При современном двухстадийном получении дрожжей на первой стадии их выращивают в цехе ЧК по бесприточному режиму, на второй - в производственном отделении по воздушно-приточному способу.
Стадия ЕЧК-1. Известно, что выращивание дрожжей на инфицированной культуре понижает экономический эффект использования сырья и качество готовой продукции. Для очистки засеваемых в дрожжерастильный аппарат дрожжей от бактериальной инфекции маточные дрожжи подвергают кислотной обработке серной пли молочной кислотой. Кислотную •обработку производят в специальной емкости, снабженной мешалкой, куда помещают 100 л дрожжевого молока (50 кг дрожжей с 25% СВ) и при непрерывной работе мешалки добавляют либо 0,6—1,0 л предварительно разведенной (1:4) концентрированной серной кислоты (плотность 1,84). чтобы кислотная баня составляла 25—30%, либо 2.5 л 40%-ной молочной кислоты. Среду выдерживают в течение 40—60 мин при непрерывном перемешивании, после чего засевают в дрожжерастильный аппарат, который предварительно был загружен питательной средой.
В аппарат вместимостью 7,5 м3 при загрузке набирают около 4 м3 воды и добавляют 600 кг стерильной мелассы в виде раствора плотностью 35—40% СВ; 8.3 кг сернокислого аммония; 4.3 кг диаммонийфосфата; 1,5 кг хлористого калия; 0,5 кг сернокислого магния и 0,12 г дестиобиотина. Содержимое аппарата хорошо перемешивают, добавляют воду с таким расчетом, чтобы после засева дрожжей начальная плотность культуральной среды составила 10% СВ, а объем 5,6 м3.
Процесс выращивания ведут при температуре 28—З0ºС, рН 4,5—5,0 и постоянной аэрации (30 м3/ч на 1 м3 среды) до сбраживания культуральной среды до плотности 3,0—3,5% СВ. В результате получают 230 кг дрожжей, которые служат засевным материалом второй стадии.
Стадия ЕЧКII. Ее проводят в аппарате вместимостью 30 или 50 м3 при температуре 28—3ОºС; рН среды поддерживают на уровне 4,5 и регулируют при помощи раствора аммиака, подаваемого вместо сернокислого аммония. В течение всего процесса среду аэрируют воздухом.
4.2 Выделение и хранение маточных дрожжей
Дрожжи ЧК по окончании дозревания направляют на сепарирование. Выделение дрожжей проводят на отдельных сепараторах по двухступенчатой схеме. Отсепарированные на первом сепараторе дрожжи непрерывно без задержки передают па второй сепаратор для сгущения. Холодную воду для промывания дрожжей подают в промежуточный сборник после первого сепарирования и на второй сепаратор. Промытые и пущенные до концентрации 400—600 г/л дрожжи, называемые; дрожжевым молоком, направляют в сборник, в котором они хранятся при температуре не выше 6°С.
Дальнейшее сгущение дрожжевого молока производят ни вакуум-фильтрах.
Дрожжи ЕЧК хранят обычно в прессованном виде либо в виде дрожжевого молока (взвеси дрожжей в воде), а также в высушенном состоянии при оптимальной температуре 2—4°С.
В последнее время метод хранения дрожжей Ч и ЕЧК в виде дрожжевого молока нашел широкое признание в промышленности. Он является наиболее перспективным, так как позволяет сохранить ценные для маточных дрожжей свойства - генеративную активность и чистоту культуры.
Генеративная активность маточных дрожжей, сохраняемых в прессованном виде, стабильна лишь в течение первых 10 сут, при дальнейшем хранении она ухудшается. Например, если величина генеративной активности в исходных маточных дрожжах составляла 0.233, то через 10 сут хранения в прессованном виде она увеличилась до 0,237, а через 20 сут понизилась до 0,230 и через 30 сут — до 0,226. При хранении же дрожжей в виде дрожжевого молока генеративная активность дрожжей в течение всего периода храпения улучшается и через 10 сут увеличивается до 0,238, через 20 сут—до 0,248 и через 30 сут - до 0,250.
При хранении маточных дрожжей в виде дрожжевого молока сохраняется лучше также ферментативная активность и чистота культуры, в то время как при хранении дрожжей в прессованном виде наряду с понижением генеративной активности наблюдается и постепенное нарастание бактериальной микрофлоры дрожжей, которая достигает иногда 50% (по соотношению колоний при высеве на чашки Петри). Посторонняя микрофлора в основном состоит из молочнокислых бактерий и плесневых грибов.
4.3 Показатели качества дрожжей ЧК и ЕЧК
Маточные дрожжи должны представлять собой чистую культуру сахаромицетов без примеси посторонних дрожжевых грибов и бактерий, особенно гнилостных.
При микрокопировании видны крупные округлые и овальные клетки равномерной величины. При посеве их на жидкую среду, содержащую уксуснокислый натрий, через 5 сут не должна появляться пленка (признак наличия несахаромицетов), а на твердых средах - не должны появляться колонии дрожжеподобных грибов и бактерий.
Дрожжи ЧК должны содержать 1,3% фосфора и 2,5% азота, а дрожжи ЕЧК - 1.0% фосфора и 2,0% азота и обладать высокой генеративной активностью. Скорость роста активных маточных дрожжей составляет 0,200—0,350. Генеративная активность дрожжей ЧК зависит от способа их культивирования. Дрожжи дыхательного типа (аэробные, полученные по воздушно-приточному способу) обладают более высокой способностью к размножению и росту по сравнению с дрожжами бродильного типа (анаэробными, полученными при небольшой аэрации среды). При этом формируются клетки, содержащие различное количество биотина, метахроматина, РНК (рибонуклеиновой кислоты), ДНК (дезокенрибонуклеиновой кислоты), полифосфатов и различающиеся по составу. Активные маточные дрожжи должны иметь следующие показатели:
- дрожжи ЧК — подъемная сила 35 — 40 мин, мальтазная активность 70 — 90 мин, осмочувствительность не более 20 мин,
- дрожжи ЕЧК — подъемная сила 40—50 мин, мальтазная активность 70 — 100 мин, осмочувствительность не более 10 мин.
Стойкость хороших маточных дрожжей обычно превышает 72 ч.
Кроме того, дрожжи чистой и естественно-чистой культуры должны содержать не менее 10% крупных клеток, не более 25% мелких клеток, не более 10 % почкующихся клеток.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ ВЫРАШИВАНИЯ ТОВАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ
5.1 Выращивание дрожжей в разбавленных средах
На отечественных заводах товарные хлебопекарные дрожжи выращивают обычно по схеме ВНИИХПа в две стадии(засевная стадия Б и товарная В) при кратности разбавления сырья 17. При этом для заводов с отечественным оборудованием применяют несколько иной режим выращивания дрожжей, чем для заводов, где установлено оборудование из Польской Народной Республики. Это связано с сепарированием засевных дрожжей стадии Б на этих заводах.
Выращивание дрожжей на заводах с отечественным оборудованием
Стадия Б. Засевные дрожжи получают в дрожжерастильных аппаратах общим объемом 30 м3. Загрузку аппарата осуществляют в следующем порядке: в дрожжерастильный аппарат набирают воду, добавляют в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний; затем подают 215 кг дрожжей ЕЧК в виде дрожжевого молока. По окончании засева подают ростовые вещества, хлористый калин и начинают подачу питательных.
В процессе выращивания дрожжей температуру поддерживают на уровне 30ºС, количество воздуха — 80 м3/ч на 1 м3 среды в аппарате. В этой стадии за 11 ч накапливают 1100 кг дрожжей. Дозревание дрожжей в стадии Б не предусматривается.
Стадия В. Товарные дрожжи получают в дрожжерастильных аппаратах вместимостью 100 м3. Засевным материалом служит все содержимое аппарата Б.
Дрожжи получают по технологической схеме с 20 или 12-часовым периодом размножения. В дрожжерастильном аппарате В в течение первых 7 ч по воздушно-приточному способу накапливают «рабочую» биомассу (накопительный период). 3атем начинают непрерывный отток ее в отборочный аппарат (период отборов), где дрожжи в условиях небольшой аэрации и без добавления питательных веществ дозревают в течение 1 ч, после чего поступают на сепараторы для выделения.
Одновременно с оттоком в дрожжерастильный аппарат по программе поступают питательные вещества (растворы мелассы, солей и вода). В необходимых случаях подают ростовые вещества, соли калия и магния. Количество среды, отбираемой ежечасно, соответствует количеству жидкости, поступающей в дрожжерастильный аппарат, поэтому уровень среды в нем остается постоянным. Количество дрожжей в основном дрожжерастильном аппарате должно быть также постоянным (прирост дрожжей отбирают в отборочный аппарат).
В дрожжерастильный аппарат объемом 100 м3 набирают соду, осветленный раствор мелассы, раствор сернокислого аммония, после чего передают все содержимое аппарата Б; одновременно подают воздух. После этого в аппарат подают ростовые вещества и хлористый калий и начинают приток мелассы и солей. Расход воздуха в аппарате составляет 100 м3/ч на 1 м3 среды. В начале процесса рН среды устанавливают 4,5, в конце 5,5—5,8. К концу накопительного периода накапливается 3400 кг дрожжей и заполняется весь полезный объем аппарата стадии В.
С 8-го часа начинают постепенный отбор культуральной среды в отборочный аппарат по 11 м3/ч где аэрация среды понижена (расход воздуха составляет 40—50 м3/ч на 1 м3 среды). В период отбора в основной дрожжерастильный аппарат ежечасно подают в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний, диаммонийфосфат. Период отборов длится 12 при 20-ти часовом периоде размножения дрожжей и 4 часа – при 12-ти часовом периоде.
При работе завода по режиму с 20-ти часовым периодом размножения с одного аппарата получают 9300 кг дрожжей.
Выращивание дрожжей на заводах с оборудованием производства ПНР.
На заводах установлены дрожжерастильные вместимостью 100 м3. Дрожжи выращивают по 12-часовой схеме с четырьмя отборами.
Товарные дрожжи выращивают также в две стадии.
Стадия Б. Дрожжи выращивают в аппарате общим объемом 100 м3. Аппарат загружают в следующем порядке: в дрожжерастильный аппарат набирают воду, добавляют в виде растворов мелассу, сернокислый аммоний. Затем подают 620 кг дрожжей ЕЧК в виде дрожжевого молока. Затем добавляют ростовые вещества, хлористый калий и начинают приток питательных растворов. Хлористый калий и сернокислый магний расходуют в зависимости от содержания этих веществ в мелассе и воде и добавляют в начале процесса выращивания дрожжей.