СПОСОБ АКТИВАЦИИ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 1998 года по МПК C12N1/18 

Изобретение относится к биохимическим способам активации прессованных дрожжей и может быть использовано в хлебопекарной промышленности, в пивоварении.

Известен способ активации дрожжей путем выдерживания их в питательной среде, состоящей из мелассы, воды и бульона от варки окороков [1] Дефицит аминокислот в мелассе сбалансирован использованием бульона, в котором присутствует аминный азот и хлорид натрия. В совокупности это позволяет сократить время брожения и получать хлебобулочные изделия со свойствами, соответствующими стандарту.

К недостатку этого способа следует отнести дефицит сырья (бульона) и трудности, связанные с его транспортировкой и хранением.

Наиболее близким прототипом является способ активации дрожжей в питательной среде, состоящей из концентрата квасного сусла, содержащего в своем составе биологически активные компоненты: витамины, аминокислоты, молочную сыворотку, воду, минеральные соли в виде пересульфата аммония или сульфата аммония с броматом калия или фосфата аммония с броматом калия, соевую муку [2]
Использование данной питательной среды ускоряет сбраживание сахаров среды и теста. Однако введение концентрата квасного сусла приводит к некоторому потемнению мякиша белого хлеба, а использование молочной сыворотки невозможно из-за дефицита сырьевой базы, особенно при многотоннажном производстве.

Цель изобретения повышение качества дрожжей и экономичности процесса активации.

Поставленная цель достигается тем, что дрожжи выдерживают при перемешивании в течение 5-40 мин при 20-35^oC в питательной среде, содержащей воду, витамины, аминокислоты, аммонийные соли в виде сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ или фосфата аммония (NH₄)₂HPO₄, которая дополнительно содержит в качестве минеральных солей соли магния и цинка, взятые в соотношении 10:1, то есть 0,00008-0,0026% и 0,000008-0,00026% к массе муки в тесте соответственно и синергист серосодержащее соединение из группы, включающей цистин, метионин, цистеин в количестве 0,00003-0,0016% к массе муки, а в качестве витаминов используют витамины группы B:B₁, B₃ и B₅ в количестве 0,00002-0,0012% к массе муки, 0,00003-0,0007% и 0,00006-0,0015% соответственно, пара-аминобензойную и аскорбиновую кислоты в количестве 0,00008-0,0014% и 0,00025-0,01% а в качестве аминокислот: аминоуксусную кислоту, серин, аланин, глутаминовую кислоту в количестве по 0,00008-0,0050% воду в количестве 40,1-42,1% к массе муки, в качестве минеральных солей фосфат аммония в количестве 0,00001-0,0042% сульфат аммония в количестве 0,0003-0,0022% хлорид аммония или хлорид калия в количестве 0,0003-0,0012% к массе муки, причем при приготовлении питательной среды устанавливают вначале активную кислотность pH 4,2-4,3 путем введения при температуре 60-70^oC пара-аминобензойной кислоты в количестве 0,00008-0,0014% к массе муки, аскорбиновую кислоту в количестве 0,00025-0,01% и витамина B₅ в количестве 0,00006-0,0015% а после охлаждения среды до 20-30^oC вводят ацетат магния в количестве 0,00008-0,0026% и сульфат цинка в количестве 0,000008-0,00026% взятых в соотношении 10:1, 0,00003-0,0016% цистеина, цистина или метионина, витамина B₃ в количестве 0,00003-0,0007% при постоянном перемешивании до получения прозрачного раствора, затем порционно вводят приготовленную отдельно смесь из витамина B₁ в количестве 0,00002-0,0012% по 0,00008-0,005% аминокислот в виде аминоуксусной кислоты, аланина, серина, глутаминовой кислоты, минеральных солей: сульфат аммония, хлориды аммония или калия, взятых в количестве 0,0003-0,0022% и 0,0003-0,0012% соответственно и 0,00001-0,0042% фосфата аммония, а после растворения питательной среды в воде в соотношении (1-20):400 выдерживание дрожжей в питательной среде производят при температуре 20-35^oC в течение 5-40 мин при постоянном перемешивании.

Питательная среда может содержать вместо сульфата цинка ацетат цинка в количестве 0,000008-0,00026% к массе муки в тесте, а вместо соли магния смесь ацетата магния и сульфата магния в соотношении 1:1.

Питательную среду готовят следующим образом. Сначала готовят состав А. В смеситель загружают 0,5 л воды, нагревают до 60-70^oC и при перемешивании растворяют 0,8-14 г (0,00008-0,0014% к массе муки) пара-аминобензойной кислоты, 0,00025-0,01% аскорбиновой кислоты и после полного растворения компонентов вводят 0,6-15 г (0,00006-0,0015%) витамина B₅ (PP). Перемешивают 15-20 мин и получают раствор с первоначальной кислотностью pH 4,2-4,3. Затем раствор охлаждают до 20-30^oC и при перемешивании вводят 0,8-26 г (0,00008-0,0026% ) ацетата магния или смеси ацетата магния и сульфата магния в соотношении 1: 1 и 0,08-2,6 г (0,000008-0,00026% сульфата или ацетата цинка. Через 15-20 мин добавляют в раствор 0,3-16 г (0,00003-0,0016%) цистина, метионина или цистеина. После растворения компонентов вводят витамин B₃ в количестве 0,3-7 г (0,0003-0,0007%) и перемешивают 10-15 мин до получения прозрачного раствора.

В другом смесителе готовят состав Б. В 0,5 л воды с температурой 20-30^oC растворяют при перемешивании 0,2-12 г (0,00002-0,00012%) витамина B₁, 0,8-50 г (0,00008-0,005%) аминоуксусной кислоты, 0,8-50 г (0,00008-0,005%) серина, такое же количество аланина и глутаминовой кислоты, 3-22 г (0,0003-0,0022%) соли сульфата аммония. 3-12 г (0,0003-0,0012%) хлорида аммония или калия и 0,1-42 г (0,00001-0,0042% ) соли фосфата аммония. При постоянном перемешивании порционно по 10-20 мл состав Б вводят в состав А.

После чего 1-20 мл питательной среды растворяют в 400 мл воды с температурой 20-35^oC и вносят при перемешивании 10 г дрожжей с подъемной силой по "шарику" 14 мин. В этой среде в течение 5-40 мин при температуре 20-35^oC происходит активация дрожжей.

Предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность активации дрожжей, перестроить их ферментный комплекс на бродильный тип жизнедеятельности, т.к. совместное использование смеси из солей магния и цинка, взятых в соотношении 10: 1, и серосодержащего соединения из группы цистин, метионин, цистеин активизирует деятельность существующих ферментов и способствует синтезу новых ферментов, что улучшает подъемную силу дрожжей в 2-3 раза без лишнего расхода дефецитного сырья.

На активизированных дрожжах готовили опару или безопарное тесно из расчета расхода муки на замес 1000 г по рецептуре, включающей муку, соль и сахар, масло, обычные ферментные препараты, эмульгаторы и специальные добавки для муки, воду.

Пример 1. Приготовление питательной среды. Рецептура приведена в табл. 1. Сначала готовят состав А. В 0,5 л воды с температурой 60-70^oC при перемешивании растворяют 0,8 г (0,00008% к массе муки) пара-аминобензойной кислоты и 15 г (0,0015%) витамина B₅. Перемешивают 15 мин, pH раствора 4,25. Раствор охлаждают до 20-30^oC и при перемешивании вводят 0,8 г (0,00008% к массе муки) ацетата магния и 0,08 г (0,000008%) сульфата цинка. Через 20 мин вводят 0,3 г (0,00003% ) метионина. После полного растворения компонентов вводят 0,3 г (0,00003%) витамина B₃ и перемешивают 10-15 мин до получения прозрачного раствора.

В другом смесителе готовят состав Б. В 0,5 л воды с температурой 20-30^oC растворяют последовательно при перемешивании 6 г (0,0006%) витамина B₁ и 0,8 г (0,00008% ) аминоуксусной кислоты, 15 г (0,0015%) серина, 15 г (0,0015%) аланина и 10 г (0,001%) глутаминовой кислоты, 3 г (0,0003%) сульфата аммония, 4 г (0,0004% ) хлорида аммония и 0,1 г (0,00001%) фосфата аммония (NH₄)₂HPO₄. Состав Б вводят порционно по 10-20 мл в состав А при постоянном перемешивании во избежание образования осадка. Получают питательную среду с pH 4,85. Затем 1,0 мл концентрированной среды растворяют в 400 мл воды с температурой 20-22^oC и вносят при перемешивании 10 г дрожжей с подъемной силой по "шарику" 14 мин. В этой среде происходит активация дрожжей в течение 40 мин. При этом подъемная сила по "шарику" улучшается и составляет 6 мин. Результаты испытания приведены в табл. 2.

Пример 2. Приготовление питательной среды. Рецептура приведена в табл. 1. Сначала готовят состав А. В 0,5 л воды с температурой 60-70^oC при перемешивании растворяют 14,0 г (0,0014% к массе муки) пара-аминобензойной кислоты и 0,6 г (0,00006% ) витамина B₅. Перемешивают 15 мин и после полного растворения компонентов раствор охлаждают до 20-30^oC, вводят 2,5 г (0,00025% ) аскорбиновой кислоты. Получают раствор с pH 4,3. При перемешивании вводят 2,5 г (0,00025% ) ацетата магния, 2,5 г (0,00025%) сульфата магния и 0,5 г (0,00005% ) сульфата цинка. Через 20 мин вводят 1,0 г (0,0001%) цистина. После полного растворения компонентов вводят 0,6 г (0,00006%) витамина B₃ и перемешивают 10-15 мин до получения прозрачного раствора. В другом смесителе готовят состав Б. В 0,5 л воды с температурой 20-30^oC растворяют при перемешивании последовательно 2 г (0,0002%) витамина B₁ и 3 г (0,0003%) аминоуксусной кислоты, 0,8 г (0,00008% ) серина, 8 г (0,0008%) аланина, 15 г (0,0015%) глутаминовой кислоты, 22 г (0,0022%) соли (NH₄)₂SO₄, 3 г (0,0003%) KCl и 4,2 г (0,00042%) фосфата аммония. Состав Б порциями по 10-20 мл вводят в состав А при постоянном перемешивании во избежание появления осадка. Получают питательную среду с pH 4,95. Затем 20 мл питательной среды растворяют в 400 мл воды с температурой 35^oC и вносят при перемешивании 10 г дрожжей с подъемной силой по "шарику" 14 мин. В этой среде происходит активация дрожжей в течение 5 мин. При этом подъемная сила по "шарику" улучшается и составляет 6 мин. Результаты приведены в табл. 2.

Пример 3-4. Питательную среду готовят по примеру 1 и по рецептуре табл. 1. Приготовленную по рецептуре 3 и 4 питательную среду в количестве 1 мл растворяют в 400 мл воды с температурой 35^oC и вносят при перемешивании 10 г дрожжей с подъемной силой по "шарику" 14 мин. Активацию проводят в течение 15 мин. При этом подъемная сила улучшается и составляет 6 и 5 мин соответственно для примеров 3, 4. Результаты приведены в табл. 2.

Пример 5-9. Питательную среду готовят по примеру 2 и по рецептуре табл. 1. Приготовленную по рецептуре 5-9 питательную среду в количестве 20 мл растворяют в 400 мл воды с температурой 26-28^oC и вносят при перемешивании 10 г дрожжей с подъемной силой по "шарику" 14 мин. Активацию проводят в течение 5 мин. Подъемная сила улучшается и составляет от 5 до 6 мин. Результаты приведены в табл. 2.

Примеры 10-13, 15, 16. Активацию дрожжей осуществляют в питательной среде, которую готовят в той же последовательности, что и в примере 1 и по рецептуре табл. 1. Результаты приведены в табл. 2.

Примеры 14, 17-20. Активацию дрожжей осуществляют в питательной среде, которую готовят по рецептуре табл. 1 и по примеру 3. Результаты приведены в табл. 2.

В табл. 1 представлена рецептура питательной среды по примерам 1-20. В табл. 2 приведена сравнительная характеристика качества питательной среды и дрожжей по известному и предлагаемому способу активации дрожжей. Питательная среда по предлагаемому способу хранится при температуре 20-22^oC не менее 5 суток, по известному способу 1-2 суток.

Как видно из табл. 2, наибольший эффект активации наблюдается при проведении процесса активации на питательных средах, приготовленных по примерам 1-10.

При уменьшении количества ацетата магния до 0,00006% (пример 11) или сульфата цинка до 0,000006% (пример 13) или при увеличении их до 0,0027% и до 0,00028% соответственно (пример 14) снижается эффективность обработки дрожжевых клеток, что выражается в незначительном улучшении подъемной силы дрожжей по "шарику" на 3-5 мин. Тот же отрицательный эффект наблюдается и при уменьшении или увеличении содержания серосодержащих соединений (примеры 15, 16).

При отсутствии солей магния или солей цинка подъемная сила дрожжей практически не изменяется (примеры 17, 18), отсутствие витаминов B₁ и B₃, минеральных солей (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, KCl и (NH₄)₂HPO₄ также не позволяет получить наибольший эффект активации (примеры 20 и 19).

Из примеров следует, что использование только серосодержащих соединений в отсутствии солей магния и цинка и наоборот не приводит к достижению поставленной цели и подъемная сила дрожжей улучшается незначительно.

Из приведенных данных следует, что желаемый эффект незначителен и не может быть получен при раздельном применении серосодержащего соединения и солей магния и цинка и величина этого эффекта максимальна лишь при их совместном применении, причем эти компоненты должны присутствовать в питательной смеси в определенном соотношении, а сам эффект является величиной не аддитивной, т. е. серосодержащие соединения и соли магния и цинка являются по отношению друг к другу синергистами и при их совместном применении имеет место эффект синергизма.

Следовательно, основной вклад в наблюдаемый эффект активации вносит синергизм серосодержащих соединений и солей магния и цинка.

Предлагаемый способ позволяет, используя определенный состав сравнительно дешевых биологически активных компонентов и способ получения из них питательной среды, повысить активность дрожжевых клеток, сократить продолжительность брожения на 10-35 мин.

Использование: хлебопекарная промышленность и пивоварение и касается способа активации прессованных дрожжей. Сущность изобретения заключается в том, что готовят питательную среду, а затем выдерживают в ней дрожжи при температуре 20-35^oC в течение 5-40 мин при перемешивании. Среду готовят в два этапа, на первом из которых воду нагревают до температуры 60-70^oC и вносят в нее 0,00008-0,0014% к массе муки в тесте пара-аминобензойную кислоту и 0,00006-0,0015% витамина B₅, устанавливая при этом pH раствора 4,2-4,3, полученный раствор охлаждают до 20-30^oC и при перемешивании вводят 0,00008-0,0026% ацетата магния и сульфат цинка в количестве 0,000008-0,00026 и 0,00003-0,0007% цистеина или цистина, или метионина, полученную смесь перемешивают и вносят витамин B₃. Второй этап приготовления среды состоит в том, что в воде последовательно при перемешивании растворяют витамин B₁ в количестве 0,00002-0,0012%, аминоуксусную кислоту, аланин, серин, глутаминовую кислоту по 0,00008-0,0050%, сульфат аммония, хлорид аммония или калия и фосфат аммония. Растворы, полученные на первом и втором этапах, смешивают, разбавляют водой при соотношении (1-20) : 400. 2 з. п. ф-лы. 2 табл.

1. Способ активации дрожжей, предусматривающий приготовление жидкой питательной среды, содержащей воду и минеральные соли, с последующей выдержкой в ней дрожжей, отличающийся тем, что из минеральных солей используют ацетат магния, сульфат магния, ацетат цинка, сульфат цинка, сульфат аммония, хлорид аммония или калия, а питательную среду готовят в два этапа, для этого воду разделяют на две части, одну из которых нагревают до 60 70^oС, вносят в нее 0,00008 0,0014% к массе муки в тесте парааминобензойную кислоту и 0,00006 0,0015% витамина B₅, устанавливая при этом pH раствора 4,2 - 4,3, полученный раствор охлаждают до 20 30^oС и при перемешивании вводят 0,00008 0,0026% ацетата магния и 0,000008 0,00026% сульфата цинка, взятых в соотношении 10 1, и 0,00003 0,0007% цистеина, или цистина, или метионина, полученную смесь перемешивают до полного растворения и вносят 0,00003 0,0007% витамина B₃ и вновь перемешивают до получения прозрачного раствора, во второй части воды последовательно при перемешивании растворяют витамин B₁ в количестве 0,00002 0,0012% к массе муки, аминоуксусную кислоту, аланин, серин, глутаминовую кислоту по 0,00008 0,0050% сульфат аммония, хлорид аммония или калия в количествах, соответственно равных 0,0003 0,0022 и 0,0003 0,0012% и фосфат аммония в количестве 0,00001 0,0042% в полученный на втором этапе раствор порционно вводят раствор, полученный на первом этапе, и полученную таким образом концентрированную среду разбавляют водой при соотношении (1 20) 400, при этом выдерживание дрожжей осуществляют при 20 35^oС в течение 5 40 мин при перемешивании. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии приготовления среды после охлаждения дополнительно вносят аскорбиновую кислоту в количестве 0,00025 0,01%
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в среду дополнительно вносят сульфат магния и ацетат цинка или сульфат цинка, указанные соли вводят на первой стадии приготовления среды после внесения ацетата магния, при этом ацетат магния и сульфат магния вводят в соотношении 1 1.