Получение прессованных дрожжей

Производство дрожжей происходит в три стадии: приготовление питательной среды, выращивание дрожжей, выделение дрожжей.

Сырьем при производстве прессованных дрожжей является меласса, которая является отходом свеклосахарного производства при центрифугировании утфеля 2 продукта. Она представляет собой сиропообразную жидкость темно-бурого цвета со специфическим вкусом и запахом, содержащую 60-80% сухих веществ, главной составной частью, которой является сахароза.

Состав патоки: 40-54% - сбраживаемые сахара21-32% - несахара: неорганические соли и азотистые вещества.8-10% - зола: карбонаты, хлориды, азотнокислые, сернокислые, фосфорнокислые соли калия, натрия, магния, кальция, железа, аммония.

Из всех азотистых соединений дрожжевые клетки способны ассимилировать только азот аминокислот. Меласса содержит термоустойчивые витамины биотин и пантотеновую кислоту, являющиеся стимуляторами роста клеток. Содержатся также вредные примеси: красящие вещества, нитраты, летучие кислоты. Меласса обсеменена микроорганизмами.

Для обогащения питательной среды азотом, фосфором, магнием используют минеральные соли: сульфат аммония, диаммонийфосфат, ортофосфорную кислоту, хлорид калия, сульфат магния, мочевину, карбоксид.

В качестве веществ, активизирующих рост клеток и размножение используют кукурузный и пшеничный экстракты, биотин, вытяжку из солодовых ростков.

Подготовка мелассы состоит в осветлении, при котором происходит выделение из нее коллоидов, окрашенных продуктов (гуминовых веществ) и микроорганизмов. Процесс состоит в растворении, антисептировании, подкислении, а затем выделении осадка центрифугированием или фильтрованием.

Меласса должна содержать не менее 75% св, не менее 43% сахаров, рн – 6,5 –8,5.

Выращивание дрожжей

Применяют различные схемы выращивания дрожжей.

По всем схемам процесс ведется в три генерации:

- генерация а – получение маточных дрожжей чистой (чк) и естественно- чистой культуры (ечк);

- генерация б – получение засевных дрожжей;

- генерация в – выращивание товарных дрожжей.

Получение маточных дрожжей. Маточными называют дрожжи, используемые для засева питательной среды при получении засевных дрожжей.

Маточные дрожжи чистой культуры выращивают сначала в лабораторных условиях, а затем в цехе чистых культур.

Чистая культура дрожжей – дрожжи, не содержащие никаких других микроорганизмов, кроме дрожжевых клеток определенной расы. Их размножение начинается с одной клетки и ведется до накопления определенной массы в строго стерильных условиях ступенчато, обычно при десятикратном увеличении питательной среды (сусла) в каждой последующей ступени.

В лаборатории их размножают в 4 стадии, в трех стадиях питательной средой является солодовое сусло, в четвертой – смесь сусла и мелассы.

Продолжительность выращивания дрожжей 16-24 при 26-30⁰с без аэрирования. В результате лабораторной стадии размножения дрожжей получают около 14 л дрожжевой разводки, содержащей 0,6 кг дрожжей влажностью 75%. Далее процесс накопления дрожжей продолжают в цехе чистых культур (четыре стадии).

В трех стадиях проводят аэрацию, увеличивающуюся от стадии к стадии. В последней стадии выращивания осуществляют постоянную аэрацию. Дрожжи чистой культуры выделяют из культуральной среды, промывают холодной водой и сгущают на сепараторе. Полученное дрожжевое молоко содержит 300-600 г дрожжей в 1 л.

Дрожжи естественно-чистой культуры получают в две стадии.

В 1 стадии дрожжи чк обрабатывают серной кислотой (очистка от посторонней микрофлоры) и засевают в растильный аппарат с питательной средой при 30⁰с и рн среды 4,5 при постоянной аэрации.

Во 2 стадии дрожжи, выращенные в 1 стадии вместе с культуральной средой попадают в производственный аппарат с питательной средой. На этой стадии выращивание маточных дрожжей заканчивается. Дрожжи хранят в виде дрожжевого молока или обезвоживают на фильтрах до влажности 75% и хранят при 2-4⁰с. По мере необходимости их расходуют для производства засевных дрожжей.

Получение засевных дрожжей

Засевные – дрожжи, служащие посевным материалом при получении товарных дрожжей. Выращивание происходит в две стадии. В 1 стадии выращивают засевные дрожжи (генерация б), а во 2 товарные – товарные дрожжи (генерация в). Выращивание засевных дрожжей происходит в дрожжерастильном аппарате 8-17 ч воздушно-приточным способом, который предусматривает постепенный приток питательных веществ в аппарат (мелассы, азот - и фосфоросодержащих солей) и постоянную аэрацию культуральной среды.

По окончании выращивания засевные дрожжи немедленно подают для засева в аппарат для выращивания товарных дрожжей.

Производство товарных дрожжей

Товарные дрожжи – продукт, готовый к использованию, отвечающий требованиям стандарта. Их получают в дрожжерастильных аппаратах вместимостью 100 м³ воздушно-приточным способом. Процесс длится 12-20 ч и подразделяется на 2 периода: накопительный – рост и размножение клеток; отборочный - дозревание клеток.

Во время дозревания ферментные системы клетки перестраиваются с активного синтеза биомассы на обменные процессы, поддерживающие лишь жизнедеятельность клетки. Дозревшие в отборочном чане дрожжи поступают на сепараторы для выделения их из культуральной среды.

Выделение дрожжей

Дрожжи из бражки выделяют на сепараторах, обычно используют трехступенчатое сепарирование, предусматривающее отделение бражки, промывание дрожжей и сгущение дрожжевого молока.

Полученное дрожжевое молоко (4-6⁰С) подается на фильтры-прессы или вакуум-фильтры для удаления остатков промывной воды. Далее они поступают на формовочную машину и упаковочную машины.

Хранение дрожжей

При хранении дрожжи находятся в состоянии анабиоза, но обменные процессы, дыхательная функция не прекращается. При дыхании происходит ферментативное расщепление резервных питательных веществ – трегалозы и растворимой фракции гликогена.

Чем больше в дрожжах трегалозы, тем лучше они сохраняют качество. После потребления всего количества трегалозы и гликогена дрожжи расщепляют белки, наступает автолиз клетки, и они портятся.

Деятельность ферментов и активность посторонней микрофлоры в большой степени зависят от температуры хранения. Оптимальные: 1-4⁰С, относительная влажность воздуха 82-96%.

Замороженные дрожжи следует оттаивать постепенно при 4-6⁰С.

3.5. Требования к качеству прессованных дрожжей

Дрожжи должны иметь высокую бродильную активность, быстро сбраживать сахара теста. Способность дрожжей сбраживать сахара определяется по зимазной активности и подъемной силе. О способности дрожжей сбраживать мальтозу судят по мальтазной активности, наряду с показателем подъемной силы дрожжи должны иметь показатель кислотности и стойкости при хранении в соответствии с гост. На стойкость дрожжей при хранении оказывает влияние их влажность, присутствии несахаромицетов, химический состав (с увеличением содержания белка и влажности стойкость их понижается). Гарантированный срок хранения прессованных дрожжей при 4^оС –12 суток.

Кроме того, большое значение имеет осмочуствительность - свойство прессованных дрожжей снижать бродильную активность в средах с повышенным осмотическим давлением. Определение этого показателя не предусмотрено ГОСТом. Однако оно проводится с целью выявления пригодности данной партии дрожжей при выработке сдобных изделий с высоким содержанием сахара, который повышает осмотическое давление.

Дрожжи должны обладать низкой осмочувствительностью, хорошо переносит высокие концентрации сахара и соли в среде.

Важным показателем является стойкость дрожжей при хранении. Хлебопекарные дрожжи, отвечающие требованиям стандарта, должны иметь сероватый с желтым оттенком цвет, без темных пятен на поверхности. Консистенция дрожжей плотная, они должны легко ломаться, а не мазаться.

Запах и вкус дрожжей – без запаха плесени. Влажность – не более 75%, подъемная сила – 70 мин, кислотность 100 г дрожжей в день выработки – не более 120 мг уксусной кислоты, стойкость при хранении – не менее 48 часов.

Производство солода

Последовательность основных технологических операций получения солода: очистка зерна, сортирование, мойка и дезинфекция, замачивание, солодоращение, ферментирование, сушка свежепроросшего солода, отделение ростков, полирование солода, выдерживание сухого солода, размол, упаковка и хранение.

Замачивание зерна. При производстве неферментированного ржаного солода зерно замачивают до влажности 40-42, ферментированного – 43-45, пивоваренного ячменного светлого – 43-45, темного – 45-47%.

При влажности, превышающей 15%, в зерне появляется свободная вода, в которой растворяются питательные вещества и перемещаются к зародышу, ферменты из алейронового слоя и зародыша с водой переносятся в эндосперм. Интенсифицируются биохимические процессы. В результате ферментативного гидролиза составляющих эндосперма накапливаются растворимые вещества, усваиваемые зародышем, активизируется его развитие.

Оптимальная температура для замачивания зерна – 12-14⁰С, при которой не происходит развитие микроорганизмов. Ячмень замачивают 2 суток, рожь – 1 сутки.

Зерно считается хорошо замоченным, если при легком сжимании не чувствуются жесткая структура зерна.

Проращивание зерна. Цель проращивания зерна – активация и новообразование в нем ферментов, максимальное превращение высокомолекулярных соединений зерна в результате их ферментативного гидролиза в водорастворимые вещества.

Прорастание происходит при достаточно высокой влажности зерна, благоприятной температуре и доступе воздуха.

Развитие зародыша начинается уже на стадии замачивания, при достижении зерном влажности 35-40% появляется «глазок». Активное прорастание происходит при влажности зерна 43-48%, которая должна сохраняться весь период прорастания при температуре –12-18⁰С.

Проращивание зерна сопровождается энергичным дыханием. Основной энергетический материал для дыхания – углеводы.

В присутствии кислорода при дыхании сахара зерна под действием комплекса ферментов оксидаз окисляются до диоксида углерода и воды с выделением тепла. Приток кислорода стимулирует дыхание, а накапливающийся диоксид углерода замедляет его. Выделение тепла при дыхании вызывает повышение температуры в слое прорастающего зерна. Проводят аэрацию прорастающей зерновой массы воздухом, чтобы обеспечить ее кислородом и отводить выделяющееся тепло.

Для получения светлого ячменного солода зерно проращивают 7-8 суток, темного – 9, светлого ржаного – 5-6, красного – 4-5.

Для предупреждения развития посторонней микрофлоры опрыскивается помещение и солод 0,25% раствором формалина.

При проращивании происходят следующие процессы.

Морфологические превращения в зерне

С развитием зародыша появляются корешки и лепесток. Под действием комплекса ферментов зерна смягчаются и истончаются стенки алейронового слоя, гидролизуются составляющие стенок эндосперма, т.е. они, растворяются и крахмальные зерна лежат свободно. Эндосперм становится рыхлым.

Биохимические превращения в зерне

Они характеризуются активацией и образованием ферментов, гидролитическим расщеплением высокомолекулярных соединений зерна.

Уже при замачивании зерна увеличивается активность протеолитических ферментов. Белки зерна под действием протеолитических ферментов претерпевают глубокие изменения. До 40% белков становятся водорастворимыми, в зерне накапливаются пептоны, пептиды, аминокислоты.

В результате гидролиза белков связанные с ними ферменты переходят в свободное активное состояние. Образуются и новые ферменты. Происходит интенсивное накопление a- амилазы, увеличивается активность b- амилазы. Активность амилолитических ферментов увеличивается в 3-5 раз. В результате гидролиза крахмала образуется смесь олигосахаридов, декстринов и моносахаридов. Часть сахаров используется при дыхании и для образования новых клеток в процессе развития зародыша, остальные накапливаются в виде свободных сахаров и придают солоду сладкий вкус. Содержание сахаров в 3-4 раза выше, чем в исходном зерне.

Увеличивается активность и цитолитических ферментов, под действием последних разрушаются стенки алейронового слоя и эндосперма. Этот процесс называется цитолизом.

Увеличивается активность фермента липазы, и жиры расщепляются на глицирин и свободные карбоновые кислоты

В 7-10 раз увеличивается активность фосфотаз, которые расщепляют фосфороорганические соединения на неорганические фосфаты и органические вещества, активизируются ферменты окислительного действия.

В результате ферментативных процессов, накопления органических кислот, азотистых веществ и фосфатов увеличивается титруемая кислотность проращиваемого зерна в 2 раза, масса водорастворимых веществ – в 2 раза.