Способ активации пивных и спиртовых дрожжей

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ активации пивных и спиртовых дрожжей, включающий приготовление дрожжевой суспензии и ее обработку непосредственно в дрожжевом аппарате ультразвуком с частотой колебаний 22 кГц в течение 3,5-4,5 мин при температуре 16-28°С, отбор 90-95% от всего объема суспензии обработанных дрожжей и перенос в следующий аппарат для выращивания дрожжей, дальнейшее воздействие на оставшиеся 5-10% дрожжевой суспензии ультразвука с частотой колебаний 22 кГц до достижения 100% мертвых клеток, соединение полученного дрожжевого экстракта с ранее обработанными 90-95% дрожжевой суспензии. При этом сусло перед подачей в дрожжевой аппарат обрабатывают в потоке сверхвысокочастотными волнами частотой 2450 МГц. Изобретение обеспечивает интенсификацию процесса выращивания дрожжей в спиртовой и пивоваренной промышленности. 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение предназначено для пивоваренной и спиртовой промышленности.

Известен способ активации пивных дрожжей с использованием ультравысокочастотного (УВЧ) электромагнитного поля на волне 18 см с частотой 1667 МГц, который позволяет улучшить энергию брожения и увеличить число живых клеток (Патент на изобретение №2200194 RU, МПК C12N 1/18, C12N 13/00, A21D 8/02, опубл. 10.03.2003, бюл. №7).

Недостатком данного способа является то, что УВЧ воздействие осуществляется при температуре 37°С, что не подходит для применения в пивоваренной промышленности. Также к недостатку можно отнести сложность использования оборудования (экранированный термостат с коаксиальной ячейкой) непосредственно в производстве.

Известен способ активации пивных дрожжей, предусматривающий воздействие электромагнитными колебаниями миллиметрового диапазона (5,95 мм, 6,0 мм и 6,5 мм) (Патент на изобретение №1174475 A1 SU, МПК C12N 1/18, C12N 13/00, C12N 1/18, C12R 1/86, опубл. 23.08.1985).

Известен способ активации пивных дрожжей, предусматривающий обработку дрожжевой суспензии совместно со средой для активации в соотношении 1:0,5 путем акустического воздействия 20-2*1⁴ Гц в роторно-пульсационном аппарате 2 минуты. Частота вращения ротора 2000 об/мин. Зазор межцилиндровый 0,2-0,3 мм. В качестве среды активации служит молочная сыворотка, пивное сусло или их смесь. Количество мертвых клеток в результате обработки не превышало 10%. Изобретение позволяет улучшить качество пивных дрожжей (Патент на изобретение №2234529 RU, МПК C12N 13/00, С12С 11/02, опубл. 20.08.2004, бюл. №23).

К недостатку данного способа можно отнести трудоемкость применения, непосредственно в производстве, т.к. подразумевает перекачивание дрожжевой суспензии в специальный аппарат. Также недостатком является применение в одном из примеров молочной сыворотки, что приводит к удорожанию процесса.

Известен способ приготовления автолизата дрожжей, предусматривающий обработку дрожжевой разводки либо чистой культуры дрожжей, либо регидратированного препарата активных сухих дрожжей, либо осадочных дрожжей с концентрацией клеток от 50⋅10⁶ до 2⋅10⁹ клеток/см³ акустическим полем с частотой колебаний 22…50 кГц и интенсивностью колебаний 0,5…40 Вт/см² в течение от 5 секунд до 120 минут с периодичностью воздействия от 1 до 5 раз. Воздействие акустическим полем осуществляют в атмосфере газовой смеси: инертный газ - кислород (Патент на изобретение №2204909 RU, МПК A23J 1/18, C12G 1/02, C12N 1/06, C12N 13/00, опубл. 27.05.2003, бюл. №15).

Наиболее близким к заявленному способу является способ активации спиртовых дрожжей, который осуществляют следующим образом. Готовят суспензию спиртовых дрожжей в производственном зерновом сусле, обрабатывают весь объем суспензии акустическим полем с частотой колебаний 22 кГц и интенсивностью колебаний 1,0 Вт/см² в течение 3,5…4,5 минут при температуре 28…34°С, отбирают 90…95% от всего объема суспензии обработанных дрожжей. Далее оставшиеся 5…10% суспензии подвергают повторной обработке акустическим полем с частотой колебаний 22 кГц и интенсивностью колебаний 1,0 Вт/см² в течение 35…45 минут при температуре 48…52°С до разрушения оболочек дрожжей с получением экстракта дрожжей. Полученный экстракт смешивают с суспензией обработанных дрожжей. Изобретение позволяет увеличить прирост биомассы дрожжей в 2…3 раза, ускорить разбраживание сусла в первые сутки брожения, сократить продолжительность брожения на 10…12 часов (Патент на изобретение №2288262 RU, МПК C12N 1/16, C12N 13/00, опубл. 27.11.2006, бюл. №33).

К недостатку можно отнести то, что данный способ рассчитан только для спиртовой промышленности, которая требует проводить дополнительную пастеризацию сусла в дрожжевом аппарате, перед внесением засевных дрожжей, в течение 30 минут при температуре 75°С.

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса выращивания дрожжей в спиртовой и пивоваренной промышленности и обеззараживание сусла перед внесением засевных дрожжей.

Изобретение позволит улучшить качество сусла, увеличить прирост биомассы в 2 раза, сократить продолжительность подготовки сусла в спиртовом производстве, а также сократить процесс выращивания засевных дрожжей на 8-10 часов и продолжительность брожения на 12…14 часов.

Техническая задача достигается тем, что в способе активации пивных и спиртовых дрожжей, включающем приготовление дрожжевой суспензии и ее обработку непосредственно в дрожжевом аппарате ультразвуком с частотой колебаний 22 кГц в течение 3,5…4,5 мин при температуре 16…28°С, отбор 90…95% от всего объема суспензии обработанных дрожжей и перенос в следующий аппарат для выращивания дрожжей, дальнейшее воздействие на оставшиеся 5…10% дрожжевой суспензии ультразвука с частотой колебаний 22 кГц до достижения 100% мертвых клеток, соединение полученного дрожжевого экстракта с ранее обработанными 90…95% дрожжевой суспензии, сусло перед подачей в дрожжевой аппарат обрабатывают в потоке, скорость которого регулируется при необходимости, сверхвысокочастотными волнами частотой 2450 МГц.

Предложенный способ основан на использовании диапазона частот звуковых колебаний, рекомендованных к применению.

Такая обработка предупреждает развитие болезней сусла, позволяет повысить текучесть замеса за счет вихревых микропотоков и провести пастеризацию сусла в потоке, за счет нагрева. Эти эффекты позволяют сократить продолжительности подготовки сусла в спиртовом производстве перед приготовлением дрожжевой суспензии.

Воздействие на дрожжевую суспензию ультразвука частотой 22 кГц не более 5 минут способствует механическому разделению дрожжевых скоплений и воздействуют непосредственном на дрожжевую клетку, а именно повышают ее проницаемость и ускоряют поступление питательных веществ из среды в клетку. При этом более длительное воздействие 10…50 минут позволяет разрушить клеточную стенку и выйти содержимому клетки наружу, получив тем самым дрожжевой экстракт, богатый питательными веществами.

Представлен принципиальная схема дрожжевого аппарата, осуществляющего способ активации пивных и спиртовых дрожжей.

Способ осуществляется следующим образом.

Сусло в потоке подается по диэлектрической трубе 1, жестко установленной в трубе 2 из нержавеющей стали. Энергия электромагнитного поля сверхвысокой частоты подается от СВЧ генератора 3 частотой 2450 МГц по волноводу 4, отражается от короткозамкнутого волновода 5 и поступает вниз по диэлектрической трубе 1, отражается от короткозамкнутого волновода 6 и поступает в волновод 7, где поглощается балластной нагрузкой 8. Обработка сусла в потоке энергией сверхвысокой частоты осуществляется до температуры 70…75°С, что позволяет провести пастеризацию сусла перед поступлением в дрожжевой аппарат. Регулировать подачу сусла можно задвижкой 9.

Далее сусло поступает в дрожжевой аппарат 10, в котором установлены смотровое окно 11, патрубок 12 для подачи воздуха, патрубок 13 для подачи засевных дрожжей, насос 14 для перекачки дрожжевой суспензии по трубопроводу 15 из нижней части дрожжевого аппарата 10 в верхнюю его часть. В нижней части дрожжевого аппарата смонтирован ультразвуковой излучатель 16 частотой 22 кГц для обработки дрожжевой суспензии в течение 3,5…4,5 мин при температуре 16…28°С с целью активации и обработки остатка дрожжевой суспензии (5…10%) до достижения 100% мертвых клеток с целью получения дрожжевого экстракта.

Пример 1. Для спиртового производства.

Производственное зерновое сусло перед подачей в дрожжевой аппарат проходит через электромагнитные поля сверхвысокочастотного генератора с частотой излучения 2450 МГц. Скорость подачи регулируется для увеличения и уменьшения продолжительности обработки. Проходя через СВЧ генератор сусло пастеризуется при температуре 70…75°С, что исключает дальнейшую подготовку сусла в дрожжевом аппарате, перед дрожжегенерированием.

Далее сусло подается в дрожжевой аппарат, где охлаждается до начальной температуры брожения 20…22°С и смешивается с засевными дрожжами, подаваемыми из колбы Карлсберга или из аппарата чистой культуры. Полученная дрожжевая суспензия обрабатывается ультразвуком частотой 22 кГц в течение 3,5 минут. Дрожжи оставляют на культивирование при температуре 28°С. Далее проводят отбор 90…95% от всего объема дрожжевой суспензии обработанных дрожжей и переносят в следующий аппарат для выращивания дрожжей. Оставшуюся часть дрожжевой супензии 5…10% обрабатывают ультразвуком с частотой колебаний 22 кГц до достижения 100% мертвых клеток и соединяют полученный дрожжевой экстракт с ранее обработанными 90…95% дрожжевой суспензии.

Пример 2. Для пивоваренного производства.

Способ осуществляется аналогично примеру 1, но применяется пивное сусло, а температура брожения составляет 16-18°С.

Изобретение позволит улучшить качество сусла, увеличить прирост биомассы в 2 раза, сократить продолжительность подготовки сусла в спиртовом производстве, а также сократить процесс выращивания засевных дрожжей на 8…10 часов и продолжительность брожения на 12…14 часов.

Способ активации дрожжей, включающий приготовление дрожжевой суспензии спиртовых дрожжей в зерновом сусле и ее обработку непосредственно в дрожжевом аппарате ультразвуком с частотой колебаний 22 кГц в течение 3,5-4,5 мин, отбор 90-95% от всего объема суспензии обработанных дрожжей и перенос в следующий аппарат для выращивания дрожжей, дальнейшее воздействие на оставшиеся 5-10% дрожжевой суспензии ультразвука с частотой колебаний 22 кГц, соединение полученного дрожжевого экстракта с ранее обработанными 90-95% дрожжевой суспензией, отличающийся тем, что дрожжевая суспензия дополнительно включает пивные дрожжи, дрожжевую суспензию в зерновом сусле обрабатывают ультразвуком в дрожжевом аппарате при температуре 16-28°С, дальнейшее воздействие на оставшиеся 5-10% дрожжевой суспензии ультразвука с частотой колебания 22 кГц до достижения 100% мертвых клеток, а сусло перед подачей в дрожжевой аппарат обрабатывают в потоке, скорость которого регулируется при необходимости, сверхвысокочастотными волнами частотой 2450 МГц.