Содержание к диссертации
Введение
1. Информационные исследования по переработке и использованию вторичных материальных ресурсов пивоваренного производства 7
1.1. Замочная вода 7
1.2. Солодовые ростки 8
1.3. Пивная дробина 12
1.3.1. Характеристика пивной дробины 13
1.3.2. Использование пивной дробины 14
1.3.3. Переработка пивной дробины 15
1.3.4. Использование пивной дробины в качестве пищевой добавки 16
1.3.5. Другие методы применения солодовой дробины 21
1.4. Остаточные пивные дрожжи 23
1.4.1. Химический состав пивных дрожжей 24
1.4.2. Получение и применение автолизатов пивных дрожжей 25
1.4.2.1. Применение автолизатов дрожжей в пивоварении 26
1.4.2.2. Другие способы автолиза дрожжей 26
1.4.3. Ферментативный гидрол из дрожжей 30
1.4.4. Комплексная переработка дрожжевой биомассы 32
1.4.4.1. Способы дезинтеграции дрожжевых клеток 33
1.4.4.2. Выделение белка из дрожжей 34
1.4.4.3. Денуклеинизация дрожжевой биомассы 35
1.4.4.4. Удаление и получение липидов из дрожжевой биомассы 37
1.4.5. Продукты переработки дрожжевой биомассы 38
1.5. Хмелевая дробина 40
1.6. Белковый шлам 42
1.7. Цель работы и постановка задачи исследований 44
2. Объекты и методы исследования 46
2.1. Методы исследования 46
2.2. Объекты исследования 53
2.3. Методика проведения эксперимента 57
3. Экспериментальные исследования влияния пивной дробины и опд на качество хлеба 59
3.1. Исследование влияния остаточных пивных дрожжей на качество хлеба 60
3.1.1. Влияние остаточных пивных дрожжей на пористость хлеба 61
3.1.2. Влияние остаточных пивных дрожжей на удельный объем хлеба 62
3.1.3. Влияние остаточных пивных дрожжей на 63
формоустойчивость подового хлеба 63
3.2. Исследование влияния пивной дробины и опд на качество хлеба 64
3.2.1. Определение количества воды, необходимого для замеса теста 65
3.2.2. Влияние добавки пивной дробины и ОПД на качество 68
готового изделия 68
3.2.2.1. Исследование влияния пивной дробины и ОПД на формоустойчивость хлеба 69
3.2.2.2. Исследование влияния пивной дробины и ОПД на пористость хлеба 70
3.2.2.3. Исследование влияния пивной дробины и ОПД на влажность хлеба 71
3.2.2.4. Исследование влияния пивной дробины и ОПД
на кислотность хлеба 72
3.2.2.5.Влияние пивной дробины и ОПД на органолептические показатели готового изделия 74
3.2.3. Влияние добавления пивной дробины и ОПД на газообразование, происходящее в тесте при брожении 77
3.2.4. Влияние добавления пивной дробины и ОПД на упек готового изделия 79
3.2.5. Влияние добавления пивной дробины и ОПД
на удельный объем хлеба 81
3.2.6. Влияние добавления пивной дробины на физико-механические свойства мякиша хлеба 82
4. Экспериментальные исследования методов разрушения дрожжевых клеток 87
4.1. Исследование динамики разрушения дрожжевых клеток 88
4.2. Исследование процесса получения и очистки автолизата дрожжей 93
Выводы 97
Список литературы
- Использование пивной дробины в качестве пищевой добавки
- Комплексная переработка дрожжевой биомассы
- Влияние остаточных пивных дрожжей на удельный объем хлеба
- Исследование влияния пивной дробины и ОПД на формоустойчивость хлеба
Введение к работе
Важнейшая задача развития современного промышленного производства -разработка безотходных и малоотходных технологий. Отходы при их полном и рациональном использовании могут стать вторичными материальными ресурсами, позволяющими расширить ассортимент продукции пищевого и технического назначения, создать дополнительные источники сырья.
Пивоварение относится к одной из отраслей пищевой промышленности, в которых используется большое количество сырья. Однако даже при переработке высококачественного сырья только 75...78 % сухих веществ можно непосредственно использовать для получения целевого продукта традиционного состава и вкуса. Оставшуюся часть сухих веществ составляют как неизбежные технологические потери, так и отходы, которые не могут быть в полном объеме повторно использованы при производстве солода и пива и поэтому должны быть отнесены к вторичным материальным ресурсам. Эти отходы часто характеризуются наличием значительных количеств белковых веществ, некрахмальных полисахаридов, минеральных веществ, витаминов и других ценных компонентов, что предопределяет необходимость их использования с учетом указанных свойств.
Наиболее ценными отходами пивоваренного производства является пивная дробина и остаточные пивные дрожжи. Пивная дробина - ценный источник пищевых волокон. За последние несколько десятков лет структура питания населения существенно изменилась. Повысилась доля потребления высокоочи-щенной, рафинированной пищи. В то же время потребление некрахмалистых полисахаридов снизилась в 3...4 раза, кроме того, пища лишена большей части витаминов и микроэлементов. Снижение в современном питании содержания пищевых волокон оценивается как фактор, воздействие которого способно привести к развитию целого ряда заболеваний. Несмотря на то что пищевые волокна не перевариваются и не могут служить источником энергии и пластического материала, они оцениваются физиологами как одни из ценнейших продуктов рационального питания. Это связано с тем, что пищевые волокна выполняют профилактическую и лечебную функции при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, нарушении обмена веществ. Одним из основных источников пищевых волокон является хлеб. Физиологическая потребность организма в пищевых волокнах составляет 25...30 г/сут.
Поэтому разработка рецептуры и технологии получения хлеба с добавлением пивной дробины и остаточных пивных дрожжей является актуальной задачей.
Кроме того, актуальной задачей является расширение ассортимента выпускаемой продукции хлебопекарными предприятиями в связи с конкуренцией и решение ряда экологических проблем.
Целью данной работы является разработка технологии получения хлеба с добавлением муки из пивной дробины и остаточных пивных дрожжей (ОПД), в том числе в виде гидролизата дрожжей.
Экспериментальные исследования проводились в двух направлениях:
первое направление - исследование влияния добавки муки из пивной дробины и остаточных пивных дрожжей на физико-химические, структурно-механические и органолептические показатели качества хлеба;
второе направление - изучение динамики разрушения дрожжевых клеток при использовании различных лизогенных факторов с целью получения дрожжевого гидролизата богатого аминокислотами, витаминами и белками, который может быть рекомендован как добавка для обогащения хлеба.
В ходе исследования решались следующие задачи:
- обобщить и проанализировать имеющиеся в научно-технической литера туре данные по использованию вторичных материальных ресурсов пивоварен ного производства;
- на основании экспериментальных исследований определить наиболее целесообразную массовую долю внесения добавки в хлеб;
- провести экспериментальные исследования качества хлеба с введением в рецептуру муки из пивной дробины и остаточных пивных дрожжей;
на основании выполненных исследований создать рецептуру хлеба с добавлением пивной дробины и остаточных пивных дрожжей;
провести органолептическое сравнение хлеба с внесением различного количества муки из пивной дробины и ОПД;
провести исследование процесса разрушения дрожжевых клеток при использовании различных лизогенных факторов;
на основании выполненных исследований определить качественные показатели гидролизата дрожжей на разных стадиях его получения и очистки.
разработать технологическую инструкцию и рекомендации по производству хлеба с добавлением пивной дробины и остаточных пивных дрожжей.
Предмет первой главы работы - обобщение и анализ научно-технических и патентно-информационных материалов отечественных и зарубежных авторов, характеризующих использование вторичных материальных ресурсов пивоварения.
Предмет второй главы - описание объектов и методов исследования.
Предмет третьей главы - установление влияния добавки пивной дробины и остаточных пивных дрожжей на физико-химические, органолептические и структурно-механические показатели качества хлеба (первое направление экспериментальных исследований диссертационной работы).
Предмет четвертой главы - изучение динамики разрушения дрожжевых клеток при использовании различных лизогенных факторов с целью получения дрожжевого гидролизата, который может быть рекомендован как добавка для обогащения хлеба (второе направление экспериментальных исследований).
Использование пивной дробины в качестве пищевой добавки
В последнее время пивную дробину все чаще используют в качестве добавки в пищевые продукты.
За последние несколько десятков лет структура питания населения, особенно в индустриально развитых странах, существенно изменилась. Повысилась доля потребления низкомолекулярных углеводов, животных белков, жиров, что привело к более высокому поступлению в организм холестерина, насыщенных жирных кислот и повышению энергетической ценности рациона питания человека. В то же время потребление некрахмалистых полисахаридов снизилось в 3...4 раза. В недавнем прошлом в классических работах по физиологии отдавалось предпочтение продуктам, которые хорошо усваиваются. Пищевые волокна (ПВ) в продуктах питания считались неуместными и их исключение приветствовалось. В связи с этим среди населения развитых стран увеличилось число лиц, страдающих от болезней, связанных с приемом рафинированной пищи [11].
Снижение в современном питании содержания пищевых волокон расценивается многочисленными исследователями в качестве фактора риска приобретения целого ряда заболеваний: атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, различных заболеваний желудочно-кишечного тракта, нарушения холестеринового обмена, варикозного расширения вен и т.д [42].
Под пищевыми волокнами, которые часто называют балластными веществами, диетической клетчаткой, некрахмалистыми полисахаридами, понимают все растительные части пищевых продуктов, которые не поддаются воздействию пищеварительных соков, а следовательно не усваиваются человеческим организмом. Эти вещества содержат целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин, лигнин, а также белки, жиры, воск, стерины и углеводы, не поддающиеся извлечению в связи с прочной их связью со стенками растительных клеток [1 1].
Несмотря на то, что указанные полисахариды растений не перевариваются и не могут служить источником энергии и пластического материала, физиологи относят их по значению в рациональном питании к ценнейшим продуктам. Это связано с тем, что пищевые волокна выполняют профилактическую и лечебную функции при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы и др. Одним из основных источников ПВ является хлеб. За счет потребления хлебобулочных изделий обеспечивается 30 % суточной нормы ПВ [42]. Между тем, потребление хлебобулочных изделий в нашей стране снижается, при этом увеличивается выработка изделий из муки высших сортов, менее богатых ПВ. Наиболее приемлемым, натуральным, дешевым и эффективным в физиологическом отношении источником ПВ являются пшеничные отруби. Применение пшеничных отрубей при производстве хлеба является целесооб 18 разным не только с точки зрения снижения его калорийности, но и для повышения биологической и пищевой ценности [11].
F.Scharenberg предлагает использовать для обогащения хлеба ПВ муку из пивной дробины. По его данным, хлеб с добавкой 6...8 % муки из пивной дробины по сравнению с хлебом с добавкой отрубей имел больший объем, более эластичный мякиш, дольше сохранял свежесть [115,116].
Ценный химический состав вторичных материальных ресурсов позволяет использовать эти нетрадиционные виды сырья в хлебопекарной промышленности для повышения пищевой ценности продуктов, совершенствования ассортимента, экономии дорогостоящего традиционного сырья [58]. В МТИТТП разработаны способы переработки пивной дробины в порошкообразный продукт (ППД) [57]. Изучали влияние на качество хлеба замены части пшеничной муки первого сорта на порошкообразную пивную дробину. Для этого тесто готовили безопарным способом из смеси муки пшеничной первого сорта и ППД в соотношении 95:5, 90:10, 85:15, 80:20.
Сравнительная характеристика химического состава пшеничных отрубей и пивной дробины приведена в табл. 1.1. Из данных табл. 1.1 следует, что пивная дробина является ценным источником пищевых волокон и может использоваться в хлебопекарной промышленности [122]. Внесение ППД в количестве до 10 % существенного влияния на физико 19 химические показатели качества хлеба не оказывало. При этом наблюдалось некоторое затемнение мякиша по сравнению с хлебом без внесения ППД. Увеличение дозы ППД в смеси от 15 до 20 % приводило к ухудшению структурно-механических свойств мякиша, снижению пористости, удельного объема изделий. Для дальнейших исследований выбрано соотношение муки и ППД, равное 90:10. Наилучшее качество хлеба достигалось при приготовлении теста большой густой опаре и при дозировки ППД на стадии замеса теста [57].
Водопоглотительная способность клетчатки пивной дробины составляет 263 г/100 г, что ниже, чем пшеничных отрубей - 290 г/100 г. Сахарообразую-щая способность пивной дробины составляет около 130 мг мальтозы на 10 г дробины. Сахара дробины представлены глюкозой, ксилозой, арабинозой, галактозой, маннозой [14].
Дробина содержит 19,7 % аминокислот, в том числе 7,51 % незаменимых. В то же время сухая дробина содержит до 27 % сырого протеина, что позволяет относить ее к высокобелковым продуктам [70].
F.Hodapp [98] исследовал возможность использования пивной дробины в виде муки при производстве пищевых продуктов: хлеба, панировочной муки, соусов. При выпечке хлеба с добавкой муки из дробины отмечается повышение выхода продукта. Ржаной хлеб без добавления муки из дробины имел выход теста 170,2 %, выход готового хлеба 148,3 %. При добавлении 5 % муки из дробины выход теста составил 172,6 %, хлеба - 150,3 %, при добавлении 8 % муки из дробины - соответственно 174,1 % и 151,5 %, при внесении 20 % муки из дробины - соответственно 188 % и 163,2 %.
Комплексная переработка дрожжевой биомассы
Технология переработки дрожжей-сахаромицетов может быть реализована в трех направлениях: получение сухих пищевых дрожжей, пищевого белкового концентрата и изолята белка.
При создании технологии переработки дрожжевой биомассы необходимо преодолеть следующие проблемы: дезинтеграцию микроорганизмов, удаление избытка нуклеиновых кислот, выделение микробиального белка.
Одной из основных проблем переработки биомассы микроорганизмов является их дезинтеграция. В микробных клетках, обладающих быстрым ростом, содержится значительное количество нуклеиновых кислот (до 9 % сухих ве 33 ществ). В пищевых продуктах массового спроса содержание нуклеиновых компонентов не должно превышать 2 % сухих веществ. Следовательно, технологии комплексной переработки микроорганизмов должны содержать стадию денук-леинизации [83].
Способы дезинтеграции дрожжевых клеток.
Белки одноклеточных микроорганизмов имеют значительные отличия по молекулярной массе, аминокислотному составу, поэтому необходимо предусмотреть «щадящие» способы выделения белков и их очистку. С целью доступа к отдельным составным частям биомассы используют различные способы дезинтеграции, которые можно разделить на физические, химические и биохимические, а также различные комбинации указанных методов [83, 86].
Физические способы дезинтеграции - дробление или размол сухой или влажной биомассы в устройствах, наполненных подходящими абразивными элементами, выполненных, например, из стекла или А120з- Применяются также растирание клеток в дисковых мельницах, дробление замороженной суспензии или размол в среде растворителя.
Для разрушения клеток микроорганизмов применяется также дезинтеграция взрывной декомпрессией.
В Японии получило широкое распространение лазерное экстрагирование полезных веществ из клеточных стенок микроорганизмов, при котором можно извлечь до 80 % полезных веществ.
Для дезинтеграции микроорганизмов также с успехом используется ультразвук. Считается, что дезинтеграция физическими способами является наиболее пригодной при комплексном использовании дрожжевых клеток [87].
Химические способы дезинтеграции основаны на действии различных химических веществ на составные части клеточной стенки. При этом структура клеточной стенки становится лабильной, значительно увеличивается ее проницаемость, вследствие чего биополимеры с большой молекулярной массой выводятся из клетки. В качестве таких соединений могут быть использованы мо-нотиоглицерол, щелочь, мочевина, глицерин, аммиак, ПАВ, перекись водорода, этилацетат, трихлоруксусная или сульфосалициловая кислоты концентрацией 2...30 %, катионы металлов (Mg, Са, Zn), алкилсульфаты натрия, сульфит щелочного металла или аммония.
Биохимические способы дезинтеграции основаны на использовании гидролитического действия на клеточную стенку внутриклеточных энзимов, то есть на использовании автолиза и ферментативного гидролиза. Активаторами автолиза являются различные плазмолитические вещества, а также повышенная температура. Из органических растворителей используют этанол в количестве 0,6...27,5 % мае, хлороформ, толуол, амилацетат, этилацетат. Часто автолиз микроорганизмов проводят в присутствии жирных кислот с длиной углеродной цепи С4-С4 и глицеринового эфира в количестве 0,03...15 % к сухой массе дрожжей, хлорид натрия в количестве 0,5...5,0 % при рН 4,0...7,0 [86, 87].
В последнее время широко используется дезинтеграция при помощи ферментативного гидролиза с применением различных гидролитических ферментных препаратов, растворяющих клеточные стенки и способствующих выделению белков, используемых для пищевых целей. Изучен также ферментативный гидролиз дрожжевой биомассы в присутствии антибиотиков. Отмечается, что нистатин и леворин усиливают лизис живых дрожжевых клеток пропорционально их концентрации.
Активность ферментов может быть повышена путем добавления в культу-ральную среду некоторых солей, например NaSCb или КС1. Более эффективное действие на клеточные стенки оказывает совместное действие гидролитических ферментных препаратов различного происхождения. Часто ферментативный гидролиз совмещают с действием других факторов [84].
Выделение белка из дрожжей. Основными стадиями выделения белка из микроорганизмов являются: разрушение клеточных стенок, экстрагирование белка раствором щелоч и отделение его от не растворившейся части, осаждение белка в изоэлектрической точке кислотой с последующим центрифугированием и промывкой осадка [87].
Известен способ получения и выделения белка путем обработки дрожжей 0,3 н раствором NaOH в течение 15 мин. После охлаждения раствор нейтрализуют разбавленной кислотой и осаждают белок при рН 4,5...5,0. Осажденный белок центрифугируют, высушивают под вакуумом или при нормальном давлении при 60 С до влажности 12...14 %, затем размалывают в порошок. Содержание белка в готовом продукте составляет около 90 %.
Другой вариант выделения белка предусматривает разрушение клеточных оболочек водной суспензией крупно размолотого растительного материала, содержащего Р-1,3-глюканазу (пивоваренный ячмень, овес, зеленый солод). Затем производят освобождение раствора от оболочек дрожжей, охлаждение, нейтрализацию слабым раствором кислоты, осаждение дрожжевого белка высаливанием, отделение центрифугированием и промывку раствором NaCl, повторное центрифугирование и фильтрование для удаления соли, высушивание до влажности 12...14 %. Обычный выход белка составляет более 80 %. Рекомендуется обрабатывать биомассу щелочью в течение короткого времени (0,5...20 с) при рН 12 и температуре 120...200 С. Процесс экстракции приостанавливается добавлением кислоты [87,88].
Влияние остаточных пивных дрожжей на удельный объем хлеба
В качестве объекта исследования был использован хлеб с добавлением пивной дробины и остаточных пивных дрожжей. Для достижения поставленной задачи пивная дробина вводилась в рецептуру хлеба, выпекаемого из пшеничной муки первого сорта, в виде муки. В опытных образцах 40 % хлебопекарных дрожжей заменяли остаточными пивными дрожжами.
При этом были апробированы следующие варианты: - Контроль - пшеничный хлеб, выпеченный по действующей рецептуре. - Замена части рецептурного количества пшеничной муки на 5; 7,5 и 10 % муки из пивной дробины соответственно. - Замена 40 % хлебопекарных дрожжей ОПД. В работе было исследовано влияние добавки пивной дробины и ОПД на физико-химические, органолептические и структурно-механические показатели качества хлеба. Рецептуры опытных вариантов приведены в таблице 3.3.
В ходе проделанной работы было подобрано необходимое количество воды для замеса теста. При этом тесто, полуфабрикаты и готовые изделия приобрели необходимые свойства. При внесении рецептурного количества воды в тесто, оно плохо замешивалось, мякиш хлеба имел комковатый вид, изделия долго расстаивались и имели низкий показатель формоустойчивости. Во всем этом прослеживается влияние пищевых волокон пивной дробины, которые обладают высокой водопоглотительной способностью.
В таблице 3.4. приведены показатели качества полученных изделий при различной дополнительной подаче воды к расчетному количеству.
Произведен анализ изменения массовой доли влаги в мякише выпеченного изделия от добавочной подачи влаги на замес теста в процентах от расчетной величины воды. Обработка экспериментальных данных, приведенных в табл. 3.4, проведена по программе Exel-97Microsoft Office, получены уравнения аппроксимации содержания влаги в мякише от дополнительной подачи воды на замес теста: для 5 % пивной дробины получено уравнение: а м к= 0,009\содо„2 + 0,637 одоп + 38,015, где (Одап- дополнительное количество воды к расчетной величине в процентах от массы муки; (омяк- массовая доля воды в мякише, %.
При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9698. Применяя метод «Подбор параметра» по программе Exel-97 Microsoft Office получена величина дополнительной подачи воды в тесто, обеспечивающее содержание влаги в мякише 43 % (содоп) 43= 5,5 %. При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9637. Величина дополнительной подачи воды в тесто, обеспечивающее содержание влаги в мякише 43 % (о)доп) 43= 10,1 %. Для 10 % пивной дробины получено уравнение: ftW= -0,0017ft ,WJ2 + 0,5005 ,, + 35,349 . При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9718. Величина дополнительной подачи воды в тесто, обеспечивающее содержание влаги в мякише 43 % (codolJ 43= 13,9 %.
Как видно из вышесказанного, величина дополнительной подачи воды в тесто, обеспечивающее содержание влаги в мякише 43 %, возрастает с повышением количества подаваемой дробины.
Дальнейшие опыты мы проводили с внесением рассчитанного дополнительного количества воды в образцах. Из данных, приведенных в табл. 3.4. получены уравнения аппроксимации времени расстойки теста: для 5 % пивной дробины траст = 0,0015(содоп)3 - 0,0295(«W2 - 1, 5575(сод011) + 90,043, где Траст - время расстойки теста, мин. При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,959.
При расчетной величине для 5 % пивной дробины (codolJ 4з= 5,5 % величина времени расстойки будет траст =81 мин. Для 7,5 % пивной дробины траст = - 0,0104 {(odof +0,2157 (содо1/ - 2,4275 (co()„J + 93,006. При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9688. При расчетной величине для 7,5 % пивной дробины (сод011) 43=10,1 % величина времени расстойки будет траст = 78 мин. Для 10 % пивной дробины траст = 0,002\{(odoif - 0,0339O„J2 - 1,6282(ft J + 95,092. При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9552. При расчетной величине для 10 % пивной дробины {(одоп) 4з= 13,9 % величина времени расстойки будет траст =72 мин.
Из данных, приведенных в табл. 3.4. получены также уравнения аппроксимации формоустойчивости (H:D) изделий в зависимости от величины дополнительной подачи воды в тесто. Для 5 % пивной дробины (H:D)= IE - 0,5(o J3+0,0003(w 4),0258(ft J+ 0,6112. При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9635. При расчетной величине для 5 % пивной дробины (содоп) 4з= 5,5 % величина формоустойчивости будет (H.D) =0,49. Для 7,5% пивной дробины (H:i))=7E-0,5(ft ,0J3-0,0017(y, „i;2-0,0046(o() ,J+0,6197. При этом величина достоверности аппроксимации R = 0,9595. При расчетной величине для 7,5 % пивной дробины (а доп) 43=ЮД % величина формоустойчивости будет (H:D) =0,47. Для 10% пивной дробины (H:D) =0,0001( ,,)3 - 0,0023KoJ2 - 0,0039(e „oJ + 0,6517. При этом величина достоверности аппроксимации R =0,9708. При расчетной величине для 10 % пивной дробины (содоп) 4з= 13,9 % величина формоустойчивости будет {H:D) =0,44. Как видно из вышеизложенного, величины времени расстойки теста и формоустойчивость изделий при дополнительной подаче воды близкие к контрольному образцу изделий.
Исследование влияния пивной дробины и ОПД на формоустойчивость хлеба
В работах некоторых авторов были проведены исследования способов получения дрожжевого автолизата [68, 97, 125]. По одному из способов автолизат получали путем смешивания дрожжей с двузамещенным фосфатом аммония в количестве 4 % от массы жидких дрожжей. Смесь выдерживали при температуре 30 С в течение 7 ч. Полученный автолизат использовали при приготовлении пивного сусла. Лабораторные варки с использованием автолизата проводили настойным способом. При внесении в затор 4,4...8,8 % автолизата к массе затора выход экстракта увеличивался на 4,2...4,4 %. При дальнейшем увеличении дозировки автолизата выход экстракта снижался, что объясняется сдвигом рН в щелочную сторону.
По другому способу автолизат получали с использованием 1 %-ной концентрированной соляной кислоты при температуре 50 С в течение 48 ч. Доза такого автолизата 1 % к массе затора дала увеличение выхода экстракта на 2,1 %, аминного азота - на 3,2 %, мальтозы - на 7,8 %. В полученном автолизате присутствовали свободные аминокислоты и комплекс протеаз. При увеличении дозировки автолизата до 1,5 % ухудшались показатели качества пивного сусла [40].
Дрожжевые автолизаты и гидролизаты могут использоваться не только в пивоваренной, но и в хлебопекарной промышленности.
В связи с этим представляет интерес изучение динамики разрушения дрожжевых клеток при использовании различных лизогенных факторов с целью получения дрожжевого гидролизата богатого аминокислотами, витаминами и белками, который может быть рекомендован как добавка для обогащения хлеба. 4.1. Исследование динамики разрушения дрожжевых клеток.
В данном разделе диссертации исследован процесс разрушения дрожжевых клеток с использованием различных лизогенных факторов. В качестве агентов, способствующих лизису клеток, были использованы: растительное масло, ортофосфорная кислота, молочная кислота, а также предварительная обработка дрожжевых клеток ультразвуковым и гидроакустическим воздействием.
Разрушению подвергали суспензию клеток в воде, в виде дрожжевого молочка с содержанием дрожжей в расчете на абсолютно сухое вещество (АСВ) 5,0 % (250 г/л) и 7,1% (400 г/л). Автолиз проводили в колбах, помещенных в термостат, при температуре 50...55С. На протяжении всего процесса автолиза (42.. .46 часов) из колб отбирали пробы для оценки качества автолизата.
Для визуального контроля лизиса клеток пробы суспензии микроскопиро-вали при увеличении в 900 раз. В качестве параметра, количественно характеризующего процесс автолиза, использовали накопление аминного азота в авто-лизате. Концентрацию аминного азота в пробах определяли методом формоль-ного титрования. Состав суспензии в каждом из вариантов автолиза и результаты экспериментов приведены в таблице 4.1. и на рисунках 9...14. Выход автолизата по аминному азоту рассчитывали по формуле: где: В - выход по аминному азоту, %; N - концентрация аминного азота в суспензии, мг% ; G - масса суспензии, г; g - масса дрожжей (АСВ), г; К - коэффициент перевода в %, К,=100; К2 - коэффициент перевода мг% в мг, К2=Ю0; К3 - коэффициент перевода мг в г, К3-1000.
Как видно из данных, представленных в таблице 4.1, выход по аминному азоту в процессе автолиза в вариантах 1 - 6, 8 и 9 не превышает 4,8% (в варианте 9). Динамика накопления аминного азота во всех вариантах, кроме варианта 7, приведенная на рисунке 12, имеет общую тенденцию медленного возрастания к 42 часу автолиза.
Несомненный интерес представляет вариант 9 (рисунок 13), где основным лизирующим фактором явилась суспензия полностью разрушенных дрожжевых клеток из варианта 7. Клетки из варианта 7 были внесены в дрожжевую суспензию на 8 час автолиза. Уже к 30 часу концентрация аминного азота достигла 204 мг% и в дальнейшем не изменялась, как показано на рисунке 13.
В варианте 7 (рисунок 12), где клетки дрожжей были подвергнуты ультразвуковому воздействию, накопление аминного азота происходило значительно быстрее. Уже к 8-ому часу автолиза концентрация аминного азота составила 393 мг%, а микроскопия проб показала практически полный лизис клеток.
Учитывая вышеприведенные результаты, можно сделать следующие выводы и предложения:
1. Проведенные исследования показали, что использованные факторы (растительное масло, ортофосфорная кислота, молочная кислота, а также ульт развуковое и гидроакустическое воздействия) являются лизогенными фактора ми для разрушения дрожжевых клеток.
2. Лучшие результаты были получены при использовании для разрушения клеток лизированных дрожжей и ультразвука. Выход процесса по аминному азоту составил для варианта с добавкой лизированных дрожжей 4,8% (контроль - 2,96%). Продолжительность процесса автолиза сократилась с 42 часов в кон троле до 30 часов в варианте с добавкой лизированных дрожжей и до 8 часов в варианте с ультразвуковой обработкой клеток. Микроскопирование показало практически полное разрушение клеток при ультразвуковом воздействии и от сутствие явного разрушения клеточных оболочек при использовании клеточ ных стенок.
