Технологія виробництва дріжджів для одержання світлого пива

Зберігання чистої культури дріжджів. Раси дріжджів з кращими властивостями, отримані відбором, зберігаються у заводській лабораторії як чисті культури, і залежно від потреби їх використовують для розмноження у виробництві.

Чисті культури при зберіганні в лабораторії легко піддаються мутаціям, які змінюють деякі вихідні властивості культури. Тому чисті культури дріжджів слід зберігати в умовах, за яких вони якомога довше зберігаються з незмінними властивостями без частого пересіву.

Вибираючи спосіб зберігання, враховують також, у який час потрібно брати культури для розмноження у виробництві.

Короткий час чисті культури пивних дріжджів краще зберігати у тому середовищі, в якому вони виводилися, тобто у стерильному пивному суслі. Після розброджування за кімнатної температури їх вміщують у холодильник при 2...4⁰С, щоб бродіння здійснювалося якомога повільніше. Пересівати їх достатньо 1 раз на 2-3 місяці. Цей спосіб придатний тоді, коли культуру повторно вводять у виробництво у рівномірні, короткі інтервали, наприклад, при розмноженні без наявності спеціальних виробничих апаратів для розведення чистої культури дріжджів.[5]

Доцільно також зберігати дріжджі під шаром молодого пива при температурі 4—5 °С. За таких умов у них в більшій мірі зберігається здатність до розброджування. Оскільки неактивні дріжджі витрачають свої резервні речовини, насамперед глікоген, не рекомендується зберігати їх тривалий час.

Найкраще зберігати чисті культури у стерильному 10%-му розчині цукрози: дріжджі тут не ростуть і не гинуть. За температури нижче 15⁰С культура витримує без пересіву 1-2 роки, поки не перестане випаровуватися надлишок води.

Дріжджі можна регенерувати, для цього їх поміщають в апарат для зберігання з невеликою кількістю сусла й інтенсивно аерують.[2]

Лабораторна стадія розведення чистої культури. Чистою культурою називають дріжджі, виведені з однієї клітини. Тільки у цьому випадку можна уникнути інфекції дріжджової маси і шляхом селекції, тобто багаторазовими пересівами, збільшуючи кожний раз живильне середовище у кілька разів, одержати потрібну кількість чистих дріжджів. На практиці чисту культуру розводять із рас, технологічні властивості і вплив на якість пива яких добре відомі. Найбільш придатним вихідним матеріалом для відбору є виробничі дріжджі при біологічно чистому бродінні за умови, що дріжджі бродять третій раз. Низові дріжджі повинні знаходитися тільки на дні колбочки і не прилипати до стінок; поверхня осаду повинна бути рівною, осад повинен щільно прилагати до дна й при повільному круговому обертанні не розмиватись пивом. Біологічно забруднені зразки відкидаються відразу без подальшого вивчення.

При розведенні ЧКД розрізняють 3 етапи:

1. Отримання придатних дріжджових клітин.

2. Розведення ЧКД в лабораторії до кількості 5...10 л молодого пива в стані

високих завитків.

3. Розмноження ЧКД на виробництві до кількості, що вноситься в сусло при нормальних умовах.

При відборі однієї клітини з чистої культури ніколи немає гарантії, що з величезної кількості клітин відбирається найкраща за морфологічними та фізіологічними показниками. Тому слід відбирати більшу кількість клітин (від 25 до 50) і вже серед отриманих клітин провести відбір шляхом визначення морфологічних та фізіологічних ознак.

При культивуванні в суслі як важливу ознаку оцінюють форму та міцність дріжджового осаду. Низинні дріжджі повинні знаходитится лише на дні і не прилипати до стінок; поверхня осаду повинна бути рівною, осад повинен міцно прилягати до дна і при повільних рухах не збовтуватися з суслом.

Морфологічні та фізіологічні ознаки визначаються мікроскопіюванням. Біологічно забрудненні культури виключаються одразу без подальших випробувань. Чисті відібрані культури використовують далі для розведення чистої культури дріжджів.

Для розведення чистих культур дріжджів можна користуватися порцією дріжджів, взятою платиновою петлею із дріжджів певної раси, які зберігаються у лабораторії. Далі розмножують тільки ті, які при перевірці дали найкращі результати. Ці дріжджі в стерильних умовах розмножують до більших об'ємів на кожному пересіванні. Об'єм їх збільшується під час кожного пересівання приблизно у 5-6 разів.

Розведення чистої культури дріжджів починають з колбочок на 30 мл, в яких міститься стерильне пивне сусло, засіяне дріжджами. Далі з цієї колби відбирають осад дріжджів, що утворився і переносять в колбу Пастера місткістю 100-150 мл, яка наполовину заповнена стерильним суслом. Після закінчення бродіння зброджене сусло зливають, а осад дріжджів переводять у велику колбу Пастера місткістю 250-300 мл. Наступне розведення дріжджів проводять у колбу Пастера на 700-1000 мл і, наприкінці, в металеву колбу Карлсберга ємністю 6-10 л.

Осад дріжджів з колби Карлсберга переводять в апарат для чистої культури дріжджів. Чиста культура дріжджів вважається готовою для передачі в пропагатор не раніше, як через 24 години на стадії високих завитків при видимому екстракті 9,0-7,0 по цукрометру. В залежності від складу сусла, якісних параметрів ЧКД та інших факторів термін приготування ЧКД в колбі може змінюватися від 24 до 48 годин. Відбір проби проводять в присутності мікробіолога, дотримуючись умов стерильності.

Виробнича стадія розведення чистої культури дріжджів. Культура після розведення в лабораторії подається в апарати для розведення чистої культури. При культивуванні пивних дріжджів може використовуватися періодичний, напівбезперервний та безперервний способи культивування.

Періодичний спосіб культивування дріжджів полягає у наступному. В інокулятор із стерилізованим і охолодженим пивним суслом уводять маточну культуру засівних дріжджів у кількості 0,5-1% за об’ємом в умовах, оптимальних для росту (температура 25^оС, рН 5,5), і розмножують протягом 18-22 год до концентрації 100-120 млн клітин/мл, а потім передають у ЦКБА у вигляді зрілих дріжджів.

Напівбезперервний спосіб. На відміну від періодичного, при цьому способі не всі зрілі дріжджі випускають із інокулятора, а тільки частину решту залишають як засівні і подають їх насосом у другий свіжопростерилізований інокулятор, заповнений стерилізованим, охолодженим пивним суслом, і залишають для розмноження – культивування на 10-12 год. Напівбезперервний спосіб забезпечує підвищення продуктивності обладнання на 12-15%.

Безперервний спосіб. Суть його полягає втому, що в одно- або багатоступеневу систему до введеної засівної культури безперервно подають стерильне, охолоджене сусло й у міру заповнення системи зрілі дріжджі розмножують

При безперервному способі продуктивність обладнання підвищується на 60% і більше. Основна складність у даному процесі полягає в забезпечені стерильності. У пивоварному виробництві для зброджування пивного сусла в батареї ферментерів немає потреби в безперервній подачі дріжджів із дріжджогенератора, оскільки вони нормально розвиваються після одноразового введення їх у головний ферментер. Цей посів повторюють після кожної дезінфекції батереї, тобто через 15-18 діб. Таким чином, найбільш природно проводити безперервне культивування дріжджів в апаратах бродильної батареї, а засівні дріжджі доцільно готувати одноразовим способом поза цією батареєю за спеціальним графіком з урахуванням міжстерилізаційного періоду.

Оскільки дріжджі розмножуються тільки в аеробній фазі, даний процес можна прискорити за допомогою додаткової аерації й підвищення температури до оптимального значення(25-30⁰С). Застосовують як періодичну, так і постійну аерацію. При постійній аерації та перемішуванні вже через 24 год можна одержати як мінімум 170 млн дріжджових клітин на 1 мл.

Отже, з наведених вище методів культивування видно, кращим для розведення чистої культури дріжджів є безперервне культивування, тому що з чистої лабораторної культури в повністю асептичних умовах можна дуже швидко вивести генерацію дріжджів необхідну для бродіння сусла. Безперервність цього процесу повністю забезпечує бродильний цех в будь-який момент необхідною кількістю пивних дріжджів відповідного типу.

Стадія головного бродіння. Головне бродіння відбувається в циліндро-конічних бродильних апаратах (ЦКБА). Дріжджі подаються з апаратів для розведення чистої культури в ЦКБА, де вже знаходиться свіже сусло і починається процес головного бродіння, яке триває 10-14 днів при температурі 5-7^оС (холодне бродіння).

Існують періодичний, напівбезперервний та безперервний способи головного бродіння.

Періодичний спосіб. Широкого застосування набув спосіб зброджування сусла в спеціальних циліндричних апаратах. Він полягає у тому, що в апараті зі швидким управлінням седиментацією і виведенням із нього осаджених дріжджів суміщені головне бродіння й доброджування пива. У ньому також систематизовано перемішується зброджене сусло спочатку потоком стерильного повітря, а потім діоксиду вуглецю і збільшується кількість засівних дріжджів до 2 л на 1 гл сусла.

Протягом перших 2 діб підтримується температура бродіння від 9^о до 14^оС, яка зберігається до досягнення необхідного кінцевого ступеня зброджування сусла. Закінчення бродіння визначають за припиненням подальшого зменшення масової частки сухої речовини у пиві протягом 24 год.

Через 10 діб від початку бродіння проводять перше знімання дріжджів із штуцера конічної частини ЦКБА. Перед освітленням пива здійснюють друге знімання дріжджів, потім пиво подають на сепарування і фільтрування, а дріжджі на миття.

Напівбезперервний спосіб. Він ще називається доливно-переливним. Суть його в тому, що охолоджене сусло надходить у закритий бродильний апарат із мішалкою, в який додають 1 л дріжджів на 1 л середовища. Після появи завитків з’єднують перший апарат із другим і розділяють його вміст навпіл, доливають свіжим суслом, аерують, розброджують і так до кінця батареї. У бродильному відділенні 20 апаратів об’єднані в 4 лінії для 10% сусла. Кожна лінія має 1 розброджувач і 4 рядові бродильні апарати.

В апараті для розброджування дріжджі підтримують в експоненційній фазі росту при температурі 5-11^оС та надлишковому тиску 0,004-0,008 МПа. Перед перекачуванням молоде пиво сепарують, дріжджі промивають, частково їх розбавляють свіжими дріжджами.

Безперервний спосіб. Він характеризується постійним припливом живильного середовища в ферметратор або в батарею з кількох ферментаторів.

Пивне сусло насосом подають із збірника безперервно у перший ферментер і періодично у дріжджогенератор. Температура бродіння 8^о-10^оС, рН 5,0-5,5. Зріле пиво з ЦКБА надходить у збірник, потім у два послідовно працюючих фільтри і далі в збірник. У кожному із ЦКБА почерзі відбувається дозрівання та стабілізація пива. Дріжджі безперервно виводять з кожного з них у збірник, промивають чистою водою у реакторі, обробляють антисептиком, витримують, активують пивним суслом та насосом повертають назад у ЦКБА.

Найбільш прийнятним способом одержання світлого пива є періодичний спосіб головного бродіння тому, що він забезпечує повну стерильність виробництва, навідміну від безперервного та значно пришвидшує процес головного бродіння та дозрівання пива.

Стадія фільтрування та очистки дріжджової культури. Після перекачування пива з дна ЦКБА дріжджі знімають. Дріжджовий осад складається з трьох шарів. Для подальшого використання відбирають середній шар дріжджів, який має найбільшу бродильну активність. Верхній і нижній шари реалізуть за призначенням на кормові добавки для с/г тварин.

Промивають і зберігають засівні дріжджі в дріжджовій ванночці, виготовленій з алюмінію. Ванночка сферичної форми, днище її обладнане водяною сорочкою. Дріжджі з даного апарата перекачують відцентровим насосом на проціджування та промивання.

Промиті дріжджі краще осідають. При промиванні поверхня клітин звільняється від слизових речовин, що підвищує проникність їхніх оболонок і мембран. Засівні дріжджі промивають у ваннах при ручній очистці. Для автоматичного очищення дріжджів від домішок використовують мийні машини з ротаційними ситами, які приводяться у рух гідротурбіною. В ежекторі дріжджі змішуються з водою і через розподілювач потрапляють на ротаційні сита, де промиваються водою.

Вимиті дріжджі рекомендується зберігати не більше 10 діб. Щоб запобігти швидкому псуванню дріжджів їх пресують і зберігають у герметичних жерстяних коробках при температурі близько 1^оС протягом 20 діб. Вихід пресованих дріжджів (вологість 70 %) -25-30 кг із 100 кг рідких, сухих дріжджів (вологість 8—10 %) — ЗО кг із 100 кг пресованих, або 7-8 % від рідких виробничих дріжджів.

Для більш довготривалого збереження дріжджі висушують, але перед цим їх фільтрують фільтр-пресах. На пивзаводах для сушіння дріжджів використовують вальцові сушки, які являють собою чугунні циліндри, які обігріваються парою. Циліндр обігрівається парою від 0,3 – 0,35 МПа та на поверхні має температуру 130-135^оС. Циліндр обертається з частотою 6 об/хв і дріжджі висихають за один оберт, тобто за 8-10 сек.

Сушені дріжджі необхідно зберігати при температурі 1 - 4 °С, яка сприяє збереженню їхніх біохімічних властивостей протягом 2-3 років.

 

Контрольні запитання

1. Наведіть класифікацію та основні характеристики вин.

2. Які особливості технології вина?