Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологии производства дрожжей. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»
ФГБОУ ВО
А.И. ШАПКАРИНА, Н.А. ЯНПОЛЬСКАЯ,
С.В. МИНАЕВА, Л.В. ГРОШЕВА
ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА ДРОЖЖЕЙ
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
ВОРОНЕЖ
2018
2
УДК 663.14.033.8
Т Без объявл.
Т38
ББК Л87я7
Т38
Научный редактор доцент Е. В. АСМОЛОВА
Рецензенты:
кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
Воронежского государственного аграрного университета
им. императора Петра I;
начальник лаборатории В. М. КАСЬЯНОВА
(АО «Хлебозавод № 2)»
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Воронежского государственного университета инженерных технологий
Технологии производства дрожжей [Текст] : учеб. пособие /
А.И. Шапкарина, Н.А. Янпольская, С. В. Минаева, Л.В. Грошева;
Воронеж. гос. ун-т инж. технол. - Воронеж : ВГУИТ, 2018. - 175 с.
ISBN 978-5-00032-395-3
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС СПО
подготовки выпускников по специальности 19.01.04. Пекарь. Предназначено для изучения
профессионального модуля ПМ 01 «Размножение и выращивание дрожжей» .
4001080100 04
ОК2(03) 2018
ISBN 978-5-00032-395-3
дарственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.
-
Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского госу-
-
© Шапкарина А. И., Янпольская Н. А.,
Минаева С.В, Грошева Л.В., 2018
© ФГБОУ ВО «Воронеж. гос.
ун-т инж. технол.», 2018
УДК 663.14.033.8
ББК Л87я7
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ИЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ
ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ………………………..….. 5
ГЛАВА 1. ФИЗИОЛОГИЯ И МОРФОЛОГИЯ ДРОЖЖЕЙ…………………………………………………………..
1.1. Классификация и характеристика хлебопекарных
дрожжей………………………………………………………
1.2. Строение дрожжевой клетки…………………............... 14
1.3. Химический состав дрожжей…………………………… 17
1.4. Влияние микроорганизмов на процесс производства
хлебопекарных дрожжей……………………………………. 24
1.5. Условия внешней среды, влияющие на синтез биомас-
сы дрожжей…… ……………….................................. ..............
30
1.6. Факторы, влияющие на скорость роста дрожжей………... 34
Тесты для контроля знаний………………………………… 36
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕ-
КАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ……………………………………….
42
2.1. Схема производства хлебопекарных дрожжей……….. 42
2.2. Способы и основные показатели процесса культиви-
рования дрожжей…………………….……………………….
45
2.3. Сушка дрожжей…………………………………………. 50
2.4. Требование к качеству дрожжей……………………….. 52
2.5. Общие сведения о машинах и оборудовании для
дрожжевого производства……………………………………
55
2.6. Оборудование для разделения, прессования, формов-
ки, фасовки, сушки и упаковки дрожжей…………………..
58
Тесты для контроля знаний………………………………….. 74
ГЛАВА 3. МИКРОБИОЛОГ
И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ……………….
80
3.1. Микробиология сырья для хлебобулочных и мучных
кондитерских изделий………………………………………..
80
3.2. Факторы, влияющие на жизнедеятельность микро-
флоры теста……………………………………………………
85
7
7
4
3.3. Особенности технологии хлебобулочных и мучных
кондитерских изделий…………………………………….…. 87
3.4. Микрофлора пшеничного теста………………………… 90
3.5. Активация дрожжей…………………….……………….. 92
3.6. Микрофлора ржаного теста…………………………….. 96
3.7. Микроорганизмы, сохраняющиеся в изделиях во
время выпечки………………………………………………...
98
3.8. Виды микробиологической порчи хлебобулочных и
мучных кондитерских изделий…………………………….... 99
Тесты для контроля знаний…………………………………. 106
ГЛАВА 4. САНИТАРНЫЙ РЕЖИМ И ТЕХНИКА
БЕЗОПАСНОСТИ В ДРОЖЖЕВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ…
119
4.1. Микробиологический контроль производства хлебо-
пекарных дрожжей…………………………………………..
119
4.2. Санитарно-гигиенический режим дрожжевого произ-
водства…………….. ……………………… ……………….. .
125
4.3. Общие требования безопасности при работе на дрож-
жевом производстве………………………………………….
135
Тесты для контроля знаний…………………………………. 147
ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………………………… 154
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………………… 175
5
ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
Технологии производства пищевых дрожжей – одна из
важнейших профессиональных дисциплин для обучающихся по
профессии 19.01.04 Пекарь. В ней рассматриваются такие во-
просы, сырье для производства дрожжей, способы приготовления
питательных сред, технология получения маточных и задаточных
дрожжей.
Хлебопекарные дрожжи – вид биологического разрыхлите-
ля теста. Используются в основном в хлебопечении для теста из
пшеничной муки и теста из смеси пшеничной и ржаной муки, а
также для выпечки некоторых видов кондитерских изделий, например, кексов из сдобного дрожжевого теста и в консервном
производстве. Кроме того, дрожжи применяют в витаминной
промышленности как сырье для получения витаминов D и В2, в
медицинской – для получения ряда лекарственных препаратов,
нуклеиновых кислот и различных ферментов, в микробиологической – для приготовления питательных сред, а также в сельском
хозяйстве при выращивании молодняка крупного рогатого скота,
на птицефермах и в рыбоводных хозяйствах. Дрожжевая промышленность вырабатывает прессованные и сушеные дрожжи.
Дрожжевые заводы как самостоятельные предприятия возникли в середине XIX в. Основным сырьем для производства дрожжей служило зерно, богатое всеми необходимыми для
роста и размножения дрожжевых клеток веществами.
В начале XX в. для производства хлебопекарных дрожжей
дорогое зерновое сырье было заменено отходом свеклосахарного
производства - мелассой. Наряду с дрожжами получали спирт. В
середине XX в. технология дрожжевого производства существенно изменилась. Этому способствовали успехи в области биологии
и биохимии, позволившие теоретически обосновать новые технологические режимы выращивания хлебопекарных дрожжей на
мелассовых средах и усовершенствовать оборудование. При этом
спиртовое брожение полностью подавлялось аэрированием культуральной среды.
В настоящее время разработаны и внедряются в промышленности наиболее перспективные режимы получения дрожжей в
6
концентрированных средах при кратности разбавления 8-12.
В результате применения концентрированных сред удельный
съем биомассы с дрожжерастильных аппаратов повысился
в 2-3 раза. При этом одновременно улучшилось и качество готовой продукции. Разрабатываются и внедряются новые способы и
приемы, позволяющие наряду с повышением производительности предприятий улучшить качество прессованной и сушеной
продукции, повысить выход дрожжей, экономить воду и др.
Большое внимание уделяется совершенствованию дрожжерастильных аппаратов, воздухораспределительных систем,
сушильных агрегатов, автоматизации и механизации процессов
дрожжевого производства. Селекционируются новые высокопроизводительные расы дрожжей с активным комплексом бродильных ферментов, а также специальные расы, предназначенные для
получения сушеных дрожжей высокого качества. Разработаны
режимы выращивания дрожжей, способствующие уменьшению
загрязнения сточных вод. Разработан метод получения белкового
концентрата из активного ила, выращиваемого на бражке, являющейся отходом дрожжевого производства.
Для повышения технико-экономических показателей работы дрожжевых предприятий рабочие должны знать современное
оборудование, технологические режимы получения прессованной
и сушеной продукции, уметь рассчитывать сырье, применяемое
в производстве, правильно корректировать технологический процесс в случае его отклонения от нормы.
Данное пособие содержит иллюстрированный теоретический материал. В конце каждой главы предлагаются тесты для
контроля знаний. Предлагаемое учебное пособие поможет обучающим овладевать теоретическими основами процесса выращивания дрожжей, усваивать прогрессивные технологические
приемы, управлять технологическим процессом и регулировать
основные его параметры.
7
ГЛАВА 1. ФИЗИОЛОГИЯ И МОРФОЛОГИЯ ДРОЖЖЕЙ
Производство хлебопекарных дрожжей является микробиологическим: это процесс размножения дрожжевых клеток.
Размножение - это воспроизведение новой клетки, которая тождественна материнской. Следствием его у основной части одноклеточных организмов является увеличение численности популяции. Этот процесс у микроорганизмов обусловлен главным образом "взаимосвязью" их с окружающей питательной средой. В ней
должны создаться для этого благоприятные условия, которые регулируют действие определенных ферментов. Ученые выяснили,
что редуцирующие ферменты - мощные восстановители, которые
выделяются в среду, когда происходит задержка роста количества клеток дрожжей. Они воздействуют на клеточную оболочку
(на дисульфидные белковые связи). Благодаря этому оболочка
становится проницаемой для поступления из среды питательных
веществ. Этим и обеспечивается биосинтез ферментов, включая и
конститутивные. Из нескольких клеток путем последовательных
пересевов получают количество дрожжей, измеряемое тоннами.
Хлебопекарные дрожжи используются в ряде производств,
но в основном в хлебопекарной промышленности для разрыхления теста. Задача работников дрожжевого производства не ограничивается только накоплением биомассы. Необходимо также
получить продукт с высоким выходом и хорошего качества. Для
этого необходимо знать закономерности роста и размножения
дрожжей.
1.1. Классификация и характеристика
хлебопекарных дрожжей
Термином «дрожжи» обозначают одноклеточные эукариотические микроорганизмы. Впервые микроорганизмы были открыты Левенгуком в середине XVII в. В группу дрожжей объединяются грибы, которые существуют преимущественно в виде отдельных клеток. Дрожжи примечательны своей способностью к
сбраживанию. В товароведении они играют огромную роль, так
8
как, с одной стороны, эта их способность используется человеком
в различных биотехнологических процессах, но с другой – это
микроорганизмы, вызывающие порчу сахаросодержащих товаров.
Как и все грибы, дрожжи неподвижны, широко распространены в природе: встречаются в почве, на растениях, в разнообразных сахаросодержащих субстратах. Форма клеток дрожжей
бывает различная, но преимущественно круглая и овальная.
Встречаются дрожжи цилиндрические, лимоновидные, треугольные, серповидные. По размерам дрожжи бывают от 5 до 1015 мкм (встречаются и до 30 мкм длиной). Интересно, что размеры и форма дрожжевых клеток изменяются в зависимости от возраста и условий развития.
Дрожжи – эукариоты; строение их клетки сходно со строением клетки грибов. Они имеют истинное ядро, отграниченное от
цитоплазмы ядерной двухслойной мембраной, рибосомы, эндоплазматическую сеть, митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы.
В клетках дрожжей часто присутствуют запасные питательные
вещества: жир, гликоген, волютин. Размножаются дрожжи вегетативно и половым путем. Клетки дрожжей грамположительны.
На плотных питательных средах дрожжи растут в виде врастающих в субстрат колоний, имеющих мягкую консистенцию и разнообразных по форме: выпуклых, круглых, лопастных. Колонии
бесцветные или окрашенные в желтый, оранжевый, розовый и
другие цвета (рис. 1).
а б в
Рис. 1. Форма клеток дрожжей равных видов: а – сахаромицет;
б – кандида; в – торулопсис
9
Встречаются слизеобразующие, хлопьевидные и пылевидные дрожжи. Слизеобразующие и хлопьевидные дрожжи при
развитии в субстрате оседают на дно, образуя разные по характеру осадки, а пылевидные в жидкости остаются во взвешенном
состоянии.
Термин «дрожжи» в строгом смысле не имеет таксономического значения. В зависимости от наличия и типа полового
процесса дрожжи относят к трем классам грибов: Ba sidiomycet es,
Deuteromycet es и Ascomycet es.
Класс Basidiomycetes включает дрожжи, формирующие телиоспоры (телейтоспоры) и базидиоподобные спорофоры с экзогенными половыми спорами (споридиями).
К классу Deuteromycetes, или несовершенным грибам, от-
носят дрожжи, у которых не обнаружен половой цикл. Считают,
что организмы, принадлежащие к этой группе, произошли от
высших грибов в результате утраты ими половых функций.
К классу Ascomycetes относят дрожжи, образующие при
половом размножении сумки (аски) с эндогенными спорами. К
нему принадлежат представители родов дрожжей, используемых
в бродильных производствах, Saccharomyces и
Shizosaccharomyces.
Saccharomyces . cer evisiae подразделяют на расы низового и
верхового брожения. К расам низового брожения относится
большинство винных и пивных дрожжей, к расам верхового
спиртовые, некоторые пивные, хлебопекарные (Л-1, ЛВ-7,
ЛК-14, ЛТ-17) и гибриды 608, 616, 722, 739. При брожении они
долго не опускаются на дно и частично поднимаются на поверхность бродящей жидкости в виде пены. Эти расы имеют крупные
клетки, которые быстро размножаются в мелассной питательной
среде, стойкие при хранении в прессованном и сушеном виде,
обладают высокой ферментативной (мальтазной и зимазной) активностью.
Мальтазная активность – это время (в мин), необходимое
для выделения 10 мл СО2 при сбраживании 10-20 мл 5 %-ного
раствора мальтозы при 30 °С дрожжами, взятыми в количестве
2,5 % к объему среды. Мальтазная активность характеризует способность дрожжей гидролизовать мальтозу муки и зависит от
10
присутствия в дрожжах фермента мальтазы. Мальтоза – основной
сахар теста она с большим трудом сбраживается дрожжами и более медленно, чем другие сахара, так как дрожжи содержат сравнительно мало мальтазы. Мальтазная активность дрожжей хорошего качества должна быть не более 100 мин. Зимазная активность – это время (в мин), необходимое для выделения 10 мл СО
при сбраживании 10-20 мл 5 %-ного раствора глюкозы при 30 °С
дрожжами, взятыми в количестве 2,5 % к объему среды. Зимазная
активность дрожжей хорошего качества должна быть не более
60 мин. Подъемной силой называется период времени, выраженный в минутах, в течение которого тесто, замешенное на испытуемых дрожжах, поднимается до определенного уровня в формочке. Источниками попадания посторонней микрофлоры в производство дрожжей являются сырье, минеральные соли, ростовые
вещества (кукурузный экстракт, солодовые ростки), засевные
дрожжи, вода, воздух, технологическое оборудование. Развиваясь
совместно с дрожжами, посторонние микроорганизмы неблагоприятно влияют на технологический процесс, снижают выход и
качество готовой продукции.
Дрожжи низового брожения функционируют в производстве при температуре от 6 до 10 °С и ниже (до 0 °С), а верхового
обычно при температуре от 14 до 25 °С.
В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно, формируя плотный осадок, верховые всплывают на поверхность и
образуют «шапку». Способность последних подниматься на поверхность обусловлена тем, что клетки после почкования остаются соединенными в небольшой цепочке; пузырьки углекислого
газа поднимают их на поверхность.
В процессе эволюции дрожжи хорошо приспособились к
обитанию в различных местах, содержащих чаще всего углеводы.
Они растут на поверхности сладких плодов, в нектаре цветков, в
сокотечениях деревьев, на поверхности листьев, в лесной подстилке и почве. Встречаются дрожжи и в водоемах. Содержатся
они в пищеварительном тракте человека и животных. Большинство дрожжей сапрофиты, но среди видов, находящихся и во
внутренних органах и на кожных покровах человека, имеются
патогенные или условно патогенные формы, например, возбуди-
2
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]