Введение к работе
Актуальность темы исследования. Современной тенденцией развития различных отраслей пищевой промышленности является повышение эффективности производства за счет регулирования скорости и направленности основных технологических процессов.
Из всех известных микроорганизмов дрожжи можно считать наиболее ценными в практическом отношении. В производствах, использующих аэробную (дрожжевая промышленность) или анаэробную (пивоварение, виноделие, спиртовое производство) ферментацию, применение различных активаторов и стимуляторов жизнедеятельности дрожжей экономически целесообразно, так как достигается значительный эффект от их применения без существенных капитальных вложений.
Дрожжевые клетки по химическому составу сильно отличаются от состава питательной среды, в которой они размножаются. Одной из основных особенностей живой клетки является ее способность использовать компоненты питательной среды, вовлекая их в процесс своего метаболизма. В жизнеспособной клетке должно проявляться согласованное взаимодействие реакций конструктивного и энергетического обмена, протекающих при синтезе клеточных структур и биомассы. Поэтому питательная среда должна содержать необходимый комплекс источников углеводов, азотистых соединений, липидных компонентов, минеральных веществ, из которых формируются структурные компоненты клеток и производится энергия для осуществления всех реакций. Таким образом, обогащение среды широким спектром таких компонентов создаст благоприятные условия для осуществления многообразных биохимических реакций в клетке.
Степень разработанности темы исследования. Вопросами регулирования метаболизма дрожжей и оценкой эффективности воздействия на них различных факторов среды занимались и занимаются ряд ученых и специалистов в стране и за рубежом: Коновалов С.А., Грачева И.М., Исаева B.C., Жвирблян-ская А.Ю., Нарцисс Л., Kirsop В.Е., Chapon L., Van Den Berg, K. Fisher и др.
При размножении клеток в дрожжевом и пивоваренном производстве решаются различные задачи. Процесс ведения дрожжевой культуры на дрожжевом заводе направлен на накопление максимального количества биомассы, тогда как в пивоваренном производстве при размножении дрожжей должна быть обеспечена их жизнеспособность и высокая бродильная активность, возможность перехода на анаэробный тип ферментации и микробиологическая чистота культуры.
Одним из путей регулирования метаболизма дрожжей является использование активаторов и подкормок, повышающих уровень обменных процессов и обеспечивающих соответствие характеристик получаемой культуры требованиям того или иного производства.
Таким образом, повышение эффективности дрожжевого и пивоваренного производств путем увеличения уровня метаболизма дрожжей за счет применения активирующих и стимулирующих препаратов, является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является обеспечение качества пива и повышение эффективности дрожжевого производства путем стимулирования обменных процессов дрожжей.
В связи с поставленной целью определены основные задачи работы:
обоснование методов повышения активности дрожжей с использованием активаторов конструктивного и энергетического обмена;
систематизирование факторов, позволяющих повысить уровень обменных процессов в дрожжах;
исследование возможности использования препаратов пантов для улучшения физиолого-биохимических характеристик хлебопекарных дрожжей;
исследование возможности активирования сухих пивных дрожжей путем обработки минерально-органическими активаторами (комплексной минерально-органической подкормкой и препаратом пантов) и оценка их влияния на физиолого-биохимические характеристики культуры и качество пива;
- исследование основных закономерностей изменения физиолого-
биохимических характеристик дрожжей, определение параметров обработки
дрожжевой культуры смесью органических кислот;
- разработка технологии активирования сухих пивных дрожжей, проведе
ние производственной проверки разработанной технологии, товароведная
оценка характеристики пива, полученного в производственных условиях.
Научная новизна полученных результатов заключается в обосновании и разработке способов повышения качества пива и увеличения эффективности выращивания хлебопекарных дрожжей путем использования активаторов конструктивного и энергетического обмена дрожжей.
Признакам научной новизны отвечают следующие результаты диссертационной работы:
систематизированы основные факторы, повышающие активность конструктивного и энергетического обмена дрожжей. Предложена классификация факторов определяющих жизнеспособность дрожжей;
обоснован механизм активации дрожжей с помощью препарата пантов и смеси органических кислот;
получены основные закономерности изменения физиолого-биохимических характеристик хлебопекарных и пивных дрожжей при их активации препаратом пантов;
- показано положительное влияние смеси органических кислот цикла
Кребса на физиолого-биохимических характеристики пивных дрожжей
Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая ценность работы заключается в обосновании способов повышения эффективности дрожжевого и пивоваренного производства путем использования активаторов обменных процессов дрожжей.
Практическая значимость результатов работы заключается в разработке технологии активирования сухих пивных и хлебопекарных дрожжей путем использования препаратов пантов и органических кислот как активаторов размножения и роста дрожжей.
Разработана технологическая инструкция по подготовке сухих пивных дрожжей к брожению, которая прошла производственную проверку на ООО «Продлюкс», г. Кемерово.
Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов по специальности «Технология бродильных производств и виноделие» и направлению подготовки бакалавров «Продукты питания из растительного сырья (профиль «Технология бродильных производств и виноделие»)».
Методология и методы исследования. Экспериментальная часть выполнена на высоком методическом уровне с использованием современных и общепринятых методов исследований. В работе использованы статистические методы обработки экспериментальных данных. Результаты исследований прошли практическую апробацию и рекомендованы для внедрения.
Положения, выносимые на защиту.
Обоснование механизма активации метаболизма дрожжей путем использования препарата пантов как стимулятора конструктивного обмена дрожжей
Обоснование механизма воздействия смеси органических кислот цикла Кребса на энергетические обменные процессы дрожжей
Обобщение результатов положительного воздействия исследованных активаторов на ферментативный комплекс пивных и хлебопекарных дрожжей и качество готовой продукции
Степень достоверности и апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались на инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации», IX Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество», г. Краснообск Новосибирской обл.; на Международном научном форуме «Пищевые инновации и биотехнологии», г. Кемерово; XIV Международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств», г. Барнаул.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и 7 глав, включающих обзор литературы, методологию проведения исследований, результаты исследований, выводы, список использованных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 122 страницах. Диссертация содержит 13 рисунков и 31 таблицы. Библиографический список включает 187 наименование отечественных и зарубежных авторов.
