Производство продуктов питания с помощью микроорганизмов. Биотехнологические основы производства

• Название: Производство продуктов питания с помощью микроорганизмов. Биотехнологические основы производства
• Дата: 03.12.2022
• Размер: 6.28 Mb.
• Имя файла: 5.Mikrobnaya_v_proizvodstve pishevix produktov.ppt
• Тип: Документы; #826483
• страница: 8 из 8

ПШЕНИЧНЫЕ ЗАКВАСКИ НА ОСНОВЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Пропионовокислая закваска. Ее основу составляет штамм пропионовых бактерий Propionibacterium freundenreichii ssp. shermanii BKM-103
Комплексная закваска. Основу этой закваски составляют штаммы молочнокислых бактерий, дрожжей и пропионовокислых бактерий следующих видов: Lactobacillus casei-CI, L. brevis-B78, L.fermenti-34, Saccharomyces cerevisiae-69, Propionibacterium shermanii BKM-103, которые находятся в следующем соотношении: 0,5:0,25:0,25 : 1:0,02.
Ацидофильная закваска. Она состоит из культуры L. acidophillus-AG и штамма дрожжей S. cerevisiae «Рязанские-П», адаптированного к высоким температурам (40...45 °С).


Витаминная закваска включает каротиноидные дрожжи Bullera armenioca штамм Сб-103, дрожжи Saccharomyces cerevisiae штамм Фр-3, молочнокислые бактерии L. acidophillusA 46, пропионовые бактерии Propionibacterium shermanii ВКМ-103 в соотношении 1:1:0,5:0,2.
Эргостериновая закваска включает дрожжи Saccharomyces cerevisiae-576, мезофильные молочнокислые бактерии L. casei- CI, L. plantarum-30.
Дрожжевая закваска включает сообщество микроорганизмов: L. casei-CI, L. plantarum-A-63, дрожжи Saccharomyces cerevisiae штамм Фр-3 на мучной питательной среде

Виды порчи муки:

прокисание, вызываемое молочнокислыми бактериями;
прогоркание, которое вызывают плесневые грибы и некоторые бактерии, продуцирующие протеолитические и липолитические ферменты;
плесневение - развивается при высокой влажности муки, опасно возможностью накопления афлотоксинов;
самосогревание, наблюдаемое при влажности муки более 20%.

Болезни хлеба:

Болезни хлеба:
1. Тягучая болезнь хлеба. Возбудителем является сенная палочка (Вас. subtilis), продуцирующие мощные амилолитические и протеолитические ферменты.
2. Меловая болезнь - характеризуется появлением на корке и в мякише белых сухих, похожих на мел, включений, хлеб приобретает неприятный запах. Порок вызывают термоустойчивые дрожжи.
3. Пигментные пятна - характерно появление на корке и в мякише пятен желтого, красного цветов. Возбудителями являются грамотрицательные пигментообразующие бактерии (чудесная, синегнойная, флуоресцирующая палочки), которые развиваются при температуре не менее 25оС, повышенной влажности и малой кислотности хлеба.
4. Пьяный хлеб - возникает при заражении муки токсинами гриба рода фузариум. Это происходит, если зерно находится в поле при температуре 0 - 5оС.
5. Плесневение - возникает при плотной укладке хлеба, при повышенной влажности более 70%, при температуре 25 - 30оС. Споры плесневых грибов попадают из воздуха, с тары, с рук и одежды персонала.

Применение ферментных гидролизатов в производстве хлебобулочных изделий

Ферментные гидролизаты – продукты гидролиза лактозосодержащего сырья под воздействием фермента инулазы.
Инулаза – фермент, гидролизующий инулин целлюлозы до фруктозы.
Инулазы выделяются из растительного, животного сырья и синтезируются дрожжами рода Kluyveromyces, микромицетами родов Aspergillus, Penicillium.
Активируются ферменты ионами кобальта, магния, марганца.

Процесс получения гидролизатов из клубней топинамбура

1.Обработка клубней при 90-1200С, очистка от кожуры, измельчение.
2. Разбавление пюре водой (1:0,8 – 1:1,2) при температуре 80-900С.
3. Отпрессовывание жидкой фазы и охлаждение экстракта.
4.Внесение ферментного препарата инулоаваморин П10Х при температуре 55-650С и рН 4-5. Гидролиз 7-9 ч.
5. Центрифугирование и упаривание гидролизата до содержания СВ 50-70%.

Показатели очищенного сиропа

Вкус – кисло-сладкий.
Запах – нормальный
Цвет – светло-палевый.
СВ 50-70%
В том числе глюкозы – 3,4-4,8%
Фруктозы 40-56%.
Общего азота 883-1243 мг/100г
Кислотность – 1,9-2,3 град.
Активная – (рН) – 4,5-4,9.
Массовая доля минеральных веществ 0,55-0,83 г/100г.

Расход фруктозного сиропа.

С учетом степени сладости сахарозы (100%) и фруктозы (173%)
кг/100 кг муки продолжительность брожения, мин
Хлеб белый 1,19 80
Батон 4,76 70
Батончик к чаю 11,92 70

Изменение активности микроорганизмов в тесте хлеба.

Показатель
Бродильная способность, мин после замеса
В конце брожения
Газообразующая способность, см3 СО2
Общая кислотность, град
Начало брожения
В конце брожения


Хлеб
с сахаром с ф. сиропом
25
6
83
2,0 2,3
2,5 2,8

Роль фруктозных сиропов

Диабетическое назначение
Стимулирующее действие на активность дрожжей, т.к. содержат аминокислоты, витамины, минеральные вещества
Сокращение процесса брожения на 20-30 мин.
Повышение пористости мякиша на 7% и кислотности на 3%, удельного объема хлеба на 10%.


Тема лекции. Биотехнология бродильных производств
Биотехнология в производстве спирта
Биотехнология в производстве безалкогольных напитков и кваса
Биотехнология в производстве вина

Вопрос 1. Биотехнология в производстве спирта

Сырье: картофель, пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса, реже используются плодово-ягодные, виноградные материалы, топинамбур и др.

Этапы производства

Подготовительный - очистка сырья от примесей, приготовление солода или культур микромицетов;
Основной - разваривание крахмалистого сырья, осахаривание крахмала, сбраживание осахаренной массы, перегонка бражки и получение сырого спирта;
Завершающий - ректификация.


Характеристика микроорганизмов, используемых в производствe спирта
В спиртовом производстве применяют дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae, которые относятся к дрожжам верхового брожения.
Основные требования, предъявляемыми к расам дрожжей при производстве спирта:
•высокая бродильная активность;
•способность сбраживать как моносахариды, так и дисахариды и некоторые декстрины;
•способность сбраживать растворы, содержащие довольно большие концентрации сахара (в производстве спирта из мелассы концентрация сахара составляет 13-15% и более);
•способность осуществлять спиртовое брожение при высоком содержании спирта в растворе.


Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность дрожжей в спиртовом производстве, являются:
Температура. Оптимальная скорость роста спиртовых дрожжей 30-32 °С.
РН. Оптимальным рН для развития дрожжей является 4,8-5,0, однако в спиртовом производстве его стараются поддерживать на уровне 3,8-4,0, чтобы подавить развитие молочнокислых бактерий.
Содержание сахара в сусле. Очень высокие концентрации сахара повышают осмотическое давление в дрожжевых клетках, а низкие - экономически невыгодны, поэтому сбраживают сусло с содержанием сухих веществ, что соответствует содержанию в нем 13-15% сахара.
Содержание спирта. Торможение брожения наблюдается при содержании спирта 12-16%, концентрация сахаров в сусле должна быть такой, чтобы в зрелой бражке крепость спирта не превышала 10 об.%.


Иногда для подкисления сусла при производстве спирта из картофеля и зерна используют молочнокислые бактерии вида Lactobacillus delbrueckii штаммов 52 и смешанная культура со штаммом 70. Культивирование молочнокислых палочек ведут при температуре 50°С до кислотности 2,0-2,2 ° для картофельного и 1,7-2,0˚ для зернового сусла, а потом проводят пастеризацию сусла при 75°С. В сусле, подкисленном молочнокислыми бактериями, увеличивается содержание растворимых азотистых веществ, что благоприятно сказывается на размножение дрожжей.

Разведение чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий в спиртовом производстве

Разведение чистой культуры дрожжей в спиртовом производстве
Чистые культуры дрожжей спиртовые заводы получают из отраслевых институтов, которые рассылают в пробирках, закрытых ватными пробками на скошенном сусло-агаре. На заводах пробирки с чистыми культурами дрожжей хранят в холодильнике при температуре 4-6°С, пересевая не реже одного раза в 2 мес.
1.При разведении чистой культуры дрожжей вначале получают лабораторную разводку чистой культуры по схеме:
пробирка → колба (0,5-1 л) → колба (3-5 л) → бутыль (15-20 л)


2. Производственные стадии разведения чистой культуры ведут в аппаратах засевных дрожжей, используя пастеризованное или стерильное сусло с концентрацией 18-19% СВ и кислотностью 0,90Н. Разведение длится 18-24 ч. Сусло сбраживается сусло до концентрации спирта 6-7%, после чего дрожжи передают в дрожжевой аппарат или дрожжегенератор.
Производственные стадии разведения чистых культур в производстве спирта из мелассы включают:
АЧК-1 (20 л) → АЧК-2 (1м3)→ АЧК-3 (5м3) → Дрожжегенератор (50 м3)


Разведение чистой культуры молочнокислых бактерий
Молочнокислые бактерии Lactobacillus delbrueckii штаммов 52 и смешанная культура со штаммом 70 рассылаются в запаянных ампулах на солодовом сусле.
Для получения заводской культуры молочнокислых бактерий одной ампулой засевают 0,5 л стерильного сусла концентрацией 15% СВ.
Колбу, засеянную штаммами 52 и 70 закрывают ватной пробкой и помещают в термостат с температурой 50-51°С на 15-18 час.
Первое разведение переводят в бутыли с 7-8 л стерильного сусла. Бутыль с культурой выдерживают 10-12 ч в термостате при температуре 50-51°С и передают в засевной аппарат с 6-8 дал сусла.
Через определенное время размножения культуру передают в дрожжевой аппарат.
Чистую культуру молочнокислых бактерий в заводской лаборатории поддерживают на стерильном сусле с концентрацией 8-10% СВ. Пересев ведут через 8-12 сут. Хранят культуру в холодильнике.

Биотехнология в производстве кваса и безалкогольных напитков

Хлебный квас является продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения.
Спиртовое брожение вызывается квасными дрожжами – сахаромицетами, при этом накапливаются до 0,5 % об. спирта и выделяется диоксид углерода.
Молочнокислые бактерии (гетероферментативные), превращают сахара квасного сусла в молочную, уксусную, янтарную кислоты, СО2, ароматические вещества, спирт.
Сырье для производства кваса:
Солод – пророщенное и высушенное либо прожаренное зерно ячменя (реже ржи).
Дрожжи и молочнокислые бактерии


Микроорганизмы, применяемые в производстве кваса
Квасные дрожжи относятся к виду Saccharomyces minor (раса М) и Saccharomycesmines cesevisiae.
Квасные молочнокислые бактерии относятся к виду Lactobasillus fermenti штаммов 11 и 13, которые выделены из лучших образцов хлебного кваса.

Этапы производства кваса:

Этапы производства кваса:


Хлебный квас Свекольный квас Ржаной квас

Этапы производства безалкогольных газированных напитков

1. Приготовление сахарного сиропа
2. Деалкоголезация спиртосодержащего сырья, входящего в состав напитка
3. Приготовление купажного сиропа
4. Розлив в бутылки
5. Пастеризация напитка
6. Бракераж
7. Маркировка
8. Хранение и транспортировка

Этапы производства безалкогольных негазированных напитков

1. Приготовление сахарного сиропа
2. Приготовление колера
3. Приготовление купажного сиропа
4. Насыщение углекислым газом
5. Розлив в бутылки
6. Бракераж
7. Маркировка
8. Хранение и транспортировка

Вопрос 3. Биотехнология в производстве вина.

Этапы производства вина

1. Приемка винограда.
2. Первичная обработка, которая предусматривает:
2.1.Гребнеотделение и дробление выполняется на специальных машинах.
2.2.Тепловая обработка (бланшировка, ошпаривание, нагревание мезги).
2.3. Ферментативная обработка.
3. Консервирование (термическая обработка, применение консервантов, обезвоживание (концентрирование))
4.Получение сусла
5. Брожение сусла.
6. Завершающие этапы (розлив, укупоривание, маркировка).


Производственные свойства дрожжей, используемых в виноделии :
 сбраживание сусла при 13 - 15С;
 устойчивость к высоким концентрациям спирта (до 18 %, образование большого количества спирта препятствует развитию инфекции);
 сбраживание сахара при высоком давлении углекислого газа (давление к концу брожения достигает 500 – 600 МПА);
 кислотоустойчивость: наиболее успешно брожение протекает при титруемой кислотности 8 – 10 г/л в пересчете на винную кислоту;
 способность дрожжей давать зернистый и сухой осадок;
 способность сбраживать сусло в условиях недостатка азотистых веществ.


Винные дрожжи принадлежат к семейству Saccharomycetaceae, видам Saccharomyces vini и Saccharomyces oviformis.
Выведение чистой культуры винных дрожжей проводят на стерильном виноградном сусле, содержащем 16 – 20 % сахара с внесением азотистого питания (фосфорнокислый двузамещенный или хлористый аммоний, раствор аммиака).
Массу дрожжей постепенно увеличивают последовательными разведениями от пробирки до баллона с 5 – 7 л кипяченого сусла.
Продолжительность приготовления лабораторной разводки 5–6 суток при температуре 20 - 25 С.
Далее лабораторную разводку переносят в бочку емкостью 20 – 25 дал (сусла) проводят разбраживание при 20 – 25 С в течение 2 – 4 суток до наступления бурного брожения.
Далее из бочек задают в бродильные емкости в количестве 3 – 5 % к сбраживаемому суслу или тиражному вину, а часть разводки оставляют в бочке (маточная культура) и заливают стерильным охлажденным суслом. Через 24 – 48 ч разводка дрожжей готова к употреблению.

Биотехнология кисломолочных продуктов.

1.Биотехнология в производстве маргарина.
2. Биотехнология в производстве кефира.

БИОТЕХНОЛОГИЯ МАРГАРИНА

Микроорганизмы в производстве маргарина играют двоякую роль. Молочнокислые бактерии, входящие в состав водно – молочной фазы являются полезной микрофлорой в производстве маргарина, так как придают ему специфический вкус и запах. Все остальные микроорганизмы, которые попадают с сырьем, из внешней среды (воздуха, с оборудования, с рук работников при упаковке, транспортировке) являются вредителями, снижающими качество маргарина и его стойкость при хранении.
Жировая фаза маргарина составляет от 60 до 82 % от его состава, остальная часть приходится на водно – молочную фазу.
Жиры и растительные масла являются неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, что объясняется малым количеством в них влаги (от 0,1 до 0,3 %), а также незначительным содержанием минеральных питательных веществ. Кроме того, микроорганизмы, расщепляющие жиры, встречаются реже, чем воздействующие на углеводы и белки. Поэтому в жирах и растительных маслах микроорганизмов присутствует незначительное количество.
Основными источниками посторонней микрофлоры маргарина являются компоненты водно – молочной фазы (молоко, сахар, соль, вода).


Молоко представляет наибольшую опасность с точки зрения бактериальной обсемененности сырья. Оно является полноценной питательной средой для развития сапрофитных микроорганизмов: молочнокислых бактерий (родов Strepococcus и Lactobacillus), гнилостных бактерий (родов Pseudomonas, Bacillus, Clostridium) и др.
Сахар также может служить источником бактериальной обсемененности маргарина. Поэтому он вводится в маргарин в виде 30 % водного пастеризованного раствора. Общая бактериальная обсемененность сахара – песка не должна превышать 1000 КОЕ/г.
Соль при добавлении в маргарин может, с одной стороны, вызвать замедление роста микроорганизмов, а с другой – инфицировать готовый продукт. Поэтому общая бактериальная обсемененность (к МАФАнМ) не должна превышать 1000 КОЕ/г.
В специальные сорта маргарина вводят различные пищевые добавки (какао – порошок, лимонную кислоту, ванилин, ароматизаторы и т.п.). Все эти вещества должны соответствовать ТУ.

Основные технологические стадии производства маргарина:

1. Подготовка жировой смеси, которая состоит из саломаса и растительного масла. А в некоторые сорта маргарина вводят сливочное масло.
2. Внесение в жировую смесь жирорастворимых компонентов (эмульгаторов, красителей, жирораствориых витаминов, ароматизаторов).
3. Приготовление водно – молочной фазы, состоящей из молока (сквашенного и несквашенного), воды и всех водорастворимых компонентов (сахара, соли, водорастворимых ароматизаторов, консервантов и других добавок).
4. Эмульгирование (смешивание) жировой смеси и водно – молочной фазы.
5. Охлаждение, фасование и упаковка продукта в тару.

Производство кисломолочных продуктов.