СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 1994 года по МПК C12N1/16 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при производстве дрожжей.

Известен способ производства хлебопекарных дрожжей на питательной среде, содержащей источники углеводов, минеральные соли и ростовые вещества, в условиях аэрации при последующем дозревании дрожжей и их выделении из культуральной среды.

Однако известный способ не обеспечивает высокой производительности и требуемого качества готового продукта.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является способ производства хлебопекарных дрожжей путем культивирования на питательной среде, содержащей источники углеводов, минеральные соли и стимулятор роста, при аэрации с последующим дозреванием дрожжей, их концентрированием, промывкой и прессованием (фиг.1).

Недостатком указанного способа является то, что дозревание дрожжей, т. е. формирование запаса резервных углеводов, осуществляют путем снижения активности определенных групп ферментов лимитированием процесса по углероду и азоту. Снижение скорости подачи азотного и углеводного питания позволяет подготовить клетку к состоянию анабиоза при хранении, а следовательно, обеспечить сохранность биомассы в течение длительного времени. При дозревании дрожжей резко снижается производительность процесса, так как на последних часах культивирования происходит перестройка ферментативного комплекса дрожжевых клеток, а прирост биомассы тормозится.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и формирование биомассы дрожжей, устойчивых к низким температурам.

Это достигается тем, что в способе производства хлебопекарных дрожжей путем культивирования их на питательной среде, содержащей источник углеводов, минеральные соли и стимулятор роста, при аэрации с последующим дозреванием дрожжей, их концентрированием, промывкой и прессованием дозревание дрожжей осуществляют после концентрирования, при этом в концентрат вводят ингибитор трипсина и мелассу или мальтозную патоку, предварительно обработанную перекисью водорода, в количестве 5-20% к сухим веществам, кроме того, культивирование дрожжей осуществляют отъемно-доливным методом при подаче азот-углеродсодержащих компонентов нарастающим притоком в соотношении азот-углерод 1:8 в течение двух генераций.

На фиг.1 изображена блок-схема производства дрожжей по технологии фирмы "Прессиндустрия"; на фиг.2 - блок-схема производства дрожжей по предлагаемому способу.

Сущность изобретения заключается в том, что изменение последовательности технологических операций и особенности их выполнения позволяют ускорить культивирование.

При этом устраняется необходимость торможения метаболизма клеток на последних часах культивиpования, и рост биомассы происходит в нелимитированных условиях.

Существенным отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что "дозревание" дрожжей осуществляют после сгущения дрожжевой суспензии (фиг.2).

Существенным отличительным признаком является также последовательность обработки дрожжевого молока, сначала ингибитором трипсина в количестве 0,001-0,003% к СВ дрожжей, а затем мелассой или мальтозной патокой, предварительно обработанной перекисью водорода, в количестве 5-20% к СВ дрожжей.

Описанная последовательность обработки позволяет подавить деятельность протеолитических ферментов, не инактивируя при этом деятельность мальто-зимазного комплекса.

Для обеспечения гомогенности дрожжевой суспензии и равномерного поступления добавляемых компонентов ко всем дрожжевым клеткам обработка дрожжевого молока осуществляется при активном механическом перемешивании.

Предварительная обработка мелассы или мальтозной патоки перекисью водорода в количестве 0,5-1,5% по массе в зависимости от инфицированности посторонней микрофлорой позволяет с одной стороны обеспечить микробиологическую чистоту процесса, а с другой - активизировать процесс биосинтеза в клетках биологически активным кислородом, полученным при разложении перекиси водорода каталазой дрожжей.

Для получения дрожжей, устойчивых к низким температурам, культивирование осуществляют в условиях нелимитированного роста при подаче питательной среды нарастающим притоком, соответствующим удельной скорости роста 0,17-0,21 ч^-1. При этом азотсодержащий компонент подается в таком количестве, чтобы обеспечить соотношение азот-углерод 1:8. Было экспериментально установлено, что соблюдение этих двух условий позволяет сформировать биомассу дрожжей с содержанием белка 48-52% . Специфической особенностью таких дрожжей является их высокая выживаемость при низких температурах.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа является ограничение времени культивирования двумя генерациями. Это условие определяется необходимостью получения биомассы дрожжей, большинство клеток которой находятся в фазе G₁ или G₂ клеточного цикла, когда содержание белка и резервных углеводов максимально. Если время культивирования будет меньше, чем две генерации (/τ=2/), где М - удельная скорость роста дрожжей, то большинство клеток биомассы дрожжей будет находиться в фазе S или М (минтоза), когда клетка уязвима для неблагоприятных воздействий.

П р и м е р 1. В дрожжерастильный аппарат объемом 1000 м³ набирают 55 м³ воды, подают 279 кг мелассы, 30 кг диаммонийфосфата в виде раствора, 40 кг хлорида калия, 10 кг сернокислого магния, 1,2 г дестиобиотина, включают слабую аэрацию, проверяют рН среды и подают засевные дрожжи в количестве 2000 кг.

Через 30 мин после начала подачи заcевных дрожжей увеличивают аэрацию среды и включают приток компонентов по графикам примеров 1 и 2, приведенным в табл.1, 2.

Через 8 ч культивирования полученную биомассу дрожжей сепарируют, сгущая до концентрации 400-450 г/л, направляют в промежуточный сборник, оснащенный мешалкой. При активном перемешивании в суспензию добавляют 20 г (0,001% к СВ дрожжей) ингибитора трипсина в виде раствора и после 30-минутного перемешивания добавляют 400 кг (20% к СВ дрожжей) мелассы, предварительно обработанной перекисью водорода. После 1,0-1,5-часового активного перемешивания дрожжевое молоко направляют на промывку и далее на прессование.

Если дрожжи далее будут направлены на сушку, то вместо мелассы добавляют 300 кг мальтозной патоки.

П р и м е р 2. В дрожжерастильный аппарат объемом 100 м³ подаются вода и компоненты питательной среды аналогично примеру 1. При слабой аэрации засевается 2000 кг дрожжей, и через 30 мин, начинается приток компонентов питательной среды согласно графику, приведенному в табл.2.

Через 7 ч культивирования полученную биомассу дрожжей сепарируют, сгущая до концентрации 400-450 г/л, направляют в промежуточный сборник.

В полученное дрожжевое молоко добавляют 60 г (0,003% к СВ дрожжей) ингибитора трипсина в виде раствора при интенсивном перемешивании и после 30-минутной паузы добавляют 100 кг (5% к СВ дрожжей) мелассы, предварительно обработанной перекисью водорода. После часовой выдержки дрожжевое молоко промывают и используют в технологическом процессе производства хлебобулочных изделий из замороженных тестовых заготовок.

Таким образом, предлагаемый способ значительно превосходит известный по производительности культивирования:
Прототип = 562 кг/час .

Предлагаемый способ = 750 кг/час.

Использование: биотехнология, производство хлебопекарных дрожжей. Сущность изобретения: готовят питательную среду, содержащую источники углерода, минеральные соли, стимулятор роста, засевают дрожжи, культивируют съемно-доливным методом при подаче азот-углеродсодержащих компонентов нарастающим притоком в соотношении азот - углерод 1 : 8 в течение двух генераций. 1 з.п.ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ, включающий культивирование их на питательной среде, содержащей источник углерода, минеральные соли и стимулятор роста, при аэрации, дозревание дрожжей, концентрирование, промывку и прессование, отличающийся тем, что дозревание дрожжей осуществляют после концентрирования, при этом в концентрат вводят ингибитор трипсина и мелассу или мальтозную патоку, предварительно обработанную перекисью водорода, в количестве 5 - 20% к массе сухих веществ. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивирование осуществляют отъемно-доливным методом при подаче азот-углеродсодержащих компонентов нарастающим притоком в соотношении азот: углерод 1 : 8 в течение двух генераций.