Пекарские дрожжи и их питательная ценность

Основная цель использования пекарских дрожжей состоит в получении пористого тестового полуфабриката, образуемого благодаря активности дрожжей, с высокой скоростью вырабатывающих углекислый газ. Однако процесс брожения теста можно рассматривать и как особый процесс накопления биомассы. Поскольку пекарские дрожжи добавляют к муке в концентрации около 1 % от веса муки, то они являют собой заметный источник микробной биомассы в пище человека.

Дрожжи не обладают значительным токсическим эффектом для человека, хотя они содержат сравнительно большое количество нуклеиновых кислот. Высокое содержание нуклеиновых кислот может вызвать повышение уровня мочевой кислоты в организме человека, приводящее к подагре; в связи с этим рекомендуется потреблять не более 30 г сухих дрожжей в день.

Белок дрожжей может служить хорошей пищевой добавкой (табл. 7, 8), хотя и уступает по своим питательным качествам белкам животного происхождения.

Таблица 7 – Содержание незаменимых аминокислот в дрожжевых клетках в сравнении с эталонным белком

Таблица 8 – Содержание витаминов в дрожжевых клетках

Продукты из дрожжей. Дрожжевые гидролизаты и автолизаты придают пищевым продуктам привкус мяса (или усиливают такой вкус), поэтому они широко используются в пищевой промышленности для приготовления супов и приправ, а также для придания вкуса таким продуктам, как хрустящий картофель.

Гидролизаты получают, выдерживая дрожжевую суспензию при температуре кипения воды, с внесением в среду соляной кислоты до тех пор, пока большая часть белков не гидролизуется до аминокислот. Затем препарат нейтрализуют едким натром, фильтруют и концентрируют в виде густой пасты. Конечный продукт содержит большое количество соли, образовавшейся при нейтрализации кислоты.

Автолиз отличается от гидролиза тем, что при автолизе разрушение клеточных стенок и клеточных компонентов – белков и нуклеиновых кислот – осуществляется под действием ферментов, синтезированных самой дрожжевой клеткой. Этот процесс может протекать в естественных условиях, ускоряется при нагревании до 50 °С и добавлении соли. Автолиз обычно продолжается в течение суток: за это время не менее половины белков клетки расщепляется до аминокислот. Продукт затем фильтруют и концентрируют в густую пасту. Вкус мяса, который характерен для дрожжевых автолизатов, обусловлен присутствием аминокислот и пептидов с небольшой молекулярной массой, образующихся под действием протеаз в ходе автолиза. В усилении вкуса большую роль могут играть и нуклеотиды.

Производство биомассы других дрожжей. Во многих процессах получения биомассы из отходов углеводной природы нашли применение другие дрожжи. При производстве биомассы на гидролизатах древесины и сульфитном щёлоке (отходе бумажной промышленности) – предпочтение было отдано дрожжам р. Candida: C. utilis, C. tropicalis, C. scottii, в частности, благодаря их способности утилизировать ксилозу – сахар, который присутствует в сульфитном щёлоке и который сахаромицеты усваивать не могут. Для получения биомассы из сточных вод, содержащих крахмал, используют дрожжи Епdотусорsis fibuligera, а для производства биомассы из сыворотки – Kluyveromyces lactis. Обе эти культуры способны утилизировать лактозу.

При всем многообразии существующих технологий культивирования дрожжей в аэробных условиях, наиболее крупнотоннажной является технология аэробного культивирования дрожжевой биомассы – белка одноклеточных организмов (БОО), используемой для повышения питательной ценности кормов в сельском хозяйстве и животноводстве.

Промышленное получение БОО (кормовых дрожжей)

Микроорганизмы, являющиеся промышленными продуцентами – источниками кормового белка, должны:

- иметь минимальное время генерации и максимально усваивать компоненты питательной среды;

- синтезировать белок до величины 40-70 % (мас.) от с.в. клетки;

- быть непатогенными и не синтезировать токсичных метаболитов;

- легко отделяться от культуральной жидкости известными промышленными способами по окончании процесса культивирования.

Аэробное культивирование кормовых дрожжей осуществляют в мезофильных условиях периодическим, непрерывным, а также отъемно-доливным способом со временем цикла от 12 до 72 часов в зависимости от вида субстрата и аппаратурного оформления процесса.

Рисунок 16 – Зависимость числа клеток от температуры в процессе культивирования кормовых дрожжей

Превышение температуры в биореакторе на 1-2 ⁰С относительно оптимальной (37 ⁰С) приводит к заметному снижению числа клеток вследствие их гибели (рис. 16). Снижение температуры ниже 30 ⁰С также сопровождается снижением числа клеток из-за угнетения их деятельности.

Поэтому очевидна необходимость автоматизации технологического процесса для поддержания температуры в области значений от 30 до 37 ⁰С.

Оптимальное значение рН среды для культивирования дрожжей находится в области нейтральных значений. Процесс культивирования дрожжевых клеток в условиях неоптимальных значений рН среды является вынужденным производственным приемом и осуществляется для поддержания чистоты дрожжевой культуры в нестерильных условиях (рис. 17). Проведение процесса культивирования дрожжей при рН 4,5-4,8 обеспечивает их преимущественное развитие по сравнению с контаминирующими бактериями. При нейтральных рН среды развитие бактерий-контаминантов на нестерильной питательной среде вследствие более высоких скоростей роста и размножения подавляет развитие дрожжей-продуцентов.

Рисунок 17 – Зависимость числа клеток от рН среды в процессе культивирования кормовых дрожжей

Промышленное культивирование кормовых дрожжей осуществляется в ферментаторах объемом 1200-1800 м³ с эрлифтными трубами для лучшей аэрации и перемешивания содержимого (рис. 18), которые, тем не менее, имеют следующие недостатки:

– высокий уровень пены (малый коэффициент заполнения аппарата);

– низкий коэффициент использования кислорода воздуха;

– наличие застойных зон у дна аппарата.

Рисунок 18 – Рабочая зона эрлифтного биореактора

Лабораторная работа 3. Аэробное культивирование дрожжей в периодических условиях

Цель и задачи работы: подготовить и провести процесс периодического культивирования факультативных аэробных микроорганизмов на примере дрожжей Saccharomyces cerevisiae в различных условиях и провести сравнительный анализ полученных экспериментальных данных; оценить рост биомассы и потребление субстрата, а также чистоту дрожжевой культуры в нестерильных условиях культивирования.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: