Дрожжи в пищевых производствах

Пивоваренное производство

Продукция пивоваренных заводов – пиво является слабоалкогольным напитком. Готовится пиво в основном их ячменного пивоваренного солода и хмеля. На разных этапах технологического процесса ячменное сусло подвергается биохимическим превращениям под действием ферментов как солода, так и пивоваренных дрожжей.

Процесс брожения пивного сусла разделяется на два периода –главное брожение и дображивание. В зависимости от свойств применяемых дрожжей брожение может быть низовым (холодным - при t=6-10⁰С) и верховым (теплым - при t=14-25⁰С). В результате брожения в пиве накапливаются 3-8 % алкоголя, до 0,4% углекислого газа и побочные продукты.

В пивоварении все м/о разделяются на полезные (культурные) и вредные (все остальные). В производстве используют чистые культуры пивоваренных дрожжей, благодаря чему брожение идет более равномерно, качество продукта улучшается, уменьшается опасность инфицирования пива посторонней микрофлорой. Среди чистых культур имеется много штаммов или рас. Эти дрожжи встречаются лишь в условиях низового брожения, в других субстратах их нет. Штаммы пивоваренных дрожжей различаются физиологическими признаками.

Главные показатели дрожжей: бродильная активность, скорость размножения, способность к оседанию, а также придание пиву определенных вкусовых и ароматических качеств.

В отечественном пивоварении применяют в основном дрожжи низового брожения Сахаромицес Карлсбергензис (расы 11,41,44,776, S-львовская, и др.). Они имеют общие свойства: овальную или эллиптическую форму, размеры (длина 8-10 мкм, ширина 4-6 мкм), являются факультативными анаэробами, споры образуют редко, размножаются почкованием, по Граму окрашиваются положительно.

Дикие дрожжи (Пихия, Ганзенула и др.) могут испортить вкус и ухудшить качество пива. При их развитии появляется посторонний запах, сильное помутнение, неприятные горечь и вкус, осадок. Дикие дрожжи оседают хуже культурных, поэтому затрудняют осветление пива и каогуляцию дрожжей. Они образуют различные летучие продукты и горькие вещества, сообщающие пиву посторонние запах и вкус (фруктово-эфирный, лекарственный и др.)

Винодельческое производство

Вино – это продукт спиртового брожения виноградного или плодово-ягодного сока (сусла). Готовый продукт получают в результате биохимических превращений сусла дрожжами. Применяемые в виноделии дрожжи относятся к виду Сахаромицес вини семейства Сахаромицетов. Они имеют овальную или эллиптическую форму клеток, длину 5-12 мкм и ширину 3-8 мкм, размножаются почкованием и образуют споры. Наиболее оптимальная температура для развития 18-25⁰С, при повышении до 35⁰С брожение угнетается, при понижении ниже 16⁰С размножение и брожение замедляется. Холодостойкие расы применяют в начальном периоде брожения при температуре 13-15⁰С для накопления 10% спирта.

На жизнедеятельность влияют: состав сусла и физико-химические условия, такие как: кислотность среды, количество спирта и др. устойчивость к действию спирта является ценным качеством, которым в высокой степени обладают дрожжи Сахаромицес вини (образуют до 18% спирта).

Для получения вин высокого качества в производстве используют чистые культуры дрожжей, выделенные и селекционированные для определенных типов вин. При использовании чистых культур улучшается вкус и аромат вина, происходит более полное сбраживание сусла и осветление его. Количество спирта увеличивается на 0,5-1,0%.

Используют следующие расы дрожжей:

для виноградных столовых вин: Темпельгоф, Серсиаль , Бургуны , Феодосия, Пино, Кахури и др.

вина типа херес: хересные дрожжи, Херес и др.

шампанского: Кахури, Шампанская, Штейнберг;

плодово-ягодных: Яблочная, Сидровая, Вишневая и др.

Спиртовое производство

Этиловый спирт получают биохимическим путем с помощью дрожжей, способных в процессе жизнедеятельности возбуждать спиртовое брожение в сахаристых растворах. Накопившийся в среде спирт выделяют отгонкой и получают спирт-сырец с содержанием спирта не менее 83% об. Их такого спирта затем получают спирт-ректификат разной степени очистки.

Дрожжи – возбудители брожения в спиртовом производстве относятся к тому же семейству, роду и виду, что и хлебопекарные дрожжи. Однако производственные расы спиртовых дрожжей отличаются от производственных рас хлебопекарных дрожжей, а также и между собой.

При переработке различного вида сырья используются и различные расы дрожжей.

Производственные требования к спиртовым дрожжам:

должны обладать активным комплексом бродильных ферментов;

быть устойчивыми к спирту, накапливающемуся в среде;

хорошо переносить высокую кислотность среды и обработку серной кислотой в процессе очистки от посторонний м/о;

переносить высокие концентрации сухих веществ в среде (быть осмоустойчивыми).

Производства кваса брожения

Квас получают путем брожения. Хлебный квас является продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения. Спиртовое брожение вызывают дрожжи; оно сопровождается выделением углекислого газа и накоплением до 0,5% спирта. Используют пекарские дрожжи, жидкие пивоваренные или чистые культуры. В последнем случае применяют комбинированную закваску из квасных дрожжей и молочнокислых бактерий в виде живых культур или сушеных, технически чистых, что гарантирует получение продукции хорошего качества.

Применяют дрожжи из семейства сахаромицетовых, которые имеют температурный оптимум 26-30⁰С, хорошо сбраживают сахарозу и глюкозу; длина клеток – 6,3-7,5 мкм, ширина – 5-7 мкм. Молочнокислые бактерии являются гетероферментативными короткими палочками.

Хлебопекарное производство

Главными разрыхлителями теста являются хлебопекарные дрожжи, которые вносят в определенном количестве при замесе теста. Применяют прессованные, сушеные и жидкие дрожжи.

Прессованные дрожжи представляют собой бруски светло-серого или желтоватого цвета, содержащие около 75% влаги. В 1г содержится от 8 до 12 млрд. дрожжевых клеток. Особенно важны для хлебопечения следующие св-ва дрожжей: высокая бродильная активность, стойкость при хранении, устойчивость к высоким концентрациям соли, сахара и жира в тесте.

Сушеные дрожжи представляют собой вермишель или гранулы светло-желтого или светло-коричневого цвета влажностью 7,5-8%. Получают их из прессованных путем высушивания. Перед использованием разводят в воде и активируют, т.е. приводят дрожжевые клетки в жизнеспособное состояние.

Жидкие дрожжи производят по разработанным схемам. Для изготовления используют муку, солод или ферментные препараты. Применяют специально выделенные активные расы дрожжей, относящиеся к тому же виду, что и хлебопекарные. Важными свойствами при отборе рас являются: высокая бродильная активность при сбраживании сахаров теста, солеустойчивость.

В брожении теста из пшеничной и ржаной муки принимают участие только два вида дрожжей сахаромицетов, получивших такое название за способность сбраживать сахара, - Сахаромицес церевизиа и Сахаромицес минор.

Сахаромицес церевизиа. Клетки неподвижные, крупные. Форма округлая, овальная, яйцевидная или слегка удлиненная. Размножаются почкованием, способность к спорообразованию ослаблена или полностью утрачена. Спорообразование можно вызвать принудительно, помещая дрожжи в условия голодания.

В хлебопечении используются верховые дрожжи. При росте на жидкой питательной среде они вызывают ее помутнение. В результате интенсивного газообразования клетки дрожжей выносятся в верхние слои бродящей жидкости, а на поверхности образуется пена. По окончании брожения среда становится более прозрачной, дрожжи оседают на дно, образуя плотный осадок желтовато-белого цвета. Пленка на поверхности среды не образуется.

Дрожжи Сахаромицес церевизиа обладают способностью сбраживать сахара при недостатке кислорода в среде и окислять те же сахара в процессе дыхания при достаточном количестве кислорода. Они сбраживают и усваивают: глюкозу, сахарозу, галактозу, мальтозу, простые декстрины. Не сбраживают и не усваивают: лактозу, пентозы, крахмал, клетчатку. Источником азотного питания для них служат аминокислоты и аммонийные соли.

Оптимальная температура развития 30⁰С, лишь некоторые культуры выдерживают температуру 35-37⁰С. Хорошо переносят кислотность среды до 10-12 град. Оптимальное значение рН среды 4,5-5. Добавление в питательную среду сахара (свыше 15%) или соли (свыше 1,5%) отрицательно влияет на их жизнедеятельность. Угнетающе действует на дрожжи этиловый спирт в концентрации 2-5%. При содержании спирта 12-14% брожение в большинстве случаев прекращается. С повышение температуры угнетающее действие спирта возрастает.

Сахаромицес минор. Эти виды дрожжей характерны для ржаного теста. Клетки мельче чем у Сахаромицес церевизиа, круглые, с характерным почкованием, споры не образуют. Солодовое сусло сбраживают с образованием небольшого осадка серовато-белого цвета, менее плотного, чем у Сахаромицес церевизиа. Интенсивность газообразования также заметно слабее.

Дрожжи Сахаромицес минор сбраживают и усваивают глюкозу, сахарозу, галактозу. Не сбраживают и не усваивают лактозу, крахмал, клетчатку, ксилозу, мальтозу и простые декстрины.

Оптимальная температура развития 25-28⁰С, повышение температуры до 32-35⁰С действует на дрожжи угнетающе. По энергии брожения несколько уступают виду Сахаромицес церевизиа, зато они менее требовательны к источникам витаминного и азотного питания и отличаются кислотоустойчивостью. Хорошо развиваются в среде с кислотностью 14-16 град и рН среды 3-3,5. Более спиртоустойчивы.

Для разрыхления пшеничного теста применяют дрожжи Сахаромицес церевизиа. Их вносят в тесто в виде прессованных, сушеных или жидких дрожжей. В брожении ржаных заквасок участвуют оба вида дрожжей сахаромицетов.

«Дикие» дрожжи попадают в производство случайно, извне и не являются характерными для пр-ва. В хлебопечении к ним относятся м/о рода Кандида и Торулопсис. Наиболее часто в полуфабрикатах встречаются 3 вида рода Кандида – Кандида крузей, Кандида микодерма, Кандида утилис.

Кандида крузей имеет клетки разнообразной формы и размеров, колонии плоские, матовые белого или кремового цвета. Активно сбраживает только глюкозу. Резко понижает мальтазную активность прессованных дрожжей.

Кандида микодерма имеет овальные или удлинённые клетки, плоские матовые колонии белого или серовато-белого цвета. Не сбраживает сахара и ухудшает подъемную силу прессованных дрожжей.

Кандида утилис отличается небольшими клетками овальной или удлиненной формы, образует колонии сероватого цвета. Сбраживает глюкозу, сахарозу. Ухудшает подъемную силу прессованных дрожжей. Таким образом, все три вида диких дрожжей не способны участвовать в брожении теста. Размножаясь, они лишь отнимают питательные вещества у бродильной микрофлоры и, при значительном их содержании в прессованных дрожжах, неизбежно влияют на качество изделий.

Дрожжевое производство

Хлебопекарные дрожжи вырабатывают на дрожжевых заводах, выпускающих продукцию в прессованном, жидком и сушеном виде.

Для получения эти видов дрожжей размножают специальные производственные расы, которые относятся к простейшим сумчатым грибам виды Сахаромицес церевизиа.

Производственные расы хлебопекарных дрожжей должны обладать следующими свойствами:

• хорошо размножаться в питательной среде и быть устойчивыми к вредным веществам питательной среды;

• обладать активным комплексом бродильных ферментов;

• быть устойчивыми при хранении в прессованном виде.

• обладать устойчивостью к высушиванию (расы в пр-ве сушеных дрожжей).

МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ В ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ

Все микроорганизмы, способные вызывать молочнокислое брожение, в зависимости от соотношения получаемых конечных продуктов брожения делятся на две группы: гомоферментативные (типичные) и гетероферментативные (нетипичные).

Гомоферментативные возбудители молочнокислого брожения:

молочно-кислый стрептококк – встречаются в молоке и сквашивают его. Газа не образуют, оптимальная t=30-35⁰С, в среде накапливают до 1% кислоты.

сливочный стрептококк – применяют в заквасках при производстве молочных продуктов. Растут при температуре 26-30⁰С, накапливают до 0,8% кислоты.

болгарская палочка - оптимальная t=40-45⁰С, в молоке образует 2,7-3,7% молочной кислоты.

ацидофильная палочка - оптимальная t=40⁰С, в молоке накапливает до 2,2% кислоты. Применяется для производства ацидофильного молока.

палочка Дельбрюка - оптимальная t=40-45⁰С. Сбраживает растительные сахара, но совсем не сбраживает молочный сахар. Применяют для производства молочной кислоты. Развивается при квашении овощей. Вредит в сахарном и спиртовом производствах.

молочнокислая палочка (бактериум Плантариум) - развивается при квашении овощей, силосовании кормов. Вредит в сахарном и спиртовом производствах. Вызывает порчу сыров типа Чеддер.

сырная палочка - оптимальная t=40-42⁰С, накапливает до 1,5% кислот. Имеет важное значение в сыроделии, производстве кумыса.

Гетероферментативные возбудители молочнокислого брожения:

капустная палочка - возбудитель брожения при сквашивании капусты и огурцов, продуцирует много ароматических веществ, придающим продуктам приятные вкус и аромат. Образует до 1,2% молочной кислоты.

ароматоообразующие молочнокислые стрептококки – образуют заметное количество эфиров, используют в производстве молочнокислых продуктов.

Производство кваса

Для подкисления питательной среды и улучшения ее качества применяют молочнокислые бактерии семейства Лактобациллацеае. Они относятся к тому же виду бактерий, которые используются в хлебопечении при изготовлении жидких дрожжей и для подкисления питательной среды.

Соление и квашение овощей

Консервирование овощей способом соления и квашения используется в основном для сохранения капусты, огурцов и помидоров. Реже солят арбузы, цветную капусту, морковь и др. Принцип квашения заключается в том, чтобы создать благоприятные условия для развития полезных молочнокислых бактерий и подавить размножение вредных м/о.

Молочнокислые бактерии образуют в процессе своей жизнедеятельности молочную кислоту, которая подавляет развитие гнилостных и др. вредных м/о. Одновременно продукт приобретает новые, полезные вкусовые и пищевые качества.

Применяют гомо- и гетероферментативные молочнокислые бактерии способные размножаться при сравнительно низких температурах – от 10 до20⁰С.