Выращивание дрожжей
Применяют различные схемы выращивания дрожжей.
По всем схемам процесс ведется в три генерации:
— генерация А – получение маточных дрожжей чистой (ЧК) и естественно- чистой культуры (ЕЧК);
— генерация Б – получение засевных дрожжей;
— генерация В – выращивание товарных дрожжей.
Получение маточных дрожжей. Маточными называют дрожжи, используемые для засева питательной среды при получении засевных дрожжей.
Маточные дрожжи чистой культуры выращивают сначала в лабораторных условиях, а затем в цехе чистых культур.
Чистая культура дрожжей – дрожжи, не содержащие никаких других микроорганизмов, кроме дрожжевых клеток определенной расы. Их размножение начинается с одной клетки и ведется до накопления определенной массы в строго стерильных условиях ступенчато, обычно при десятикратном увеличении питательной среды (сусла) в каждой последующей ступени.
В лаборатории их размножают в 4 стадии, в трех стадиях питательной средой является солодовое сусло, в четвертой – смесь сусла и мелассы.
Продолжительность выращивания дрожжей 16-24 при 26-30 0 С без аэрирования. В результате лабораторной стадии размножения дрожжей получают около 14 л дрожжевой разводки, содержащей 0,6 кг дрожжей влажностью 75%. Далее процесс накопления дрожжей продолжают в цехе чистых культур (четыре стадии).
В трех стадиях проводят аэрацию, увеличивающуюся от стадии к стадии. В последней стадии выращивания осуществляют постоянную аэрацию. Дрожжи чистой культуры выделяют из культуральной среды, промывают холодной водой и сгущают на сепараторе. Полученное дрожжевое молоко содержит 300-600 г дрожжей в 1 л.
Дрожжи естественно-чистой культуры получают в две стадии.
В 1 стадии дрожжи ЧК обрабатывают серной кислотой (очистка от посторонней микрофлоры) и засевают в растильный аппарат с питательной средой при 30 0 С и рН среды 4,5 при постоянной аэрации.
Во 2 стадии дрожжи, выращенные в 1 стадии вместе с культуральной средой попадают в производственный аппарат с питательной средой. На этой стадии выращивание маточных дрожжей заканчивается. Дрожжи хранят в виде дрожжевого молока или обезвоживают на фильтрах до влажности 75% и хранят при 2-4 0 С. По мере необходимости их расходуют для производства засевных дрожжей.
Получение засевных дрожжей
Засевные – дрожжи, служащие посевным материалом при получении товарных дрожжей. Выращивание происходит в две стадии. В 1 стадии выращивают засевные дрожжи (генерация Б), а во 2 товарные – товарные дрожжи (генерация В). Выращивание засевных дрожжей происходит в дрожжерастильном аппарате 8-17 ч воздушно-приточным способом, который предусматривает постепенный приток питательных веществ в аппарат (мелассы, азот — и фосфоросодержащих солей) и постоянную аэрацию культуральной среды.
По окончании выращивания засевные дрожжи немедленно подают для засева в аппарат для выращивания товарных дрожжей.
Производство товарных дрожжей
Товарные дрожжи – продукт, готовый к использованию, отвечающий требованиям стандарта. Их получают в дрожжерастильных аппаратах вместимостью 100 м 3 воздушно-приточным способом. Процесс длится 12-20 ч и подразделяется на 2 периода: накопительный – рост и размножение клеток; отборочный — дозревание клеток.
Во время дозревания ферментные системы клетки перестраиваются с активного синтеза биомассы на обменные процессы, поддерживающие лишь жизнедеятельность клетки. Дозревшие в отборочном чане дрожжи поступают на сепараторы для выделения их из культуральной среды.
Дрожжи из бражки выделяют на сепараторах, обычно используют трехступенчатое сепарирование, предусматривающее отделение бражки, промывание дрожжей и сгущение дрожжевого молока.
Полученное дрожжевое молоко(4-6 0 С) подается на фильтры-прессы или вакуум-фильтры для удаления остатков промывной воды. Далее они поступают на формовочную машину и упаковочную машины.
При хранении дрожжи находятся в состоянии анабиоза, но обменные процессы, дыхательная функция не прекращается. При дыхании происходит ферментативное расщепление резервных питательных веществ – трегалозы и растворимой фракции гликогена.
Чем больше в дрожжах трегалозы, тем лучше они сохраняют качество. После потребления всего количества трегалозы и гликогена дрожжи расщепляют белки, наступает автолиз клетки, и они портятся.
Деятельность ферментов и активность посторонней микрофлоры в большой степени зависят от температуры хранения. Оптимальные: 1-4 0 С, относительная влажность воздуха 82-96%.
Замороженные дрожжи следует оттаивать постепенно при 4-6 0 С.
Источник
Какие бывают способы размножения дрожжей?
Для приготовления самогонной браги используют хлебопекарные, спиртовые и винные дрожжи. Хотя бы один способ размножения дрожжей знает каждый винодел. Они применяются в том случае, когда нет возможности по разным причинам приобрести продукт в розничной или оптовой торговле.
Как проходит размножение
Задача дрожжей в браге — превращать сладкое сусло в приятный алкогольный напиток. Сбраживающие сахар микроорганизмы могут относится к одному виду Saccharomyces cerevisiae, но отличаться своей активностью. Чем меньше сила микрофлоры в виноматериале, тем больше её требуется для сбраживания. Для размножения дрожжей в домашних условиях достаточно взять 10-20 гр.
В качестве питательной среды для микрофлоры при размножении лучше всего пророщенное зерно или картофель.
Широкое распространение получил в среде домашних виноделов способ размножения дрожжей на картошке. Выращивать на этом сырье можно дрожжи любого вида: сухие, прессованные, жидкие.
Дозировка дрожжей напрямую оказывает влияние на скорость и качество процесса брожения. При их недостатке в браге продолжительность брожение значительно увеличивается. Некоторые дрожжи начинают выделять вредные вещества. В такой ситуации необходимо дополнительно добавить в брагу штаммы дрожжей.
Для быстрого роста дрожжевых клеток требуется не только сахар, но кислоты и микроэлементы. Они ускоряют биохимические процессы. Эти особенности учитываются при выборе сырья для приготовления питательной смеси. Размножение дрожжей происходит почкованием спор. Иногда происходит деление клетки пополам. Оптимальная температура почкования спор 25°С.
Размножение на картофеле
Питательная среда для микрофлоры готовится из небольших клубней. Достаточно взять 2-3 картофелины, очистить от кожуры и натереть их на тёрке. В измельчённый картофель добавляют:
- 1 ст. ложку сахара;
- 1/2 ст. ложки соли;
- 1 стакан тёплой воды;
- 1/4 ч. ложки дрожжей.
Смешанный с сахаром, водой и солью картофель тщательно перемешивается. После этого эту смесь доводят до кипения, но не кипятят. Снятая с огня смесь охлаждается до температуры 30°С и переливается в стеклянную банку так, чтобы её объём был заполнен на 60%. В прошедшую термообработку питательную среду добавляют положенные по рецептуре дрожжи и всё перемешивают.
На горлышко банки натягивают резиновую перчатку, в которой предварительно прокалывают «пальцы». Процесс размножения должен проходить без доступа света. Банку можно поставить в закрытый кухонный стол. Через 10-12 часов после приготовления в питательной смеси активность дрожжей достигнет своего максимума, а через сутки она полностью прекратиться.
Перебродившую питательную смесь переливают в банку меньшего объёма и плотно закрывают крышкой. Хранят продукт в прохладном месте не больше 20 дней. Перед добавлением в брагу дрожжевая смесь освежается. Для этого её разводят сладким раствором, который готовят из 100 мл воды и 25 гр сахара. На 4 часа готовый продукт ставят в тёмное место, после чего добавляют его в брагу.
Размножение на солоде
Максимальный рост солодовая питательная среда даёт спиртовым дрожжам. Этот вид микрофлоры лучше всего подходит для самогоноварения. Солод содержит в своём составе необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов элементы и вещества. Для размножения дрожжей можно использовать солод, приготовленный из зерна любых злаков.
Лучшие результаты при размножении спиртовых дрожжей отмечаются у сырья, сделанного из ржи.
Питательную смесь готовят из:
- 0,5 кг солода;
- 1,2 л воды, подогретой до t 30°С.
Ингредиенты смешивают до сметанообразной массы и медленно нагревают до t 60—62°С. Такая температура является оптимальной для прохождения процесса осахаривания солода. Он проходит под действием находящихся в продукте ферментов 2-2,5 часа. После этого солодовую массу доводят до кипения и стерилизуют в течение 20 минут. Вносить дрожжи для размножения в питательную среду можно после её охлаждения до t 28-31°С.
Зачем нужно размножать дрожжи?
В домашнем виноделии дрожжи размножают по 2-м основным причинам:
при недостатке дрожжей для производства браги;
с целью экономии.
Источник
Как происходит выращивание дрожжей
ПОЛУЧЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ НА ДРОЖЖЕВЫХ ЗАВОДАХ — ЧАСТЬ 2
Выращивание дрожжей. Все существующие технологические схемы предусматривают постоянное наращивание биомассы дрожжей в три стадии. Сначала получают дрожжи генерации А, к которым относят маточные дрожжи чистой культуры (ЧК) и естественно-чистой культуры (ЕЧК); затем генерации Б — засевные дрожжи и на завершающей стадии выращивания — генерации В, к которым относятся товарные дрожжи. Товарные дрожжи далее выделяют из дрожжевой бражки, промывают водой, прессуют и формуют.
В дрожжевой промышленности используют несколько схем выращивания дрожжей. Схемы отличаются друг от друга периодичностью или непрерывностью процессов, кратностью разбавле-
ния мелассы, количеством стадий, скоростью роста, уровнем технологических параметров (температура, pH, величина засевов) и др.
Из известных технологических схем выращивания хлебопекарных дрожжей (непрерывная ВНИИХП,’ Тбилисского, Узлов-ского, Эркен-Шахарского, Минского заводов и др.) на предприятиях дрожжевой промышленности наибольшее распространение получила непрерывная схема, разработанная Е. А. Плевако и Н. М. Семихатовой во ВНИИХП. Сущность этой схемы заключается в получении маточных и засевных дрожжей периодическим способом, а товарных — в две фазы. На первой фазе получают «рабочую массу» дрожжей с высокой генеративной активностью (способностью к размножению), способную ежечасно давать прирост, соответствующий заданному производственному графику (например, 500 кг). Подача мелассного сусла соответствует ожидаемому приросту биомассы дрожжей.
Вторая фаза предусматривает непрерывный рост культуры в течение 10. 14 ч и отток прироста дрожжей в отборочный аппарат. В этом аппарате дрожжи дозревают в течение 1 ч, после чего их направляют на сепарирование.
Схема разработана в трех вариантах, в которых кратность разбавления мелассы водой составляет соответственно 1:17, 1:12 и 1:10. Накопление дрожжей идет при температуре 30 С и pH
4,5. 5,5.
Рассмотрим более подробно технологию выращивания дрожжей по схеме ВНИИХП.
Многостадийное накопление биомассы позволяет получать активные засевные дрожжи, хорошо приспособленные к условиям роста в дрожжерастильном аппарате. Для засева готовят маточные дрожжи из чистой культуры, в которой нет ни бактерий, ни диких дрожжей, снижающих выход и резко ухудшающих подъемную силу дрожжей. Большой засев энергичных дрожжей чистой культуры подавляет развитие инфекции. Размножение дрожжей в среде, обеспеченной питанием и растворенным кислородом, описывается уравнением геометрической прогрессии
Расчет почасового расхода сырья, питательных солей и воздуха проводят с учетом заданной удельной скорости роста дрожжей
Выращивание маточных дрожжей. Маточные дрожжи в виде чистой культуры (ЧК) и естественно-чистой культуры (ЕЧК) получают сначала в лабораторных условиях, а затем в цехе чистой культуры.
На заводах культивируют такие расы хлебопекарных дрожжей, как Томская 7, Одесская 14, Киевская 21, штаммы J1-441, JI-2, ЛК-14 и гибридные расы дрожжей 176, 262, 616 и др.
В лаборатории дрожжи размножают в четыре стадии на стерильном витаминизированном солодовом сусле концентрацией 12 мае. %, на последней стадии к суслу добавляют мелассу. Соотношение объемов засевной среды и питательного субстрата 1:10. Дрожжи вырашивают по схеме: пробирка чистой культуры — подмолодочная пробирка — подмолодочная колба — металлическая колба Карлсберга. Накопление дрожжей осуществляют при температуре 26. 30 °С без аэрации; продолжительность одной лабораторной стадии 16. 24 ч. В одной колбе Карлсберга получают 7,5 л дрожжей, которые используют в цехе чистой культуры в качестве засевных.
В цехе чистой культуры маточные дрожжи размножают по схеме: малый инокулятор — большой инокулятор — аппарат ЧК-1 (маточный инокулятор) — аппарат ЧК-2 (промежуточный аппарат маточных дрожжей). Последнюю стадию осуществляют в основном производстве. Инокуляторами называют аппараты, предназначенные для размножения дрожжей в стерильных условиях. Объем (м3) малого инокулятора 0,5, большого инокулятора — 2,5, маточного инокулятора ЧК-1 — 7,5 и дрожжерастильного аппарата ЧК-2 — 30 (или 50).
Маточные дрожжи в цехе чистой культуры размножают периодическим способом при слабой аэрации среды воздухом, а в производственных условиях — воздушно-приточным способом, который предусматривает постоянный приток питательной среды и непрерывную усиленную аэрацию. В качестве питательной среды используют разбавленную мелассу (до 12 мае. %), растворы питательных солей и ростовых веществ. Малый инокулятор засевают содержимым двух колб Карлсберга. Дрожжи размножают в течение 12 ч при температуре 30 °С и слабой аэрации среды стерильным воздухом. Выращенные дрожжи из малого инокулятора поступают в большой. Условия выращивания дрожжей на второй стадии аналогичны условиям культивирования дрожжей в малом инокуляторе. На первой стадии накапливают
5 кг дрожжей, а на второй — 25 кг.
В аппарате ЧК-1 засевают все дрожжи из большого инокулятора. Дрожжи выращивают на мелассном сусле концентрацией 12 % СВ, обогащенном питательными и ростовыми веществами, в течение 12 ч при 30 °С, pH среды 4,5 и постоянном расходе воздуха 25 м3/ч на 1 м3 среды. Увеличение расхода воздуха способствует повышению выхода дрожжей по массе мелассы. Нако-пившиеся дрожжи ЧК-] (170 кг) используют в качестве засевных на стадии ЧК-2.
В промежуточный маточный аппарат ЧК-2 меласса и вода поступают из расчета конечного их разбавления, т. е. в 10 раз больше начальной концентрации (3,5 мае. %). Кроме того, в аппарат подают раствор сульфата аммония, в качестве пеногасите-ля используют водную эмульсию олеиновой кислоты в соотношении 1:20. После засева и разбраживания дрожжей начинают приток растворов мелассы и питательных солей согласно расчетному часовому графику. Расход воздуха составляет 30 м3/ч на 1 м3 среды. Размножение дрожжей заканчивается через 12 ч при Скои = 3,5 маС. %. В аппаратах ЧК-2 в зависимости от их вместимости накапливают 800. 1200 кг дрожжей.
По окончании размножения и дозревания маточные дрожжи чистой культуры направляют на сепарацию, промывание, сгущение и прессование. Прессованные дрожжи хранят в холодильной камере. Иногда дрожжи, полученные в аппарате ЧК-2, сохраняют в виде суспензии при температуре 2. 4 °С. Маточные дрожжи готовят периодическим способом из расчета обеспечения завода чистым засевным материалом на 10. 20 сут.
Полученные дрожжи ЧК-2 используют в качестве засевных для выращивания естественно-чистой культуры (ЕЧК), которое проводят в две стадии: сначала в аппарате ЧК-1, а затем в ЧК-2. Первая стадия называется промежуточной или стадией ЕЧК-1, а вторая — стадией ЕЧК-2. Дрожжи ЕЧК-2 хорошо приспособлены к составу мелассы, перерабатываемой на заводе. На стадии ЕЧК-1 дрожжи периодически размножают на разбавленном ме-лассном сусле в течение 10 ч. Выращенные дрожжи (280 кг) поступают в аппарат ЧК-2 для получения дрожжей ЕЧК-2. Естественно-чистую культуру дрожжей на второй стадии выращивают воздушно-приточным способом при разбавлении мелассы водой в соотношении 1:12. Среду постоянно аэрируют стерильным воздухом из расчета 45 м3/ч на 1 м3; Снач = 3,5 мае. %, а Скон = 4,0 мае. %; pH 4,5; длительность периода размножения
12 ч. Удельная скорость роста дрожжей 0,152 ч-1. На этой стадии получают 50 % дрожжей к массе израсходованной мелассы, что составляет в зависимости от вместимости аппарата ЕЧК-2 от 1020 до 1420 кг дрожжей. Дрожжи ЕЧК-2 сепарируют и хранят в виде дрожжевого молока при температуре 2. 4 °С. Эти дрожжи используют в качестве засевных на товарной стадии. Чистую культуру получают с выходом дрожжей 35 %, естественно-чистую — 50 %. Существуют и другие, в том числе укороченные, схемы выращивания маточных дрожжей ЧК и ЕЧК. Большой интерес представляет технология ЧК из сушеных дрожжей ЧК.
Выращивание товарных дрожжей. Товарные дрожжи выращивают в дрожжерастильных аппаратах большой вместимости в прозрачной питательной среде в две стадии. Вна-чале выращивают засевные дрожжи в дрожжерастильном аппарате Б (стадия Б), а затем товарные — в аппарате В (стадия В).
Товарные дрожжи выращивают в дрожжерастильном отделении завода, которое оснащено стандартным порядком аппаратами системы ВДА:
аппарат Б для засевных дрожжей вместимостью 30 м3, дрож-жерастильный аппарат В для товарных дрожжей вместимостью 100 м3 и отборочный аппарат О для дозревания товарных дрожжей вместимостью’ 30 м3.
Дрожжерастильные аппараты ВДА вместимостью 30 м3 (d = 3200 мм; Н= 7225 мм) и 100 м3 (d = 5360 мм; Н = 7500 мм) изготавливают из нержавеющей стали. Это цилиндрические сосуды с плоским дном, охлаждающей рубашкой, моющим механизмом, вытяжной трубой для удаления воздуха и диоксида углерода, воздухораспределительной системой специальной конструкции и системой продуктовых трубопроводов. Чистый воздух подается воздуходувными машинами производительностью 3000 и 5000 м3/ч, установленными в компрессорном отделении. Аппараты ВДА обеспечивают накопление дрожжей до 65 кг/м3.
В настоящее время выпускают аппараты ВД2А-100 с новой системой аэрации (М. П. Гандзюк и др. — КТИПП). Кроме них на дрожжевых заводах страны начинают применять аппараты-диспергаторы, оснащенные специальными вращающимися воздухораспределительными устройствами и позволяющие накапливать до 150 кг дрожжей в 1 м3 среды.
Технологический режим получения засевных и товарных дрожжей по 12- и 20-часовой схемам представлен в табл. 26.1, из которой видно, что технология засевных дрожжей для указанных схем одинакова. В аппарат Б набирают часть воды, мелассного сусла, осветленного по холодному режиму, растворов питательных солей и ростовых веществ. После этого задают засевные дрожжи ЕЧК-2 и сразу начинают продувать среду воздухом. По окончании засева дрожжей начинают приток мелассного сусла по графику. Дрожжи выращивают при температуре 30 °С по воздушно-приточному способу при соблюдении технологического режима, указанного в табл. 26.1.
Источник