СПОСОБ РЕАКТИВАЦИИ АКТИВНЫХ СУХИХ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 2011 года по МПК C12N1/16 C12N9/00 C12G1/02 C12R1/865 

Изобретение относится к получению реактивированных дрожжей из сухого препарата активных сухих дрожжей (АСД), пригодных для сбраживания виноградного или плодово-ягодного сока.

Альтернативой жидкой разводке чистой культуры дрожжей (ЧКД) являются препараты активных сухих дрожжей (АСД). По сравнению с жидкой дрожжевой разводкой применение АСД значительно снижает стоимость приготовления разводки в больших количествах, дает более глубокое выбраживание сахаров и повышает качество виноматериалов. Использование активных сухих дрожжей позволяет отказаться от трудоемкого и долговременного процесса приготовления активной разводки ЧКД.

Внесение сухих дрожжей непосредственно в сусло зачастую приводит к гибели значительного количества клеток (до 30% и выше). Это обусловлено несоблюдением температурного режима (внесение в холодное сусло может резко затормозить восстановление функциональной активности дрожжей), наличием в сусле веществ, в значительной степени ингибирующих дрожжевые клетки на этапе их регидратации, наличием дикой микрофлоры в хорошем физиологическом состоянии.

В связи с этим рационально предварительно восстанавливать сухие дрожжи из обезвоженного состояния (регидратация) в оптимальных условиях, а затем и функциональную активность всех органелл и ферментных систем клетки (реактивация).

Все известные методы реактивации сводятся к внесению препаратов АСД в реактивационную среду, содержащую кроме сусла воду, компоненты дополнительного питания, витамины, факторы роста, и экспонированию в течение некоторого времени при повышенной температуре до 45°C. Среди недостатков известных методов реактивации следует отметить разбавление конечного продукта - вина - водой, высокую стоимость компонентов дополнительного питания, в ряде случаев негативное влияние повышенной температуры на физиологическое состояние дрожжей.

Известен метод (Мартыненко Н.Н. Активные сухие винные дрожжи. Промышленное производство и практическое применение//Виноделие и виноградарство. - 2004 г. - №2, с.20-22), предусматривающий разведение необходимого количества активных сухих винных дрожжей в 10-кратном количестве смеси виноградного сусла с водой (1:1), нагретой до 30-35°C. После выдержки в течение 20-30 мин (за это время полностью заканчивается процесс регидратации - его продолжительность составляет 5-10 мин, и восстанавливается первоначальный вид клеточных структур) полученную суспензию дрожжей переводят в приготовленное сусло или бродильную смесь. Недостатком этого способа является недостаточно полное восстановление физиологических функций дрожжевых клеток.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ реактивации сухих дрожжей, предусматривающий внесение препарата активных сухих дрожжей в количестве 0,1 г/дм³ в смесь вина и воды в соотношении 1:1, добавление сахара из расчета 1 кг на 10 л вина, реактивацию при 18-20°C в течение 16-20 ч (Саришвили H.Г., Рейтблат Б.Б., Кардаш Н.К., Федосцева Н.В. Сухие дрожжи в технологии игристых вин // Виноделие и виноградарство - 2002. - №1. - С.20-22).

Недостатками этого способа являются значительное разбавление сусла водой, попадание значительного количества внесенного сахара в сусло, так как он не весь расходуется дрожжами, внесение малого количества дрожжей в реактивационную среду, длительность экспонирования. Внесение в сбраживаемое сусло воды и сахара недопустимо, так как ведет к фальсификации продукта.

Задачей изобретения является разработка способа с необходимым и достаточным числом технологических операций для получения реактивированных дрожжей в хорошем физиологическом состояний из препарата активных сухих дрожжей, способных активно сбраживать виноградное или плодово-ягодное сусло.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение реактивированных дрожжей в хорошем физиологическом состоянии, проявляющемся в высокой интенсивности выделения углекислого газа и наличии большого количества почкующихся клеток дрожжей, способных активно сбраживать сусло, с минимальными затратами материальных средств, времени и труда.

Технический результат достигается за счет того, что осуществляется внесение препарата АСД в воду в соотношении 1:10, экспонирование в течение 4-6 ч при температуре 23-27°C с последующим расслоением суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаление надосадочной жидкости.

Во избежание разбавления сусла водой в ходе введения реактивированных дрожжей в сусло, которое необходимо подвергнуть сбраживанию, необходимо перед внесением дрожжей дать им отстояться с целью дальнейшего удаления верхней части надосадочной жидкости, содержащей минимальное количество дрожжей.

Регидратация в воде, а не в сусле или в смеси, содержащей питательные вещества, более эффективна, так как при этом наблюдается максимальная разность концентраций растворенных веществ внутри дрожжевой клетки и в окружающей среде, что способствует более быстрому и легкому проникновению молекул воды внутрь дрожжевой клетки. Быстрая регидратация положительно сказывается на процессе реактивации клеток.

Несмотря на то что в литературных источниках рекомендуется проводить реактивацию при температуре 30-40°C, согласно полученным экспериментальным данным наиболее оптимальной температурой обработки из диапазона 20-35°C является 25°C. Это свидетельствует о необходимости индивидуального подхода к реактивации каждой расы дрожжей.

Была проведена серия испытаний с варьированием следующих факторов:

- гидромодуль от 1:1 до 1:20;

- состав реактивационной среды: дистиллированная вода, водопроводная вода, виноградное сусло из белых сортов винограда, виноградное сусло из красных сортов винограда, бродящее в течение 1 сут виноградное сусло из белых сортов винограда;

- продолжительность экспонирования от 30 мин до 10 ч;

- температура экспонирования от 18 до 40°C.

Наилучшее физиологическое состояние отмечено у дрожжей, реактивированных по схемам, предусматривающим:

- гидромодуль 1:10;

- состав реактивационной среды: водопроводная вода;

- продолжительность экспонирования 5 ч;

- температура экспонирования 25°C.

Данные параметры обеспечивают практически полный распад гранул АСД с образованием большого количества разрозненных дрожжевых клеток, количество мертвых и не набухших клеток не превышает 5-10%.

После реактивации сухих дрожжей путем разведения препарата АСД с водой в соотношении 1:10, экспонирования в воде в течение 5 ч при температуре 25°C, расслоения полученной суспензии седиментационным способом на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаления надосадочной жидкости проводили брожение при 20°C на белом виноградном сусле в течение 4-х суток. Параллельно проводилось брожение с использованием реактивированных АСД по способу прототипа и брожение контрольного образца, в котором АСД не подвергались предварительной реактивации. В сусло вводились дрожжи в количестве 2 млн клеток на 1 мл сусла. Динамика выделения углекислого газа, образующегося в ходе брожения, представлена в таблице 1.

Таблица 1 Схема реактивации Количество выделившегося CO₂ 1 г дрожжей за сутки, мг 1 сут 2 сут 3 сут 4 сут предложенным способом 980 1747 2597 3047 по способу прототипа 950 1630 2248 2890 контроль (без предварительной реактивации) 705 1026 1489 2003

Как показали испытания, реактивация активных сухих дрожжей в выбранных режимах способствует более полному восстановлению физиологических функций клетками дрожжей.

Совокупность приведенных операций обеспечивает наиболее эффективную реактивацию препаратов активных сухих дрожжей.

Заявляемый способ поясняется примерами конкретного выполнения.

Пример 1. В качестве дрожжей выбрана раса ИОС Гармония.

Вносят препарат АСД в воду в соотношений 1:10, экспонируют в течение 5 ч при температуре 25°C, производят расслоение суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаляют надосадочную жидкость, полученные реактивированные дрожжи вводят в сусло для брожения.

Пример 2. В качестве дрожжей выбрана раса ИОС Гармония.

Вносят препарат АСД в воду в соотношении 1:10, экспонируют в течение 5 ч при температуре 23°C, производят расслоение суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаляют надосадочную жидкость, полученные реактивированные дрожжи вводят в сусло для брожения.

Пример 3. В качестве дрожжей выбрана раса ИОС Гармония.

Вносят препарат АСД в воду в соотношении 1:10, экспонируют в течение 5 ч при температуре 27°C, производят расслоение суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаляют надосадочную жидкость, полученные реактивированные дрожжи вводят в сусло для брожения.

Микробиологические и биохимические показатели реактивированных дрожжей на четвертые сутки брожения по предлагаемому способу и по способу прототипа представлены в таблице. Все данные получены в ходе исследований, проводимых на кафедре биохимии и технической микробиологии КубГТУ.

Физиологическое состояние дрожжевых клеток оценивали по количеству выделившегося углекислого газа и по количеству почкующихся клеток (таблица 2).

Количество дрожжевых клеток определяли прямым подсчетом в камере Горяева.

Количество выделившегося углекислого газа определяли объемным методом (по реакции с Ba(OH)₂).

Таблица 2 Реактивированные дрожжи Количество выделившегося CO₂ 1 г дрожжей за 4 суток, мг Общее количество дрожжевых клеток, млн/мл Количество почкующихся клеток, % По способу прототипа 2890 98 60 Заявленным способом Пример 1 3047 130 78 Пример 2 3006 127 75 Пример 3 3089 134 78

Предложенный способ позволяет получить целевой продукт без использования узкоспециализированного оборудования и с минимальными затратами материальных средств.

Изобретение относится к области биотехнологии. Способ предусматривает внесение препарата активных сухих дрожжей Saccharomyces cerevisiae в воду в соотношении 1:10. Затем смесь экспонируют в течение 4-6 ч при температуре 23-27°С. Полученную суспензию расслаивают на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость. Удаляют надосадочную жидкость. Способ позволяет получать реактивированные дрожжи с более полным восстановлением их физиологических функций при количестве мертвых и ненабухших клеток дрожжей менее 5-10%. 2 табл.

Способ реактивации активных сухих дрожжей Saccharomyces cerevisiae - раса ОИЦ Гармония, предусматривающий внесение препарата активных сухих дрожжей в воду в соотношении 1:10, экспонирование в течение 4-6 ч при температуре 23-27°С с последующим расслоением суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаление надосадочной жидкости.