Конспект лекций. Конспект лекций для студентов специальности 149 01 01 Технология хранения и переработки пищевого растительного сырья
 Скачать 1.37 Mb.
|
|
Черносмородиновая 5 и Черносмородиновая 7 выделены в 1937-1938гг. Д.К.Чаленко (ЦНИЛВП) в г.Курске из осадка быстросбродившего черносмородинового сока. Клетки овальные и яйцевидные шириной 3,3-11,4мкм. Забраживание — на 2-3-и сутки. Осадок пылевидный, от белого до светло-коричневого цвета. Образует слабое кольцо, пленка не образуется. Почки круглые или овальные шириной 3,2мкм, длиной 3,2-3,9мкм, образуются на одном из концов клетки. Дочерние рано отделяются от материнской. Споры круглые или слегка овальные диаметром 2,4мкм, образуются на гипсовых блоках через 2 суток. В сумке от 2 до 4 спор. На среде яблочного сусло-агара штрих беловато-серый, тусклый, с зернистым налетом. Яблочная 7 получена в 1937-1938гг. Д.К.Чаленко (ЦНИЛВП) в г.Курске из осадка быстросбродившего яблочного сока. Рекомендуется для сбраживания яблочного, рябинового соков, яблочно-медового сусла, получения сидра. Клетки овальные, яйцевидные, иногда удлиненные шириной 3,3-7,3мкм. Забраживание — на 2-3-и сутки. Осадок пылевидный, от белого до светло-коричневого цвета. Пленка и кольцо не образуются. Почки круглые или овальные шириной 3,2мкм, длиной 3,2-3,9мкм, образуются полярно. Дочерние рано отделяются от материнской. Споры круглые или слегка овальные диаметром 2,4мкм, образуются на гипсовых блоках через 2 суток. В сумке от 2 до 4 спор. На среде яблочного сусло-агара штрих беловато-серый, тусклый, с зернистым налетом. К-17 выделена Е.Н.Котоминой, О.Д.Парагульговым, А.Ф.Писарницким в Московском филиале ВНИИПиВ «Магарач». Отселекционирована из дрожжей расы Клюквенная 17, выделенных из сброженного клюквенного сока (Ленинградская обл.) в 1933-1934гг. во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Штамм Клюквенная 17 был получен музеем чистых культур Московского филиала ВНИИПиВ «Магарач» из музея чистых культур ВНИИПиВ. Раса К-17 получена путем отбора наиболее активных пектинрасщепляющих форм с последующим усилением полезных свойств путем направленного культивирования на соответствующих средах. Универсальная раса с повышенной пектинрасщепляющей способностью. На яблочном соке клетки округлые и эллипсоидные, реже удлиненные шириной 2,0-2,5мкм, длиной 3,0-3,5мкм. На яблочном соке с 1,5% пектина форма клеток нестабильна: от круглых и овальных до вытянутых шириной 3,3-7,3мкм, длиной 3,3-11,4мкм. Размножение - почкованием. На гипсовых блоках через 3-4суток образуются круглые споры диаметром 2,0мкм, по 1-3 в сумке. На яблочном сусле осадок пылевидный, легко взмучивается, пленка не образуется, изредка появляется слабое кольцо. К-72 выделена Е.Н. Котоминой, О.Д. Парагульговым, А.Ф. Писарницким в Московском филиале ВНИИПиВ «Магарач». Отселекционирована из дрожжей расы Клубничная 72. Исходный штамм, выделенный из сброженного сока земляники, был получен из музея чистых культур НИИСПа в 1945г. Раса К-72 получена путем отбора наиболее активных пектинрасщепляющих форм с последующим усилением полезных свойств путем направленного культивирования на соответствующих средах. На яблочном сусле клетки овальные и яйцевидные, шириной 2,5-3,0мкм, длиной 3,5-4,0мкм. На яблочном сусле с 1,5% пектина большинство клеток овальной и округлой формы, реже удлиненные шириной 2,3-6,8мкм, длиной 3,3-8,8мкм. Размножение клеток - почкованием. На гипсовых блоках через 3-5суток образуются круглые или слегка овальной формы споры, по 2-4 в сумке. Осадок дрожжей на яблочном сусле пылевидный, легко взмучивается, кольца и пленки нет. Хранить пробирки с чистыми культурами дрожжей рекомендуется в сухом месте при температуре не выше 15°С не более 30суток, считая со дня засева, указанного на ярлыке пробирки. Средой выращивания для сохранения культуры обычно служит яблочное сусло сахаристостью 16-20%, кислотностью 6-7г/дм3 с добавлением NH4C1 (0,4 г/дм3). Сроки пересевов — один раз в квартал. Температура культивирования 25-26°С. Кроме этих имеются так называемые дикие дрожжи, которые в виноделии являются вредителями. Их часто называют сорняками брожения. Дикие дрожжи вырабатывают вещества, которые подавляют развитие винных дрожжей и ухудшают вкус вина, вызывают помутнение и заболевание вин, образуют спирт с большим расходом сахара. К диким дрожжам относятся следующие: Hanseniaspora apiculata (ганзениаспора апикулята). Составляют до 90% всей микрофлоры сусла, самые распространенные дрожжи; размножаются вдвое быстрее винных дрожжей. При самопроизвольном брожении в сусле преобладают, но сахар сбраживают лишь до 5%об., накапливают вещества, ухудшающие вкус; тормозят развитие винных дрожжей. Schizosaccharomyces (шизосахаромицес). Быстро сбраживают сахар в спирт, но дрожжи Schizosaccharomy ces acidodevorax (шизосахаромицес ацидодеворакс) интенсивно разрушают яблочную кислоту плодово-ягодных соков и вин. Saccharomycodes Ludvigii (сахаромикодес людвиги). Встречаются в плодово-ягодных свежих соках и даже в сульфитированных виноматериалах (переносят дозы сернистого ангидрида до 500-600мг на 1 дм3, поэтому с ними трудно бороться сульфитацией). Вызывают помутнение вин, особенно сидров; тормозят развитие винных дрожжей. Pichia alcoholophila (пихия алкоголофила). Окисляют сахар, спирты и органические кислоты. Хорошо развиваются на поверхности вина и образуют пленку, являются возбудителями болезни вина (цвели), вызывают дрожжевое помутнение. Hansenula anomala (ганзенула аномали). Быстро развиваются на поверхности плодового сусла, на третий день после развития дают осадок, сахар сбраживают до 2-3% спирта, на поверхности вина дают матовую пленку, способствуют развитию цвели вина. Candida mycoderma (кандида микодерма). Развиваются на поверхности вина при доступе воздуха, образуют пленку серовато-белого цвета, являются основными возбудителями цвели вина. На плодах и ягодах, а также в сусле встречаются и другие виды диких дрожжей. Существенное влияние на качество вин, кроме дрожжей, оказывают некоторые виды бактерий. Возбудителями болезни вина в основном являются палочкообразные молочнокислые бактерии - Lactobacterium mannitopoeum (лактобактериум манитопеум). Они сбраживают содержащиеся в виноматериале сахара до молочной и уксусной кислот, из фруктозы образуют маннит, т. е. вызывают заболевание вина — маннитное брожение. Молочнокислые кокки превращают яблочную кислоту в молочную и углекислый газ, в результате чего снижается титруемая кислотность сусла или вина. Эти бактерии, как и дрожжи Schizosaccharomyces acidodevorax (шизоса-харомицес ацидодеворакс), являются возбудителями биологического кислотопонижения. Немало трудностей в виноделии доставляют уксуснокислые бактерии. Их известно более 20 видов (некоторые встречаются при производстве вин). Развиваются на поверхности вина, формируя тонкую пленку, спирт переводят в уксус. Такие бактерии, как Acetobacter vini acetati (ацетобактер вини ацетати), образуют неустойчивую пленку, которая опускается сверху в вино и дает муть. Слизеобразующие бактерии (Bacterium viscocus vini — бактериум вискози вини) вызывают ослизнение вина, развиваются без доступа воздуха. Бактерии турна (Bacterium tartarophtorum—бактериум тартарарум) из фруктозы образуют маннит, разлагают яблочную кислоту, в результате вино заболевает. Бактерии вызывают прогоркание вина, образуют продукты с неприятным запахом. При производстве вин возможно появление и различных плесневых грибов, также ухудшающих качество продукции. Развитие диких дрожжей, бактерий, плесневых грибов часто приводит к необратимым изменениям в соках, сусле и винах, к резкому ухудшению их качества. Поэтому при производстве соков и вин необходимы строгий и регулярный контроль, постоянная борьба с вредными микроорганизмами различными способами. Например, перед брожением зараженные дикой микрофлорой соки пастеризуют при 80 - 85°С в течение 2-3мин или нагревают до 70°С в течение 30минут. В процессе сбраживания сока образуются многие вещества, которые определяют основные показатели вина. Это обязывает виноделов уделять особое внимание спиртовому брожению. Приготовление дрожжевой разводки Разводку дрожжей начинают готовить за 6-8дней до применения ее в производстве. Для приготовления питательной среды сок разбавляют водой до кислотности 6-8г/дм3 и подсахаривают до20%. В полученное сусло вносят азотистое питание в виде NH4C1 или (NH4)2HPO4 (не более 0,5г/дм3) или водного раствора аммиака (не более 0,4см3/дм3 в пересчете на 25%-й раствор). Сок стерилизуют. Готовую для разводки питательную среду наливают в литровую колбу на 2/3 ее объема. Горлышко колбы закрывают ватной пробкой и кипятят в течение 1 часа в кипятильнике Коха или на водяной бане. При этом вода в бане должна находиться на уровне сока в колбе. Охлажденную до комнатной температуры, стерильную питательную среду наливают в пробирку с чистой культурой дрожжей до половины ее объема, тщательно взбалтывают до тех пор, пока налет дрожжей не смоется с твердой среды, и быстро переливают содержимое пробирки обратно в колбу с питательной средой, строго соблюдая стерильность. При указанных условиях сок забраживает на 2-3-и сутки. Для следующей генерации готовят питательную среду в сосуде на 8-10дм3. Питательную среду наливают на 2/3 емкости, нагревают на медленном огне, хорошо перемешивая, и кипятят 10-15мин. В охлажденную до комнатной температуры питательную среду задают забродившую разводку дрожжей из литровой колбы. С наступлением бурного брожения дрожжи готовы для приготовления производственной разводки. Тогда содержимое предыдущей генерации переносят в дрожжанку с питательной средой. Объем приготовляемой в дрожжанке разводки должен составлять 3-5% объема подлежащего сбраживанию сока. Через 3-4 суток наступает бурное брожение и разводка готова для сбраживания производственных партий. В приготовленный к брожению сок разводку чистой культуры дрожжей следует задавать как можно быстрее, чтобы не началось самосбраживание, снижающее эффективность действия внесенных дрожжей. Производственную разводку чистой культуры дрожжей для сбраживания новых партий сока рекомендуется готовить следующим образом: оставлять в дрожжанке не менее 20% предыдущей производственной разводки и доливать ее питательной средой. Новую разводку можно использовать в производстве, как правило, через сутки. Сбраживание соков периодическим и непрерывным способом Брожение можно проводить как периодическим, так и непрерывным способом. В первом случае дрожжевая разводка задается в количестве 3% объема сбраживаемого сока. При низкой температуре окружающей среды (12-14°С), количество вносимой дрожжевой разводки увеличивают до 5%.Оптимальная температура брожения 20°С. При пониженных температурах используются холодостойкие расы дрожжей Сидровая 101 или Минская 120. В случае повышения температуры брожения до 25°С и более бродящий сок охлаждают общепринятыми в виноделии приемами: в рубашки бродильных резервуаров пропускают воду или рассол, используют змеевиковые и пластинчатые охладители и т.д. Продолжительность брожения неподсахаренного сока составляет 7-9 суток. Главной опасностью при сбраживании яблочного сока является кислотопонижение, которое может наступать уже в начальной стадии брожения и, как правило, наступает всегда, если сброженный сок долгое время держат на дрожжах. Основной причиной кислотопонижения в плодово-ягодном виноделии считается жизнедеятельность дрожжей Shizosacch. acidodevoratus, которые одновременно со сбраживанием сахара способны вызывать разрушение яблочной кислоты до СО2 и воды. Понижение кислотности наблюдается главным образом в момент бурного брожения и заканчивается на 4-7-е сутки после забраживания, в то время как под влиянием кислотопонижающих бактерий оно наступает после бурного брожения и может длиться в течение продолжительного периода. Если в виноградном виноделии яблочно-молочное брожение, приводящее к кислотопонижению, в ряде случаев явление желательное, то при спиртовом брожении яблочного и некоторых других плодовых соков, в которых основную долю кислот составляет яблочная, кислотопонижение может привести к порче продукта. Особенно часто кислотопонижение наступает в соках, в которые не добавлялась сернистая кислота, а также в соках с низким содержанием азотистых веществ. Клетки дрожжей-кислотопонижателей отличаются от клеток настоящих винных дрожжей присутствием большего числа цилиндрических и короткоцилиндрических клеток, характером деления (в делящихся клетках гликогена не образуется) и высокой сульфитоустойчивостью (переносят содержание сернистой кислоты в сусле 1000-1200мг/дм3), что сильно затрудняет борьбу с ними. Повышение температуры до 70-80°С в течение 10-15мин приводит к гибели клеток делящихся дрожжей. В настоящее время на предприятиях плодово-ягодного виноделия широко внедряется способ сбраживания соков в аппаратах с насадкой в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей, принцип которого был впервые использован в виноделии при производстве шампанского, а затем хереса. Сбраживание плодово-ягодных соков в аппаратах с насадкой позволяет значительно увеличить скорость брожения, уменьшить потери виноматериала с дрожжевыми осадками, снизить расход сахара на культивирование дрожжей, а также потери кислоты, увеличить коэффициент выхода спирта. Получаемые виноматериалы лучше сохраняют сортовой аромат, в них выше содержание остаточного экстракта. Сбраживание сока непрерывным способом в аппарате с насадкой осуществляют следующим образом. В свежий сок вводят SO2 до достижения общего содержания 50-100мг/дм3 и сразу же, не допуская забраживания, обрабатывают его бентонитом с полиакриламидом. Для этого сок перекачивают в резервуар с мешалкой, куда дозируют и оклеивающие вещества (20-40г/дал бентонита и 10-15мг/дм3 полиакриламида). Обработанный сок перекачивают на отстаивание в резервуар. После 10-20 ч отстаивания осветленный сок снимают с осадка насосом. При недостаточном осветлении сок фильтруют на фильтр-прессе. Осветленный сок при необходимости подсахаривают, добавляя в него сахарный сироп или сахар-песок. Сироп концентрацией 70-75 % готовят на соке или виноматериале в резервуаре с мешалкой. При отсутствии мешалки сироп перемешивают при помощи насоса. Осветленный сок при необходимости подсахаривают и пастеризуют при температуре 80-85°С в течение 2 минут. Из секции рекуперации охлажденный сок поступает в расходный резервуар. В случае пастеризации нефильтрованного сока можно использовать теплообменник типа ТН группы 101. Дрожжевую разводку готовят, как было описано выше, в начале сезона. При проведении брожения в аппаратах с насадкой возникает необходимость быстрого накопления значительной биомассы. В связи с этим проводят четвертую генерацию дрожжей в аппарате вместимостью 2000дал, оборудованном мешалкой и устройством для распыления воздуха. Питательную среду - осветленный яблочный сок, прошедший пастеризацию, из резервуара перекачивают в аппарат, куда задают и дрожжевую разводку. Производственную разводку готовят при непрерывном интенсивном перемешивании и аэрации среды. Готовую разводку, содержащую не менее 300млн дрожжевых клеток в 1см3, используют для накопления биомассы в резервуаре с насадкой, оставляя 25-30% разводки в аппарате, с тем чтобы исходная концентрация дрожжевых клеток при добавлении свежей порции питательной среды составляла не менее 100-120млн/см3. Для последующих циклов культивирования дрожжей в аппарат задают питательную среду и процесс повторяют.  Рисунок 12 - Технологическая схема сбраживания сусла в непрерывном потоке 1 - сокосборники; 2 - резервуар с мешалкой; 3 - резервуар приготовления суспензии бентонита; 4 - резервуар для приготовления раствора полиакриламида; 5 - резервуар для отстаивания сока; 6 - пластинчатый пастеризатор; 7 - промежуточный резервуар для сока; 8 - дрожжанка; 9 - насос; 10 - бродильный аппарат; 11 - дозирующий насос; 12 - приемный резервуар сброженного сока Для сбраживания сока используются эмалированные резервуары или резервуары из нержавеющей стали. Бродильный резервуар тщательно моют и дезинфицируют, затем заполняют насадкой на 80-85% по высоте резервуара. В качестве насадки можно использовать гофрированные полиэтиленовые трубки, древесную стружку (из дуба, граба, бука, березы) или вспученный перлитовый щебень. Преимуществом полиэтиленовых трубок является то, что они могут эксплуатироваться в течение многих лет. В начале сезона перед внесением в аппарат полиэтиленовую насадку предварительно тщательно промывают и обрабатывают 0,1%-м водным раствором серной кислоты в течение суток. Древесную стружку обрабатывают в соответствии с Технологической инструкцией по санитарной обработке винодельческих емкостей, оборудования, винопроводов и помещений. Вспученный перлитовый щебень может быть использован без предварительной обработки. В подготовленный бродильный аппарат насосом подают сверху разводку дрожжей, распределяя ее по поверхности насадки. Последующее заполнение аппарата разводкой производят снизу. После 2-3-кратного заполнения резервуара в нем накапливается 600-800млн клеток на 1см3 полезного объема. К началу процесса непрерывного брожения питательную среду сбраживают до остаточного содержания сахара 0,3-0,5% и оставляют в аппарате на 1сутки. При этом основная масса дрожжей закрепляется на насадке. В дальнейшем происходит размножение дрожжей в процессе работы установки. Для осуществления непрерывного сбраживания подготовленный сок из расходного резервуара дозирующим насосом с требуемой скоростью непрерывно подают в нижнюю часть бродильного резервуара. Сброженный виноматериал с остаточным содержанием сахара не более 0,3% непрерывно поступает в приемный резервуар, где его сульфитируют до содержания сернистой кислоты 100мг/дм3. При необходимости получения наброда спирта 5%об. продолжительность брожения, равная периоду полной смены сока в полезном объеме резервуара, составляет 2-3суток. При получении виноматериала с набродом спирта 10-12%об продолжительность брожения равна 8-12суток, в случае приготовления некрепленых вин — 40-50суток вместо 4месяцев по обычной технологии. Получение виноматериалов для некрепленых вин можно еще больше ускорить, если в сезон готовить виноматериалы с набродом спирта 12%об., а затем в течение года дображивать их, предварительно добавив необходимое количество сахара, до содержания спирта 15-17%об. Продолжительность процесса дображивания составляет около 10 суток. Производительность бродильного аппарата П, дал/сутки рассчитывается по формуле П = V · (0,85 — К) · T, где V - вместимость бродильного аппарата, дал; К - коэффициент объема, занимаемого насадкой (для полиэтиленовой насадки К=0,1; для древесной стружки К=0,12); Т - продолжительность цикла брожения, сутки. При разгрузке аппарата в конце сезона насадка очищается от дрожжей 3%-м раствором каустической соды. По опыту Липецкого винзавода возможна замочка насадки щелочью непосредственно в резервуаре после спуска виноматериала. Через 5-7суток после заполнения аппарата с насадкой раствором щелочи отработанный раствор сливают, а насадку несколько раз промывают горячей водой непосредственно в аппарате. |