Микроорганизмы, используемые в бродильных производствах

1

1

ТЕМА №2.

МИКРООРГАНИЗМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В БРОДИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ

2.1. ДРОЖЖИ

2.1.6. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРОЖЖЕЙ. РАСЫ И ШТАММЫ

Биотехнологические свойства пивных дрожжей

Вид: S.cerevisiae

Биотехнол.св-ва п.др. - 10 свойств, прочитаны.

Расы и штаммы пивных дрожжей

Раса 11 - самая популярная в России, идеал пивных дрожжей. С 1939 г. Быстросбраживающая, отсутствует глюкозная репрессия, неприхотлива к сырью (несоложеные материалы), используется для сбраживания плотного сусла (до 22% СВ), О₂-независима, пиво хорошо осветляется.

Общая характеристика пивных рас и штаммов

Неприхотливы к сырью: 11, 776.

Очень требовательны к сырью: 34, 308.

Высокая скорость размножения: 11, 776, 8аМ, f-чешская.

Быстросбраживающие: 11, 8аМ, f-чешская, 70, 34, 308.

Глубоковыбраживающие: Ф-2(гибридная, декстрины, до 93%), 776, 11, 8аМ, 34, 308.

Для сбраживания плотного сусла: 11, 776, 8аМ, 41, 46, S-львовская.

Пиво хорошо осветляется из-за хорошей флокуляции: 11, 776, 8аМ, 41, 46.

Устойчивость к инфекциям: f-чешская.

Для жесткой воды: 41, 46.

Степень популярности рас в России: 11 - 44,5% заводов России; 8аМ - 34,1%; 776 - 4,1%; 44, S-львовская, 34, 308 - 10%. На остальные (f-чешская, 41, 46, 70 и др.) - менее 10%.

Часто стали использовать верховые: Hensen, Egh, Верховые-2, Верховые-32.

N.B.!!! Часто используют комбинацию штаммов, но совмещать можно штаммы только с одинаковой скоростью размножения!!!

АСПД - активные сухие пивные дрожжи. Их получают в асептических условиях (т.е. это ЧК) и они обладают ксерорезистенстностью (К). К - способность сохранять жизнеспособность при обезвоживании и длительном хранении в обезвоженном состоянии.

Технология получения и применения АСПД была разработана в 1994 г. в России Мелединой для Российского пивоварения и пива в домашних условиях (аналог инстантным хлебным дрожжам).

Достоинства АСПД: жизнеспособность клеток АСПД - не 90%; длительное сохранение биотехн.св-в - 6 мес. при 4-10^оС; положительное влияние на вкусовой профиль пива (низкое содержание спиртов, лет.кислот).

Дозировка АСПД, приготовленных в лаборатории м/о, биохимии, технологии дрожжей С-Пбр. 10-15 г/л (расы 8аМ, 11, 34, 129, 140, 145, 146, 148 - низовые).

Дозировка АСПД, приготовленных в Финляндии (Crown - верховые) - 70 г/л.

Также готовятся АСПД в DVL, Великобритании (Safbrew S-33 верховые и низовые; Saflager-23 низовые).

Биотехнологические свойства спиртовых дрожжей

Виды: S.cerevisiae, Schizosaccharomices pombe

1. Высокая бродильная активность.

2. Иметь и сохранять анаэробный тип метаболизма.

3. Микробиологическая чистота.

4. Устойчивость к продуктам своего ОВ и ОВ других м/о.

5. Устойчивость к резким изменениям состава среды, особенно к большим концентрациям солей и СВ ((осмоустойчивость).

6. При переработке мелассы полностью сбраживать раффинозу.

7. Если далее используются как хлебоп., то биотехнол.св-ва хлеб.дрожжей.

Расы и штаммы спиртовых дрожжей

При переработке зерна и картофеля используются пылевидные расы (верхового брожения): XII, II, XV, M, К-81, гибрид 69, S.pombe 80. Эти расы нельзя использовать для сбраживания мелассы, т.к. у них нет ферментов, сбраживающих раффинозу, и они неустойчивы к высокому содержанию СВ, что характерно для мелассы.

Раса XII: до недавнего времени наиболее часто используемая раса, но раффинозу сбраживает на 1/3, не сбраживает декстрины (похожи и хуже II, XV, M).

К-81 и S.pombe 80: используются вместе. Термотолерантны (до 35-36^оС), а также частично гидролизируют и сбраживают конечные декстрины. Это позволяет ускорить брожение, увеличить выход спирта, снизить расход хладоагента. Также они в 2-2,5 раза образуют больше в.спиртов и в 2-10 раз меньше глицерина, чем XII.

В производстве спирта перспективнее использовать гибридные расы дрожжей, т.к. в результате мутаций или гибридизаций они имеют фермент -галактозидазу и могут сбраживать раффинозу, выше скорость размножения, лучше хлебопекарные свойства..

Гибрид 69: по сравнению с XII лучше размножается в зерновых заторах, дольше сохраняет биохимическую активность, обладает амилолитической активностью

При переработке мелассы используются осмофильные расы: Я, Ял, В, Вл, В₃₀, гибриды Г-67, Г-73, Г-75, Г-112, У-563, Г-105 и др.

Негибридные расы отличаются высокой бродильной активностью, устойчивостью к СВ, серной кислоте, солям, спирту; после работы их биомасса используется как хлебопекарные дрожжи, но сбраживают раффинозу на 1/3.

В₃₀: выше генеративная способность, устойчивость к ввам, хлебопекарные качества, раффинозу сбраживают на 70-80%.

Гибриды лучше, имеют фермент мелибиазу=-галактозидазу, сбраживают раффинозу на 100%, хлебопекарные свойства бывают лучше, чему у хлебных. Но могут потерять свои полезные свойства.

Биотехнологические свойства хлебопекарных дрожжей

Вид: S.cerevisiae

1. Высокая бродильная активность (скорость образования СО₂)

2. Высокая продуктивность (скорость роста)

3. Высокая подъемная сила (не более 70 мин до 70 мм)

4. Высокая зимазная (-фруктофуранозидазная, 45-60 мин) и мальтазная (-глюкозидазная, 60-90 мин) активности.

5. Высокая стойкость при хранении в прессованном и сушеном виде (0-20^оС не менее 20 сут.)

6. Устойчивость к мелассной среде (к резким изменениям состава среды, особенно к большим концентрациям солей и СВ)

Расы и штаммы хлебопекарных дрожжей

С 1860 г. по 1939 на дрожжевом производстве используются спиртовые расы дрожжей, не специализированные.

В 1939 г. была выделена раса Томская. Она неплохая, но требовательна к ростовым ввам и имеет низкую мальтазную активность (160 мин).

Одесская раса 14: выделена в 1954 г. из импортных сушеных дрожжей. По всем параметрам лучше Томской (кроме ростовых вв) и является основой для селекции остальных дрожжей.

В настоящее время выбор хлебопекарных рас большой.

Штамм Я-1: устойчив к Т (до 37-38^оС), подходит для южных районов.

Гибриды Г-176, Г-262, Г-296-6: зимаз. 42-57, мальт. 65-75; для получения сушеных дрожжей, т.к. содержат много трегалозы (до 8,7%).

Г-512: триплоид, с повышенным синтезом витаминов.

ЛВ-7, 739, 722, Л-1-Л-3 и много других.

N.B.!! Имеется зависимость: штаммы, обладающие наибольшей бродильной активностью, хуже сохраняются и теряют свои свойства при высушивании.

Биотехнологические свойства винных дрожжей

При сбраживании виноградного сусла используют либо естественную, дикую микрофлору винограда, либо ЧКВД.

Брожение на диких дрожжах или спонтанное брожение рационально использовать при нормальном составе виноградного сусла и благоприятных температурных усвлоиях брожения. При этом в сусле сначала развиваются Hanseniaspora apiculata, затем S.vini, S.oviformis, S.uvarum.

Брожение на ЧК лучше использовать при каких-либо отклонениях состава сусла или невозможности создать/поддержать нормальные условия брожения. Применяют дрожжи рода S., видов S.vini, S.cerevisiae, S.oviformis, S.bayans.

1. Высокая бродильная активность (скорость образования СО₂)

2. Высокая продуктивность (скорость роста)

3. Высокая скорость размножения (выше, чем у диких дрожжей, или придется много вносить, чтобы не вытеснили).

4. Устойчивость к посторонним м/о сусла (бактериям, мицелиальным грибам) и продуктам их ОВ.

5. Отдельные свойства ВД диктуются условиями производства вина: устойчивость к кислотности, SO₂, Т^о и др.

Расы и штаммы винных дрожжей

? Высокая кислотность сусла: Феодосия 1-19, судак II-9.

? Сульфитостойкость: Берегово-2, Феодосия 1-19, Севлюш-72.

? Спиртоустойчивость: Середне-191, Ужгород-671.

? Холодостойкость: Кахури-7, Бордо-20.

? Термостойкость: Ашхабадская-3, Туркменистанская 36-5.

Используются смеси рас, все чаше - сухие винные дрожжи.

Биотехнологические свойства квасных дрожжей

Вид: S.minor.

Биот.свва квасных дрожжей обусловлены ограниченной их ролью при получении кваса.

Квас - это продукт молочнокислого и незаконченного спиртового брожения. В результате МКброжения сахара квасного сусла превращаются МКБ в молочную кислоту (кислотность), другие вва (укс.к-та, этанол, СО₂, летучие аромат.в-ва).

В результате СПброжения сахара квасного сусла превращаются в СО₂ и небольшое количество этанола (до 0,5%). В результате взаимодействия продуктов МКброжения и СПб накапливается до 0,04% уксусно-этилового эфира и диацетила, которые создают специф. аромат и вкус кваса, повышают его стойкость.

1. Хорошая бродильная активность (обычно сбраживают только глюкозу и сахарозу)

2. Высокая кислотоустойчивость по сравнению с сахаромицетами.

3. Хорошее осаждение при охлаждении.

4. Устойчивость к автолизу.

5. Мягкий и приятный вкус и аромат кваса.

Расы и штаммы квасных дрожжей

Квасные дрожжи рас: М; 131; К; С-2.

Вместо квасных S.minor используют:

Винные высокопродуктивные низовые S.vini: Штейнберг-6, Киевская, Днепропетровская.

Пивные низовые S.cerevisiae: 497, 34/70.

Хлебопекарные высокопродуктивные S.cerevisiae: ЛВ3.