Агро
Производство дрожжей для пивоварения

Производство дрожжей для пивоварения

Производство дрожжей для пивоварения

Поделиться

Оглавление:

  1. Основные виды дрожжей
    • Верхового брожения
    • Низового брожения
    • Сухие и жидкие
  2. Процедура разведения чистой культуры дрожжей (ЧКД)
  3. Технология производства
    • Условия для синтеза биомассы
    • Реактивация сухих дрожжей
  4. Основные требования

Дрожжи — одноклеточные грибы, которые в благоприятных условиях используют кислород и питательные вещества для размножения. После истощения кислорода они приступают к простым сахарам и превращают их в спирт, углекислый газ и другие продукты. Такой процесс называют ферментацией, он лежит в основе производства любого алкоголя.

Дрожжи играют ведущую роль в пивоварении, влияют на аромат и цвет пива. Используя определенные штаммы, можно задавать характеристики напитка.

Основные виды дрожжей

В зависимости от характера действия при ферментации и изменении температуры пивные дрожжи делят на два вида, также сырье разделяют на сухое и жидкое.

Верхового брожения.

Такие дрожи иначе называют элевыми. Они работают в верхней части сусла. В результате ферментации образуется плотная шапка из пены. Грибы лучше размножаются при температуре от 10 до 25 оС.

Внесение дрожжей теплого брожения приводит к образованию эфиров и фенолов, которые придают напитку особый аромат и пряный вкус. Продукт легко вступает в реакцию при комнатной температуре, поэтому его широко используют в домашнем пивоварении. В результате получают стауты, эли, портеры, а также ароматное пшеничное пиво.

Низового брожения.

Это лагерные дрожжи, которые ферментируют в нижней части сусла. Для жизнедеятельности грибов необходимо поддерживать температуру в диапазоне 1–15 оС. При холодном брожении получают меньше побочных вкусов. Лагеры известны чистым вкусом и ароматом, который во многом зависит от используемого хмеля и солода.

Низовые дрожжи полностью сбраживают рафинозу (трисахарид). После процессов продукт превращается в хлопья и оседает на дно бродильной установки. Они протекают при температуре 6–8 °С и останавливаются при 0.

Выделяют особенности поведения дрожжей верхового и низового брожения. Клетки элевых и углекислый газ имеют противоположные электрические заряды, поэтому притягиваются. У низовых одинаковый заряд с газом, и они отталкиваются.

Помимо чистых культур выделяют штаммы или подвиды, которые отличаются вкусовым профилем, спиртоустойчивостью и другими параметрами.

Сухие и жидкие

В магазинах продают дрожжи в жидкой и сухой форме. Первые развиваются в пивном сусле и фасуются в пробирки. Сухие культивируются аналогично, а затем проходят обезвоживание и распределяются в пакеты с инертным газом.

Жидкие более чистые, имеют много штаммов. Сухие хорошо хранятся и не требуют стартера.

Процедура разведения чистой культуры дрожжей (ЧКД)

  1. Первый день. На производстве готовят сусло для ЧКД. Специалисты отбирают материал, выполняют фильтрацию и пастеризацию.
  2. Второй день. В стерильном боксе с помощью специального инструмента переносят чистую культуру дрожжей из пробирки в сусло. Это длительная фаза. За сутки значительно наращивается масса. Необходимо помешивать состав, чтобы ускорить процессы размножения грибка. В результате за сутки в 100 мл сусла 1 млн клеток превращается в 10 млн.
  3. Третий день. Масса увеличивается, требуется контроль. Специалисты оценивают биоматериал, который перелили. В нем не должно быть включений диких дрожжей и бактерий. В случае если микробиолог обнаруживает заостренные клетки или передвигающиеся палочки, это означает проникновение в состав нежелательных микробов. При условии, что состояние дрожжей нормальное, проверяют количество мертвых клеток, которое должно быть до 1 %.
  4. Четвертый день. Наступает аэрация, сусло насыщают кислородом. Клетки переносят в больший объем, им нужен воздух и подпитка.
  5. Пятый день. Дрожжи по очереди вносят в специальные танки для разведения на производстве. В первом сбраживают сахара до получения экстракта. Далее дрожжи передают в другой танк, здесь сбраживание продолжается в увеличенном объеме. В каждой емкости продукт может находиться 3–5 дней.

После прохождения танков дрожжи можно использовать для варки пива. Чистую культуру вносят по технологии для приготовления пива. Далее выполняют разбраживание и охлаждение, собирают новую партию дрожжей.

Технология производства

Процесс включает три этапа:

  • выращивание дрожжей;
  • выделение;
  • обезвоживание.

Сначала из бражки извлекают грибок, а потом сгущают с помощью сепараторов. Обезвоживание состоит из процессов плазмолиза, управления и высушивания.

Рассмотрим цикл производства. Сначала чистая культура, которая выращивается в лаборатории, помещается в специальную емкость малого объема. Выращивание происходит периодическим способом — при достижении определенной массы продукт перемещают на следующие этапы производства. Дрожжанку заселяют новыми микроорганизмами.

Далее сырье подают в засевной чан. Здесь используют непрерывный способ — когда дрожжи достигают заданной массы, берут их часть и переносят в производство, а другую оставляют в чане. Затем подают новую питательную среду.

В виде пены дрожжи отбирают и пускают во флотатор. В этом месте пену отслаивают от бражки. Она насыщена дрожжами и подвергается гашению во внутреннем стакане оборудования.

Так получают жидкость с дрожжевой концентрацией 60–80 г/л. Ее всасывают насосом и отправляют для сгущения. Отделение части бражки проходит на первой ступени сепарации. Затем состав плотностью 150–250 г/л подается в промывной отсек, куда поступает вода.

Суспензия закачивается на вторую ступень сепарации, где дрожжи сгущаются до 500–600 г/л. Состав идет на плазмолиз, при котором его нагревают до 800 °С. В результате оболочки повреждаются, сок клеток попадает в агрегат и упаривается до концентрации около 1/8 от сухого продукта.

Далее упаренное вещество направляют в сушку, которая его распыляет и действует горячим воздухом. Так уменьшают содержание влаги до 10 %. Готовый продукт упаковывают в бумажные мешки или прессуют в мелкую тару.

Условия для синтеза биомассы

Жизнедеятельность сырья зависит от температуры среды, кислотности, концентрации сухих компонентов, подачи кислорода. Они могут стимулировать или угнетать. В зависимости от степени воздействия различают факторы минимального, оптимального и максимального значения. Наилучшими являются средние условия. Если один фактор ниже допустимого минимума, развитие организма затормаживается даже при условии нормального функционирования остальных.

  • Температура. От нее зависит активность клеточного обмена. Фактор оценивают по накоплению биомассы при выращивании. Повышение температуры зачастую ухудшает качество пива, понижение приводит к снижению активности размножения.
  • Кислотность. От pH зависит, с какой скоростью питательные вещества поступают к клеткам, а также активность ферментов и рост биомассы.
  • Сухие вещества. Размножение зависит того, как клетка усваивает питание. На параметр влияет осмотическое давление и концентрация сока в клетках. При увеличении концентрации сухих веществ процессы проходят быстрее.
  • Аэрация. Чтобы поддерживать жизнедеятельность дрожжей, необходима энергия, которую клетки получают при брожении и дыхании. Реакции могут быть направлены в одну или другую сторону — для накопления массы или образования спирта.

Реактивация сухих дрожжей

Для восстановления выполняют следующие процедуры:

  1. Размачивание при высокой температуре (40–43 °С).
  2. Предварительное обводнение — дрожжи вносят во влажную среду на 2 ч. Далее продукт переносят в чашку при температуре 40–43 °С.
  3. Реактивация винных дрожжей в соответствии с технологией.
  4. Реактивация спиртовых сухих дрожжей при низких температурах.

  5. Основные требования

    Дрожжи для пивоварения должны обладать хорошей бродильной активностью. Параметр определяют степенью сбраживания сусла. Рассчитывают отношение массы экстракта к массе сухих компонентов в сусле в самом начале.

    Грибок должен иметь флокуляционную способность — медленно оседать плотным осадком в чане в конце брожения.

    Важна умеренная активность размножения. При повышенной способности расходуются экстракты сусла, и формируется переизбыток побочных продуктов, что нежелательно. В среднем при брожении объем увеличивается до 4 раз.

    Дрожжи хорошего качества устойчивы к воздействию неблагоприятных условий и вирусов, обладают стабильными физиологическими и морфологическими параметрами. Они насыщают пиво особым ароматом и характерным вкусом.

    Клетки пивоваренных дрожжей, обладающие овальной или круглой формой, размножаются методом почкования. Разница зависит от питания, воздействия среды, включения примесей, температурных изменений.

    При обнаружении существенных изменений формы клеток предполагают дегенерацию. Здоровое сырье вместе с крупными клетками имеет мелкие, которые при активности дрожжей не успели вырасти до взрослых. Если продукт попадает в неблагоприятную среду, формируются сумки со спорами. Это клетки с гладкими оболочками, которые при наступлении комфортных условий становятся почкующимися.