Технология продуктов брожения

Технология дрожжевого производства

Хлебопекарные дрожжи получают на специализированных дрожжевых и мелассно-спиртовых заводах.

Подготовка сырья

Хлебопекарные дрожжи культивируют на мелассных средах, предварительно осветленных на сепараторах по горячему, холодному или холодно-горячему способу. Для приготовления питательной среды мелассу разводят водой в соотношении 1:1 или 1:2, подкисляют серной кислотой до рН 5,0, хлорируют и отстаивают в течение 1 ч, после чего освобождают от взвешенных примесей, коллоидных веществ и микроорганизмов на центрифугах или сепараторах. В некоторых случаях патоку предварительно стерилизуют кратковременным нагреванием до температуры 80-100 градусов. Осветленный раствор хранят при температуре 70-75 или 2-4 градусов.

Для обогащения питательной среды азотом, фосфором, калием, магнием готовят 10-20 % растворы солей: сульфата аммония, диаммонийфосфата, хлорида калия, карбоксида, сульфата магния, мочевины; очищают их отстаиванием. В качестве веществ, активизирующих рост и размножение дрожжевых клеток, используют кукурузный и пшеничный экстракты, биотин, дестибиотин, вытяжку из солодовых ростков, автолизаты.

Получение маточных дрожжей

Производство хлебопекарных дрожжей состоит из нескольких последовательных стадий размножения дрожжевых клеток, начиная с пробирки, в которой чистая культура дрожжей хранится в виде колонии на застывшем сусле агара. Вначале в чистых лабораторных условиях размножаются дрожжи в солодовом сусле массовой долей сухих веществ 12 % по схеме: пробирка→подмолодочная колба→пастеровская колба→карлсбергская металлическая колба. Длительность каждой стадии 17-20 ч, температура 30 градусов, аэрация не проводится.

В цехе чистой культуры дрожжи выращивают периодическим способом. Здесь питательной средой служит стерильная смесь солодового сусла с раствором мелассы, обогащенная минеральными солями и ростовыми веществами, с массовой долей сухих веществ 12 %. Выращивание дрожжей производят в 4 стадии длительностью по 12 ч при температуре 30 градусов. Питательная среда слабо продувается воздухом. После получения оптимального количества биомассы культуральную жидкость отделяют сепарированием, дрожжи промывают и формуют. Хранят чистую культуру дрожжей при температуре 2-4 градуса.
Из полученной чистой культуры готовят естественно чистую культуру дрожжей, обладающую большей генеративной активностью и способностью к размножению. Перед введением чистой культуры дрожжей в производство для очистки от посторонних микроорганизмов их выдерживают в растворе серной кислоты массовой долей 20-25 % в течение 30 мин. Выращивают естественно чистую культуру дрожжей на разбавленном 1:12 растворе мелассы воздушно-
приточным способом, увеличивая с ростом биомассы интенсивность аэрации. Используют естественно чистую культуру в качестве посевных на товарной стадии.

Получение товарных дрожжей

Размножение товарных дрожжей производят в две стадии: предтоварной Б и товарной В, способствуя максимальному росту биомассы. Для этого ведут процесс по воздушно-приточному способу с интенсивной аэрацией и непрерывной подачей питательной среды по мере ее расходования. Дрожжи размножаются при температуре 30 градусов, рН среды 4,5-5,5, разведение раствора мелассы 1:17 (массовая доля сухих веществ 3-4 %). Отбор выращенной биомассы ведут непрерывно в течение 4 ч (при 12-часовом графике) и 12 ч (при 20-часовом). Дрожжевая масса направляется в отборочный аппарат, в котором в течение двух часов дрожжи созревают без подачи питательной среды. Производительность одной линии дрожжерастильной аппаратуры при 20-часовом графике культивирования составляет 10 т/сутки; при 12-часовом - 5,7 т/сутки. Теоретический выход дрожжей 75 % влажности из мелассы с массовой долей сахаров 46 % - 96,6-116,8 %; фактический - 68-92 %.
Полученные дрожжи отделяют от бражки сепарированием, промывают и сгущают в три ступени: 1 - 150 г/дм³; 2 - 300-400 г/дм³; 3 - 400-600 г/дм³; на этой стадии отбирают дрожжевое молоко. Далее дрожжевую суспензию охлаждают до температуры 4-8 градусов, концентрируют на фильтр-прессах или вакуум-фильтрах до влажности 75 %, упаковывают в пачки вместимостью 100 г и 1 кг.

Около 15 % хлебопекарных дрожжей получают на мелассно-спиртовых заводах. Себестоимость их на 30 % ниже, но бродильная активность этих дрожжей быстро снижается.

Технология производства солода

Солод, применяемый в хлебопекарном производстве, вырабатывают на специальных солодовенных заводах. Его можно производить непосредственно на хлебозаводах, оснащенных тоннельными сушильными установками.
Производство солода включает следующие операции: очистка и калибровка зерна; замачивание зерна; проращивание; ферментирование; высушивание; отделение ростков; полирование солода; размельчение; упаковка.

Сырье. Зерно, предназначенное для производства солода, тщательно очищают на сепараторах, веялках, триерах. Обычно используют зерно, хранившееся не менее 1-2 месяцев, так как свежее медленно прорастает. Большое значение имеет выравненность зерна, так как неодинаковые по размеру зерна замачиваются и прорастают с разной скоростью.

Для быстрого проращивания зерно замачивают в воде до влажности 40-42 %: при недостаточной влажности задерживается прорастание, при избыточной теряется всхожесть. Замачивание ведут воздушно-приточным способом, который заключается в выдерживании зерна попеременно несколько часов под водой, затем 1-2 ч без воды при постоянном отводе углекислого газа, выделяющегося при дыхании зерна. Во время пребывания под водой зерно ежечасно продувается воздухом по 5 мин. Для дезинфекции зерна, увеличения его прорастаемости на одной из стадий замачивания добавляют к воде 1-5 % извести в виде известкового молока. Продолжительность замачивания при температуре 10-13 градусов 24 ч, 18-20 градусов 10-12 ч. Для предупреждения развития анаэробного дыхания зерно необходимо активно вентилировать; высокая температура при замачивании вызывает развитие микроорганизмов. Объем зерна при замачивании увеличивается на 45 %.

Проращивание зерна проводят при низких температурах во избежание развития микроорганизмов: вначале 20-22 градуса, затем 14-15. Солод из зерна ржи проращивают 5-6 суток, ячменный светлый 6-7 сток, ячменный темный 10-12 суток. За это время происходит увеличение листовых ростков на 80-100 % длины зерна, корневых на 100-200 %.

При проращивании в зерне происходят сложные биохимические процессы. Активность ферментов увеличивается в 2-3,5 раза; растворяются межклеточные перегородки, благодаря чему зерно размягчается. Амилолитические и протеолитические ферменты расщепляют крахмал и белки зерна, образуя декстрины, сахара, низкомолекулярные продукты распада белков и аминокислоты. Происходит синтез новых веществ растущего организма и процесс дыхания, при котором теряется часть углеводов и выделяется энергия в виде тепла. Скорость протекания этих процессов зависит от температуры, влажности зерна и наличия кислорода в межзерновом пространстве.

Проращивание солода осуществляют в токовых, ящичных и барабанных солодовнях. Для того, чтобы зерно хорошо продувалось воздухом и из него удалялся углекислый газ, а также для предупреждения повышения температуры зерновой массы, его ежедневно перелопачивают или ворошат. Зерно ржи нужно ворошить 3-4 раза в сутки. Для предотвращения потери влаги зерно перед ворошением опрыскивают водой. Ящичная и барабанная солодовни обладают преимуществами перед токовой: они занимают меньше производственной площади; процесс солодоращения не зависит от температуры и влажности внешней среды; процесс ворошения механизирован.

При выработке ферментированного солода зеленый солод с влажностью 45 % подвергают томлению (ферментации). Для этого его выдерживают при повышенной температуре, оптимальной для действия амилолитических и протеолитических ферментов. Солод укладывают в токовой или ящичной солодовне слоем в 70-90 см по высоте и выдерживают 4 суток. Температура его повышается до 50-60 градусов; через 2 суток солод ворошат. При повышенной температуре в солоде протекают сложные химические и биохимические процессы, приводящие к образованию меланоидинов. Солод темнеет, приобретает красноватый оттенок, специфический вкус и аромат. В верхнем слое солода развиваются микроорганизмы, а во внутренних - термофильные бактерии, которые также участвуют в процессе ферментации. Эффективнее протекает ферментация в барабанных солодовнях.

Высушивают солод на сушилках разных систем. Целью сушки является снижение его влажности с 45-48 до 8-10 %. Кроме того, в солоде при сушке протекают специфические химические реакции, формирующие его вкус и аромат. Режим сушки устанавливают в зависимости от вида солода. Неферментированный (светлый) солод сушат при низкой (около 60 градусов) температуре и быстром удалении влаги, препятствующем инактивации ферментов. Ферментированный солод сушат при медленном удалении влаги, длительно выдерживая его при температуре 60-65 градусов для глубокого разложения органических веществ, а затем при температуре 70-75 градусов для накопления ароматических и вкусовых веществ. Благодаря разному режиму сушки активность ферментов составляет в неферментированном солоде 60-70 %, в ферментированном - 30 % от их активности в зеленом солоде.

После высушивания солод направляют на росткоотбивочную машину для отделения ростков, содержащих горькие вещества и повышающих гигроскопичность солода; полируют; охлаждают; просеивают; при необходимости размалывают и упаковывают.

Производство пива

Пиво – это слабоалкогольный напиток, насыщенный углекислым газом, с приятной хмелевой горечью и ароматом.

В пиве содержится, %: воды – 86-96; спирта – 1,5-7; углекислоты – 0,2-0,4; экстрактивных веществ – 3-10.

Сырьем д ля получения пива служит ячмень, хмель, умягченная вода, пивные дрожжи, несоложенные материалы (рис, кукуруза).

Процесс приготовления пива включает: получение солода из ячменя, приготовление сусла, сбраживание сусла, выдержку (дображивание) пива, осветление, розлив, пастеризацию, обработку бутылок и хранение пива.

Приготовление пивного сусла c остоит из полировки и дробления солода, затирания солода и несоложенных материалов (можно использовать до 40 % вместо солода), варки и осахаривания сусла, фильтрации сусла, кипячения его с хмелем, отделения хмелевой дробины.

Солод полируютна полировочной машине, с отбором пыли, ростков и загрязнений. Затем солод увлажняют в замочечном аппарате до W=30% и измельчают на вальцовых дробилках при минимальном разрушении оболочек. Образуется 12-20% лузги, 20-35% крупной и 25-50% мелкой крупки, 15-20% муки.

Для затирания в аппарат набирают воду температурой 45 °С в количестве 3-4 л на 1 кг сырья, при перемешивании вносят солод, несоложенные материалы и ферментный препарат. Добавлением молочной кислоты доводят pH смеси до слабокислой (pH=5,2-5,6). Смесь выдерживают 15 минут при температуре 40 °С, затем нагревают со скоростью 1 в 1 мин до 52 ° С и выдерживают 20-30 мин для гидролиза белка (белковая пауза). С той же скоростью подогревают до 63 ° С, выдерживают 20-30 мин, затем до 72 °С и выдерживают 40 мин до полного осахаривания. При этом в жидкую фазу переходят экстрактивные вещества солода и несоложенных материалов, протекает гидролиз крахмала, белка, клетчатки.

Отстоявщуюся жидкость по стяжной трубе спускают в другой аппарат, а гущу нагревают за 30 мин до кипения, столько же кипятят, за 30 мин перекачивают в другой аппарат, смешивают с жидкой фазой и при температуре 76 °С осахаривают весь затор.

Осахаренный затор фильтруют через свою дробину. Сначала отбирают первое сусло, затем промывают дробину водой для выделения оставшегося экстракта.

Фильтрованное сусло кипятят в сусловарочном котле 1,5-2 ч. В зависимости от сорта пива хмель вводят сразу или в 2-3 приема. Из сусловарочного котла охмеленное сусло самотеком поступает в хмелеотборочный аппарат для отделения на сите дробины хмеля. Отфильтрованное сусло вместе с промывными водами откачивается на осветление и охлаждение.

Осветление сусла проводится для удаления свернувшихся при кипячении белков, придающих пиву грубую горечь. Осветление проводят путем отстаивания или сепарирования. Осветленное сусло охлаждают в оросительном и пластинчатых теплообменниках до температуры 5-6 °С, обсеменяют посевными дрожжами.
Сбраживание сусла осуществляется в две стадии в двух отдельных помещениях, при разных условиях и режимах.

Осветленное сусло сбраживают пивными дрожжами низового брожения при температуре 6-9 °С (имеют оптимум брожения 6-8 °С; усваивают моносахара сусла на 60%, хорошо оседают).

Размножают чистую культуру дрожжей сначала в заводской лаборатории, затем в специальных аппаратах. Процесс включает стерилизацию сусла, охлаждение до 12 °С, смешивание сусла с чистой культурой, сбраживание и размножение. Часть дрожжей (маточные) оставляют на хранение, остальные передают в резервуар предварительного брожения. Размножают дрожжи 3 суток при температуре 9 °С, затем потоком воздуха передают в танк главного брожения.

После главного брожения получают 2 % дрожжей по объему зеленого пива. Половину их реализуют через экспедицию, остальные используют как семенные для сбраживания. Семенные дрожжи процеживают через вибросито, промывают водой температурой 3 °С до полного осветления. Перед повторным использованием их хранят 2-3 дня в ванночках под слоем ежедневно сменяемой воды. Дрожжи используют 10-15 раз.

Главное брожение начинают с заполнения танка охлажденным суслом и посевными дрожжами в соотношении 0,5:100. Длительность главного брожения сусла концентрацией 11-13% составляет 7-9 суток, для более высокой концентрации 9-10 суток. Конец брожения характеризуется остаточным содержанием РВ=1%. Молодое пиво сепарируют, охлаждают, передают в лагерный танк. Оставшиеся на дне танка дрожжи передают в дрожжевое отделение.

Дображивание и выдержка пива служат для насыщения его углекислым газом, осветления и созревания, в процессе которого формируются вкус и аромат пива. Спиртовое брожение является основным процессом при главном брожении и дображивании.

Продолжительность дображивания и выдержки зависит от сорта пива:

Жигулевское – 21 сут;

Рижское и Московское – 42;

Мартовское и Московское – 30;

Ленинградское - 90.

Осветление пива. При выгрузке пива на осветление поддерживают такое же давление, как в танке, для предотвращения уменьшения растворимости углекислого газа. Пиво охлаждают до 0-1 °С и направляют на сепарирование или фильтрование. В качестве фильтрующего материала используют диатомит.

Если осветленное пиво недостаточно насыщенно углекислым газом, то его дополнительно насыщают в карбонизаторах, выдерживают 2-6 ч для стабилизации растворенного углекислого газа и подают на разлив.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: