Микробиология пищевых производств

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочно-вечерний факультет

Кафедра Микробиологии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Микробиология»

Микробиология пищевых производств

Вариант 7

Выполнил:

Ст. группы: ТПбз 16-1

Кузьмина А.В.

Проверил (а):

Лозовая Т.С.

дрожжи болезнь вино брожение пивоварение

Иркутск, 2020



Как получают лабораторную разводку из чистой культуры дрожжей(пиво)?

ЧК- культура м/о, полученная из одной клетки.

ТЧК- культура м/о, полученная из одной клетки, но содержащая незначительное количество посторонних м/ов.

Преимущества ЧК и ТЧК дрожжей перед дикими: они обладают более высокой устойчивостью к спирту; более удельной скоростью роста; более высокой ферментативной активностью.

Посев в пробирки осуществляют на стерильное солодовое сусло концентрацией 8-10% СВ и кислотностью 0,3-0,5°. Затем пробирки помещают в термостат с температурой 30 °С. Забродившее в пробирке сусло переводят в 0,5-1 л колбу с стерильным солодовым суслом с концентрацией 12% СВ и вновь помещают в термостат. Затем переносят содержимое колбы в колбу большего объема со стерильным суслом с концентрацией 12-15%, приготовленного из сырья, перерабатываемого на заводе. Для последней лабораторной разводки приготовляют бутыли на 15-20 л с нефильтрованным, хорошо осахаренным дрожжевым суслом (стерильным или пастеризованным) с концентрацией 17-18% СВ и кислотностью 0,8 ° при подкислении серной и 2 ° - молочной кислотой. Выдерживают разводку 18-24 часа при 25-26°С и определяют микроскопированием их чистоту, морфологическое состояние, наличие гликогена.

Производственные стадии разведения чистой культуры ведут а аппаратах засевных дрожжей, используя пастеризованное или стерильное сусло с концентрацией 18-19% СВ и кислотностью 0,9 град. В течение 18-24 час, сбраживая сусло до концентрации спирта 6-7%, после чего дрожжи передают в дрожжевой аппарат или дрожжегенератор.

Производственные стадии разведения чистых культур в производстве спирта из мелассы включают:
АЧК-1 (20 л); АЧК-2 (1м3); АЧК-3 (5м3); Дрожжегенератор (50 м3)

Какие дрожжи называют засевными в пивоваренном производстве?

Засевные дрожжи - это дрожжи, осевшие в бродильных аппаратах после главного брожения, которые собирают и используют для последующих производственных циклов несколько раз (10-12 генераций).

Получение засевных дрожжей состоит из нескольких операций:

Съем дрожжей. Все фракции осадочных дрожжей обладают достаточно высокой бродильной активностью. Поэтому в специальный приемник собирают после деконтации молодого пива все осевшие дрожжи.

Очистка дрожжей. Дрожжи из приемного сборника направляют на вибрационное сито, где их путем процеживания отделяют от крупных белковых хлопьев и остатков хмелевых веществ. Очищенные дрожжи направляют в монжю или дрожжевые ванночки и заливают 2-3 кратным количеством охлажденной до 0-2°С водой. После тщательного перемешивания дрожжи отстаивают 2-3 часа. Мутную воду, содержащую остатки пива, мелкие взвешенные белковые и хмелевые вещества и мертвые клетки, осторожно сливают. При наличии в засевных дрожжах большого количества посторонних микроорганизмов их очищают минеральными кислотами (засевные дрожжи разводят водой в отношении 1: 3 и добавляют 10% серную кислоту до концентрации ее в разводке 0,2%). В растворе кислоты дрожжи оставляют на 30-60 мин. При этом хлопьевидные дрожжи приобретают свойства пылевидных, что обеспечивает контакт кислоты с посторонними микроорганизмами. После обработки серной кислотой дрожжи нейтрализуют содой и оставляют на 1-2 часа для оседания. Затем воду сливают, а осадок дрожжей промывают 2-3 раза холодной водой. Очистка дрожжей кислотами ослабляет дрожжевые клетки, поэтому норму введения их в сусло увеличивают.

Какие кондитерские изделия подвергаются порче и почему?

Карамель, конфеты, шоколад.

Эта продукция имеет свои особенности: небольшую влажность, высокую концентрацию сахара, плотную консистенцию. Все это не способствует размножению микроорганизмов, однако некоторые сорта конфет, например глазированные шоколадом конфеты с помадной, сбивной или ликерной начинкой с повышенной влажностью нестойки в хранении.

В некоторых случаях уже на 3-4-й день хранения корпус конфет вспучивается под давлением газов, образуемых осмофильными дрожжами или газообразующими видами бактерий. Меры борьбы с этим видом порчи: использование высококачественного сырья, общий высокий санитарный уровень производства.

Кремы.

Сливочный, или заварной, крем является обязательной составной частью большинства пирожных и тортов. Эти кремы представляют собой очень хорошую питательную среду для микроорганизмов, которые быстро размножаются в них при благоприятных температурных условиях (18-20 °С), а при низких температурах (от +2 до +18 °С) могут длительно сохраняться.

В кремах могут развиваться самые разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные. Попадают они в продукт из недоброкачественного, сильно обсемененного микроорганизмами сырья (масла, молока, сливок, яиц, сахара), небрежно вымытой аппаратуры, с рук обслуживающего персонала цехов.

Технология изготовления кремов такова, что большинство микроорганизмов остаются жизнеспособными и могут размножаться в процессе хранения изделий. Особенно быстро портится заварной крем, так как в состав его входит мука, с которой вносится большое количество микроорганизмов. Обычно этот крем закисает. Из сырья или при несоблюдении санитарных требований в любой крем могут попасть патогенные бактерии, которые в нем длительное время сохраняются, а некоторые хорошо размножаются и выделяют токсины, причем органолептические свойства продукта (вкус, запах) не изменяются.

Чаще всего в крем попадают патогенные разновидности золотистого стафилококка.

Порча мармелада, пастилы, сливочной помадки.

Эти изделия малостойки при хранении, так как они
имеют повышенное содержание влаги (22--24%), что способствует развитию в них осмофильных дрожжей, вызывающих их растрескивание, деформацию, а также изменение вкуса. Причиной является выделение С0₂ при сбраживании Сахаров дрожжами.

Пластовый мармелад подвергается плесневению при развитии мицелиальных грибов, особенно при хранении его в помещениях с повышенной влажностью воздуха.

Для борьбы с данными видами порчи применяют сорбино-вую кислоту, задерживающую рост мицелиальных грибов и дрожжей. Кислоту вносят в массу при изготовлении. Для предотвращения плесневения мармелада применяют 0,4%-ный спиртовой раствор сорбиновой кислоты, которым смачивают пергамент для его завертки.

Какие существуют болезни вин?

Под болезнями вин понимают такие необратимые изменения, вызванные жизнедеятельностью посторонних микроорганизмов, в результате которых вина приобретают неприятные запах и вкус, становятся непригодными к употреблению. Больные вина представляют большую опасность, так как способны инфицировать здоровые вина.

Наиболее распространенными и опасными болезнями вина являются:

· уксуснокислое скисание;

· молочнокислое скисание,

возбудителями которых являются уксуснокислые и молочнокислые бактерии, часто встречающиеся в винах и хорошо приспособленные к условиям винодельческой промышленности. Также широко распространена, но менее опасна цвель вина, вызываемая пленчатыми дрожжами.

Такие заболевания, как:

· ожирение вина;

· прогоркание;

· маннитное брожжение - заболевание, при котором идет разложение винной кислоты и глицерина, в последнее время встречаются весьма редко.

Цвель вина

Поражает в основном сухие молодые вина, преимущественно красные. Заболевание начинается с появления на поверхности вина тонкой пленки, которая может состоять из нескольких (двух-четырех) видов пленчатых дрожжей. Морфологическое различие пленок можно заметить исключительно в начале е? появления, в дальнейшем пленка увеличивается в толщине и превращается в относительно однородную, рыхлую массу. В случае продолжительного нахождения вина под этой пленкой происходят значительные изменения его химического состава:

· значительно снижается количество этилового спирта, иногда до 0,1-0,5 % об.;

· существенно уменьшается экстрактивность;

· накапливаются летучие кислоты и эфиры.

Меняются вкус и внешний вид вина:

· продукт теряет окраску;

· изменяется сортовой аромат;

· вино приобретает посторонние неприятные тона;

· становится непригодным для употребления.

Эти поверхностные дрожжи развиваются в виноматериалах, содержащих не более 12 % об. спирта, а при температуре 10 °С - не более 10 % об. Исключительно интенсивно они развиваются при доступе кислорода воздуха. Сульфитация не может гарантировать безопасность от развития пленчатых дрожжей, так как некоторые виды являются сульфитоустойчивыми и восстанавливают соли сернистой кислоты в элементарную серу и сероводород. Как следствие, в винах с повышенным содержанием сернистого ангидрида при развитии пленчатых дрожжей появляется специфический сероводородный запах.

Пленчатые дрожжи развиваются зачастую на поверхности вина в неполных резервуарах.

Рисунок 1 - Микроорганизмы, вызывающие цвель вина

Для предупреждения заболевания цвелью необходимо соблюдать все возможные превентивные профилактические меры:

· своевременно доливать емкости здоровым чистым виноматериалом;

· систематически проводить микробиологический и технохимический контроль на производстве;

· повышать гигиеничность винодельческого производства;

· использовать для приготовления столовых вин технологии, обеспечивающие пониженное содержание в них растворенного кислорода.

Уксуснокислое скисание

Поражает различные типы вин, но преимущественно:

· малоспиртуозные (до 10 % об. спирта);

· низкокислотные;

· малоэкстрактивные;

· вина как старые, так и молодые.

Белые вина подвергаются заболеванию чаще, чем красные, богатые фенольными веществами. В начале заболевания на поверхности вина появляется очень тонкая прозрачная бурая пленка, по мере развития болезни пленка становится тоньше и частично погружается вглубь резервуара, образуя слизистую массу уксусную матку. В вине появляются запах и вкус уксусной кислоты и ее эфиров, при дегустации чувствуется жгучесть и возникают колющее и царапающее ощущения в горле.

Рисунок 2 - Уксуснокислые бактерии, поражающие вина

Они различаются по способности к окислению органических веществ, обусловленной наличием у них комплекса ферментов, катализирующих реакции окисления спиртов, кислот или углеводов. Несмотря на имеющиеся различия, все они способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту с образованием из 1 % об. спирта 1г уксусной кислоты. При использовании всего спирта и накоплении больших количеств уксусной кислоты некоторые виды бактерий способны расщеплять ее в присутствии кислорода воздуха на СО2 и воду. По способности накапливать уксусную кислоту отдельные виды довольно сильно различаются: одни из них могут образовывать в среде не более 6 г/л уксусной кислоты, другие - до 12 г/л. В определенных условиях окисление этилового спирта в уксусную кислоту может осуществляться в анаэробных (безвоздушных) условиях.

В этом случае под действием алкогольдегидрогеназы спирт превращается в уксусный альдегид, а образовавшийся как промежуточный продукт пероксид водорода под действием каталазы расщепляется на воду и кислород.

Во всех здоровых винах присутствует небольшое количество уксусной кислоты, которая является естественным продуктом брожения. Это количество не должно превышать: в молодых вина - 1,0 г/л; в выдержанных - 2,5 г/л.

Установить происхождение уксусной кислоты при малом ее содержании можно по наличию в вине ацетилметилкарбинола, который не содержится в здоровых винах, а образуется в результате окисления 2,3-бутиленгликоля ферментами уксуснокислых бактерий.

Уксуснокислые бактерии широко распространены в природе.

В вино они попадают из разных источников:

· с ягод;

· поверхности оборудования и резервуаров;

· развиваются при изготовлении красных вин, если брожение идет на мезге с доступом кислорода воздуха.

Уксуснокислые бактерии являются аэробами, развиваются исключительно на поверхности сред. Они малочувствительны к кислотности среды, некоторые из них могут размножаться при рН 2,0-2,5. Значительное влияние на их развитие оказывает концентрация в среде диоксида серы. 175 мг/л общего количества SO2 инактивирует развитие всех видов уксуснокислых бактерий в вине и виноматериалах. Солнечный свет как прямой, так и рассеянный приостанавливает размножение уксуснокислых бактерий; 60-минутное облучение ультрафиолетовыми лучами полностью подавляет их жизнеспособность.

Молочнокислое скисание

Поражает многие типы вин:

· сухие;

· с остаточным сахаром;

· десертные;

· крепкие;

· особенно малокислотные крепкие вина из южных регионов.

При этом заболевании вино:

· теряет прозрачность и блеск;

· в нем появляются шелковистые волны (при просмотре бокала с вином в проходящем свете);

· вкус становится сладковато-кислым, царапающим;

· аромат исчезает, заменяется запахом квашеных овощей.

На более поздних стадиях заболевания во вкусе и запахе появляются тона прогорклого маргарина. Иногда заболевание сопровождается появлением в вине специфического «мышиного» привкуса.

Рисунок 3 - Молочнокислые бактерии

По морфологическим признакам они:

· неоднородны;

· имеют форму длинных и коротких палочек, а также кокков;

· грамположительны;

· не образуют спор;

· развиваются в анаэробных условиях.

При молочнокислом брожении происходит распад моннозы на две молекулы молочной кислоты. Вместе с основным продуктом - молочной кислотой , образуются также побочные продукты, которые оказывают влияние на сенсорный профиль вина.

По характеру вызываемого брожения молочнокислые бактерии делятся на две основные группы:

1. гомоферментативныс бактерии, образующие из сбраживаемых сахаров молочную кислоту и очень незначительное количество (следы) летучих кислот, этилового спирта, диоксида углерода;

2. гетероферментативные бактерии, сбраживающие 50 % сахаров на молочную кислоту и 50 % на этиловый спирт, глицерин, диоксид углерода.

Наиболее опасным заболеваниям подвергаются низкокислотные сладкие вина, высокая спиртуозность которых не задерживает развития молочнокислых бактерий.

Среди молочнокислых бактерий встречаются высокоспиртуозные штаммы, способные развиваться даже при содержании спирта 20 % об.

В присутстваии гетероферментативных бактерий снижается содержание сахара, повышается концентрация летучих кислот (до 5 г/л) за счет образования уксусной, пропионовой и муравьиной кислот. При развитии гомоферментативных бактерий наблюдается снижение количества сахара и повышение общей кислотности, в то время как уровень летучих кислот остается постоянным. Развиваясь в столовых низкокислотных сухих винах, молочнокислые бактерии используют яблочную и лимонную кислоты, глицерин. Источником образования летучих кислот могут быть пентозы, которые легко потребляются как гетеро-, так и гомоферментативными бактериями.

Молочнокислые бактерии обладают высокой выживаемостью, но крайне чувствительны к содержанию SO2. При концентрации его свыше 100 мг/л в сусле и 80 мг/л в вине они не развиваются. Они также очень чувствительны к активной кислотности среды, развитие их прекращается при рН ниже 3,3 в сусле и ниже 3,5 в вине.

Вина, подвергшиеся молочнокислому брожению, можно лечить исключительно на первых стадиях развития болезни. Для этого:

· проводят оклейку вина;

· проводят обеспложивающее фильтрование вина;

· реализуют пастеризацию;

· сульфитируют.

Если в вине появился мышиный тон, избавиться от него практически невозможно, такое вино непригодно даже для дистилляции.

Развитие в винах различных видов молочнокислых бактерий, может вызвать в них существенные качественные изменения составных веществ, например:

· восстановление фруктозы в манит;

· превращение глицерина в акролеин и др.

Прогоркание вин

Заболевание, которое поражает красные столовые выдержанные бутылочные вина.

· теряет блеск, и постепенно мутнеет;

· цвет становится грязно-бурым с сине-черным оттенком;

· во вкусе появляются неприятные тона;

· появляется запах летучих кислот;

· на дне образуется осадок.

Прогоркание вина связано с разложением глицерина. Процесс протекает в две фазы:

· биологическая, бактерии разлагают глицерин с образованием акролеина;

· химическая, акролеин взаимодействует с фенольными веществами.

Для предупреждения заболевания применяются обычные меры профилактики. Лучшим средством является стерильный розлив.

Лечение больного вина целесообразно только на первых стадиях заболевания. Применяют следующие технологические при?мы:

· для удаления из вина горечи его перебраживают;

· настаивают на свежих выжимках;

· замораживают с последующим оттаиванием

· фильтруют при доступе воздуха;

· обрабатывают активированным углем;

· купажируют со здоровым вином.

Ожирение вина (ослизнение, тягучесть, вязкость)

Болезнь, которая поражает разные категории вин:

· молодые;

· малоспиртуозные;

· низкокислотные;

· и малоэкстрактивные, основном белые столовые вина с остаточным сахаром.

При заболевании вино изменяется:

· теряет свою подвижность;

· становится вязким;

· при переливании вытекает медленной тягучей струей, как растительное масло;

· при глубоко зашедшем заболевании вино превращается в слизистую вязкую массу;

· вкус становится плоским, невыразительным;

· аромат остается без изменения.

Вызывают это заболевание различные микроорганизмы в симбиозе:

· уксуснокислые бактерии,

· молочнокислые бактерии,

· пленчатые дрожжи.

Тягучесть вина связана с развитием некоторых гетероферментативных кокков молочнокислых бактерий, которые образуют:

· вискозные полимерные углеводы;

· диоксид углерода;

· манит;

· молочную кислоту.

При этом в анаэробных условиях слизи образуется значительно больше, чем в аэробных. Приток кислорода обычно ведет к разрушению слизи, но присутствующие в симбиозе уксуснокислые и пленчатые дрожжи могут использовать кислород и тем самым стимулировать деятельность бактерий по образованию слизи. Сульфитация вина до 100 мг/л приводит к полной гибели бактерий.

Ожирение вина относительно легко поддается лечению. Осуществляют его следующим образом:

· удаляют слизь;

· оклеивают вино с обязательным добавлением танина;

· делают переливку через разбрызгиватели с сильным проветриванием;

· вино сульфитируют до 100 мг/л.

Вино с остаточным сахаром после лечения дображивают на чистых культурах дрожжей, так как оставшийся несброженный сахар может вновь вызвать заболевание вина.

После лечения вино приобретает первоначальные внешний вид, вкус и аромат.

Характеристика хлебной дрожжевой закваски

Закваска - полуфабрикат хлебопекарного производства, полученный сбраживанием питательной смеси молочно - кислыми или пропионово-кислыми бактериями и хлебопекарными дрожжами

Концентрированная молочнокислая закваска (КМКЗ). Представляет собой сброженный селекционированными штаммами молочнокислых бактерий мучной полуфабрикат.

Комплексная закваска. Комплексная закваска представляет собой смесь подобранных в определенных пропорциях штаммов дрожжей, молочнокислых и пропионовокислых бактерий.

Витаминная закваска.

Ацидофильная закваска.

Пропионовокислая закваска.

Какова роль дрожжей при производстве кваса?

До 20-х годов прошлого столетия сбраживание кваса проводили заквасками, которые представляли собой смесь различных видов дрожжей, кислотообразующих бактерий, приспособленных к жизнедеятельности в квасном сусле. Эти закваски имели непостоянный и неопределенный состав, что не позволяло получать квас, стандартизированный по качеству, сложно было обеспечить большое количество такой закваски для крупного производства.Дрожжи М-квасная имеют оптимальные условия для размножения: температура 26-30 0С, рН 4,5 - 5,5. Средний размер клеток 6,3-7,5 х 5-7 мкм. Хорошо сбраживают глюкозу, сахарозу, слабее - мальтозу и раффинозу. В настоящее время для сбраживания кваса предложены также другие расы дрожжей (С-2, 131-К), но у них нет существенного превосходства над расой М квасная. Раса С-2 была селекционирована для производства кваса, в то время как раса 131-К - гибрид, предназначенный для производства пива Бархатное.

Молочнокислые бактерии рас 11 и 13 являются гетероферментативными, то есть при брожении, кроме молочной кислоты, образуют уксусную кислоту, этанол, летучие ароматические соединения. Средние размеры клеток 1,2-2 х 0,5-0,6 мкм. Имеют оптимальную температуру размножения 30 0С, сбраживают также глюкозу, сахарозу, мальтозу.

При совместном культивировании оба вида микроорганизмов находятся в симбиозе: молочнокислые бактерии создают кислотность среды, оптимальную для дрожжей, а дрожжи выделяют в среду аминокислоты, витамины, необходимые бактериям. В то же время, при нерегулируемом размножении дрожжи и молочнокислые бактерии конкурируют за питательные вещества. По мере снижения концентрации сухих веществ и увеличения кислотности лучшие условия создаются для молочнокислых бактерий, слишком высокая кислотность угнетает и дрожжи и МКБ, при этом возможно развитие посторонних микроорганизмов.

Следует отметить, что квасное сусло не полноценная среда для размножения дрожжей и МКБ: для дрожжей мало азота, а для МКБ много углеводов.

Каковы основные источники инфицирования в пивоварении?

Производство пива ведется в нестерильных условиях. Поэтому не исключено попадание в сусло, молодое и готовое пиво разнообразных микроорганизмов. Естественная биологическая стойкость пива обусловлена:

* бактерицидным действием хмелевых смол;

* низкой температурой брожения;

* кислой реакцией среды (рН 5,4-4,6);

* отсутствием кислорода;

* содержанием в пиве диоксида углерода и этилового спирта;

* санитарно-гигиеническим состоянием производства.

Источниками посторонних и вредных микроорганизмов в производстве пива являются сырье, вода, воздух, дрожжи, аппаратура и коммуникации, фильтрующие и вспомогательные материалы, руки и спецодежда работников.

Микрофлора ячменя и солода. Микроорганизмы, присутствующие на ячмене можно разделить на три группы:

* Сапрофитная группа. Сюда относятся микроорганизмы, попавшие в зерно в полевых условиях: бактерии рода Pseudomonas (70-95% всех бактерий), микрококки, палочки, спорообразующие бактерии родов Bacillus, Clostridium, мицелиальные грибы - Penicillium, Aspergillus, Mucor, Alternaria, Fusarium, Cladosporium.

* Группа фитопатогенных микроорганизмов. К ней относятся паразитические грибы и бактерии: спорынья, головня, некоторые виды фузариума и бактерий рода псевдомонас;

* Патогенные для человека и животных микроорганизмы - возбудители сибирской язвы, бруцеллеза, сапа и др. - относятся к случайной микрофлоре зерна и попадают на него с органическими удобрениями, почвой, разносятся грызунами и животными.

В процессе солодоращения количество микроорганизмов возрастает: дрожжей в 5-10 раз, грибов - в 2,5-5 раз, бактерий в 50-100 раз. Далее в процессе сушки солода численность микроорганизмов снижается, однако их содержание в готовом солоде значительно выше, чем в ячмене. При излишней обсемененности солода качество сусла и пива снижается. Так, аспергилловые грибы придают пиву специфические подгоревший грубый запах и мелассный привкус, грибы кладоспориум и фузариум вызывают появление горького винного привкуса. Применение солода, полученного из потемневшего зерна с низкой прорастаемостью, влияет на ход технологического процесса: снижается выход экстрактивных веществ в сусле, повышается его вязкость, возрастают продолжительность осахаривания и фильтрования затора, уменьшается стойкость к коллоидному помутнению.

Микрофлора сусла и пива.

К грамположительным бактериям, встречающимся в сусле и пиве, относятся молочнокислые палочки, пивные сарцины, микрококки.

Молочнокислые палочки (лактобациллы) в пиво попадают с суслом, засевными дрожжами, недостаточно чистой водой, вызывая ухудшение вкуса и аромата пива, вызывая помутнение и прокисание, а иногда - ослизнение.

Пивные сарцины хорошо развиваются в присутствии углекислого газа и спирта и обычно размножаются в пиве низового брожения, образуя опалисцирующую муть, мелкозернистый осадок, ослизнение, вызывая появление в пиве неприятного вкуса и медового запаха (сарцинное заболевание пива).

Микрококки, стрептококки легко приспосабливаются к анаэробным условиям, скапливаются в дрожжевых осадках бродильных и лагерных танков. Вызывают помутнение пива и изменение его вкуса.

К грамотрицательным микроорганизмам относятся уксуснокислые бактерии, бактерии группы кишечной палочки и др.

Уксуснокислые бактерии относятся к аэробным микроорганизмам и начинают размножаться в пиве даже при малом содержании кислорода, попадая в него из сусла, с засевными дрожжами. Эти бактерии вызывают быстрое прокисание пива, помутнение, некоторые виды образуют слизь и придают тягучесть пиву.

Флавобактерии попадают в производство с засевными дрожжами. Рост бактерий идет более интенсивно, если оно медленно разбраживается дрожжами и имеет низкую кислотность (рН более 5). В инфицированном пиве появляется шелковистая муть и запах пастернака.

Ахромобактерии отличаются подвижностью и развиваются в широком интервале рН (3,5-7,5). Если условия благоприятны для этих бактерий, то они вызывают порчу пива (помутнение и неприятный запах) в течение нескольких часов.

Бактерии группы кишечных палочек попадают в производство с недоброкачественной водой, с засевными дрожжами, при несоблюдении правил личной гигиены работниками производства. Развиваются в сусле, придавая пиву сладковатый, фруктовый привкус и запах вареной капусты. В пиве не размножаются, но сохраняются в течение 2-3 недель.

Дикие дрожжи. Являются вредителями производства, так как тормозят развитие культурных дрожжей, ухудшают органолептические свойства пива. Наиболее распространенными среди диких дрожжей, встречающихся в пивоварении, являются дрожжи родов Saccharomyces, Hansenula, Candida, Pihia, Torulopsis и др.

Дрожжи-сахаромицеты обычно увеличивают содержание в пиве содержание высших спиртов и эфиров, придают пиву сладковатый или терпко-горький вкус, вызывают помутнение пива и образование неприятного запаха. Это сахаромицэс элепсоидэс, валидус, пастерианус апикулята и др.

Дрожжи ганзенула при сбраживании сахаров образуют, кроме этилового спирта, бутиловый, амиловый спирты, уксусную, масляную, янтарную кислоты и эфиры, что обуславливает резкий запах пива.

Дрожжи пихия и кандида, развиваясь в пиве, образуют белую или сероватую пленку, вызывают помутнение, придают пиву фруктово-эфирный и лекарственный привкус.

В 60-е годы в пивоваренном производстве были обнаружены ненормально мелкие дрожжевые клетки, замедляющие брожение и ускоряющие отмирание производственных дрожжей, так как они выделяют в среду токсичный белок - «убивающий фактор». Эти дрожжи назвали дрожжами-убийцами.

Микробиологический контроль пивоваренного производства

Микробиологический контроль является важнейшим участком работы по оценке качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на пивзаводах. Он осуществляется на всех технологических стадиях и включает объекты наиболее важные и уязвимые в биологическом отношении. Наиболее важными микробиологическими показателями являются общая бактериальная обсемененность и наличие бактерий группы кишечной палочки. Производственный микробиологический контроль включает:

* Контроль сусла. При микробиологическом контроле сусла в нем определяют биологическую стойкость (пробы сусла отбирают в нескольких повторностях в стерильные пробирки, закрывают ватными пробками, отмечают место отбора, дату, № варки и помещают в термостат с температурой 20 °С. Стойкость сусла является очень хорошей, если через 4 суток нет помутнения и плохой, если помутнение наблюдается через 1 сутки). После определения стойкости проводят микроскопирование, определяя основные группы микроорганизмов, вызвавшие изменения в сусле. Определяют в сусле также общую бактериальную обсемененность и содержание кислотообразующих микроорганизмов.

* Контроль засевньгх дрожжей. Разводки чистых культур анализируют на присутствие в них посторонних микроорганизмов и мертвых клеток. При наличии посторонних микроорганизмов проводят разведение новой чистой культуры. Производственные засевные дрожжи исследуют ежедневно из каждой ванночки: проверяют морфологию клеток, содержание мертвых клеток, гликогена, определяют присутствие посторонних микроорганизмов. Количество мертвых клеток в засевных дрожжах не должно превышать 5%, а количество бактерий 0,5 % и диких дрожжей 1%.

* Контроль молодого пива. Проводят в случаях нарушения нормального хода главного брожения с целью выявления причин нарушения. При этом за 7 суток до окончания дображивания определяют биологическую стойкость молодого пива. Появление пленки, осадка, гнилостного или кислого запаха через 2-3 суток свидетельствует о повышенной обсемененности молодого пива. Этот анализ помогает прогнозировать качество готового пива.

* Контроль готового пива. Готовое пиво проверяют на биологическую стойкость, а также определяют общую бактериальную обсемененность и наличие БГКП. Биологическая стойкость каждого сорта пива характеризуется временем (в сут), в течение которого не происходит развитие в нем микрофлоры. Если стойкость ниже, то определяют кМАФАнМ (в пиве не должно быть более 100 клеток в 1 см³).

* Контроль воды и материалов. Устанавливаются нормы обсемененности каждого объекта. Так, например, количество микроорганизмов в смывных водах после дезинфекции оборудования должно быть близким к содержанию микроорганизмов в воде, кишечные палочки должны отсутствовать.

Почему сбраживание сусла в спиртовом производстве ведут при температуре ниже оптимальной? Какая это температура?

Для большинства штаммов дрожжей оптимальная температура брожения - 20-26 °C (пивным дрожжам низового брожения требуется 5-10 °C). Допустимый диапазон - 18-30 °C. При более низких температурах брожение существенно замедляется, а при значениях ниже нуля процесс останавливается и дрожжи «засыпают» -- впадают в анабиоз. Для возобновления брожения достаточно поднять температуру.

Слишком высокая температура уничтожает дрожжи. Порог выносливости зависит от штамма. В общем случае опасными считаются значения выше 30-32 °C (особенно для винных и пивных), однако существуют отдельные расы спиртовых дрожжей, способные выдержать температуру сусла до 60 °C. Если дрожжи «сварились», для возобновления брожения придется добавить в сусло новую партию.

Процесс брожения сам по себе вызывает повышение температуры на несколько градусов - чем больше объем сусла и активнее работа дрожжей, тем сильнее нагрев. На практике коррекцию температуры делают, если объем больше 20 литров - достаточно держать температуру ниже 3-4 градусов от верхней границы.

Емкость оставляют в темном месте или накрывают плотной тканью. Отсутствие прямых солнечных лучей позволяет избежать перегрева и позитивно сказывается на работе дрожжей - грибки не любят солнечного света.

Свойства хороших хлебопекарных дрожжей.

Важнейшими свойствами хлебопекарных дрожжей должны быть:

- хорошая сбраживаемость, следовательно - высокое содержание зимазы ;

- определенная способность к размножению;

- достаточное содержание энзимов для расщепления углеводов и белка;

- стойкость против высоких температур;

- прочность.

Прессованные дрожжи применяются в современном хлебопечении наиболее широко. Хлебопекарные дрожжи выращивают в производственных условиях на специальной сахаристой питательной среде. Выращенные дрожжи выделяют из питательной среды, очищают, удаляют излишки воды и прессуют в плотные блоки .

По ГОСТ Р 54731-2011 «Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия»

Способы предотвращения временной остановки брожения

Необходимость прекратить брожение до момента пока весь сахар не переработался в спирт или вино не набрало максимальную крепость (естественные причины остановки) зачастую вызвана желанием ускорить процесс приготовления либо сохранить текущие характеристики напитка (сладость и крепость). В домашнем виноделии используются три метода остановки брожения, подходящие для любых видов вин (виноградных, яблочных, вишневых и т.д.):

Закрепление спиртом

Самый простой эффективный метод, способствующий длительному хранению вина. Винные дрожжи прекращают работу при крепости выше 14-16% (некоторые искусственно выведенные штаммы активны при концентрации спирта до 18%, но это единичные случаи).

Чтобы прекратить брожение нужно снять вино с осадка и закрепить спиртом (желательно виноградным дистиллятом) или водкой до концентрации 16%. Если начальная сахаристость сырья неизвестна, рассчитать естественную крепость, полученную путем брожения, не получится. В этом случае добавляют 10-15% спирта от объёма вина.

Недостатки: вино становится очень крепким, вкус меняется, водка может давать неприятный запах.

Остановка брожения холодом

Единственный метод, не влияющий на аромат, вкус, сладость и крепость вина. При температуре ниже 10°C дрожжевые грибки переходят в состояние анабиоза (спячки) и выпадают в осадок на дне.

Для остановки брожения следует перенести вино в холодное помещение с температурой 2-10°C (обязательно выше нуля) и оставить на 3-5 дней до полной остановки брожения, выпадения осадка и хотя бы частичного осветления сусла. Затем снять вино с осадка и хранить при температуре не выше 16°C.

Недостаток: гарантии, что все дрожжи отфильтруются с осадком нет. При повышении температуры брожение может возобновиться. Чтобы воспрепятствовать этому в вино добавляют серный ангидрит (3-4 грамма на 10 литров) или сорбиновую кислоту (согласно инструкции). Но применение консервантов не самое лучшее решение для домашнего виноделия.

Термическая обработка

Винные дрожжи погибают при температуре выше 40°C. Для остановки брожения достаточно нагреть вино выше точки выживания дрожжей.

При классической термической обработке снятое с осадка вино нагревают до 55-70°C (пастеризуют), чтобы уничтожить не только дрожжи, но и другие вредные организмы (плесневые грибки, вирусы и т.д.), способные выживать в более экстремальных условиях. Чем крепче напиток, тем ниже температура. Затем вино пастеризуют в течение 10-20 минут, охлаждают до 10-16°C без доступа воздуха (сложно реализовать в домашних условиях), разливают в емкости для хранения и герметично закрывают.

Недостатки: при термической обработке вкус и аромат вина ухудшаются. Чтобы воспрепятствовать повторному заражению нужно во время охлаждения оградить вино от контакта с внешней средой, без этого эффективность пастеризации падает.

Условия жизнедеятельности дрожжей

Сахар, содержащийся в сусле, сбраживают в спирт дрожжами Saccharomyces cerevisiae, представляющими собой одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу аскомицетов (сумчатых грибов).

Обычно дрожжи размножаются почкованием и очень редко (при большом дефиците питательных веществ) спорообразованием.

К условиям, обеспечивающим нормальную жизнедеятельное дрожжей, относятся, прежде всего, температура, рН и состав питательной среды.

Дрожжи живут и размножаются в широких температурных пределах, но для нормальной их жизнедеятельности необходима температура 29-30°С. При очень высокой или очень низкой температуре жизнедеятельность дрожжей ослабляется или прекращает. Максимальная температура для развития дрожжей 38°С, минимальная--5°С; при температуре 50°С дрожжи погибают. На жизнедеятельность дрожжей значительно влияет активная кислотность среды. Водородные ионы изменяют электрический заряд коллоидов плазменной оболочки клеток и в зависимости от концентрации могут увеличивать или уменьшать ее проницаемость для отдельных веществ и ионов. От величины рН зависят скорость поступления питательных веществ в клетку, активность ферментов, образование витаминов. При изменении рН среды изменяется и направление самого брожения. Дрожжи сохраняют жизнеспособность в пределах рН среды от 2 до 8. Для их выращивания оптимальным является рН 4,8--5.

ХАССП- что это?

История ХАССП.

НАССР (ХАССП) была разработана в 70-х годах в условиях строжайшей секретности компанией Пиллсбери (the Pillsbery Company), работавшей на NASA. ?

В 1971 г была создана концепция НАССР и впервые представлена на закрытой Национальной конференции по защите пищевых продуктов. Но материалы этой конференции стали доступны широкой общественности лишь в 1992г.?

В 1989 году в США создан первый полноценный руководящий документ по НАССР- «Принципы НАССР для пищевых предприятий» ?

В 1993 г Систему НАССР признала международная Комиссия «Кодекс Алиментариус» и ВОЗ.?

В странах ЕЭС внедрение НАССР начали с Директивы по гигиене пищевых продуктов 93/43/ЕЭС от 14 июня 1993 г., которая обязывала страны-участницы организовать подготовку к внедрению системы НАССР. ?

В 1997 году международная комиссия «Кодекс Алиментариус» опубликовала новые Рекомендации по системе НАССР- принципы НАССР

Hazard Analysis and Critical Control Points

Анализ рисков и критические контрольные точки

НАССP - Это система управления качеством и безопасностью пищевых продуктов, которая обеспечивает контроль на абсолютно всех этапах пищевой цепочки, в любой точке производственного процесса, а также хранения и реализации продукции, где существует вероятность возникновения опасной ситуации

Чем выгодно использование на пищевом производстве непрерывного культивирования микроорганизмов?

Непрерывное культивирование- это процесс, при котором в ферментаторе поддерживаются постоянные условия среды, в результате чего микроорганизмы остаются в определенном физиологическом состоянии. Для непрерывного культивирования подаётся свежая питательная среда и удаляется избыток среды с продуктами метаболизма, поддерживается фаза экспоненциального роста.

При непрерывном культивировании микроорганизмов отсутствует смена фаз развития культуры. В таких процессах скорость потока питательной среды и отвода культуральной жидкости из системы необходимо отрегулировать, чтобы концентрация клеток оставалась постоянной. В стерильных условиях непрерывный метод обеспечивает сохранение культуры в физиологически активном состоянии длительное время. При непрерывном культивировании микроорганизмы не должны испытывать недостатка в питательном субстрате, так как скорость его притока сбалансирована со скоростью выхода биомассы. Кроме того, культура не отравляется продуктами обмена веществ - в этом большое преимущество непрерывного способа культивирования по сравнению с периодическим, преимущество «открытой» системы по сравнению с «закрытой». Непрерывная ферментация может проходить в гомогенной системе идеального смешения, системе полного вытеснения или в системе твердожидкостного типа.

Гомогенные системы идеального смешения. В системе идеального смешения микроорганизмы растут в культуральной среде, постоянной по своему составу, и, следовательно, в каждый данный момент времени находятся в одном и том же физиологическом состоянии, то есть в состоянии установившегося динамического равновесия.

По количеству ферментеров гомогенные системы могут быть одностадийными, двухстадийными и многостадийными.

Для получения высоких концентраций биомассы используют одностадийные системы с возвратом клеток, в которых клетки, отделенные от культуральной жидкости с помощью насоса, возвращают обратно в ферментер. Возврат клеток (рециркуляция) имеет важное значение в тех процессах, в которых за время пребывания в ферментере клетки не успевают реализовать свои потенциальные возможности в отношении синтеза целевого продукта.

Многостадийные системы состоят из ряда последовательно соединенных ферментеров - батареи. Применение многостадийных систем позволяет получать культуру при любой скорости роста - от лаг-фазы до экспоненциальной и стационарной. Многостадийное культивирование применяется при получении молочной кислоты, этилового спирта.

Основным аппаратом для выращивания непрерывной гомогенной системы является ферментер идеального смешения с устройством для потока среды и слива культуры, поддерживающим постоянный уровень среды. Такой процесс называют непрерывно-проточным, обеспечивающим одинаковую концентрацию всех продуктов внутри ферментера и в вытекающей жидкости.

Непрерывно-проточное культивирование дает возможность поддерживать постоянные условия роста микроорганизмов за счет лимитирования (ограничения) какого-то одного фактора среды. В случае, когда лимитирующим рост фактором является химический состав питательной среды, процесс называют хемостатным культивированием. В хемостате (ферментере, где протекает хемостатное культивирование) скорость разбавления питательной среды является постоянной в соответствии с заданной плотностью популяции. Изменяя скорость разбавления, можно получать режимы, обеспечивающие различную скорость роста.

Другой принцип управления процессом - турбидостат. В нем подача питательной среды осуществляется по команде фотоэлектрического элемента, регистрирующего оптическую плотность культуры в ферментере. Скорость разбавления устанавливается автоматически в соответствии с заданной плотностью популяции.

Хотя теоретически взаимосвязь между концентрацией биомассы и скорость разбавления подчиняется одним и тем же закономерностям в хемостате и турбидостате, методы управления процессами различны.

Системы культивирования полного вытеснения. Открытая система полного вытеснения отличается от системы идеального смешения тем, что культура в ней не перемешивается, а представляет собой поток жидкости через трубку. Наиболее распространенным аппаратом для культивирования в данном случае является трубчатый ферментер. Он может иметь различную форму (прямую, S-образную, спиральную) и устанавливается горизонтально или вертикально. Система полного вытеснения представляет собой пространственный, проточный вариант периодической культуры. Такая культура за время посева до выгрузки проходит через все стадии периодической культуры, то есть фазы роста распределены не во времени, а в пространстве, причем каждой части ферментера в установившемся режиме соответствует определенный отрезок кривой роста. Этот способ культивирования используется для анаэробных процессов. Посев осуществляется непрерывно на входе в ферментер одновременно с подачей среды. Этот принцип может использоваться на стадии брожения при производстве пива.

Размещено на Allbest.ru