Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Промислове використання іммобілізованих дріжджів у виробництві пива



Таблиця 1

Аналіз впливу способу шампанізації і раси дріжджів

На якість ігристих вин

Найменування показника Шардоне IF Шардоне DV-10
Об’ємна частка спирту, % об. рН Мас.конц. цукрів, г/100см3 11,5 3,16 0,20 11,8 3,18 0,22
Масова концентрація, г/дм3
Титрованих кислот Летких кислот Винної кислоти Яблучної кислоти Молочної кислоти 6,3 0,68 3,5 1,09 1,55 6,0 0,61 0,9 1,65
Масова концентрація, мг/дм3
Вільного SO2 Загального SO2 Кальцію 3,8 51,2 7,6
Фенольних речовин Загальні Мономери Полімери % ПФ
       

 

Основні відмінності у фізико-хімічному складі спостерігаються при аналізі фенольного комплексу ігристих вин. Значення загальних фенольних сполук у вині, приготованому з використанням ІД нижче, ніж з DV-10, що може свідчити про більш інтенсивне проходженні ОВ - процесів в процесі витримки зі зміщенням в бік окислення. В результаті цих процесів мономерні фенольні сполуки полімеризованого........., втратили агрегативну стійкість і випали в осад. Даний висновок підтверджується співвідношенням мономерних і полімерних форм у складі фенольного комплексу представлених зразків: частка полімерних форм фенольних речовин в ігристому вині, приготованому з ІД IF вище, ніж з DV-10.

Результати фізико-хімічних досліджень підтверджуються органолептичної оцінкою зразків. Ігристе вино, приготовлене з використанням IF, через 3 роки витримки характеризувалося присутністю відтінків окислення в кольорі, зрілим букетом з нотою окислення, який повністю підтверджувався смаковими характеристиками. У той же час, для ігристого вина з DV-10 був характерний солом'яний колір, букет яскравий, чистий, фруктового спрямування і повний, гармонійний смак. Мікробіологічне дослідження зразків показало, що при використанні ІД не спостерігається переходу дріжджових клітин з капсул в шампанізоване вино, в той час як у зразку з DV-10 після ремюажу були виявлені одиничні мертві дріжджові клітини.

Проведені дослідження дозволили встановити, що використання ІД в умовах українського виробництва класичного ігристого вина є можливим.

Для успішного застосування програми ІД в класичній технології в рамках конкретного підприємства необхідно передбачити заходи:

- Суворе дотримання вимог, що пред'являються до якості базового виноматеріалу;

- Додаткове дослідження виноматеріалу на схильність до кристалічних помутнінь (наприклад, з використанням ІзіКріста Тесту за Гернот Фрідріху шляхом визначення температури насичення винного каменю і тартрату кальцію);

- Забезпечення абсолютної мікробіологічної чистоти на основі аналізу існуючої системи підготовки виноматеріалу до шампанізації, зокрема за допомогою вдосконалення вузла фільтрації;

- Забезпечення максимальної стерильності процесу закладки класичного ігристого вина з ІД.

 

Промислове використання іммобілізованих дріжджів у виробництві пива

Останні 30 років досліджень в галузі використання іммобілізованих дріжджів у пивоварінні призвели до створення численних лабораторних, пілотних і промислових установок. Однак, при цьому виникли труднощі, які не так просто подолати.

Причому в основному джерело інженерних ускладнень – проблема забезпечення традиційних органолептичних показників пива. Однак, досягнення в галузі мікробіології, знань біохімічних основ пивоваріння, апаратурних рішень сприяли створенню промислових установок.

В даний час у промисловому масштабі іммобілізовані дріжджі використовують для виробництва безалкогольного або слабоалкогольного пива, для прискорення дозрівання пива. Застосування цієї технології для здійснення головного бродіння на даний час проблематично, так як необхідно встановити реактори для декількох стадій з метою імітації періодичного процесу.

Виробництво безалкогольного пива і біологічне підкислення сусла. В останні роки безалкогольне і слабоалкогольне пиво стає все більш популярним. Однак, до сьогодні не існує усталеної технології для його одержання. Часто використовувані прийоми зупинки бродіння або охолодження пива в результаті дають продукт з ароматом сусла.

Іммобілізовані дріжджі були успішно застосовані в безперервних процесах для одержання слабоалкогольного або безалкогольного пива, де основна спрямованість технологічних рішень укладена у видаленні смаку сусла, зокрема, обумовленого наявністю деяких карбонільних компонентів. При цьому зниження кількості альдегідів, що визначають аромат сусла, досягається швидким його контактом з великою кількістю іммобілізованих дріжджів при низьких температурах без небажаного росту дріжджів і утворення етанолу. Реактор може мати тверду матрицю (зрідження) або можливе використання петлевого реактора з силікону карбіду. Недолік короткочасного контакту зброджуючого середовища з дріжджами полягає в тому, що при цьому утворюються тільки невеликі кількості необхідних ефірів. Однак, перевагою є те, що в таких установках дріжджі можуть залишатися на носії протягом 15 місяців.

Інша система була розроблена і випробувана в лабораторних і напівпромислових умовах фінською компанією Cultor спільно з Bavaria. У результаті в пивоварні Бек використовують зріджену підкладку з пористою скляною основою для безперервного одержання безалкогольного пива.

Дослідження на Grolsch і Guinness були виконані в пілотній установці з використанням біореактора Meura-Delta та силікону карбіду. У двохступінчатому реакторі на першій ступені при 15 °С при бродінні без аерації було досліджено зниження вмісту альдегідів і утворення ефірів – двох основних визначальних груп речовин в технології безалкогольного пива.

Пивзавод Bavaria успішно отримав пиво з суміші солодів в промисловій установці. При цьому було здійснено попереднє біологічне підкислення сусла іммобілізованими молочнокислими бактеріями для поліпшення смаку. У цій установці охмелене сусло зброджують за короткий час на твердій матриці в колонці з дріжджами, іммобілізованими на ДЕАЕ-целюлозі (диетиламіноетилцелюлозі) при низьких температурах і концентрації кисню, для запобігання росту дріжджів та утворення спирту. Вміст альдегідів зменшувався.

За різними технологіями безалкогольне пиво можна одержати протягом 2-5 діб (з моменту приготування сусла).

Прискорення дозрівання пива. В останні роки економічні фактори змушують скорочувати тривалість найбільш тривалої стадії, - доброджування. Власне доброджування, пов'язане зі зменшенням екстракту, не займає багато часу. Однак, дозрівання, супутнє доброджуванню, - тривалий процес, супроводжуваний великою кількістю біохімічних перетворень і фізико-хімічних змін, прискорити який протягом століть поки не вдавалось. В установках з іммобілізованими дріжджами дозрівання пива, яке в класичній технології триває кілька тижнів, може бути скорочено до кількох годин.

Велика тривалість доброджування необхідна в основному для зниження вмісту диацетилу до кількостей, що не перевищують смаковий поріг. Зазвичай при цьому досягається кінцева ступінь зброджування.

Відносно просто упаковані в реактори іммобілізовані клітини дріжджів можуть бути використані для видалення диацетила і його попередника - а-ацетолактату. Традиційно це досягається під час доброджування при температурі близько 0 °С. У цьому процесі лімітуюча за тривалістю стадія – небіохімічне окисне декарбоксилювання а-ацетолактату в диацетил. Рішенням тут може бути проведення хімічного декарбоксилювання та біологічної редукції на двох роздільних стадіях. На першій стадії при високій температурі відбувається прискорення декарбоксилювання з утворенням диацетилу. На другій стадії утворений диацетил редукується іммобілізованими дріжджами. Прискорене дозрівання пива може бути обумовлено також підвищеною температурою і зниженим рН, що однаково економічно вигідно.

Відділення дріжджів з нагріванням молодого пива було запропоновано здійснювати на ферментері з матрицею з ДЕАЕ-целюлози Cultor, сконструйованому в співдружності з фірмою Синебрюхов (Фінляндія). Розроблена система була масштабована і впроваджена у виробничих умовах на установці з потужністю 1 млн. гл. пива в рік. За даною схемою технологічні стадії головного бродіння і після доброджування здійснюються за традиційною технологією. Перед доброджуванням, яке в даній системі проводиться іммобілізованими дріжджами, дріжджі головного бродіння відокремлюють від молодого пива сепаруванням щоб уникнути автолізу при подальшому нагріванні, потім відсепароване пиво нагрівають у пластинчастому теплообміннику до 90 °С. При цьому попередники диацетилу редукуються в диацетил. Тому в готовому пиві зміст диацетилу знижується до 0,05 см3/дм3.

Також для доброджування використовують реактори з нерухомим шаром носія і з перепуском, в яких дріжджі іммобілізують на ДЕАЕ-целюлозі. Доброджування здійснюють при температурі 15 °С за 2 год. Потім готове пиво охолоджують до 4 °С.

Нещодавно фірми Альфа Лаваль і Scott Engineering розробили аналогічну систему, використовуючи пористе скло в якості носія для швидкого дозрівання пива – за 2 год.

Системи з іммобілізованими дріжджами можуть працювати кілька місяців. Якщо зупинити їх роботу на тиждень, то активність дріжджів не втрачається. Для повторного запуску необхідно 2 год. Після більш тривалого неробочого періоду може знадобитися регенерація свіжими дріжджами. Для очищення, регенерації та повторного старту може знадобитися близько 2 діб (раніше – 6 - 12 міс).

Безперервне головне бродіння. Виробництво пива - традиційно періодичний процес, в результаті здійснення якого одержують продукт з необхідною якістю, але обсяг його дуже невеликий порівняно з безперервними процесами.

Відомо, що при головному бродінні необхідно дотримуватися двох умов: на першій стадії забезпечити накопичення біомаси дріжджів, а на другій – утворення етанолу і ароматичних компонентів. Здійснити головне бродіння іммобілізованими дріжджами складніше, ніж доброджування, зважаючи на інтенсивність бродіння і росту клітин.

Безперервне виробництво пива технічно здійснено на пивзаводі Dominian в Новій Зеландії, де використовують флокулюючі іммобілізовані дріжджі. Застосування іммобілізованих дріжджів дозволяє імітувати різні стадії періодичного процесу в багатостадійному процесі, щоб отримати традиційні ароматичні характеристики.

Такого виду технологія головного бродіння запропонована броварнею Kirin у вигляді багатостадійного процесу. При цьому використовують танк-реактор з перемішуванням для забезпечення росту дріжджів, матрицю з іммобілізованими дріжджами для утворення спирту і ефірів, як у традиційному процесі. Все це завершується третьою стадією для зниження вмісту віцинальних дикетонів.

В іншому реакторі Meura-Delta перша стадія здійснюється на іммобілізованих дріжджах, де відбувається часткове зброджування і ріст дріжджів. Потім настає друга стадія в танку з перемішуючим пристроєм – повного зброджування, утворення ефірів і дозрівання. При цьому утворення букета пива забезпечують вільні клітини, видалені в першій стадії. Звичайно, це більш складна система, ніж традиційне періодичне зброджування, але вона вже дає прискорене зброджування.

У Фінляндії створена промислова установка – фірми Хартвалл по зброджуванню сусла та подальшого доброджування молодого пива. Загальна тривалість процесу становить 2 доби.

Фахівці вважають, що в цілому можна досягти прискорення загального циклу зброджування пивного сусла із застосуванням іммобілізованих дріжджів у 6 разів.

В останні роки було багато проведено досліджень в галузі вивчення мікробіологічного аспекту бродіння з іммобілізацією дріжджів, що забезпечило створення нових технологій, які викликають інтерес пивоварів. Стали з'являтися комерційно вигідні установки і технології.

Важливу роль у визначенні ефективності нової технології відіграє вибір матриці і конструкції реактора, що визначає доцільність використання іммобілізованої системи. Тяжіння клітин до модифікованої поверхні (такої, як ДЕАЕ-целюлоза), або адсорбція, або колонізація клітин на носіях (таких, як пористе скло або керамічний матеріал), може здатися найбільш прийнятним методом для великих промислових ферментерів. Подальший прогрес в галузі знань, пов'язаних з фізіологією дріжджів при іммобілізації в умовах великого промислового підприємства, допоможе кращому розумінню механізму дії, оптимізації існуючих іммобілізованих систем та розвитку інноваційних рішень, де вирішуються найбільші труднощі, пов'язані з дозріванням пива.

Наукові дослідження по зброджуванню пивного сусла іммобілізованими дріжджами продовжують проводити фахівці багатьох країн. Дослідникам ще належить вивчити можливу тривалість безупинної роботи для оцінки процесів старіння клітин, накопичення інфекції, дати оцінку штамів дріжджів за їх адгезійною здатністю. Однак, основним критерієм оцінки запропонованих технологій залишиться якість одержуваного пива.

Отже, тільки розуміння процесу масопереносу, природи іммобілізації і оптимальне конструктивне рішення реактора в поєднанні з високою продуктивністю і забезпеченням традиційного аромату і смаку пива дозволять створити широко використовувані промислові установки. Тому подальші дослідження в галузі застосування іммобілізованих дріжджів в пивоварінні тривають.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.