Производство прессованных дрожжей. Хлеб, которым нас убивают

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).

2.1 Основное сырье

2.2 Вспомогательные материалы

5.3 Выделение дрожжей

5.5 Хранение дрожжей

5.6 Сушка дрожжей

6. ПРИЛОЖЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ

1.1 Принципиальная схема производства

Технологическая схема производства хлебопекарных дрожжей на мелассно-дрожжевых предприятиях представлена в Приложении.

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

Приготовление питательной среды.

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

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

Выращивание дрожжей.

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

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

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

Выделение дрожжей.

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

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

Формовка и упаковка дрожжей.

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

Сушка и упаковка сушеной продукции.

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

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

1.2 Способы культивирования и показатели процесса

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

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

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

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

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

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

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

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

Непрерывный отбор из основного дрожжерастильного аппарата прирастающей биомассы.

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

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

1.3 Основные рассчитываемые показатели

Выход дрожжей

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

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

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

Расчет расхода мелассы на 1 т дрожжей

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

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

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

2. СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Основное сырье

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

Характеристика мелассы

В состав мелассы входят сахара (углеводы), несахара и вода. Основной частью углеводов мелассы является сахароза С12Н22О11, количество которой колеблется в пределах 40--50% в отдельных случаях 54-56%. Кроме сахарозы в мелассе содержится инвертный сахар и раффиноза. Инвертный сахар (смесь глюкозы С6Н12О6 и фруктозы С6Н12О6) мелассы частично поступает из свеклы, где он содержится в количестве 0,1-0,2%. Содержание инвертного сахара значительно увеличивается в подгнившее и замороженной свекле. Значительна я часть инвертного сахара образуется в результате гидролитического расщепления сахара в процессе сахароварения.

Продукты инверсии - глюкоза и фруктоза - снижают содержание сахарозы и ухудшают качество мелассы, так как в процессе сахароварения они превращаются в кислоты и красящие вещества. Рафиноза находится в свекле в количестве 0,01-0,03%. Она устойчива к высоким температурам и действию щелочей при производстве сахара, поэтому полностью переходит в мелассу и ее содержание достигает иногда 2%. Рафиноза С18Н32О16 представляет собой трисахарид, состоящий из галактозы, фруктозы и глюкозы.

В дрожжевом производстве содержание углеводов в мелассе учитывают по сумме сбраживаемых сахаров, которая представляет собой общее количество сахарозы, инвертного сахара и 1/3 рафинозы.

Несахара мелассы состоят из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества содержат углекислые, сернокислые, хлористые, азотнокислые и в малом количестве фосфорнокислые соли калия, натрия, кальция, магния, железа, аммония.

Общее количество неорганических веществ определяют по составу золы, которое колеблется в зависимости от почвенных и климатических условий выращивания свеклы.

При выращивании хлебопекарных дрожжей большое значение для накопления биомассы имеет не только абсолютное содержание золы, но и соотношение зольных веществ и сахаров. Так, в полноценной мелассе на каждые 100 г углеводов должно приходиться не менее 15 г золы, или 8--10% по отношению к мелассе.

В состав органических несахаров мелассы входят азотсодержащие и безазотистые соединения. Азотсодержащие вещества состоят из продуктов распада белков - аминокислот, амидов и аммонийного азота, усваиваемых дрожжами. Большая часть азота является азотом бетаина, который дрожжами не усваивается.

Безазотистые вещества состоят из органических кислот щавелевой, янтарной, глутаровой и др.), летучих органических кислот (уксусной, муравьиной, масляной, пропионовой), а также из карамелей - продуктов конденсации углеводов, образовавшихся под воздействием высоких температур в процессе получения сахара.

Вода в мелассе содержится в свободном и в связанном состоянии в количестве около 20%. Кроме того, в мелассе имеются ростовые вещества - биотин, пантотеновая кислота, инозит, аневрин, рибофлавин, пиридоксин, никотиновая и фолиевая кислоты и микроэлементы: кобальт (Со), бор (В), железо (Ре), мед (Сu) марганец (Мn), молибден (Мо). цинк (Zn).

Большую роль в развитии дрожжей играет реакция (рН) мелассы и наличие в ней вредных примесей. Полноценной мелассой считается меласса нейтральная, слабощелочная (рН 7,1--8,5) и слабокислая (рН 6,3--6.9). Кислая меласса (рН ниже 6,5) не пригодна для длительного хранения. Наличие большого количества красящих веществ в мелассе тормозит рост дрожжей и ухудшает их качество.

Содержание в мелассе таких вредных примесей, как сернистый ангидрид и летучие кислоты, в настоящее время не имеет столь большого значения, как раньше, поскольку за последние годы мелассы с повышенным содержание сернистого ангидрида практически совсем не встречаются, а большая часть летучих кислот находится в мелассе в связанном состоянии в виде солей, значительно менее вредных для дрожжей.

Мелассу, поступающую на дрожжевые заводы, можно разделить, на три основные группы:

Меласса нормальная, соответствующая установленной норме;

Неполноценная меласса, содержащая недостаточное количество веществ, необходимых для нормального роста дрожжей;

Дефектная меласса, содержания вредные примеси, тормозящие рост дрожжей (летучие кислоты, сернистый ангидрид, активные нитритообразующие бактерии), меласса с повышенной цветностью.

Нормальная меласса перерабатывается в дрожжевом производстве по принятым технологическим режимам без нормализации состава, т. е. в основном без добавления активаторов роста и калийного питания.

Влияние состава мелассы на накопление

биомассы и качество дрожжей

При выращивании дрожжей на мелассе важно знать количество в ней азота, усваиваемого растущими клетками количество ростовых и зольных веществ.

Азотистые вещества. Меласса, содержащая недостаточное количество азотистых веществ, является неполноценным сырьем для производства дрожжей критерием оценки пригодности мелассы для производства является содержание легкоусваиваемого азота аминокислот. В мелассе содержится 17 аминокислот, при этом преобладают аспарагиновая и глютаминовая, ускоряющие рост дрожжей.

Ростовые вещества (биотин). Для нормального развития дрожжей обязательно требуется наличие в среде веществ, стимулирующих накопление биомассы (биотина, инозита и пантотеновой кислоты). Все эти ростовые вещества содержатся в свекловичной мелассе в следующих количествах (мкг/кг): инозит 5 770 000--8 000 000, пантотеновая кислота 50 000--110 000, биотин 40--140. При этом количество инозита и пантотеновой кислоты обычно соответствует или несколько превышает то количество, которое необходимо для быстрого накопления биомассы с высоким выходом готовой продукции на единицу сырья. Содержание же биотина даже в мелассах.хорошего качества обычно не достигает требуемой нормы (200--250 мкг/ кг). Поэтому при оценке пригодности свекловичной мелассы содержание биотина является очень важным показателем.

Содержание биотина в мелассе, поступающей на дрожжевые заводы, колеблется в широких пределах - от 40-140 мкг/кг и в среднем составляет 83 мкг/кг, причем партии мелассы с более высоким содержанием биотина (115-140 мкг/кг) встречаются редко. Таким образом, по содержанию биотина свекловичная меласса не удовлетворяет требованиям современного дрожжевого производства.

Дрожжи, выращенные на средах с недостатком биотина, обладают слабой ферментной системой, и поэтому их рост замедляется. Дрожжи, богатые биотином, подготовлены к быстрому размножению, так как биотин облегчает усвоение ими неорганического азота из среды и этим содействует образованию белковых веществ в дрожжевой клетке. Такие дрожжи содержат готовые ферментные системы, активной группой которых является биотин.

Зольные вещества (калий). Нормализация состава мелассы в результате добавления различных источников биотина взывает значительное ускорение роста дрожжей. Однако при переработке некоторых партий мелассы наблюдается понижение стойкости готовой продукции, что происходит от недостаточного содержания калия в мелассе. При этом питание нарушается - в дрожжевую клетку в процессе роста не поступают зольные элементы. А между тем в составе золы дрожжевой клетки калия содержится 23--40%.

Калий может находиться в мелассе не только в свободном, но и в связанном состоянии, поэтому он не весь участвует в обменных реакциях при выращивании дрожжей.

Присутствие ионов калия в мелассной среде требуется для проявления активности многих ферментов, которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях и принимают активное участие в процессе роста и размножения дрожжей.

Из практики работы дрожжевых заводов известно, что на мелассах с низким содержанием калия рост и размножение дрожжевых клеток отклоняется от нормы: замедляются новообразования клеток, появляются дрожжевые клетки с двумя-тремя почками. При этом понижается выработка дрожжей и в конечном итоге сокращается их выход.

2.2 Вспомогательные материалы

В культуральную среду для активного роста дрожжей необходимо добавлять азот, фосфор, калий, магний, ростовые вещества, а также питьевую воду и воздух.

Серная кислота H2SO4 применяется для подкрепления мелассного раствора при осветлении, для регулирования рН культуральной среды в процессе выращивания дрожжей и для очистки от бактериальной инфекции засевных дрожжей. В дрожжевом производстве применяют серную кислоту техническую контактную улучшенную (ГОСТ 2184--67) и аккумуляторную (ГОСТ 667--73) с содержанием моногидрата 92,5--94,0%, мышьяка не более 0,0001%.

Пеногасители применяются для гашения пены, которая образуется в процессе выращивания дрожжей в дрожжерастильных аппаратах. В дрожжевом производстве обычно для гашения пены применяют техническую олеиновую кислоту марок А и Б (ГОСТ 7580--55), которая содержит не менее 95% жирных кислот в безводном продукте, не более 0,5% влаги и имеет температуру застывания не более 10--16°С.

Дезинфицирующие вещества: хлорная известь, натр едкий технический, сода кальцинированная, формалин, молочная кислота, кислота борная, перекись водорода, фурацилин, сульфанол и т.д.

Борная кислота Н3ВО3 в виде бесцветных блестящих кристаллов или кристаллического порошка белого цвета, полностью растворимых в воде, содержит не менее 99,0--99,8% борной кислоты (ГОСТ 9656--75). Применяется вместе с молочной кислотой для обработки засевных дрожжей и для подавления микрофлоры мелассного раствора, так как смесь указанных кислот обладает большей антибактериальной активностью, чем при использовании каждой кислоты в отдельности.

Перекись водорода (водный раствор Н2О,) - бесцветная прозрачная жидкость с содержанием 27,5--40% перекиси водорода (ГОСТ 177--71). Обладает антибактериальной активностью и применяется для подавления роста бактерий в засевных дрожжах.

Воздух. В дрожжевом производстве для аэрации бродящей жидкости используется большое количество воздуха, который может содержать значительное количество микроорганизмов (до нескольких тысяч в 1 м3). В связи с этим забор воздуха должен производиться выше конька крыши завода. Воздух необходимо очищать фильтрами и охлаждать. Недостаточная очистка воздуха, подаваемого на производство, может явиться причиной увеличения численности бактерий в культуральной жидкости.

Воздух производственных помещений, обычно обсемененный бактериями и дрожжевыми клетками, служит причиной попадания микроорганизмов в производственные среды и готовую продукцию.

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

3.1 Приготовление раствора мелассы

Процесс приготовления раствора мелассы состоит из разбавления и осветления ее. Осветляют мелассу с целью удаления грубых взвешенных частиц, коллоидов, микроорганизмов и других примесей.

Существует несколько способов осветления мелассы в дрожжевом производстве. Выбор того или иного способа обычно обусловлен устройством подготовительного отделения.

Механический способ. В настоящее время на большинстве дрожжевых заводов мелассу осветляют с помощью кларификаторов, где взвешенные частицы отделяются под действием центробежной силы. Указанный способ осветления позволяет экономить мелассу, вспомогательные материалы, пар, кроме того, сокращается время на осветление.

Перед пуском на кларификатор мелассу взвешивают и разбавляют водой до определенной концентрации (кратность разбавления 1--3), добавляют хлорную известь из расчета 2-- 3 кг (при содержании 33% активного хлора) на 1 т ее. После перемешивания раствора с хлорной известью дают получасовую «хлорную выдержку», затем добавляют серную кислоту до получения рН 4,5 -- 5,0 и направляют на кларификатор.

На некоторых предприятиях применяют стерилизацию мелассы. При этом ее разбавляют горячей водой температурой 80--90°С и направляют в стерилизатор. Стерилизацию проводят при температуре 105--125°С в течении 15 -- 60 с, после раствор мелассы охлаждают до 80-85°С и подают на кларификатор.

Отстойный кислотохолодный способ. Этот способ применяют на дрожжевых производствах небольших мощностей (5-10 т/сут) и при отсутствии кларификаторов. В заторный чан набирают воду и мелассу (на 1 т мелассы около 0,75 м3 воды). После размешивания в аппарат засыпают хлорную известь из расчета 0,6-0,9кг активного хлора, затем размешивают еще 30 мин и оставляют затор в состоянии покоя в течение 30 мин. За это время микробы - вредители дрожжевого производства - под действием хлора становятся неактивными и постепенно гибнут.

После выдержки включают мешалку, добавляют серную кислоту до получения рН 5,0, размешивают 30 мин и добавляют воду до содержания сухих веществ в мелассе 20-40% (в зависимости от принятой на заводе концентрации) и дают затору отстояться в течение 10-12 часов (пока меласса не станет порзрачной).

Дозировка раствора мелассы осуществляется по программе с помощью автоматических устройств или вручную.

При осветлении мелассы отстойным кислотохолодным способом потери мелассы составляют 1.8-1,4% от исходного объема.

Для снижения потерь мелассы при осветлении в дрожжевом производстве в основном перешли с отстойного метода m механический (с помощью кларификаторов), что снижает потери ее до 0,14%.

3.2 Технологические режимы переработки мелассы различного качества

Современная технология производства дрожжей предъявляет к составу мелассы требования, обусловленные необходимостью повысить выход дрожжей в товарной стадии до 80--90°/о в расчете на сырье и максимально увеличить выработку дрожжей с каждой линии дрожжерастильных аппаратов.

В мелассе с повышенным содержанием углеводов (более 50%) мало необходимых для построения дрожжевых клеток несахаров: золы, азота и биотипа. В связи с этим значительно понижается отношение массы перечисленных веществ к массе сахаров, и избыток сахара расходуется не на накопление биомассы, а сбраживается с образованием спирта.

Нормализация состава неполноценной мелассы

При переработке меласс, содержащих недостаточное количество азотистых, ростовых и зольных веществ, необходимо добавлять недостающие компоненты. Нормализация состава питательной среды приводит к стабилизации выхода дрожжей, и к улучшению качества готовой продукции.

При выращивании дрожжей по периодическим схемам питательную среду нормализуют путем добавления источников биотипа (кукурузного экстракта или дестпобиотина), калийных и магниевых солей в начале процесса выращивания. Полноценный кукурузный экстракт подают из расчета 6%, а калийные соли из расчета 3,5% калия в мелассе, содержащей 46% сахара.

Нормализация питательной среды при выращивании дрожжей по непрерывной (например, суточной) схеме осуществляется следующим образом: кукурузный экстракт подают во время загрузки (складки) дрожжерастильного аппарата из расчета 6%, а калийные соли 3,5% (К2О) к мелассе, расходуемой в накопительном периоде. Второй раз кукурузный экстракт и калийные соли добавляют в начале периода оттока среды из расчета на мелассу, перерабатываемую в течение 6 ч. В дальнейшем недостающие ингредиенты добавляют по истечении 6 ч оттока среды из расчета на мелассу, перерабатываемую в течение следующих 6 ч.

4. ПОЛУЧЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ ЧИСТОЙ И ЕСТЕСТВЕННО-ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ

Производство дрожжей начинают с получения чистой культуры дрожжей. На большинстве отечественных предприятий чистую культуру дрожжей (маточные дрожжи) получают по режиму ВНИИХПа.

4.1 Схема получения маточных дрожжей по режиму ВНИИХПа

Питательные среды. Дрожжи чистой и естественно чистой культуры должны обладать высокой энергией размножения, поэтому для их выращивания используют питательные среды, богатые органическим азотом, ростовыми и минеральными веществами и микроэлементами. К числу таких питательных сред относится солодовое сусло, поэтому оно и является основой питательной средой, используемой для размножения дрожжей в лабораторных стадиях. В лаборатории завода дрожжи получают в четыре стадии.

В первых трех лабораторных стадиях дрожжи выращивают на витаминизированной среде, которую готовят следующим образом. К 2000 мл солодового сусла с концентрацией 16-- 18% СВ добавляют 450 мл томатного или морковного сока,50 г глюкозы, 50 г мальтозы и 50 мл автолизата дрожжей (2%). Общую концентрацию среды доводят водой до I2-14% СВ, а рН до 4,8--5,0.

Вместо солодового сусла для приготовления питательной среды можно использовать солодовый экстракт. Томатный или морковный сок можно заменить виноградным, однако при этом глюкозу не добавляют, так как в этом соке она содержится в достаточном количестве для размножения дрожжей.

Питательную среду разливают в стерильную посуду: в четыре пробирки по 5 мл витаминизированного сусла, в четыре маленькие колбы -- по 50 мл, в четыре большие колбы--по 500 мл. Среду стерилизуют в автоклаве в соответствии с общими правилами микробиологической техники (0,05 МПа в течение 30 мин). Среду, которая не содержит сахаров (например, дрожжевую воду), стерилизуют при давлении 0,1 МПа в течение 60 мин.

Простерилизованную среду проверяют на стерильность, для чего помещают ее в термостат при температуре 30сС на 72 ч. Ее считают стерильной и используют для получения ЧК в том случае, если она за это время не помутнеет. Стеклянную посуду и фильтры стерилизуют сухим паром в сушильном шкафу при 160 С в течение 60 мин.

В последней лабораторной стадии дрожжи выращивают на смешанной среде. Для ее приготовления берут 10 л солодового сусла или витаминизированной среды плотностью 12--14% СВ, добавляют 5 л раствора мелассы, содержащей 30--32 СВ, 25 г диаммонийфосфата и 5 л воды. Среду разливают по 7 л в две колбы. Карлсберга и стерилизуют в автоклаве при 0.05 МПа в течение 6.0 мин.

В цехе чистых культур и в производственной стадии дрожжи ЧК и ЕЧК выращивают на растворе мелассы с добавлением азотного и фосфорного питания, ростовых веществ и. минеральных солей.

Выращивание дрожжей ЧК в лабораторных условиях. Размножение чистой культуры начинают из чистой культуры дрожжей, получаемой в пробирках из ВНИПХПа, или из музейной культуры дрожжевого завода. Дрожжи ЧК можно также получать из сушеных дрожжей, что в настоящее время имеет место на ряде отечественных заводов, выпускающих сушеные дрожжи.

Выращивание дрожжей в цехе ЧК. Осуществляют его в три следующие стадии - стадия малого инокулятора (МИН), стадия большого инокулятора (БИН), стадия ЧК-1. Объемы этих аппаратов от стадии к стадии увеличиваются, возрастает и количество дрожжевой массы.

Все стадии цеха ЧК являются бесприточными, т. е. все питательные вещества и воду подают в начале процесса выращивания (при загрузке).

Выращивание дрожжей ЧК в производстве (стадия ЧК-II). В отличие от предыдущих стадий в производстве дрожжи выращивают по воздушно-приточному способу. Основные питательные вещества (раствор мелассы, азот, фосфорсодержащие соли) и воду в аппарат подают непрерывно, а ростовые и минеральные вещества (хлористый калий, сернокислый магний и др.) - во время загрузки аппарата. Эта стадия обычно проходит в аппарате общим объемом 30 или 50 м3. Активную кислотность (рН) регулируют при помощи раствора аммиака, подаваемого взамен сернокислого аммония в равноценном по азоту количестве, поддерживая ее в пределах 4,5--5,0.

Получение дрожжей ЕЧК. Дрожжи чистой культуры служат засевным материалом для выращивания дрожжей естественно-чистой культуры.

Раньше дрожжи ЕЧК получали в три стадии, из которых две первые вели по бесприточному режиму, а последнюю - по воздушно-приточному. В настоящее время рекомендован более перспективный способ получения дрожжей ЕЧК в две стадии. Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с прежним. При этом способе сокращается длительность цикла, снижается вероятность инфицирования культуры, сокращается количество рабочих, высвобождаются емкости, улучшается качество культуры (ее ферментативная и генеративная активность, а также стойкость к хранению).

При современном двухстадийном получении дрожжей на первой стадии их выращивают в цехе ЧК по бесприточному режиму, на второй - в производственном отделении по воздушно-приточному способу.

Стадия ЕЧК-1. Известно, что выращивание дрожжей на инфицированной культуре понижает экономический эффект использования сырья и качество готовой продукции. Для очистки засеваемых в дрожжерастильный аппарат дрожжей от бактериальной инфекции маточные дрожжи подвергают кислотной обработке серной пли молочной кислотой. Кислотную *обработку производят в специальной емкости, снабженной мешалкой, куда помещают 100 л дрожжевого молока (50 кг дрожжей с 25% СВ) и при непрерывной работе мешалки добавляют либо 0,6--1,0 л предварительно разведенной (1:4) концентрированной серной кислоты (плотность 1,84). чтобы кислотная баня составляла 25--30%, либо 2.5 л 40%-ной молочной кислоты. Среду выдерживают в течение 40--60 мин при непрерывном перемешивании, после чего засевают в дрожжерастильный аппарат, который предварительно был загружен питательной средой.

В аппарат вместимостью 7,5 м3 при загрузке набирают около 4 м3 воды и добавляют 600 кг стерильной мелассы в виде раствора плотностью 35--40% СВ; 8.3 кг сернокислого аммония; 4.3 кг диаммонийфосфата; 1,5 кг хлористого калия; 0,5 кг сернокислого магния и 0,12 г дестиобиотина. Содержимое аппарата хорошо перемешивают, добавляют воду с таким расчетом, чтобы после засева дрожжей начальная плотность культуральной среды составила 10% СВ, а объем 5,6 м3.

Процесс выращивания ведут при температуре 28--З0?С, рН 4,5--5,0 и постоянной аэрации (30 м3/ч на 1 м3 среды) до сбраживания культуральной среды до плотности 3,0--3,5% СВ. В результате получают 230 кг дрожжей, которые служат засевным материалом второй стадии.

Стадия ЕЧКII. Ее проводят в аппарате вместимостью 30 или 50 м3 при температуре 28--3О?С; рН среды поддерживают на уровне 4,5 и регулируют при помощи раствора аммиака, подаваемого вместо сернокислого аммония. В течение всего процесса среду аэрируют воздухом.

4.2 Выделение и хранение маточных дрожжей

Дрожжи ЧК по окончании дозревания направляют на сепарирование. Выделение дрожжей проводят на отдельных сепараторах по двухступенчатой схеме. Отсепарированные на первом сепараторе дрожжи непрерывно без задержки передают па второй сепаратор для сгущения. Холодную воду для промывания дрожжей подают в промежуточный сборник после первого сепарирования и на второй сепаратор. Промытые и пущенные до концентрации 400--600 г/л дрожжи, называемые; дрожжевым молоком, направляют в сборник, в котором они хранятся при температуре не выше 6°С.

Дальнейшее сгущение дрожжевого молока производят ни вакуум-фильтрах.

Дрожжи ЕЧК хранят обычно в прессованном виде либо в виде дрожжевого молока (взвеси дрожжей в воде), а также в высушенном состоянии при оптимальной температуре 2--4°С.

В последнее время метод хранения дрожжей Ч и ЕЧК в виде дрожжевого молока нашел широкое признание в промышленности. Он является наиболее перспективным, так как позволяет сохранить ценные для маточных дрожжей свойства - генеративную активность и чистоту культуры.

Генеративная активность маточных дрожжей, сохраняемых в прессованном виде, стабильна лишь в течение первых 10 сут, при дальнейшем хранении она ухудшается. Например, если величина генеративной активности в исходных маточных дрожжах составляла 0.233, то через 10 сут хранения в прессованном виде она увеличилась до 0,237, а через 20 сут понизилась до 0,230 и через 30 сут -- до 0,226. При хранении же дрожжей в виде дрожжевого молока генеративная активность дрожжей в течение всего периода храпения улучшается и через 10 сут увеличивается до 0,238, через 20 сут--до 0,248 и через 30 сут - до 0,250.

При хранении маточных дрожжей в виде дрожжевого молока сохраняется лучше также ферментативная активность и чистота культуры, в то время как при хранении дрожжей в прессованном виде наряду с понижением генеративной активности наблюдается и постепенное нарастание бактериальной микрофлоры дрожжей, которая достигает иногда 50% (по соотношению колоний при высеве на чашки Петри). Посторонняя микрофлора в основном состоит из молочнокислых бактерий и плесневых грибов.

4.3 Показатели качества дрожжей ЧК и ЕЧК

Маточные дрожжи должны представлять собой чистую культуру сахаромицетов без примеси посторонних дрожжевых грибов и бактерий, особенно гнилостных.

При микрокопировании видны крупные округлые и овальные клетки равномерной величины. При посеве их на жидкую среду, содержащую уксуснокислый натрий, через 5 сут не должна появляться пленка (признак наличия несахаромицетов), а на твердых средах - не должны появляться колонии дрожжеподобных грибов и бактерий.

Дрожжи ЧК должны содержать 1,3% фосфора и 2,5% азота, а дрожжи ЕЧК - 1.0% фосфора и 2,0% азота и обладать высокой генеративной активностью. Скорость роста активных маточных дрожжей составляет 0,200--0,350. Генеративная активность дрожжей ЧК зависит от способа их культивирования. Дрожжи дыхательного типа (аэробные, полученные по воздушно-приточному способу) обладают более высокой способностью к размножению и росту по сравнению с дрожжами бродильного типа (анаэробными, полученными при небольшой аэрации среды). При этом формируются клетки, содержащие различное количество биотина, метахроматина, РНК (рибонуклеиновой кислоты), ДНК (дезокенрибонуклеиновой кислоты), полифосфатов и различающиеся по составу. Активные маточные дрожжи должны иметь следующие показатели:

Дрожжи ЧК -- подъемная сила 35 -- 40 мин, мальтазная активность 70 -- 90 мин, осмочувствительность не более 20 мин,

Дрожжи ЕЧК -- подъемная сила 40--50 мин, мальтазная активность 70 -- 100 мин, осмочувствительность не более 10 мин.

Стойкость хороших маточных дрожжей обычно превышает 72 ч.

Кроме того, дрожжи чистой и естественно-чистой культуры должны содержать не менее 10% крупных клеток, не более 25% мелких клеток, не более 10 % почкующихся клеток.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ ВЫРАШИВАНИЯ ТОВАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

5.1 Выращивание дрожжей в разбавленных средах

На отечественных заводах товарные хлебопекарные дрожжи выращивают обычно по схеме ВНИИХПа в две стадии(засевная стадия Б и товарная В) при кратности разбавления сырья 17. При этом для заводов с отечественным оборудованием применяют несколько иной режим выращивания дрожжей, чем для заводов, где установлено оборудование из Польской Народной Республики. Это связано с сепарированием засевных дрожжей стадии Б на этих заводах.

Выращивание дрожжей на заводах с отечественным оборудованием

Стадия Б. Засевные дрожжи получают в дрожжерастильных аппаратах общим объемом 30 м3. Загрузку аппарата осуществляют в следующем порядке: в дрожжерастильный аппарат набирают воду, добавляют в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний; затем подают 215 кг дрожжей ЕЧК в виде дрожжевого молока. По окончании засева подают ростовые вещества, хлористый калин и начинают подачу питательных.

В процессе выращивания дрожжей температуру поддерживают на уровне 30?С, количество воздуха -- 80 м3/ч на 1 м3 среды в аппарате. В этой стадии за 11 ч накапливают 1100 кг дрожжей. Дозревание дрожжей в стадии Б не предусматривается.

Стадия В. Товарные дрожжи получают в дрожжерастильных аппаратах вместимостью 100 м3. Засевным материалом служит все содержимое аппарата Б.

Дрожжи получают по технологической схеме с 20 или 12-часовым периодом размножения. В дрожжерастильном аппарате В в течение первых 7 ч по воздушно-приточному способу накапливают «рабочую» биомассу (накопительный период). 3атем начинают непрерывный отток ее в отборочный аппарат (период отборов), где дрожжи в условиях небольшой аэрации и без добавления питательных веществ дозревают в течение 1 ч, после чего поступают на сепараторы для выделения.

Одновременно с оттоком в дрожжерастильный аппарат по программе поступают питательные вещества (растворы мелассы, солей и вода). В необходимых случаях подают ростовые вещества, соли калия и магния. Количество среды, отбираемой ежечасно, соответствует количеству жидкости, поступающей в дрожжерастильный аппарат, поэтому уровень среды в нем остается постоянным. Количество дрожжей в основном дрожжерастильном аппарате должно быть также постоянным (прирост дрожжей отбирают в отборочный аппарат).

В дрожжерастильный аппарат объемом 100 м3 набирают соду, осветленный раствор мелассы, раствор сернокислого аммония, после чего передают все содержимое аппарата Б; одновременно подают воздух. После этого в аппарат подают ростовые вещества и хлористый калий и начинают приток мелассы и солей. Расход воздуха в аппарате составляет 100 м3/ч на 1 м3 среды. В начале процесса рН среды устанавливают 4,5, в конце 5,5--5,8. К концу накопительного периода накапливается 3400 кг дрожжей и заполняется весь полезный объем аппарата стадии В.

С 8-го часа начинают постепенный отбор культуральной среды в отборочный аппарат по 11 м3/ч где аэрация среды понижена (расход воздуха составляет 40--50 м3/ч на 1 м3 среды). В период отбора в основной дрожжерастильный аппарат ежечасно подают в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний, диаммонийфосфат. Период отборов длится 12 при 20-ти часовом периоде размножения дрожжей и 4 часа - при 12-ти часовом периоде.

При работе завода по режиму с 20-ти часовым периодом размножения с одного аппарата получают 9300 кг дрожжей.

Выращивание дрожжей на заводах с оборудованием производства ПНР.

На заводах установлены дрожжерастильные вместимостью 100 м3. Дрожжи выращивают по 12-часовой схеме с четырьмя отборами.

Товарные дрожжи выращивают также в две стадии.

Стадия Б. Дрожжи выращивают в аппарате общим объемом 100 м3. Аппарат загружают в следующем порядке: в дрожжерастильный аппарат набирают воду, добавляют в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний. Затем подают 620 кг дрожжей ЕЧК в виде дрожжевого молока. Затем добавляют ростовые вещества, хлористый калий и начинают приток питательных растворов. Хлористый калий и сернокислый магний расходуют в зависимости от содержания этих веществ в мелассе и воде и добавляют в начале процесса выращивания дрожжей.

Дрожжи стадии Б сепарируют на отдельных сепараторах и хранят в сборниках дрожжевого молока.

Стадия В.накопительный период товарной стадии длится 7 часов. За это время накапливают 4000 кг дрожжей как при работе завода по 12-, так и 20-ти часовой схеме.

В дрожжерастильный аппарат объемом 100 м3набирают воду и подают в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний и 1200 кг дрожжей стадии Б в виде дрожжевого молока.

С 7-го часа начинают период отбора среды, который продолжается 4 ч при работе по схеме с 12-часовым периодом размножения и 12 ч -- с 20-часовым периодом. Ежечасно в отборочный аппарат отбирают 11 м3 среды. В дрожжерастильный аппарат подают и виде растворов мелассу, сернокислый аммоний и воду. Ростовые вещества и КС1 подают на 6-ом и 12-ом часу брожения (20-часовой период). Всего получают 6000 кг товарных дрожжей при работе по схеме с 12-часовым периодом размножения и 10 000 кг дрожжей по схеме с 20-часовым периодом.

5.2 Процесс дозревания дрожжей

Процесс выращивания дрожжей заканчивается их дозреванием. От стадии дозревания в большой степени зависит качество хлебопекарных дрожжей. Во время этого процесса происходит перестройка ферментных систем с активного синтеза биомассы на обменные процессы, поддерживающие лишь нормальные функции клетки.

К концу процесса выращивания дрожжей, когда подача питательных веществ прекращена, в дрожжерастильном аппарате находятся дрожжевые клетки, разные по возрасту, с различной биологической активностью (старые, уже давшие несколько поколений дочерних клеток, и молодые, только что отпочковавшиеся, а также зрелые клетки). Соотношение их может быть различным, и это в большой степени от режима ведения технологического процесса и активности исходной культуры. Дочерние клетки находятся в стадии формирования ферментных систем. Молодые клетки обладают активной ферментной системой, направленной на синтез белка. В период почкования они отличаются пониженной стойкостью. Для синтеза они используют питательные вещества, содержащиеся в бражке. В созревших клетках ферментные системы уравновешены. Такие клетки при определенных условиях могут долго сохранять присущие им свойства, поэтому процесс дозревания должен обеспечить максимальное число зрелых клеток (почкование должно завершиться).

Особенно большое значение режим дозревания дрожжей приобретает при работе по воздушно-проточному способу, так как в отборочный аппарат все время поступают клетки с активной ферментной системой, направленной на синтез биомассы.

В процессе дозревания клетки потребляют остаточные питательные вещества. Завершается процесс почкования. Отпочковавшиеся клетки вырастают, и биомасса увеличивается в основном за счет роста клеток.

5.3 Выделение дрожжей

По окончании процесса выращивания и дозревания дрожжи выделяют из культуральной среды сначала на сепараторах, затем несколько раз промывают холодной водой, сгущают и получают дрожжевое молоко с концентрацией дрожжей 300-700 г/л. Далее его направляют на вакуум-фильтры для окончательного выделения дрожжей.

Сепарирование. Известно несколько способов выделения и промывания дрожжей.

Промывание дрожжей в одном промывном аппарате с непрерывной подачей воды и непрерывным отделением промывной воды на сепараторах ведут до пор, пока дрожжи не будут отмыты от бражки. Затем подача воды в промывной аппарат прекращают, отмытое дрожжевое молоко сгущают и подают сначала в сборники молока, а затем на окончательное выделение.

Промывание в двух промывных аппаратах. Дрожжевое молоко, полученное после отделения бражки от дрожжей, промывают сначала в одном, потом в другом промывном аппарате, после чего сгущают на тех же сепараторах и направляют в сборники дрожжевого молока, а оттуда уже на фильтр-прессы для окончательного отделения дрожжей от промывной воды.

Двухступенчатое сепарирование. Дрожжи сепарируют и сгущают на разных сепараторах. Культуральную среду дрожжей дрожжерастильного аппарата подают на первую ступень сепараторов. Отсепарированные дрожжи через промежуточную емкость, в которую подают холодную воду для промывания, перекачивают на вторую ступень, где происходит дополнительная промывка и сгущение дрожжей. Промытые и сгущенные дрожжи направляют в сборники дрожжевого молока, в которых его хранят при температуре, не превышающей 6?С (оптимальная температура составляет 2 -- 4 С).

Трехступенчатое сепарирование. Отделение дрожжей от среды, промывание и сгущение дрожжевого молока происходят на разных сепараторах. На первой ступени происходит отделение дрожжей от бражки. Непромытые дрожжи через промежуточную емкость, в которую одновременно поступает холодная вода для промывки, подают на вторую ступень сепараторов, где дрожжи отделяют от промывной воды. Затем они поступают во вторую промежуточную емкость, в которую также подают холодную воду. Здесь происходит повторная промывка дрожжей, после чего вместе с промывной водой они насосом подаются на третью ступень сепараторов, где происходит сгущение дрожжей до концентрации 450-700 г/л.

Наиболее эффективными по сравнению с первыми двумя являются ступенчатые схемы сепарирования, при которых обеспечивается лучшее промывание, сгущение и высокое качество готовых дрожжей.

5.4 Формовка, упаковка и транспортировка дрожжей

Отпрессованные на вакуум-фильтре или фильтр-прессе дрожжи поступают в формовочную машину, где их при необходимости увлажняют для придания требуемой консистенции дрожжевой массы.

Дрожжи направляют в упаковочно-расфасовочные автоматы, формующие дрожжевую массу в виде прямоугольных брусков 1000. 500. 100 и 50 г.

5.5 Хранение дрожжей

На отечественных дрожжевых заводах хлебопекарные дрожжи в основном хранят в холодильных камерах, завернутые в специальную бумагу, при температуре 1--4?С и относительной влажности воздуха 82--96%.

5.6 Сушка дрожжей

Сушеные хлебопекарные дрожжи получают из прессованных дрожжей. Высушивание дрожжей является одним из эффективных способов сохранения их ферментных систем, поскольку они не могут сохраняться длительное время в прессованных дрожжах.

Сущность процесса сушки дрожжей заключается и удалении воды из прессованных дрожжей. При этом влажность их снижается с 72 до 8--10%.

Основной задачей процесса сушки является удаление только свободной влаги. Если удалить из клетки химически связанную влагу, то нарушится структура протоплазмы и клетка погибнет.

Химически связанная влага п является той остаточной влагой сушеных дрожжей (7--8%), которая не удаляется при сушке.

Известен ряд способов сушки дрожжей: в малоподвижном слое, во взвешенном состоянии, распылением, сублимацией, в условиях остаточного давления.

Во всех сушильных устройствах сушка дрожжей происходит нагретым воздухом. Однако температура воздуха различна, что обусловливается конструкцией сушилок. Например, в вакуум-сушилке температура дрожжей ЗО°С в первом периоде сушки сохраняется при нагреве сушильного воздуха до 60°С за счет сильного испарения влаги. В камерной и ленточной сушилках испарение происходит медленнее, чем в вакуумной, поэтому поддерживать в дрожжах температуру 30°С можно при нагреве поступающего в сушилку воздуха только до температуры 45--48С. В распылительной сушилке вследствие очень быстрой сушки дрожжей перегрева ид не наблюдается даже при температуре входящего воздуха 140°С.

Процесс сушки дрожжей состоит из следующих операции подачи прессованных дрожжей в формовочную машину, формовки их в виде гранул, подачи гранул дрожжей в сушилку, процесса высушивания, подачи сушеных дрожжей в " бункер для остывания, упаковки готовой продукции

6. ПРИЛОЖЕНИЕ

Технологическая схема дрожжевого производства с использованием бражки: 1 - сборники для мелассы: 2 - весы; 3 - сборник для разбавления мелассы;4 - кларификатор: 5 - сборник для раствора диаммонийфосфата; 6 - сборник для раствора сернокислого аммония; 7 - приточные сборники для осветленной мелассы; 8 - отделение чистой культуры дрожжей; 9 - дрожжерастильный аппарат дрожжей ЧК и ЕЧК; 10 - дрожжерастильный аппарат I стадии товарных дрожжей: 11 - дрожжерастильный аппарат II стадии товарных дрожжей; 12 - отборочный аппарат; 13, 15 - дрожжевой сепаратор; 14 - промывные бачки: 16 - фильтр-пресс или вакуум-фильтр: 17 - бункер: 18 - формовочно-упаковочный автомат: 19 - песчаный фильтр; 20 - сборник для бражки, направляемой в оборот; 21 - аппарат СВЧ для стерилизации бражки, направляемой в оборот; 22 - мерник для бражки; 23 - сборник дрожжевого молока маточных дрожжей; 24 - сборник дрожжевого молока товарных 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?

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

Приготовление питательной среды.

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

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

Выращивание дрожжей.

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

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

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

Выделение дрожжей.

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

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

Формовка и упаковка дрожжей.

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

Сушка и упаковка сушеной продукции.

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

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

12. ТЕХНОЛОГИЯ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

Дрожжевая отрасль республики представлена одним из старейших предприятий – ОАО «Дрожжевой комбинат», в состав которого входят Минский дрожжевой комбинат и Ошмянский дрожжевой завод. Основным видом деятельности ОАО «Дрожжевой комбинат» является производство дрожжей хлебопекарных (прессованных и сухих) на мелассе. Мощность предприятия – 20 300 т дрожжей в год.

Термином «хлебопекарные дрожжи» или просто «дрожжи» обычно обозначают микроорганизмы, которые относятся к классу низших грибов – Saccharomyces cerevisiae .

Дрожжи используют в хлебопечении как возбудители спиртового брожения и разрыхлители теста за счет выделяющегося диоксида углерода. Кроме того, дрожжи содержат глутатион, который влияет на структуру глутенина, расщепляя в нем внутримолекулярные дисульфидные связи. Глутенин – это основной белок пшеничной муки, структурой которого определяется структура и текстура теста. В результате протекания микробиологических процессов и, прежде всего, спиртового брожения, накапливаются соединения, оказывающие существенное влияние на вкус и аромат хлеба и в некоторой степени повышающие его питательную ценность.

В витаминной промышленности хлебопекарные дрожжи служат источником витаминов группы В и D, в фармацевтической промышленности из них получают нуклеиновые кислоты, ферменты, ряд лекарственных препаратов. Дрожжи применяют в биотехнологии для приготовления питательных сред.

Saccharomyces cerevisiae – факультативные анаэробы. В среде, лишенной кислорода, они размножаются слабо, но быстро сбраживают сахара с образованием этанола и диоксида углерода с выделением небольшого количества тепла:

С6 Н12 О6 = 2С2 Н5 ОН + 2СО2 + Этот процесс спиртового брожения и является основным при

брожении теста в хлебопечении.

В присутствии кислорода дрожжи ассимилируют углеводы с выделением большого количества энергии

С6 Н12 О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2 О + Выделяющаяся энергия используется дрожжами на синтез кле-

точного вещества и поддержание обменных процессов, поэтому в условиях аэрации происходит интенсивное накопление биомассы дрож-

жей. На скорость размножения дрожжей и выход биомассы влияет ряд факторов: температура, значение рН, состав питательной среды.

Saccharomyces cerevisiae – мезофилы с температурным оптимумом 29–30 С. При более низких и более высоких температурах жизнедеятельность дрожжей замедляется и выход конечного продукта уменьшается. Кроме того, при повышении температуры возрастает вероятность развития в питательной среде посторонних микроорганизмов, что ухудшает качество продукта.

Оптимальное значение рН питательной среды для размножения дрожжей – 4,5–5,5. В этих условиях высока активность ферментных систем, быстро протекают процессы синтеза белков, витаминов, высокая скорость роста дрожжевых клеток.

Питательная среда для выращивания дрожжей должна содержать легкоусвояемые формы углеводов (моно- и дисахара), источники азота (растворимые органические и неорганические соединения азота), фосфора, макро- и микроэлементы, витамины, стимуляторы роста.

Технологический процесс производства хлебопекарных дрожжей представленный на рис. 40, включает операции приготовления питательной среды и накопления посевного материала, выращивания дрожжей, выделения их из культуральной жидкости и получение конечного продукта (прессованных или сухих дрожжей).

Приготовление питательной среды

– разбавление мелассы

– асептирование

– осветление

– обогащение питательными солями

Получение посевного материала

– получение маточных дрожжей

– получение засевных дрожжей

Получение товарных дрожжей

Выделение дрожжей

– сепарирование

– вакуум-фильтрование (прессование)

Формование и упаковка		Сушка и упаковка
Прессованные дрожжи		Сухие дрожжи

Рис. 40. Технологическая схема производства хлебопекарных дрожжей

Приготовление питательной среды. Основным источником питательных веществ в среде для выращивания дрожжей является отход свеклосахарного производства – меласса. Вместе с тем, кроме полезных для дрожжей веществ меласса содержит и нежелательные примеси: коллоидные и взвешенные вещества, которые, сорбируясь на поверхности дрожжевых клеток, нарушают нормальный обмен веществ, и вещества, ингибирующие рост и размножение дрожжей. Поэтому проводят подготовку мелассы, которая включает следующие операции:

– разбавление мелассы водой (в соотношении от 1: 1 до 1: 3 в зависимости от состава мелассы и уровня ее обсемененности микроорганизмами);

– асептирование мелассы холодным или горячим способом. В первом случае в мелассу вводят хлорную известь и подкисляют серной кислотой до значения рН 4,5–5,0, во втором – кипятят или стерилизуют в пластинчатых теплообменниках;

– удаление взвешенных частиц под действием центробежной силы на сепараторах-кларификаторах;

– добавление минеральных солей и стимуляторов роста (сульфат аммония, карбамид, аммиачная вода, диаммонийфосфат, ортофосфорная кислота, соли калия, магния, кукурузный экстракт, дрожжевой автолизат или другие источники биотина – гидролизат молочной сыворотки, дестиобиотин и др.).

Получение посевного материала. Существует несколько тех-

нологических схем выращивания дрожжей, которые отличаются между собой количеством стадий, периодичностью или непрерывностью, кратностью разбавления мелассы. Наиболее распространена технологическая схема, по которой посевной материал получают периодическим способом в виде маточных и засевных дрожжей. Товарные дрожжи получают в две стадии: сначала в периодических условиях (накопительная культура), затем – в непрерывных.

В свою очередь чистую культуру маточных дрожжей получают

в несколько стадий. В лаборатории дрожжи наращивают в пробирках, затем в колбах в условиях асептики (отсутствия посторонних микроорганизмов) на солодовом витаминизированном сусле, только на последней стадии добавляя в среду мелассный раствор. Далее дрожжи размножают в отделении чистой культуры последовательно в малом, большом инокуляторе и аппарате чистой культуры (ЧК-1). Здесь также поддерживаются асептические условия, для аэрации подается воз-

дух. Средой для размножения дрожжей служит мелассное сусло, в которое вносят питательные соли и стимуляторы роста. Заканчивается процесс получения чистой культуры маточных дрожжей (ЧК-II) в производственных условиях в дрожжерастильных аппаратах по воз- душно-приточному способу. Воздух в аппарат подают постоянно, а раствор мелассы добавляют по мере накопления биомассы дрожжей. На всех стадиях получения маточных дрожжей поддерживают температуру 26–30 С, значение рН 4,5–5,0, длительность выращивания на каждой из лабораторных стадий – 16–24 ч, на каждой стадии в отделении чистой культуры – 10–14 ч.

Чистую культуру маточных дрожжей получают один раз в тричетыре недели. Для лучшей ее сохранности дрожжи сепарируют, промывают холодной водой, сгущают до концентрации 400–600 г/л и хранят в охлаждаемых сборниках при температуре не выше 6 С.

Засевные дрожжи получают в две стадии (ЕЧК-I и ЕЧК-II) по технологическому режиму естественно-чистой культуры, когда строгие условия асептики не поддерживают, но в значительной мере предотвращается развитие посторонних микроорганизмов. Это обеспечивается подготовкой мелассы (см. выше) и обработкой маточных дрожжей, которые используют для засева, молочной или серной кислотой. Первую стадию выращивания осуществляют периодическим способом, вторую – воздушно-приточным. Условия выращивания (температура, рН, длительность) такие же, как при получении маточных дрожжей. Дрожжи ЕЧК готовят по мере необходимости, обычно один раз в сутки и используют для засева при выращивании товарных дрожжей. Выделяют и хранят их так же, как и маточные дрожжи.

Получение товарных дрожжей. Товарные дрожжи выращива-

ют в две стадии. В первом дрожжерастильном аппарате процесс ведут по воздушно-приточному способу, засевными служат дрожжи ЕЧК-II. Для второй стадии засевными служат дрожжи из первого аппарата, выращивание здесь осуществляют по непрерывному способу, т. е. постоянно подают питательную среду и производят отбор культуральной жидкости в отборочный аппарат. Выращивание на обеих стадиях проводят при температуре 30 С и значении рН 4,5–5,0.

В отборочном аппарате дрожжи дозревают при аэрировании. Дрожжевые клетки используют оставшиеся питательные вещества, завершают процесс почкования и роста, такие клетки долго сохраняют присущие им свойства.

Выделение дрожжей. Дозревшие дрожжи необходимо выделить из культуральной жидкости как можно быстрее во избежание ухудшения их свойств. Выделение дрожжей проводят в две стадии: путем сепарирования получают дрожжевое молоко, затем фильтрованием или прессованием получают пастообразную массу влажностью 75%.

Наилучшее качество дрожжей обеспечивается при трехступенчатом сепарировании. При этом после первой и второй ступеней сепарирования дрожжевой концентрат промывают холодной водой с температурой не более 2 С для удаления остатков питательной среды. После третьей ступени сепарирования дрожжевое молоко, имеющее концентрацию 450–700 г/дм3 , окончательно охлаждают в пластинчатом теплообменнике до температуры 4–8 С.

Окончательное выделение дрожжей из дрожжевого молока происходит на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах. Вакуум-фильтры имеют большую производительность, обеспечивают лучшие санитарные условия, требуют меньших затрат ручного труда.

Формование и упаковка прессованных дрожжей. Упаковочно-

фасовочные автоматы придают прессованной дрожжевой массе вид прямоугольных брусков и заворачивают их в этикеточную бумагу. Фасованную продукцию укладывают в ящики. Хранят дрожжи при температуре 1–4 С и относительной влажности воздуха 82–96%, срок хранения – 12 суток. Однократно замороженные дрожжи могут сохранять активность долгое время, однако при оттаивании и повторном замораживании дрожжи погибают.

Сушка дрожжей. Значительно повысить срок хранения дрожжей (до 6 и более месяцев) позволяет их сушка. На сушку следует направлять дрожжи высокого качества, без примеси посторонних микроорганизмов, осмо- и термоустойчивые.

Качество сушеных дрожжей тем выше, чем быстрее проходит процесс высушивания. Поскольку дрожжи должны сохранить свою жизнеспособность и восстанавливать свои жизненные функции при благоприятных условиях, высокие температуры сушки применять нельзя.

Перед высушиванием дрожжи проходят гранулятор, где им придают форму вермишели или гранул. Используют сушилки разных конструкций, более прогрессивной является высушивание дрожжей во взвешенном состоянии нагретым воздухом. При этом температура воздуха постепенно снижается с 50 до 30 С во избежание перегрева

дрожжей, когда межклеточная влага удалена и начинается медленное удаление внутриклеточной влаги. Конечная влажность дрожжей составляет не более 8% для высшего сорта и не более 10% для дрожжей I сорта. Сушеные дрожжи упаковывают в жестяные банки или полиэтиленовые пакеты и хранят при температуре не выше 15 С.

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