Минимальная Температура Брожения Спиртовых Дрожжей

В эпоху промышленного прогресса спирт широко применяют как растворитель и химическое сырье для производства синтети­ческого каучука. В настоящее время в нашей стране большая часть этилового спирта используется на технические нужды, остальная — в медицине и для других целей.

Истощение запасов нефти и газа поставило перед наукой важнейшую задачу — разработать способы получения новых ви­дов топлива, в первую очередь восполнить нехватку бензина. Недостаток в нем особенно остро ощущается в странах Америки и Западной Европы. Изыскание новых энергетических ресур­сов — одна из наиболее актуальных проблем современности. Этиловый спирт — горючее, которым частично можно заменить бензин, его можно добавлять к бензину (10 % и больше). Смесь спирта и бензина (газоголь) используется как топливо для авто­мобильного транспорта. Полагают, что при этом уменьшается загрязнение окружающей среды выхлопными газами, происходя­щее при неполном сгорании бензина, так как спирт полностью окисляется до С0₂ и Н₂0. По-видимому, производство моторного этанола путем брожения займет значительное место в странах, имеющих предпосылки для получения дешевого растительного сырья: почвенно-климатические условия, благоприятные для высо­ких урожаев сельскохозяйственных культур, а также быстрорас­тущих древесных пород. Имеется, кроме того, и значительное количество площадей для их выращивания.

В процессе спиртового брожения, как отмечалось выше, наря­ду с основным продуктом брожения — этанолом образуются побочные продукты; глицерин, высшие спирты, сивушные масла альдегиды, органические кислоты, эфиры, углекислый газ. Большинство из них находит практическое использование. Сивушное масло и эфироальдегидную фракцию выделяют при ректификации этилового спирта и выпускают в виде технических продуктов Углекислый газ улавливают, ()чищают от сопутствующих примесей и превращают в жидкую углекислоту. Ее используют разных целях, в том числе для газирования воды, пива и безалкогольных напитков; применяют при сварочных работах как защитный агент против окисления швов, а также в литеином и других производствах. Сухой лед , получаемый из сжиженного углекислого газа, применяют в качестве хладоагента в пищевой промышленности, медицине, машиностроении и энергетике. Выделенная после брожения биомасса дрожжей утилизируется в хлебопечении, а на барде после отгонки спирта выращивают кормовые дрожжи.

Сырьем для производства спирта служат разнообразные растительные материалы, содержащие в достаточном количеств сбраживаемые сахара или другие углеводы, которые можноосахарить. Наиболее широко используются крахмалосодержа-щие материалы — зерно (рожь, пшеница, кукуруза, ячмень, овес, просо) и картофель, сахаросодержащие материалы — меласса (отход сахарного и крахмалопаточного производства), дефектная сахарная свекла, а также древесина и отходы сельскохозяйственных растений. Дальнейшее увеличение производства спирта будет идти в основном по пути увеличения мощностей предприятий, использующих непищевое сырье.

Вначале сырье измельчают и разваривают с целью извлечения и растворения крахмала. Поскольку крахмал не подвержен действию ферментов дрожжей, способных сбраживать только дисахариды и моносахариды, охлажденную разваренную массу обрабатывают амилолитическими ферментами солода (пророщенного зерна) или грибов(Aspergillusoryzaе, A, niger и др.). Осахаренная масса (затор) содержит смесь углеводов, состоящую из мальтозы, глюкозы и декстринов. Кроме того, в нем имеются пептиды, аминокислоты, фосфорорганические соединения, минеральные соли и микроэлементы.

Следующая стадия — сбраживание осахаренной массы. На спиртовых заводах применяют периодический и непрерывно-поточный способы брожения. Для этого используют естествен­но-чистые культуры дрожжей; последние систематически ведут на производственных заторах в специальном дрожжевом отделе­нии. Для подавления в них размножения бактерий пастеризован­ный и охлажденный до 30 °С затор подкисляют серной кислотой до рН 3,8—4,0. Такие значения рН менее благоприятны для раз­вития дрожжей, чем рН 4,5—5,0, но медленное размножение дрожжей компенсируется возможностью получения практически чистой культуры в нестерильных условиях.

Спиртовые дрожжи, применяемые при переработке крахмалис­того сырья, должны обладать высокой бродильной активностью; быстро и полностью сбраживать сахара, а также использовать другие компоненты питательной среды в анаэробных условиях, быть устойчивыми к продуктам своего обмена (особенно к спир­ту), хорошо противостоять развитию инфекции. Уже около 70 лет применяютS. cerevisiae, раса XII. Эти дрожжи хорошо сбра­живают глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, на ! /з раффино­зу, несколько слабее галактозу. В среде накапливают до 10— 11 об. % спирта. Раса XII — верховые, хорошо распреде­ляющиеся во всем объеме затора, пылевидные, не образуют хлопьев. Оптимальная температура их развития от 30 до 38° С, максимальная 38 °С, минимальная температура 5 °С. Значение рН во время брожения поддерживают в пределах 3,8—4,0. Используют также другие расы дрожжей, но не так широко. Пос­ле сбраживания заторов остаются неиспользованными около 0,1 % галактозы, 0,4% декстринов и 0,5% пентоз.

Проводится селекционная работа по получению рас дрожжей с более высокими производственно ценными свойствами, в част­ности, способных интенсивно использовать галактозу и декстри­ны. В последние годы большое внимание уделяется селекции термотолерантных рас, дающих в промышленном производстве ряд преимуществ (ускорение микробиологических процессов, уменьшение расхода хладоагента и др.).

Разрабатываются методы получения этанола на различных субстратах с использованием иммобилизованных клеток микро­организмов.
Меласса — побочный продукт сахарного производства (со­держит около 80 % сухих веществ и 20 % воды). Сухие вещества представлены сахарами, безазотистыми органическими, азотсо­держащими и минеральными веществами. Основной сахар мелас­сы— сахароза. В сухих веществах ее 45…50 %; Содержится также 0,1—0,5 % инвертного сахара (смесь глюкозы и фруктозы) и 0,5—2 % раффинозы. Все остальные сухие вещества мелассы объединяют общим названием несахара. Они определяют свойства мелассы как сырья для спиртового производства. Азотсодер­жащие вещества мелассы представлены в основном продуктами распада белковых веществ аминокислотами и бетаином – органическим основанием, дающим при разложении амины. Со­держит она витамины группы В и биотин, необходимые для роста дрожжей. Нормальная доброкачественная меласса имеет слабо­щелочную или нейтральную реакцию

К дрожжам, используемым для сбраживания мелассных раст­воров, предъявляются в основном те же требования, что и к ра­сам для производства спирта на крахмалистых средах. Кроме того, они должны обладать способностью переносить высокие концентрации сухих веществ, содержащихся в мелассе, и, воз­можно, более полно сбраживать рафинозу. Технологические схемы предусматривают использование выделенных после броже­ния дрожжей в качестве хлебопекарных, поэтому они должны отвечать требованиям, предъявляемым к последним.

В производстве широкое применение нашла расаS. cere­visiae Я, а при использовании дрожжей в качестве хлебопекар­ных раса В (венгерская). Дрожжи этих рас хорошо сбражи­вают сахарозу, глюкозу и фруктозу, рафинозу только на 1/3. При большом содержании раффинозы в мелассе, цедобор спирта может быть значительным.

Для селекции рас дрожжей с требуемыми свойствами был применен метод гибридизации. В результате скрещивания расы Я с дрожжами, использующимися в пивоваренном производстве и способными образовывать -галактозидазу, были получены диплоидные гибриды (67 и 73), применяемые в настоящее время на ряде заводов России. Они сбраживают раффинозу примерно на 60—70 %, тогда как дрожжи рас Я и В — только на 30 %. В последние годы для сбраживания сусла из свеклосахарной и тростниковой мелассы используют расу V-30. Она сбраживает раффинозу на 2 /з и обладает высокой генеративной способностью, а получаемые прессованные хлебопекарные дрожжи лучшего качества, чем дрожжи расы В.
Сырьем для получения технического спирта могут служить гидролизаты древесины и других растительных отходов. Древесина хвойных и лиственных пород содержит от 40 до 75 % полисахаридов. Различают легко- и трудногидролизуемые полисахариды. Легкогидролизуемые полисахариды состоят из гемицеллюлоз и пектиновых веществ. Трудногидролизуемые полисахариды содержат целлюлозу с небольшой примесью гемицеллюлоз.

Растительное сырье под давлением подвергают кислотному гидролизу. Полученный гидролизат содержит 3,2—3,5 % редуцирующих сахаров, преимущественно глюкозу, в небольших количествах галактозу и маннозу, а также пенто-

зы — ксилозу, арабинозу, рамнозу.

Для сбраживания древесных гидролизатов используют ряд расS. cerevisiae иSchizosaccharomyces. Последние более полно сбраживают галактозу, чем сахаромицеты, и поэтому дают более высокий выход спирта. Брожение проводят по непрерывно-поточному способу при высокой концентрации биомассы (17— 25 г/л).

Присутствующие в гидролизате вредные примеси играют роль антисептиков — подавляют развитие посторонних микроорганиз­мов. Поэтому на гидролизных спиртовых заводах отсутствуют установки для размножения чистых и производственных культур дрожжей, а одни и те же дрожжи используют на протяжении многих месяцев.

Зрелая бражка, полученная в результате брожения, содержит 1,0—1,5% этанола и побочные продукты брожения, несброженные сахара и другие органические вещества. При перегонке бражки и ректификации гидролизного спирта удается полностью избавиться от этих примесей; гидролизный спирт (ректификат) содержит до 0,05—0,1 % метанола и несколько большее коли­чество кислот, сложных эфиров и альдегидов, чем ректификат из пищевого сырья.

При традиционном способе получения этанола из гидролизатов древесины и отходов сельскохозяйственных растений значи­тельная часть моносахаридов, в основном ксилозы, остается неиспользованной. В последние годы выявлены дрожжиPachysolentannophilus, Candidashehatae (син.Pichiastipitis) и другие, способные сбраживать ксилозу с образованием этанола. Исполь­зование таких дрожжей может обеспечить утилизацию до 90 % сахаров, образующихся при гидролизе растительной массы. Разрабатываются промышленные методы производства этанола с применением ксилозосбраживающих дрожжей.

Сульфитные щелока являются отходами целлюлозного произ­водства. Для извлечения целлюлозы древесину обрабатывают при повышенной температуре варочным раствором, обычно пред­ставляющим смесь сернистой кислоты с водными растворами бисульфитов и моносульфитов — Ca(HSQ₃)₂, Mg(HSO₃)₂, NH₄HSO₃ и NaHSО₃. При этом целлюлоза извлекается в непов­режденном виде, а гидролизуются только гемицеллюлозы. Лиг­нин, входящий в состав древесины, образует с сернистой кислотой водорастворимые лигносульфокислоты. Суммарная концент­рация сахаров достигает 3,0—3,5%, из них 62—68% сбраживаемые, рН 1,5—1,0.

Сульфитные щелока сбраживают расамиS. cerevisiae, которые хорошо используют галактозу, обладают флокулирующими свойствами и сорбируются волокнами целлюлозы. Благодаря наличию в щелоках ряда антисептических веществ нет необходимости в процессе производства размножать дрожжи в специальных аппаратах. Отбродившие дрожжи вновь идут в производство.

Зрелая бражка содержит 0,5—1 % этилового спирта и много летучих примесей (альдегиды, эфиры, высшие спирты, метанол_у фурфурол, сернистый ангидрид, сероводород). В сульфитном спирте остается трудноотделяемые, сернистые соединения, значительное количество альдегидов и эфиров, а также 2—8 % мета­нола. Сульфитный спирт является самым дешевым. Его стоимость примерно в три раза ниже пищевого.

Производство хлебопродуктов
Производство хлеба включает сложный цикл микробиологических и биохимических процессов, происходящих в тесте с момента смешивания муки с водой и заканчивающихся выпечкой.

В состав муки, используемой для выпечки пшеничного и ржа­ного хлеба, входят компоненты, необходимые для развития мно­гих микроорганизмов. Кроме крахмала в муке содержится до —1,8 % (в пересчете на сухое вещество)_ сбраживaeмых сахаров — глюкбзы, фруктозы, мальтозы, сахарозы, раффинозы, су­щественно влияощих на первые стадии брожения теста. Обра- зующиеся при гидролизе крахмала амилолитическими фермента­ми муки углеводы (мальтоза и др.) — основные субстаты, обес­печивающие процесс брожения и хорошее газообразование при изготовлении теста. Азотсодержащие_вещества муки состоят главным образом из белков. В незначительном количестве содер­жатся и небелковые азотистые вещества — свободные аминокис­лоты и амиды. Кроме того, протеиназы муки обогащают тесто водорастворимыми азотсодержащими соединениями. В состав муки входит до 2 % минеральных веществ, в том числе микроэлементы.

Мука всегда содержит значительное количество различных микроорганизмов. Вносятся они и с добавками к тесту. Важнейшую роль в брожении теста играют дрожжи и молочнокислые бактерии, для которых в этом случае имеются все необходимые условия: влажность (40—50 %), незначительное содержание молекулярного кислорода и наличие питательны веществ. Микробиологические процессы и связанные с ними биохимические изменения в тесте определяют пористость, окраску, прочность среза и сохранение свежести хлеба, придают ему вкус и аромат.

При приготовлении теста из пшеничной муки обычно применяют хлебопекарные прессованные дрожжи. Их производят н специализированных дрожжевых заводах; в качестве питательной среды используют мелассу с добавлением необходимы питательных компонентов. Дрожжи после выращивания при аэрации отделяют от питательной среды сепарированием, промывают и прессуют. Влажность их составляет 75 %, поэтому они не могут храниться длительное время.

Для получения хлебопекарных дрожжей используют быстрорастущие расы верхового брожения. Они должны иметь крупные клетки (не менее 7,0X11,0 мкм), хорошо сбраживать сахар при высокой концентрации сухих веществ в тесте, быть солеустойчивыми и устойчивыми к вредным примесям мелассы, иметь высокую скорость генерации(= 0,2 ч -1 ), обладать высокой подъемной силой и мальтазной активностью. Подъемная сила отражает активность бродильных ферментов клетки, ее зимазного комплекса, а мальтазная активность свидетельствует о скорости сбраживания мальтозы.

В хлебопечении применяют также сухие дрожжи, которые готовят высушиванием прессованных до влажности 7—10%. В отечественной промышленности используют разные расыS. cerevisiae. На многих хлебозаводах используют смесь различных рас. На некоторых заводах нашли применение гибридные дрож­жи- В настоящее время для приготовления пшеничного и ржаного_теста широко используют закваски, состоящие из дрожжей и молочнокисдых бактерий.

Ржаное тесто часто готовят на густых заквасках, обеспечива­ющих его разрыхление и кислотонакопление. Их изготовляют с помощью чистых культур гомо- и гетероферментативных молоч­нокислых бактерий и дрожжей.

Жидкие закваски — полуфабрикат, при получении которого на осахаренных заварках или жидких водно-мучных смесях при 28—30 °С непрерывно-поточным способом одновременно размножаются мезофильные гетероферментативные молочнокислые бактерии и дрожжи, попавшие туда спонтанно (например, с мукой) или внесенные специально. При использовании жидких заквасок в тесте протекает не только спиртовое, но и активное молочно­кислое брожение, при этом рН теста снижается до 4,7—4,8.

Жидкие дрожжи — полуфабрикат, в котором (в отличие от жидкой закваски) основным компонентом, ведущим брожение в тесте, являются микроорганизмы. Для достижения этого осахаренная и охлажденная до 50 °С мучная заварка заквашивается бактериямиL. delbrueckii (рН 3,7—3,9). На закисшем заторе при 28 °С в другой емкости культивируют дрожжи, используемые для разрыхления теста. В настоящее время более половины пшеничного хлеба (особенно из муки второго сорта) изготавливается на жидких дрожжах, масштабы применения которых возрастают.

Порчу хлебопекарных изделий могут вызывать неосмофильные и осмофильные виды дрожжей. Неосмофильные дрожжи обусловливают три вида порчи. Аспорогенные дрожжи при попадании в тесто могут понизить качество хлеба и придать ему нежелательный запах.S. cerevisiae и другие бродящие дрожжи, заражая хлеб после выпечки, вызывают появление сильною запаха («фруктового», «ацетонового» и др.). Виды дрожжей, образующие гифы, могут давать на поверхности хлеба хорошо видимый рост. На темных сортах хлеба возможно появление белого налета «меловой плесени», порчу чаще всего вызывают Hyphopichiaburtonii.

Осмофильные дрожжи (Zygosacch. rouhii, Zygosacch. bisporus) опасны для кондитерских хлебопекарных изделий, при изготовле­нии которых компоненты с высоким содержанием сахара (джемы, мармелад, фруктовые, наливки и др.) могут портиться (забраживать).
Производство пива
Пиво — слабоалкогольный напиток — получают путем сбраживания охмеленного сусла специальными расами дрожжей Вкус и аромат его создают экстрактивные вещества, извлечен-ные из солода, горькие и ароматические вещества хмеля, а также этиловый спирт, углекислый газ и другие продукты брожения Сортовые различия пива определяются типом используемого со лода, количеством и видом добавляемых несоложенных продуктов. Процесс производства пива включает ряд стадий: изготовление солода из ячменя, получение охмеленного сусла, сбраживание сусла, дображивание и созревание молодого пива, фильтрацию и розлив.

Пивные дрожжи, используемые в пивоваренной промышленности, обладают высокой флокуляционной способностью, медленно и полно оседают при осветлении молодого пива в конце глав­ного брожения и готового — в конце дображивания. Они активно сбраживают глюкозу и фруктозу, медленнее — мальтозу и еще медленнее — трисахарид мальтотриозу. Декстрины не сбражи­ваются и играют важную роль в создании полноты и вкуса пива. Пивные дрожжи в незначительном количестве накапливают выс­шие спирты, диацетил и сернистые соединения, а также обеспе­чивают насыщенность пива углекислотой. В настоящее время в пивоваренной промышленности применяют главным образом дрожжиS. cerevisiae низового брожения (наиболее широко используют расы 776, 41, 44, S-Львовская, И, 8а(М), а также расы Р и F, 34/70).

При производстве пива могут развиваться посторонние виды дрожжей. Они ухудшают процесс брожения и осветления пива, вызывают его помутнение, придают посторонний вкус и запах. Описано около 30 видов «диких дрожжей», контамирующих пиво. Однако детальное изучение свойств многих из них показало, что многочисленные «виды» в большинстве случаев являются мутантами культурных дрожжей. В настоящее время предложено рассматривать такие «виды» как синонимыS. cerevisiae.

Производство вин
Виноградное вино — напиток, получаемый в результате спир­товою брожения сока винограда (с мезгой или без нее). Ассор­тимент вин, выпускаемых промышленностью, очень богат. Вино­градные вина разделяют на сортовые, вырабатываемые из одного сорта винограда, и купажные, приготовляемые из смеси сортов. Тихие вина, выпускаемые без выдержки на первом году, назы­ваются ординарными, выдержанные не менее 1,5 лет и сохраняю­щие из года в год свои качества — марочными. Высококачест­венные вина получают в отдельных винодельческих районах по специальной технологии. Технология приготовления вин различ­на. При производстве тихих (сухих) вин виноград, достигший полной зрелости, дробят, настаивают на мезге, прессуют, отделяют и отстаивают сусло. Полученное сусло подвергают сбраживанию. Ранее его сбраживали спонтанно на «диких дрожжах», попадающих пре­имущественно с ягодами. Это не всегда гарантировало высокие показания брожения. В настоящее время процесс брожения проводят на чистых культурахS. cerevisiae. Раньше эти расы дрожжей называлиS. vini.

Винодельческая промышленность располагает большим коли­чеством высококачественных рас дрожжей, позволяющих быст­рее и полнее сбраживать и лучше осветлять сусло, улучшать вкус и аромат вина.

Посторонние виды дрожжей, развиваясь в вине, могут выз­вать его болезни (помутнение, образование пленки, порчу вкуса).
Шампанское — продукт вторичного брожения вина в гермети­чески закрытых сосудах, при котором происходит насыщение его углекислотой, формирование своеобразного гармоничного вкуса и тонкого букета, игристых и пенистых свойств. Для приготовле­ния шампанского используют сухие высококачественные, преиму­щественно белые вина, в которые добавляют ликер (обычно из расчета содержания 2,2% сахара).

При классическом французском способе вино с добавлением ликера сбраживают в толстостенных бутылях. В нашей стране разработана новая технология приготовления шампанского по непрерывному способу. Она запатентована и используется в ряде зарубежных стран. Шампанизацию при этом проводят в батарее больших герметизированных резервуаров при 10—15°С и давле­нии до 0,5 МПа. Шампанское охлаждают до —5°С, при необхо­димости добавляют ликер и разливают под давлением в бутыли. Процесс изготовления шампанского в бутылях продолжается три года, а по новой технологии — около трех недель.

В условиях шампанского производства жизнедеятельность дрожжей проходит «на пределе их физиологических возможнос­тей». Шампанские расыS. cerevisiae должны быть активны в жестких условиях производства и образовывать ценные про­дукты метаболизма, обусловливающие высокое качество напитка. Расы, используемые в бутылочной шампанизации, должны обра­зовывать зернистый или уплотняющийся комками, легко спуска­ющийся на пробку и не прилипающий к стеклу осадок; для шам­панизации в непрерывном потоке применяют дрожжи с пылевид­ной структурой осадка.

Производство хлебного кваса
Хлебный квас — национальный русский напиток — продукт незаконченного спиртового и молочнокислого брожения. Квас изготавливали на Руси с древних времен. Существует много народных способов его приготовления. В настоящее время квас го­товят в промышленных условиях.
В настоящее время квасное сусло готовят в основном из концентрата квасного сусла (ККС), концентратов квасов, концентрата обогащенного квасного сусла, экстракта окрошечного кваса, которые получают на специализированных заводах с добавлением ржаной, кукурузной, ячменной муки. Брожение проводят в герметически закрытых аппаратах, куда поступают сусло, сахарный сироп и комбинированная закваска дрожжей и молочнокислых бактерий. Процесс длится в течение 14 ч. После охлаждения квас снимают с осадка, купажируют сахарным сиропом и подают на розлив.
Для сбражи­вания квасного сусла применяют смешанные культуры дрож­жейS. cerevisiaeи молочнокислых бактерий.

В процессе спиртового брожения, вызываемого квасными дрожжами, происходит выделение СО₂, а также накопление спирта (до 0,05 % об.) и значительного количества витаминов (В₁, В, РР, А и D).

При сбраживании сахаров квасного сусла молочнокислыми бактериями в качестве продуктов гетероферментативного молочнокислого брожения образуются молочная кислота, этиловый спирт, СО₂, уксусная кислота, летучие ароматические вещества и пр.

В результате совместного развития в квасном сусле дрожжей и молочнокислых бактерий в квасе накапливается до 0,04 % уксусно-этилового эфира и диацетила, которые во многом обуславливают специфический вкус и аромат кваса и повышают его стойкость при хранении.
В процессе производства квасов брожения используют сухие технически чистые или чистые культуры квасных (расы М, 131-К, С-2), винных (Штейнберг 6, Днепропетровская 6, «Киевские» низового брожения), спиртовых (К-69) и хлебопекарных дрожжей, а также пивные дрожжи рас 776, 44, 11, Р и др. Применение чистых культур дрожжей способствует получению высококачественного кваса, обладающего характерным вкусом и ароматом. Такой квас лучше осветляется и имеет повышенную стойкость.

Дрожжи, предназначенные для сбраживания квасного сусла, должны быть биологически чистыми, в них не должны обнаруживаться дикие дрожжи и посторонние бактерии, в частности слизеобразующие (лейконосток), педиококки, уксуснокислые бактерии. Эти дрожжи должны обладать высокой бродильной энергией, устойчивостью к автолизу при температурах брожения кваса, хорошо осаждаться при понижении температуры продукта и обеспечивать получение кваса с мягким и приятным вкусом.
В производстве кваса также используют сушеные технически чистые и чистые культуры молочнокислых бактерий, представляющие собой смесь рас 11 и 13 на сухой пивной дробины влажностью 7 – 10 %. В них должны отсутствовать посторонние бактерии, а при засеве на квасное сусло в течение суток при температуре 26 о С должна накапливаться молочная кислота. Физико-химические и органолептические показатели сушеных технически-чистых и чистых культур молочнокислых бактерий должны соответствовать требованиями действующей нормативно-технической документации.
Закваску из дрожжей и молочнокислых бактерий предвари­тельно размножают раздельно на стерильном квасном сусле и затем переводят в чан, заполненный пастеризованным суслом с сахарным сиропом. Вначале в чан задают только разводку молочнокислых бактерий, а позже разводку дрожжей. В готовом квасе при хранении количество спирта не должно превышать

Кроме обычно приготовленных заквасок при производстве хлебного кваса используют сушеные квасные дрожжи и молочнокислые бактерии, а также прессованные дрожжи.

Помутнение и прокисание кваса могут вызвать различные виды микроорганизмов. ДрожжиCandidakrusei и С. guillermon— dii окисляют спирт, способствуют накапливанию органических кислот, образуют неприятный привкус. В порче кваса могут при­нимать участие также уксуснокислые бактерии.

Использование дрожжей в молочной промышленности
Дрожжи — неизменные обитатели молока и молочных про­дуктов. Свежевыдоенное молоко не содержит дрожжей, но они появляются уже через несколько часов (до 13% и более от об­щего числа микроорганизмов). Дрожжи в молоке представлены видами Cand > Pichia , Rhodotorula, в не­большом количестве сахаромицетами.

Мы остановимся только на описании основных видов дрожжей, играющих положительную роль в приготовлении молочных про­дуктов, а также вызывающих снижение их качества и порчу.

Дрожжи — необходимые компоненты заквасок, используемых для получения кефира, кумыса, курунги и других национальных напитков. Особенно важны дрожжи, сбраживающие лактозу с образованием спирта,— Kluyveromyces lactis , К, fragilis и Cand > pseudotropicalis (несовершенная форма K . fragilis ).

Спиртовое брожение лежит в основе получения ацидофильно- дрожжевого молока и различных напитков из сыворотки. С этой

целью используют как лактозосбраживающие виды дрожжей, так и виды, не способные использовать этот сахар, например S . cerevisiae . При этом образование спирта происходит за счет незначительного количества глюкозы, содержащейся в сыво­ротке.

При созревании сыров роль дрожжей неоднозначна. Одни виды стимулируют молочное брожение, способствуют усилению протеолиза белков и увеличению содержания карбонильных сое­динений, влияющих на вкусовые качества сыра. Другие виды вызывают вспучивание сыров, появление вкусовых дефектов и цветных пятен.

Дрожжи могут вызывать ухудшение качества и порчу различ­ных кисломолочных продуктов, сгущенного молока, маргарина, майонеза. Характер порчи определяется особенностями метабо­лизма дрожжей и составом продукта.
ДРОЖЖИ — ВРЕДИТЕЛИ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Дрожжи могут наносить значительный урон ряду отраслей пищевой промышленности.

При производстве сахара дрожжи вызывают разложение са­харозы, ослизнение соков и сиропов, образуют органические кислоты, ухудшают процесс фильтрации, снижают качество полу­продуктов и готовой продукции. При производстве сахара из свеклы дрожжи попадают на сахарный завод с поврежденными корнеплодами и остающейся на них почвой. Увеличение количе­ства микроорганизмов происходит при хранении больной сахар­ной свеклы. На пораженной свекле количество дрожжей может достигать нескольких тысяч клеток в одном грамме.

В диффузионном соке под воздействием высокой температуры (70—75 °С) количество дрожжей резко снижается до единиц кле­ток в 1 г. Из субстратов сахарного производства были выделены дрожжи, обладающие высокой термоустойчивостью. Так, Kluyveromyces marxianus, энергично сбраживающие и ассимилирую­щие сахарозу, способны расти при температуре до 50 °С и кон­центрации сахарозы до 75%. При оптимальной температу­ре некоторые штаммы могут развиваться даже при 80 % са­хара.

В сахаре-сырце сахароза находится в виде кристаллов, окру­женных тонкой пленкой мелассы, в которой растворены или сус­пендированы остаточная сахароза и другие вещества. В пленке могут обитать осмофильные дрожжи (Zygosacch . bisporus , Zygo ­ sacch . rouxii , Zygosacch . bailii , Torulaspora delbrueckii ) . Коли­чество клеток дрожжей в 10 г свекловичного сахара может варьировать от 1 до 20.

Порчу растительных пищевых продуктов могут вызывать раз­ные микроорганизмы, в том числе дрожжи. Последние, как прави­ло, обсеменяют свежие продукты в незначительном количестве. При нейтральной или слабокислой реакции среды на них вначале развиваются бактерии, дрожжи — позже. Преимущества для своего развития дрожжи получают при рН ниже 5,5; некоторые виды способны расти даже при рН 1,5—2,0.

В порче продуктов животного происхождения — мяса, птицы, рыбы — роль дрожжей незначительна. Вредны в этих случаях виды дрожжей, обладающие протеолитической и липолитической способностью, особенно устойчивые к высокой концентрации NaCL.

Дрожжи, развивающиеся в рассолах при квашении различ­ных овощей и фруктов, образуют при доступе воздуха пленку на поверхности или размножаются в глубинных слоях.

Наиболее постоянные компоненты пленок различных рассо­лов — представители рода Debaryomyces — характеризуются вы­сокой солетолерантностью, кислотоустойчивостью и способностью ассимилировать большой набор источников углерода. Дрожжи размножающиеся в глубинных слоях (виды Saccharomyces , Нап senula , Brettanomyces , Candida), обладают значительной бро­дильной активностью и сбраживают сахара, выделяющиеся с клеточным соком.

Их представители вызывают вздутие и образо­вание полостей в плодах.

Дрожжи — основные возбудители порчи плодово-ягодных со­ков и безалкогольных напитков. Развитию дрожжей в них бла­гоприятствует ряд факторов: наличие хорошо сбраживаемых сахаров (фруктоза, глюкоза, сахароза), азотсодержащих и дру­гих необходимых соединений, а также низкое рН среды и относительно анаэробные условия, содействующие подавлению кон­курентных видов бактерий. Характерные особенности отдельных видов дрожжей, портящих соки и напитки, — приспособленность их к развитию при низких температурах (при 0°С), осмофильность и способность адаптироваться к консервирующим вещест­вам, применяемым в промышленности.

Контаминацию недостаточно пастеризованного виноградного

сока при хранении вызывают чаще всего представители родов Saccharomyces , Hanseniaspora , Cand >. На ранних стадиях хра­нения сока преобладают виды, образующие спирт при сбражи­вании сахаров, на более поздних — главным образом Cand >, вызывающие изменение его вкуса. В основном те же дрожжи выявляются в яблочном, апельсиновом, земляничном, черничном, вишневом и других соках.

Некоторые дрожжи ( S . cerevisiae , Torulaspora delbrueckii ) при длительном хранении соков способны накапливать до 6,0—7,0 об. % спирта, а также летучие и нелетучие кислоты.

Условия производства безалкогольных напитков благоприят­ствуют развитию дрожжей, ауксотрофных в отношении витами­нов группы В. Особенно многообразен состав дрожжей, обнару­живаемых на линиях розлива: доминируют виды родов Cand >, Hansenula, в меньших количествах выявляются представители родов Saccharomyces , Pichia и Torulopsis ( Cand >).

Быструю порчу (брожение напитков в бутылках) вызывает S . cerevisiae .

В медленной порче в течение нескольких недель хранения участвуют виды, обладающие более слабой бродильной актив­ностью (Brettanomyces intermedius (син. Dekkera intermedia ), Zygosacch . bailii и др.).

Развитие дрожжей отрицательно сказывается на качестве напитков: снижается содержание сахара, частично он сбражи­вается в спирт; продукты жизнедеятельности дрожжей ухудшают вкус напитков, а образующаяся в результате брожения углекис­лота может вызвать разрыв бутылок.

перейти в каталог файлов

Дрожжи — необходимые компоненты заквасок, используемых для получения кефира, кумыса, курунги и других национальных напитков. Особенно важны дрожжи, сбраживающие лактозу с образованием спирта,— Kluyveromyces lactis , К, fragilis и Cand > pseudotropicalis (несовершенная форма K . fragilis ).

Оптимальная температура брожения браги из сахара и дрожжей

Подобрав оптимальную температуру брожения браги из сахара и дрожжей, можно получить качественный материал для перегонки будущего самогона.

Механизм брожения

Для дрожжей необходим воздух и солнечные лучи, но в условиях кислородного голодания можно получить энергию из углеводного субстрата. При этом окончательным продуктом метаболизма становится этиловый спирт и углекислый газ. Их способность давно используют для получения алкогольных напитков. Но дрожжевые микроорганизмы оказались требовательны к условиям культивирования. Результат зависит от соблюдения совокупности факторов, таких как:

• температура браги;
• объем жидкой смеси;
• соотношение сахара, дрожжей и воды;
• качество исходных продуктов;
• использование подкормки и пр.

Если обеспечена оптимальная температура для брожения браги, то на выходе можно получить продукт с полностью отработанным сахаром, максимальным содержанием спирта и наименьшим количеством промежуточных и побочных продуктов: сивушных масел (изоамилового, пропионового и метилбутилового спиртов), бутиленгликоля, диметилглиоксаля, альдегидов уксусной и масляной кислот, ацетилметилкарбинола, диметилсульфида, глицерина и пр.

Температура, при которой дрожжи проявляют признаки активности, зависит от их вида. Хлебопекарные начинают перерабатывать сахара при +4 °С, пивные низового брожения любят тепло от +6 °С, а винные — от +10 °С. Спиртовые дрожжи начинают процессы метаболизма при температуре от +5 °С, они считаются более жизнеспособными, т.к. при температурах от +38 °С до +50 °С только перестают работать, но еще не погибают. В большинстве случаев чем теплее, тем более активно себя ведут дрожжи.

Создание идеальных условия для правильной браги

Для получения качественного самогона необходимо подобрать идеальное соотношение исходных ингредиентов и условий, при которых бродит брага.

Для начала подготавливают компоненты будущего напитка. Вода должна быть максимально очищена от вредных примесей. Можно использовать покупную фильтрованную или водопроводную, но отстоявшуюся в течение 2 дней. Кипятить воду не рекомендуют, т.к. при этом удаляется растворенный кислород.

Сахар используют свекольный. Но многие рекомендуют использовать инвертированные сахара, это улучшает вкус будущего продукта, облегчает процесс брожения.

При выборе дрожжей обращают внимание на их вид и возраст: чем старше, тем хуже они перерабатывают сахар. Наиболее дешевые и чаще используемые в домашних условиях — хлебопекарные, но они выделяют много диоксида углерода и активны только до 12 %об. спирта. Для производства самогона оптимальны спиртовые дрожжи:

• меньше углекислого газа;
• активность — до 18-23 %об. алкоголя;
• меньше сроки сбраживания.

На следующем этапе выбирают гидромодуль, рекомендуют проводить брожение при соотношении сахара и воды от 1:3 до 1:5. В данном случае будет много зависеть от объема тары, наличия свободного пространства для хранения и других факторов.

Температура брожения для получения правильного алкоголя желательно должна быть постоянной. Дрожжи плохо переносят тепловые колебания, особенно быстрый нагрев. Зимой большинство домашних кулинаров используют аквариумный нагреватель. Его удобство в том, что температура нагрева ограничена по термостату, что уменьшает риск перегрева браги.

Для расчета берут от 1 до 4 ватт мощности на 1 л раствора в зависимости от температуры помещения. Преимущественно это нагреватели погружного типа, располагают прибор на дне тары. При покупке устройства нужно обратить внимание на отзывы об его качестве. Некоторые модели не держат нужную температуру, приводя к варке браги.

Удобно, когда терморегулятор внешний. Розетка для включения располагают выше емкости и на расстоянии. Если установлен гидрозатвор (не всегда нужен для сахарной браги), то придется самостоятельно усовершенствовать устройство — необходимо провести провод через крышку тары. Включение и выключение из сети производится при погруженном в жидкость нагревателе. Необходимо соблюдать технику безопасности при работе с электроприборами.

Сейчас выпускают специальный нагреватель для браги, он также прекрасно регулирует температуру и оснащен надежными термостатами. При таком способе подогрева готовить брагу желательно только на сахаре, другие продукты (фрукты, изюм и прочее) быстро приводят к их неисправности.

Некоторые используют пленки «теплого пола», оборачивая ими тару или стенки и пол вокруг. Можно просто расположить кусок такой пленки под емкостью. Метод удобен обогревом извне, но стоит дороже аквариумного нагревателя. Для поддержания постоянной температуры подойдут теплоизоляционные материалы, которыми также оборачивают тару.

Летом чаще всего нет необходимости в дополнительном подогреве, при этом нужно учитывать самонагрев смеси из-за выделения тепла в процессе брожения. Для дрожжей отклонения температуры в меньшую или большую сторону могут быть критичными, приводя к остановке роста колонии. Контролировать температуру можно с помощью водного термометра.

Какой температурный режим нужен для изготовления браги

Для получения качественной продукта температура браги при брожении должна поддерживаться в диапазоне от +20 °С до +30 °С. Если температура ниже, то микроорганизмы становятся менее активными. В большинстве случаев при +18 °С они уходят в анабиоз. Процессы брожения ухудшаются и при нагреве выше +30 °С, а при +40 °С они погибают.

В процессе приготовления учитывают несколько температурных скачков:

1. Приготовление сахарного сиропа сопровождается потерей тепла в процессе помешивания.
2. За время подготовки сиропа и пробуждения дрожжей растворы успевают охладиться.
3. В первые 2 дня микроорганизмы активно приступают к процессам переработки углеводов и смесь быстро самонагревается. Пенная шапка при этом препятствует потере тепла.

Рекомендуют придерживаться температуры брожения браги для самогона в первый день не выше +24..+25 °С, чтобы уменьшить пенообразование. В последующие дни можно увеличивать нагрев до +27..+30 °С. Чем ниже температура, тем дольше идет процесс, а в готовом продукте может содержаться больше сивушных масел. При +31..+32 °С процесс временно ускоряется. Но при этом дрожжи быстрее выдыхаются, образуя меньше зимаз. В такой браге останется больше непереработанных сахаров.

В готовом продукте пропадают газообразование и сладость. Его помещают в холодное место. Спящие дрожжи тогда выпадают в осадок, и раствор светлеет.

Можно ли повлиять на скорость брожения

Брожение сахарной браги идет от 5 до 14 дней. Сократить время приготовления можно, используя несколько приемов:

1. При разведении дрожжей температура воды для браги должна быть около +30 °С. Это обеспечит бурное начало процесса.
2. Брага хорошо доходит при комнатной температуре (от +22 °С до +25 °С). Но процесс занимает меньше времени, если согреть продукт до +30 °С.
3. Помимо сахаров питание микроорганизмов должно включать витамины и минералы, поэтому введение азотной подкормки ускоряет брожение.
4. Дополнительное внесение дрожжей улучшает процесс переработки сахаров.

В некоторых случаях готовый продукт получают на второй день, чаще сроки созревания сокращаются до 3-4 дней.

Можно частично заменить на варенье, которое забродило и уже в пищу использоваться не будет. Всё туда, хуже не будет, а только улучшит аромат. А на саму бутыль во время брожения можно надеть медицинскую перчатку и когда она вздуется, то значит процесс на финише. Надутая рука словно будет вас приветствовать:»Эй, я уже всё». А вот на патоке плохой продукт получается.

На следующем этапе выбирают гидромодуль, рекомендуют проводить брожение при соотношении сахара и воды от 1:3 до 1:5. В данном случае будет много зависеть от объема тары, наличия свободного пространства для хранения и других факторов.

Мария

Рассказываю все тонкости хранения из своего опыта.

Оцените автора