14.Охарактеризуйте свойства дрожжей и молочнокислых бактерий, используемых в спиртовом производстве. В спиртовом производстве применяют дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae, которые относятся к дрожжам верхового брожения. Основными требованиями, предъявляемыми к расам дрожжей при производстве спирта, являются:
•высокая бродильная активность. Спиртовые дрожжи должны образовывать максимум спирта;
•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.
При производстве спирта из крахмалсодержащего сырья чаще всего используют расу ХП, а в производстве спирта из мелассы - расы Я, Л и В.
Успешное применение находят гибридные дрожжи, выведенные в институте генетики АН путем скрещивания двух видов дрожжей. Так, гибрид 67 получен скрещиванием пивных дрожжей и спиртовых расы Я, основной особенностью которого является наличие у него фермента α-галактозидазы и способность сбраживать рафинозу.
Производственные спиртовые дрожжи - круглые или яйцевидные клетки размером 5-6,2х5-8мкм, распределяющиеся во всем объеме сусла, пылевидные.
Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность дрожжей в спиртовом производстве, являются температура, рН среды, концентрация сусла, содержание органических и неорганических кислот.
Температура. Оптимальная скорость роста спиртовых дрожжей 30-32 °С, однако дрожжи, выращенные при температуре ниже оптимальной имеют более высокую бродильную активность, поэтому процесс брожения начинают при температуре 18-22 °С, а во время брожения ее поддерживают на уровне 29-30 °С. Более высокая температура вызывает снижение бродильной активности и способствует развитию молочнокислых бактерий и диких дрожжей.
РН среды. Водородные ионы изменяют электрический заряд коллоидов плазменной оболочки клетки и в зависимости от концентрации могут увеличивать или уменьшать проницаемость оболочки клеток для отдельных веществ и ионов. От величины рН зависит скорость поступления питательных веществ в клетку, активность ферментов, образование витаминов.
При изменении рН среды изменяется характер брожения: если рН смещается в щелочную зону, то увеличивается содержание глицерина и побочных веществ в бражке. 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. Необходимый рН создают добавлением серной, соляной или молочной кислоты.
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. В зависимости от исходной концентрации сахара и производственных потерь содержание спирта в зрелой бражке составляет 8-9,5 об.%.
Содержание спирта. Спирт оказывает тормозящее влияние как на размножение, так и на бродильную способность дрожжей. Торможение брожения наблюдается при содержании спирта 12-16%. Поэтому 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. Это грамположительные не образующие спор палочки, которые осуществляют гомоферментативное молочнокислое брожение. 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.
