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. 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.

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? C. Контролем служил образец дрожжевой суспензии в сусле без внесения добавки. В процессе выдержки оценивали активность б-глюкозидазы (мальтазы), в-фруктофуранозидазы (инвертазы) и зимазного комплекса дрожжей. 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 б-глюкозидазы и зимазы. Возрастание ферментативной активности напрямую связано с дозой подкормки.

дрожжи активация пищевая подкормка Таблица 1.1 — Влияние КДП на ферментативную активность дрожжей

На следующем этапе работы изучали влияние КДП на физиологические показатели дрожжей (количество мертвых, почкующихся клеток и содержащих гликоген). 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 см?) 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

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.

При контакте цеолитсодержащего туфа КДП со средой происходит обмен ионов твердой и жидкой фазы, а также обогащение среды различными микрои макроэлементами. В среду могут переходить в большей или меньшей степени Na⁺, К⁺, Ca²⁺, тесно связанные с размножением дрожжевой культуры и скоростью брожения, Mg²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, усиливающие бродильную активность, стимулирующие почкование клеток, способствующие лучшему оседанию дрожжей.

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

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.

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.

3. Полыгалина, Г. В. Определение активности ферментов: справочник / Г. В. Полыгалина, В. С. Чередниченко, Л. В. Римарева. — М.: ДеЛи принт, 2003. — 375 с.

4. Слюсаренко, Т. П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств / Т. П. Слюсаренко. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 208 с.