Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологии производства дрожжей. Учебное пособие
.pdf
31
сы дрожжей. Например, оптимум размножения расы Нp-1 соответствует 23-27 °С, рас № 616, 722, 14-30-32 °С, расы № 739-34 °С.
В настоящее время получены новые расы, оптимум жизнедеятельности которых составляет 38 °С. Сдвиг температуры в сторону от оптимальных величин тормозит размножение Дрожжевых
клеток, что отрицательно влияет на съем биомассы с дрожжерастильного аппарата и выход дрожжей. Повышение температуры
от оптимального значения для определенной расы дрожжей приводит в основном к ухудшению качества готовой продукции –
ферментативной активности, осмочувствительности и стойкости.
Понижение температуры приводит к снижению активности размножения дрожжевых клеток.
Активная кислотность (рН) среды. На жизнедеятельность
дрожжевых клеток значительно влияет рН среды. От величины
рН зависит скорость поступления питательных веществ в клетку,
активность ферментов, участвующих в синтезе белка, образование витаминов, а следовательно, и скорость роста дрожжевых
клеток. Высокая скорость роста хлебопекарных дрожжей наблюдается при рН культуральной среды 4,5-5,5, что принято считать
оптимальными значениями этого показателя. При загрузке аппарата и в первые часы процесса рекомендуется поддерживать рН
на уровне 4,5-4,6, а к концу процесса постепенно повышать до
5,0 -5, 5, что обеспечивает получение дрожжей с хорошей подъемной силой и высоким выходом. В процессе роста дрожжи изменяют реакцию среды, потребляя из нее питательные вещества и
выделяя продукты обмена веществ. Уменьшение или повышение
рН культуральной среды по сравнению с оптимальными значениями этого показателя сначала снижает, а затем приостанавливает рост дрожжевых клеток. Это приводит к снижению экономических показателей процесса: понижается съем биомассы с
дрожжерастильного аппарата и выход продукта. Например, для
расы № 14 критической величиной рН является рН 3,0-3,5 и рН
более 6,0.
Сильное подкисление среды может быть при активном росте дрожжевых клеток, когда весь аммонийный азот среды использован дрожжевыми клетками на синтез биомассы. В этом
случае в качестве источника азота вместо сульфата аммония в
32
дрожжерастильный аппарат следует подавать аммиачную воду в
равноценном по азоту количестве, что позволяет поддерживать
рН культуральной среды на уровне оптимальной величины.
Подщелачивание среды во время процесса обычно наблюдается при недостатке питательных веществ в культуральной
среде. При этом дрожжевые клетки для поддержания жизнедеятельности используют запасные вещества клетки, что приводит к
протеолизу (распаду) белковых веществ клетки. Образующийся
при этом свободный аммиак сильно подщелачивает среду. При
этом создаются условия, благоприятные для размножения посторонней микрофлоры, что ухудшает качество дрожжей.
Таким образом, сдвиг рН культуральной среды от оптимального значения снижает производительность дрожжерастильного аппарата и выход продукта, а также ухудшает качество
дрожжей.
Концентрация сухих веществ. Активность размножения
дрожжей при прочих равных условиях (например, аэрация, температура и др.) зависит от усвоения питательных веществ клеткой, что, в свою очередь, обусловлено осмотическим давлением
среды и концентрацией клеточного сока дрожжевой клетки.
Осмотическое давление клеток сахаромицетов составляет
0,8-0,12 МПа. Оно повышается при выращивании дрожжей в более концентрированных средах. Осмотическое же давление культуральной среды увеличивается с ростом концентрации сухих
веществ в ней, например сахара, или осмотически активных веществ (хлорида натрия и др.). Концентрация сахара в культуральной среде характеризуется показателем – кратность разбавления (КР).
Аэрация культуральной среды. Для поддержания жизнедеятельности любой микроорганизм нуждается в постоянном и
непрерывном притоке энергии, которую дрожжевая клетка получает в результате процессов брожения и дыхания. Эти процессы
взаимосвязаны. Ферментативные реакции в дрожжевой клетке
можно направить либо в сторону брожения (образование спирта),
либо в сторону дыхания (накопление биомассы). Направленность
биохимического процесса обусловлена количеством кислорода ,
растворенного в культуральной среде, что зависит от количества
33
воздуха, подаваемого в дрожжерастильный аппарат, т. е. аэрации
культуральной среды. В условиях интенсивной аэрации ферментативный процесс в клетке направлен на накопление биомассы.
При недостатке растворенного в среде кислорода одновременно с
процессом дыхания протекает процесс брожения. При этом наряду с дрожжами в среде накапливается спирт. Чем меньше в среде
растворенного кислорода, тем меньше накапливается дрожжей и
больше спирта, тем менее эффективным становится процесс снижается выход дрожжей.
Задача работников дрожжевого производства состоит в
том, чтобы процесс выращивания товарных дрожжей направить
на синтез биомассы и исключить образование спирта.
Химические вещества. Химические вещества различно
влияют на дрожжевые клетки, что зависит от концентрации их в
культуральной среде. В малых дозах они могут стимулировать
жизнедеятельность клеток, а при постепенном увеличении концентрации их в среде сначала приостанавливают (ингибируют) и
затем могут совсем прекратить развитие дрожжевых клеток. В
культуральную среду химические вещества могут попасть вместе
с сырьем (мелассой, сульфатом аммония, диаммонийфосфатом и
др.), серной кислотой или при плохой промывке дрожжерастильных аппаратов после дезинфекции. К ним относятся сульфиды и сульфиты, фтор, мышьяк, медь, имидосульфонат калия,
гидроксиметилфурфурол, сернистый ангидрид, летучие кислоты, нитриты, образуемые бактериями, окислы азота, роданистые
соединения, фенол, пирокатехин, некоторые неорганические
кислоты и др.
Перечисленные выше химические вещества не всегда присутствуют в сырье, применяемом в дрожжевом производстве.
Рост дрожжей задерживается при концентрации в среде более
0,1 % гидроксиметилфурфурола, 0,0025 % сернистого ангидрида,
0,002 % фторида натрия, 0,0005 % натритов, 0,001 % формалина,
более 0,1% карамелей и органических кислот: щавелевой – 0,001 %,
муравьиной – 0,0085 %, уксусной – 0,02 %, масляной – 0,0005 %.
Клетки погибают при содержании в среде 0,0005 % мышьяка,
0,005 % меди, 0,000001% серебра и более 0,004 % нитритов.
Бактерицидное действие этих металлов помимо концентрации
34
зависит также от температуры, рН и состава среды, концентрации
дрожжей в дрожжерастильном аппарате. Не снижают активности
дрожжевых клеток биомицин и пенициллин при концентрации
50-100 мкг на 100 мл среды, даже при воздействии их в течение
суток, однако большинство бактерий при этом погибает.
1.6. Факторы, влияющие на скорость
роста дрожжей
При наличии в среде питательных веществ и растворенного
кислорода за определенный промежуток времени может накапливаться различное количество дрожжей при одинаковой величине
засева. Интенсивность накопления биомассы характеризуется
скоростью роста и размножения дрожжевых клеток. Скорость
роста указывает на увеличение массы клеток, а скорость размножения - на частоту их почкования. Для оценки скорости роста
и размножения клеток в дрожжевом производстве обычно пользуются относительной (удельной) скоростью роста, которая представляет собой прирост биомассы за единицу времени.
Параметры процесса выращивания дрожжей. К основным
параметрам технологического процесса выращивания хлебопекарных дрожжей относятся температура, рН, формольное число
(ф.ч.). Для получения максимальной скорости роста дрожжей при
обеспеченности клеток всеми необходимыми компонентами,
кислородом и в требуемом для клеток количестве необходимо
соблюдать оптимальные величины температуры, рН, ф. ч.
Отклонения их в ту или иную сторону от оптимальной величины
тормозят скорость роста дрожжей, что отрицательно влияет
на технико-экономические показатели процесса и качество готового продукта.
Понижение температуры приводит в основном к снижению
скорости роста дрожжей вследствие уменьшения активности
ферментных систем, направленных на синтез биомассы. В результате снижаются съем дрожжей с аппарата и выход продукта.
Даже незначительное (на 2-4 °С) повышение температуры от оптимальной величины, особенно в первые часы культивирования
35
дрожжей, резко тормозит скорость их роста, которая может
снизиться в два раза по сравнению с получением дрожжей при
оптимальной величине температуры. Выход дрожжей при этом
снижается на 7-10 %. Более значительное повышение температуры (на 8 °С) может понизить выход дрожжей на 18-20 %. При
этом наблюдается отмирание дрожжевых клеток. Количество
мертвых и ослабленных клеток может составить 8 %.
При прочих равных условиях на скорость роста дрожжей
значительно влияет величина рН культуральной среды. Высокая
скорость роста дрожжей наблюдается при рН 4,5-5,5. При подкислении среды до рН 4,0 скорость роста хлебопекарных дрожжей понижается, а при рН 3,0-3,5 размножение клеток приостанавливается, дрожжи приобретают темный цвет. Выращивание
дрожжей при рН 5,5 в начальные часы культивирования приводит к снижению скорости роста дрожжей. В первые часы культивирования наблюдается даже некоторое понижение биомассы,
т. е. потеря массы. Подобное явление наблюдал и английский
исследователь Д. Уайт. Выход дрожжей при этом понижается
в среднем на 10 %. Более сильное подщелачивание среды
(рН более 6,0) приводит к еще большей потере скорости роста и
даже может приостановить размножение дрожжевых клеток
при рН 8,0.
Одновременное повышение температуры и подщелачивание среды более сильно снижают скорость роста по сравнению
с оптимальными показателями процесса. Выход дрожжей при
этом понижается на 19,8 %.
Формольное число указывает на наличие в среде усвояемого азота, необходимого для формирования белка клетки. Таким
образом, недостаток азота в среде тормозит синтез биомассы;
скорость роста дрожжей при этом понижается. Для обеспечения
высокой скорости роста дрожжей надо соблюдать оптимальную
величину ф. ч. В период интенсивного роста дрожжей ф. ч.
составляет: на стадии получения засевных дрожжей 1,0-1,5 мл
0,1 н. NaOH, а товарных 0,7-0,8 мл 0,1 н. NaOH. В случае снижения его в период интенсивного роста до 0,4-0,5 мл следует срочно
вводить в культуральную среду сульфат аммония или аммиачную
воду в зависимости от рН среды. В конце процесса ф. ч. понижа-
36
ется до 0,2-0,3 мл, а после дозревания должно составлять
0,1-0,2 мл 0,1 н. NaOH.
Скорость роста дрожжей зависит также от величины засеваемого в дрожжерастильный аппарат материала: с увеличением
засева скорость роста дрожжей понижается. Однако выход продукта при этом увеличивается в результате сокращения периода
лагфазы.
Расовые особенности и качество маточных дрожжей. К расам хлебопекарных дрожжей предъявляются большие требования. Они должны иметь как высокую способность накапливать
биомассу, так и хорошую ферментативную активность. Одним из
основных показателей, по которым оценивают качество маточных дрожжей (чистую и естественно-чистую культуру), является
способность их активно расти и размножаться, то есть генеративная активность. Определяют ее по удельной скорости роста
дрожжей. 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.
Тесты для контроля знаний
Тема «Общая характеристика хлебопекарных дрожжей»
1. Выберете правильное выражение:
a) дрожжи, вероятно, одни из наиболее древних «домашних
организмов»;
b) тысячи лет люди использовали соду для ферментации и
выпечки;
c) египтяне овладели технологией выпечки дрожжевого
хлеба раньше выпечки пресного.
37
2. Первый специализированный дрожжевой завод был по-
строен:
a) в Вене в 1860 г.;
b) в Курске в 1862 г.;
c) в Петербурге в 1873 г.
3. Изначально для сбраживания нового хлеба люди исполь-
зовали:
a) остатки старого хлеба;
b) закваску;
c) покупные дрожжи.
4. Наука о дрожжах:
a) зимология;
b) энтомология;
c) микробиология.
5. В природе дрожжи находятся:
a) в почве, на поверхности растений, плодов, ягод;
b) в воде;
c) в воздухе.
6. В основном дрожжи размножаются:
a) почкованием;
b) простым делением;
c) спорообразованием.
7. Дрожжевые клетки бывают:
a) яйцевидной, эллипсоидальной, овальной или вытянутой
формы;
b) круглые;
c) квадратные и прямоугольные.
8. Дрожжи живут:
a) колониями;
b) одиночно;
c) по две, три особи.
38
9. Дрожжевые клетки являются:
a) многоклеточными организмами;
b) одноклеточными организмами.
Тема «Строение дрожжевой клетки»
1. Подпишите органоиды клетки.
2. Подбери определение к термину:
а) клеточная стенка;
б) цитоплазматическая мембрана;
в) цитоплазма;
г) митохондрии;
д) эндоплазматический ретикулум;
е) рибосомы;
ж) ядро;
з) аппарат Гольджи;
и) вакуоли;
к) волютин.
39
Тема «Химический состав дрожжевой клетки»
1. В какой среде происходят все важные жизненные реак-
ции в клетке дрожжей?
2. Дрожжи содержат сырого белка в пересчете на сухие ве-
щества:
a) 37…50 %;
b) 50…60 %;
c) 60…70 %;
3. Какие факторы приводят к гибели дрожжевой клетки:
a) при воздействии на дрожжи антисептиков;
b) солей тяжелых металлов;
c) высоких температур.
4. Какие витамины содержат дрожжевые клетки:
a) витамины группы В1,2,3 и т.д.
b) витамин Н;
c) парааминобензойную кислоту.
5. Жир дрожжей состоит из насыщенных кислот жирного
ряда:
a) олеиновой;
b) линоленовой;
c) пальмитиновой;
d) стеариново.
6. Дрожжи содержат углеводов в пересчете на сухие вещества:
a) 35…44 %;
b) 55…66 %;
c) 65…77 %;
7. Дрожжи содержат золы в пересчете на сухие вещества:
a) 6...10 %;
b) 10…15 %;
c) 15…20 %;
40
8. Зола дрожжей состоит:
a) из фосфора;
b) из угля;
c) из кислорода.
9. Какие микроэлементы входят в состав дрожжей:
a) S;
b) K;
c) Ca;
d) Mg
Тема «Факторы, влияющие на микрофлору теста»
1. Какие факторы влияют на микрофлору теста?
a) температура;
b) влажность;
c) рН;
d) содержание сахара;
e) жира;
f) соли.
2. Палочка Дельбрюка развивается при температуре?
a) 25-35 °С;
b) 48-54 °С.
3. Дрожжи активно развиваются при:
a) повышении влажности;
b) слабой консистенции теста.
4. Для жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бак-
терий благоприятна среда:
a) слабокислая;
b) слабощелочная;
c) нейтральная.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]