Е. А. Степанова (г. Барнаул); доцент кафедры охэт бти алтгту, к с-х н
|
|
Скачать 1.58 Mb.
|
|
^ Размножение маточных дрожжей начинают в пробирке с чистой культурой, полученной в лаборатории биохимии и технологии дрожжей ВНИИХП или выведенной в заводской лаборатории и высеянной в пробирке с питательной средой (агар на солодовом сусле). Первые стадии размножения дрожжей проходят в лаборатории завода, затем чистая культура поступает в специальный цех для получения маточных дрожжей и, наконец, в заводские аппараты для их производства. Постепенным переходом от одной стадии к другой достигают такого накопления маточных дрожжей, какое необходимо для засева дрожжерастильного аппарата товарного отделения. Степень накопления дрожжевой массы по отдельным стадиям, а также качество дрожжей (их генеративная активность) зависят от условий культивирования: состава питательной среды, концентрации сухих веществ, длительности культивирования, степени аэрации и температурного режима. Важно, чтобы пересевы культур по стадиям, от пассажа к пассажу проходили в период жизнедеятельности дрожжей, поэтому пересев следует вести на несколько часов раньше, чем отбродит сахар среды. Лабораторные стадии и стадии отделения чистых культур при выращивании маточных дрожжей существенно отличаются в зависимости от принятой технологической схемы. ^ Различия в культурах и условиях выращивания оказывают решающее влияние на физиологические свойства и продуктивность маточных дрожжей. Для примера подробно рассмотрим лабораторные стадии выращивания дрожжей по схеме ВНИИХП: – стадия I – пробирка; – стадия II – подмолодочная колба; – стадия III – пастеровская колба; – стадия IV – карлсбергская колба. Все лабораторные стадии размножения ЧК (чистой культуры) проводят на стерилизованном солодовом сусле плотностью 10…12º Блг (Баллинга). Стерилизацию проводят в автоклаве под давлением 0,5 атм в течение 20 секунд. Обычно заготавливают две колбочки на 50 см3 с 25 см3 сусла в каждой, две пастеровские колбы с объёмом 250 см3 сусла (рисунок 8) и десять литровых бутылок с 500 см3 стерильной среды в каждой. В  Рисунок 8 – Пастеровская колба пастеровской колбе горлышко переходит в дважды изогнутую, открытую на конце трубку, через которую поступает воздух. Для предупреждения инфицирования конец трубки закрывают ватой. Кроме того, проникнуть микроорганизмам в питательную среду мешают изгибы трубки. Стеклянная надставка (справа) служит для стока жидкости. В настоящее время пользуются пластиковыми колбами, устроенными по тому же принципу. Склянки со стерилизованной средой проверяют на стерильность, для чего их в течение 24 часов выдерживают в термостате при 35 ºС. Если за это время сусло в склянках не помутнеет, то его можно употреблять для приготовления ЧК. К  Рисунок 9 – Карлсбергская колба арлсбергская колба представляет собой медный, луженый внутри сосуд с двумя отводными трубками общей ёмкостью 3…8 л (рисунок 9). Верхняя трубка предназначена для наполнения колбы, нижняя – для выливания суспензии дрожжей. Изогнутая трубка справа служит для той же цели, что и в пастеровской колбе. После употребления колбу сначала тщательно ополаскивают холодной водой, затем наливают в неё 5 л водопроводной воды, ставят в автоклав и стерилизуют под давлением 1 атм в течение 1 часа. Перед употреблением воду выливают, заменяют её на 5 л заранее подготовленного в литровых бутылях сусла. Затем сусло в карлсбергской колбе кипятят 1 час, причём в течение 30 секунд выпускают через одно отверстие, 30 секунд – через другое отверстие, затем последовательно закрывают ватными стерильными фильтрами. После кипячения колбу охлаждают до 30 ºС и сразу засевают. Сравнение методов получения ЧК по схемам ВНИИХП, Узловской и Эркен-Шахарской показало влияние отдельных технологических приёмов на конечный результат. Различие в схемах наблюдается, начиная с лабораторных стадий (таблица 5). Таблица 5 – Сравнительные показатели лабораторных стадий выращивания чистой культуры дрожжей по различным схемам
По Узловской схеме для II стадии и Эркен-Шахарской для II, III и IV стадий практикуется малый засев. Это приводит к резкому повышению удельной скорости роста, достигающей величины 0,229 ч-1 в III стадии по Эркен-Шахарской и 0,190 ч-1 во II стадии по Узловской схеме. Дальнейшие приёмы предусматривают снижение скорости роста. Для этого в Узловской схеме на III стадии увеличен засев, а в Эркен-Шахарской удвоена длительность выращивания. Только в Эркен-Шахарской схеме применяется V стадия и проводится она с большим засевом. Общим для трёх схем является применение в цехе ЧК и на производстве добавок ростовых веществ (по схеме ВНИИХП – дестиобиотин, Узловской – мальц-экстракт, Эркен-Шахарской – биотин). Режимы выращивания маточных дрожжей в цехе ЧК и на производстве приведены в таблице 6. Таблица 6 – Сравнительные показатели производственных стадий выращивания маточных дрожжей в заводских условиях
Кроме данных, указанных в таблице, Эркен-Шахарская схема отличается высокими добавками азота и фосфора из расчёта содержания в дрожжах (%) на стадии БИН – 4,9 N и 3,4 Р2О5, ЧК-I – 4,3 N и 3,13 Р2О5. В последующих стадиях дозировка этих компонентов резко уменьшается. В результате различия режимов выращивания полученные культуры обладают различным биохимическим составом, бродильной и дыхательной стойкостью, скоростью роста и другими свойствами. В составе Эркен-Шахарской культуры в 10 раз больше трегалозы и в 15 раз выше сумма углеводов, чем в дрожжах, полученных по схемам ВНИИХП и Узловской. Этим обусловлена высокая стойкость чистых культур Эркен-Шахарских дрожжей. В таблице 7 приведены показатели качества дрожжей ЧК, выращенных по схемам ВНИИХП, Узловской и Эркен-Шахарской. Таблица 7 – Показатели качества дрожжей ЧК, выращенных по различным схемам
По всем показателям лучшей из трёх признана схема Эркен-Шахарского дрожжевого завода. В процессе брожения корректируют режим: уменьшают подачу воздуха и уменьшают температуру, если процесс идёт слишком быстро, в противном случае – усиливают аэрацию. На каждой стадии должно накопиться определенное количество дрожжей, необходимое для засева на следующей стадии, соответственно если по каким-то причинам процесс брожения ускоряется или замедляется, нужно уменьшить или увеличить его скорость. ^ Сепараторы, предназначенные для маточных дрожжей, устанавливают вблизи дрожжерастильного аппарата. При этом должна быть предусмотрена возможность тщательной дезинфекции всех коммуникаций и ёмкостей. По окончании брожения культуральную среду сразу подают на сепараторы, в аварийных случаях её необходимо охладить до минимально возможной температуры. Маточные дрожжи сепарируют по двухступенчатой схеме. Для промывки желательно применять воду, охлажденную до 2 ºС, для того чтобы концентрат после второй сепарации был охлажден до 8 ºС. Охлажденное дрожжевое молоко хранят в специально оборудованных сборниках. ^ Из маточных дрожжей выращивают товарные. Бродильные чаны товарных дрожжей заполняют на 75…80 % от объема, с учётом ожидаемого прироста дрожжей, так как происходит четырех-пятикратное увеличение числа дрожжевых клеток. Обычное время притока сусла в чане составляет 10…14 ч. Количество подаваемого сусла и количество нагнетаемого воздуха в сильной степени влияют на прирост дрожжей: они должны быть точно сопоставимы друг с другом. Энергия, освобождающаяся в результате активного дыхания дрожжей должна отводиться посредством охлаждения бродильных чанов. Способ выращивания на стадии товарных дрожжей влияет в сильной степени как на достигаемый выход, так и на качество пекарских дрожжей, от которых требуется наряду с хорошей окраской прежде всего мощная постоянная подъёмная сила, а также хорошая стойкость. Этих свойств можно добиться при оптимальных условиях выращивания: обеспечение полноценной питательной средой и факторами роста, оптимальным притоком кислорода, благоприятными рН и температурой. На рисунке 10 приведен пример культивирования товарных дрож-жей с учетом образовавшегося спирта. Дрожжи целесообразно выращивать при периодической питательной подкормке мелассой.   Удельная скорость роста не должна превышать 0,2 ч-1. При более высокой скорости роста наблюдается сильное выделение углекислого газа и образование этанола. Это состояние называется аэробной ферментацией. Содержание этанола обычно поддерживают на уровне около 0,1 и лучше 0,05 %. Содержимое ферментера при подпитке не удаляют, поэтому скорость роста со временем снижается. Когда ферментер заполняется, культивирование заканчивается. К концу ферментации скорость подпитки резко сокращается, чтобы дрожжи могли созреть. Созревание выражается в уменьшении количества почкующихся клеток, аккумуляции в клетках трегалозы и проводится для большей стабильности прессованных дрожжей при хранении. Известно также, что дрожжи с концентрацией азота более 8 % (в Европе такие дрожжи называют быстрыми) хранятся меньше, чем дрожжи с содержанием азота менее 7 %. Общее время ферментации 8…20 ч. Товарные дрожжи выращиваются в одну или две стадии. Две стадии приняты на заводах, оснащенных отечественным, польским и шведским оборудованием; одна на Эркен-Шахарском и Тбилисском заводах. ^ Схема разработана Е.А. Плевако и предусматривает получение маточных и засевных дрожжей периодическим способом, а товарных в две фазы (рисунок 11). Аппараты, обозначенные на рисунке 11: 1 – железнодорожная цистерна; 2 – резервуар для слива мелассы; 3 – бак для мелассы на весах; 4 – весы; 5 – промежуточный сборник мелассы; 6 – мелассохранилище; 7 – напорный бак для мелассы; 8 – смеситель; 9 – стерилизатор; 10 – теплообменник-охладитель; 11 – кларификатор; 12 – приточный аппарат питательной среды для дрожжей ЧК; 13 – приточный аппарат питательной среды для двух стадий товарных дрожжей; 14 – напорный сборник для воды; 15 – стерилизатор питательной среды в цехе ЧК; 16 и 17 – большой и малый инокуляторы; 18 и 19 – дрожжерастильные аппараты ЧК-1 и ЧК-2 соответственно; 20 – цент-робежный насос; 21 и 22 – дрожжерастильные аппараты 1-й стадии товарных дрожжей Б и 2-й стадии товарных дрожжей В; 23 – отборочный аппарат; 24 и 26 – сепараторы I и II стадий для дрожжей ЧК; 25 – промежуточный сборник; 27 – сборник концентрата для дрожжей ЧК; 28 – сепаратор для товарных дрожжей 1-й стадии Б; 29 – сборник концентрата товарных дрожжей 1-й стадии; 30 – сепаратор 1-й ступени для товарных дрожжей генерации В; 31 и 33 – промежуточные сборники дрожжевого молока I и II ступеней сепарации; 32 и 34 – сепараторы II и III ступеней для генерации дрожжей В; 35 – сборник дрожжевого молока дрожжей генерации В; 36 – вакуум-фильтр; 37 – приемный бункер прессованных дрожжей; 38 – фильтр для воздуха; 39 – воздуходувная машина; 40 – шестерённые насосы; 41 и 42 – сборники- мерники   для растворов питательных солей; 43 – сборник-мерник серной кислоты; 44 – сборник пеногасителя; 45 – сборник-мерник растворов ростовых веществ. Cтадию засевных дрожжей называют также генерацией Б. Засевные дрожжи готовят по периодическим схемам с длительностью цикла 9…12 ч, засевают дрожжами ЧК. При передаче засевных дрожжей на товарную стадию без сепарирования дозревание нецелесообразно. Передача засева в активном состоянии снижает длительность начальной фазы в товарном аппарате. Маточные дрожжи перед засевом антисептируют серной кислотой, молочной кислотой, фуразолидоном или перекисью водорода. Величину засева принимают в зависимости от ожидаемой скорости роста. Питание подают из расчёта полного обеспечения прироста биомассы всеми необходимыми компонентами. По окончании брожения дрожжи генерации Б немедленно передают для засева в товарный аппарат либо направляют в сепараторы и хранят в виде молока при температуре 2…8 ºС. Засевные дрожжи должны отвечать следующим требованиям: α-глюкозидазная активность – 60…100 мин, зимазная – 40…50 мин, содержание азота – 2,0 %, Р2О5 – 1 %. Клетки должны быть крупными, равномерными. Дрожжевая и бактериальная инфекции недопустимы. Стадия выращивания товарных дрожжей называется генерацией В. Первая фаза выращивания товарных дрожжей, называемая накопитель-ной, преследует цель вырастить в аппарате «рабочую массу» дрожжей с высокой генеративной активностью. Вторая фаза предусматривает непрерывный рост культуры и отток прироста в отборочный аппарат, в котором дрожжи дорзревают в течение одного часа и направляются в сепараторы. Режимы выращивания товарных дрожжей обусловлены принятой технологической схемой. В период оттоков малассное сусло и растворы солей подают равномерно, соответственно ожидаемому почасовому накоплению дрожжей (ожидаемое количество дрожжей в конце цикла может составлять от 800 до 3200 кг). Уровень жидкости и содержание дрожжей должны оставаться постоянными. Падение накопления, как и увеличение скорости отбираемой среды, приводит к вымыванию основной массы дрожжей, дающей почасовой прирост. В таких случаях необходимо применить экстренные меры: проверить и отрегулировать подачу питания и воды, режим аэрации и др., ввести в генератор ростовые вещества, временно уменьшить отток в отборочный чан и, как крайняя мера, добавить засевные дрожжи в основной аппарат. Для эффективного ведения процесса по удлиненным режимам накопление дрожжей в основном аппарате должно быть не ниже 49…50 г/дм3. Дозревание дрожжей в отборочном аппарате длится около 1 ч, аэрация – 15…25 м3/ч на 1 м3 среды, температура 26…28 ºС. По истечению срока дозревания культуральную среду следует немедленно направить на сепарирование, где под действием центробежной силы жидкость разделяется на два потока различной относительной плотности (бражка – 1,0…1,002, дрожжи – 1,08…1,12). Длительное пребывание дрожжей в бражке сопровождается усилением протеолитической активности ферментов клетки, при этом ухудшается подъёмная сила и стойкость дрожжей. Для нормального дозревания необходимо установить два отборочных аппарата, работающих попеременно. Непрерывный цикл длится 10…14 часов, затем приток питания прекращается, дрожжи в генераторе дозревают и направляются в сепараторы. Основные показатели схемы: кратность разбавления от (1:17) до (1:10), удельная скорость роста 0,16 ч-1, температура среды 30 ºС, рН 4,5…5,5. Общий выход дрожжей 85…87 % от массы мелассы. ^ Схема отличается от схемы ВНИИХП, разработана также в СССР, главный экономический показатель, положенный в основу схемы – максимальный выход дрожжей с единицы сырья. Для достижения этой цели применены программы почасовой подачи воздуха, питания и солей, режимы температуры и рН (рисунок 12). Процесс ведётся по периодическому циклу без отборов на стерильных средах в 5 стадий, из которых первые три – неприточные (маточные дрожжи). Длительность брожения по стадиям такова: – I – до отброда; – II – 10 ч; – III – 10 ч; – IV – 15 ч; – V – 17,5 ч. Применяются большие засевы – 30…35 % к массе мелассы, а размножение сдерживают понижением температуры и уменьшением по- даваемого кислорода – для максимального использования дрожжами питательных веществ среды. Начальные температуры для IV и V стадий – 24 и 21 ºС соответственно с постепенным доведением до 30 и 23 ºС. Схема отличается высоким начальным разбавлением в IV и V стадиях, создаваемым для увеличения столба жидкости и нормализации работы воздуходувных машин. Однако, это не удлиняет лаг-фазу и не повышает опасности инфицирования, т.к. засевы достаточно высоки, а маточные дрожжи выращивают по непроточному режиму, что обеспечивает чистоту культуры и высокую генеративную активность дрожжей. А а а  При выращивании маточных дрожжей не стремятся повысить выход (он составляет 35 %), но преследуют цель дать высокоактивный засев ЧК дрожжей в последующие стадии. Для обеспечения чистоты культуры во II, III, IV стадиях величина рН с 4,5 снижается к концу брожения до 4,1; 4,0; 3,0 соответственно. В товарной стадии нет необходимости в жёстких режимах рН, так как чистота и активность засева уже обеспечены. Поэтому в начале цикла активная кислотность равна 5,5 ед. рН, через 8 ч – 4,5 и к концу брожения – 6,0. Схема предусматривает максимально возможный коэффициент использования воздуха за счёт: а) большой высоты столба жидкости. Это достигается установкой аппаратов высотой 11 м и заполнением полезной ёмкости в начале складки (вся вода, необходимая для процесса, даётся при складке); б) увеличения коэффициента растворимости кислорода в среде путём уменьшения температуры. Наряду с увеличением эффективности аэрации уменьшение температуры брожения повышает растворимость спирта в среде, а уменьшение расхода воздуха и увеличение давления столба жидкости предотвращают унос спирта из аппарата. Этим достигается максимально возможное использование спирта, образующегося в процессе брожения и добавляемого с бражкой после сепарирования маточных дрожжей. Этот спирт используется дрожжами для накопления биомассы. Кроме того, при понижении температуры и увеличении рН среды при выращивании товарных дрожжей достигается уменьшение осмотического давления в среде, а следовательно, увеличение содержания внутриклеточной влаги и увеличение массы дрожжевых клеток. Выход дрожжей по приведенной схеме находится на уровне 92 % в пересчёте на мелассу с содержанием сахара 46 %. ^ Схема разработана итальянской фирмой «Пресс-индустрия» в двух вариантах для производства готовых прессованных и сушенных дрожжей (рисунок 13). Аппараты, обозначенные на рисунке 13: 1 – весы для мелассы; 2, 4 – рассиропник для мелассы; 3 – промежуточная емкость; 5 – теплообменники для мелассы; 6 – кларификатор; 7 – сборник осветленной мелассы (приточный аппарат); 8 – предварительный дрожжерастильный аппарат; 9, 10, 11 – дрожжерастильные аппараты соответственно I, II и III стадий маточный дрожжей; 12, 14, 16 – сепараторы соответственно I, II и III ступеней маточных и товарных дрожжей; 13, 15 – промежуточные сборники дрожжевого молока после I и II   ступеней сепарации; 17 – сборники молока после III ступени сепарации маточных и товарных дрожжей; 18 – сборник маточного дрожжевого молока; 19 – сборник для кислотной обработки маточных дрожжей перед засевом; 20 – мерник серной кислоты; 21 – дрожжерастильный аппарат товарных дрожжей; 22 – сборник товарного дрожжевого молока; 23 – сборник для обработки товарных дрожжей, идущих на сушку, раствором поваренной соли; 24 – вакуум-фильтр; 25 – шнек; 26 – сушилка для дрожжей; 27 – циклон; 28 – подогреватель воздуха; 29 – воздушные компрессоры; 30 – фильтры для воздуха. Для обоих вариантов схемы готовят стерильные питательные среды. Мелассу разбавляют горячей водой (90 ºС), выдерживают при этой температуре 30 минут и подают на кларификаторы. Осветленное сусло нагревают в пластинчатом теплообменнике до 120 ºС, выдерживают 30 минут в специальной трубе, охлаждают до 80 ºС и направляют в приточный сборник, откуда без охлаждения подают в дрожжерастильные аппараты. Процесс осветления и стерилизации осуществляется в непрерывном потоке. Маточных дрожжей чистой культуры готовят ровно столько, чтобы обеспечить засев непосредственно в товарном аппарате, минуя генерацию Б. Их хранят в виде дрожжевого молока при температуре 2 ºС. Перед засевом в товарный аппарат маточные дрожжи подвергают жёсткой обработке при рН 1,8…2,0 в течение 30 минут. Товарные дрожжи получают по периодической схеме без отборов среды. Режимы выращивания товарных дрожжей по схеме Эркен-Шахарского завода представлены в таблице 8. Таблица 8 – Примерные показатели выращивания товарных стадий дрожжей по схеме Эркен-Шахарского завода
1 1 ^ Интенсивность пенообразования возрастает пропорционально наличию в среде поверхностно-активных веществ (ПАВ), концентрации культуральных сред, температуры и рН среды, наличию инфекции. Важное значение имеет режим аэрации: резкие колебания количества подаваемого воздуха и периодические остановки в его подаче создают скачкообразное увеличение толщины пены, которая трудно поддается гашению. Увеличение столба жидкости, а следовательно, и давления сред уменьшает скорость движения пузырьков воздуха и снижает активность пенообразования. Экономия дорогостоящего пеногасителя достигается тщательным соблюдением технических режимов и чистотой культуры. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, см3/(г СВ/ч)
, см3/(г СВ/ч)
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
 |
Е. Н. Яговдик-Тележная, доцент кафедры инфекционных болезней Учреждения образования «Белорусский |
|
Пояснительная записка Доцент кафедры психиатрии и наркологии учреждения образования «Гродненский государственный медицинский... |
|
Пояснительная записка С. Н. Ильина, доцент кафедры оториноларингологии, офтальмологии и стоматологии Учреждения образования... |
|
Рекомендована к утверждению в качестве типовой Г. М. Авдей, доцент кафедры неврологии Учреждения образования «Гродненский государственный медицинский... |
|
Пояснительная записка С. Н. Ильина, доцент кафедры оториноларингологии, офтальмологии и стоматологии Учреждения образования... |
|
Пояснительная записка С. Н. Ильина, доцент кафедры оториноларингологии, офтальмологии и стоматологии Учреждения образования... |
|
Рекомендована к утверждению в качестве типовой С. В. Латовская, доцент кафедры органической химии Учреждения образования «Витебский государственный... |
|
Рекомендована к утверждению в качестве типовой И. Р. Ерш, доцент кафедры госпитальной терапии Учреждения образования «Гродненский государственный... |
|
«Лабораторная диагностика» В. В. Воробьев, доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом клинической биохимии Учреждения... |
|
Пояснительная записка Э. А. Анин, доцент кафедры патологической анатомии с курсом судебной медицины Учреждения образования... |
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям