Активация сухих дрожжей с применением пищевой подкормки
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности,
г. Кемерово, e-mail: bp@kemtipp.ru
Активация сухих дрожжей с применением пищевой подкормки
Д.С. Апенова, Л.В. Пермякова
В настоящее время на пивоваренных заводах небольшой мощности широко применяются препараты активных сухих дрожжей. Они не требуют дополнительного оборудования для разведения чистой культуры, не оказывают отрицательного влияния на основные физико-химические и органолептические показатели пива. Однако жизнеспособность таких дрожжей в большинстве случаев понижена [1]. Поэтому перед брожением их необходимо не только реактивировать, но и проводить активацию.
С этой целью применяют различные дрожжевые подкормки. Они могут быть как однокомпонентные, так и многокомпонентные, сочетающие в себе минеральные и органические вещества. Использование этих препаратов ускоряет разбраживание сусла, предотвращает замедление и остановку брожения, сокращает длительность процесса, способствует глубокому сбраживанию сахаров, увеличивает прирост дрожжей и стойкость их к автолизу.
Большинство предлагаемых пищевых подкормок для дрожжей имеет в своем составе минеральные вещества в форме неорганических соединений (диаммоний фосфат, метабисульфит калия, сульфаты цинка и марганца, хлорид калия), что с гигиенической точки зрения в производстве пищевых продуктов нежелательно.
Представляло интерес изучить действие комбинированной дрожжевой подкормки (КДП), содержащей смесь совместно измельченных цеолитсодержащего туфа и сухих хлебопекарных дрожжей в определенном соотношении.
Природные цеолиты являются минералами естественного происхождения, характеризуются значительными запасами на территории России, относительной дешевизной, доступностью и простотой добычи, переработки, возможностью модификации в нужном направлении, ионообменными, адсорбционными, молекулярно-ситовыми, каталитическими свойствами [2].
Исследовали влияние комбинированной добавки на активность некоторых ферментов дрожжевой клетки. В работе использовали сухие дрожжи Saflager расы W 34/70, которые предварительно реактивировали в соответствии с инструкцией. Затем в опытные образцы вносили КДП в различных дозировках и выдерживали в течение 1 ч при температуре 25 ºC. Контролем служил образец дрожжевой суспензии в сусле без внесения добавки. В процессе выдержки оценивали активность α-глюкозидазы (мальтазы), β-фруктофуранозидазы (инвертазы) и зимазного комплекса дрожжей [3]. Инвертаза и мальтаза - это ферменты подготовительной стадии брожения, а зимаза - комплекс ферментов, катализирующих спиртовое брожение.
Использование КДП приводит к увеличению активности исследуемых ферментов дрожжевой клетки (таблица 1.1), особенно α-глюкозидазы и зимазы. Возрастание ферментативной активности напрямую связано с дозой подкормки.
дрожжи активация пищевая подкормка
Таблица 1.1 - Влияние КДП на ферментативную активность дрожжей
ВариантДоза КДП, г/100 см³Активность, % от контр.зимазымальтазыинвертазыКонтроль-100100100Опыт 10,05167160109Опыт 20,1189160120Опыт 30,2200180121Опыт 40,5267240130
На следующем этапе работы изучали влияние КДП на физиологические показатели дрожжей (количество мертвых, почкующихся клеток и содержащих гликоген) [4]. Исходя из предыдущих результатов, было решено сократить количество дозировок.
Положительное действие КДП на физиологическое состояние дрожжевой культуры (таблица 1.2) наблюдается уже при минимальной дозировке (0,1 г/100 см³) и, в дальнейшем, при ее увеличении усиливается. Количество почкующихся клеток возрастает в 1,5-2,0 раза в сравнении с контролем, клеток с гликогеном - в 1,6-1,7 раза, процент снижения концентрации мертвых клеток составляет от 8 до 30 %.
Таблица 1.2 - Влияние КДП на физиологические показатели дрожжей
ВариантДоза КДП, г/100см³Количество клеток, %почкующихсяс гликогеноммертвыхКонтроль -215050Опыт 1 0,01315146Опыт 2 0,02358238Опыт 3 0,03418535
Полученные данные свидетельствуют, что даже кратковременная активация реактивированных сухих дрожжей предлагаемой подкормкой способствует значительному улучшению физиологических и биохимических характеристик культуры.
Характер влияния комплексного дрожжевого питания определяется химическим составом подкормки и свойствами входящих в ее состав компонентов.
Известно, что полифенольные соединения оказывают негативное влияние на жизнедеятельность дрожжей. Извлечение из среды полифенолов различными сорбентами положительно сказывалось на размножении дрожжей и интенсификации процесса сбраживания.
Благодаря адсорбционным свойствам цеолит извлекает из сусла фенольные, горькие вещества, тяжелые металлы и другие токсичные компоненты, переходящие из воды и сырья в среду и отрицательно влияющие на дрожжи, а также активность некоторых ферментов клетки.
КДП содержит не только минеральные вещества природного цеолита, но и компоненты самой дрожжевой клетки (витамины, аминокислоты, биологически активные соединения и др.), которые входят в состав различных ферментов дрожжей, участвуют в биосинтезе питательных веществ, стимулируют расщепление сахаров, способствуют улучшению морфологических и физиологических характеристик культуры.
Повышение эффективности КДП связано именно с наличием комплекса веществ, влияние которого существенно превосходит действие ионов металлов, витаминов и аминокислот в отдельности.
Задача следующего этапа исследования - изучить различные характеристики физиологических функций дрожжей и физико-химические показатели сусла в динамике сбраживания.
Эксперимент проводили с использованием сухих дрожжей Saflager расы W-34/70 и 12 %-го пивного сусла. Сравнивали три варианта: контроль - сбраживание сусла дрожжами без активации; опыт 1, 2 - сбраживание сусла дрожжами, которые предварительно активировали с КДП в различных дозировках.
Во всех вариантах дрожжевую разводку вводили в сусло из расчета 20 млн. кл./см3 с учетом количества мертвых клеток. Температура брожения 12-15 оС.
Таблица 1.3 - Изменение отдельных показателей сусла и дрожжей в процессе брожения
ВариантДоза КДП, г/100см³Длительность брожения, сут01256712345678Видимый экстракт, %Контроль-12,0010,209,256,205,935,00Опыт 10,02512,0010,208,956,005,334,10Опыт 20,112,0010,309,006,706,135,00Аминный азот, мг/100 см3Контроль-30,8026,6024,5022,4021,7021,00Опыт 10,02530,8027,3025,2022,4021,0019,60Опыт 20,130,8026,6025,2023,8022,4021,00Кислотность, к.ед.Контроль-1,502,202,402,552,752,50Опыт 10,0251,502,102,302,502,702,80Опыт 20,11,502,102,402,502,702,70Общее количество клеток, млн. клеток/см3Контроль-20,0017,5025,0037,5030,0029,00Опыт 10,02520,0022,5030,0040,0032,5030,00Опыт 20,120,0022,5025,0045,0037,5035,00
В ходе брожения (таблица 1.3) наблюдается снижение видимого экстракта, причем в большей степени в опытных образцах. В этих же вариантах происходит более значительный прирост биомассы дрожжей, что связано с интенсивным почкованием клеток и потреблением аминного азота. Возрастание скорости обменных процессов приводит и к большему накоплению органических кислот и СО2, что наглядно видно по значению кислотности среды. Исходя из полученных результатов, наиболее оптимальной является дозировка КДП 0,025 г/100 см3.
Таким образом, выявленное положительное действие КДП на дрожжевую культуру позволяет использовать подкормку для активации сухих дрожжей, что повышает ее жизнеспособность и приводит к интенсификации процесса сбраживания.
Литература
1.Меледина, Т.В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении / Т.В. Меледина. - СПб: Изд-во «Профессия», 2003. - 304 с.
2.Хорунжина, С.И. Природные цеолиты в производстве напитков / С.И. Хорунжина, В.М. Позняковский. - Кемерово: АО Кузбассвузиздат, 1994. - 239 с.
.Полыгалина, Г.В. Определение активности ферментов: справочник / Г.В. Полыгалина, В.С. Чередниченко, Л.В. Римарева. - М.: ДеЛи принт, 2003. - 375 с.
.Слюсаренко, Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств / Т.П. Слюсаренко. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 208 с.