово розмножилася, починається процес бродіння. Вміст Колби із дріжджовими клітинами переносять у простерилізовані чани для бродіння. Вони готують набагато більше живильного середовища, що дасть можливість дріжджовим клітинам розмножуватися далі. Основним харчуванням для дріжджів стає меляса, як джерело вуглеводів, додають також вітаміни та мінеральні речовини.

Клітини, що ростуть і розмножуються, надходять по черзі в бродильні чани з все більшим обсягом. Об'єм останнього в технологічному процесі бродильного чану – 100 м 3 Наприкінці бродіння кількість дріжджів вимірюється тоннами.

Після процесу бродіння дріжджові клітини надходять до промивних апаратів, де промиваються та відокремлюються від поживних речовин за допомогою сепараторів. Виходить чиста та активна досить густа дріжджова маса.

Потім дріжджову масу відокремлюють від зайвої водита фільтрують на вакуум-фільтрі.

Отриману дріжджову масу фасують і пакують для покупців у передбачену упаковку, потім поміщають у великі холодильники і остуджують до + 4 0 С .

2.2 Технологічна схема дріжджового виробництва

Процес отримання товарних дріжджів включає три основні стадії: вирощування, виділення з бражки та зневоднення їх.

Вирощування біомаси поділяється на два процеси: одержання засівних дріжджів, на відділенні чистої культури та вирощуванні товарних дріжджів. Виділення проходить у два щаблі: вилучення з бражки флотацією та згущення на сепараторах.

Процес зневоднення також складається з кількох операцій: спочатку дріжджі плазмолізуються, потім упарюються на випарній установці і після цього остаточно висушуються на розпилювальній сушарці.

Технологічна схема дріжджового цеху представлена ​​рис. 1.

Весь цикл виробництва ось у чому. Чиста культура дріжджів, вирощена в лабораторії, засівається в малу дріжджівку 2 де ведеться вирощування періодичним способом. Потім тремтіння з малої дріжжанки піддаються у велику 3, а з великої дріжжанки - в малий інокулятор (засівний чан) 4. У ньому вирощування ведеться безперервним способом. Вирощені у відділенні чистої культури засівні дріжджі безперервно подаються з малого інокулятора у виробничий інокулятор 5. Сюди ж подаються зі збірки 6 сусло, повітря за допомогою повітродувки 10, живильні солі 8, аміачна вода 9. Виросли в інокуляторі дрож самопливом надходять у флотатор 11. Тут відбувається розшарування піни на бражку без дріжджів та піну, збагачену дріжджами порівняно з тією, що надійшла з інокулятора. Піна гаситься у внутрішній склянці флотатора. Отримана суспензія з концентрацією дріжджів 60-80 г/л відбирається з нього насосом і подається для згущення I ступінь сепарації 13, де відокремлюється частина бражки. Суспензія після I ступеня сепарації (150-250 г/л) надходить у промивний чан 14, куди для промивання дріжджів подається вода. Розведена водою суспензія подається насосом на I I ступінь сепарації 16 де відбувається згущення дріжджів до 500-600 г/л. Готова дріжджова суспензія насосом подається на плазмолізатор 17. Сюди подається пара. Тут відбувається підігрів суспензії до 80 0 С, при цьому дріжджові оболонки руйнуються, вміст клітин витікає і потрапляє в напірний бак 18 плазмолізатора, тут під тиском суспензія стає більш текучою. Плазмолізат надходить на вакуум-випарну установку 19 для випаровування сухих речовин до концентрації 12.5% ​​. Випарений плазмолізат подається на розпилювальне сушіння 21, де висушується в струмі гарячого повітря до вмісту вологи 8-10%. Готові сухі дріжджі із сушарки надходять на упаковку, де розфасовуються у паперові мішки по 20-25 кг.

2.3 Основні способи вирощування дріжджів

Існують два принципово різних способи вирощування дріжджів: періодичний та безперервний. У першому випадку інокулятор задають живильне середовище з солями, охолоджену до необхідної температури, засівні дріжджі, потім подають повітря, перемішують і таким чином ведуть вирощування до повної утилізації РВ дріжджами. У ході вирощування лише підтримують необхідну температуру, рН середовища та витрату повітря. Після закінчення процесу вміст інокулятора повністю вибирають, миють апарат, стерилізують і процес вирощування починають спочатку. У такий спосіб ведуть вирощування перших стадіях приготування чистої культури дріжджів у відділеннях чистої культури виробничих цехів. При цьому способі вирощування дріжджі проходять в інокуляторі поступово всі стадії розвитку: 1) стадію спокою або лагфазу, коли клітини ще не ростуть, а лише пристосовуються до середовища в готуються до зростання-в них в цей час виробляються необхідні ферменти; 2) фазу логарифмічного зростання, коли всі клітини брунькуються у приріст біомаси йде в геометричній прогресії; 3) фазу стаціонарного зростання, коли швидкість приросту клітин знижується і 4) фазу згасання, коли зростання дріжджів припиняється, тому що весь цукор із середовища використаний. Періодичний спосіб вирощування невигідний тим, що протягом циклу вирощування змінюються склад середовища проживання і активність клітин, процес не можна автоматизувати. Мала продуктивність інокулятора через тривалу лагфазу (період «розбражування») та необхідність зупинок для відбору готових дріжджів та миття посуду. Тому у великих промислових інокуляторах вирощування ведуть безперервним способом. Він полягає в тому, що після закінчення розбражування, коли дріжджі перейшли у фазу логарифмічного зростання і знаходяться в найактивнішому стані, інокулятор дрібними порціями або безперервно із заданою швидкістю приливають живильне середовище і одночасно з тією ж швидкістю відбирають середовище з дріжджами, що приросли. В інокуляторі підтримують певний запас дріжджів та бражки, тому при певній швидкості подачі середовища дріжджі знаходяться в апараті необхідний час, протягом якого вони встигають засвоїти живильні елементи середовища та вирости. При такому способі вирощування дріжджі постійно перебувають у постійних умовах, швидкість зростання їх максимальна, продуктивність інокулятора - теж. Процес повністю піддається автоматизації. Безперервний спосіб вирощування дріжджів має три суттєво різні варіанти за співвідношенням часу зростання дріжджів у часі знаходження бражки в інокуляторі. 1-й варіант. Бражка та дріжджі відбираються з інокулятора з однаковою швидкістю, одним потоком (рис. 1).

Рис.1 Схема вирощування дріжджів прямим методом:

1-інокулятор; 2-флотатор

Тут час зростання дріжджів та час знаходження бражка в інокуляторі однакові, і розраховуються за формулою (1)

t= Т=V/W з (1)

Робоча концентрація дріжджів дорівнює концентрації природного приросту, відповідно до формули (2)

Х р = Х їсть (2)

Практично - це робота інокулятора з нижньою кюветою та одним відбором без будь-яких повернень, як зображено на рис. 1.

2-й варіант. Бражка виводиться з інокулятора швидше, ніж дріжджі. Час зростання дріжджів більше, ніж час знаходження бражки, нерівність(3)

Робоча концентрація дріжджів більша за природний приріст, відповідно до нерівності (4)

X р >X їсть (4)

Фактично цей варіант може здійснюватися різними технологічними прийомами (рис. 2): а) поверненням частини дріжджів в інокулятор після згущення їх на флотаторі (рис. 2, а). З сепарації дріжджі повертати не слід, тому що при цьому в інокулятор потрапить хімічний піногасник і процес циркуляції в чані порушитись;

Рис. 2,а Схема вирощування дріжджів із поверненням в інокулятор після згущення: 1-інокулятор; 2-флотатор

б) веденням двох відборів з інокулятора з піднятим аератором (кюветою): із зони над кюветою відбирається дріжджова піна на флотатор і із зони під кюветою-бражка без дріжджів відбирається в каналізацію (рис. 7, б); за рахунок регулювання цих двох потоків можна створити необхідну робочу концентрацію, а отже, і запас дріжджів в інокуляторі;

Рис. 2,б Схема вирощування дріжджів в інокуляторі з піднятою кюветою та двома відборами: 1-інокулятор; 2-флотатор

в) за допомогою флотопідсівача, відповідно (рис. 2, в)

Рис. 2,в Схема роботи інокулятора з флотопідсівачем: 1-інокулятор; 2-флотатор; 3-флотопідсівач.

До інокулятора прилаштовується невеликий (5-7 м3) конічний флотатор - «флотопідсівач»,з якого згущена дріжджова піна повертається в інокулятор, а збіднена дріжджами бражка зливається у флотатор.

3-й варіант. Дріжджі виводяться з інокулятора швидше ніж бражка. Час зростання дріжджів менше, ніж час знаходження бражки, відповідно до нерівності (5)

Робоча концентрація дріжджів менша від концентрації природного приросту, нерівність (6)

X р

Фактично цей варіант роботи здійснюється шляхом повернення частини бражки з флотатора в інокулятор (рис. 3, а)

Рис. 3,а Схема вирощування із поверненням бражки: 1-інокулятор;2-флотатор

Або шляхом одного відбору згущених дріжджів з інокулятора з вбудованим флотатором (рис. 3, б)

Рис. 3,б Схема вирощування дріжджів в інокуляторі, з вбудованим флотатором при одному відборі: 1 - інокулятор; 2 - флотатор; 3 - вбудований флотатор

Згущені дріжджі з вбудованого флотатора відбираються, а компанія з нього залишається в інокуляторі і розбавляє середовище.

Вибір варіанта роботи визначається складом живильного середовища. При вмісті РВ у середовищі 1,0_2,0% використовується 1-й варіант-одночасний відбір дріжджів у бражки, при концентрації РВ 0,5-1,0%-варіант зі згущенням дріжджів в інокуляторі та при концентрації 2,0-3, 5% використовується варіант роботи із поверненням бражки в інокулятор.

2.4 Технологічний режим

Технологічний режим - це низка умов, які забезпечують хід технологічного процесу у необхідних напрямах і масштабі при максимальному виході товару. Фактори режиму, необхідні забезпечення необхідного напрями життєдіяльності дріжджів і максимального виходу, такі: склад середовища; склад поживних солей та кількість їх на одиницю витрати поживного середовища; рН середовища та рН вирощування; температура вирощування; залишкова концентрація поживних речовин у компанії час зростання дріжджів; час знаходження середовища в інокуляторі; витрата повітря. Фактори, що зумовлюють максимальну продуктивність інокулятора та економічність процесу: запас дріжджів в інокуляторі, що визначається корисним запасом рідини в інокуляторі робочою концентрацією дріжджів у рідині; час зростання дріжджів; годинна витрата редукуючих речовин (РВ), що визначається витратою живильного середовища та концентрацією РВ у середовищі; час знаходження середовища в інокуляторі До цієї групи факторів належать також зазначені вище залишкові концентрації РВ та солей, витрата повітря.

2.4.1 Склад середовища

Для вирощування дріжджів у промисловості застосовуються три види гідролізних середовищ: гідролізат, барда та суміш барди з гідролізатом. Вони є джерелом основної складової частини дріжджів - вуглецю. У процесі життєдіяльності дріжджі засвоюють вуглець з таких, що входять до складу гідролізних середовищ сполук, як цукри та органічні кислоти (головним чином оцтова). Основна відмінність між цими середовищами полягає в кількості поживних речовин, що містяться в них, і у співвідношенні цукрів (РВ) і органічних кислот. Так, у гідролізаті міститься 3,0_3,5% РВ і лише 03--О,45% органічних кислот, що становить лише близько 10/від сумарної кількості цукрів та кислот. У барді міститься РВ 0,6-0,7%, органічних кислот-близько 0,2%, тобто частка їх у сумі джерел вуглецю для дріжджів становить до 25%. У суміші барди та гідролізату це співвідношення може бути найрізноманітнішим залежно від того, скільки гідролізату додано до барди. Склад цукрів барди та гідролізату також різний. У барді містяться тільки пентозні цукри, в гідролізаті близько 20% цукрів складають пентози, близько 80% гексози. За поживною цінністю цукру та органічні кислоти нерівнозначні. Відомо, що цінність джерела вуглецю як живильної речовини для мікроорганізму залежить від ступеня окисленості атомів вуглецю, що входять до складу молекули цієї речовини. З цієї точки зору всі сполуки вуглецю за їхньою поживною цінністю можна розташувати наступним чином. Вуглекислота, де атом вуглецю повністю окислений, практично може бути джерелом енергії для мікроорганізмів. Використовувати її як будівельний матеріал мікроби можуть лише у присутності інших джерел енергії (наприклад, фотосинтезі). Органічні кислоти, до складу яких входить карбоксил, де три валентності насичені киснем і лише одна може окислюватися. Поживна цінність кислот залежить від радикалу. Такі кислоти, як мурашина та щавлева, практично не використовуються мікроорганізмами.

Оцтова кислота утилізується дріжджами, але вихід біомаси нижче, ніж при використанні цукрів. Цукру, які містять напівокислені атоми вуглецю, що входять до складу груп -СН 2 ОН, -СНОН-, = СОН-. Такі атоми найлегше піддаються окислювально-відновним перетворенням і тому речовини, що їх містять, представляють високу поживну цінність для дріжджів. Згідно з літературними даними вихід біомаси (абсолютно сухий) від цукрів може досягати 57-80%. Крім цукрів, сюди ж можна віднести в інші речовини, що містять спиртову групу - гліцерин, маніт, винну, лимонну кислоти в т. д. З'єднання з великою кількістю метильних (-СН 3 і метиленових (-СН 2 -) груп, такі як вуглеводні (газоподібні та парафінового ряду), вищі жирні кислоти, які можуть служити джерелом вуглецю для мікроорганізмів і конкретно для дріжджів. а, крім того, вони не можуть без попереднього часткового окислення брати участь у реакціях усередині клітини, тому засвоєння таких речовин йде у дві стадії: спочатку вони окислюються, а потім вже напівокислені продукти використовуються клітиною. що в результаті використання ах дріжджами рН (активна кислотність) середовища змінюється по-різному. точника азоту йде сильне підкислення культурального середовища; при переробці цукрів з аміачною водою середовище залишається нейтральним; при використанні дріжджами оцтової кислоти в комплексі з будь-яким джерелом азоту (сульфат амонію, аміачна вода) культуральне середовище (бражка) підлужується. Гідролізат у бардах відрізняються один від одного ще в різним вмістом у них шкідливих і корисних домішок. Барда - більш доброякісна і повноцінне середовище. Це пояснюється тим, що барда вже пройшла один біологічний цех - спиртовий, де частина шкідливих домішок гідролізату була адсорбована спиртовими дріжджами, частина зруйнована, частина зникла при відгоні спирту на бражній колоні. Крім того, за рахунок метаболізму спиртових дріжджів барда містить значну кількість біостимуляторів. Гідролізат їх практично не містить. У барді в перерахунку на цукор знаходиться значно більше мікроелементів, так як при рівній кількості елементів, що перейшли в ці середовища з деревини, вміст цукру в барді в 5-6 разів менше, ніж у гідролізаті. Всі ці особливості цих середовищ мають велике значення при вирощуванні дріжджів і повинні бути враховані при складанні режиму. Так, від типу середовища залежить вибір джерела азоту, кількість мінеральних добавок, вибір раси дріжджів (на барді можуть зростати всі дріжджі, на гідролізаті без добавки біостимуляторів - тільки автоауксотрофні дріжджі типу Сапаdidа sсottii, які самі синтезують біос з неорганічних речовин), вибір способу вирощування (він визначається вмістом цукру в середовищі) та інші фактори.

2.4.2 Склад поживних солей

Для нормального розвитку дріжджів на будь-якому живильному середовищі необхідно, щоб це середовище містило джерела всіх елементів, що входять до складу дріжджової клітини. Щоб вихід дріжджів був максимальним, елементи у середовищі повинні бути в тій же пропорції, що і в дріжджовій клітині. Відповідно до закону Лібіха (закону мінімуму) вихід дріжджів визначається тим компонентом живильного середовища, який перебуває у нестачі. У гідролізному сировину елементи, необхідні дріжджів, перебувають у зовсім інший пропорції, ніж у самих дріжджах. Таких елементів, як азот та фосфор, у деревині міститься незначна кількість. Тому їх та деякі інші елементи живлення обов'язково слід додавати в гідролізні середовища. Добавка здійснюється як розчину мінеральних солей. Величина добавки тієї чи іншої солі розраховується в залежності від складу дріжджової маси, складу деревини, що використовується (або іншого рослинного матеріалу) і виходу дріжджів від вихідної сировини. Слід також передбачити деякий надлишок у витраті поживних солей, тому що невеликі кількості їх повинні обов'язково залишатися у бражці (культуральному середовищі) після вирощування дріжджів.

Елементарний склад дріжджів та деяких видів сировини Середні цифри елементарного складу дріжджів, що містять 55% білка, можуть бути прийняті наступними (в % від сухої речовини): вуглецю (С) 46 фосфору (у перерахунку на Р 2 О) 4% кисню (О ) 30 кальцію (у перерахунку на До 2 О) 2,5-2,9 водню (Н) 6,9 магнію (у перерахунку на МgО) .0,35-0,40 азоту (N) 8-9 кальцію (у перерахунку на СаО) 0,1 сірки (S) 0,2-1,4

У меншій кількості, ніж 0,1%, знаходяться в дріжджах такі елементи, як мідь, залізо, натрій, кремній, кобальт. Це звані мікроелементи. Загальний вміст золи в сухих дріжджах - 6 - 10%. Зміст зольних елементів у деревині деяких порід наведено у таблиці № 2

Таблиця №2 "Зміст зольних елементів"

деревини	золи% абсот сухий деревини	Склад золи, % абс. Сухий деревини

2.4.3 рН вирощування дріжджів

Слід розрізняти рН середовища, що надходить інокулятор для вирощування дріжджів (сусла), і рН бражки в інокуляторі, тобто рН, при якому ростуть дріжджі. Обидва параметри нерозрахункові, вони підбираються досвідченим шляхом. рН сусла вибирається виходячи з умов, які забезпечують найбільшу його доброякісність і найменшу агресивність, і навіть з умов розчинності окремих компонентів. Для сусла, одержуваного шляхом гідролізу рослинних матеріалів, прийнятий рН в межах 3,8-4,2. рН вирощування або рН бражки в інокуляторі обумовлюється зовсім іншими факторами, він повинен: гарантувати оптимальні умови розвитку дріжджів; не бути оптимальним для біологічних домішок, наприклад, таких як бактерії; бути оптимальним для підтримки розчиненому стані всіх компонентів сусла. рН, при якому дріжджі можуть існувати в розвитку, коливається в дуже широких межах: від 2,5 до 8,0. Ці межі сильно залежать від інших умов вирощування, таких як температура, доброякісність середовища, вік дріжджів, аерація. Оптимальний рН, тобто той, при якому дріжджі, швидко розвиваючись, дають високий вихід біомаси, лежить у набагато вужчих межах. При надто низьких та надто високих значеннях рН вихід дріжджів зменшується. Графічно залежність виходу дріжджів від рН можна уявити кривою з максимумом, як і зображено на рис. 4.

Для безперервного вирощування на гідролізних середовищах оптимум рН знаходиться між 3,8 - 5,4. Однак при рН більше 4,6 сильно знижується розчинність фосфорнокальцієвих солей, а також колоїднорозчинених гумінових кислот і лігніну; вони починають випадати в осад. Середовищ темніють, товарні дріжджі теж. При високому рН (5,0-5,4) добре розвиваються бактерії і тому збільшується можливість зараження ними інокулятора. Тому рН при вирощуванні дріжджів на гідролізних середовищах приймають рівним 3,8-4,6, проте при виробничій необхідності допускається вирощування при рН 3,5-3,6, а також при рН 4,8-5,4.

2.4.4 Температура вирощування

Температура вирощування - нерозрахунковий параметр, що приймається залежно від обраної для культури дріжджів. Так само, як і рН, температура впливає вихід дріжджів від РВ і швидкість їх зростання. Залежність виходу температури аналогічна залежності його від рН: теж має максимум. При низькій температурі вихід зменшується через те, що збільшується витрата цукру на енергетичні процеси у клітині. При температурі вище оптимальної вихід швидко знижується, оскільки виходять із ладу каталізатори біохімічних реакцій - ферменти. Як і інші білкові речовини при високій температурі, вони спочатку втрачають активність, а потім згортаються і перестають діяти. Біохімічні реакції так само, як і хімічні, прискорюються з підвищенням температури (при збільшенні температури на 10 ° С швидкість реакції зростає вдвічі). Тому вигідніше вести процес за більш високої температури: продуктивність апаратури буде більшою. Крім того, для виробництва велике значення має можливість працювати за високих температур, оскільки можна витрачати менше води для охолодження середовищ. Однак підвищувати температуру вирощування можна лише на 2-3 ° С порівняно з оптимальною для даної раси дріжджів і після тривалої адаптації. Оптимуми температури (С) для прийнятих у промисловості культур лежать у таких межах. Сандіда sсоttii - 37-38 °; Сандіда tropicalis-34-36 °; Сандіда guilliermondii -34-36 °; Саndida utilis -30-32 °. Надмірне підвищення температури призводить до зниження вмісту білка в дріжджах. Вирощування при 40-42 ° С сприяє витіснення врожайних дріжджів домішками, внаслідок чого падає вихід товарної продукції.,

3. Промислове застосування сухих дріжджів

У різних частинах земної кулі виробляють безліч спиртних напоїв. В основі виробництва більшості з них лежить зброджування цукрів дріжджами, а відмінності пов'язані з джерелом цукрів, що зброджуються, і з тим, чи переганяється продукт чи ні. Кінцева концентрація спирту при спиртовому бродінні може досягати 15%, як, наприклад, деяких бордоських винах. У таких кількостях етанол токсичний самих дріжджів, тому якщо необхідно збільшити рівень спирту, його концентрують з допомогою перегонки. Однак у більшості сортів вина та пива спирту не більше 10% зброджування цукрів.

При зброджуванні цукрів утворюється майже стільки ж вуглекислого газу, скільки і спирту:

З 6 Н 12 О 6 = 2С 2 О 5 Н + 2СО 2

Саме вуглекислий газ, що виробляється дріжджами, є продуктом, що має важливе значення для хлібопекарської промисловості. Тісто піднімається завдяки вуглекислому газу, що виділяють дріжджі, внесені в тісто при його замішуванні.

Для отримання хліба з рівномірною структурою суттєво, щоб дріжджі були розподілені по всьому тесту рівномірно. Дріжджі також надають хлібу запаху, проте ця властивість зазвичай не така істотна: при використанні сучасних активних штамів пекарських дріжджів необхідна кількість дріжджів настільки мала, що хліб з дріжджовим запахом зустрічається тепер рідко. Хоча в спиртовому виробництві вуглекислий газ є побічним продуктом, на ряді великих винокурних заводів його вловлюють, нагнітають під тиском у балони і продають у вигляді рідкого вуглекислого газу. Один із споживачів такого вуглекислого газу – промисловість, що виробляє напої: вуглекислий газ використовується тут для отримання шипучих напоїв. Це другий приклад економічної важливості такого продукту ферментації дріжджів, як вуглекислий газ. У ході кожного процесу ферментації кількість дріжджів збільшується в порівнянні з спочатку внесеним у культуру не менш ніж утричі. Цей надлишок дріжджів є ще один побічний продукт, який пішов би у відходи, не знайдись і йому застосування. Надлишок дріжджів від пивоваріння та виробництва спирту традиційно використовувався як пекарські дріжджі. Перевага надавалася дріжджам винокуренного виробництва, оскільки вони не мали присмаку хмелю, характерного для непромитих пивних дріжджів. Така практика, можливо, ще існує у багатьох країнах, однак у найбільш розвинених державах для хлібопекарської промисловості вирощують спеціальні дріжджі, тому для пивних дріжджів доводиться шукати інші застосування. Одне з важливих застосувань таких дріжджів полягає у приготуванні на їх основі гідролізатів та автолізатів, які служать як смакові добавки. «Відпрацьовані» дріжджі використовують також у виробництві кормів для тварин. Більшість дріжджів винокуренного виробництва в процесі перегонки руйнується і набуває вигляду густої коричневої рідини, званої бардою. Барда знаходить застосування у виробництві кормів для тварин, а у висушеному вигляді є джерелом поживних речовин та інших промислових мікробіологічних процесах. Зростання дріжджів в анаеробних умовах призводить до утворення великої кількості етанолу, але вихід дріжджових клітин на одиницю витраченого субстрату при цьому невисокий. Такі умови вирощування не годяться у тих випадках, коли необхідно отримати багато дріжджових клітин, - до подібних процесів відноситься виробництво пекарських дріжджів та дріжджової біомаси, що йде на корм тваринам. Найбільш високий вихід дріжджів досягається при вирощуванні їх в умовах ефективної аерації на середовищі, що містить низьку концентрацію цукрів. Наразі промисловий спирт отримують з нафти, однак у минулому його виробляли мікробіологічним шляхом. В даний час у такий спосіб доводиться отримувати тільки той спирт, який застосовується у харчовій промисловості та медицині. Крім алкогольних напоїв, сюди належить спирт, призначений для лікарських потреб, і спирт, що використовується як вихідна речовина у виробництві оцту.

Подібні документи

Характеристика мікрофлори дріжджового виробництва. Процес вирощування білкових дріжджів. Середовища, які застосовуються їх виробництва. Опис технологічної схеми одержання дріжджів. Розрахунок матеріального балансу дріжджового відділення біохімічного заводу.

курсова робота , доданий 18.06.2012


Хімічний та вітамінний склад сухих пивних дріжджів, технологія їх виробництва. Будова та принцип роботи встановлення виробництва чистої масової культури, дріжджегенераторів та вальцьових вакуум-сушарок. Правила промивання та зберігання кінцевого продукту.

реферат, доданий 24.11.2010


Хімічний склад кормових дріжджів. Сировина та допоміжні матеріали. Оптимальні умови культивування кормових дріжджів на меласній барді, стадії цього процесу. Апаратурно-технологічна схема виробництва кормових дріжджів на меласній барді.

курсова робота , доданий 19.12.2010


Виробництво хлібопекарських дріжджів на меласково-дріжджових підприємствах. Технологічні режими переробки меляси різної якості. Схема отримання маткових дріжджів за режимом ВНДІХП. Зберігання, сушіння, формування, упаковка та транспортування дріжджів.

курсова робота , доданий 19.12.2010


Схема виробництва кормових дріжджів Одержання гідролізату та підготовка до вирощування дріжджів. Вплив концентрації цукру в живильному середовищі. Виділення біомаси дріжджів із відпрацьованого середовища, концентрування та сепарування її до товарної продукції.

курсова робота , доданий 19.12.2010


Склад та властивості кормового дріжджового білка. Виробництво кормових дріжджів на зерно-картопляній барді. Технологія переробки зернової барди у сухі кормові дріжджі, що використовує непатогенний штам Rhodosporium diobovatum. Вирощування товарних дріжджів.

презентація , додано 19.03.2015


Способи одержання пекарських дріжджів. Промислове виробництво дріжджів без запаху та смаку. Особливості одержання цього продукту методом хімічної активації. Характеристика та технологія отримання винних дріжджів із високою бродильною активністю.

реферат, доданий 08.12.2014


Фізико-хімічні, хімічні, біологічні та термічні методи очищення стічних вод. Характеристика хлібопекарських дріжджів. Приготування розчинів поживних солей. Схема очищення стічних вод з виробництва. Розрахунок гідроциклону та відстійника.

курсова робота , доданий 14.11.2017


Аналіз техніки та технології рекуперації пива із залишкових дріжджів. Пресування та сепарація дріжджів, їх мембранне фільтрування. Огляд конструкцій баромембранних апаратів Патентне опрацювання проекту. Технологія виробництва нефільтрованого пива.

дипломна робота , доданий 07.01.2010


Дослідження будови дріжджової клітини. Класифікація штамів дріжджів пивоварного виробництва. Аналіз процесів, що відбуваються при бродінні. Способи зброджування пивного сусла. Кип'ятіння сусла з хмелем. Контроль бродіння. Доброджування та витримка пива.

Вступ

1. Загальні відомості про дріжджі

1.4 Хімічний склад дріжджів

2. Технологія виробництва сухих дріжджів

2.1 Етапи виробництва

2.4 Технологічний режим

2.4.1 Склад середовища

2.4.3 рН вирощування дріжджів

2.4.4 Температура вирощування дріжджів

Вступ

Дріжджові організми є одноклітинними грибами. Вони поширені з усього. Земній кулі - зустрічаються в грунті, воді, в різних харчових продуктах, на поверхні фруктів, ягід, в нектарі квіток, в соках, що сочилися з дерев, і т. д. Людина з давніх-давен користувалася продуктами бродіння для своїх практичних цілей, не підозрюючи участі у них дріжджових організмів. Відомо, наприклад, що вино вироблялося ассірійцями за 3500 років до нашої ери. Методика осолодження та пивоваріння була високо розвинена у вавилонян, хоча вони не знали про існування ферментів або дріжджів та їх роль у цих процесах. У 1680 р. Антоній ван Левенгук, розглядаючи «осад» дріжджів, що утворюється під час зброджування через своє збільшувальне скло, виявив, що він складається в основному з типових овальних клітин. Проте минуло ще понад 150 років, коли Луї Пастер (1857) довів, що дріжджі – це живі організми, безпосередньо відповідальні за алкогольне бродіння, відкривши таким чином дорогу сучасним науковим дослідженням дріжджів. Промислове застосування дріжджів у традиційних галузях мало змінилося протягом століть. Дріжджі все ще відіграють головну роль у наступних виробництвах: 1) у хлібопекарській промисловості; 2) у виробництві спирту, алкогольних напоїв та пива. У наступні роки до цих старовинних галузей застосування дріжджів були додані інші. дріжджі використовуються: 3) як інгредієнти продуктів харчування або кормів або в натуральному вигляді або частіше після автолізу у вигляді дріжджових екстрактів; 4) як продуценти вітамінів (особливо комплексу В, амінокислот та ін) для фармацевтичних цілей, а також у вигляді білково-вітамінного концентрату; 5) для отримання нуклеїнових кислот, ферментів та інших речовин. Продукція, одержувана у всіх перерахованих виробництвах, її якість і кількість залежать, з одного боку, від повноцінності використовуваної сировини та ступеня досконалості технологічного процесу, з іншого - від спадкових особливостей виробничих рас дріжджів, їх ферментативних та інших властивостей. Рози дріжджів, що застосовуються в різних виробництвах, значною мірою різняться між собою. Істотні відмінності є і серед виробничих рас, що застосовуються в тому самому виробництві - хлібопеченні, спиртовому виробництві, виноробстві і т. д. Ці раси поряд з позитивними властивостями мають і негативні, що знижують виробничі показники.

У сухих дріжджах при низькій вологості дріжджова клітина перебуває у «сплячому» стані може зберігатися тривалий час. Такі дріжджі відомі як "сухі активні дріжджі" і являють собою сферичні ранули близько 1 мм у діаметрі. Для отримання дріжджова маса висушується до вологості 7-8%. Сухі дріжджі являють собою гранули різного діаметра, зовнішній шар яких складається з дріжджових клітин у “сплячому” стані та є захисним від впливу навколишнього середовища. Тому для відновлення активності дріжджів їх необхідно розчинити у воді.

Технологія виробництва інстантних дріжджів полягає у використанні спеціального методу швидкого сушіння з меншим пошкодженням клітинної мембрани та консервації дріжджів вакуумом, кінцева вологість продукту становить не більше 5%. Швидкодіючі дріжджі спеціально створені для зручного використання. Їх необхідно змішувати безпосередньо з борошном без попереднього розведення у воді, що значно прискорює та спрощує процес приготування дріжджового тіста.

За останні 30-40 років у генетиці та селекції дріжджів досягнуто великих успіхів. Тепер уже не може бути сумнівів у тому, що в селекції дріжджів найефективнішими є генетичні методи. Завдання полягає лише в тому, які з відомих генетичних методів слід застосувати в кожному конкретному випадку, залежно від специфіки об'єкта дослідження та поставленого завдання. Спорогенні дріжджі як одноклітинні організми мають ряд переваг для генетичних та селекційних досліджень: 1) вони належать до еукаріотів, що дозволяє перевірити спільність багатьох концепцій молекулярної генетики; 2) наявність статевого процесу та утворення гамет в результаті мейозу, а також існування алелів типів спарювання дозволяють широко проводити гібридизацію різних рас та видів дріжджів; 3) одержувані з одиночних спор гаплоїдні культури є, як правило, життєздатними, що дає змогу проводити зошитовий аналіз гібридів; 4) у дріжджів роду Saccharomyces отримано велику кількість мутацій, встановлено групи зчеплення та складено генетичні карти хромосом. Генетичні маркери (мутації) можуть широко та успішно використовуватися у різноманітних генетичних дослідженнях, і навіть під час проведення селекційних робіт; 5) шляхом схрещування вегетативних клітин різної плоїдності, що належать до різних типів спарювання, можна набувати поліплоїдних форм більш високої плоїдності; 6) показана можливість отримувати у спорогових дріжджів (Saccharomyces та Schizosaccharomyces).

1 Загальні відомості про дріжджі

1.1 Історія становлення виробництва дріжджів

Людина протягом усієї своєї еволюції стикалася з руйнівною дією різноманітних хвороботворних організмів, однак саме дріжджі були, мабуть, першими мікроорганізмами, які людина стала використовувати для задоволення своїх потреб. Дріжджі з повною підставою можна розглядати як одну з численних знарядь праці давньої людини. Перша згадка про використання людиною дріжджів, пов'язана з виробництвом одного з різновидів кислого пива (так званої бузи) в Єгипті, відноситься до 6000г. до зв. е. Це пиво виробляли зброджуванням пасти, отриманої при роздавлюванні та розтиранні пророслого ячменю. Наступні кілька тисячоліть процеси приготування пива і вина, з одного боку, випікають хліб з дріжджового тіста - з іншого, розвивалися, мабуть, паралельно. До 1200 до н. е. в Єгипті була вже добре відома різниця між хлібом із кислого та прісного тіста, а також користь від застосування вчорашнього тіста для заквашування свіжого та для зброджування вина. З Єгипту технологію пивоваріння та хлібопечення було завезено до Греції, а звідти до стародавнього Риму та Римської імперії. Про пивоваріння під час падіння Римської імперії збереглося дуже мало відомостей. Проте відомо, що у ХІІІ та ХІУ ст. пивоваріння було поширене в монастирях Північної Європи. Документи повідомляють, що у Німеччині тим часом приготуванням пива займалися 400-500 монастирів, а Англії ще 1188 р. Генріх II запровадив перший зафіксований історія податку пиво. Про країну, в якій вперше з'явилися спиртні напої, залишається лише робити припущення. Є відомості про їх вживання в Китаї в 1000 р. до н. е.; відомо також, що отримання віскі було налагоджено в Ірландії вже у ХІІ ст. Вважається, що процес виробництва спирту завезений до Європи з країн Середнього Сходу: на користь такого припущення свідчить той факт, що слово «алкоголь» арабського походження знову-таки виробництво спиртних напоїв було пов'язане, очевидно, з релігійними установами: одна з ранніх згадок про віскі в Шотландії відноситься до виготовлення його при монастирі Джона Кора в 1494 (табл. 1).

Основні етапи у вивченні та практичному використанні пивних дріжджів.

Роки	Факти
6000 до н.	Свідоцтво про пивоваріння у Єгипті
1000 р. до н.е.	Свідоцтво про споживання напоїв із перегнаного спирту у Китаї
1192	Виробництво віскі в Ірландії
1200-1300	Поширення пивоваріння у Північній Європі
1680	Антоні ван Левенгук вперше спостерігав дріжджі
1832	Персун і Фріз встановили приналежність дріжджів до грибів
1838	Мейєр дав пивним дріжджам назву Saccharomycescerevisiae
1839	Шван описав суперечки дріжджів
1863	Пастер встановив роль дріжджів у бродінні
1866	Де Барі описав життєвий цикл дріжджів
1881	Хансен отримав чисті культури
1896	Хансен опублікував наукову класифікацію дріжджів
1897	Бухнер повідомив про здатність дріжджових безклітинних екстрактів здійснювати бродіння
1934	Вінге виявив чергування гаплоїдної та диплоїдної фаз у життєвому циклі дріжджів
1943	Ліндгрен виявив гетероталізм у Saccharomyces

З'ясування структури дріжджів стало можливим завдяки винаходу мікроскопа, і перший опис належить Антоні ван Левенгуку (1680). Однак тоді ніхто не припускав, що структура, описана як дріжджі, є живим організмом. Тепер важко визначити, хто з учених першим висловив думку про те, що дріжджі - живі організми, які викликають спиртове бродіння, яке спостерігається під час виготовлення вина та пива. Віталістичні теорії процесу бродіння були висунуті наприкінці XYIII ст., а в 1818 р. Еркслебен припустив, що дріжджі відповідальні за спиртове бродіння. зброджування цукрів та утворення спирту. Ця робота є віху у розвитку мікробіології. іншою важливою подією стало отримання Хансеном чистої дріжджової культури з однієї клітини в 1881 р. Використання чистих культур стало основою для розвитку таксономії та фізіології дріжджів та інших мікроорганізмів. У 1897 р. Бухнер шляхом розтирання дріжджів отримав безклітинний екстракт, який виявився здатним перетворювати цукру на спирт; цим було закладено одне із наріжних каменів сучасної біохімії. Наступна робота у цьому напрямі внесла значний внесок у вивчення метаболічного шляху Ембдена – Мейергофа – Парнаса (ЕМП). З тих пір дріжджі стали улюбленим об'єктом різного роду фізіологічних і біохімічних досліджень. Особливого інтересу з точки зору приготування спиртних напоїв заслуговує на встановлення Ерліхом в 1906 р. зв'язку між метаболізмом амінокислот і синтезом «сивушних масел» ключової групи органолептичних сполук, що виробляються дріжджами. Перших успіхів у галузі генетики мікроорганізмів також було досягнуто щодо дріжджів. Зміна гаплоїдної та диплоїдної фаз у життєвому циклі дріжджів була відкрита Вінґе у 1935 р. відтворенні дріжджів.

1.2 Сучасна класифікація дріжджів

Хоча характерна форма дріжджів, що ниркувалася, була зафіксована ще ван Левенгуком в 1680 р., більш детальний опис і ідентифікація дріжджів продовжували залишатися складним завданням. Оскільки вегетативні форми більшості дріжджів не мають якихось характерних морфологічних особливостей, їх нелегко ідентифікувати шляхом візуального спостереження. Спочатку назва Saccharomyces вживалася по відношенню до всіх дріжджів, виділених зі спиртних напоїв, і Мейен в 1837 р. розрізняв відповідно до їх джерела три види Saccharomyces: Svini - з вина, S. cerevisiae - з пива і S. pomorum - з сидру. Статеві суперечки у дріжджів були виявлені в 1837 р. Шванном, але тільки в 1870 р. до роду Saccharomyces стали зараховувати виключно такі дріжджі, які утворюють суперечки.

За сучасною системою класифікації дріжджі поділяються на дві групи: спорові та безспорові. В основу такого поділу покладено їх фізіологічні ознаки та способи розмноження. Безспорові дріжджі - ця група поєднує дріжджові грибки, здатні до утворення спор за несприятливих умов. До цієї групи належать дріжджі роду цукроміцес, що використовуються в процесі виробництва хлібопекарських дріжджів. Вони активно зброджують цукри за відсутності кисню. Розмножуються за нормальної температури 28-ЗО °З. Безспорові дріжджі - ця група поєднує дріжджові грибки, нездатні до утворення спор. До цієї групи належать дріжджі пологів кандида і торула, що використовуються у виробництві кормових дріжджів. Ці дріжджі слабо зброджують цукри без кисню, а за наявності його активно розмножуються. Обидві групи дріжджів включають низку видів. Хлібопекарські дріжджі належать до виду цукроміцес церевізеї. Кормові дріжджі належать до видів кандиду тропікалес та торулопсис утиліс. Вигляд – це основна одиниця в систематиці. Але у виробництві є ще дрібніші одиниці поділу організмів - раси. Представники різних рас відрізняються своїми виробничими особливостями. Так, серед дріжджів цукроміцетів виду церевізеї є організми, що відрізняються один від одного своїми виробничими особливостями: слабо зброджують цукру і сильно зброджують, швидко розмножуються і повільно і т. д. Таким чином, у кожному бродильному виробництві використовуються свої дріжджі, свої раси дріжджів.

Для хлібопечення застосовують зазвичай дріжджі, володіють з'єднань великою бродильною енергією і гарною підйомною силою, тобто здатністю збільшувати обсяг тіста в результаті виділення газів при бродінні; у процесі дріжджового виробництва ці дріжджі швидко розмножуються. Нині на меласово-дрожжевых заводах використовують переважно раси № 7 і 14 і деяких - расу ХI ЛБД. Ці раси були виділені із виробничих дріжджів різних заводів. Раса №7 «Томська» виділено 1939 р. з пресованих товарних дріжджів Томського дріжджового заводу. Клітини пошти круглі, злегка овальні, дрібні розміром (6-8) * (5-6) мкм, брунькування пряме, нирки круглі. Консистенція готової продукції (пресовані дріжджі) ламка за вологості 72 - 73%, що не вигідно для заводів. Раса № 4 виділена 1958 р. Клітини овальні чи круглі розміром (7-11)* (6-8) мкм, мають добре видимі вакуолі. Консистенція готової продукції ламка за вологості 74-75%. Має дуже активний комплекс бродильних ферментів. Раса ХI ЛБД виділена 1949 р. Клітини довгасті, чи еліптичні, круглі розміром (8-17) Х (3,6-5,6) мкм; нирки довгасті, з добре видимими вакуолями. Консистенція готової продукції ламка при вологості 74-75%, активні бродильні ферменти.

1.3 Морфологія дріжджової клітини

Клітини дріжджів цукроміцетів круглі, овальні та яйцеподібні розміром (3-8)*(6-14) мкм. Клітини дріжджів кандида довгасті або подовжені, іноді круглі, довжиною 6-14 мкм, шириною з-6 мкм. Клітини дріжджів торула трохи круглі подовжені довжиною 3-4 мкм, шириною 2-3 мкм (див. рис.1).

цукроміцети кандида торула

Рис.1 Форма клітин дріжджів різних видів

Дріжджова клітина, як клітини більшості мікроорганізмів, складається з оболонки, протоплазми, ядра, вакуолі, клітинних структур-рібосом, мітохондрій, запасних включень - глікогену і волютину (див. рис. 2).

Рис.2 Будова дріжджової клітини: 1-оболонка; 2-ядро; 3-мітохондрії; 4-рибосоми; 5-глікоген; 6- волютин; 7-протоплазма; 8-вакуоль

Оболонка розташована зовні дріжджової клітини. Вона має пористу структуру, складається з клітковини (вуглеводів). Внутрішня частина клітини – протоплазма (тіло клітини) – складається в основному з білків. Усередині протоплазми розташовані клітинні структури – рибосоми та мітохондрії.

Рибосоми це дрібні круглі частинки, які важко розглянути навіть в електронний мікроскоп. У рибосомах відбувається синтез білка. Мітохондрія - це подовжені, більші частинки, видимі у звичайний оптичний мікроскоп. Довжина їх 1-2 мкм. Вони відбуваються реакції, які забезпечують клітину енергією.

Ядро видно в дріжджовій клітині дуже погано, тільки при спрямовуванні регулює основні процеси в клітині: обмін речовин, розмноження, передачу спадкових ознак. У дріжджів ядро ​​оточене ядерною оболонкою. Вакуоль це бульбашка, що знаходиться в протоплазмі, заповнений клітинним соком. У розчиненому вигляді тут знаходяться солі, метали, цукри та деякі жири та білки. Залежно від віку клітини та її вгодованості в ній у вигляді крапельних включень можуть бути так звані резервні або запасні поживні речовини глікоген, жир, волютин. Дріжджі розмножуються двома способами: вегетативним та статевим. До вегетативного способу відносять розмноження поділом та брунькуванням. При розподілі всередині клітини утворюється перегородка і клітина розпадається на дві нові. При брунькаванні на клітині утворюється на початку невеликий виріст, який поступово збільшуючись утворює нирку. Потім нирка відокремлюється від материнської клітини, у результаті утворюються дві клітини. При статевому розмноженні у дріжджів усередині клітини утворюється одна, дві, три мул і чотири суперечки. Суперечки висипаються із клітини. За сприятливих умов оболонка суперечки лопається, і утворюється молода клітина, яка з іншою такою ж клітиною, що утворилася зі суперечки. Це і є статевий процес у мікроорганізмів. Клітина, що вийшла після злиття вмісту двох спор, починає ділитися або брунькуватися, тобто розмножується тим способом, який властивий даному виду дріжджів. Суперечки у дріжджів утворюються за несприятливих умов. Вони витримують високу температуру (70-80 0 С), тоді як дріжджові клітини при цьому гинуть. Дріжджі кандида та торула суперечка не утворюють.

1.4 Хімічний склад дріжджів

Хімічний склад дріжджів непостійний: він залежить від фізіологічного стану дріжджової клітини, раси дріжджів, складу живильного середовища. 23,71% сухих речовин – 1,0821. Теплоємність сухих дріжджів 0,664, теплотворна здатність 1 кг сушених дріжджів по Шюлейну становить 4520 кал; за Фінком вона коливається в межах 4808-5066 кал для кормових дріжджів. Прийнято вважати, що дріжджові клітини в середньому містять 67% води та 33% сухої речовини. Вода з розчиненими в ній мінеральними та органічними речовинами проникає в клітину і, очевидно, всі важливі життєві реакції відбуваються у водному розчині: вільна вода бере участь у процесах обміну речовин, пов'язана вода утримується білковими молекулами за допомогою водневих зв'язків і, таким чином, є частиною структури протоплазми дріжджової клітини Розподіл вологи пресованих дріжджах залежить від складу дріжджових клітин. Так, за наявності 75% вологи розподіл її в бруску - всередині або її клітин буде змінюватися, причому позаклітинної вологи буде тим менше, чим більше її міститься в дріжджових клітинах. У дріжджових клітинах вміст вологи (в %) коливається в таких межах: Номер зразка 1 2 3 4 5 6 Сухі речовини 30 31 32 33 34 35 Волога 70 69 68 67 66 65 У пресованих дріжджах 5 сухих речовин всередині клітин утримуватиметься різна кількість вологи залежно від складу дріжджових клітин Номер зразка 1 2 3 4 5 6 Сухі речовини 25 25 25 25 25 25

Волога всередині клітини 58,25 55,65 53,13 50,76 48,5 46,4 поза клітинами 18,75 19,35 21,87 24,24 26,48 28,6 Елементарний склад дріжджів з вмістом 55 % білків 46% вуглецю, 6,9% водню, 9,1% азоту, 30% кисню в 80/о неорганічних речовин, в основному калію та фосфору. Однак склад сухих речовин лебопекарних дріжджів (в %), як видно з даних, наведених нижче, значно коливається. Азот, загальна кількість 6-8 Білок (N*6,25) 37-50 Сирий жир 1,5-2,5 Безазотисті речовини 35-45 Зола 6-10 Співвідношення білків і вуглеводів залежить від раси дріжджів і від спрямованої його зміни процесі вирощування дріжджів Азотовмісні речовини дріжджів являють собою білкові речовини (63,8%), нуклеїнові речовини (26,1%), аміди та пептони (10,1%). Білки складаються з амінокислот, число яких досягає 24. Співвідношення амінокислот у різних білках по-різному. Близько 64% ​​загального азоту дріжджів входить до складу білків. У дріжджах міститься близько 0,1% глютатіону (трипептиду), що складається з глікоколю, цистеїну та глутамінової кислоти. Глутатіон може бути в окисленій або відновленій формі, при цьому його сульфгідрильна група SН активує протеази. Ферменти дріжджів.

Неодмінною складовою протоплазми дріжджових клітин є ферменти, здійснюють різноманітні біохімічні перетворення на дріжджової клітині. Відомо, що діяльність ферментів може виявлятися усередині клітин – це ендоферменти; ферменти, що діють поза клітинами, називаються екзоферментами. Особливе значення в життєдіяльності дріжджів мають оксидоредуктази - окислювально-відновні ферменти, трансферази - ферменти, що здійснюють перенесення різних груп з однієї молекули на іншу, каталізують взаємоперетворення різних цукрів, і гідролази, гідролізуючі ферменти, які виробляють розщеплення речовин при неодмінному простішим з'єднанням. Весь комплекс ферментів дріжджової клітини позначають відомим у ферментології терміном голоферменти, причому стійкий до нагрівання комплекс називають коферментом, а нестійкий - апоферментом. За цією термінологією процеси бродіння будуть викликатися в дріжджах голозімазою, що складається з козимази та апозимази. Козімазу тісно пов'язана з апозимазою і є активатором для цієї останньої. Аппозимаза є термолабільною частиною ензимного комплексу, власне зимазу, що зброджує цукру. Вона включає ряд ензимів, які викликають процеси бродіння. Багато хто з них ще не вдалося виділяти із дріжджового соку.

За даними елементарного аналізу, білок дріжджів містить 15-18% азоту, 6,5-7,3% водню, 50-55% вуглецю, 21-24% кисню, 0-2,4% сірки. Основним показником складу білка є амінокислотний склад макромолекул. За останні роки склад амінокислот у білку швидко визначається шляхом гідролізу білків та хроматографічного аналізу білкового гідролізату, що здійснюється автоматично спеціальними апаратами через 2-4 год. Вітаміни дріжджів.

Відомо, що дріжджові клітини багаті на вітаміни. Однак тільки в останні роки завдяки розвитку вчення про вітаміни та удосконаленню методів їх визначення виявився вміст вітамінів у дріжджах та їх склад. Усі дріжджі містять вітаміни групи В та ергостерин провітамін D. Співвідношення окремих компонентів вітамінів комплексу В у різних дріжджових грибах неоднакове. Воно коливається в широких межах у дріжджових грибах різного роду і залежить в тих самих дріжджів від умов їх культивування. Встановлено, що дріжджові клітини містять вітамін В1 – тіамін; вітамін В 2 -рибофлавін; вітамін В3 – пантотенову кислоту; вітамін В 5 - РР- нікотинову кислоту; вітамін В 6 – піридоксин; вітамін Н; біотин; інозит; параамінобензойну кислоту. Деякі дріжджові гриби рожевого кольору містять бетакаротин – провітамін А. Вітаміни відіграють велику роль у біохімічних процесах, властивих дріжджовим клітинам.

Жири дріжджі є сумішшю справжніх жирів (гліцеридів жирних кислот) з фосфоліпідами (лецитин, кефалін) та стеролами (ергостерол). Жир дріжджів складається, головним чином насичених кислот жирного ряду: пальмітинової 75% і стеаринової 25%. Деякі дослідники знаходять у дріжджах та інші кислоти лауринову та олеїнову. До складу жиру дріжджів входить також неомильний жир - ергостерин - провітамін D. Вуглеводи

У дріжджах міститься 35-40% вуглеводів до маси сухих дріжджів. Вони входять до складу протоплазми та оболонки дріжджових клітин. У дріжджах містяться полісахариди - глікоген, маннан - дріжджова камедь - і глюкозан, який вважали целюлозою. Зола

Зола дріжджів становить близько 6-10% від загальної маси сухої речовини дріжджів. Склад золи коливається залежно та умовами їх культивування (табл. 1).

Таблиця №1

Зола дріжджів складається приблизно наполовину із фосфору; Більшість фосфорної кислоти пов'язана в дріжджах з органічними сполуками. Загальна кількість Р 2 Про 5 у сахароміцетів коливається в межах від 32 до 44% до сухої речовини.

2 Технологія виробництва сухих дріжджів

2.1 Етапи виробництва дріжджів

У процесі вирощування дріжджів із однієї клітини одержують кілька тонн продукту.

Початкова стадія вирощування проходить у мікробіологічній лабораторії. Насамперед, за допомогою мікроскопа відбираються здорові та неушкоджені клітини потрібних дріжджів. Вибрану клітину поміщають у стерильну пробірку, де вже знаходяться всі необхідні для росту клітини інгредієнти.

У пробірці клітина починає розмножуватися брунькуванням. Коли кількість клітин, що розмножилися, досягає певної маси, їх переносять у стерильну скляну колбу. Колба містить рідку суміш, яка називається живильним середовищем. У цьому середовищі є все необхідне подальшого зростання клітин. Коли дріжджова клітка багаторазово розмножилася, починається процес бродіння. Вміст Колби із дріжджовими клітинами переносять у простерилізовані чани для бродіння. Вони готують набагато більше живильного середовища, що дасть можливість дріжджовим клітинам розмножуватися далі. Основним харчуванням для дріжджів стає меляса, як джерело вуглеводів, додають також вітаміни та мінеральні речовини.

Клітини, що ростуть і розмножуються, надходять по черзі в бродильні чани з все більшим обсягом. Об'єм останнього у технологічному процесі бродильного чану – 100 м 3 Наприкінці бродіння кількість дріжджів вимірюється тоннами.

Після процесу бродіння дріжджові клітини надходять до промивних апаратів, де промиваються та відокремлюються від поживних речовин за допомогою сепараторів. Виходить чиста та активна досить густа дріжджова маса.

Потім дріжджову масу відокремлюють від зайвої води та фільтрують на вакуум-фільтрі.

Отриману дріжджову масу фасують і пакують для покупців у передбачену упаковку, потім поміщають у великі холодильники і остуджують до + 4 0 С .

2.2 Технологічна схема дріжджового виробництва

Процес отримання товарних дріжджів включає три основні стадії: вирощування, виділення з бражки та зневоднення їх.

Вирощування біомаси поділяється на два процеси: одержання засівних дріжджів, на відділенні чистої культури та вирощуванні товарних дріжджів. Виділення проходить у два щаблі: вилучення з бражки флотацією та згущення на сепараторах.

Процес зневоднення також складається з кількох операцій: спочатку дріжджі плазмолізуються, потім упарюються на випарній установці і після цього остаточно висушуються на розпилювальній сушарці.

Технологічна схема дріжджового цеху представлена ​​рис. 1.

Весь цикл виробництва ось у чому. Чиста культура дріжджів, вирощена в лабораторії, засівається в малу дріжджівку 2 де ведеться вирощування періодичним способом. Потім тремтіння з малої дріжжанки піддаються у велику 3, а з великої дріжжанки – у малий інокулятор (засівний чан) 4. У ньому вирощування ведеться безперервним способом. Вирощені у відділенні чистої культури засівні дріжджі безперервно подаються з малого інокулятора у виробничий інокулятор 5. Сюди ж подаються зі збірки 6 сусло, повітря за допомогою повітродувки 10, живильні солі 8, аміачна вода 9. Виросли в інокуляторі дрож самопливом надходять у флотатор 11. Тут відбувається розшарування піни на бражку без дріжджів та піну, збагачену дріжджами порівняно з тією, що надійшла з інокулятора. Піна гаситься у внутрішній склянці флотатора. Отримана суспензія з концентрацією дріжджів 60-80 г/л відбирається з нього насосом і подається для згущення I ступінь сепарації 13, де відокремлюється частина бражки. Суспензія після I ступеня сепарації (150-250 г/л) надходить у промивний чан 14, куди для промивання дріжджів подається вода. Розведена водою суспензія подається насосом на II ступінь сепарації 16 де відбувається згущення дріжджів до 500-600 г/л. Готова дріжджова суспензія насосом подається на плазмолізатор 17. Сюди подається пара. Тут відбувається підігрів суспензії до 80 0 С, при цьому дріжджові оболонки руйнуються, вміст клітин витікає і потрапляє в напірний бак 18 плазмолізатора, тут під тиском суспензія стає більш текучою. Плазмолізат надходить на вакуум-випарну установку 19 для випаровування сухих речовин до концентрації 12.5% ​​. Випарений плазмолізат подається на розпилювальне сушіння 21, де висушується в струмі гарячого повітря до вмісту вологи 8-10%. Готові сухі дріжджі із сушарки надходять на упаковку, де розфасовуються у паперові мішки по 20-25 кг.

2.3 Основні способи вирощування дріжджів

Існують два принципово різних способи вирощування дріжджів: періодичний та безперервний. У першому випадку інокулятор задають живильне середовище з солями, охолоджену до необхідної температури, засівні дріжджі, потім подають повітря, перемішують і таким чином ведуть вирощування до повної утилізації РВ дріжджами. У ході вирощування лише підтримують необхідну температуру, рН середовища та витрату повітря. Після закінчення процесу вміст інокулятора повністю вибирають, миють апарат, стерилізують і процес вирощування починають спочатку. У такий спосіб ведуть вирощування перших стадіях приготування чистої культури дріжджів у відділеннях чистої культури виробничих цехів. При цьому способі вирощування дріжджі проходять в інокуляторі поступово всі стадії розвитку: 1) стадію спокою або лагфазу, коли клітини ще не ростуть, а лише пристосовуються до середовища в готуються до зростання; у них в цей час виробляються необхідні ферменти; 2) фазу логарифмічного зростання, коли всі клітини брунькуються у приріст біомаси йде в геометричній прогресії; 3) фазу стаціонарного зростання, коли швидкість приросту клітин знижується і 4) фазу згасання, коли зростання дріжджів припиняється, тому що весь цукор із середовища використаний. Періодичний спосіб вирощування невигідний тим, що протягом циклу вирощування змінюються склад середовища проживання і активність клітин, процес не можна автоматизувати. Мала продуктивність інокулятора через тривалу лагфазу (період «розбражування») та необхідність зупинок для відбору готових дріжджів та миття посуду. Тому у великих промислових інокуляторах вирощування ведуть безперервним способом. Він полягає в тому, що після закінчення розбражування, коли дріжджі перейшли у фазу логарифмічного зростання і знаходяться в найактивнішому стані, інокулятор дрібними порціями або безперервно із заданою швидкістю приливають живильне середовище і одночасно з тією ж швидкістю відбирають середовище з дріжджами, що приросли. В інокуляторі підтримують певний запас дріжджів та бражки, тому при певній швидкості подачі середовища дріжджі знаходяться в апараті необхідний час, протягом якого вони встигають засвоїти живильні елементи середовища та вирости. При такому способі вирощування дріжджі знаходяться весь час у постійних умовах, швидкість їх зростання максимальна, продуктивність інокулятора - теж. Процес повністю піддається автоматизації. Безперервний спосіб вирощування дріжджів має три суттєво різні варіанти за співвідношенням часу зростання дріжджів у часі знаходження бражки в інокуляторі. 1-й варіант. Бражка та дріжджі відбираються з інокулятора з однаковою швидкістю, одним потоком (рис. 1).

Рис.1 Схема вирощування дріжджів прямим методом:

1-інокулятор; 2-флотатор

Тут час зростання дріжджів та час знаходження бражка в інокуляторі однакові, і розраховуються за формулою (1)

t= Т=V/W з (1)

Робоча концентрація дріжджів дорівнює концентрації природного приросту, відповідно до формули (2)

Х р = Х їсть (2)

Практично це робота інокулятора з нижньою кюветою і одним відбором без будь-яких повернень, як зображено на рис. 1.

2-й варіант. Бражка виводиться з інокулятора швидше, ніж дріжджі. Час зростання дріжджів більше, ніж час знаходження бражки, нерівність(3)

Робоча концентрація дріжджів більша за природний приріст, відповідно до нерівності (4)

X р >X їсть (4)

Фактично цей варіант може здійснюватися різними технологічними прийомами (рис. 2): а) поверненням частини дріжджів в інокулятор після згущення їх на флотаторі (рис. 2, а). З сепарації дріжджі повертати не слід, тому що при цьому в інокулятор потрапить хімічний піногасник і процес циркуляції в чані порушитись;

Рис. 2,а Схема вирощування дріжджів із поверненням в інокулятор після згущення: 1-інокулятор; 2-флотатор

б) веденням двох відборів з інокулятора з піднятим аератором (кюветою): із зони над кюветою відбирається дріжджова піна на флотатор та із зони під кюветою-бражка без дріжджів відбирається в каналізацію (рис. 7, б); за рахунок регулювання цих двох потоків можна створити необхідну робочу концентрацію, а отже, і запас дріжджів в інокуляторі;

Рис. 2,б Схема вирощування дріжджів в інокуляторі з піднятою кюветою та двома відборами: 1-інокулятор; 2-флотатор

в) за допомогою флотопідсівача, відповідно (рис. 2, в)

Рис. 2,в Схема роботи інокулятора з флотопідсівачем: 1-інокулятор; 2-флотатор; 3-флотопідсівач.

До інокулятора прилаштовується невеликий (5-7 м3) конічний флотатор - «флотопідсівач», з якого дріжджова піна, що згущується, повертається в інокулятор, а збіднена дріжджами бражка зливається у флотатор.

3-й варіант. Дріжджі виводяться з інокулятора швидше ніж бражка. Час зростання дріжджів менше, ніж час знаходження бражки, відповідно до нерівності (5)

Робоча концентрація дріжджів менша від концентрації природного приросту, нерівність (6)

X р

Фактично цей варіант роботи здійснюється шляхом повернення частини бражки з флотатора в інокулятор (рис. 3, а)

Рис. 3,а Схема вирощування із поверненням бражки: 1-інокулятор;2-флотатор

Або шляхом одного відбору згущених дріжджів з інокулятора з вбудованим флотатором (рис. 3, б)

Рис. 3,б Схема вирощування дріжджів в інокуляторі, з вбудованим флотатором при одному відборі: 1 - інокулятор; 2 - флотатор; 3 - вбудований флотатор

Згущені дріжджі з вбудованого флотатора відбираються, а компанія з нього залишається в інокуляторі і розбавляє середовище.

Вибір варіанта роботи визначається складом живильного середовища. При вмісті РВ у середовищі 1,0_2,0% використовується 1-й варіант-одночасний відбір дріжджів у бражки, при концентрації РВ 0,5-1,0%-варіант зі згущенням дріжджів в інокуляторі та при концентрації 2,0-3, 5% використовується варіант роботи із поверненням бражки в інокулятор.

2.4 Технологічний режим

Технологічний режим - це низка умов, щоб забезпечити хід технологічного процесу у необхідних напрямах і масштабі при максимальному виході товару. Фактори режиму, необхідні забезпечення необхідного напрями життєдіяльності дріжджів і максимального виходу, такі: склад середовища; склад поживних солей та кількість їх на одиницю витрати поживного середовища; рН середовища та рН вирощування; температура вирощування; залишкова концентрація поживних речовин у компанії час зростання дріжджів; час знаходження середовища в інокуляторі; витрата повітря. Фактори, що зумовлюють максимальну продуктивність інокулятора та економічність процесу: запас дріжджів в інокуляторі, що визначається корисним запасом рідини в інокуляторі робочою концентрацією дріжджів у рідині; час зростання дріжджів; годинна витрата редукуючих речовин (РВ), що визначається витратою живильного середовища та концентрацією РВ у середовищі; час знаходження середовища в інокуляторі До цієї групи факторів належать також зазначені вище залишкові концентрації РВ та солей, витрата повітря.

2.4.1 Склад середовища

Для вирощування дріжджів у промисловості застосовуються три види гідролізних середовищ: гідролізат, барда та суміш барди з гідролізатом. Вони є джерелом основної складової частини дріжджів - вуглецю. У процесі життєдіяльності дріжджі засвоюють вуглець з таких, що входять до складу гідролізних середовищ сполук, як цукри та органічні кислоти (головним чином оцтова). Основна відмінність між цими середовищами полягає в кількості поживних речовин, що містяться в них, і у співвідношенні цукрів (РВ) і органічних кислот. Так, у гідролізаті міститься 3,0_3,5% РВ і лише 03-О,45% органічних кислот, що становить лише близько 10/від сумарної кількості цукрів та кислот. У барді міститься РВ 0,6-0,7%, органічних кислот близько 0,2%, тобто частка їх у сумі джерел вуглецю для дріжджів становить до 25%. У суміші барди та гідролізату це співвідношення може бути найрізноманітнішим залежно від того, скільки гідролізату додано до барди. Склад цукрів барди та гідролізату також різний. У барді містяться тільки пентозні цукри, в гідролізаті близько 20% цукрів складають пентози, близько 80% гексози. За поживною цінністю цукру та органічні кислоти нерівнозначні. Відомо, що цінність джерела вуглецю як живильної речовини для мікроорганізму залежить від ступеня окисленості атомів вуглецю, що входять до складу молекули цієї речовини. З цієї точки зору всі сполуки вуглецю за їхньою поживною цінністю можна розташувати наступним чином. Вуглекислота, де атом вуглецю повністю окислений, практично може бути джерелом енергії для мікроорганізмів. Використовувати її як будівельний матеріал мікроби можуть лише у присутності інших джерел енергії (наприклад, фотосинтезі). Органічні кислоти, до складу яких входить карбоксил, де три валентності насичені киснем і лише одна може окислюватися. Поживна цінність кислот залежить від радикалу. Такі кислоти, як мурашина та щавлева, практично не використовуються мікроорганізмами.

Оцтова кислота утилізується дріжджами, але вихід біомаси нижче, ніж при використанні цукрів. Цукру, які містять напівокислені атоми вуглецю, що входять до складу груп -СН 2 ОН, -СНОН-, = СОН-. Такі атоми найлегше піддаються окислювально-відновним перетворенням і тому речовини, що їх містять, представляють високу поживну цінність для дріжджів. Згідно з літературними даними вихід біомаси (абсолютно сухий) від цукрів може досягати 57-80%. Крім цукрів, сюди ж можна віднести в інші речовини, що містять спиртову групу-гліцерин, маніт, винну, лимонну кислоти в т. д. (газоподібні і парафінового ряду), вищі жирні кислоти, які можуть служити джерелом вуглецю для мікроорганізмів і конкретно для дріжджів. Крім того, вони не можуть без попереднього часткового окислення брати участь у реакціях усередині клітини, тому засвоєння таких речовин йде у дві стадії: спочатку вони окислюються, а потім вже напівокислені продукти використовуються клітиною. в результаті використання ах дріжджами рН (активна кислотність) середовища змінюється по-різному. точника азоту йде сильне підкислення культурального середовища; при переробці цукрів з аміачною водою середовище залишається нейтральним; при використанні дріжджами оцтової кислоти в комплексі з будь-яким джерелом азоту (сульфат амонію, аміачна вода) культуральне середовище (бражка) підлужується. Гідролізат у бардах відрізняються один від одного ще в різним вмістом у них шкідливих і корисних домішок. Барда - більш доброякісне і повноцінне середовище. Це пояснюється тим, що барда вже пройшла один біологічний цех - спиртовий, де частина шкідливих домішок гідролізату була адсорбована спиртовими дріжджами, частина зруйнована, частина зникла при відгоні спирту на бражній колоні. Крім того, за рахунок метаболізму спиртових дріжджів барда містить значну кількість біостимуляторів. Гідролізат їх практично не містить. У барді в перерахунку на цукор знаходиться значно більше мікроелементів, так як при рівній кількості елементів, що перейшли в ці середовища з деревини, вміст цукру в барді в 5-6 разів менше, ніж гідролізат. Всі ці особливості цих середовищ мають велике значення при вирощуванні дріжджів і повинні бути враховані при складанні режиму. Так, від типу середовища залежить вибір джерела азоту, кількість мінеральних добавок, вибір раси дріжджів (на барді можуть зростати всі дріжджі, на гідролізаті без добавки біостимуляторів – тільки автоауксотрофні дріжджі типу Сапаdidа sсottii, які самі синтезують біос з неорганічних речовин), вибір способу вирощування (Він визначається вмістом цукру в середовищі) та інші фактори.

2.4.2 Склад поживних солей

Для нормального розвитку дріжджів на будь-якому живильному середовищі необхідно, щоб це середовище містило джерела всіх елементів, що входять до складу дріжджової клітини. Щоб вихід дріжджів був максимальним, елементи у середовищі повинні бути в тій же пропорції, що і в дріжджовій клітині. Відповідно до закону Лібіха (закону мінімуму) вихід дріжджів визначається тим компонентом живильного середовища, який перебуває у нестачі. У гідролізному сировину елементи, необхідні дріжджів, перебувають у зовсім інший пропорції, ніж у самих дріжджах. Таких елементів, як азот та фосфор, у деревині міститься незначна кількість. Тому їх та деякі інші елементи живлення обов'язково слід додавати в гідролізні середовища. Добавка здійснюється як розчину мінеральних солей. Величина добавки тієї чи іншої солі розраховується в залежності від складу дріжджової маси, складу деревини, що використовується (або іншого рослинного матеріалу) і виходу дріжджів від вихідної сировини. Слід також передбачити деякий надлишок у витраті поживних солей, тому що невеликі кількості їх повинні обов'язково залишатися у бражці (культуральному середовищі) після вирощування дріжджів.

Елементарний склад дріжджів та деяких видів сировини Середні цифри елементарного складу дріжджів, що містять 55% білка, можуть бути прийняті наступними (в % від сухої речовини): вуглецю (С) 46 фосфору (у перерахунку на Р 2 О) 4% кисню (О ) 30 кальцію (у перерахунку на До 2 О) 2,5-2,9 водню (Н) 6,9 магнію (у перерахунку на МgО) .0,35-0,40 азоту (N) 8-9 кальцію (в перерахунку на СаО) 0,1 сірки (S) 0,2-1,4

У меншій кількості, ніж 0,1%, знаходяться в дріжджах такі елементи, як мідь, залізо, натрій, кремній, кобальт. Це звані мікроелементи. Загальний вміст золи у сухих дріжджах-6-10%. Зміст зольних елементів у деревині деяких порід наведено у таблиці № 2

Таблиця №2 "Зміст зольних елементів"

деревини	золи% абсот сухий деревини	Склад золи, % абс. Сухий деревини
		K 2 O	NaO	MgO	CaO	P 2 O 5	SO 3	SiO 2
Бук	0,55	0.09	0.02	0.06	0.31	0.03	0.01	0.03
Береза	0,26	0.03	0.02	0.02	0.15	0.02	0.01	0.01
Сосна	0,26	0.04	0.01	0.03	0.14	0.03	0.01	0.01

2.4.3 рН вирощування дріжджів

Слід розрізняти рН середовища, що надходить інокулятор для вирощування дріжджів (сусла), і рН бражки в інокуляторі, тобто рН, при якому ростуть дріжджі. Обидва параметри нерозрахункові, вони підбираються досвідченим шляхом. рН сусла вибирається виходячи з умов, які забезпечують найбільшу його доброякісність і найменшу агресивність, і навіть з умов розчинності окремих компонентів. Для сусла, одержуваного шляхом гідролізу рослинних матеріалів, прийнятий рН у межах 3,8-4,2. рН вирощування або рН бражки в інокуляторі обумовлюється зовсім іншими факторами, він повинен: гарантувати оптимальні умови розвитку дріжджів; не бути оптимальним для біологічних домішок, наприклад, таких як бактерії; бути оптимальним для підтримки розчиненому стані всіх компонентів сусла. рН, при якому дріжджі можуть існувати в розвитку, коливається в дуже широких межах: від 2,5 до 8,0. Ці межі сильно залежать від інших умов вирощування, таких як температура, доброякісність середовища, вік дріжджів, аерація. Оптимальний рН, тобто той, при якому дріжджі, швидко розвиваючись, дають високий вихід біомаси, лежить у набагато вужчих межах. При надто низьких та надто високих значеннях рН вихід дріжджів зменшується. Графічно залежність виходу дріжджів від рН можна уявити кривою з максимумом, як і зображено на рис. 4.

Для безперервного вирощування на гідролізних середовищах оптимум рН знаходиться між 3,8 - 5,4. Однак при рН більше 4,6 сильно знижується розчинність фосфорнокальцієвих солей, а також колоїднорозчинених гумінових кислот і лігніну; вони починають випадати в осад. Середовищ темніють, товарні дріжджі теж. При високому рН (5,0-5,4) добре розвиваються бактерії і тому зростає можливість зараження ними інокулятора. Тому рН при вирощуванні дріжджів на гідролізних середовищах приймають рівним 3,8-4,6, проте при виробничій необхідності допускається вирощування при рН 3,5-3,6, а також при рН 4,8-5,4.

2.4.4 Температура вирощування

Температура вирощування - нерозрахунковий параметр, який приймається залежно від обраної для культури дріжджів. Так само, як і рН, температура впливає вихід дріжджів від РВ і швидкість їх зростання. Залежність виходу температури аналогічна залежності його від рН: теж має максимум. При низькій температурі вихід зменшується через те, що збільшується витрата цукру на енергетичні процеси у клітині. При температурі вище оптимальної вихід швидко знижується, тому що виходять з ладу каталізатори біохімічних реакцій – ферменти. Як і інші білкові речовини при високій температурі, вони спочатку втрачають активність, а потім згортаються і перестають діяти. Біохімічні реакції так само, як і хімічні, прискорюються з підвищенням температури (при збільшенні температури на 10 ° С швидкість реакції зростає вдвічі). Тому вигідніше вести процес за більш високої температури: продуктивність апаратури буде більшою. Крім того, для виробництва велике значення має можливість працювати за високих температур, оскільки можна витрачати менше води для охолодження середовищ. Однак підвищувати температуру вирощування можна лише на 2-3°С порівняно з оптимальною для цієї раси дріжджами та після тривалої адаптації. Оптимуми температури (С) для прийнятих у промисловості культур лежать у таких межах. Сандіда sсоttii - 37-38 °; Сандіда tropicalis-34-36 °; Сандіда guilliermondii -34-36 °; Сандідаutilis-30-32°. Надмірне підвищення температури призводить до зниження вмісту білка в дріжджах. Вирощування при 40-42 ° С сприяє витіснення врожайних дріжджів домішками, внаслідок чого падає вихід товарної продукції.

3. Промислове застосування сухих дріжджів

У різних частинах земної кулі виробляють безліч спиртних напоїв. В основі виробництва більшості з них лежить зброджування цукрів дріжджами, а відмінності пов'язані з джерелом цукрів, що зброджуються, і з тим, чи переганяється продукт чи ні. Кінцева концентрація спирту при спиртовому бродінні може досягати 15%, як, наприклад, деяких бордоських винах. У таких кількостях етанол токсичний самих дріжджів, тому якщо необхідно збільшити рівень спирту, його концентрують з допомогою перегонки. Однак у більшості сортів вина та пива спирту не більше 10% зброджування цукрів.

При зброджуванні цукрів утворюється майже стільки ж вуглекислого газу, скільки і спирту:

З 6 Н 12 О 6 = 2С 2 О 5 Н + 2СО 2

Саме вуглекислий газ, що виробляється дріжджами, є продуктом, що має важливе значення для хлібопекарської промисловості. Тісто піднімається завдяки вуглекислому газу, що виділяють дріжджі, внесені в тісто при його замішуванні.

Для отримання хліба з рівномірною структурою суттєво, щоб дріжджі були розподілені по всьому тесту рівномірно. Дріжджі також надають хлібу запаху, проте ця властивість зазвичай не така істотна: при використанні сучасних активних штамів пекарських дріжджів необхідна кількість дріжджів настільки мала, що хліб з дріжджовим запахом зустрічається тепер рідко. Хоча в спиртовому виробництві вуглекислий газ є побічним продуктом, на ряді великих винокурних заводів його вловлюють, нагнітають під тиском у балони і продають у вигляді рідкого вуглекислого газу. Один із споживачів такого вуглекислого газу – промисловість, що виробляє напої: вуглекислий газ використовується тут для отримання шипучих напоїв. Це другий приклад економічної важливості такого продукту ферментації дріжджів, як вуглекислий газ. У ході кожного процесу ферментації кількість дріжджів збільшується в порівнянні з спочатку внесеним у культуру не менш ніж утричі. Цей надлишок дріжджів є ще один побічний продукт, який пішов би у відходи, не знайдись і йому застосування. Надлишок дріжджів від пивоваріння та виробництва спирту традиційно використовувався як пекарські дріжджі. Перевага надавалася дріжджам винокуренного виробництва, оскільки вони не мали присмаку хмелю, характерного для непромитих пивних дріжджів. Така практика, можливо, ще існує у багатьох країнах, однак у найбільш розвинених державах для хлібопекарської промисловості вирощують спеціальні дріжджі, тому для пивних дріжджів доводиться шукати інші застосування. Одне з важливих застосувань таких дріжджів полягає у приготуванні на їх основі гідролізатів та автолізатів, які служать як смакові добавки. «Відпрацьовані» дріжджі використовують також у виробництві кормів для тварин. Більшість дріжджів винокуренного виробництва в процесі перегонки руйнується і набуває вигляду густої коричневої рідини, званої бардою. Барда знаходить застосування у виробництві кормів для тварин, а у висушеному вигляді є джерелом поживних речовин та інших промислових мікробіологічних процесах. Зростання дріжджів в анаеробних умовах призводить до утворення великої кількості етанолу, але вихід дріжджових клітин на одиницю витраченого субстрату при цьому невисокий. Такі умови вирощування не годяться у тих випадках, коли необхідно отримати багато дріжджових клітин, - до подібних процесів відноситься виробництво пекарських дріжджів та дріжджової біомаси, що йде на корм тваринам. Найбільш високий вихід дріжджів досягається при вирощуванні їх в умовах ефективної аерації на середовищі, що містить низьку концентрацію цукрів. Наразі промисловий спирт отримують з нафти, однак у минулому його виробляли мікробіологічним шляхом. В даний час у такий спосіб доводиться отримувати тільки той спирт, який застосовується у харчовій промисловості та медицині. Крім алкогольних напоїв, сюди належить спирт, призначений для лікарських потреб, і спирт, що використовується як вихідна речовина у виробництві оцту.

Роль сухих дріжджів у виробництві алкогольних напоїв

В основі виробництва більшості спиртних напоїв, наприклад, пива, сидру, віскі, джину лежить процес ферментації (бродіння) дріжджів. На рис. 5, наприклад, наведено схему приготування пива.

Рис. 5 Пекарські сухі дріжджі та отримання біомаси

Основна мета виробництва пекарських дріжджів полягає у отриманні дріжджів, які з високою швидкістю виробляють у тесті вуглекислий газ; проте це виробництво можна розглядати як особливий процес накопичення біомаси. Оскільки пекарські дріжджі додають до борошна концентрації 1 % від ваги борошна, вони становлять важливе джерело мікробної біомаси в їжі людини. У Західній Європі кожна людина споживає з їжею близько 2 г дріжджового білка на тиждень. У табл.3 наведено амінокислотний склад та вміст вітамінів у пекарських дріжджах.

Хоча встановлено, що протягом багатьох років можуть служити гарною харчовою добавкою, вони, тим не менш, поступаються своїми поживними якостями тваринним білкам. Традиційне використання дріжджів у хлібопеченні призвело до того, що вони стали більш прийнятним джерелом їжі, ніж інші мікроорганізми. Незважаючи на те, що дріжджі, мабуть, не володіють якимось значним токсичним ефектом, вони все ж таки містять порівняно велику кількість нуклеїнових кислот. Високий вміст нуклеїнових кислот може спричинити підвищення рівня сечової кислоти в організмі людини, що веде до подагри; у зв'язку з цим рекомендується споживати трохи більше 30 р сухих дріжджів щодня. Виробництво пекарських дріжджів включає рішення низки дилем. Хоча пекарські дріжджі повинні функціонувати в анаеробних умовах, виробляти їх необхідно при гарній аерації, бо тільки так можна добитися більшого виходу дріжджових клітин, Отримані дріжджі повинні мати високу активність у тесті, а, крім того, добре зберігатися і (у разі використання сухих дріжджів) не втрачати своїх якостей при висушуванні. На жаль, штами, що виявляють найбільшу ефективність при бродінні, зазвичай гірше зберігаються і втрачають свою активність при висушуванні. Тому доводиться вибирати компромісні умови вирощування, щоб отримати пекарські дріжджі, які мають гарну активність і високу стабільність. Дріжджі вирощують у великих судинах при інтенсивному перемішуванні та аерації; в судини подається поживний розчин, що містить цукру, солі та вітаміни, - основою живильного середовища зазвичай служить меляса. Поживні речовини не додаються повністю на початку ферментації, а надходять до судин безперервно або порціями через короткі інтервали часу протягом усього процесу. Якщо додати відразу занадто багато цукру, рівень його в середовищі підвищиться, дріжджі перемикають свій метаболізм па бродіння і вихід дріжджових клітин зменшиться (див. гл. 3). Після завершення зростання дріжджі концентрують центрифугуванням і фільтрують; осад, що утворюється на фільтрі (кек), можна перетворювати на брикети пресованих дріжджів. Сухі дріжджі отримують висушуванням дріжджового кека у вальцьових сушарках, а останнім часом-на розпилювальних сушил до ах. Продукти з дріжджів

Автолізати та гідролізати

Дріжджові гідролізати та автолізати мають здатність надавати харчовим продуктам присмак м'яса (або посилювати такий смак), тому вони широко використовуються в харчовій промисловості для приготування супів та приправ, а також для надання смаку таким продуктам, як хрумка картопля. Гідролізати одержують, нагріваючи дріжджові клітини при 100°С у присутності НСІ до тих пір, поки більшість білків не гідролізується до амінокислот. Потім препарат нейтралізують NaОН, фільтрують і концентрують у вигляді густої пасти. Кінцевий продукт містить велику кількість солі, що утворилася під час нейтралізації кислоти. Автоліз відрізняється від гідролізу тим, що при автолізі руйнування клітинних компонентів - білків та нуклеїнових кислот - здійснюється під дією ферментів, синтезованих дріжджовою клітиною. Цей процес може протікати в природних умовах, але прискорюється при нагріванні до 50°С і додаванні солі. Автоліз зазвичай продовжується протягом одного дня: за цей час не менше половини білків клітини розщеплюється до амінокислот. Продукт потім фільтрують та концентрують у густу пасту. Ймовірно, смак м'яса, який характерний для дріжджових автолізатів, зумовлений амінокислотами та невеликими пептидами, що утворюються під дією протеаз у ході автолізу; у посиленні присмаку велику роль можуть грати і нуклеотиди, наприклад інозин-5'-монофосфат і гуанозів-5'-монофосфат.

4. Екологічна проблема, пов'язана з виробництвом сухих дріжджів, та шляхи її вирішення

Проблема очищення стічних вод у харчовій промисловості є виключно важливою. На дріжджових заводах основні промислові відходи складаються з відпрацьованого меласового сусла та промивних вод, що служать для охолодження та промивання готової продукції. Разом із стічними водами видаляється значна кількість органічних речовин. У табл. № 5 наведено склад виробничих стічних вод меласово-дріжджових заводів.

Таблиця № 5 Склад виробничих стічних вод

Кількість їх від 1 т дріжджів відповідає кількості побутових стічних вод, одержуваних від 4227 живильників.

Дослідженнями встановлено, що основним джерелом забруднення стічних вод є дріжджова бражка та спиртова барда. Біологічна потреба в кисні (БПК 5) дріжджовий бражка дорівнює 4600-5200 мгО 2 /, спиртової барди - близько 6000, тобто в два-три рази більше, ніж для загальнозаводського стоку, для якого БПК 5 становить 1400 - 1800 мг 2/л (табл.6)

Таблиця №6

Тому стічні води дріжджового виробництва перед спуском слід обробляти з метою очищення від органічних речовин та зниження їх окислюваності. Перед спуском у каналізацію складні з'єднання стічних вод, що складаються з вуглецю, водню та азоту, повинні бути окислені до простих сполук. Для очищення стічних вод застосовували різні способи. Спроба знешкодити їх хімічними методами - обробкою вапняним молоком, хлорним вапном, хлорним залізом, сірчанокислим закисним залізом, сірчанокислим амонієм, глиноземом - не увінчалася успіхом: у кращому випадку БПК 5 знижувався лише на 24-63%, тоді як по сани його для стічних вод – 500 мг/л. Економічно найефективніший метод очищення стічних вод активним осадом.

5. Перспективи розвитку дріжджового виробництва

У багатьох країнах світу промисловість виробляє велику кількість сухих дріжджів, що застосовуються або як інгредієнти продуктів харчування, або для поліпшення якості корму сільськогосподарських тварин. Дріжджі містять 50% білків, значну кількість вітамінів, особливо групи В і мають комплекс різних ферментів. У білку дріжджів виявлено майже всі амінокислоти, у тому числі й такі незамінні, як лізин, метіонін та триптофан. Сухі дріжджі та дріжджовий екстракт додають до харчових продуктів для покращення їх смаку та поживної цінності. Дріжджовий екстракт-це продукт автолізу дріжджів, багатий на амінокислоти. Цінною його якістю є те, що до смаку він схожий на м'ясо, що пояснюється наявністю речовин, що утворюються в результаті реакції певних амінокислот з цукром. Виробництво сухих кормових дріжджів нині зростає, особливо у східноєвропейських країнах. Вважається, що у світовому масштабі виробляється приблизно 250 000 т сухих кормових дріжджів, в основному з рідкого сульфітного лугу та деревних гідролізатів і меншою мірою з меляси та сироватки. У Японії з кормових дріжджів спочатку виділяють рибонуклеїнову кислоту, яка використовується як джерело ароматичних смакових речовин, що додаються в їжу. Решту, що залишився, використовується як корм з високим вмістом білка. В даний час населення світу становить приблизно 3,5 млрд. Передбачається, що в наступні роки населення світу значно збільшиться. Не можна бути впевненим, що вся сільськогосподарська продукція разом із видобутком риби зможе забезпечити відповідний приріст продуктів харчування. У майбутньому потреба у продуктах харчування ще більше збільшиться. Проблема в основному полягатиме у нестачі білка. Виробництво білка у формі сухих дріжджів вже не є великою технічною проблемою. За літературними даними (Нооег1iеЫе, 2000), дріжджова установка з 10 дріжджорослинними чанами загальною продуктивністю в 5000 м 2 може дати 100000 т сухих дріжджів на рік - еквівалент виходу білка з 90000 га. Серйозною проблемою, яка ще не вирішена, є прийнятність дріжджів як їжа. Люди приймають їжу не лише через її поживну цінність. Продукти харчування повинні мати відповідний смак, структуру, колір. Для того, щоб вирішити цю проблему, необхідна тісна співпраця між вченими та виробниками, що забезпечують виробництво дріжджів, та технологами, що працюють у галузі продуктів харчування. Деякі позитивні факти у цьому напрямі вже є. Добре приготовлені дріжджові автолізати вже широко застосовуються в деяких країнах як інгредієнти сухих супів та інших готових продуктів харчування, як замінники м'ясного екстракту. Основна увага, однак, має бути спрямована на перетворення дріжджів на продукт харчування з таким смаком та структурою, щоб він міг замінити тваринні білки. Певну роль у цьому мають відіграти вчені, зокрема й генетики-селекціонери, завдання яких полягатиме у виведенні штамів дріжджів із заздалегідь заданими властивостями. Цими властивостями можуть бути такі, як кількісне співвідношення різних амінокислот, вітамінів, ферментів вуглеводів, що відповідало б вимогам до продукту харчування. На закінчення можна висловити припущення, що дріжджі в майбутньому зможуть забезпечити людей білком, що не вистачає в їх харчуванні. З давніх-давен дріжджі супроводжують людину, виконують важливу роль у його харчуванні. Не може бути сумнівів у тому, що минуле та сьогодення дріжджів у житті людства дуже велике, а надалі буде ще важливішим і значнішим.

Список використаних джерел

1.Бери Девід Біологія дріжджів. - М: Харчова промисловість 1971-120 с.

2.Бочарова Н.М. Мікрофлора дріжджового виробництва. - М: Світ 1995-231с.

3.Косіков А.В. генетичні методи селекції дріжджів - М: Наука 1979-35с

4.Культура харчування/під. Редакцією професора О.І. Чаховського// Енциклопедичний довідник. – Мінськ: Білоруська енциклопедія, 1930-700с.

5. Енциклопедичний словник/Під. редакцією А.М. Прохоров.-М.: Радянська енциклопедія, 1990-т.2-672 с.

6. Боборенко Е.А. Отримання та виділення дріжджів. - М: Лісова промисловість, 1970-300с.

7. Аргунов С.В., Глазунов А.В., Капульцевич Г.Д. Особливості зростання дріжджів// Біотехнологія, 1993.- №5- с. 22-25

8. Плевако Є.А. Технологія дріжджів - М: Харчова промисловість, 1999-240 с.

9.Капульцевич Ю.Г. Близнюк К.М. Нова змішана культура дріжджів з урахуванням гідролізатів деревини// Біотехнологія,1999-№2-с.41

10. Голубєв В.І., Звягінцева І.С. Дріжджі у навколишньому середовищі людини// Мікробіологія, 1996-т52-№6-с.1025-28

11. Нейман Б.Я. Промисловість бактерій-М.: Знання, 1987-166с.

12. Кузнєцов В.А., Селезньова Л.А. Культура клітин. - М: Наука 1997-203с.

13. Голубєв В.І. Рендентифікація штамів дріжджів// Біотехнологія, 1999-№6-с.3-6

14. Матренічева В.В., Іванова А.А., Волкова О.Б. Хіміко-ферментативна обробка харчових волокон рослинної сировини// Харчова промисловість, 2004 №8

15. Палагіна К.К. Технологічні розрахунки дріжджового виробництва-М: Харчова промисловість, 1998-54 с.

16. Тулякова Т.Т. Пасхін В.Ю. Стабілізація біотехнологічних характеристик середовищ, під час виробництва сухих дріжджів// Харчова промисловість, 2005 №9-с.80-82

17. Бакланов А.А. Формування «Піраміди смаку» з використання дріжджових екстрактів// Харчова промисловість, 2006, №3-с.52

18. Internet // www. yandex.com

Характеристика продукції, сировини та напівфабрикатів.Дріжджі - одноклітинні мікроорганізми, що належать до класу грибів цукроміцетів. Дріжджова клітина містить у середньому 67 % води та 33 % сухої речовини. Суха речовина дріжджової клітини містить 37...50% білків, 35...40% вуглеводів, 1,2...2,5% сирого жиру та 6...10% зольних речовин.

Якість хлібопекарських дріжджів визначається вимогами технології хліба. Вони повинні мати щільну консистенцію, легко ламатися, мати сірий з жовтуватим відтінком кольори і характерний дріжджовий запах, прісний смак, вміст вологи не більше 75 %, кислотність (у перерахунку на оцтову кислоту) не більше 120 мг на 100 г дріжджів на день вироблення не більше 360 мг через 12 діб. Стійкість при температурі 35 ° С дріжджів, вироблених на дріжджових заводах, щонайменше 60 год, але в спиртових 48 год, підйомна сила (підйом тіста до 70 мм) трохи більше 70 хв.

Передбачається випуск сушених хлібопекарських дріжджів вищого та 1 сортів у вигляді гранул, вермішелі, круп або порошку від світло-жовтого до світло-коричневого кольору. Вміст вологи в дріжджах вищого ґатунку - 8%, у дріжджах 1 ґатунку - 10%. Підйом тесту до 70 мм для вищого ґатунку - 70 хв, для 1 ґатунку - 90 хв. Збереження з дня виробітку становить для сушених дріжджів не менше 12 міс для вищого ґатунку та 5 міс для 1 ґатунку.

Показники якості дріжджів, дріжджового молока (водної суспензії): концентрація дріжджів не менше 450 г/л у перерахунку на вологість 75 %, підйомна сила не більше 75 хв, кислотність не більше 120 мг на 100 г дріжджів на день вироблення та не більше через 72 год.

Особливості виробництва та споживання готової продукції. Дріжджове виробництво засноване на здатності дріжджових клітин (мікроорганізмів) рости та розмножуватися. В основі технології хлібопекарських дріжджів на дріжджових заводах лежать біохімічні процеси, пов'язані з перетворенням поживних речовин культурального середовища при активній аерації на клітинну речовину дріжджів. При аерації дріжджі окислюють цукор живильного середовища до води та діоксиду вуглецю (аеробне дихання). Теплова енергія, що виділилася при цьому, використовується дріжджами для синтезу клітинної речовини та обмінних процесів. В аеробних умовах у субстраті накопичуються значно більші біомаси, ніж при анаеробному диханні.

Склад та концентрація живильного середовища для культивування дріжджів зумовлює швидкість їх розмноження та кінцевий вихід продуктів. Для конструктивного та енергетичного обміну дріжджів використовують цукри, азотисті сполуки, зольні елементи та кисень повітря.

Хлібопекарські дріжджі культивують на меласних середовищах, розбавлених водою. Цукор такого середовища легко засвоюється дріжджами. Теоретичний вихід біомаси дріжджів з 75%-вим вмістом вологи знаходиться в межах 97... 117 % по відношенню до маси меляси, що містить 46 % цукру. У заводських умовах вихід дріжджів становить лише 68...92%.

Дріжджі використовують у хлібопеченні як збудник спиртового бродіння та розпушувачів тіста. Їх застосовують також для отримання квасу, вітамінів, лікарських препаратів та поживних середовищ. На дріжджових заводах виробляють пресовані та сушені дріжджі, а також дріжджове молоко. На меласково-спиртових заводах одержують тільки пресовані дріжджі. Рідкі дріжджі та хлібні закваски готують безпосередньо на хлібозаводах.

На меласково-спиртових заводах виробляють 15% хлібопекарських дріжджів від їхнього загального випуску. Ці дріжджі отримують як відходи виробництва при сепарації зрілої спиртової бражки, в 1 м 3 якої міститься 18 ... 35 кг дріжджів. Вихід пресованих дріжджів становить до 3,5 кг на 1 дал спирту. Собівартість хлібопекарських дріжджів, одержуваних на спиртових заводах, на 30% нижче, ніж дріжджових.

Стадії технологічного процесу.Процес отримання хлібопекарських дріжджів на дріжджових заводах складається з наступних стадій:

Приготування живильного середовища;

Вирощування маткових та товарних дріжджів;

Виділення товарних дріжджів із дріжджової суспензії;

Формування та упаковка пресованих дріжджів;

Сушіння дріжджів.

Отримання дріжджів із спиртової бражки на спиртових заводах складається із стадій:

Виділення дріжджів із зрілої бражки сепаруванням;

Промивання та концентрування дріжджової суспензії;

Дозрівання дріжджів;

Остаточне промивання та концентрування дріжджів;

Пресування, формування та пакування дріжджів;

Зберігання.

Характеристика комплексів устатковання.Лінія починається з комплексу обладнання для обробки сировини, що складається з апаратів для приготування живильних середовищ, сепараторів-кларифікаторів для меляси та пароконтактних установок для стерилізації.

Провідний комплекс лінії являють дріжджоростільні апарати, забезпечені аераційною системою для насичення суспензії киснем, і повітродувні машини.

Наступний комплекс лінії складається з апаратів для виділення дріжджів, у складі якого є дріжджові сепаратори, фільтр-преси та барабанні вакуум-фільтри.

Найбільш енергоємним комплексом обладнання лінії є сушильні установки, представлені конвеєрними стрічковими сушарками, установками з віброкиплячим шаром, а також вакуумними та сублімаційними сушарками.

Завершальний комплекс обладнання лінії складається з машин для формування та загортання брикетів дріжджів.

На рис. представлено машинно-апаратурну схему лінії виробництва хлібопекарських дріжджів.

Рис. Машинно-апаратурна схема лінії виробництва хлібопекарських дріжджів

Пристрій та принцип дії лінії.Зі збірки 1 меляса насосом 2 направляється в розсиропник 3, в якому вона розбавляється гарячою водою (90 °С), витримується 30 хв і подається на кларифікатор 5 де звільняється від механічних домішок. Освітлене сусло нагрівають до 120 °С в пластинчастому теплообміннику 4, витримують 30 с, охолоджують до 80 °З і направляють в припливний збірник 6, звідки подають в дріжджоростильні апарати (8 - попередній дріжджоростільний апарат; 9, 10, 1 , II та II стадії маткових дріжджів). Освітлення та стерилізація здійснюються в безперервному режимі.

Мінеральні солі (діамонійфосфат, сульфат магнію, дестіобіотин та ін.) розчиняють у бачку 7 і направляють в апарати для розмноження дріжджів 8п21 у певних кількостях.

Вирощування хлібопекарських дріжджів складається з отримання маткових та товарних дріжджів. Маткові дріжджі чистої культури готують у кількості, що забезпечує засів безпосередньо у товарний апарат 21, і зберігають у вигляді дріжджового молока при температурі 2 °С. Перед засівом товарний апарат 21 маткові дріжджі піддають жорсткій обробці при рН 1,8...2,0 протягом 30 хв. Товарні дріжджі одержують за періодичною схемою без відборів середовища.

Відмінності в технології пресованих і сушених дріжджів виявляються починаючи з виділення та підготовки штаму до отримання товарної продукції. Вони перебувають у питомій швидкості зростання, засівів, тривалості вирощування та концентрації середовищ.

Вирослі маткові та товарні дріжджі виділяють з дріжджової суспензії, промивають холодною водою і згущують у сепараторах 12, 14, 16 відповідно I, II, III ступені маткових та товарних дріжджів. Дріжджове молоко після III ступеня сепарації маткових та товарних дріжджів збирається до збірки 17, звідки направляється відповідно до збірників 18 та 22 - маточного та товарного дріжджового молока. Для промивання дріжджів використовують спеціальні промивні бачки 13 і 15. Кислотну обробку маткових дріжджів перед засівом проводять у збірнику 19, куди з мірника 20 дозується сірчана кислота.

Остаточне виділення товарних дріжджів з дріжджового молока відбувається у вакуум-фільтрі 24, попередньо обробленому розчином кухонної солі зі збірки 23. Пластини дріжджів з вакуум-фільтра 24 потрапляють у сушарку для дріжджів 26 через шнек 25, при цьому пилу. дріжджі формуються в брикети та упаковуються.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Однокласники

Google+