автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка способа получения спиртовых дрожжей с использованием термолерантного и осмофильного штамма Saccharomyces cerevisiae 985 Т и электрохимически активированных растворов

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Электрохимическая активация в промышленности, сельском хозяйстве и медицине (краткая история вопроса, практические аспекты, установки).

1.2. Спиртовые дрожжи, их характеристика, пути интенсификации спиртового брожения

2. Экспериментальная часть

2.1. Материалы и методы.

2.1.1. Промышленные расы спиртовых дрожжей, применяемые в работе.

2.1.2. Методика проведения скрининга различных рас спиртовых дрожжей ЭассЬагоплусез cerev¡s¡ae с термотолерантными и осмофильными свойствами.

2.1.3. Исследование процесса дрожжегенерации.

2.1.4. Определение активности ферментов.

2.1.5. Колориметрическое определение общего количества растворимых несброженных углеводов

2.1.6. Выделение чистой культуры дрожжей.

2.1.7. Приготовление маточной культуры дрожжей

2.1.8. Определение колиобразующей единицы.

2.1.9. Устройство и описание установки СТЭЛ для получения ЭХА растворов

2.2. Результаты и обсуждение.

2.2.1 Скрининг активных рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами.

2.2.2. Характеристика отселекционированной термотолерантной и осмофильной расы дрожжей БассЬаготусеБ сегеу1з1ае 985 Т.

2.2.2.1. Рост на жидких средах.

2.2.2.2. Рост на твердой среде.

2.2.2.3. Описание гигантских колоний.

2.2.3.Технологическая инструкция по ведению чистой культуры БассИаготусез сеге^ае 985 Т в спиртовом производстве

2.2.3.1.Условия поддержания и хранения чистой культуры вассИаготусез сеге^ае 985Т в лаборатории.

2.2.3.2. Разведение чистой культуры дрожжей.

2.2.3.3. Приготовление производственных засевных дрожжей.

2.2.3.4. Приготовление сусла для производственных дрожжей.х.

2.2.3.5. Сбраживание сусла.

2.3. Применение электрохимически активированных растворов на стадии культивирования дрожжей в спиртовом производстве.

2.4. Описание технологической схемы получения производственных дрожжей в спиртовом производстве.

2.5. Расчет экономической эффективности при использовании термофильной расы дрожжей вассМаготусез сеге71з'1ае 985 Т.

Актуальность

Одним из важных факторов, определяющих эффективность спиртового производства, является физиологическая активность и продуктивность дрожжей, а также плотность дрожжевой популяции, которые оказывают существенное влияние на стабильное протекание процесса брожения, скорость сбраживания крахмалсодержащего сырья и выход целевого продукта. Повышение температуры в процессе дрожжегенерации и спиртового брожения (особенно в летний период времени) негативно сказывается на развитии и жизнедеятельности дрожжевых клеток, что Приводит к замедлению брожения, неполному сбраживанию углеводов и снижению технико-экономических показателей производства.

Селекция и отбор физиологически активных рас спиртовых дрожжей, технологически устойчивых к неблагоприятным факторам, обладающих повышенной продуктивностью, осмофильностью и термотолерантностью позволяют повысить эффективность спиртового производства в результате интенсификации процессов дрожжегенерации и брожения.

В последние годы внимание специалистов многих отраслей привлекают аспекты применения электрохимически активированных (ЭХА) водных растворов. Такой интерес к растворам и воде связан с их способностью достаточно длительное время сохранять суперактивные продукты электролитического разложения, в том числе и свободные радикалы, а также метастабильную, обладающую избытком внутренней энергии структуру, сформированную в электрическом поле сверхвысокой напряженности. Благодаря этому, такие растворы являются не только эффективным окислительным, восстановительным, кислотным или щелочным агентом, но также обладают ярко выраженными свойствами катализаторов многих химических и биохимических реакций. Экологическая чистота и 6 безопасность при использовании ЭХА систем обусловлены тем, что их высокая реакционная способность определяется не количеством действующих веществ, а их аномольной (очень высокой или очень низкой) активностью при малых концентрациях.

Исследования по вышеназванным направлениям несомненно чрезвычайно современны и актуальны, а их реализация в пищевой промышленности позволит получить значительный экономический эффект. Цель и задачи исследования

Цель работы - разработка способа получения активных засевных дрожжей в спиртовом производстве с использованием нового термотолерантного и осмофильного штамма и создание асептических условий на данной стадии с помощью электрохимически активированных водных растворов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

Провести сравнительные характеристики рас спиртовых дрожжей по их бродильной активности и продуктивности;

Исследовать устойчивость спиртовых рас дрожжей к повышенным температурам и осмосу и осуществить скрининг родительских рас дрожжей для дальнейших селекционных работ.

Провести селекционные работы на основе адаптации лучших популяций к повышенным температурам и концентрациям исходного субстрата и вывести термотолерантную и осмофильную расу спиртовых дрожжей.

Подобрать наилучшую с технологической и экологической точек зрения систему получения ЭХА растворов, позволяющую значительно уменьшить или полностью ликвидировать обсемененность посторонней микрофлорой на стадии получения засевных дрожжей в спиртовом производстве.

Разработать технологию обработки оборудования ЭХА растворами, установить способы их хранения. 7

Научная новизна

На основании селекционных работ получен новый штамм БассИаготусез сегеу1з1ае 985 Т, обладающий термотолерантными и осмофильными свойствами для сбраживания сусла из крахмалсодержащего сырья при повышенных температурах.

Изучены морфологические и физиологические особенности нового штамма БассЬаготусез сегеу1з!ае 985 Т.

Изучено влияние ЭХА растворов на жизнедеятельность различных групп микроорганизмов - вредителей спиртового производства.

Определены параметры ЭХА растворов, обеспечивающие ингибирование для каждой группы микроорганизмов.

Выявлена зависимость температуры, времени и кратности использования ЭХА растворов на асептический эффект. Практическая иенность

Составлена и утверждена временная технологическая инструкция по ведению чистой культуры нового выделенного штамма БассЬаготусеБ сегеу1з1ае 985 Т в спиртовом производстве.

Применение термотолерантного и осмофильного штамма при периодическом способе сбраживания в производственных условиях позволило сократить время приготовления дрожжей на 6 час, длительность брожения на 18 - 20 час.

Показана высокая кислото- и термоустойчивость дрожжей расы ЗассЬаготусеБ сегеу1з1ае 985 Т и их конкурентоспособность по отношению к посторонней микрофлоре.

Разработана технология обработки оборудования ЭХА-растворами на стадии получения засевных дрожжей в спиртовом производстве.

Рассчитан экономической эффект от внедрения штамма 8ассЬагошусез сегеу1з1ае 985 Т, который составил 5280 руб. в год при производительности 1 ООО дал спирта в сутки. 8

Апробация работы и публикации

Основные экспериментальные результаты были доложены и обсуждены на Международном Симпозиуме «Электрохимическая активация» (г.Москва, 1997 г.), на научно-технической конференции «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК» (г. Москва, 1999 г.). Публикации

По материалам диссертации опубликовано 3 работы, в которых отражены основные положения диссертации. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений.