12. ТЕХНОЛОГІЯ хлібопекарські Дріжджі
Дріжджова галузь республіки представлена одним з найстаріших підприємств - ВАТ «Дріжджовий комбінат», до складу якого входять Мінський дріжджовий комбінат і Ошмянського дріжджовий завод. Основним видом діяльності ВАТ «Дріжджовий комбінат» є виробництво дріжджів хлібопекарських (пресованих і сухих) на мелясі. Потужність підприємства - 20 300 т дріжджів на рік.
Терміном «хлібопекарські дріжджі» або просто «дріжджі» зазвичай позначають мікроорганізми, які відносяться до класу нижчих грибів - Saccharomyces cerevisiae.
Дріжджі використовують в хлібопеченні як збудники спиртового бродіння і розпушувачі тесту за рахунок виділяється діоксиду вуглецю. Крім того, дріжджі містять глутатіон, який впливає на структуру глутеніна, розщеплюючи в ньому внутрішньо-молекулярні дисульфідні зв'язки. Глутенін - це основний білок пшеничного борошна, структурою якого визначається структура і текстура тесту. В результаті протікання мікробіологічних процесів і, перш за все, спиртового бродіння, накопичуються сполуки, що роблять істотний вплив на смак і аромат хліба і в деякій мірі підвищують його поживну цінність.
В вітамінної промисловості хлібопекарські дріжджі служать джерелом вітамінів групи В і D, у фармацевтичній промисловості з них отримують нуклеїнові кислоти, ферменти, ряд лікарських препаратів. Дріжджі застосовують в біотехнології для приготування поживних середовищ.
Saccharomyces cerevisiae - факультативні анаероби. У середовищі, позбавленої кисню, вони розмножуються слабо, але швидко зброджують цукру з утворенням етанолу і діоксиду вуглецю з виділенням невеликої кількості тепла:
З 6 Н 12 О 6 = 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2 + Цей процес спиртового бродіння і є основним при
бродінні тесту в хлібопеченні.
У присутності кисню дріжджі асимілюють вуглеводи з виділенням великої кількості енергії
З 6 Н 12 О 6 + 6О 2 = 6СО 2 + 6Н 2 О + Виділяється енергія використовується дріжджами на синтез кле-
точного речовини і підтримання обмінних процесів, тому в умовах аерації відбувається інтенсивне накопичення біомаси дрож-
жей. На швидкість розмноження дріжджів і вихід біомаси впливає ряд факторів: температура, значення рН, склад живильного середовища.
Saccharomyces cerevisiae - мезофіли з температурним оптимумом 29-30 С. При більш низьких і більш високих температурах життєдіяльність дріжджів сповільнюється і вихід кінцевого продукту зменшується. Крім того, при підвищенні температури зростає ймовірність розвитку в живильному середовищі сторонніх мікроорганізмів, що погіршує якість продукту.
Оптимальне значення рН живильного середовища для розмноження дріжджів - 4,5-5,5. У цих умовах висока активність ферментних систем, швидко протікають процеси синтезу білків, вітамінів, висока швидкість росту дріжджових клітин.
Живильне середовище для вирощування дріжджів повинна містити легкозасвоювані форми вуглеводів (моно- і дисахара), джерела азоту (розчинні органічні і неорганічні сполуки азоту), фосфору, макро- і мікроелементи, вітаміни, стимулятори росту.
Технологічний процес виробництва хлібопекарських дріжджів представлений на рис. 40, включає операції приготування живильного середовища і накопичення посівного матеріалу, вирощування дріжджів, виділення їх з культуральної рідини і отримання кінцевого продукту (пресованих або сухих дріжджів).
Приготування поживного середовища
- збагачення живильними солями
Мал. 40. Технологічна схема виробництва хлібопекарських дріжджів
Приготування поживного середовища. Основним джерелом поживних речовин в середовищі для вирощування дріжджів є відхід цукробурякового виробництва - меляса. Разом з тим, крім корисних для дріжджів речовин меляса містить і небажані домішки: колоїдні і зважені речовини, які, сорбируясь на поверхні дріжджових клітин, порушують нормальний обмін речовин, і речовини, інгібуючі зростання і розмноження дріжджів. Тому проводять підготовку меляси, яка включає наступні операції:
- розведення меляси водою (у співвідношенні від 1. 1 до 1. 3 в залежності від складу меляси і рівня її обсіменіння мікроорганізмами);
- асептірованіе меляси холодним або гарячим способом. У першому випадку в мелясу вводять хлорне вапно і підкисляють сірчаною кислотою до значення рН 4,5-5,0, в другому - кип'ятять або стерилізують в пластинчастих теплообмінниках;
- видалення зважених часток під дією відцентрової сили на сепараторах-кларіфікаторах;
- додавання мінеральних солей і стимуляторів росту (сульфат амонію, карбамід, аміачна вода, діамонійфосфат, ортофосфорна кислота, солі калію, магнію, кукурудзяний екстракт, дріжджовий автолізат або інші джерела біотину - гідролізат молочної сироватки, дестіобіотін і ін.).
Отримання посівного матеріалу. Існує кілька тех-
нологічних схем вирощування дріжджів, які відрізняються між собою кількістю стадій, періодичністю або безперервністю, кратністю розбавлення меляси. Найбільш поширена технологічна схема, по якій посівний матеріал отримують періодичним способом у вигляді маткових і засевной дріжджів. Товарні дріжджі отримують в дві стадії: спочатку в періодичних умовах (накопичувальна культура), потім - в безперервних.
У свою чергу чисту культуру маткових дріжджів отримують
в кілька стадій. У лабораторії дріжджі нарощують в пробірках, потім в колбах в умовах асептики (відсутності сторонніх мікроорганізмів) на солодовому вітамінізованому суслі, тільки на останній стадії додаючи в середу мелассного розчин. Далі дріжджі розмножують у відділенні чистої культури послідовно в малому, великому інокуляторе і апараті чистої культури (ЧК-1). Тут також підтримуються асептичні умови, для аерації подається віз
дух. Середовищем для розмноження дріжджів служить мелассного сусло, в яке вносять поживні солі і стимулятори росту. Закінчується процес отримання чистої культури маткових дріжджів (ЧК-II) в виробничих умовах в дрожжерастільний апаратах по мож душно-припливному способу. Повітря в апарат подають постійно, а розчин меляси додають у міру накопичення біомаси дріжджів. На всіх стадіях отримання маткових дріжджів підтримують температуру 26-30 С, значення рН 4,5-5,0, тривалість вирощування на кожній з лабораторних стадій - 16-24 год, на кожній стадії в відділенні чистої культури - 10-14 год.
Чисту культуру маткових дріжджів отримують один раз в три-чотири тижні. Для кращої її збереження дріжджі сепарують, промивають холодною водою, згущують до концентрації 400-600 г / л і зберігають в охолоджуваних збірниках при температурі не вище 6 С.
Засевной дріжджі отримують в дві стадії (-єчк-I і -єчк-II) по технологічному режиму природно-чистої культури, коли суворі умови асептики не підтримують, але в значній мірі запобігається розвиток сторонніх мікроорганізмів. Це забезпечується підготовкою меляси (див. Вище) і обробкою маткових дріжджів, які використовують для засіву, молочної або сірчаною кислотою. Першу стадію вирощування здійснюють періодичним способом, другу - повітряно-припливним. Умови вирощування (температура, рН, тривалість) такі ж, як при отриманні маткових дріжджів. Дріжджі -єчк готують у міру необхідності, зазвичай один раз на добу і використовують для засіву при вирощуванні товарних дріжджів. Виділяють і зберігають їх так само, як і маткові дріжджі.
Отримання товарних дріжджів. Товарні дріжджі виращіва-
ють в дві стадії. У першому дрожжерастільний апараті процес ведуть по повітряно-припливному способу, засевной служать дріжджі -єчк-II. Для другої стадії засевной служать дріжджі з першого апарату, вирощування тут здійснюють по безперервному способу, т. Е. Постійно подають живильне середовище і проводять відбір культуральної рідини в відбірковий апарат. Вирощування на обох стадіях проводять при температурі 30 С і значенні рН 4,5-5,0.
У відбірковому апараті дріжджі дозрівають при Аерування. Дріжджові клітини використовують залишилися поживні речовини, завершують процес брунькування і зростання, такі клітини довго зберігають властиві їм властивості.
Виділення дріжджів. Дозріли дріжджі необхідно виділити з культуральної рідини якомога швидше, щоб уникнути погіршення їх властивостей. Виділення дріжджів проводять в дві стадії: шляхом сепарування отримують дріжджове молоко, потім фільтруванням або пресуванням отримують пастообразную масу вологістю 75%.
Найкраща якість дріжджів забезпечується при трехступенчатом сепарування. При цьому після першого і другого ступенів сепарування дріжджовий концентрат промивають холодною водою з температурою не більше 2 С для видалення залишків живильного середовища. Після третього ступеня сепарування дріжджове молоко, яке має концентрацію 450-700 г / дм 3. остаточно охолоджують в пластинчастому теплообміннику до температури 4-8 С.
Остаточне виділення дріжджів з дріжджового молока відбувається на вакуум-фільтрах або фільтр-пресах. Вакуум-фільтри мають велику продуктивність, забезпечують кращі санітарні умови, вимагають менших затрат ручної праці.
Формування та упаковка пресованих дріжджів. Упаковочно-
фасувальні автомати надають пресованої дріжджовий масі вид прямокутних брусків і загортають їх у етикетковий папір. Фасовану продукцію укладають в ящики. Зберігають дріжджі при температурі 1-4 С і відносній вологості повітря 82-96%, термін зберігання - 12 діб. Лише один раз заморожені дріжджі можуть зберігати активність довгий час, однак при відтаванні і повторному заморожуванні дріжджі гинуть.
Сушка дріжджів. Значно підвищити термін зберігання дріжджів (до 6 і більше місяців) дозволяє їх сушка. На сушку слід направляти дріжджі високої якості, без домішки сторонніх мікроорганізмів, осмо і термостійкі.
Якість сушених дріжджів тим вище, чим швидше проходить процес висушування. Оскільки дріжджі повинні зберегти свою життєздатність і відновлювати свої життєві функції при сприятливих умовах, високі температури сушки застосовувати не можна.
Перед висушуванням дріжджі проходять гранулятор, де їм надають форму вермішелі або гранул. Використовують сушарки різних конструкцій, більш прогресивною є висушування дріжджів в підвішеному стані нагрітим повітрям. При цьому температура повітря поступово знижується з 50 до 30 С щоб уникнути перегріву
дріжджів, коли міжклітинна волога видалена і починається повільне видалення внутрішньоклітинної вологи. Кінцева вологість дріжджів становить не більше 8% для вищого сорту і не більше 10% для дріжджів I сорту. Сушені дріжджі упаковують в жерстяні банки або поліетиленові пакети і зберігають при температурі не вище 15 С.