Способ реактивации активных сухих дрожжей
Владельцы патента RU 2420566:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") (RU)
Изобретение относится к области биотехнологии. Способ предусматривает внесение препарата активных сухих дрожжей Saccharomyces cerevisiae в воду в соотношении 1:10. Затем смесь экспонируют в течение 4-6 ч при температуре 23-27°С. Полученную суспензию расслаивают на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость. Удаляют надосадочную жидкость. Способ позволяет получать реактивированные дрожжи с более полным восстановлением их физиологических функций при количестве мертвых и ненабухших клеток дрожжей менее 5-10%. 2 табл.
Изобретение относится к получению реактивированных дрожжей из сухого препарата активных сухих дрожжей (АСД), пригодных для сбраживания виноградного или плодово-ягодного сока.
Альтернативой жидкой разводке чистой культуры дрожжей (ЧКД) являются препараты активных сухих дрожжей (АСД). По сравнению с жидкой дрожжевой разводкой применение АСД значительно снижает стоимость приготовления разводки в больших количествах, дает более глубокое выбраживание сахаров и повышает качество виноматериалов. Использование активных сухих дрожжей позволяет отказаться от трудоемкого и долговременного процесса приготовления активной разводки ЧКД.
Внесение сухих дрожжей непосредственно в сусло зачастую приводит к гибели значительного количества клеток (до 30% и выше). Это обусловлено несоблюдением температурного режима (внесение в холодное сусло может резко затормозить восстановление функциональной активности дрожжей), наличием в сусле веществ, в значительной степени ингибирующих дрожжевые клетки на этапе их регидратации, наличием дикой микрофлоры в хорошем физиологическом состоянии.
В связи с этим рационально предварительно восстанавливать сухие дрожжи из обезвоженного состояния (регидратация) в оптимальных условиях, а затем и функциональную активность всех органелл и ферментных систем клетки (реактивация).
Все известные методы реактивации сводятся к внесению препаратов АСД в реактивационную среду, содержащую кроме сусла воду, компоненты дополнительного питания, витамины, факторы роста, и экспонированию в течение некоторого времени при повышенной температуре до 45°C. Среди недостатков известных методов реактивации следует отметить разбавление конечного продукта - вина - водой, высокую стоимость компонентов дополнительного питания, в ряде случаев негативное влияние повышенной температуры на физиологическое состояние дрожжей.
Известен метод (Мартыненко Н.Н. Активные сухие винные дрожжи. Промышленное производство и практическое применение//Виноделие и виноградарство. - 2004 г. - №2, с.20-22), предусматривающий разведение необходимого количества активных сухих винных дрожжей в 10-кратном количестве смеси виноградного сусла с водой (1:1), нагретой до 30-35°C. После выдержки в течение 20-30 мин (за это время полностью заканчивается процесс регидратации - его продолжительность составляет 5-10 мин, и восстанавливается первоначальный вид клеточных структур) полученную суспензию дрожжей переводят в приготовленное сусло или бродильную смесь. Недостатком этого способа является недостаточно полное восстановление физиологических функций дрожжевых клеток.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ реактивации сухих дрожжей, предусматривающий внесение препарата активных сухих дрожжей в количестве 0,1 г/дм3 в смесь вина и воды в соотношении 1:1, добавление сахара из расчета 1 кг на 10 л вина, реактивацию при 18-20°C в течение 16-20 ч (Саришвили H.Г., Рейтблат Б.Б., Кардаш Н.К., Федосцева Н.В. Сухие дрожжи в технологии игристых вин // Виноделие и виноградарство - 2002. - №1. - С.20-22).
Недостатками этого способа являются значительное разбавление сусла водой, попадание значительного количества внесенного сахара в сусло, так как он не весь расходуется дрожжами, внесение малого количества дрожжей в реактивационную среду, длительность экспонирования. Внесение в сбраживаемое сусло воды и сахара недопустимо, так как ведет к фальсификации продукта.
Задачей изобретения является разработка способа с необходимым и достаточным числом технологических операций для получения реактивированных дрожжей в хорошем физиологическом состояний из препарата активных сухих дрожжей, способных активно сбраживать виноградное или плодово-ягодное сусло.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение реактивированных дрожжей в хорошем физиологическом состоянии, проявляющемся в высокой интенсивности выделения углекислого газа и наличии большого количества почкующихся клеток дрожжей, способных активно сбраживать сусло, с минимальными затратами материальных средств, времени и труда.
Технический результат достигается за счет того, что осуществляется внесение препарата АСД в воду в соотношении 1:10, экспонирование в течение 4-6 ч при температуре 23-27°C с последующим расслоением суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаление надосадочной жидкости.
Во избежание разбавления сусла водой в ходе введения реактивированных дрожжей в сусло, которое необходимо подвергнуть сбраживанию, необходимо перед внесением дрожжей дать им отстояться с целью дальнейшего удаления верхней части надосадочной жидкости, содержащей минимальное количество дрожжей.
Регидратация в воде, а не в сусле или в смеси, содержащей питательные вещества, более эффективна, так как при этом наблюдается максимальная разность концентраций растворенных веществ внутри дрожжевой клетки и в окружающей среде, что способствует более быстрому и легкому проникновению молекул воды внутрь дрожжевой клетки. Быстрая регидратация положительно сказывается на процессе реактивации клеток.
Несмотря на то что в литературных источниках рекомендуется проводить реактивацию при температуре 30-40°C, согласно полученным экспериментальным данным наиболее оптимальной температурой обработки из диапазона 20-35°C является 25°C. Это свидетельствует о необходимости индивидуального подхода к реактивации каждой расы дрожжей.
Была проведена серия испытаний с варьированием следующих факторов:
- гидромодуль от 1:1 до 1:20;
- состав реактивационной среды: дистиллированная вода, водопроводная вода, виноградное сусло из белых сортов винограда, виноградное сусло из красных сортов винограда, бродящее в течение 1 сут виноградное сусло из белых сортов винограда;
- продолжительность экспонирования от 30 мин до 10 ч;
- температура экспонирования от 18 до 40°C.
Наилучшее физиологическое состояние отмечено у дрожжей, реактивированных по схемам, предусматривающим:
- гидромодуль 1:10;
- состав реактивационной среды: водопроводная вода;
- продолжительность экспонирования 5 ч;
- температура экспонирования 25°C.
Данные параметры обеспечивают практически полный распад гранул АСД с образованием большого количества разрозненных дрожжевых клеток, количество мертвых и не набухших клеток не превышает 5-10%.
После реактивации сухих дрожжей путем разведения препарата АСД с водой в соотношении 1:10, экспонирования в воде в течение 5 ч при температуре 25°C, расслоения полученной суспензии седиментационным способом на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаления надосадочной жидкости проводили брожение при 20°C на белом виноградном сусле в течение 4-х суток. Параллельно проводилось брожение с использованием реактивированных АСД по способу прототипа и брожение контрольного образца, в котором АСД не подвергались предварительной реактивации. В сусло вводились дрожжи в количестве 2 млн клеток на 1 мл сусла. Динамика выделения углекислого газа, образующегося в ходе брожения, представлена в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Схема реактивации | Количество выделившегося CO2 1 г дрожжей за сутки, мг | |||
| 1 сут | 2 сут | 3 сут | 4 сут | |
| предложенным способом | 980 | 1747 | 2597 | 3047 |
| по способу прототипа | 950 | 1630 | 2248 | 2890 |
| контроль (без предварительной реактивации) | 705 | 1026 | 1489 | 2003 |
Как показали испытания, реактивация активных сухих дрожжей в выбранных режимах способствует более полному восстановлению физиологических функций клетками дрожжей.
Совокупность приведенных операций обеспечивает наиболее эффективную реактивацию препаратов активных сухих дрожжей.
Заявляемый способ поясняется примерами конкретного выполнения.
Пример 1. В качестве дрожжей выбрана раса ИОС Гармония.
Вносят препарат АСД в воду в соотношений 1:10, экспонируют в течение 5 ч при температуре 25°C, производят расслоение суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаляют надосадочную жидкость, полученные реактивированные дрожжи вводят в сусло для брожения.
Пример 2. В качестве дрожжей выбрана раса ИОС Гармония.
Вносят препарат АСД в воду в соотношении 1:10, экспонируют в течение 5 ч при температуре 23°C, производят расслоение суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаляют надосадочную жидкость, полученные реактивированные дрожжи вводят в сусло для брожения.
Пример 3. В качестве дрожжей выбрана раса ИОС Гармония.
Вносят препарат АСД в воду в соотношении 1:10, экспонируют в течение 5 ч при температуре 27°C, производят расслоение суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаляют надосадочную жидкость, полученные реактивированные дрожжи вводят в сусло для брожения.
Микробиологические и биохимические показатели реактивированных дрожжей на четвертые сутки брожения по предлагаемому способу и по способу прототипа представлены в таблице. Все данные получены в ходе исследований, проводимых на кафедре биохимии и технической микробиологии КубГТУ.
Физиологическое состояние дрожжевых клеток оценивали по количеству выделившегося углекислого газа и по количеству почкующихся клеток (таблица 2).
Количество дрожжевых клеток определяли прямым подсчетом в камере Горяева.
Количество выделившегося углекислого газа определяли объемным методом (по реакции с Ba(OH)2).
| Таблица 2 | ||||
| Реактивированные дрожжи | Количество выделившегося CO2 1 г дрожжей за 4 суток, мг | Общее количество дрожжевых клеток, млн/мл | Количество почкующихся клеток, % | |
| По способу прототипа | 2890 | 98 | 60 | |
| Заявленным способом | Пример 1 | 3047 | 130 | 78 |
| Пример 2 | 3006 | 127 | 75 | |
| Пример 3 | 3089 | 134 | 78 |
Предложенный способ позволяет получить целевой продукт без использования узкоспециализированного оборудования и с минимальными затратами материальных средств.
Способ реактивации активных сухих дрожжей Saccharomyces cerevisiae - раса ОИЦ Гармония, предусматривающий внесение препарата активных сухих дрожжей в воду в соотношении 1:10, экспонирование в течение 4-6 ч при температуре 23-27°С с последующим расслоением суспензии на реактивированные дрожжи и надосадочную жидкость, удаление надосадочной жидкости.
