Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование резервных нетрадиционных сырьевых ресурсов и разработка технологии получения хлебопекарных дрожжей на инулинсодержащем сырье

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Исследование резервных нетрадиционных сырьевых ресурсов и разработка технологии получения хлебопекарных дрожжей на инулинсодержащем сырье"

, Государственный ксшггет Российской Федерация * по высшему образованию

Московская ордена Трудового Красного Заакею Государственная Академия шщеваж прсяэводсгз ~ —- —

РГ5 ОЛ

на правах ру.'сагшси

2 ] АВГ 1995

СОЛОВЬЕВА Татьяна йзепяльевнв

УДК: 664.648.1:577.154.32

Исследование резервных нетрадиционных сырьевая ресурсов -я разработка технологан полученш хлебопекарных дроопей на инултасодерващем сырье

Специальность 03.00.23 - Ваотехнояогая

шот%РАт диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Москзя - 1994

Работа выполнена в Московской ордена Трудового Красного Знамеми Государственной Академии пищевых производств.

Научный руководитель Научный консультант Официальные оппонент

Ведущая организация

Доктор технических наук, профессор КАПТЕРЕ U.M.

Доктор техиичееккх.иаук,профессор БОГАТЫРЕВ А.Н.

Доктор технических «щук,профессор ТРАУБЕНБЕРГ С.Е. Кандидат технических наук, старший эксперт фирмы «Отто Вольф» ТАЛАНТОВ H.H.

Институт повышения квалификации перерабатывающей промышленности

Защита состоится мая 1994 г. на заседании специализированного Совета к.063.51.04. Московской Государственной Академии пищевых производств.

Просим Вас принять участи в заседании специализированного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учереждення, По адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамск«; ш., II.

Работа выполнена в Московской , ордена Трудового Красного Знамени Государственной Академии пищевых производств.

Научный руководитель Научный консультант

Доктор технических наук, профессор, академик МИД КАПТЕРЕ В.М.

Доктор технических наук, профессор БОГАТЫРЕВ А.Н.

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор

ТРАУБЕНБЕРГ С.Е.

Кандидат биологических наук, с.н.с. БОГАТЫРЕВА Т.Г.

Ведущая организация

Институт повышения квалификации перерабатывавшей промышленности

Защита состоится мая 1994г. на заседании специа-

лизированного Совета К.063.51.04. Московской Государственной Академии пищевых производств.

Просим Вас принять участие в заседании специализированного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печать» учреждения, по адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамское ш., II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПП. Автореферат разослан «¿о мая 1994г.

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.н.

О.И.Тихомирова

Общая характеристика работы _

Актуальность темы. В настоящее время основным источником углерода для роста хлебопекарных дрожжей является меласса, которая поступает в Россию в основном с Украины. В связи со сложившейся в стране экономической ситуацией возникают некоторые трудности по приобретению этого важного источника сырья для производства дрожжей у Украины.

Поступающая же меласса не всегда удовлетворяет работников дрожжевой промышленности по показателям ее качества.

В связи с этим представляется перспективным выращивание хлебопекарных дрожжей на каком-либо другом углевод-содержащем сырье. В качество такого вида сырья, имеющегося в наличии, можб? быть использован тогашайбур или земляная груша. Топинамбур содержит инулин, гтредставляппий собой полисахарид фруктозы, а также олигосаха-рз и моносахара. Все эти соединения вполне могут усваиваться хлебопекарными лпокжзми. Кроме того, богатое содержание зольных элементов и витаминов, находящихся в земляной груше, способствует стимулированию обманных и энергетических процессов дрожжевой клетки.

По-мимо источника углерода питательная среда для роста дрожжей должна содержать различные минеральные соли, а также вещества, приводящие к ускорению роста дрожжевых клеток. Правильно подобранная по псстзиу этих компонентов и сбалансированная питательная среда при соблюдении технологических параметров и режимов в про-цисси- культивирования есть неотъемлемая часть получения высокого выходи и кячш.тв? дрожжей.

Таким образом, разработка технологии получения хлебопекарных дроккой на основе инулиясодержащего сырья с получением высокого выхода дрокзшвой биомассы, а также достижения сохранения ее ста-

Шх свййств в течении дяитояьйого времени является актуальной 'Проблемой на свгоднвшшй двйь 'к 1 представляет большой научный и прак-^ичоский интерас для дрсЗ^зкзвй'а! промышленности.

"цеАь и задачи исследований. Це^ю. настоящих исследований Является исследование резервны! натрадшхиойййх сырьевых ;рясурков ги 1 разработка технологии выращивания хлебопекарях -з1фсШ$й!на1'йну'Лин-содйржащам сырье на основе знания физиолЬЛй! дрбЙгёвУх '¡тёток, !'процессов, происходящих во время их культивирования, способности 'УЬваиЕать те или иные питательные вещества из среда.'

В соответствии с поставленной целью оыли определены осношше 'Этапы работы:

- обоснование выбора доступного и эффективного нотрпдидаон-'ного углавддсодержащего сырья для выращивания хлебопекарных дрож-жйй;

- разработка способа подготовки инулинсодержащаго сырья для культивирования на нем хлебопекарных дрожжей;

- исследование влияния ирточников минеральных солей, стимуляторов роста и их комплексного взаимодействия на выход и Оиотех-нологические свойства дрожжей; .

- исследование влияния веществ, оказывапцих стабилизирущве действие на свойства хлебопекарных дрожжей и продлевапцих их сохранность;

- апробация основных результатов исследований;

- экономическое обоснование и рекомендации по применению дрожжей, выращенных на инулинсодаржащих сродах с использованием стимуляторов роста и стабилизаторов свойств хлебопекарных прессованных дрожжей.

Научная новизна. Основываясь на знаниях морфологичиских 1 . физиологических особенностей дрожжевых клеток, спосооности их усваивать те или иные питательные вещества, впервые, шулинсодоржа

г;еэ сырье, в честности эксгракг топинамбура, сиг Еспояьзоваи ш качестве основного заогочиша углерод® дм выраграадая кявболакаршх дрсзжя® о целью яажогозвнш нх гздамЕосн я получения дрояпюа пош-ввииого качества.

Процвсо нвкоогеяви дрокташо® бжоивста происходит ее очвт раацвялэная йнудявв фэршвгогш ту лавой а янээртаао8„ ззвходящнхся в хлвбопэкарина дрояжгш,, а уешэшга прооти кюздшщхш,

Теорзукческж обовяогаив и годтввшдо«« стогочваяешшмк ясошдовеяшда возмогшосте шсяюльаовангш пятатеяыгоЯ среды для ш-раартяння мабопэкарннх дрошсва, зодарааздей ш качестве источника углерода ехсграк? топинамбура,, а гакяэ дааимонай фосфат, сэрноклс-шё агапш®» ьяорвд калия я стамулятори роста растительного проис-хаядатя.

Не основ® проведенных исследований бит показано, что олнкм ®н наясолае аМшттаных стимуляторов роста являем нракарат ак-тавяш. веществ кз эада&зттж грибов корней обешша, доба&яеиныЯ в срэда в незначнтаяьннк количествах. Наибоизе аерояетяи квяжшамом действия данного препарата тететса ®го хетадязмрувде© гаоадэйст-ззгг ав фермента® отовдш дрогшей, учеотаушида в зродаеев обмена юеяда клэтааш я орэдо®„

На оявовэ таоратагаасхнк ишюавяий, подтвераданнш: якспэрж-мвитешышш рша, было шквзвно, ч^о с цвлыз увеличения срока сохранности хлебопакврянх дрошю® аффактавянм сж собой даяявтся обработка дроаяввой сустэизш растворвш отвСшйзвторов раоипгаль-кого нровсзсовдэкзая. Подобна?? обраскэтка позволяет уза.янчит& зродоя-житедъиость хранения иэйоззекорякг дроянэй л тотастаь их кажвство., в ';зстяостй\ показатель бродильной активности

Научно обосновано и экспериментально доказано, что наибольшим ствбализирупцим дойстшем обладает углеводно-минеральный комп-

явке веществ,, выдолашшй из коричневого сока дщерщ». Такое шшя-наэ данного ирэпарата объясняется- га^р. что ок ушлнчивЕэт осмагц-часяшв даашвав шюатакшзв. с рада 0 тем самый. ени?ер общгю алвж-аооп товершх дрохя9Ё„ что благоприятно сказывается на стабильности кж свойств»

1?ра1ШЕчес1шг мздиооть. Обосвов^ка целесообразность мс-польаоЕЕшя £ раарабатш способ иркготоаквшш шгеатвльвай срадн дня выращивЕНИк хдабопекарнше дра«явй т осноса шулдасодэркшззго сырья, где в качестве основного ксточишга углероде ксшдг^зуагся экстракт топинамбура (В заявки патенте 32015163).

На основе теоретических псшмсашй в экспериментальных данные разработаны комплексные еосташ шгатвяыии ерад на основе зкет-ракуе «топинамбура, содержащее ксгочшвш азоте, фосфора, калия, ыагшш г Евтрадяцяошше агннухчгорг роста р&отктгльшго праксхоа-дешя {гвинцалгашэзу,, углвводко-ишшраяьшй шшке ва^еств из сока вдэрш,, кренарая активных ващэсгз кг гедофЕТНЫГ грнбов корнай ойяэпихЕ), ускорящаэ рост дроюиз® (№ заявки патента -92015386)с

Разработаны эффективные способа хювитнт стабяльшстд свойств прессованных дроаошЗ путем' воздействия ва шо: веществами, регулнруищмк содержание влаги Сссштичаетж-акпшшага ¡¡вщрегвеш), позволяшшмн сохранять прессованные дрожжи длительное время без ухудаюния их свойств.

Разработаны "Технологический регламент на врошзвэдетет шэ-ботакарных дрожжей из топиязябурз", "Ёрамвнкая т&талашча гжзя инструкция по обработке хлабопекаршх дракквж расшграмг стабали-заторов".

Основные теоретические полахания работа ззрозерзш в лабораториях кафедры "Биотехнология" и "Технологий и&батгакарнага,

. кондитерского я иакараккопз производств" ИГШ1.

Показано, что екстомичесхая аЗКактавшсть от~нсшльзовашя в-----------------

качестве основного источника углерода вкстршт топинамбура, а так га разработанных стимуляторов роста дрогшей а етабашгзЕторов кх свойств, дастаяяла 244000 руб. на I; прессованных дрояжей.

МтЗщяя работ. Рззультвти работе доздедав&гась т Уезду-народао® шн®эрэнцнн "Зкоресурсосбврэгвщио тахжшзгш переработа? сальсхахозяйстаешого снрьяи (Иосгша - Астрахань, «аш» 2933), на II Меядуиародоном свкгааре "Эшшгшя человека: яройяош и состояние лвчвдт- профилактического питанияя (Ыасква - Пятигорск, сентябрь 1933), а текяв на заседаниях кафэдрн "Виотахногапш" (МШЙ1)„

¡Ыдагвшд. Основные результаты исследования опубликованы в

? печатных работах, в той чяслз в 2 заявках на патенты В®.

Сбй№ ййботн. Диссертация оостонт из введения, обзора литературы, эзЕшркмент&шю® часта, выводов а практических рокомзэдп-списка исотльзовивво® литературы, приложенная Ре,бота рзлзаша иа 214 стр. машинописного текста, вклвчаэт 32 таблицы я 22 рисунка.

производства. Оряввдеш современные направления использования нвт-радицаояшш источников углерода и стимуляторов роста для производства хлебопекарных дрозшзй а улучтэняя их качества. Обобщены и систематизированы способа оценки свойств хлебопекарных дрокеей и дан ех критический анализ.

I » С&юр эратури •

Рассмотрены моуфшэгячеста я фгашмогическка особенности к проанализирована их роль в технологии хлебопекарного

2. Экспериментальная часть

Исследования проводили в лабораториях кафедр "Биотехнология" и "Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств" Московской Государственной Академии пищевых производств.

2.1 Объекты в штодц исследований

При проведении исследований использовали клубни топинамбура сорта "Интерес". Свойства клубней топинамбура оценивали по органо-лептическим показателям - внешнему виду, цвету, запаху, а также по содержанию СВ, находящихся в соке кдубнэй топинамбура рефрактометрическим методом, широко известным в литературе.

Использованные в работе, солодовое сусло и мелассу такие оценивали рефрактометрическим методом.

На основе солодового сусла была приготовлена питательная среда для поддержания жизнедеятельности чистой культура дрожжей.

На основе мелассы готовилась питательная срела с целью накопления на ней биомассы дрожжей. Методы приготовления обеих сред широко известны и приведены в специальной литературе.

Метод приготовления инулинсодержащей питательной ссреды на основе топинамбура заключался в разработке способа получения экстракта топинамбура до достижения в нем 5? сухих' веществ (СВ) и добавления в него следупцих минеральных солей, масс.*: дааммакия фосфата - 0,6; сернокислого магния - 1,21; хлорида калия - 1,01. содержимое тщательно перемешивалась и стерилизовалось при избыточна» давлении 0,6 атм.

При разработке инулинсодержащей питательной среды для выращивания хлебопекарных дрожжей проводили статистическую обработку экспериментальных данных методом ушфэрм-рататабельного планиро -вания, широко известного в литературе. Экспериментальные знача-

--------ния.обрабатывали._с_использсшанием ПК типа IBM по программе, разработанной на к»|одре хлебопечения МГАПП.

В работа использовали 4 пробы uyim I сорта. Свойства муки оцошшали по соответствующим показателям способами, предусмотренными ГОСТГвют или описанными в специальной литературе.

Использованную и работе чистую культуруру дрожжей .Saccharomycea cereyiaiae 821 анализировали по культурапьно-шрфолоппоским признакам, широко изЕостшгет п литернтурв.

При проведении исследований использовали прессованные дрожжи, по ученные в результате выращивания чистой культуры дроа-жей штамма 821 на мелассной и на инулинсодержжащих средах. Свойства прессованных дрожжей были оценены по показателю бродильной активности, разработанному на кафедре хлебопечения МГАПП, волюмомет-ричесним способен по объему газа, вйдвл*.шшогося Яри Прпготгаи бепо-парпого теста.

Для разработки вффективных способов ускорения процесса выращивания дрогшей и увалачейия выхода дрожжовой биомассы, о также о целью стабилизации свойств дрокжой, использовали следующие вещества растительного происхождения - кукурузный экстракт, водорастворимую гемйцеллйлозу, выделенную из кукурузной кочерыжки (НЛО, препорат углеводно-минерального комплекса веществ. полтгчен-, пнй из сока люцер!Ш (¡УИН) и препарат активных веществ из йндофит-, ных грибов корней облепихи ОВД) - которые оценивали по показателям, регламентированными ГОСТами или описанными в литературе.

Наряду on ср.чптителъчкм анализом показателей бродильной .v.THfw.-rw гтряпсопдапппг дрожжей проводили ¡гробныо лабораторные ттчт *лпбя из пятничной муки I сорта безопасным спооопом по потопишь приведений в специальной литературе. Продолжительность г.пщу-ттп тоста определяли по графику кинетики гаяообр&зования

-8- i

i

дрогашй до достижения максимальной скорости газообразования, Хлеб анализировали черэз 14 - 16 часов после вышчки по показателям, прэдусшгренншщ ГОСТаын.

2.2« Рвауладяи вдвладоршзй а ыг ашша

Анализ научно-технической литературы сдадвтвльствует о реа-вообразш источников углерода для роста хлебопекарных дрогшей. Однако шг один на ш на приводит к более высокому выходу и улуч-пешому качеству дрожжей, нежели выращенных ва традиционной сырье - мелассе. Более того, применение некоторая: из них ведет к привлечению дополнительных затрат, связанных, например, о гндролизои тех или иных веществ, я другое.

Что касается мелассы, то она не всегда удовлетворяет работников дрожжевой проыыилонности по показателям ез качества, а кроме того, наблюдается йэ дефицит. Практический интерес, таким образон, представляет полная шли частичная замена юелассы каким-либо нетрадиционным сырьем.

Перспективным источником углерода для выращивания хлебопекарных дрожжей может быть топинамбур шга земляная груша (Rellanthus ttuberoaua L.). в отличие от сахарной свеклы, ва которой получают мелассу, топинамбур очень неприхотлив к почвенным и климатическим условиям и способен перезимовывать в почве.

Клубни топинамбура содержат значительное количество инулина, представляющего собой растворимй в воде полисахарид, состоящий из остатков фруктоз и одной молекулы глюкозы. Процесс потребления инулина хлебопекарными дрожжами происходит за счет ферментов дрожжей инулазы и инвертазы. Полученные, таким образом, молекулы глюкозы и фруктоз через ряд превращений усваиваются дрожжами до углекислого газа и спирта.

<

-9:-------------Ценность- топннембурв обусловлена - и мянераиьним - составом что-------

клубней.. Богего© аодэрианк® гольнш, элементов (КДа^а^^?©^^!) и затачотов (ржбофювннг етвши, нгашн) еотсобсяаутг стаму.янрова- 1 няв осшишх ж эшргэтачвскш процессов .¡зртзшэаой клэтгаа,.

Гйвнвлоааяшмм является ж гот феет, что ошрогаи я сохи, волу-чэншг® аа загшж>& грушк,, хоре» уезнкваэгея организмом та-швека зрэдаж зсздейстаяй ж го&тенкз гтагаяк®в ждопатедакс йямяш'? г?,а регуляция обмана шщеотв пра вабшэвашш: сахарным даабэтом к ато-роегшршом.

Таким призом, оущоствувт определенные предпосшаш для нсзпольаозшпш топинамбура в качеств® основы питательной ерэда для | роо?а зиюбогокарнкг дрояявй.

I

„ способа поягаеииж шгрмнкодерпщей тпгвтвлыаоа

^рэда дак нырщ^ганзш Елаабспвкиркмл дргазпэй ка осиовэ

Прк разработке способе отлучения га^шкоа ¡^аркада й тгеателько® среда для культивирования хлзбепекарныг дрояавй предварительно колучалк экстракт гопкнвкбура,

Разятал-оты® топкнакбур аагавшга водопрошдЕой водой в соотоскйвшкх 1:3; Х:1го; 1:1 ж проводили акстрапфоаашгв суши: зв-щр$та (СБ} в тач5щзг <?рег чвоов щж коинвтеой к аяэшгвнныг увмпв-

■ ратурах ш при нвпрвришои пэрэкеиквакки,, тослв чего фильтровали»

!

Проаеденнкэ нс&аедовааня нохазада, что процесс экстрагирования 08 а раствор целесообразнее щх« яэздокиьа, •¿ечизра-чурек 70., 80°0 ч- щж соотютииоя? грэшяр 1:3, при ! ггеи '.¡одвраааяв 08 в экстракте \*огшгг^оур-.' хтвгядС' бй., Проа»ценив яз процесса зкетрегкроваякя яш ссотеоквйняг тазрдеаи фгза:авд-кооть 1:1 я 1.-.1с5 сояраквкс а ^рудасатг/з гжюесаз кврвявзвябдок такой плотной массы,, допажатедьякш зетраздю! иа

его осуществление, неполным процессом экстрагирования СВ в раствор из-за плотности олоя, а также дополнительным расходом иоходцого

сырьяо

Шло установлено,, что осуществление процесса экстрагирования нра шшшанных температурах, в частности 70.. .ВсЯс, приводит не только к более полному извлечению водорастворимых СВ из твердой фваиэ но и к ускорению ведения процесса. Представленные данные (рисЛ) свидетельствуют о том, что процесс экстрагирования при повышенных температурах заканчивается не 30 минут раньше, чем при комнаткой температуре, при атом выход СВ в экстракт составил, соответственно, 6,0*против 39ЭЖ. ___

Рис.1. Изменение содержания с>>их веществ (СВ)в ¡.аство^е

в зависимости от продолжительности экстрагирования По-мммо источника углерода питательная среда для роста

дрогшей доляна содераать все те питательные соли, которые нуииы

дрокжевым клеткам, чтоби'строить-вещества протоплазма,. В; начаств^. таких, солей для кнуттсодврхащвй с роды использоца/вдсь следупцие: днпммоний фосфат Г (NH^ )2НР04] - как исто'пптк азота и фосфора, сернокислый магний ЩSO^HgO - как источ!Щ]< магния, хлорид калия KOL - как источник калия. Данные соли дрбавдяли в количество до 2* к массе вкстракта топинамбура. ООрротзд результатов эксперимента мртпдом ун№]«[1м-ротатабйЛЫ10Г0 гтлг}!ги|ювттия позволила получить уравнение регрессии, отражающее кснщлексное влияние концентраций питательных солей на выход биомассы дробей«:

У » 351,0000 - 48,391 IX, - 21,7163X2+ 39,6413Хз -3,1250Х(Х2 + 43,1250Х,Хз + б^БОХ^ -24,6759Х^ + 25,7156х| 24,8316Х^, где:

X, - концентрация диаммония фосфата,

Xg.- концентрация хлорида калия, %;

Х^ концентрация сернокислого магш^я,, X;

У - концентрация биомассы дрожжей, млд.кл.Лц.

При обработке данного уравнение по методу устных дифференциалов были расчитанм оптимальные дозировка солай, позволящие гтолучпть наибольший выход биомассы дрожжей.

Так, оптимальная концентрация дизммония фоофата (NH^K^HFO^ составила 0,6 % к массе экстракта топинамбура, хлорида калия KCL -1,01 %, сернокислого магния MgßO^THpO - 1,21 %.

При этих дозировках солей тооротическоо значение концентрации биомасса дрозшэй составило 438,0 мтькл./мл.

Этот видод дрокжой подтвержден ¡экспериментальным Путем

(У экстр.* 437,13 н-гш-кл-/м-л-).

Таким образом, получшшие концентрации минеральных солей были приняты за основу в дальнейших экспериментах.

3.2.2. Исследование комплексного влияния минеральных солей И веществ, стимулируицкх рост дрожжей иа инулинсодержавдях средах

Для полноценного питания и культивирования микроорганизмов, в тон числе хлебопекарных дрожжей, па-мима источников углерода, азота и других минеральных компонентов необходимы препараты, ускоряющие их рост, т.е., другими словами, стимуляторы роста или ростовые вещества.

Из научно - технической литературы известно, что наибольшее предпочтение отдается веществам растительного происхождения. В качестве токовых были использованы следующие препараты: гемицеллю-лоза, выделенная из кукурузной кочерыжки (ГМЦ), кукурузный экстракт, препарат углеводно-минерального комплекса вощосте из сока люцерны (УМК) и препарат ■ активных. веществ из эндофитных грибов корней облепихи ОВД). .

К питательной среде оптимального состава (экстракт топинамбура 5Ж СВ - 96,0...97,0; (ЛН4ЬНР04 - 0,6; КСЬ - 1,01; Мй304*7Н20 - 1,21 масс.Х) препарат ГМЦ и кукурузный экстракт добавляли в количествах до IX к массе экстракта топинамбура, препарат УМК - до 0,6% и препарат ЭНД - до 0,1% к массе экстракта топинамбура. Для сравнения проводили выращивание дрожжей на молассной среде традиционного состава (контроль). "

После стерилизации питательные сроды засевали чистой культурой дрожжей З.сегеу1з1ае 821 и выращивали биомассу в условиях аэрации среда при температуре 23...30°С и естественном значении РН (РН=5). По окончании процесса культивирования дрожжевую биомассу отделяли от культуральной жидкости путем фильтрования и проводили анализ ее качества.

Результаты иссладова!Шй показали-, что использование в качества стимулятора роста дрожжей препарата 1УЦ в количествах до О,IX к

-БЗ-

массе экстракта тогатамбура приводило к некоторому ускорению их роста и увеличению концентрации биомассы. Дальнейшее повышение дозировок препарата приводило к снижению выхода дрожжей. Экспериментальные данные свидетельствуют о наибольшем активирующем аффекте препарата 1МЦ на рост дрожжей при добавлении его в инулинсодержа-щуи среду в количестве 0,05% к массе экстракта топинамбура, при этом выход дрожжей повысился'на 1,856. по сравнению! с контролем.

Было установлено, что применение кукурузного экстракта как традиционного стимулятора роста хлебопекарных дрожжей, на инулин-содержащих средах оказывало большее влияние на жизнедеятельность дрожжей. Оптимальная концентрация данного вещества составляла 0,6% к массе экстракта топинамбура, при, втом выход биомассы был на 4% выше по сравнению с контролем и на 10% больше по сравнению с выходом дрожжей с йнулинсодержащей среды без его добавления. Использование кукурузного экстракта в количествах менее 0,6% к массе экстракта топинамбура является неперспективным, так как такое содержание препарата но в полной мере обеспечивает растущую дрожжевую биомассу источником витаминов. Добавление же к йнулинсодержащей питательной среде кукурузного экстракта в количествах более 0,6% к массе экстракта топинамбура также не приводит к желаемому резуль-тггГу.

Определенные предпосылки существовали и для исследования влияния препарата УМК б качестве стимулятора роста дрожжей: препарат является растительного происхождения и представляет собой порошок, обладающий высокой растворимостью в воде, а также ценный компонент пимательной среды для культивирования дрожжей - УМК содержит лег-коуоваиваемые дрожжами сахара и минералыше вещества. Внесение препарата в питательную сроду в количествах до 0,4% к массе экстракта топинабура оказывает стимулирующий эффект на рост хлебопе-

карных дроюкай (рис.2.). выход дрокжей при дозировке умк 0,4%, повц-120

; Концентрация УМК, % к массе 1кст}лкта топинамбура

™ Й0.1 ИО.2 ШСопКоШОЛ И 0.5

Рис.2 . Влияние концентраций препарата углеводно-минерального комплекса веществ на виход •• . дровдевой биомассы в конце процесса ее

вырашиьания

сился на 4,6% по .сравнению с контролем и на 11,6% по сравнению с выходом дроюкай баз его добавления, дальнейшее увеличение дозировок препарата приводило к снижению в среда концентрации биомассы.

установлено, чтсг наиболее эффективной стимуляции роста хлебопекарных дроюсей на инулинсодержащих средах можно достичь путем внесения в них препарата активных веществ из эндофитных 1-риОов корис-а облепихи (ЗНД) в незначительных количествах. Представленный

данные (рисГ 3)свйдотольотвут"о" высоком активирующем действии— препарата при содержании его в среде 0,0005% к массе экстракта то пинамОура. При этом выход дрожжей повысился Солее чем на 20% по

M о о я s о

X

ю

'X

а m ш

Г,

*

о

Ъ

ч

1.30 120 110 100 90 80 70 СО 50 40 30 20 10 0

0.0010 | 0 1000 0.0005 , . , 0.0100 .

Контроль

Концентрации ЗНД, % к масси экстракта топинамбура

Рис.'З. Влияние концеьт]аций препарата активных веществ, m эндО)Итнн> грибов корней облепихи на виход jipcï.vOHOii iiio;.iuc(.'u ь копии нцллооса ее nui ашимни« сравнению ■ с контролем и до 30% по сравнении с выходом биомассы дрожжей со среды (>)Г1 j. ••;;шления препарата. Такой повышенный выхо,;: дрожжей объясняется скорое ьсого воздействием препарата на фер ментныо системы дрожжей, участвующих в процессе обмена между клат кой и сродой. Повышенные концентрации препарата обладают ингиби

рупцим действием на рост дрожжей.

Оценку Ожгтехдалогичвида. свойств дрожжей проводили по по казателп их бродильной активности. Результаты исследований, представленные на рио.4, показали, что максимальный объем газа у дрожжей выделенных из среды, приготовленной на основе топинамбура, с содержанием в качестве стимулятора роста гемицеллюлозы был на 4,7* выше по'сравнению с контролем, на 12,1% больше на среде с содержанием кукурузного вкотракта, на 16,ОЖ выше при добавлении в тщательную среду препарата Ш и, наконец, на 45,5%; больше на среде с содержанием препарата ЭНД. Эти данные свидетельствуют о более высоком потенциале бродильной активности дрожжей, выделенных из экспериментальных инулинсодержащих сред.

Улучшение биотехнологических свойств дрожжей на инулинсодержащих средвх.с добавлением стимуляторов роста растительного происхождедния подтвердилось и повышением качества хлеба, приготовленного с их использованием . Это показывают такие объективные показатели, как удельный объем, структурномехенические свойства и пористость мякиша хлеба. Увеличение удельного объема всех образцов хлеба, приготовленного с дрожжами, выросших на средах с добавлением в них таких стимуляторов роста как кукурузный экстракт, гемицеллюлоза, препарат углеводно минерального комплекса веществ и препарат активных веществ из эндофитных грибов корней облепихи составляло в среднем 7...74 см3/М0 г хлеба; общая деформация мякиша улучшилась на 2...23 единицы, а пористость по сравнении о контролем возросла на 1...4Х.

Таким образом, анализ показателей качества хлеба наглядно свидетельствует об активации ферментных систем дрожжей в процессе их роста в присутствии данных стимуляторов роста растительного происхождения. Это позволяет нам сказать об их улучшащем дейст-

---------вии- на качество- -цсоотпететпеиноу хлеба.----------

160 - ------ —

О 0Ь% f МЦ 0.4% УМ К

Содержание а питательной среде стимуляторов роста, %

Рис.4 . И членение бродильной активности дрсш ел в kibhliimi от coiii.'p анил 1! питатн-м nun с pei.« щ-иму.'..п>|. ,• pov-та ! мстительного щ иисхолденк>;: ГТЛЦ препарата гемицеллюлош; KS - кукуру того экстракта; .

.УМ- н[ ена|ата углеводно-минерального

комплекса dwuw тв;

' Ц.'« Щллмцатн а".т;г>нп.\ bi-üiOi.r;i и" . п.;.;'),;; чи,-грибов корнем облепихи.

'¿.'¿.3. Разработка :*М>ектияшл способов стабилизации бнотпхнолопгческих свойств хлебопекарных прессованных дрожжей

В настоящее врэмя большинство хлебопекарных предприятий используют прессованные дрожжи, имеющие влажность до 75,0%. Существенном недостатком дрожкай является нестабильность исходы.

свойств и значительное их изменение при! хранении. '

Одним из наиболее простых способов! повышения стабильности биотехнологических свойств дрожжой является: регуляция активности их ферментов путем снижения влажности дрожжевой биомассы. На стадии прессований нельзя достигнуть влажности дрожжей ниже 68,О...70». Для повышения эффективности этого процесса следует увеличить количество внеклеточной влаги в биомассе перед стадией прессования.

Из литературных данных известно, что большое распространение в промышленности нашли стабилизаторы спойсств хлебопе-. парных дрожжей осматического действия. Преимущество их применения закличаетоя в том, что они увеличивает осмотическое давление питательной среды, тем самым снижая общув влажность товарных дрожжей, что благотворно сказывается на стабильности их свойств. В качестве таких веществ могут быть применены как неэлектролиты (сахара, спирты), так и электролиты (неорганические и органические соли).

Эффективность регулирования активности ферментов дрожжей можно повысить и использованием в качестве стабилизаторов гидрофильных веществ - набухающих или увлажняющихся - имепдих хорошо разви-тув поверхность и способных адсорбировать часть внеклеточной влаги дрожжей, препятствуя ее переходу во внутриклеточную.

Луж исследовании возможности погшшения стабильности свойств хлебопекарен прессованных дрожжей изучали влияние растительных соединений различного отроения, примененных ранее в качестве стимуляторов роста дрожжей, а именно: кукурузного экстракта, препарата гйаиящ?лшЕО&** препарата пктипнш педеств на ендо^ятных

гркбов корней обдттахы (ЗНД)_и_ препарата углеводно-минерального

иомадексп веществ (УМК).

При изучении глияния увяяжнящихся соединений хлвбошкарпче

дрожжи выдерживаланепродолжительноевремя в растворе ртнх веществ с целью аффективного распределения и в прессованных дроишт., после чего фальтровплЕ. эффект отвбиливащш анализировали по изивненшо бродильной активности дрояяаа в процесса та хрюкания.

Проведенные исследования показана, что гидофидядЯ порошок сухого кукурузного экстракту при эпз. дозировке 1,03 к нассо прессованных дрожжей не оказывал отабшгизнрутего действия, сдяюсо увеличивал их активность до 58.

Установлено, что среди исследованных гидрофальши, соединений наибольшее влияние оказывала водорастворимая гемицеллюлоаа, которая содержит легкоусваиваемые дрожжами сахара, а также минеральные вещества. Показано, что препарат ШЦ позволяет повысить сохранность прессованных дрожжей в улучить их оиотехнологичесжив свойства на 304 при ого дозировке к массе прессованных дроаая® 1,0% (таб.1). Увеличение концентрации препарата экономически невыгодно,

так как это требует дополнительных материальных затрат. . ' Таблица I

Изменение бродильной активности прессованных дрожжей, обработанных раствором препарата геницеллялозы, в процессе хранения при температуре. 25°С

Проба дрожжей Бродильная активность дрожжей (см3С02/1г СВ) хранившихся,суток

0 2 4 6 а

ЗНД (конт] золь) 1230,3 1007,9 177,5 0 о'

С добавлением зцц (Ж к массе ДрОЖ-ЖаЙ) 0,01 1161,6 1051,6 421,6 0 0

0.1 1176,6 1166,4 503,0 0 0

• 1.0 1235,3 1265,9 941,3 252,3 123,р

, -20-

\ ■ "

Из дшпшх лйтературц напасаю, что эффективность действия стабилизаторов зоввоит от наличия в их составе веществ, которые могут слукип питанием для дроакюттх клеток. Поставленным требованиям Соответствует препарат актшшшс веществ яз эндофитша 1-риОоп корней Ъйявпгасй (Э1Щ), поскольку в своей составе он содержит витамины, минеральные компоненты я некоторые другие

В9ЩВ0ТВЭ.

Результата исследований показали „ что обработка дрожжей препарате»! ЭНД (в частности концентрацией 18) приводят к увеличению бродильной активности в начальный период градаеиюз., конечный ш период характеризуется выравниванием значений показателя качества дрожжей к единоврвкашшм завершением всего срока их хранэнкя наряду с контролем.

В качестве вещества, обладающего отабалкзирувдей действием осмотического типа был применен препарат углеводно-минерального комплеса веществ (УМК). Препарат содержит растворимые сахера, спиртц, минеральные вещества. Все ош хорошо усвшвавтоя дроягаш и могут служить подпиткой в процессе кх граненая. Приведенные данные (рис .5) свидетельствуют о наибольае® вффзктийностн использования данного препарата в качестве стабилизатора свойств дрожжей. Оптимальная дозировка УМК составила 0,5% к масса прессовакгада дрожжей. Подобная обработка увэличивале стабильность свойств прессованных дрожжей в 1,5...3,0 раза, улучшала вх консистенции и одновременно приводила к росту бродильной активности.

О точки зрения гктиенк лктения препарат: безвреден и вполне. ьтаат применяться в пщэво® биотехнологии.

По результатам иследований разработаны яТекколйптеэгал& регламент на производство хлебопекарных дрогзмй из топинамбура*5 и "Временная тохнолоп'чеокая инструкция по работке хлебопекарных дрсвжей растворами стабалтагоров".

--------------Бродильная активность, -

% к контролю

Продолжительность хранения, сут

Рис.5 . Изменение бродильной активности преесоъанних дрожжей, обработанных растворам препарата углеводно-мигге{ального комплекса веществ, в процессе хранения при темпе!ат>ре ¿5°С

3. Вывода а практические рекомендации

В работе показана возможность использования в качестве основного источника углерода инулинсодержащого сырья, в частности :жо тракта топинамбура, с целью выращивания на нем хлебопекарных дрож хай.

)

Проведенными исследованиями разработаны комплексные состав I питательных сред на основе экстракта топинамбура, содержащие ис

точшпш азота, фосфора, калия, магния и нетрадиционные вещества растительного происховдения, ускоряющие рост дроззюй.

Установлены эффективные способы повышения стабильности свойств дрохвэй при Еспользовашщ природных веществ, рэгулиругадах осмотическое давление среды.

На основании проведанных исследований сформулированы следующие выводы:

1. Показана.возможность применения в качестве основного источника углерода дал .ШрЩйвания хлебопекарных дроЙшй ннулинсо-дераащаго сырья, в ча'стностйг.вкстракта топинамбура.

2. Разработан способ при^ЬвЛйп'йя данного вида сырья (экстракта топйшШурй) с целью культШафйвШША на нём хлебопекарных дрожшй.

3. Установлено, что комплексное влиййие источников азота, фосфора, калия а ыагнйя: сйсазййает -благоприятное действие на рост хлебопекарных дро^й'х^ ^льт^фовйййи их в питательной среде, пряготоваленной на основе экстракта, тонайймбура (656 СВ). Состав оптимальной питательной среды с содержанием' солей следупций, масс.Х: вкстракт топинамбура - 97,00; дйвйМйнкй фосфат - 0,60; хлорид калия - 1,01 i серпсийшлыЯ магний - 1,21; водбпроводная вода - остальное.

4. Установлено, что рост хлебопекарных дрояжэй на питатель ной среде, приготовленной на основе экстракта топинамбура с добавлением кннвралыгах солей, происходит значительно лучше прн добавлении в сроду стимуляторов роста растительного щхгасхоаденйя.

4.1. Добшшше в культуральную среду кукурузного шсстрпптЕ до О,Oí к ее шссп щзтподшю к увеличению внхода дрспсшвоГ биомасса до 4S я улутаюгото ее биотёхнологачоских свойств на 1 ?Л. ДшшиК иоотаз ннгатвльпиЯ сртди прян дин в вапЖо нвтнита И ВД0Ш63.

_______4.2—Установлена - набольшая _ эф£ективнооть_ от_ применения ь ка-

чеитве стимулятора роста дрожжей препарата водорастворимой геми-целлюлозы. Оптимальная концентрация данного препарата в питательной среде составляет 0,05%, при этом выход дрожжей увеличивался на 1,8 % о одновременным улучшением качества на 5%.

4.3. При использовании в культурвлыюй среде для выращивания хлебопекарных дрожжей в качестве стимулятора роста углеводномине-ралыюго комплекса веществ при дозировка ого в сроду до 0,52 к массе экстракта топинамбура (оптимальная концентрация составляет 0.4%) выход дрожжей повышался до 5% с оновремонным улучшением качества д^о 16Ж.

, Наибольшая эффективность установлена от применения в качестве стимулятора роста препарата активных веществ из ендофит-

шх грибов корней облепихи. Добавление данного гфепарата в среду в количестве 0,0005% к мчпсе экстракта топинамбура 1фиводит к повы шннию выхода хлебопекарных дрожжей на 20%, при этом качество дрожжей увеличивается почти в 1,5 раза. Данный состав питательной сра дн приведен в заявке патента N 920015386.

5. Качество хлебопекарных дрожжей можно стабилизировать пу тем воздействия веществ, регулирующих содержание влаги и позволяющих, тем самым, сохранять прессованные дрожжи длительное время бе;; ухудшаш1я их биотехнологических свойств.

5.1. Установлено, что препарат водорастворимой гемицеллюлозы ттоижот сохранность прессованных дроххвй более чей ип к у.луч шает их биотехнологишские свойства, Оптимальная дозировка гими-целлюлозы составляет II к массе прессованных дрожжей.

Ь.2. Показано, что гидрофильный порошок сухого кукурузного экстракта и препарат активных аеществ из эндофитных грибов корней облепихи прр их дозировке IX к массе прессованных дрожжей на ока-

зывали4 стабилизирующего действия на дрожжи, но приводили к увели -ченгао их бродильной активности, соответственно до 58 н IX.

5.3. Установлена эффективность применения в качестве стабилизаторов свойств хлебопекарных прессованных дроняей углеводно-минерального комплекса ведес'гв, выделенного из коричневого сока люцерны. Оптимальная концентрация втого препарата для обработки дрожжей составляет 0.5Х к их массе. Такая обработка позволяет увеличить бродильную активность дрожжей на 33 % и повысить стабильность их свойств.

5.4. Экономическая эффективность от использования дрожжей, выращенных на инулинсодержащем сырье о применением стимулятора их роста и отабиливатора их овойотв, составила 244000 руб. на I т прессованных дрожжей.

Список работ | овдгСжковянаид по тааэ диооертацда

1. Соловьев Г.В., Незнанова H.A., Талантов В.Н., Соловьева T.D. Сравнительное определение качества хлебопекарных прессованных дрожжей //Хлебопродукты. - 1992. - N 12. - о.Н-14.

2. Соловьева Т.О., Ыухамедаанова Т.Г., Кантере B.U. и др.. Способ обработки хлебопекарных дрожжей //Сборник тезисов докладов Международной конференции..., 6-8 юалл 19ЭЗ г.- Москва-Астрахань, 1993. - о.130.

3. Соловьева T.D./ Ыухамеджанова ТЛ\, Кантере В.Н. и др. Питательная среда для выращивания хлебопекарных дрогшей //Сборник тезисов докладов Международной конференции..., 6-8 июля 1993 г. -Ыосква-Астрахань, 1993. - с. 131.

4. Соловьева Т.Ю., Нухамеджанова Т.Г., Кантере В.И. и др. Способ обработки хлебопекарных дрожжей //Сборник тезисов докладов Международного семш зра..., 24-26 сен.1993 г. - Москва-Пятигорск,

еээз. - c.iap-iai.____________________________________________________________________________

5, Алексеева U.r., Канторе В.И.» Талантов В.Н., Соловьева f.D., Тирона O.A. Крагмалооодзржяшш орда для нового итвммв па-сарекйЕ дроетяй со встроенный reif») гдтшштвч //Прикладная йиа CHKRí? я Ютфобяплопш. - Мл Наука, Í993, - т.29, шш.2.- о,263-

6, Питательная орйдя для игрбздтш ауюйспзщзшв. дрок»ий ; йяркя пгвтяято Я 320X8X63.

7, Питательней сроде для щрщкяавдш хлебопекарных дрожшй: йяшэ «атйнта 1Í 92016386.

i

Типография МГДПП. 3«. #2 . Гцр, 1ш