СПОСОБ АКТИВАЦИИ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 2013 года по МПК C12N1/18 C12N1/38 B82B1/00 

Область техники

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам активации дрожжей.

Уровень техники

Известен способ активации дрожжей микроволнами, в котором интенсификация процесса брожения и достижение эффекта активации используется через использование дрожжевой культуры с ее облучением ультравысокочастотным электромагнитным полем на волне 18 см с частотой 1667 МГц, [патент РФ №2200194].

Также известен способ активации дрожжей лазерным излучением с длиной волны от 9 мкм до 11 мкм и плотностью мощности от 0,1 квт/см² до 1,0 квт/см². [патент №2272420, с 2].

Известна интенсификация размножения дрожжей с помощью воздействия акустического поля, а также ультрафиолетовым лучом [патент RU №22 88262 с 1].

Однако для осуществления этих способов в промышленных масштабах требуются сложные в изготовлении и эксплуатации СВЧ-генераторы, лазерные или акустические установки.

Задачей изобретения является создание принципиально нового способа активации дрожжей, основанного не на физических методах интенсификации размножения дрожжей (электромагнитное СВЧ излучение, ультразвуковое воздействие, ультрафиолетовые лучи, лазерное излучение), а на интенсификации процесса внутриклеточного биохимического окисления углеводов в клетках дрожжей, т.е. интенсификации основного процесса в их метаболизме.

Техническим результатом является создание высокоэффективного, простого и пригодного для использования в промышленных масштабах способа активации дрожжей. Раскрытие изобретения

Сущность изобретения заключается в способе активации дрожжей путем введения в дрожжевую суспензию, раствора наночастиц аморфного кремнезема с размером наночастиц 6-7 нм нанозоль частиц аморфного кремнезема с размером частиц 6-7 нм, который получают путем гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) Si[OC₂H₅]₄ в водно-этаноловом растворе при соотношении компонентов: ТЭОС:этанол: вода, подкисленная HCl до pH 2,5-3, как 1:5:6 соответственно с последующей выдержкой для созревания нанозоля при температуре 40-50 град С в течение 2 часов и весовой концентрацией SiO₂ 1-1,5%, с pH раствора 5,5-6.

Данная концентрация определяется технологией получения нанозоля (увеличение концентрации частиц способствует их слипанию) и является оптимальной, поскольку размер наночастиц 6-7 нм обеспечивает большую суммарную поверхность и в итоге высокую активность.

Приведенные соотношения установлены экспериментально, при отклонении от указанных соотношений происходит коагуляция наночастиц

Согласно заявленному изобретению для активации используют суспензию хлебопекарных дрожжей, полученную внесением раствора дрожжей (25 г. на 150 мл воды) (соотношение дрожжи:вода как 1:6) в водный сахарный раствор с концентрацией сахара 15%. Растворы дрожжей и сахара берут в соотношении 2:1.

Согласно заявляемому изобретению в полученную суспензию (225 мл) вносят раствор наночастиц кремнезема в объемном отношении суспензия: раствор наночастиц как (30-35):1 и перемешивают (основная суспензия).

Одновременно готовят контрольную суспензию, в которую вместо раствора наночастиц вносят дистиллированную воду в том же соотношении суспензия: вода как (30-35):1 и также перемешивают.

Согласно заявляемому изобретению емкости с суспензиями (основной и контрольной) нагревают до температуры 40-45°C.

Внешне процесс окисления после достижения нагрева в 40-45°C выглядит аналогично кипению воды с бурным выделением углекислоты и этанола и заканчивается через 7-8 минут. В контрольной суспензии процесс окисления продолжается при той же температуре в течение 2,5-3 часов.

Технический результат, который получают при осуществлении заявляемого способа, заключается в резком увеличении скорости биохимического окисления сахара в основной суспензии, содержащей наночастицы SiO₂, в сравнении с контрольной более чем в 10-15 раз.

При осуществлении процесса активации дрожжей по предлагаемому способу экспериментально не зафиксировано заметного приращения биомассы дрожжей в сравнении с их начальной массой. Это приводит к выводу о том, что активация дрожжей в данном случае подобна каталитическому воздействию наночастиц SiO₂ на биохимический процесс.

Таким образом согласно заявляемому изобретению активация дрожжей с увеличением скорости процесса биохимического окисления сахара связана (учитывая химическую нейтральность аморфных наночастиц SiO₂) с увеличением площади поверхности, на которой происходит биохимический процесс, а сами наночастицы SiO₂ по своей функции подобны рибосомам митохондрий, находящихся в их белково-ферментном матриксе.

Пример осуществления способа.

Используют нанозоль частиц аморфного кремнезема с размером частиц 6-7 нм, который получают путем гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) Si[OC₂H₅]₄ в водно-этаноловом растворе при соотношении компонентов: ТЭОС:этанол: вода, подкисленная HCl до pH 2,5-3, как 1:5:6 соответственно с последующей выдержкой для созревания нанозоля при температуре 40-50°C в течение 2 часов

Перед употреблением нанозоль нейтрализуют до pH 5,5-6 и разбавляют дистиллированной водой или физиологическим раствором NaCl в воде с концентрацией NaCl 0,9%. Концентрацию SiO₂ в конечном растворе устанавливают в 1,0-1,5 вес.%.

Суспензию дрожжей хлебопекарных прессованных ГОСТ 171-81 готовят путем растворения 25 г. дрожжей в 150 мл дистиллированной воды. Раствор сахара с концентрацией 15 вес % (75 мл) добавляют к суспензии дрожжей, перемешивают и вносят в полученную смесь 7 мл нанозоля, после чего быстро нагревают полученную смесь до 40-45°C на водяной бане.

Биохимическая реакция брожения сахара, начало протекания которой можно контролировать по бурному выделению углекислоты с момента нагрева смеси до 40-45°C, заканчивается через 7-8 минут.

Параллельно в тех же пропорциях исходных компонентов готовят для сравнения контрольную смесь, но без добавления в нее нанозоля, вместо которого для сохранения равенства объемов жидкой фазы с основным опытом добавляют 7 мл дистиллированной воды.

Протекание реакции брожения в контрольной смеси без добавки нанозоля визуально никак не проявляется и протекает в течение 2,5-3 часа.

Способ активации дрожжей предусматривает введение в суспензию хлебопекарных дрожжей раствора нанозоля частиц аморфного кремнезема с размером частиц 6-7 нм, который перед использованием разбавляют дистиллированной водой или физиологическим раствором NaCl в воде с концентрацией NaCl 0,9% до конечной весовой концентрации SiO₂ 1-1,5%, с рН раствора 5,5-6. Для активации используют суспензию хлебопекарных дрожжей, полученную внесением раствора дрожжей при соотношении дрожжи: вода как 1:6 в водный сахарный раствор с концентрацией сахара 15%. Растворы дрожжей и сахара берут в соотношении 2:1, затем в суспензию дрожжей и сахара вносят раствор наночастиц кремнезема в объемном соотношении суспензия: раствор наночастиц как (30-35):1 и перемешивают. Полученную суспензию нагревают и выдерживают при температуре 40-45°С. Изобретение обеспечивает увеличение скорости биохимического окисления сахара в суспензии хлебопекарных дрожжей, содержащей наночастицы SiO₂, более чем в 10-15 раз. 1 пр.

Способ активации дрожжей путем введения в суспензию хлебопекарных дрожжей раствора нанозоля частиц аморфного кремнезема с размером частиц 6-7 нм, который перед использованием разбавляют дистиллированной водой или физиологическим раствором NaCl в воде с концентрацией NaCl 0,9% до конечной весовой концентрации SiO₂ 1-1,5%, с pH раствора 5,5-6, причем для активации используют суспензию хлебопекарных дрожжей, полученную внесением раствора дрожжей при соотношении дрожжи: вода как 1:6 в водный сахарный раствор с концентрацией сахара 15%, при этом растворы дрожжей и сахара берут в соотношении 2:1, затем в суспензию дрожжей и сахара вносят раствор наночастиц кремнезема в объемном соотношении суспензия: раствор наночастиц как (30-35):1 и перемешивают, затем суспензию нагревают и выдерживают при температуре 40-45°C.