Интенсификация процесса брожения методом электронно-ионной обработки (ЭИО) пивных дрожжей

• Автор: Осипова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Великий Новгород
• Количество страниц: 276 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Литературный обзор.

1.1 Дрожжи, как объект исследования

1.1.1 Строение и химический состав дрожжевой клетки

1.1.2 Ферменты дрожжевой клетки и их значение на разных технологических стадиях пивоваренного производства

1.1.3 Особенности размножения и роста дрожжей

1.1.4 Технологические требования к пивным дрожжам

1.1.5 Существующие методы исследования качества пивных дрожжей.

1.2 Роль дрожжей на стадии главного брожения и дображивания пива

1.3 Способы интенсификации процесса брожения

1.3.1 Использование высокоактивных рас дрожжей.

1.3.2 Дозирование дрожжей при введении их в сусло
1.3.3 Модификация традиционных технологий сбраживания пивного сусла.
1.4 Факторы стресса дрожжевых клеток
1.5 Способы активации пивных дрожжей
1.5.1 Химическая активация дрожжей.
1.5.2 Физическая активация дрожжей.
Глава 2 Экспериментальная часть.
2.1 Объект исследования.
2.2 Предмет исследования
2.3 Методы исследования.
2.3.1 Методика проведения эксперимента по влиянию ЭИО на дрожжи
2.3.2 Методы микробиологического анализа.
2.3.3 Методы исследования пивного сусла
2.3.4 Методы исследования молодого пива в процессе брожения
2.3.5 Методы определения органолептических показателей готового пива
2.3.6 Методы определения физикохимических показателей готового пива.
2.3.7 Методика статистической обработки экспериментальных данных
2.4 Оборудование для проведения экспериментальной работы
2.4.1 Установка для ЭИО дрожжей.
2.4.2 Модельная установка для промышленных испытаний влияния ЭИО на дрожжи
2.4.3 Перечень оборудования, материалов и реактивов для проведения микроскопирования
2.5 Результаты экспериментальной работы в лабораторных условиях и их обсуждение.
2.5.1 Влияние ЭИО на микробиологическую чистоту и морфологические характеристики дрожжевых клеток
2.5.2 Влияние ЭИО на изменение количества нежизнеспособных дрожжевых клеток в зависимости от среды обработки
2.5.3 Влияние напряженности электрического поля коронного разряда на изменение количества нежизнеспособных дрожжевых клеток.
2.5.4 Влияние экспозиции ЭИО на изменение количества нежизнеспособных дрожжевых клеток.
2.5.5 Влияние ЭИО содержание гликогена в дрожжевых клеток
2.5.6 Влияние ЭИО на конечную степень сбраживания КСС дрожжей
2.5.7 Влияние ЭИО на флокуляционную способность дрожжей
2.5.8 Результаты статистической обработки экспериментальных данных
2.5.8.1 Регрессионная модель влияния ЭИО на дрожжи в зависимости от среды обработки
2.5.8.2 Регрессионная модель влияния ЭИО на дрожжи в зависимости от экспозиции.
2.5.8.3 Регрессионная модель влияния ЭИО на дрожжи в зависимости от напряженности электрического поля
2.5.8.4 Обобщенная регрессионная модель влияния ЭИО на дрожжи 1 2.5.9 Прогнозирование протекания главного процесса брожения
2.6 Разработка технологии по ведению процесса ЭИО дрожжей
2.7 Разработка технического задания на проектирование промышленной
установки ЭИО дрожжей
2.8 Производственные испытания способа активации брожения
2.8.1 Особенности проведения производственных испытаний
2.8.2 Результаты производственных испытаний по определению эффекта воздействия ЭИО на дрожжи
2.8.3 Результаты производственных испытаний по выявлению продолжительности эффекта воздействия ЭИО на дрожжи
2.8.4 Результаты производственных испытаний по определению влияния ЭИО на качество пива.
2.8.5 Обсуждение результатов.
2.9 Техникоэкономическое обоснование способа ЭИО дрожжей
2. Научная новизна и практическая значимость работы.
Выводы и практические рекомендации
Список литературы


Способность к сбраживанию у пивных дрожжей увеличивается с повышением температуры. Однако при этом усиливается активность не всех ферментов, участвующих в сбраживании углеводов . В последние годы большой интерес вызывает выяснение природы фермента дрожжей, катализирующего реакцию восстановления диацетила одного из наиболее важных для вкуса пива продуктов метаболизма дрожжей. Пивные дрожжи легко редуцируют диацетил, содержащийся в пиве, причем интенсивность реакции зависит от температуры и концентрации дрожжей. Это свойство дрожжей может использоваться для ускорения созревания пива . Ростом дрожжей называют увеличение числа их клеток, т. Дрожжи рода способны размножаться вегетативным и половым путем. Дрожжевые клетки при нормальных условиях размножаются вегетативным путем почкованием. Хромосомный набор удваивается перед клеточным делением, и по завершении митоза одно из двух ядер переходит в дочернюю клетку. Ядерная мембрана в ходе митоза остается интактной не разрушается. Формирование почки в полноценную клетку длится приблизительно 1ч . После отделения дочерней клетки на материнской клетке остается почечный рубец рисунок 1. По числу рубцов от 4 до 6 можно узнать возраст клетки . Графическое изображение почкующейся клетки представлено на рисунке 1. Рисунок 1. При недостатке питательных веществ или при других неблагоприятных условиях дрожжи размножаются половым путем. При этом диплоидные клетки, содержащие двойной набор хромосом, превращаются в аски, содержащие от одной до четырех аскоспор. Такому превращению диплоидных клеток в аски предшествует слияние копуляция клеток с одинарным набором хромосом гаплоидных клеток. Почкование прекращается, и клетки превращаются в аски рисунок 1. Клеточный метаболизм при этом резко замедляется, обеспечивая выживаемость культуры в неблагоприятных условиях. Рисунок 1. Прора Гаплоид
Затем происходит деление ядра мейоз, в результате чего образуется от одного до четырех гаплоидных ядер. Цитоплазма уплотняется, образуя вокруг каждого ядра аскоспору. Все четыре аскоспоры не отличаются между собой по морфологии, но различны физиологически, поскольку они вырабатывают различные соединения гормональной природы. В результате мейоза образуются споры противоположных типов спаривания две споры типа а и две типа а. В среде с хорошими условиями питания споры прорастают и образуют клоны гаплоидных клеток. Гаплоидные клетки противоположных типов спаривания могут сливаться копулировать, образуя зиготу с диплоидным ядром. Зигота начинает почковаться, образуя первую диплоидную почку, а затем образуется диплоидное поколение почкующихся клеток. Дрожжи, имеющие устойчивые гаплоидную и диплоидную фазы, относят к гетероталличным . Цикл развития гетероталличных дрожжей можно изобразить схематически следующим образом рисунок 1. Рисунок 1. Пивное сусло содержит все необходимые вещества для размножения клеток, поэтому при сбраживании сусла дрожжи размножаются только почкованием, не образуя спор . Рисунок 1. Дрожжевые клетки, внесенные в сусло и находящиеся в фазе покоя, обладают способностью сбраживания, если они прошли все фазы клеточного цикла, т. Время, в течение которого все клетки прошли эти фазы, считается скоростью сбраживания 7. На длительность и интенсивность отдельных фаз роста существенно влияют физиологическое состояние дрожжей, субстрат, содержащий все необходимые для роста питательные вещества, состав воды, , температура, концентрация кислорода в субстрате , . Пивные дрожжи должны удовлетворять целому ряду технологических требований рисунок 1. Дрожжи активно сбраживают глюкозу и фруктозу, медленнее мальтозу, еще медленнее мальтотриозу. Декстрины ими не сбраживаются. В бродильный аппарат вводят здоровые, биологически чистые, физиологически активные дрожжи с высокой жизнеспособностью, содержащие не более мертвых клеток, с упитанностью по гликогену не ниже , посторонних бактериальных клеток не более 0,5. Наличие большого количества мертвых дрожжевых клеток приводит к появлению нефильтруемой мути, плохой пене, изменению органолептических свойств и недостаточной вкусовой стабильности пива ,3.