Дрожжи в технологии напитков ФГБОУ ВПО МГУ ТУ им. К.Г. Разумовского, каф. ТБП и В им. Г.Г. Агабальянца доц., к.т.н., Макаров С.Ю. Лекции по дисциплине "Современные пищевые технологии" для студентов специальности "Технология бродильных производств и виноделие" 1

Естественные резервуары дрожжей 2

3 Почкование Спорообразование Простое деление Половой процесс а – клетка в состоянии покоя, б, в – клетка при почковании; г – аск; 1 – ядро; 2 – вакуоль; 3 – почки, 4 – аскоспоры.

4 Различные фазы споруляции дрожжевой клетки: а вегетативные клетки (диплоиды); б прекращения почкования; в аски и аскоспоры; г споры, выходящие из аска (у некоторых видов). Спонтанное брожение пшеничного сусла Брожение шотландского виски

5 Аэрация Аэробное дыхание (уравнение Л. Пастера): С 6 Н 12 О 6 +6О 2 =6СО 2 +6Н 2 О к Дж/моль Брожение (уравнение Ж. Гей-Люссака): С 6 Н 12 О 6 = 2СН 3 СН 2 ОН + 2СО к Дж/моль «Брожение - это жизнь без кислорода» © Л. Пастер

6 Температура оптимальная 29-30°С. При очень высокой или очень низкой температуре жизнедеятельность дрожжей ослабляется или прекращается. Максимальная температура для развития дрожжей 38°С, минимальная - 5°С; при температуре 50°С дрожжи погибают Дрожжи сохраняют жизнеспособность в пределах рН среды от 2 до 8, но оптимальным является рН 4,8-5. При рН ниже 4,2 дрожжи продолжают развиваться, тогда как развитие молочнокислых и ряда других бактерий прекращается.

7 Наличие сбраживаемых веществ (13-15% сахаров, 7- 9% об. спирта). В первую очередь усваивается тот источник углерода, который обеспечивает большую скорость роста дрожжей (полиауксия). Теоретический выход спирта из 1 кг сырья: гексозы: 0,6479 л АС сахароза: 0,6820 л АС крахмал: 0,7198 л АС Практический выход 81,5- 93% от теоретического

8 Источники азота (желательно в форме солей аммония) и фосфора (ортофосфорная кислота или ее соли) Микроэлементы: для хорошего роста дрожжей необходимы: калий, магний, цинк, железо, медь, кальций. Наличие ростовых факторов (аминокислоты, органические и жирные кислоты) Конечная концентрация спирта (7-9% для спирта, до 18% для напитков с длительным периодом дображивания) Давление, перенасыщение сусла двуокисью углерода

9 Факторы гибели (инактивации) микроорганизмов нестерильного сусла при самопроизвольном забраживании: высокий осмос (содержание низкомолекулярных сахаров); поглощение кислорода, насыщение СО 2 (аэробные формы); устойчивость к сульфитацией SO 2 (винное сусло); пониженная температура сбраживания (пиво, сакэ, вино); понижающаяся кислотность (набраживаемые органические кислоты - бактерии, плесени); устойчивость к возрастающей концентрации этанола; повышенное давление при сбраживании в закрытых чанах; киллер-фактор (протеины-полисахариды) для чувствительных к нему дрожжей рода Saccharomyces

10 А - возбраживание А-В - главное брожение ВС - дображивание

11

По форме брожения в технологии напитков различают: - верховые (относительно мелкие, распределены в толще жидкости, по окончании брожения оседают на дно в виде неплотного, легко взмучиваемого осадка); - низовые (пивные, преимущественно низовые, крупные, по окончании брожения образуют плотный осадок на дне бродильной ёмкости, обладают способностью к агглютинации - слипанию в более крупные агломераты); - пленчатые (хересные Saccharomyces beticus, бродящие в пленке на поверхности сусла). Дрожжи дикие - виды дрожжей, попадающие случайно и не характерные для данного производства. В хлебопечении к ним относятся микроорганизмы из рода Candida, Torulopsis, Pichia. Являются возбудителями спонтанного брожения. Как правило, набраживают небольшое количество спирта из-за чувствительности к нему и большое количество примесей. 12

Hanseniaspora uvarum (нативные дрожжи винограда) Используют для спонтанного забраживания винного сусла. Характеризуются случайным характером брожения, неустойчивостью к высокой крепости сусла 13

Saccharomyces vini (винные дрожжи) Верховые, сбраживают винный сахар - глюкозу, а также другие сахара виноградного сусла, отдельные виды выдерживают высокие концентрации спирта, до 20%, например, хересные или сакэйные, набраживают характерные для вина вкусо-ароматические соединения. На винограде содержатся только на 1 ягоде из

Saccharomyces beticus (хересные пленчатые дрожжи) Известны под названием «flor», образуют на поверхности вина в неполных бочках пленку, благодаря развитию которой вино приобретает особый вкус и букет. Дикие формы вызывают заболевание вина - цвель. 15

Sассhаrоmусеs oviformis (для шампанского) Способны сбраживать сахар среды при относительно низких положительных температурах (10°12°С) и высоком давлении (0,5 МПа) в присутствии этилового спирта (1012% об.). Должны размножаться в средах, обедненных некоторыми питательными веществами и факторами роста. Для бутылочного метода производства используют дрожжи, образующие зернистый осадок, легко отстающий от стенок бутылок и переходящий на пробку при ремюаже. Для шампанизации вина резервуарным периодическим методом используются дрожжи, дающие крупнозернистый осадок, способствующий быстрому осветлению вина и лучшей фильтрации. 16

Saccharomyces cerevisiae (спиртовые дрожжи) Спиртовые - верховые, быстро и полно сбраживают сахара, набраживают спирт преимущественно на зерновом сусле. Адаптированы к аэробному существованию Мелассные - верховые, быстро набраживают спирт на сусле с сахарозой, имеют хорошую подъемную силу Последние годы - преимущественно гибридные (генно-измененные) термотолерантные и осмофильные 17

Saccharomyces cerevisiae (хлебопекарные дрожжи) Верховые, повышенная продукция СО 2 для быстрого подъема теста (подъемная сила), иногда используют мелассные спиртовые дрожжи 18

Делящиеся дрожжи Schizosaccharomyces pombe (возбудитель спонтанного брожения при производстве рома из сока сахарного тростника) Особенностью Schizosaccharomyces является набраживание, наряду с этанолом, относительно большого количества разнообразных альдегидов и высших спиртов, органических кислот, в результате реакции этерификации со спиртами, образующих сложные эфиры, участвующие в создании ромового аромата. Вредители дрожжевого и винного производств. 19

Saccharomyces carlsbergensis (пивные дрожжи) В большинстве случаев - низовые, способны сбраживать спирт в бедных сахарами бражках при низких температурах, самые крупные из культурных сортов, склонны к агглютинации, по окончании брожения, как правило, образуют плотный осадок, набраживают характерные для пива вкусо-ароматические соединения 20

Saccharomyces minor (cerevisiae - квасные дрожжи) Lactobacillus casei Набраживают небольшое количество спирта в бедном сахарами квасном сусле, удовлетворительно сосуществуют с молочнокислыми бактериями 21

Saccharomyses cerevisiae var. Sake - сакэйные дрожжи Верхового брожения, устойчивы к концентрации спирта до 20-23% об., низким температурам брожения (7-12°С) и не требуют содержания ростовых веществ в сырье (шлифованный рис сакэйных сортов) 22

Candida Tropicalis (кормовые дрожжи БВК) Верхового брожения, быстро и полно сбраживают доступные источники углерода. Преимущественно аэробного дыхания (выращивание биомассы производится в условиях принудительной подачи в растильный аппарат кислорода воздуха). Для питания используют пищевое сырье (барда, гидролизаты отходов), нефти парафины (паприн), синтетический спирт (эприн) 23

24

25

Хмелевая закваска Этот способ приготовления закваски используется на предприятиях малой мощности для выпечки хлеба с повышенными органолептическими свойствами 26

Дрожжевое молоко Жидкая суспензия дрожжей в воде, полученная при сепарировании культуральной среды после размножения в ней дрожжей. Дрожжевое молочко – раствор с большим количеством выращенных дрожжевых клеток можно сразу использовать для замеса, его добавляют в количестве до 30% к весу используемой муки. 27

Жидкие дрожжи Жидкие дрожжи, приготовляемые непосредственно на хлебопекарных предприятиях, различаются по применяемым расам дрожжей и молочнокислых бактерий, по способу приготовления, влажности и бродильной активности. 28

Прессованные дрожжи Представляют собой скопление дрожжевых клеток, выделенных из культуральной среды, промытых и спрессованных. Главным недостатком прессованных дрожжей является малый срок их хранения, при котором клетки автолизируются и гибнут. Концентрация клеток дрожжей от 8 до 15 млрд кл./г 29

Сушеные хлебопекарные дрожжи (активные сушеные АСД) Получают высушиванием измельченных прессованных дрожжей теплым воздухом на вальцовых или распылительных сушилках до остаточной влажности (8-9%) (влага, химически связанная с белками клеток). Концентрация клеток дрожжей около млрд кл./г, из них жизнеспособных % 30

Быстродействующие сушеные (инстантные) БСД Получают лиофильной сушкой или иными щадящими способами сушки, хранятся в герметичной таре под вакуумом, конечная влажность 4% 31

Спасибо за внимание! 32