СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ И ДРОЖЖИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ЭТИМ СПОСОБОМ Российский патент 2002 года по МПК C12N1/18 A61K33/18 C12N1/18 C12R1/865 

Изобретение относится к дрожжевой промышленности и может быть использовано на предприятиях по производству хлебопекарных дрожжей.

Изобретение создано при практическом осуществлении региональной программы мероприятий по профилактике йод-дефицитных состояний, проводимых в области по Постановлению Главного Государственного врача Российской Федерации 11 от 02.05.97 г. "О профилактике йод-дефицитных состояний".

Известен способ получения хлебопекарных дрожжей, в котором при их многостадийном культивировании на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора, микро- и макроэлементов, на каждой стадии культивирования в среду вводят источники йода в концентрации 0,001 - 0,08% по йоду [Патент 2104302 RU, МПК С 12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных дрожжей /Тулякова Т.В. и Джафаров А.Ф. - Бюл. 4, 10.02.98 г.] [1].

Недостатками известного способа являются низкая эффективность и чрезмерно большой расход источников йода, делающие известный способ практически неосуществимым.

Известен способ производства дрожжей, предусматривающий их многостадийное культивирование на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора, микро- и макроэлементов, стимуляторы роста, включающий аэрацию, получение дрожжевого молока и введение в него источника йода с последующим обезвоживанием получаемой товарной массы [Патент 2119952 РФ, МПК С 12 N 1/18, 1/16, А 61 К 35/72, 33/18. Способ производства дрожжей /Тулякова Т. В. и др., Б.И. 28, 1998] [2].

Известный способ имеет ряд недостатков. Одним из них является слишком большой расход источника йода при небольшой степени его утилизации (50-75%), что влечет за собой удорожание конечного продукта. По этому способу йодом в избыточном для дрожжевой клетки количестве нагружается вся дрожжевая биомасса, что отрицательно сказывается на биологических свойствах товарного продукта, его подъемной силе. Кроме того, способ предусматривает неоправданно высокое насыщение йодом дрожжевой биомассы.

Известны дрожжи хлебопекарные прессованные, представляющие собой технически чистую культуру дрожжевых грибов-сахаромицетов [ГОСТ 171-81. Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1988.- 14 с. С изм.] [3].

Основным сырьем для производства хлебопекарных дрожжей является свеклосахарная меласса в качестве источника органических и неорганических веществ, дополнительные источники азота, фосфора, калия, магния, зольные и ростовые вещества.

Используемые для производства хлеба и других продуктов питания дрожжи хлебопекарные содержат белковый комплекс, безазотистые вещества, ферменты и минеральные вещества. Являясь незаменимым разрыхлителем теста при традиционном изготовлении хлеба и хлебобулочных изделий, используемые при приготовлении других продуктов питания (кваса и других напитков), употребляемые в качестве биологически активных добавок, дрожжи хлебопекарные не могут восполнить дефицит микроэлементов у людей, проживающих в регионах с недостаточным количеством некоторых жизненно важных элементов.

Известны дрожжи хлебопекарные, получаемые путем их многостадийного культивирования на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора, микро- и макроэлементов, с получением дрожжевого молока и введением в него источников йода [2]. Содержание йода в дрожжах согласно описанию изобретения составляет 0,35 мг/кг сухого вещества, 0,4 мг/кг и 0,6 мг/кг в примерах 1-3 и 600 мг/кг сухого вещества в примере 4 [Сс. 4,5,6, [2]].

Продукт, получаемый известным способом, имеет слишком большой разброс значений содержания йода при сравнительно небольшой разнице в весе вводимых компонентов. Это говорит либо об ошибке в единицах измерения, либо о неконтролируемости процесса йодирования по известному способу.

Дрожжи, получаемые известными способами [1, 2], помимо высокостоимостных затрат и технологических сложностей при их получении не обладают необходимыми свойствами и высоким качеством, присущим дрожжам, изготовленным в соответствии с ГОСТ 171-81 [3]. Воздействие на живую клетку большого количества инородного и токсичного для нее вещества, йодистого калия или йодата калия, деформирует ее и вызывает в ней необратимые изменения [Контроль химических и биологических параметров окружающей среды / Под ред. проф. Л.К.Исаева; В надзаг.: Энциклопедия "Экометрия". - СПб., 1998. - С. 206] [4].

Техническим результатом заявляемого способа является создание экономичным путем эффективного средства для массовой профилактики йод-дефицитных состояний и эндемического зоба у населения, проживающего в регионах с низким содержанием природного йода.

Технический результат достигается тем, что при производстве хлебопекарных дрожжей, предусматривающем их многостадийное культивирование на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора, микро- и макроэлементов с получением дрожжевого молока, в дрожжевое молоко вводят источник йода, перемешивают для равномерного распределения, затем фильтруют и прессуют дрожжевую массу, получая целевой продукт. В качестве источника йода используют предварительно обогащенные йодом дрожжевые клетки.

Обогащенные йодом дрожжевые клетки представляют собой заранее приготовленный высокообогащенный йодом дрожжевой субстрат, который вводят в дрожжевое молоко из расчета 100 г на 1 т готовой продукции, получая при этом дрожжи прессованные с содержанием йода, равным 2,0-9,0 мг на 1 кг массы товарных дрожжей влажностью не более 75%. В переводе на сухое вещество это содержание равно 0,0008-0,0036 мас.%.

Предварительное обогащение йодом ограниченного количества дрожжевых клеток, получение высокообогащенного йодом дрожжевого субстрата осуществляют в присутствии источника водорода Н+, при этом в качестве источников йода используют йодистый калий и йодат калия одновременно в отношении 5:1 соответственно.

Концентрация йода в обогащенном субстрате при заявляемом способе составляет 2,62-11,78 г на 100 г.

Дрожжевой субстрат для йодирования дрожжей вводят в дрожжевое молоко перед подачей его на вакуум-фильтры. В процессе перемешивания высокообогащенного йодом дрожжевого субстрата с интактной дрожжевой массой происходит распределение богатых йодом дрожжевых клеток между клетками дрожжевой биомассы и обогащение ее йодом.

В результате популяция дрожжевых клеток в целом не подвергается воздействию йода и не меняет своих биологических характеристик, присущих товарной продукции, которая в то же время становится источником поступления одного из важнейших для здоровья микроэлемента.

Особенностью заявляемого способа является его эффективность и сравнительно небольшой расход источников йода. Предварительное насыщение ионами йода небольшого количества дрожжевого молока исключает его потери. В высокообогащенном йодом дрожжевом субстрате ионы йода надежно удерживаются на поверхности дрожжевых клеток ионными связями. Таким образом, десорбция и потеря йода дрожжевыми клетками при дальнейших технологических операциях незначительна.

Дрожжевой субстрат для йодирования включают в поток изготовления дрожжей хлебопекарных прессованных на завершающей стадии их изготовления, перед подачей на вакуум-фильтры. Дрожжевые клетки, "нагруженные" йодом, при перемешивании с интактной дрожжевой массой равномерно обогащают ее йодом. В результате основная часть дрожжевых клеток в готовой продукции не нагружается йодом и потому не меняет своих биологических характеристик.

Иркутская область относится к регионам с дефицитом йода в почве и воде и, как следствие, в производимых продуктах питания.

Актуальность проблемы йод-дефицита заключается в том, что она связана с развитием зобной эпидемии: массовым поражением населения эндемическим зобом и йод-дефицитными заболеваниями.

Сегодня при проведении массовых осмотров взрослого населения увеличение щитовидной железы отмечается у 45-50% обследуемых. У детей этот показатель равен 87%, у подростков - 60%. В последнее время нередким стал узловой зоб, рак щитовидной железы, аутоиммунный тиреоидит. В области регистрируется высокая перинотальная и младенческая смертность. Так, показатель младенческой смертности в 1996 году составил 18,7% (в среднем по России - 17%, в соседней Японии - только 7%), перинотальной - 13,8%. Учеными давно подмечено, что даже незначительный дефицит йода на территории чреват снижением интеллектуального развития детей и подростков. Исследованиями установлено, что наличие зоба у 10-20% от общего числа популяции ведет к снижению уровня интеллекта, деградации и вырождению.

В последние годы ситуация с йод-дефицитом в области усугубилась еще в результате резкого изменения в структуре питания подавляющего большинства населения, снижения в рационе питания белков, витаминов, морепродуктов и морской рыбы.

Поэтому йодирование дрожжей и через них хлеба, как одного из основных продуктов питания для большинства населения, играет огромную роль для исправления сложившейся ситуации.

Техническим результатом заявляемого изобретения является массовая профилактика йод-дефицитных состояний и эндемического зоба у населения, проживающего в регионах с низким содержанием природного йода посредством потребления получаемого продукта.

Технический результат достигается тем, что дрожжи хлебопекарные прессованные, представляющие собой технически чистую культуру дрожжевых грибов-сахаромицетов, получаемые путем их многостадийного культивирования на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора, микро- и макроэлементов, содержат йод в виде равномерно распределенных в массе товарного продукта предварительно обогащенных йодом отдельных дрожжевых клеток.

Количество йода в дрожжах составляет 2,0-9,0 мг на 1 кг массы товарных дрожжей влажностью не более 75% или 0,0008-0,0036 мас.% к сухому веществу дрожжевой биомассы.

Дрожжи содержат йод в органически связанной форме.

Получаемый в результате осуществления изобретения на практике уровень содержания йода в дрожжах согласован с рекомендациями Госсантехнадзора для регионов, где йодируется также пищевая соль. Указанный уровень обеспечивает обогащение выпекаемой на полированных дрожжах хлебобулочной продукции до природной фоновой величины благополучных по йоду регионов.

Дрожжи йодированные прессованные получают на стандартном технологическом оборудовании по специально разработанной технологии.

По органолептическим и физико-химическим показателям йодированные дрожжи соответствуют требованиям, предъявляемым к дрожжам хлебопекарным прессованным по ГОСТ 171-81.

Цвет равномерный, без пятен, светлый, допускается сероватый или кремоватый оттенок.

Консистенция плотная, они легко ломаются и не мажутся.

Запах - свойственный дрожжам.

Дрожжи йодированные не имеют характерного запаха и привкуса йода.

Стойкость и подъемная сила дрожжей прессованных также соответствуют требованиям государственного стандарта на дрожжи хлебопекарные.

Дрожжи йодированные не содержат токсичных элементов, микотоксинов и пестицидов. Их производство не увеличивает токсичность сточных вод предприятий.

На Иркутском ОАО "Дрожжевой завод" технология йодирования дрожжей отработана в производственных условиях и с января 1999 года налажен выпуск промышленных партий дрожжей хлебопекарных йодированных.

На дрожжи хлебопекарные прессованные йодированные разработаны технические условия ТУ 9182-001-39096861-98 и технологическая инструкция по их выработке. Продукция прошла всесторонние испытания, сертифицирована и гигиенически защищена.

Промышленное производство дрожжей хлебопекарных йодированных позволяет при небольшом расходе источника йода получать обогащенный этим элементом продукт, применяя который по своему назначению, успешно проводить массовую профилактику йод-дефицитных состояний.

Йодированные хлебопекарные дрожжи являются радикальным средством обогащения йодом хлебобулочной продукции. Удорожание хлеба при этом составляет менее 0,01%.

Товарный продукт с гигиенически обоснованным содержанием йода и способ его производства в условиях завода осуществляют следующим образом.

Пример 1
В лабораторных условиях проводят "привязку" йода к ограниченному числу дрожжевых клеток, находящихся в дрожжевом молоке по следующей схеме.

JO₃ ^-+5J^-+6H⁺-->3J₂+Н₂O
Получающийся в результате реакции элементарный йод взаимодействует с органическими веществами оболочки дрожжевой клетки, образуя прочные комплексные соединения. В итоге получают высокообогащенный йодом дрожжевой субстрат, в котором ионы йода прочно удерживаются на поверхности клеток. Степень утилизации йода при этом достигает 100%. Процессы десорбции и потери йода при дальнейших технологических операциях незначительны.

Полученный дрожжевой субстрат с концентрацией йодистого калия 2,62 г на 100 г дрожжевого молока передают в цех в специальной таре расфасованным по 1 л.

Йодированный дрожжевой субстрат добавляют в емкость слива после третьей ступени сепарации дрожжей из расчета количества 100 г на тонну готовой продукции. В процессе перемешивания с основной дрожжевой массой клетки субстрата равномерно обогащают йодом всю массу. Содержание йода в готовом продукте составляет 2 мг/кг прессованных дрожжей.

Пример 2
Обогащение йодом дрожжевого субстрата проводят в специальных условиях, вводя в него в качестве источника йода йодистый калий и йодат калия в отношении 5: 1 в присутствии перекиси водорода до получения концентрации йода в субстрате, равной 7,85 г на 100 г.

Остальной технологический процесс проводят в соответствии с изложенным в примере 1.

Содержание йода в полученном продукте составляет 6,61 мг/кг (Протокол 196 от 08.02.1999 г. об испытании образцов продукции).

Пример 3
Технологический процесс проводят в соответствии с описанным в примере 1. Концентрация йодистого калия в 100 г дрожжевого субстрата составляет 11,78 г. Полученные дрожжи содержат йод в количестве 8,87 мг/кг.

Как показали лабораторные исследования и производственные испытания, биологические характеристики промышленной партии дрожжей не меняются. Определение массовой доли йода в готовой продукции осуществляют по специально разработанной и аттестованной в установленном порядке методике определения массовой доли йода в йодированных прессованных хлебопекарных дрожжах (СТП 39096861-001-98).

Лабораторными исследованиями подтверждено наличие заданного количества йода в продукции хлебобулочных предприятий области, работающих на йодированных дрожжах.

Источники информации
1. Патент 2104302 RU, МПК С 12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных дрожжей /Тулякова Т. В. и Джафаров А.Ф. - 98102481/13; Заявл. 10.02.98 г.; Опубл. Бюл. 4, 10.02.98 г.

2. Патент 2119952 РФ, МПК С 12 N 1/18, 1/16, А 61 К 35/72, 33/18. Способ производства дрожжей /Тулякова Т.В. и др. - 97105480/13; Заявл. 14.04.97 г.; Опубл. Бюл. 28, 1998.

3. ГОСТ 171-81. Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 14 с. С измен.

4. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды /Под ред. проф. Л.К.Исаева; В надзаг.: Энциклопедия "Экометрия". - СПб., 1998. - С. 206.

Изобретение относится к производству хлебопекарных дрожжей, обогащенных микроэлементами, и может широко использоваться при внедрении системы мер для профилактики йод-дефицитных состояний. Способ производства йодированных дрожжей предусматривает введение в дрожжевое молоко на завершающей стадии производства прессованных дрожжей предварительно обогащенных йодом дрожжевых клеток в виде высокообогащенного йодом дрожжевого субстрата. Дрожжи хлебопекарные, получаемые данным способом, представляют собой технически чистую культуру дрожжевых грибов-сахаромицетов, содержат йод в органически связанной форме, в виде распределенных по дрожжевой массе предварительно нагруженных клеток. Содержание йода в дрожжах составляет 0,0008-0,0036 мас.% к сухому веществу дрожжевой биомассы. 2 с. и 3 з.п. ф-лы.

1. Способ производства хлебопекарных дрожжей, предусматривающий их многостадийное культивирование на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора, микро- и макроэлементов, введение в полученное дрожжевое молоко источника йода с последующим перемешиванием, фильтрованием и прессованием дрожжевой массы, отличающийся тем, что в качестве источника йода используют предварительно обогащенные йодом дрожжевые клетки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно обогащенные йодом дрожжевые клетки в виде высокообогащенного йодом дрожжевого субстрата вводят в дрожжевое молоко из расчета 100 г на 1 т готовой продукции, при этом содержание йода в получаемых дрожжах составляет 2,0-9,0 мг на 1 кг массы товарных дрожжей влажностью не более 75%, что составляет 0,0008-0,0036 мас. % к сухому веществу дрожжевой биомассы. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что предварительное обогащение дрожжевых клеток осуществляют йодистым калием и йодатом калия одновременно в соотношении 5: 1 в присутствии источника Н⁺. 4. Дрожжи хлебопекарные, отличающиеся тем, что получены по п. 1 и содержат йод в виде равномерно распределенных в массе товарного продукта предварительно обогащенных йодом отдельных дрожжевых клеток. 5. Дрожжи по п. 4, отличающиеся тем, что содержат йод в количестве 2,0-9,0 мг на 1 кг массы товарных дрожжей влажностью не более 75%, что составляет 0,0008-0,0036 мас. % к сухому веществу дрожжевой биомассы.