Интенсификация процессов дрожжегенерирования и брожения в технологии спирта с использованием ультразвуковой обработки засевных дрожжей

• Автор: Бодрова, Олеся Юрьевна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Введение

1. Обзор литературы.

1.1 Биология дрожжей.

1.1.2. Расы спиртовых дрожжей, применяемые в

производстве спирта.

1.2 Активаторы роста дрожжей

1.2.1 Химические активаторы роста дрожжей

1.2.2 Биологические стимуляторы роста дрожжей

1.2.2.1 Получение и применение препаратов из дрожжей

1. Использование методов физического воздействия

на дрожжи.
1.2.3.1 Ультразвук и его применение в пищевой промышленности.
1.2.3.2 Ультразвуковое воздействие на дрожжи
2. Экспериментальная часть.
2.1 Объекты, материалы и методы исследований
2.1.1 Объекты исследований.
2.1.2 Материалы исследований.
2.1.2.1 Характеристика сырья, используемого в
проведение экспериментов
2.1.3 Методы исследований
Методика экспериментов по исследованию влияния ультразвукового воздействия на питательные среды
и на морфологические и физиологические свойства дрожжей.
Методы исследования морфологического и физиологического состояния
обработанных ультразвуком дрожжей
при дрожжегенерировании и брожении
Методы исследования основных физикохимических и биохимических показателей состава сырья,
сусла и бражки
Методика определения ОВП активированных дрожжей
в процессе дрожжегенерирования и брожения
Методика определения мальтазной и зимазной активности.
2.2 Результаты исследований.
2.2.1 Исследование действия ультразвуковой обработки на выживаемость клеток спиртовых дрожжей
2.2.2 Изучение влияния ультразвука на морфологические признаки физиологическое состояние
спиртовых дрожжей.
2.2.2.1 Исследование влияния ультразвука на
физиологические свойства засевных дрожжей.
2.2 Влияние засевных дрожжей, обработанных
ультразвуком, на процесс сбраживания ржаного сусла
2.2.2.3 Влияние обработанного ультразвуком сусла на физиологические свойства засевных дрожжей
2.2.2.4 Исследование влияния теплового эффекта, возникающего при воздействии ультразвука,
на физиологические свойства дрожжей
2.5 Исследование влияния количества
засевных дрожжей, обработанных ультразвуком,
на процесс брожения
2.2.3 Получение дрожжевого экстракта дезинтеграцией клеток спиртовых дрожжей ультразвуком.
2.2.3.1 Воздействие ультразвука на дрожжи, находящиеся в различных фазах роста
2.2.3.2 Изучение аминокислотного и витаминного состава полученных дрожжевых экстрактов
2.2.4 Изучение зависимости активации засевных
дрожжей от дозы внесения дрожжевого экстракта
2.2.4.1 Изменение морфологических свойств засевных дрожжей в зависимости от количества вносимого экстракта
2.2.4.2 Влияние засевных дрожжей, активированных дрожжевым экстрактом, на процесс сбраживания ржаного сусла
2.2.5 Разработка способа интенсификации
дрожжегенерирования и брожения с использованием
многофункционального действия ультразвука
на засевные дрожжи
2.2.5.1 Исследование эффективности активации засевных дрожжей ультразвуком и дрожжевым экстрактом.
2.2.5.2 Сбраживание ржаного сусла засевными дрожжами, активированными ультразвуком
и дрожжевым экстрактом.
2.2.5.3 Изменение мальтазной и зимазной активности дрожжей при сбраживании сусла активированными засевными дрожжами.
2.2.5.4 Исследование активированных ультразвуком и дрожжевым экстрактом засевных дрожжей
на осмофильность и термотолерантность
2.2.6 Описание аппаратурнотехнологической схемы производства спирта с использованием активированных засевных дрожжей.
2.2.7 Расчет продуктов при производстве спирта изо ржи
2.2.8 Экономическая оценка способа производства спирта
с использованием активированных дрожжей
Выводы.
Список литературы


Разработанный способ интенсификации дрожжегенерирования и брожения в производстве спирта с использованием активированных ультразвуком и дрожжевым экстрактом засевных дрожжей апробирован в условиях УСВК Золотой век структурного подразделения ГУП Башспирт. Плохое качество зернового сырья для приготовления сусла, используемой воды и вспомогательных материалов оказывают негативное влияние на процессы роста дрожжей, создавая экстремальные условия при накоплении биомассы дрожжегенерировании и существенно влияя на физиологическое состояние дрожжей, и брожения. Именно физиологическое состояние засевных дрожжей в технологии спирта играет важную роль в процессе спиртового брожения, лежащего в основе технологии спирта. Плохое физиологическое состояние дрожжей замедляет процесс брожения, способствует снижению выхода основного продукта этанола, повышает содержание побочных продуктов брожения и в конечном итоге оказывает негативное воздействие на качество пищевого спирта. Для производства этилового спирта применяют специальные расы дрожжейсахаромицетов, которые относятся к царству грибов , к отделу , к классу , семейству , к роду , виду vii и некоторым расам вида i 1. Форма дрожжевых клеток чаще всего овальная, округлая или эллиптическая размером 5 мкм в длину и мкм в поперечнике 2,5. Дрожжевая клетка имеет сложное строение типичное для эукариотных организмов, отдельные структуры ее дифференцированы и специализированы для осуществления энергетических и биосинтетических процессов. В настоящее время описано более клеточных структур органоидов 1,2,3. Клеточная стенка форму клетке, она содержит ферменты, при ее участии осуществляется вегетативный рост почкование. Кроме того, клеточная стенка выполняет роль осмотического барьера, пропуская макромолекулы питательных веществ внутрь клетки. Толщина клеточной стенки дрожжей около 0 нм. От состава клеточной стенки зависят проникновение в клетку питательных веществ и выделение из клетки продуктов обмена. Состав клеточной стенки в ходе брожения существенно изменяются. Клетки дрожжей имеют хорошо развитый мембранный аппарат ЦПМ, эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии. К внутренней поверхности клеточной стенки примыкает цитоплазматическая мембрана, по разным данным толщина которой составляет 8 нм. Функция ее заключается в регулировании обмена питательных веществ и метаболитов благодаря избирательной проницаемости5. Цитоплазма в зависимости от состояния клетки имеет фибриллярное, ячеистое или гранулярное строение. В разные периоды жизни клетки цитоплазма имеет неодинаковое строение и состав. Ядро диаметром 0,,5 нм хорошо дифференцировано, окружено двойной пористой мембраной. Ядро регулирует и направляет химические процессы в клетке и образует с цитоплазмой единую взаимосвязанную систему. В состав митохондрий входит большое число окислительновосстановительных ферментов, поэтому в них сосредоточены энергетические процессы клетки и синтезируется АТФ. Имеются вакуоли и включения запасных питательных веществ липиды, гликоген, метахроматин. В настоящее время признано, что гликоген является важнейшим источником энергии для дрожжей особенно, когда сбраживаемых углеводов в среде недостаточно. Химический состав. Клеточная стенка составляет примерно 6. В ее состав входят глюкан , маннан , белок , липиды 3, зола 3 от СВ клеточных стенок. Качественный состав и количественное соотношение белка, жира, золы, витаминов, воды и углеводов свидетельствует о том, что они являются богатым источником белка 5. Белок дрожжей содержит аминокислоты. В таблице 1 приведен аминокислотный состав дрожжей рода Матвеева И. В., Белявская И. Г., . Состав органических веществ дрожжей в на СВ азот общий 6,,0 белковые вещества ,0,0 жир 1,,5 безазотистые вещества ,0,0 зола 6,0,0. Химический состав дрожжей по Дж. Уайту, представлен в таблице 2. Таблица 2. Спиртовые дрожжи являются факультативными анаэробами и способны существовать как при доступе кислорода воздуха, так и в его отсутствие. При аэробном выращивании дрожжей конечное окисление питательных веществ осуществляется через цикл трикарбоновых кислот цикл Кребса и дыхательную цепь, обеспечивающих полное превращение углеводов.