15.7.4.4. Виробництво хлібопекарських дріжджів
Хлібопекарські дріжджі (Saccharomyces cerevisiae), що використовуються при виробництві хлібобулочних виробів, деградують вуглеводи тесту до спирту і діоксиду вуглецю, який фіксується в обсязі вироби [2]. Крім того, вони хімічно і механічно модифікують глютен - основний протеїн пшениці. У виробництві вітамінів дріжджі використовують як джерело вітамінів групи В і D2. Дріжджі використовують також для виробництва квасу.
Властивості хлібопекарських дріжджів [24]
Основні стадії вирощування дріжджів супроводжуються постійною аерацією живильного середовища. Потім їх переносять в мікроаерофільні умови для бродіння в тісті. Ця зміна умов для життєдіяльності обумовлює ті різноманітні властивості, які повинні бути притаманні хлібопекарським дріжджам.
Перш за все вони повинні володіти високою потенційною активністю гликолитических ферментів. Вона виражається як зімазная і Мальтазна активність, яка визначається часом, необхідним для виділення 10 мл СО2 при зброджуванні 20 мл 5% розчину цукру дріжджами, які вносяться в кількості 2,5 об. % Від обсягу середовища, в мікрогазометре Єлецького. Дріжджі повинні мати також високу активність інвертази та інших гидролитических ферментів, мати здатність рости і синтезувати ферменти і коферменти в досить анаеробних умовах, швидко адаптуватися до мінливих субстратів. Крім того, вони повинні проявляти осмотичну стабільність по відношенню до жирів і відносно високої концентрації цукру в початковій стадії бродіння тесту, бути солестійкого і стійкими до змін рН, містити невелику кількість глутатіону. І, нарешті, дріжджі повинні бути стійкими до домішкам, які містяться в мелясі, на якій їх вирощують, мати високу генеративную активність, бути стійкими при зберіганні.
Для розпушення тіста застосовують різні раси S. cerevisiae. У хлібопеченні використовують пресовані дріжджі, дріжджове молоко, сушені та рідкі дріжджі, а також висококислотних закваски.
Пресовані дріжджі. Для отримання хлібопекарських дріжджів використовують швидкорослі раси верхового бродіння. У вітчизняній хлібопекарській промисловості застосовуються раси № 14, Вузловський Нр-l і Нр-2, Краснодарська солестійкого, Ленінградська 14, Л-441. У повноцінних рас дріжджів підйомна сила, т. Е. Тривалість підйому тесту на стандартну висоту (70 мм) в стандартній формі повинна бути до 45 хв, зімазная активність - до 50 хв, Мальтазна активність - до 70 хв, стійкість до мелясі - 100% , питома швидкість росту - до 0,2 год -1. Однак жодна з використовуваних рас не поєднує в собі всіх необхідних ознак, які б відповідали вимогам, що пред'являються до хлібопекарським дріжджам. Тому на хлібозаводах часто використовують суміші різних рас дріжджів. На деяких заводах застосовується гібрид 196-6 (зімазная активність - 43 хв, Мальтазна - 65 хв).
Для підвищення бродильної активності пресованих дріжджів, скорочення періоду адаптації дріжджових клітин в тесті проводиться їх активація. Існує багато способів активації дріжджів, заснованих на поліпшенні складу живильного середовища шляхом додавання, наприклад, заварки ячмінного солоду, соєвого борошна, ферментних препаратів, мінеральних солей. Бродильні властивості і брунькування дріжджів можна посилити аерацією живильного середовища, особливо якщо насичення дріжджової суспензії киснем проводиться в магнітному полі. Ефективним є двофазний спосіб активації пресованих дріжджів. За цим способом суспензію, яка містить воду і дріжджі в співвідношенні 1. 20, прогрівають 30 хв при 35 ° С. Потім до неї додають борошняну суспензію, до складу якої входить 10% всієї борошна, ферменти - Амілорізін П10х (0,24 од. ОС / 100 г борошна) і амилосубтилин Г10х (0,015 од. ОС / 100 г борошна), і знову прогрівають при тих же умовах. Дворазовий прогрів дріжджової суспензії сприяє активації їх ферментного комплексу, скорочення періоду адаптації, підвищення бродильної активності.
На хлібозаводах поряд з пресованими дріжджами, що поставляються дрожзаводамі, застосовують і спиртові дріжджі. Вони відрізняються високою зімазной і низькою мальтазної активністю, краще, ніж дріжджі спеціалізованих заводів, переносять високу концентрацію сахарози. Застосування спиртових дріжджів особливо ефективно при прискорених безопарним способом приготування тіста.
Дріжджове молоко. На багатьох хлібопекарських підприємствах, розташованих поблизу дрожзаводов, замість пресованих дріжджів застосовують дріжджове молоко, в 1 л якого міститься 400-450 г дріжджів. Якість дріжджового молока контролюється за трьома основними показниками: вмістом дріжджів в 1 л молока, кислотності і підйомної силі. При використанні дріжджового молока інтенсифікується бродіння напівфабрикатів на всіх стадіях технологічного процесу, що забезпечує отримання хліба з великим питомим об'ємом і кращої пористістю, ніж в разі застосування пресованих дріжджів. Більш висока бродильна активність дріжджового молока в порівнянні з еквівалентною кількістю пресованих дріжджів зумовлена тим, що дріжджові клітини в молоці роз'єднані, а це забезпечує велику поверхню їх контакту з субстратом і, отже, сприяє інтенсифікації біохімічних процесів. Однак дріжджове молоко з-за високої вологості менш стійко при зберіганні - до 10 діб. при 4-6 ° С і до 24 год - при 20 ° С.
Сушені дріжджі. Сушені хлібопекарські дріжджі отримують з пресованих дріжджів. Для їх виробництва застосовують спеціальні раси і режими вирощування, що забезпечують стійкість до сушіння. У Швеції використовують расу НР-2, в Італії - АДУ-166. Щоб Їх на сушку дріжджі повинні містити значно більше СВ (32-34%) і власних вуглеводів (зокрема, трегалози до 11-12%) у порівнянні зі звичайними дріжджами для пресування (відповідно 30-31 і 7-8%). Використовувані раси повинні мати підйомну силу не вище 45 хв, Мальтазна активність - не більше 70 хв, осмоустойчівость - не більше 10,5 хв і виживання більш 70% клітин в готовому продукті. Вологість сушених дріжджів - 8-10%.
Для стабілізації біологічно активних сухих дріжджів в процесі сушіння їх обробляють спеціальними пластифікаторами (суміші рослинних масел з жирними кислотами, моноефіри) або антиоксидантами, які емульгують з рослинним маслом.
Важливе значення має не тільки тривале збереження ферментативної активності сухих дріжджів, але і її відновлення після регідратації дріжджів. Для відновлення застосовують різні речовини: глюкозу, аскорбінову кислоту, бромат калію, фосфати, хлориди, сульфат амонію, ефіри гліцерину і насичених жирних кислот і інші, які додають в воду в різній послідовності.
Рідкі дріжджі. Рідкі дріжджі, що готуються безпосередньо на хлібопекарських підприємствах, розрізняються по застосовуваних рас дріжджів і молочнокислих бактерій, за способом приготування, вологості і бродильної активності.
Раціональна схема приготування рідких дріжджів включає заквашування осахаренной і охолодженої до 50 ° С борошняної заварки (рН = 3,7 ÷ 3,9) термофільними бактеріями Lactobacillus delbrueckii до 10-14 ° Н, приготування додаткового живильного розчину для дріжджів (хорошими засобами активації росту дріжджів є двозаміщений фосфорнокислий калій, кукурудзяний екстракт, продукти крохмале-патоковий виробництва, молочна сироватка), змішування його з закиснув затором і культивування на цьому середовищі дріжджів при 28 ° с. Висока кислотність затору запобігає розвитку в ньому сторонньої мікрофлори і дозволяє тривалий час працювати без оновлення культури. Для інтенсифікації процесу приготування рідких дріжджів рекомендується також інтенсивне перемішування живильного середовища.
Для отримання рідких дріжджів переважно використовують штам Московський-23, який відрізняється високою підйомної силою, енергією розмноження, активної газообразующей здатністю.
Для приготування кислого житнього і пшеничного хліба безпосередньо на хлібозаводах готують висококислотних закваски з вологістю 45-50, 65-70 або 70-80%.
Якість хлібопекарських дріжджів. Для розпушування тіста застосовують дріжджі хлібопекарські пресовані (ГОСТ 171-81), дріжджове молоко (ОСТ 18-369-84), сушені дріжджі (ОСТ 18-193-74). Вимоги до якості дріжджів наведені в табл. 15.7.52.
Технологія виробництва хлібопекарських дріжджів [61]
В якості сировини для виробництва дріжджів використовується меляса, а також мелассного бражка. Головними легкозасвоюваними джерелами азоту для дріжджів служать мінеральні солі амонію і сечовина. Крім того, дріжджі засвоюють вільні амінокислоти поживного субстрату.
Основними стадіями виробництва хлібопекарських дріжджів є: приготування живильного середовища; багатоступінчате розмноження (вирощування) посівних дріжджів; вирощування товарних дріжджів; виділення з рідкого середовища, формування, упаковка і охолодження або сушка пресованих дріжджів.
Приготування поживного середовища. Мелясу, для використання її в якості поживного середовища, очищають від небажаних речовин (освітлюють) і додають необхідні для життєдіяльності мікроорганізмів компоненти. Освітлення меляси може бути холодним і гарячим.
При холодному режимі освітлення мелясу розчиняють у воді в співвідношенні від 1. 1 до 1. 3. Для придушення мікрофлори додають хлорне вапно (0,6-0,9 кг активного хлору на 1 т меляси), перемішують і витримують 0,5 ч, після чого в розчин додають сірчану кислоту до рН = 4,4 ÷ 5,0, і розчин сепарують.
Гаряче освітлення проводять у разі сильного інфікування меляси і при підготовці сусла для початкових стадій розмноження дріжджів, що вимагають підвищеної стерильності. Мелясу розчиняють в гарячій воді (1. 1), розчин нагрівають до 105-108 ° С, витримують 15-60 с, охолоджують до температури 80-85 ° С і сепарують. При очищенні розчину центрифугуванням з нього видаляють речовини, що погіршують колір і якість дріжджів.
Азот і містять фосфор солі доцільно додавати в живильне середовище безпосередньо при вирощуванні дріжджів, окремо від мелассного сусла. Розчини солей (10-12%) готують в окремому для кожної солі збірнику.
Як ростостимулюючі речовини в живильне середовище додають кукурудзяний екстракт (6 мас.% Від маси меляси), який попередньо стерилізують, нагріваючи після розведення водою (1. 1) до кипіння. Після охолодження до нього додають 5-10 мас. % Від маси екстракту биомицина.
Вирощування посівних дріжджів. У зв'язку з великим обсягом виробництва вирощування культури виробляють багатоступінчасто. Перші три стадії розмноження дріжджів виробляють в лабораторії, потім три стадії розмноження виробляють в цеху чистої культури. При вирощуванні посівних дріжджів необхідна висока стерильність.
Показники якості дріжджів і дріжджового молока [62]
Висів проводять в пробірки, що містять 100 мл субстрату (солодове сусло з 12-14% СВ, вітамінізоване томатним або морквяним соком), і розмноження ведуть протягом 18-34 год (26-30 ° С). Другу стадію розмноження в тих же умовах ведуть в колбі, що містить 700 мл того ж субстрату. Третю стадію, що проводиться в такому ж режимі, здійснюють в бутлі, що містить 6 л субстрату, отримуючи 0,3 кг дріжджів з розрахунку на пресовану масу вологістю до 75%.
У цеху чистої культури (ЧК) на стадії ЧК-1 розмноження ведуть при рН = 4,5 протягом 15-17 год (33 ° С) в дрожжерастільний апараті місткістю 3,5 м 3. за допомогою в якості поживного середовища мелассного сусло (12 % СВ) з додаванням поживних солей. Живильне середовище безперервно аерують. В результаті отримують 100 кг дріжджів (в розрахунку на 75% вологість). На стадії ЧК-2 розмноження проводять в апараті місткістю 15 м 3. В апарат вводять 3% мелассного розчину від його загального обсягу і стерильну воду до доведення концентрації цукру 3,0-3,5%, додають 10% споживаної кількості розчинів солей і починають аерацію з розрахунку 30-40 м 3 / ч на 1 м 3 середовища. Після цього вводять отримані на стадії ЧК-1 дріжджі. У міру споживання цукру виробляють додавання мелассного розчину, розчинів солей, збільшують швидкість подачі повітря. Тривалість процесу складає 9 ч (33 ° С), в результаті виходить 580 кг дріжджів (вологість - 75%). На стадії ЧК-3 розмноження ведуть в апараті місткістю 56 м 3 так само, як і на стадії ЧК-2, отримуючи в результаті 4800 кг дріжджів (вологість - 75%). Дріжджі відокремлюють від субстрату на сепараторах, промивають водою. Концентрат зберігають при температурі 6 ° С, а пресовані дріжджі - при 2-4 ° С. Культуру ЧК-3 готують періодично, один раз в 3-4 тижні.
Вирощування товарних дріжджів. Вирощування товарних дріжджів в виробничих умовах здійснюють у дві стадії: спочатку вирощують засевной культуру, потім товарні дріжджі.
Засевной культуру дріжджів виробляють в дрожжерастільний апаратах місткістю 44 м 3. Вирощування ведуть з використанням 16,5% дріжджів, отриманих на стадії ЧК-3, на розведеної мелясі (1. 17) з концентрацією СВ, що дорівнює 2-2,5%, вводячи розчин солей при 30 ° С і рН = 4,5 ÷ 5,0 протягом 11 год. Вихід дріжджів становить 65 мас. % Від маси меляси; в кінці вирощування утворюється 2500 кг дріжджів (50 кг / м 3). Отримані дріжджі витрачають для засіву в апаратах робочої місткістю 120 м 3. Вирощування товарних дріжджів поділяють на два періоди: накопичувальний і відбірковий. Накопичувальний період триває приблизно 7 год, до заповнення робочого об'єму. Потім починається безперервний відбір (відтік) з апарату деякої частини його вмісту в відбірковий апарат, одночасно в дрожжерастільний апарат подають сусло, воду, розчини солей. Загальна тривалість циклу може бути 12-20 год і більше. Вирощування ведуть при температурі 30 ° С, рН = 4,5 і розведенні меляси 1. 17. Вихід дріжджів становить 75 мас. % Від маси меляси цукристістю 46%.
Виділення дріжджів з рідкого середовища. Після закінчення висаджування і дозрівання дріжджі, для збереження ферментативної активності, необхідно якомога швидше виділити з культуральної середовища. Виділення дріжджів здійснюють у три щаблі на сепараторах.
Дріжджове молоко добре фільтрується на барабанних вакуум-фільтрах (залишковий тиск 12 кПа). Отриману пастоподібну дріжджову масу формують у вигляді прямокутних брикетів масою 50, 100, 500 або 1000 г, упаковивиают в спеціальний папір і відразу направляють в холодильну камеру, де зберігають при температурі 0-4 ° С і відносній вологості 62-96%. Термін зберігання - не більше 4 днів, сушених дріжджів (вологість - 8-10%) - не більше 5 міс.
Сушка дріжджів. Сушені дріжджі користуються великому попитом завдяки тому, що вони зберігаються в такому стані протягом тривалого часу. Для збереження життєздатності дріжджів їх температура при сушінні не повинна перевищувати 30 ° С. Хороша якість дріжджів зберігається при висушуванні дріжджів в підвішеному стані при температурі теплоносія не вище 70 ° С, знижується в міру зменшення вмісту вологи. Після сушіння протягом 3-4 ч вологість дріжджів становить 7-8%. Сушені дріжджі зберігають при температурі 15 ° С.
Отримання дріжджів на мелассного-спиртових заводах [30]
Хлібопекарські дріжджі отримують в якості відходів виробництва при сепарації зрілої спиртової бражки (розд. 15.7.11), в 1 м 3 якої міститься 18-35 кг дріжджів (в розрахунку на 75% вологість). Вихід пресованих дріжджів становить до 3,5 кг / 1 дал спирту.
Отримання дріжджів з спиртової бражки складається з наступних стадій: виділення дріжджів з бражки, промивання і концентрування дріжджової суспензії, дозрівання дріжджів, остаточне промивання і концентрування, пресування, формування та пакування дріжджів.
При двухпродуктовой схемою витрата азотного і фосфорного живлення для дріжджів слід збільшити на 50% в порівнянні з однопродуктовой схемою.
Особливість отримання дріжджів на спиртових заводах полягає в тому, що брага містить спирт, тому відтоки після сепараторів першого і другого ступенів направляють на перегонку для вилучення спирту. Дріжджі промивають в п'ять або сім ступенів. Після сепараторів четвертій сходинці дріжджі дозрівають при аерації суспензії. Охолоджену суспензію, яка містить до 450-500 г / л дріжджів, направляють на фільтр-прес. Потім дріжджі формують і фасують так само, як на спеціалізованих заводах.