СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 1994 года по МПК C12N1/18 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при производстве дрожжей как прессованных, так и сушеных.

Известен способ производства дрожжей путем их культивирования на питательной среде, содержащей источники углеводов, минеральной соли, микроэлементы, осмотически активные и ростовые вещества, в условиях аэрации с последующим выделением дрожжей из культуральной среды, прессованием, формовкой или сушкой.

Недостатком известного способа является невысокое качество получаемого продукта. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства дрожжей путем культивирования их на питательной среде, содержащей мелассу, минеральные соли, микроэлементы, и осмотически активные вещества при аэрации с последующим выделением дрожжей из культуральной жидкости и прессованием их.

Недостатком указанного способа является то, что осмотически активные вещества, входящие в состав полиминеральной руды каинито-лангбейнитовой породы, плохо растворяются в воде и трудно усваиваются дрожжевыми клетками, что снижает выход и качество дрожжей.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества хлебопекарных дрожжей.

Цель достигается тем, что в способе производства хлебопекарных дрожжей путем культивирования их на питательной среде, содержащей мелассу, минеральные соли, микроэлементы, и осмотически активные вещества при аэрации с последующим выделением дрожжей их культуральной жидкости и прессованием их, микроэлементы и осмотически активные вещества вводят в среду в виде бесхлорной нитрофоски, содержащей азота не менее 11% , фосфора не менее 9% , калия не менее 11% , магния 0,5% , и следы циния, бора, молибдена и марганца в количестве 5-6% к массе мелассы, кроме того, перед прессованием дрожжи обрабатывают мальтозной патокой из расчета 0,25-0,5% к сухим веществам дрожжей при 20-23^оС в течение 0,5 ч, затем охлаждают до 15-18^оС и добавляют эфиры полиглицерина с жирными кислотами (ЭПСП) в количестве 0,5-1% к сухим веществам дрожжей и перемешивают в течение 1 ч.

Сущность изобретения заключается в том, что за счет формирования активных ферментных систем дрожжевой клетки, а также путем повышения их устойчивости к неблагоприятным воздействиям температуры, к обезвоживанию и регидратации повышается качество хлебопекарных дрожжей.

Существенным отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что осмотически активные вещества, микро- и макроэлементы, необходимые для синтеза ряда ключевых ферментов, а также фосфор и азот подают в состав бесхлорной нитрофоски, в частности "РОСТ-2" (ТУ 113-08-25-49-87 от 30.12.91 г. ). Причем марганец, цинк, молибден, бор входят в состав указанного комплексного препарата в биологически активной форме, а следовательно, легко усваиваются дрожжами.

Известно, что для формирования активных ферментных систем дрожжевых клеток и создания необходимого гиперосмотического или изоосмотического давления в питательной среде необходимо поддерживать определенную достаточно высокую концентрацию ионов и осмотически активных веществ. В противном случае процесс транспорта указанных веществ во внутрь клетки лимитирует скорость ферментативных реакций, а следовательно, и синтез самих ферментов. С другой стороны, высокие концентрации плохо растворимых в воде неорганических соединений, содержащих микроэлементы, в питательной среде инкубируют транспорт сахаров в дрожжевую клетку, а следовательно, угнетают жизнедеятельность дрожжей. Указанное противоречие устраняется в предлагаемом способе подачей микроэлементов в составе биологически активных соединений, хорошо растворимых в воде. Такие соединения легко утилизируются дрожжами, причем нет необходимости поддерживать их высокие концентрации в питательной среде.

Важным преимуществом указанного способа по сравнению с прототипом является то, что бесхлорные нитрофоски не содержат хлора. Известно, что в состав полиминеральной руды необходимый дрожжам калий входит в составе хлорида калия, который диссоциирует в растворе на ион калия и ион хлора. Хлор является активным ингибитором роста одноклеточных микроорганизмов, в том числе и дрожжей. Таким образом, использование бесхлорной нитрофоски позволяет устранить этот ингибитор, а следовательно, создать условия для нелимитированного роста биомассы.

Существенным является режим подачи препарата. Экспериментально установлено, что оптимальным соотношением бесхлорной нитрофоски указанного выше состава, например, "РОСТ-2" к мелассе является 5-6: 1. При уменьшении соотношения меньше 5: 1 рост дрожжей лимитируется фосфором и, следовательно, выход дрожжей снижается, при увеличении соотношения выше 6: 1 скорость роста дрожжей и их выход не увеличивается, а синтез ферментов ингибируется цинком и молибденом.

Оптимальным вариантом предлагаемого способа является обработка дрожжей, предназначенных для сушки, мальтозной патокой и эмульгатором.

Известно, что основные ферменты дрожжей термолабильны, т. е. теряют свою активность при воздействии высоких температур. Термолабильность ключевых ферментов дрожжей клеток является причиной снижения активности газообразования сушеных дрожжей по сравнению с исходными прессованными.

Кроме того, при сушке дрожжевой биомассы нарушается целостность клеточных мембран, а следовательно, снижается выживаемость дрожжей при обезвоживании и регидрации.

В предлагаемом способе дрожжи перед сушкой обрабатывают мальтозной патокой и поверхностно-активными веществами. Это позволяет создать запас резервных углеводов, которые тратятся клеткой при неблагоприятных температурных воздействиях, что позволяет ей сохранить активность ферментного комплекса.

С другой стороны, поверхностно-активные вещества покрывают поверхность клетки защитной пленкой, что также предохраняет ее как от температурных, так и от механических воздействий. Часть компонентов ЭПСП (см. ТУ 10-04-02-64-90, Утв. 20.05.90) встраиваются в клеточные мембраны, повышая их эластичность, что позволяет обезвоживать клетку, не нарушая целостности ее структурных образований.

Последовательность обработки и определенные режимы позволяют обеспечить максимум положительного эффекта.

П р и м е р 1. В дрожжерастительный аппарат объемом 30,0 м³ набирают 10 м³ воды, подают 141 кг мелассы, 50 кг РОСТ-2, включают слабую аэрацию, проверяют рН среды и подают засевные дрожжи в количестве 465 кг.

Через 30 мин после подачи засевных дрожжей увеличивают аэрацию и начинают приток компонентов питательной среды в соответствии с табл. 1. Через 12 ч культивирования полученную биомассу дрожжей сепарируют, промывают и направляют в сборники дрожжевого молока, где охлаждают до 10-12^оС. Далее дрожжевую суспензию обезвоживают на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах и формуют в брикеты по 100 или 1000 г.

В табл. 2 приведены основные показатели технологического режима и качества прессованных дрожжей. Из приведенных данных видно, что выход дрожжей и их ферментативная активность существенно выше в предлагаемом способе, чем в прототипе.

П р и м е р 2. Процесс культивирования дрожжей проводят аналогично примеру 1. Полученную дрожжевую суспензию сепарируют, промывают и направляют в сборники дрожжевого молока, где при 20-23^оС и активном механическом перемешивании обрабатывают мальтозной патокой в количестве 3,5 кг в течение 0,5 ч. Затем дрожжевую суспензию охлаждают до 15-18^оС, добавляют ЭПСП в количестве 7 кг в виде эмульсии, выдерживают в течение часа при активном перемешивании и далее направляют на прессование и сушку.

В табл. 2 приведены основные показатели качества сушеных дрожжей. Таким образом, качество сушеных дрожжей по предлагаемому способу существенно выше, чем в прототипе.

П р и м е р 3. Культивирование и обработка аналогичны примеру 2, но мальтозную патоку берут в количестве 1,75 кг, а ЭПСП 3,5 кг. В обоих примерах мальтозную патоку и ЭПСП берут в соответствующих процентных отношениях к СВ выращенных дрожжей. (56) Авторское свидетельство СССР N 706437, кл. С 12 N 1/18, 1979.

Использование: производство дрожжей. Сущность способа: хлебопекарные дрожжи выращивают объемно-доливным методом на питательной среде, содержащей мелассу и 5 - 6% бесхлорной нитрофоски в виде "Роста - 2", содержащей азот не менее 11% , фосфор не менее 9% , калий в пересчете на K₂O не менее 11% , магний в пересчете на MgO не менее 0,5% и следы цинка, бора, молибдена, марганца и меди и оксиэтилидендифосфоновой кислоты, выращенные дрожжи концентрируют, промывают и формуют. Концентрат дрожжей целесообразно обработать мальтозной патокой из расчета 0,25 - 0,5% при 20 - 23С в течение 0,5 ч, охладить, затем обработать эфирами полиглицерина с жирными кислотами в количестве 0,5 - 1% к сухим веществам дрожжей в течение 1 ч. Обработанные таким образом дрожжи прессуют и сушат. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ путем культивирования их объемно-доливным методом на питательной среде, содержащей мелассу, минеральные соли, микроэлементы и осмотически активные вещества при аэрации с последующим выделением дрожжей из культуральной жидкости и прессованием их, отличающийся тем, что минеральные соли, микроэлементы и осмотически активные вещества вводят в среду в виде бесхлорной нитрофоски, содержащей азот не менее 11% , фосфор не менее 9% , калий в пересчетена К₂О не менее 11% , магний в пересчете на MgO не менее 0,5% и следы цинка, бора, молибдена и марганца, в количестве 5 - 6% к массе мелассы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед прессованием дрожжи обрабатывают мальтозной патокой из расчета 0,25 - 0,5% к сухим веществам при 20 - 23^oС в течение 0,5 ч, затем охлаждают до 15 - 18^oС и добавляют эфиры полиглицерина с жирными кислотами в количестве 0,5 - 1% к сухим веществам дрожжей и перемешивают в течение 1 ч.