Сбраживание сусла из крахмалсодержащего сырья термотолерантными дрожжами

Сбраживание сусла на спиртовых заводах, перерабатывающих крахмалсодержащее сырье, ведут с применением различных рас дрожжей. В весенне-летний период работы на большинстве заводов недостаточно холодной воды для охлаждения бражки в бродильных аппаратах, температура в которых нередко повышается до 36—40 °С. Бродильная активность дрожжей расы XII при этой температуре резко снижается, что приводит к значительным потерям углеводов и уменьшению выхода спирта.

Кроме того, в сусле из крахмалсодержащего сырья содержится до 30 % декстринов, которые полностью не осахариваются при дображивании и не сбраживаются дрожжами расы XII.

Как снизить содержание декстринов в зрелой бражке ?

Для устранения этих недостатков и более полного использования сельскохозяйственного сырья были подобраны и выделены новые расы дрожжей, которые частично сбраживают декстрины и выдерживают повышенные температуры при сбраживании сусла.

Для исследований использовали дрожжи Saccharomycent serevisiae расы XII (контроль), Saccharomycent serevisiae Logos, Saccharomycent serevisiae расы Т₂ (адаптированная Л. Г. Логиновой к повышенным температурам раса XII, а также выделенные сотрудниками КТИПП и ВНИИПрБ термотолерантные штамы дрожжей Saccharomycent serevisiae расы К-81, Saccharomycent serevisiae расы И-81 и Schrizosaccharomyces Pombe-80.

Для установления оптимальной температуры брожения каждой из указанных рас дрожжей предварительные исследования проводили на пивном сусле концентрацией 15% СВ, титруемой кислотностью 0,3°, содержанием декстринов 3 %. Такое пивное сусло примерно соответствует по химическому составу суслу спиртового производства. Дальнейшие исследования по уточнению оптимальной температуры проводили, используя сусло спиртового производства, полученное из пшеницы. Сбраживали пивное сусло при температуре 30, 33, 35, 36, 38, 39, 40, 42 °С вышеуказанными расами дрожжей. Дрожжи вносили в количестве 10 млн. клеток на 1 мл сбраживаемого сусла.

Накопление дрожжевых клеток в производственных дрожжах расы XII при температуре 39—40 °С уменьшается примерно в 5 раз, в то время как в тех же условиях дрожжевых клеток расы К-81 накапливается достаточное количество (80 — 90 млн./мл) для дальнейшего сбраживания сусла. Однако оптимальная температура накопления биомассы в производственных дрожжах расы К-81 составляет 33 °С, в остальных исследуемых расах — 30 °С. Поэтому в производственных условиях, когда из-за недостаточного количества охлаждающей воды температура в дрожжах повышается до 39—40 °С, дрожжи расы К-81 еще могут быть использованы для сбраживания производственного сусла. Однако при повышении температуры сбраживания сусла до 39 °С показатели качества зрелой бражки (крепость, содержание растворимых углеводов и декстринов) ухудшаются по сравнению с показателями, полученными при оптимальной температуре для каждой из рас дрожжей.

Таблица 1

Раса дрожжей	Содержание в зрелой бражке при различной температуре (°С)
	спирта, % об.				растворимых углеводов.%				декстринов, %
	30	33	36	39	30	33	36	39	30	33	36	39
XII (контроль)	5,92	6,15	5,09	2,17	3,60	3,35	4,82	10,39	2,48	2,14	2,94	3,00
К-81	6,14	6,26	6,53	5,84	3,36	3,09	2,46	3,93	1,78	1,02	0,24	1,90
И-81	5,86	5,91	5,74	5,68	4,04	4,19	4,26	4,43	2,74	1,70	1,99	2,46
Т₂	5,96	6,13	5,61	5,34	4,06	3,15	4,47	4,84	2,20	1,69	1,98	2,86
Pombe-80	6,36	6,49	6,08	3,03	2,91	2,67	3,35	9,42	0,23	0,18	0,21	2,70
Logos	4,14	4,09	4,09	2,93	5,50	5,86	5,90	8,89	2,23	1,64	2,59	2,97

Оптимальная температура сбраживания для дрожжей расы К-81 — 36 °С, Т2 —33 ˚С, И-81 — 33 °С, Sch. Pombe-80 — 33 °С (табл.1, рис. 1). Дрожжи контрольной расы XII выдерживают максимальную температуру брожения 33 °С. При увеличении температуры брожения до 36 °С активность их, определенная по скорости выделения диоксида углерода во время главного брожения, снижается на 20—23 %.

Таким образом, для дальнейших исследований по сбраживанию сусла из крахмалсодержащего сырья использовали дрожжи рас К-81, И-81, Т₂ и Sch. Pombe-80 и пшеницу заводского помола, полученную на молотковой дробилке. Разваривали замесы при 145 °С в течение 43 мин [2], сбраживали по методике «бродильной пробы» [3] при 30, 33, 36, 39 и 42 ˚С. Осахаривали разваренную массу ферментами солодового молока, приготовленного из смеси ячменного и просяного солодов в соотношении 7:3. Концентрация сухих веществ сусла 17 %.

Проведенные исследования по сбраживанию сусла из крахмалсодержащего сырья подтвердили данные, полученные при сбраживании пивного сусла.

Дрожжи расы К-81 при 30 °С практически одинаково с дрожжами расы XII сбраживали сусло. С увеличением температуры бродильная активность дрожжей расы К-81 увеличивалась. Максимальное выделение диоксида углерода, накопление этанола и наименьшее содержание углеводов в зрелой бражке наблюдалось при 36 °С (табл. 2, рис. 2).

Дрожжи расы И-81 стабильно сбраживали сусло при 30—39 °С, но выделялось диоксида углерода и накапливалось этанола меньше, чем у дрожжей расы XII при 30 °С и расы К-81 при 30—36 ˚С (табл. 2, рис. 2).

Дрожжи Pombe-80 накапливали максимальное количество этанола при 33 °С. При увеличении температуры брожения их бродильная активность значительно снижалась.

Дрожжи расы XII накапливали максимальное количество этанола и диоксида углерода при температуре 30 °С (табл. 2, рис. 2).

При сбраживании пивного сусла установлено, что дрожжи расы К-81, И-81 и Sch. Pombe-80 частично сбраживали декстрины (табл. 1).

Таблица 2

Раса дрожжей	Содержание в зрелой бражке при различной температуре (°С)
	спирта, % об.				растворимых углеводов, %				нерастворимого крахмала, %
	30	33	36	39	30	33	36	39	30	33	36	39
XII (контроль)	8,11	8,09	7,14	3,14	0,23	0,38	0,97	6,35	0,21	0,19	0,22	0,24
К-81	8,15	8,23	8,29	7,75	0,2	0,23	0,3	0,4	0,19	0,09	0,08	0,13
И-81	7,83	7,87	7,87	7,87	0,95	0,97	0,98	0,99	0,22	0,18	0,19	0,19
Т₂	8,10	8,12	7,97	7,96	0,36	0,30	0,83	0,88	0,21	0,16	0,19	0,19
Pombe-80	8,02	8,13	7,96	5,16	0,33	0,20	0,51	2,52	0,21	0,13	0,14	0,17

Таблица 3

Раса дрожжей	Содержание в зрелой бражке при различной температуре (°С)
	растворимых углеводов, %			спирторастворимых углеводов, %			декстринов, %			спирта, % об.
	30	33	36	30	33	36	30	33	36	30	33	36
XII (контроль)	2,24	2,23	3,08	0,40	0,52	1,23	1,62	1,49	1,55	6,22	6,22	5,00
К-81	1,53	1,07	0,85	0,31	0,26	0,19	1,07	0,71	0,58	6,53	6,63	6,70
И-81	2,32	2,18	2,43	0,48	0,70	0,73	1,61	1,40	1,61	6,17	6,23	6,15
Т₂	2,22	2,22	2,38	0,41	0,58	0,73	1,59	1,42	1,56	6,22	6,22	6,18
Роmbе-80	1,36	0,87	1,43	0,29	0,22	0,58	0,93	0,57	0,81	6,58	6,64	6,57

При сбраживании этими термотолерантными дрожжами декстринов крахмалсодержащего сырья сусло осахаривали в течение 1 часа, а затем пастеризовали на кипящей водяной бане также 1 час. Таким образом достигалось частичное осахаривание разваренной массы до сбраживаемых Сахаров и Декстринов. В результате пастеризации прекращалось дальнейшее действие ферментов солода. В охлажденную до 30 °С массу вносили дрожжи различных расе и сбраживали ее при 30, 33 и 36 °С.

Из данных табл. 3 видно, что дрожжи расы К-81 и Pombe-80 в зрелой бражке, полученной из пастеризованного сусла, накапливали этанола на 4,9—7,7 % больше, чем дрожжи контрольной расы при 30 °С, и сбраживали декстрины. Таким образом, была подтверждена способность дрожжей расы К-81 и Pombe-80 сбраживать предельные декстрины и лучше выдерживать повышенные температуры при сбраживании. Дрожжи Pombe-80 способны в наибольшей мере по сравнению с другими исследуемыми расами дрожжей сбраживать предельные декстрины, но имеют меньшую скорость сбраживания в период главного брожения и накапливают в зрелой бражке больше кислот.

Поэтому для применения дрожжей Pombe-80 необходимо разработать технологию, которая позволила бы использовать их преимущества.

По интенсивности сбраживания сусла при повышенных температурах (35—36 °С) наиболее перспективными являются дрожжи К-81. Они внедрены на Стадницком, Липникском спиртовых заводах и рекомендованы к внедрению на спиртовых заводах, перерабатывающих зерно-картофельное сырье.

Чистую культуру дрожжей можно получить на кафедре технологии бродильных производств КТИПП и во ВНИИПрБ.

Список использованной литературы

1. Технология спирта [В. А. Маринченко, В. А. Смирнов, Б. А. Устинников и др.]. Под ред. Смирнова В.А.— М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

2. Устинников Б. А., Яровенко В. Л. Интенсификация технологического процесса производства спирта из зернокартофельного сырья. Спиртовая и ликерно-водочная промышленность.—М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1973.

3. Рухлядева А.П. Технохимический контроль спиртового производства.— М.: Пищевая промышленность, 1974.

Правила в этой игре крайне простые. Кто победил тот и прав. Кто сильней тот и прав. То есть фактически, можно сказать, что правил нет

Бродильная батарея для непрерывного сбраживания осахаренного сусла Бродильная батарея непрерывного сбраживания осахаренного сусла

100% проход помола через сито с отверстием 1 мм дает возможность повысить полноту сбраживания , но не обеспечивают полноту выбраживания углеводов высококонцентрированного ячменного сусла. Установлено, что измельчение зерна ячменя характеризующееся 100% проходом помола через сито с отверстием 1 мм дает возможность повысить полноту сбраживания , но не обеспечивают полноту выбраживания углеводов высококонцентрированного ячменного сусла. Требуется дальнейший поиск решения этой проблемы./ Устинова А.С. Институт холода. С.-Петербург

Кормовые дрожжи. Увеличение производительности дрожжерастительных аппаратов для кормовых дрожжей на послепиртоой барде по технологии Валеевой Р.Т. Увеличение мощности цеха кормовых дрожжей на спиртовом заводе в 8 раз

Математическое моделирование и расчет дрожжерастительных аппаратов для кормовых дрожжей Расчет

Выбор оборудования для производства кормовых дрожжей на основании расчета материального баланса и заданной производительности Расчет и выбор оборудования

Производство кормовых дрожжей на послепиртоой барде по безотходной технологии от ВНИИПБТ

Кормовые дрожжи на цельной барде Установлено, что используемый при производстве сухих кормовых дрожжей на цельной барде СКДЦ непатогенный штамм кормовых дрожжей Rhodosporidium diobovatum 115 продуцирует не только белок, но и каротин, ассимилируя углеродсодержащие соединения барды, не представляющие кормовой ценности. Проведение направленного биосинтеза дрожжей позволяет получить кормовой продукт с содержанием каротина более 50 мкг/г, качество которого соответствует второй группе по ГОСТ 20083-74 и высшей группе по ТУ 9291-224-00008064-98