Культивирование дрожжей и сбраживание сусла,

Условия жизнедеятельности дрожжей. Характеристика производственных рас. Влияние физических, химических и физико-химических факторов на жизнедеятельность дрожжей. Физиологические особенности рас дрожжей, культивируемых на крахмалистом сырье и на мелассе.

Раса- это м/о, обладающие всеми свойствами данного вида, но имеющие стойкие производственные отличия. Раса отличается от штамма тем, что последний проверен только лабораторией.

Раса 12: т=28-30⁰С. Концентрация сухих веществ 16-18%.

Раса 717: гибридная раса, полученная с термотолератными свойствами. Выход спирта увеличен на 0,15 дал из 1-ой тонны условного крахмала. Применение позволяет снизить продолжительность брожения на 12 часов. Т_опт. = 34-36⁰С.

Раса 985Т обладает термотолерантными и осмофильными свойствами. Оптимальная температура брожения 34⁰С. Концентрация сухих веществ в сусле 24%. Наблюдается снижение примесей в спирте.

Раса 1986- увеличение секреции глюкоамилазы достигается за счёт дупликации гена. Оличит-ое св-во – способность продуцировать глюкоамилазу.

Применение расы позволяет снизить расход ферментных препаратов на 15-20%. Также снижается продолжительность сбраживания на 10 часов. Снижение образования изопропилового спирта на 50%.

Для сбраживания мелассы используют следующие расы дрожжей:

- раса В (венгерская)

- раса Я (Якубовского)

- раса Л ( Лохвицкая)

Все перечисленные расы не обладают ферментами, которые расщепляют раффинозу полностью. Вследствие этого 1,46 % спирта теряется.

Раса 563 – гибридная раса, которая обладает осмофильными свойствами, сбраживает сусло с концентрацией 26 % сухих в-в, полностью сбраживает раффинозу. Кроме этого увеличивает выход хлебопекарных дрожжей.

Кроме дрожжей, используемых в виде суспензии для сбраживания сусла, можно использовать сушёные дрожжи (супер-стар). Дрожжи обладают высоким содержанием жирных кислот и трегалозы, что обеспечивает высокую осмо- и термотолерность. Обладают высокой скоростью размножения.

12 раса – число почкующихся 63%

супер-стар - …………………… 94%.

Факторы, влияющие на рост дрожжей.

1) температура. Дрожжи имеют прямую пропорциональную зависимость скорости роста при т=20-36⁰С. Выше 36⁰С скорость роста сахаромицетов резко падает, а несахаромицеты (дикие дрожжи) наоборот хорошо. Однако в спиртовом произ-ве применяются термотолерантные дрожжи, имеющие оптимум действия 35-38⁰С. Эти дрожжи применяются для заводов, работающих в жарких климатах.

Для ускорения процесса сбраживания, когда завод имеет узким местом бродильный цех. При т=40⁰С дрожжи резко замедляют своё развитие, а при 45-50⁰С гибнут. Дрожжи хорошо переносят охлаждение, их можно замораживать, тогда они впадают в состояние анабиоза. При размораживании они восстанавливают свои функции. Однако повторное замораживание дрожжи убивает.

2) ph. Дрожжи имеют оптимум ph= 4,5-5,5. Он определяется суммарно ферментативной активностью. Культурные дрожжи выдерживают ph=3,5. Подкисление позволяет улучшить микробиологическое состояние дрожжей, т.к. дикие др. плохо переносят подкисление. При 3,0-3,5 находится изоэлектрическая точка красящих вещ-в мелассы, и они прилипают к дрожжам.

3) концентрация пит-ой среды. При прочих равных условиях скорость роста зависит от скорости поступления к ним пит-х в-в. Скорость определяется концентрацией или осмотическим давлением среды. Повышать осмот давление могут сухие в-ва, специальные соединения (NaCl). В целом осмотическое давление связано с коэффициентом разбавления мелассы.

4) Активаторы, ингибиторы. Активаторы белков ферментов, сод-ся в дрожжах лучше работают, если в среде группа –SH. Они присутствуют в а/к, поэтому а/к являются хорошими активаторами. Чистые а/к дорого, часто применяют дрожжевые автолизаты. К ативаторам относят низкомолекулярные углеводы и витамины, а также некоторые микроэлементы. Ингибиторы- формалин- достаточно часто исп-ся для ассептирования среды, соли тяжёлых металлов (As), этиловый спирт. Концентрация до 10% он не угнетает дрожжи, а т. к. обычно 7-9%, то проблем нет.

5) аэрация. (для хлебопекарных др-ей)

ф-ии:

- доставка кислорода др-м клеткам

- отвод образовавшегося СО₂ и продуктов метаболизма

- доставка к др-ой клетке пит-х в-в

-поддержание др-ой клетки в подвешенном состоянии

Максимальный выход др-ей обнаружен, когда на 1 г сахара потребляется 1,6 г О₂. Выход 210%.

На мелассе - осмофильные дрожжи возможность сбраживания концентрированных сред, сбраживать раффинозу.

На зерно-картофельном сырье – высокую бродильную энергию и анаэробный тип дыхания, устойчивы к продуктам обмена, изменению состава среды, переносить большую концентрацию солей и сухих в-в.

Прочие факторы, влияющие на жизнедеятельность дрожжей.

-Скорость роста др.зависит от разности осматического давления в клетке и в сусле; чем она больше, тем быстрее размножаются дрожжи.

-При обработка дрожжей ультрозвуком в несколько раз возрастает активность инвертазы и в некоторых случаях стимулируется их рост.

-Под влиянием гамма-лучей у винных др.повышается бродильная способность, а у хлебопекарных- мальтозная активность.

- спирты ,эфиры , слабые растворы щелочей растворяют липидные в-ва клеток др. спирты даже в небрльших концентрациях ,3-4%, тормозят почкование дрожжей. Но размножение др.в непрерывном потоке зависит главным образом от содержания питательных в-тв в среде и меньше от количества спирта в среде.

- формалин , кислоты и соли тяжелых металлов –плазматические яды, тормозят почкование.

- сернистая ,азотистая, фосфористоводородная к-ты и их соли в очень малых концент-циях препятствуют нормальному росту др.

- свободные органические к-ты оказывают большее ингибирующее действие, чем соли(наиб. Сильное действ-масляная и капроновая)

-некоторые тяжелые металлы в малых кол-вах убивают др.клетки

-в бражке с повышенным содержанием ионов Ca, Mg, Fe у др.клеток теряется водная оболочка, в связи с тем , что уменьшается ионная сфера и электрический заряд на поверхности клетки и создаются условия для агглютинации дрожжей.

- спиртовые расы дрожжей имеют отрицательный элекрокинетический потенциал от-7 до 13 мВ, вследствии чего они адсорбируют на своей поверхности меланоиды сположительным потенциалом, которые способствуют отмиранию дрожжевых клеток.

- соединения ,имеющие SH-групп, имеют важное значение в активированее и регулировании действий многих окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов, определяющих жизнедеятельность и обменные процессы микроорганизмов.