Как производят дрожжи хлебопекарные. Производство хлебопекарных дрожжей

Дрожжи представляют собой живые организмы, которые издавна культивируются людьми и используются для приготовления еды и напитков. Если спросить, из чего делают дрожжи, то ответить одним словом будет невозможно. Дело в том, что они существовали на земле ещё до зарождения человеческой цивилизации.

Уникальные микроорганизмы

Дрожжи - это живые микроорганизмы, способные питаться и размножаться. Они очень чувствительны к перепадам температур и составу пищи.

Дрожжевые грибы существуют в природе повсюду. Они питаются биологическим сырьём, и в процессе метаболизма, то есть брожения, вырабатывают новые химические соединения. Количество этих микроорганизмов в природе настолько велико, что если сравнивать его с численностью песчинок в морях и на суше, то дрожжевых спор будет во много раз больше. Стоит ли говорить, что и разновидностей дрожжевых грибов также существует великое множество. Одни полезны для нашего здоровья, а другие - вредны. Все живые дрожжи интенсивно выделяют углекислый газ и спиртовые фракции.

Виды мицетов, используемые в производстве теста для хлеба

В пищевой, а в нашем случае в хлебопекарной промышленности, используют лишь некоторые виды, а именно те, которые, поедая питательный субстрат, выделяют большое количество углекислого газа. Именно благодаря пузырькам этого газа хлеб и получается пористым. Его качество даже определяют по тому, как ведёт себя буханка, если сжать её до соединения противоположных сторон и отпустить. Если она расправится до первоначального состояния - это значит, что хлеб качественный.

Дрожжей данного класса тоже немало. В современной хлебопекарной промышленности для изготовления мягкого хлеба чаще всего применяют грибы из семейства сахаромицетов.

Хлебопекарные дрожжи и закваска

Из чего делают дрожжи для выпечки хлеба, знает каждый хлебопёк. Разговор о хлебных дрожжах правильнее всего начинать с рассказа о закваске. О ней упоминается в древних книгах, насчитывающих возраст в несколько тысячелетий. Закваска и хлебопекарные дрожжи - суть одно и то же. Хлебная закваска - это продукт, отношение к которому всегда было особенно бережным. Все действия с ней окружались многими приметами и ритуалами. Продукты, из которых делали первоначальную закваску, выбирали особо тщательно. Наиболее удачную хранили и культивировали, передавая из поколения в поколение.

Качественный хлеб - гарантия хорошего здоровья

Дело в том, что разные виды грибов существуют при различных условиях. И даже если тесто из дрожжей, выведенных на одном и том же сырье, окажется очень вкусным, это не значит, что данная закваска при следующем использовании проявит себя аналогично. Всегда есть вероятность, что первоначальная грибная культура заменилась новой. Это не видно невооружённым глазом, но следующая партия хлеба может оказаться невкусной и даже вредной для здоровья. Не случайно в давние времена одним из способов уничтожить вражеское племя или иное сообщество был такой. Лазутчик проникал в стан врага и портил закваску, поскольку считалось, что хлеб и вода - наиважнейшая пища для человека. От качества двух этих продуктов зависит здоровье и жизнь. Что дрожжевые грибы делают с продуктом? Они меняют его вид, консистенцию, состав и свойства. Чтобы понять механизм их работы, надо разобраться, как и из чего делают дрожжи хлебопекарные.

Закваска из хмеля

Возьмите один стакан шишек хмеля, залейте двумя стаканами воды и поставьте на огонь. Варите до тех пор, пока объём жидкости не сократится вдвое. Остудите до 37-40 градусов и процедите. В хмелевой отвар положите одну-две столовые ложки сахара и половину стакана муки. Накройте марлей. Это нужно для того, чтобы дрожжи получали кислород, в противном случае они погибнут. Поставьте ёмкость в сухое тёплое место вдали от прямых солнечных лучей и сквозняков. Через два дня у вас вырастет культура хлебопекарных дрожжей, та самая закваска, которую, беря понемногу, можно многократно использовать в хлебопечении. Обычно на 1 кг муки требуется от 50 до 100 г закваски.

Необыкновенно вкусным получается хлеб на закваске из ячменного солода с мёдом и хмелем. Солод - это мука, смолотая из пророщенных и высушенных зёрен. Микробиологический состав ее принципиально отличается от состава муки из отшлифованного зерна.

Секрет вкусного пива - солод, хмель и дрожжи

Хмель и ячменный солод - это то, из чего делают пивные дрожжи. Процесс пивоварения чрезвычайно прост. Цельное ячменное зерно замачивают для проращивания. Ржаное зерно - это также то, из чего делают дрожжи для пива. Однако, благодаря специфическому вкусу, чаще используют ячмень. Проращивать нужно обязательно. Непророщенное зерно дрожжи не любят - в нём много крахмала и мало сахара. При активизации зародыша, то есть проращивании, в зерне активизируется присутствующая в нём аминокислота - амилаза. Амилаза и гидролизует крахмал в удобоваримый для грибов сахар. Проросшее зерно, называемое солодом, некоторое время выдерживают в покое для обеспечения наиболее полной ферментации, затем размалывают, смешивают с водой и варят с добавлением шишек хмеля. Получается сусло - отличный корм для пивных дрожжей.

Для пива используют два вида дрожжей. Одни сбраживают напиток на поверхности и живут при температуре +14-25 градусов Цельсия. Эти так называемые верховые дрожжи образуют на поверхности сусла пенную шапку. По окончании процесса ферментированная верховыми дрожжами масса опускается на дно. Там начинает работу другая колония - низовые дрожжи. Они работают в более холодных условиях - при температуре от +6 до +10 градусов.

Непростое искусство пекаря

В старину, до появления электрических печей и холодильников, процесс приготовления хлеба и сохранения закваски был почти таинством. Закваску не давали в долг, а когда делали хлеб (процесс этот занимал не менее двух дней), то старались не шуметь, не хлопать дверьми и заслонками. Следили за опарой, чтобы успевать вовремя обмять её и не дать закиснуть. Несоблюдение положенных условий чревато развитием другой дрожжевой культуры, поскольку для разных дрожжей нужна разная температура, плотность и состав питательного субстрата. Полезные дрожжи могут смениться вредными. Считалось, что у плохого человека хлеб всегда невкусный. Хлеб старались покупать только у определённого мастера.

Дрожжи - источник необходимых для здоровья витаминов

Дрожжи таким образом ферментируют хлебную основу, что она меняется и по химическому составу. Хороший хлеб состоит только из муки, воды и закваски, в которой присутствует незначительное количество сахара для Приятный вкус хлеба - следствие ферментации муки дрожжами. Дрожжи обогащают хлеб витаминами группы В и витамином Д. При выпекании в русской печи, большинство полезных веществ сохранялось. Неясно, было ли это известно в старину, но температура печи имела три характеристики - до, после и во время выпекания. Мягкий равномерный жар во время приготовления хлебов был ниже температуры кипения воды. При очень большом жаре продукт подгорает снаружи и не пропекается внутри.

Современные сухие дрожжи, в отличие от закваски, очень удобны, так как менее капризны и более устойчивы. Испечь из них превосходный хлеб сможет даже неопытная хозяйка. В связи с этим возникает закономерный вопрос: «А из чего делают сухие дрожжи?»

Сахар, вода, воздух и температура 30-50 градусов - оптимальная среда для сахаромицетов

Поскольку дрожжи - это живые организмы, то их, по большому счёту, не делают, а выращивают из обычных, применяемых при изготовления хлеба дрожжевых грибов - сахаромицетов, то есть бактерий, питающихся сладким - сахаром, сахарозой, фруктозой и т. д. На заводах для корма хлебопекарных дрожжей используют отходы свекловичной массы - мелассу. Сахарная свёкла - это то, из чего делают сырые дрожжи на отечественных предприятиях.

Меласса

Дрожжевые грибы очень быстро растут на этом продукте. Меласса, её ещё называют чёрной патокой, представляет собой густую вязкую жидкость очень тёмного цвета. На одной тонне субстрата вырастает до 750 кг дрожжей. Меласса из свёклы или сахарного тростника - то, из чего делают дрожжи хлебопекарные прессованные, а также инстантные. В настоящее время, при больших объёмах производства и высоком спросе на готовые дрожжи, это самые распространённые основы для выращивания сахаромицетов. Однако данные грибы могут хорошо расти и на другом богатом природными сахарами. Если использовать крахмалистый субстрат - картофель или зерно, то его следует подвергать ферментации.

Безопасность современного продукта для поднятия теста

Таким образом, очевидно: то, из чего делают дрожжи хлебопекарные на современных производствах, не представляет никакого вреда для здоровья. При правильном хранении и применении современных сухих быстродействующих дрожжей можно не опасаться, что в них разовьются новые, вредные для здоровья культуры, ведь в пищевых производствах используют только те дрожжи, которые хорошо исследованы на предмет устойчивости к различным трансформациям. Более того, они значительно более безопасны, чем "мокрая" закваска, приготовленная в домашних условиях. В сухих дрожжах метаболические процессы находятся в статичном состоянии. Метаболизм начинается только при добавлении сахара и жидкости - воды или молока.

Разобравшись с тем, из чего делают дрожжи для выпечки хлеба, предстоит решить, каким отдать предпочтение - сырым прессованным или сухим быстрорастворимым (инстантным).

Прессованные

Выращенная на мелассе дрожжевая масса сепарируется, то есть отцеживается. В дрожжи добавляется вода и снова сепарируется. В результате нескольких процедур дрожжевая масса приобретает сероватый цвет и вязкую консистенцию. Вакуумный аппарат удаляет лишнюю влагу. Этот процесс называется возгонкой. Полученное серое, пластичное, глиноподобное вещество охлаждается, разделяется на порции, формируется в брикеты, упаковывается в и поступает в продажу. Хранить такой продукт следует в холодильнике при температуре минус 2 градуса по Цельсию и влажности окружающей среды около 72-75%. Срок хранения - 12 дней. В розничной продаже такие дрожжи в наше время найти можно не всегда. В таком случае хочется узнать, из чего делают если они представляют собой столь редкий товар. Ведь мы очень часто склонны думать, что продукты, украшавшие прилавки магазинов лет 20 назад, были гораздо лучше, чем нынешние. Возможно, что это и так, но только не в отношении дрожжей.

Оказывается, дело те не том, из чего делают дрожжи хлебопекарные прессованные, а в том, что они крайне неудобны в эксплуатации. Выдержать необходимую влажность и температуру в условиях сухого холода современного бытового холодильника крайне сложно. Срок в 12 дней также ограничивает домохозяйку. Обычно выпечкой из дрожжевого теста занимаются по выходным. Целой пачки прессованных дрожжей для одного раза слишком много. Для семьи из 4-х человек, даже с приглашенными гостями, половины пачки более чем достаточно, а до следующих выходных такие дрожжи сохранить активными невозможно.

Сухие

Давно и прочно заняли место на наших кухнях. Надо сказать, что, несмотря на современные электронные технологии, которые используются производителями данного продукта, сухие дрожжи были известны ещё в дохристианские времена, когда закваску высушивали, чтобы сохранить её при перевозке на дальнее расстояние. То, из чего делают сухие дрожжи, ничем не отличается от того, из чего делают прессованные. Это та же сладкая патока и, собственно, сами сахаромицеты.

Процесс их изготовления более долог, потому что выращенную и частично обезвоженную дрожжевую массу следует досушить и превратить в гранулы. Существует три вида сухих дрожжей. Это сухие активные дрожжи, сухие активные быстрорастворимые и сухие активные быстрорастворимые инстантные. Сахарная патока и сахаромицеты - то, из чего делают быстрые дрожжи. Различается только технология обезвоживания. Если для обычных сухих дрожжей используется низкотемпературная сушка по технологии русской печки, то быстрорастворимые сушат в вакууме методом возгонки. При первом способе высушивания получается продукт с довольно слабой жизненной активностью. Несмотря на то что срок жизни таких дрожжей - 12 месяцев, они едва дотягивают до его окончания, настолько существенно теряя свойство сбраживать сдобу, что их можно советовать покупать только в начале заявленного на упаковке срока годности. Поэтому, читая сопроводительную надпись на упаковке, внимательно изучайте не только информацию о том, из чего делают дрожжи хлебопекарные, состав продукта, его калорийность, название компании-производителя, но и дату изготовления дрожжей, и срок их действия.

Эмульгаторы и антиоксиданты

Если вы против добавления в продукт эмульгаторов и антиоксидантов, то используйте прессованные дрожжи или закваску. Однако не забывайте, что и в них возможно присутствие неполезной для здоровья микрофлоры и химических элементов. Эмульгаторы добавляют в сырую дрожжевую массу перед высушиванием. Вся густая масса разливается по поддону в вакуумной камере. Там создаётся вибрация, она разделяет высушиваемый субстрат на мелкие фракции, которые затем расфасовываются в Эмульгатор и антиоксидант добавляют в дрожжи для предотвращения нежелательного роста грибов и против их слипания до того, как они найдут применение в тесте. Не нужно думать, что данные добавки включают в состав с целью навредить нашему здоровью. Такое мнение глубоко ошибочно и очень сильно отдаёт дилетантизмом и «дворовой компетентностью» в вопросах молекулярной химии. Иногда можно услышать даже такое: «Все прекрасно знают, из чего делают дрожжи. Состав хороших дрожжей - это только сахаромицеты и больше ничего!» Однако даже в прессованные дрожжи наливают растительное масло, чтобы они не начали активно размножаться до того, как попадут в сладкий раствор. Поинтересовавшись, из чего делают сухие дрожжи (состав описан на упаковке), вы можете увидеть, что продукт содержит дрожжи натуральные, эмульгатор Е 491, антиоксидант Е 320, крахмал или регидратант. Те случаи, где в состав сухих дрожжей входят только дрожжи и больше ничего, говорят лишь о том, что производитель не указал полную информацию о составе своего продукта, а отнюдь не об отсутствии стабилизирующих и дезинфицирующих примесей. Люди, обладающие чувством юмора, говорят, что страх перед едой может убить гораздо быстрее, чем сама еда. Это относится и к пищевым добавкам.

Готовить хлеб из теста, замешанного на быстрорастворимых инстантных дрожжах, одно удовольствие. Очень хорошо зарекомендовали себя быстрорастворимые дрожжи «Саф-момент». Зная, из чего делают дрожжи «Саф-момент», а это указано на этикетке, испытываешь гораздо больше доверия к производителю, чем если бы он не написал, что для контроля уровня влажности в дрожжевую массу введён регидратант. Эти дрожжи можно не разводить в сладком молоке или сахарном сиропе. Они прекрасно поднимут тесто, если высыпать их прямо в муку или вмесить в готовое тесто.

Ода сахаромицетам и вакууму

Что предпочесть - дрожжи или закваску, каждый решает для себя сам. Однако из чего делают дрожжи, мы разобрались. На сахарной патоке очень трудно, а точнее невозможно вырастить не сахаромицеты, а какие-либо опасные для здоровья грибы. Спирт и углекислота, выделяемые этими маленькими тружениками, уничтожают болезнетворную микрофлору, а вакуумная возгонка и герметичная упаковка гарантируют отсутствие антисанитарных примесей. Закваска - дело хорошее, но возможно ли приготовить её такой же стерильной?

Дрожжи появились на земле раньше людей. Их используют для производства еды и напитков, и для каждого продукта существует своя технология. Что такое дрожжи, и все ли из них подходят для пищевого производства?

Что такое дрожжи?

Дрожжи представляют собой живые микроорганизмы. Они способны питаться и размножаться, но находятся в сильной зависимости от температуры и качества их «еды». Питаясь, они бродят и вырабатывают химические соединения.

Дрожжевые споры встречаются повсюду в природе, но не все из них подходят и безопасны для человека и животных, хотя у них имеются общие черты: все они выделяют спирт и углекислый газ в процессе метаболизма.

Хлебопекарные

Для производства хлеба пригодны несколько видов дрожжей. Их отбирают по способности выделять углекислый газ в процессе поглощения биоматериала. Такая способность делает хлеб пористым и придает ему воздушность благодаря пузырькам газа.

В хлебопекарной промышленности чаще всего используются грибки класса сахаромицетов. Именно благодаря им, после сжатия качественная буханка возвращается в первоначальную форму.

Технология производства хлебопекарных дрожжей содержит несколько этапов:

1. Сначала готовят питательную среду. Для этого используется раствор мелассы, азот и фосфорсодержащие соли. Изначально раствор слишком густой, поэтому его разбавляют, убирают примеси, в результате чего он осветляется. После этого масса отправляется в аппараты для выращивания дрожжей.
2. Главный этап – это выращивание или размножение клеток дрожжей, хотя первые стадии выращивания происходят еще в лаборатории. После того, как нужное количество получено, дрожи нужно отделить от массы, в которой они размножались.
3. Начинается процесс выделения дрожжей. Сначала их промывают, а затем делают гуще в сепараторах, и в результате получается дрожжевое молоко. Окончательно влагу из получившейся смеси собирают на специальных аппаратах. Конечный продукт – это плотная масса или пласты.
4. На следующем этапе в формовочных аппаратах дрожжам придают форму бруска. Бруски делают необходимого размера и отправляют на сушку.
5. Иногда на сушку дрожжи попадают, минуя формовку, и тут им придается форма вермишели, а полностью сухие они превращаются в гранулы.
6. Готовый продукт пакуется в банки, ящики, мешки, пакеты.

Любители здорового питания отдают предпочтение домашнему приготовлению дрожжей. В этом случае получается дрожжевая закваска.

Для нее требуется всего 2 ингредиента, но процесс изготовления весьма трудоемкий и занимает несколько дней.

1. В первый день смешивают воду и пшеничную муку. Понадобится по 100 гр. каждого продукта. Мука нужна 2 сорта. Смесь должна стать как густая сметана. Для этого ее нужно тщательно перемешать. Для запуска процесса брожения, смесь ставят в теплое место и накрывают марлей. Полиэтилен использовать нельзя. Примерно сутки идет первый этап, и о его завершении говорят появляющиеся на поверхности пузырьки.
2. На второй день к смеси добавляют исходный состав: 100 гр. муки и столько же воды. И снова доводят массу до консистенции сметаны. Ее ставят снова в теплое место и накрывают марлей еще на сутки.
3. На третьи сутки объем закваски значительно увеличивается, пузырьков много и они большие. Добавляют еще 100 гр. муки и снова убирают в тепло.
4. Процесс завершается, когда закваски становится в 2 раза больше. Одну ее часть убирают в стеклянную банку, а вторую используют для выпечки.

Прессованные дрожжи могут заменить и отруби. Для приготовления грибков используют воду, пшеничную муку и отруби.

1. Смешивают муку и воду в пропорции 1:4, разбивают все комочки. Берут горячую воду и муку второго сорта.
2. Смесь настаивается около 30 минут и охлаждается до 72-74 градусов. После чего добавляется 100 гр. муки.
3. Состав доводится до температуры чуть теплее комнатной, и добавляется еще 100 гр. муки до консистенции сметаны.
4. Готовую смесь ставят в теплое место на 1,5 дня. В результате она сильно осядет и приобретет характерный спиртово-молочный запах. Это значит, что она готова для следующего этапа.
5. Снова добавляют муку – 200 гр. и вводят отруби – 300 гр. Смесь настаивается 6 часов, добавляется еще немного муки и отрубей, и снова массу ставят в теплое место на 4 часа.
6. Масса готова и ее нужно полностью высушить. Затем добавляют сухие отруби и затирают состав так, чтобы не было комков.
7. Полученная масса остается подсыхать в прохладном помещении, разложенная на пергаментной бумаге.

Готовый продукт рассыпают по марлевым мешочкам, которые подвешивают. Не допускается складывать их в шкаф. Чтобы с ними приготовить хлеб, нужно взять 20-25% от массы муки.

Закваску также готовят из гущи кваса, хмеля, изюма, ржаного хлеба, пива, гороха и прочих продуктов.

Пивные

Пивные дрожжи делают не только для приготовления напитков, но и в качестве пищевых добавок, которые можно увидеть на полках аптек. Какая технология их производства и в чем польза?

Пивные дрожжи получаются в процессе сбраживания. Для него подходят хмель, пивное сусло, ячменный солод. Поскольку в жидком виде они живут не более 8 часов, что затрудняет их реализацию, этот продукт высушивают.

В качестве пищевой добавки такие дрожжи стимулируют обменные процессы в организме, восполняют нехватку витаминов группы В, лечат малокровие, атеросклероз и прочие недуги.

Процесс их изготовления схож с приготовлением хлебопекарных дрожжей. Он содержит следующие этапы:

1. Разведение дрожжей. Это увеличение их массы до количества, достаточного для внесения в бродильный аппарат. Сначала пивное сусло разводят в лаборатории, где оно сбраживается и достигает объема в 6 литров.
2. Затем в цехе в специальных аппаратах разводят дрожжи на стерильном охмеленном сусле.
3. После этого масса поступает на сушилку, где влага быстро и интенсивно испаряется.
4. Продукт из сушилки охлаждается и упаковывается в пакеты в специальной среде.

При температуре 4 градуса С, дрожжи сохраняют свою активность на 80%.

Пивные дрожжи можно сделать своими руками. Для этого существует несколько рецептов.

1. Стакан муки и стакан воды перемешиваются и оставляются на 7 часов.
2. К смеси добавляют столовую ложку сахара и стакан пива. Оно должно быть натуральным, то есть храниться не более двух недель.
3. 2 часа смесь стоит в теплом месте и жидкие дрожжи готовы.

Жидкость переливают в стеклянную бутылку и хранят в холодильнике.

Еще один рецепт предполагает использование изюма. Его кладут в стеклянную емкость, заливают молоком и водой. После этого добавляют сахар и закрывают горлышко емкости марлей. Смесь настаивается 5 часов.

Кормовые

Кормовые дрожжи используют для выращивания кормового белка. В отличие от прочих, технология его производства нестерильна. Для этого используют грибки семейства Gryptococcaceae.

Чтобы получить посевной материал, питательную среду заселяют чистой культурой. Процесс начинается в лаборатории и после переносится в цех. Там происходит выращивание кормовых дрожжей.

Для получения нужного результата, необходимо обеспечить постоянно поступление питательной среды, соблюдать температуру и нужный Ph среды.

Готовую бражку обезвоживают и повышают качество дрожжей, промывая их и облучая.

Выделяют дрожжи методом флотации или сепарации. Готовый продукт обогащают витамином D2. Для этого их облучают на ленте транспортера или в специальных трубках ультрафиолетом.

Далее идет термолиз. Это важная составляющая процесса. Дрожжи должны поступать животным в нежизнеспособном виде. Но некоторые микроорганизмы остаются живыми и могут вызывать заболевания у животных. Термолиз – это нагревание продукта в специальных установках в течение некоторого времени.

После этого дрожжевой концентрат упаривают и сушат в распылительных агрегатах.

Основная задача дрожжевого производства заключается в приготовлении дрожжей для хлебопекарной промышленности. Содержащийся в дрожжах комплекс ферментов зимазы вызывает в тесте спиртовое брожение. Поднимающийся при этом углекислый газ поднимает и разрыхляет тесто.

В хлебопечении в качестве разрыхлителей теста применяются прессованные, сухие и жидкие дрожжи, а также хлебные закваски. Жидкие дрожжи и хлебные закваски готовят непосредственно на хлебозаводе.

Технологическая схема дрожжевого производства

Прессованные дрожжи производят по воздушно-приточному способу. Технологическая схема этого способа состоит из таких основных стадий:

1. подготовка питательной среды,
2. размножение маточных дрожжей,
3. размножение товарных дрожжей,
4. выделение, прессование и упаковка дрожжей.

Основным сырьем для производства дрожжей служит меласса. Из баков-хранилищ мелассу подают в напорный чан 1 и через весы 2 она направляется в осветлительный чан 3 (рисунок 1). В осветлительном чане мелассу разбавляют до требуемой концентрации, освобождают от коллоидных веществ и других примесей, дезинфицируют и стерилизуют. Мелассу можно также осветлять сепарированием на специальном осадочном сепараторе 5. Перед сепарированием мелассу разбавляют водой в рассиропнике 4. Осветленная меласса поступает в приточные чаны 3а и 5а. Для обогащения мелассы питательными солями в чанах 6 и 7 готовят раствор сернокислого аммония и вытяжку суперфосфата.

Для приготовления маточных дрожжей применяют чистую культуру, которую вначале выращивают в лабораторных, а затем в производственных условиях (в отделении для приготовления чистой культуры 8). Дальнейшее размножение дрожжей осуществляется в дрожжерастительном аппарате генерации А9, дрожжерастительном аппарате генерации Б10. Полученные маточные дрожжи выращивают в дрожжерастительном аппарате товарных дрожжей генерации В11. Для выделения дрожжей из чанов 9-11 применяют сепараторы 12 и 13. Маточные дрожжи сепарируют, промывают водой, снова сепарируют.

Прессуют и хранят в холодильной камере в виде неформованных дрожжей для выращивания дрожжей последующей генерации. Иногда маточные дрожжи не прессуют, а используют в виде дрожжевой суспензии. Товарные дрожжи отделяют от бражки на сепараторе, промывают водой в чане 14, снова сепарируют для отделения воды и полученное молоко при помощи насоса 15 подают на фильтр-пресс 16, где дрожжи прессуются до влажности 75%. С фильтр-пресса дрожжевая масса поступает в месильную 17, из нее — в формовочную 18 и оберточную 19 машины, а затем — в холодильную камеру 20, где дрожжи охлаждаются до 0-2°С.

Рисунок 1 — Технологическая схема дрожжевого производства

Теоретические основы размножения дрожжей

Для накопления дрожжевой массы необходимы благоприятные условия, которые заключаются в следующем:

1. В состав питательной среды должны входить такие вещества, которые нужны для построения дрожжевой клетки и выполнения ею жизненных функций.
2. Вещества, которые входят в состав питательной среды, должны находиться в растворенном состоянии, иначе невозможна диффузия их внутрь дрожжевой клетки, концентрация питательных веществ в среде должна быть ниже концентрации протоплазмы клетки.
3. Питательная среда должна непрерывно аэрировать, так как только при доступе кислорода воздуха дрожжи получают энергию, необходимую для их развития.
4. Для размножения и роста дрожжей необходимо создать благоприятные температурные условия и реакцию среды. Оптимальная температура для размножения дрожжей — 25-30°С. Для дрожжей благоприятна слабокислая реакция среды (pH 4,8-5,8).

Свежие прессованные дрожжи в среднем содержат 75% воды и 25% сухих веществ. В состав сухих веществ входят азотистые вещества, углеводы, минеральные вещества, жир, клетчатка и др. Среднее содержание азотистых веществ 44-47% (на сухое вещество). Большую часть азотистых веществ составляют белки (около 2/3), остальная часть — нуклеиновые соединения, амиды, пептоны и др. Содержание гликогена в период бурного брожения может доходить до 30%. Из минеральных веществ дрожжи содержат калий, кальций, магний, фосфор, железо и другие элементы. Содержание золы в дрожжах 6-8% (на сухое вещество). Помимо перечисленных соединений, дрожжи содержат ферменты и витамины. При использовании дрожжей в хлебопечении особо важное значение имеет активный комплекс ферментов, вызывающих спиртовое брожение. В дрожжах содержатся витамины группы В, никотиновая кислота, пантотеновая кислота, эргостерин. Дрожжи находят применение в фармакологии и медицине.

Питательная среда для выращивания дрожжей полноценна при наличии в ней всех элементов дрожжевой клетки и быть в усвояемой форме. Источником азотистого питания дрожжей могут быть органические и неорганические соединения азота. Особенно хорошо усваивают дрожжи аминокислоты и амиды (аспаргин и глютамин). В результате дезаминирования аминокислот образуется аммиак, который и используется дрожжами. Из неорганических соединений дрожжи хорошо усваивают аммонийные соли, водный раствор аммиака и др. Из углеводов дрожжи усваивают глюкозу, фруктозу, маннозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, ксилозу, арабинозу. В анаэробных условиях дрожжи для своего питания используют только сахара. В аэробных условиях дрожжи могут размножаться, усваивая и другие органические вещества, например глицерин, органические кислоты, аспаргин и др.

Из минеральных веществ для развития дрожжей необходимы соединения калия, магния, фосфора, железа и др. Особенно важное значение имеет фосфор, который входит в состав многих компонентов дрожжевой клетки, а также играет большую роль в процессе спиртового брожения.

Меласса не является полноценным сырьем для выращивания дрожжей. Она содержит недостаточное количество азотистых и фосфорных соединений. Поэтому к мелассному суслу добавляют в качестве дополнительного питания раствор сернистого аммония, аммиака, суперфосфатную вытяжку, водную вытяжку солодовых ростков.

Для нормального питания дрожжей требуются еще и стимуляторы роста, к которым относятся витамины группы В, никотиновая кислота, биотин, инозит, аминобензойная кислота и др. В мелассе содержатся необходимые для роста дрожжей стимуляторы роста.

Питательная среда не может быть полноценной, если она не содержит достаточного количества воды. В воде растворяются питательные вещества, так как только в виде раствора они могут диффундировать через оболочку живой клетки. Достаточное количество воды также требуется для разбавления среды до определенной концентрации. Питательные вещества поступают в микробную клетку нормально только при условии, если концентрация веществ в окружающей среде ниже, чем концентрация протоплазмы клетки. Питательные вещества диффундируют в клетку в виде простейших растворимых соединений (аммиака, аминокислот, сахаров). Внутри клетки происходит синтез, в результате которого образуются вначале простые, а затем и более сложные составные вещества протоплазмы, происходит рост и накопление дрожжевых клеток (биомассы дрожжей). Источником энергии для этого процесса служит аэробное дыхание.

Дрожжи относятся к факультативным анаэробам, их жизнедеятельность возможна в аэробных и анаэробных условиях. Развиваясь без доступа воздуха, дрожжи сбраживают сахар в этиловый спирт и углекислый газ (анаэробное дыхание):

При аэробном дыхании выделяется энергии в 24 раза больше, чем при анаэробном. Эта энергия необходима дрожжам для их жизнедеятельности и размножения.

Для получения необходимой энергии и создания благоприятных условий для накопления дрожжевой массы выращивание дрожжей следует вести при непрерывной аэрации среды. Исходным продуктом при синтезе дрожжевой клеткой безазотистых веществ и белков является сахар.

По теории Эффрона синтез белковых и безазотистых веществ в аэробных условиях происходит таким образом. При разложении сахара образуется промежуточный продукт-ацетальдегид. Последний присоединяет аммиак и образуется аминокислота, при полимеризации молекул которой образуются белки. Суммарно этот процесс можно выразить уравнениями:

Безазотистые вещества синтезируются из промежуточных продуктов распада сахара. Эта реакция в суммарном виде представляется так:

По молекулярным весам исходных и конечных продуктов видно, что на получение 100 г белка расходуется 200 г сахара, а на синтез 100г безазотистых веществ — 222 г сахара. Если принять, что в сухом веществе дрожжей содержится 55% белков, 37% безазотистых экстрактивных веществ (углеводов и жира) и 8% золы, то для образования 100 г сухого вещества дрожжей необходимо израсходовать следующее количество сахара: 55·2+37·2,22 = 192,14 г.

На основании этих данных рассчитывают выход дрожжей из 100г сахара (в пересчете на сухое вещество): 100·100/192,14 = 52,04г.

Учитывая, что при размножении дрожжей частично происходит спиртовое брожение, спирт (около 5% от количества перерабатываемого сахара) при аэрации уносится с воздухом. Кроме того, в результате обмена вещества 7% синтезированного белка снова выделяется в среду. Учитывая эти поправки, расход сахара на синтез 100г сухого вещества дрожжей может быть определен по формуле:

Q = 2В(1 + 0,07) + 2,2С +2А,

где Q — расход сахара на 100г сухого вещества дрожжей, г; В — количество белка в сухом веществе дрожжей,%; С — количество безазотистых экстрактивных веществ в сухом веществе дрожжей,%; А — количество спирта, уносимого с воздухом,%.

Практический выход сухого вещества дрожжей из сахара мелассы составляет 40-43%. Наиболее благоприятная температура для размножения дрожжей 25-30°С. С повышением температуры (30-36°С) получаются дрожжи невысокой стойкости. При дальнейшем повышении температуры в дрожжах происходит процесс автолиза и размножение прекращается. При 55-60°С в жидкой среде дрожжи отмирают. Понижение температуры ниже 25°С замедляет процесс развития дрожжей. Благоприятно действует на развитие дрожжей слабокислая реакция. Оптимальное показание pH (4,8-5,8) достигают подкислением мелассы, которое поддерживают в процессе роста дрожжей подачей в дрожже-растительный аппарат растворов сернокислого аммония или аммиака. На скорость размножения дрожжей влияет концентрация сусла: в разбавленной среде дрожжи размножаются лучше, чем в концентрированной. При приготовлении сусла мелассу разбавляют водой в 20-30 раз. Переработка более разбавленной мелассы экономически невыгодна, а качество дрожжей, выращенных в таких средах, понижается.

Технологические операции производства дрожжей

Подготовка питательной среды

В основном производство хлебопекарных дрожжей ведется на мелассе, основной составной частью которой является сахароза, хорошо усваиваемая дрожжами. В мелассе содержится около 50% сахарозы. Она также содержит около 2% азота и около 0,5% фосфорнокислых солей. Этих веществ для нормальной жизнедеятельности дрожжей недостаточно, поэтому в качестве дополнительного питания применяют суперфосфат, сернокислый аммоний, аммиак, солодовые ростки. Кроме сахара, азотистых, фосфорнокислых и других соединений, необходимых для развития дрожжей, в состав мелассы входят такие вещества, которые не усваиваются дрожжами и, наоборот, вредят их развитию. К ним относятся коллоидные вещества, карамелизованные и гумиобразные продукты, летучие кислоты и бактерии. Для уменьшения содержания этих продуктов мелассу осветляют.

Наиболее распространенными способами осветления являются кислотно-холодный, кислотно-горячий и осветление на сепараторах. Сильно зараженная меласса осветляется кислотно-горячим способом, нормальная — кислотно-холодным способом.

Осветление мелассы по кислотно-холодному способу

Осветление мелассы производится в осветлительном чане, который имеет форму усеченного конуса с мешалкой и барботером для подачи пара и воздуха внутрь. Чан оборудован вытяжной трубой. В осветлительный чан набирают мелассу и воду с таким расчетом, чтобы получить сусло концентрацией 18% сухих веществ. При размешивании осторожно вливают серную кислоту для получения сусла кислотностью 4-6°. Серная кислота способствует лучшему осветлению мелассы, а также создает реакцию среды, благоприятную для развития бактерий. При дальнейшем размешивании в мелассу вводят расчетные количества суперфосфата и сернокислого аммония. При обработке суперфосфатом удаляются коллоидные вещества. Суперфосфат и сернокислый аммоний являются также источниками дополнительного питания. Перемешивание содержимого в осветлительном чане продолжают 1 ч, после чего сусло отстаивают 8-12 ч. Прозрачное сусло осторожно спускают в приточный чан, откуда оно поступает на размножение дрожжей.

Осветление мелассы по горяче-кислотному способу

При осветлении мелассы этим способом ее, как и при холодно-кислотном способе, смешивают с водой до концентрации 25%, для чего на 1 вес.ч. мелассы добавляют около двух объемов воды. После подкисления серной кислотой сусло нагревают до кипения. При кипячении происходит коагуляция коллоидных веществ и стерилизация мелассы. Расход серной кислоты при этом уменьшается на 1/3 по сравнению с холодно-
кислотным способом. Кипячение продолжается 30-60 мин при сильном продувании воздухом. Аэрация способствует удалению летучих кислот, освобождающихся под действием серной кислоты. После окончания кипячения добавляют сернокислый аммоний (50% от всего количества). Остальное количество сернокислого аммония в виде раствора и супер фосфата в виде вытяжки лучше вводить в дрожже-растительный чан при размножении дрожжей. После введения сернокислого аммония сусло отстаивают 7-8 ч и спускают в поточный чан. При переработке дефектной, сильно инфицированной мелассы ее во время осветления дополнительно обрабатывают хлорной известью (0,6-0,8 кг активного хлора на 1 т мелассы).

Осветление мелассы на сепараторах

При осветлении мелассы кислотно-холодным и кислотно-горячим способами осаждение коллоидных и взвешенных частиц происходит очень медленно (8-12 ч), в осадке остается 3-3,5% мелассы. Более эффективным осветлением мелассы является сепарация на специальном сепараторе. Мелассу подают в рассиропник, где ее разбавляют водой в соотношении 1:1, а затем направляют в сепаратор. Для этого применяют осадочный сепаратор фирмы де Лаваль, ротор которого вращается с частотой 5000 об/мин. Барабан сепаратора имеет три осадочных цилиндра. Разбавленная меласса поступает вовнутрь барабана, и под действием центробежной силы взвешенные частицы осаждаются на стенках цилиндров, а осветленное сусло отводится из сепаратора. В теплое время года при переработке дефектной мелассы осветленное сусло стерилизуют в стерилизаторе.

Раствор питательных солей готовится отдельно и вместе с осветленным суслом поступает в приточный чан. Для этого в чанок набирают воду из расчета 10 л на 1 кг суперфосфата. При работе мешалки в воду вливают расчетное количество серной кислоты, всыпают суперфосфат и сернокислый аммоний. Полученную смесь размешивают 1ч, а затем отстаивают 3-4 ч. Прозрачный раствор декантируют в сборник приточного сусла.

Размножение чистой культуры дрожжей

При производстве дрожжей из мелассы выращивают расы №7Т, №14О, № XI ЛБД и др.

Чистую культуру начинают размножать с одной клетки и в первых стадиях процесс ведут в строго стерильных условиях. Процесс размножения чистой культуры дрожжей ведется ступенчато: вначале в лабораторных условиях, затем в отделении чистой культуры в полупроизводственных условиях. Объем питательной среды на каждой ступени увеличивается примерно в 10 раз по сравнению с предыдущей, и постепенно накапливают такое количество маточных дрожжей, которое необходимо для засева большого дрожже-растительного чана. Процесс размножения дрожжей в чистой культуре включает следующие стадии:

Лаборатория Отделение чистой культуры
1- я стадия 4-я стадия
2- я стадия 5-я стадия
3- я стадия 6-я стадия

Размножение дрожжей в лаборатории

Питательной средой для размножения дрожжей в лаборатории служит сусло плотностью 10-12% сухих веществ, приготовленное из сухого солода. Сусло должно быть стерильным, чтобы посторонние микроорганизмы не мешали получению чистой культуры.

Солодовое сусло наливают в две стерильные подмолодочные колбочки (по 25 см 3), закрывают колбы ватными пробками и стерилизуют под давлением 0,5 ати в течение 20 мин. После стерилизации сусло выдерживают в темноте при 35°С 1 сутки, и если за это время сусло не помутнеет, оно пригодно для выращивания чистой культуры. Затем из пробирки с чистой культурой переносят при помощи стерильной платиновой петли небольшое количество дрожжей в подмолодочные колбы и ставят их в термостат при 30° С. Выращивают дрожжи 18-20 ч в колбах Пастера, в которых находится по 450 см3 стерильного сусла плотностью 9 ,5 -1 0% .Дрожжи размножают в колбах Пастера 18-20ч при 30-31 °С и переносят в медные карлсбергские колбы, содержащие по 4,5-5 л стерильного солодового сусла концентрацией 9-10% . Дрожжи в карлсбергских колбах размножают в темноте при 25-30°С в течение 20 ч. Дальнейшее выращивание дрожжей производят в отделении чистой культуры.

Размножение дрожжей в отделении чистой культуры

В отделении чистой культуры происходит дальнейшее накопление дрожжей в малом и большом размножителях, а затем в маточном чане.

Размножители представляют собой медные, луженые внутри цилиндрические сосуды. Объем сусла в малом размножителе 45-95 л, в большом размножителе 450-750 л. Для стерилизации сусла размножитель снабжен змеевиком, через который пропускают пар.

Средой для выращивания дрожжей в малом размножителе служит чистое солодовое сусло или солодовое и мелассное сусло (1:1) концентрацией 9-10%. Сусло стерилизуют в размножителе пропусканием пара через змеевик два-три раза по 1 ч в сутки. Простерилизованную среду охлаждают до 30°С и пересевают в нее дрожжи из карлсбергской колбы.

Размножение дрожжей продолжается 20 ч. в этот период каждый час в течение 5-10 м и н пропускают через аппарат слабой струей стерильный воздух.

В большом размножителе дрожжи выращивают на мелассном сусле с добавлением отвара солодовых ростков. Это сусло стерилизуют так же, как и в малом размножителе, после чего охлаждают его до 28-30°С и переносят в него дрожжи из малого размножителя. Во время размножения дрожжей продувают воздух каждый час по 10-15 мин. Размножение дрожжей в большом размножителе продолжается около 16ч. После этой стадии дрожжи дальше размножаются в маточном чане емкостью 1,5-2 м 3 .

Средой для выращивания дрожжей в маточном чане служит мелассное сусло, содержащее 5% сахара и обогащенное питательными и ростковыми веществами. Сусло стерилизуют, затем охлаждают до 30°С и засеваю т дрожжами из большого размножителя. В период выращивания дрожжей сусло аэрируют. Процесс размножения дрожжей в маточном чане продолжается около 12 ч. Дальнейшее накопление дрожжей производят в промежуточном чане (7-я стадия). Выход маточных дрожжей после размножения в промежуточном чане составляет 20-24% прессованных дрожжей к количеству переработанной мелассы.

Приготовление естественно чистой культуры дрожжей

Если на заводе нет условий делать чистую культуру дрожжей, то можно готовить естественно чистую культуру. Размножают естественно чистую культуру из микробиологически чистых прессованных дрожжей генерации А, не содержащих пленчатых дрожжей. При этом создаются условия, благоприятные для дрожжей и неблагоприятные для посторонних микроорганизмов.

Готовят ЕЧК следую щ им образом: 5-10 к г прессованных дрожжей генерации А (8-я стадия) разводят в 12-20 л воды. Полученную дрожжевую суспензию подкисляют серной кислотой до 25-50° кислотности и оставляют на 40-60 мин. Вместо серной кислоты к дрожжевой суспензии можно добавить суперфосфатную вытяжку содержащую 4-5% Р 2 О 5 в соотношении 1:1, и оставить 45-60 мин. Дрожжи, обработанные серной кислотой или суперфосфатной вытяжкой, переносят в мелассное сусло концентрацией 8-10% по сахарометру и оставляют стоять в спокойном состоянии 6-8ч при 28-30°С. Отбродившие дрожжи переносят в маточный чанок, где размножают также, как и дрожжи чистой культуры.

Размножение маточных дрожжей генерации А и генерации Б

Товарные дрожжи (10-я стадия) выращивают в дрожжерастительных чанах. Эти чаны изготавливают из стали или дерева прямоугольной или круглой формы. Чтобы предохранить дрожжи от попадания посторонних микроорганизмов, чаны снабжают крышками. Внутренняя поверхность чанов должна быть гладкой. Железные чаны внутри покрывают кислотоупорным лаком, а деревянные — бакелитовыми лаками.

Для подачи воздуха чаны оборудуют воздухораспределительной системой, которая обеспечивает равномерное по всей площади распределение воздуха. Высота слоя в чане должна быть не менее 3-3,5 м, при общей высоте чана не менее 4-4,5 м. Чаны оборудуются пеногасительными устройствами. Для гашения пены в чан добавляют олеиновую кислоту.

В чисто вымытый и продезинфицированный дрожжерастительный чан набирают воду в количестве, которого должно хватить для разбавления сусла до концентрации 1,0-1,2% (конечное разбавление мелассы 1:30). Из приточного чана спускают 10% сусла и вводят маточные дрожжи генерации Б в количестве 15-30% к массе перерабатываемой мелассы. После ввода дрожжей сусло продувают воздухом, а через час, когда дрожжи начнут почковаться, начинают приток питательной среды и количество воздуха увеличивают до 80 м 3 /ч на 1 м 3 среды. После размножения дрожжи созревают в течение 1ч при снижении подачи воздуха до 60 м 3 /ч, а затем поступают на сепаратор. Освобожденный от бражки чан тотчас же моют и дезинфицируют. Полный оборот чана при выращивании товарных дрожжей составляет 12 ч.

Выращивание дрожжей на концентрированном мелассном сусле

Известен способ выращивания дрожжей на концентрированном мелассном сусле. При работе по этому способу мелассу разбавляют в соотношении 1:12 или 1:15, в то время как по обычной схеме это отношение равно 1:30. Для засева применяют более высокую исходную концентрацию маточных дрожжей (в 3-6 раз). Для обеспечения нормального размножения дрожжей среду продувают большим количеством воздуха (100-120 м3/ч воздуха на 1 м3 среды). Проверка этого способа на дрожжевых заводах показала, что съем дрожжей с 1 м 3 полезной емкости чана можно увеличить до 15% при нормальном выходе дрожжей.

Полунепрерывный способ выращивания дрожжей

Полунепрерывная, или удлиненная, схема выращивания дрожжей осуществляется по методу отборов. Приготовление маточных дрожжей производится по обычной схеме. Товарные дрожжи размножают в дрожжерастительном чане по удлиненной схеме.

В дрожжерастительный чан набирают питательное сусло и засевают маточные дрожжи в количестве 15% к массе перерабатываемой мелассы. Через 5-6 ч, когда накопится достаточное количество дрожжевых клеток, начинают отбор жидкости из дрожжерастительного чана и подачу в чан питательного сусла. При работе по этой схеме за весь период выращивания дрожжей производится четыре отбора: первый отбор составляет 7% от всего объема жидкости в дрожжерастительном чане, второй отбор — 28%, третий отбор 28%, четвертый отбор — 28%. Промежутки между отборами 3-4 ч. Отобранная из чана жидкость поступает на сепаратор. Во время отбора в дрожжерастительный чан взамен отобранной жидкости вводят приточное сусло. При размножении дрожжей среда непрерывно аэрируется.

Весь цикл выращивания по полунепрерывной схеме составляет 20ч. Последние 2 ч дрожжи дозревают, после чего все содержимое дрожжерастительного чана поступает на сепарирование. Дрожжерастительный чан моют и дезинфицируют. Полный оборот чана составляет 24ч.

Непрерывное выращивание дрожжей

Технологическая схема непрерывного производства заключается в том, что в дрожжерастительный аппарат непрерывной струей поступает питательное сусло, а из аппарата непрерывно отводится бражка с дрожжами.

Осветление мелассы также производится непрерывно, горячим способом. Мелассу разбавляют в два раза горячей водой (температура 85-90°С) и вместе с вытяжкой суперфосфата и раствором щелочи подают в смеситель. Одновременно в смеситель поступает вода и меласса разбавляется в пропорции 1:4. В смеситель также подается кислота для нейтрализации сусла до pH 6,8. Из смесителя вся смесь поступает в отстойник непрерывного действия, освобождается от осадка и прозрачное сусло через дозатор подается в дрожжерастительный аппарат.

Выращивание дрожжей производится в двух дрожжерастительных аппаратах: основном аппарате и дображивателе. В основной аппарат подают 30% маточных дрожжей от количества мелассы и разбавленный питательный раствор (разбавление 1:20 к основной мелассе). Вместе с питательным раствором в аппарат непрерывно подают воздух 80 м 3 /г на 1 м 3 /ч среды. Из верхней части аппарата непрерывно отводится бражка и поступает в дображиватель. Аэрация среды в дображивателе уменьшается до 20 м 3 /ч на 1 м 3 жидкости. Температура в обеих аппаратах 30-32°С. Зрелая бражка вместе с дрожжами непрерывно выходит издображивателя на сепаратор. Содержание дрожжей в зрелой бражке составляет около 75% от количества перерабатываемой мелассы.

Выделение, прессование и упаковка дрожжей

После созревания в дрожжерастительном чане дрожжи немедленно отделяют от бражки на дрожжевом сепараторе (рисунок 2). Сепаратор отечественного производства ВСЖ-2 изготавливается в открытом исполнении. Состоит из станины, приводного механизма и приемно-выводного устройства.

1 — отверстие для слива масла; 2 — маслоуказатели; 3 — зубчатое колесо; 4 — горизонтальный вал; 5 — тахометр; 6 — пружина головного подшипника; 7 — основание барабана; 8 — питающий патрубок; 9 — крышка сепаратора; 10 — крышка барабана; 11 — отводящий патрубок осветленной жидкости; 12 — тарелкодержатель; 13 — затяжное кольцо; 14 — дрожжевая трубка с мундштуками; 15 — отводящий патрубок; 16 — станина; 17 — шестерня; 18 — опорный подшипник; 19 — регулировочная шайба; 20 — пружина опорного подшипника
Рисунок 2 — Схема дрожжевого сепаратора ВСЖ-2

Дрожжевая суспензия по неподвижной центральной трубе приемно-выводного устройства подается во вращающийся барабан и по внутренней полости тарелкодержателя поступает к периферии пакета тарелок. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении барабана, здесь осаждается основная часть дрожжевых клеток. Затем суспензия идет в пакет тарелок, на внутренних полостях которых осаждаются оставшиеся дрожжи, сползающие по ним в периферийную сторону барабана. При этом осветленная жидкость оттесняется к центру и по наружным каналам тарелкодержателя направляется в горловину крышки барабана, а из нее выбрасывается в выводное устройство. Под действием гидростатического давления дрожжи поступают через мундштук из барабана в кольцевой приемник и в виде сгущенной суспензии выводятся из сепаратора. Производительность сепаратора 25 м 3 /ч при частоте вращения 85 об/с.

Дрожжевой концентрат поступает в промывной чан, где его промывают холодной водой для удаления остатков бражки, после чего дрожжи снова поступают на сепарирование. Промывку и сепарирование повторяют два-три раза, пока дрожжи не будут окончательно освобождены от бражки.

Прессование дрожжей

Промытые и отсепарированные дрожжи насосом подают на фильтр-пресс, где они освобождаются от воды. Фильтр-пресс состоит из чугунных плит и рам (рисунок 3), установленных на станине. Между рамами и плитами находится хлопчатобумажная ткань. Плиты и рамы плотно сжимаются механизмом зажима. Дрожжевой концентрат подается насосом в фильтр-пресс и заполняет свободное пространство рам. Сквозь фильтрующее полотно проходит вода, которая по желобам стекает в лоток и удаляется из цеха. Дрожжи постепенно накапливаются в рамах в виде плотных лепешек.

Рисунок 3 — Рама и плита фильтр-пресса

По окончании прессования, которое длится от 30 мин до 2 ч, плиты и рамы раздвигают и дрожжи удаляют в ящик, установленный под прессом. После прессования влажность дрожжей составляет 71 — 74%. По окончании прессования фильтрующую ткань тщательно промывают в специальном моечном барабане сначала холодной, а затем горячей водой.

На некоторых предприятиях для отделения воды от дрожжей, промывки их применяют вакуум-фильтры (рисунок 4), на которых процесс идет непрерывно. Сначала отделяется вода, затем через слой дрожжей проходит вода, производится отделение промывной воды и выгрузка дрожжей.

1 — барабан; 2 — ткань; 3 — полый вал; 4 — каналы; 5 — вакуум-насос; 6 — ванна; 7 — трубопровод.
Рисунок 4 — Схема вакуум-фильтра

Формовка и упаковка прессованных дрожжей

Отпрессованные дрожжи поступают на формовочную машину, которая придает им форму брусков. Формовочная машина состоит из корпуса, в котором смонтирован шнек, подающий дрожжевую массу в прямоугольный бронзовый мундштук, из которого она выходит в виде длинного бруска. Последний разрезается на отдельные брусочки массой 50,100, 500 и 1000г при помощи ножа, прикрепленного к подвижной дуге.

Так как при прессовании одни участки дрожжевой массы могут быть более влажными, другие — менее влажными, перед формованием дрожжи размешивают в тестомесильной машине, добавляя, если нужно, небольшое количество воды для получения однородной массы. Если расфасовка дрожжей не производится, то их укладывают в деревянные ящики, трамбуют и направляют в холодильную камеру, где хранят при 2-4°С.

Качество прессованных дрожжей

Качество прессованных дрожжей оценивают по органолептическим и физико-химическим показателям. Дрожжи должны иметь светло-серый цвет, запах свежих дрожжей-характерный “дрожжевой”, слегка напоминающий фруктовый. Консистенция должна быть плотной, дрожжи должны легко ломаться и не мазаться. Согласно стандарту, влажность дрожжей должна быть не более 75%. зольность — не выше 2% и подъемная сила — не более 75 мин. Кислотность дрожжей в день выпуска их заводом должна составлять 120 мг на 100 г дрожжей (в пересчете на уксусную кислоту). Выход прессованных дрожжей составляет 75% и более к массе переработанной мелассы.

Сушка дрожжей

Прессованные дрожжи содержат много воды, белковых веществ, ферментов, поэтому они быстро портятся. В присутствии воды протеолитические ферменты дрожжей разлагают белки. Дрожжи размягчаются, мажутся, теряют свою форму. Этот процесс называется автолизом дрожжей. Кроме того, в присутствии большого количества влаги дрожжи обсеменяются посторонними микроорганизмами. Для длительного хранения и удобства транспортировки дрожжи сушат. Для сушки дрожжей нельзя применять обычные методы сушки при высокой температуре. Во-первых, дрожжи очень чувствительны к высокой температуре, во-вторых, температура 45-50°С благоприятна для действия протеолитических ферментов, что приводит к автолизу. Сушат дрожжи при 30-40°С. Для сушки дрожжей используют барабанные сушильные шкафы, а также сушилки непрерывного действия. Сушить дрожжи следует осторожно, чтобы не инактивировать ферменты и сохранить подъемную силу. Для ускорения сушки дрожжи вначале измельчают в специальной дрожжеформовочной машине. При этом получается короткая тонкая вермишель, которая высушивается за 3-5 ч.

Известны также сушилки для дрожжей в “кипящем слое”, в которых дрожжевая крупка при сушке поддерживается током воздуха во взвешенном состоянии. Начальная температура воздуха 45°С, конечная 30°С. Сушка продолжается 1,5 ч. Цвет сухих дрожжей коричнево-желтый, запах “грибной», влажность должна быть не более 10%, подъемная сила — не более 110 мин, содержание золы — до 10%, кислотность — не более 900 мг на 100а сухих дрожжей (в пересчете на уксусную кислоту).

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

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

Типы дрожжей

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

• жидкие дрожжи
• прессованные дрожжи
• cухие дрожжи

Жидкие дрожжи

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

Прессованные дрожжи

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

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

Сухие инстантные дрожжи

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

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

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

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

Физиология дрожжевой клетки

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

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

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

На схеме изображено полное строение дрожжевой клетки.

Основными органеллами являются:

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

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

Вакуоль – резервное хранилище питательных веществ и ферментов.

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

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

Получение сухих дрожжей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сроки и условия хранения сухих дрожжей

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

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

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

При хранении дрожжей важны следующие параметры:

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

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

Суть эксперимента заключалась в следующем:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Работа с сухими дрожжами

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

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

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

Какую жидкость выбрать для обводнения дрожжей?

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

Почему нельзя использовать дистиллированную воду для регидратации клеток?

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

Какой срок хранения у регидратированных дрожжей?

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

При температуре 4 °С – срок хранения 18 часов.

При температуре 20 °С – срок хранения 6 часов.

При температуре 25 °С – срок хранения 4 часа.

Норма внесения дрожжей в брагу

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

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

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

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

На практике норму внесения корректируют, учитывая:

• степень аэрации сусла

наличие питательных компонентов, необходимых для нормального развития

плотность сусла

температуру брожения

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

Стрессы для дрожжевой клетки

Осмотический стресс

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

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

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

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

Спиртовой стресс

Вызывает этанол, образующийся в процессе брожения.

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

Температурный стресс

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

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

рН сусла

рН сусла влияет на работу ферментов, вырабатываемых дрожжевой клеткой.

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

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

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

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

Механический стресс

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

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

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

В хлебопекарном производстве используется несколько разновидностей дрожжей. Производство дрожжей предусматривает выпуск прессованных дрожжей, дрожжевого молока и сухих дрожжей. Кроме того, дрожжи вырабатывают на спиртовых заводах. Дрожжи являются одноклеточными микроорганизмами, которые размножаются почкованием и принадлежат к классу грибов. Для хлебопекарных дрожжей используют культуру Сахаромицес Церевизие. Или проще – сахаромицеты. В одном грамме прессованных дрожжей содержится приблизительно 15 миллиардов дрожжевых клеток.

Производство дрожжей настолько сложный процесс, что в промышленности ими занимаются только специалисты – микробиологи, которые собственно и выращивают дрожжи. Например, дрожжи на спиртовых заводах получают из остатков спиртовых дрожжей, однако, эти дрожжи слишком мало хранятся, поскольку подвержены сильному засорению в процессе производства.

Помимо спиртовых, производство дрожжей предусматривает и создание дрожжевого молока. Дрожжевое молоко является полуфабрикатом производства, своеобразной суспензией в воде, которую получают на стадии сепарирования культуральной среды после выращивания в ней дрожжей. Дрожжевое молоко более активное, чем прессованные дрожжи.

Сухие дрожжи получаются на производстве по технологии высушивания измельченных прессованных дрожжей, в определенных условиях и при определенной влажности. Сухие дрожжи могут дольше храниться и легко транспортируются, однако они менее активны, чем прессованные дрожжи. Поэтому в изделия их нужно добавлять в удвоенном количестве. Производство дрожжей в сухом виде предусматривает выпуск продукции высшего и первого сорта, в форме гранул, вермишели или мелких зерен.

Предыдущая статья: Правила маринования шампиньонов Следующая статья: Чем отличается борщ от щей: особенности приготовления, состав и отзывы Борщ чье блюдо