Цех производства пивных дрожжей

  Во время варки крахмал, находящийся в солоде, превращается в сахар. Затем сусло (отвар солода и воды) тщательно кипятят и, охладив, перекачивают в танки для брожения. Во время перекачки сусло аэрируется и в него добавляются дрожжи. Дрожжи поглощают находящийся в сусле сахар и воздух, а взамен выделяют алкоголь и углекислоту. После того, как сахар переработан и брожение закончено, дрожжи удаляются для дальнейшего использования.  

  Одни и те же дрожжи обычно используются до 10 раз. Затем возрастает вероятность мутации. Использованные дрожжи применяются как добавка к корму скота.  

  Процесс разведения новых дрожжей, как и другие процессы, связанные с использованием дрожжей, требует абсолютной стерильности. 20 грамм сухих дрожжей разводят в 20 литрах хорошо простерилизованного сусла. Затем после короткого брожения добавляют в ёмкость с 2000 литрами стерилизованного сусла. Несколько дней тщательно контролируемого брожения и дрожжи  перекачивают в танк для дальнейшего брожения. Каждая партия запускаемых дрожжей находится на строгом учёте. В результате брожения дрожжи опускаются или поднимаются вверх (в зависимости от типа), а затем удаляются для дальнейшего применения.  

В мире имеются  несколько банков дрожжей, где образцы  хранятся при температуре -80°Ц. Услугами этих банков пользуются многие пивоварни.  

  Теперь о мифах. Обычное отфильтрованное пиво, разлитое и пастеризованное, не содержит дрожжей. Они в процессе приготовления удаляются. Хотя существуют определённые марки пива, куда дрожжи добавляют при разливе в бутылки. Некоторые марки пива разливаются минуя последнюю стадию очистки – фильтрацию. В обычных же сортах пива дрожжи отсутствуют.  И если посмотреть на содержание калорий в 100 милилитрах пива и сухого вина (это можно прочесть на этикетке), в сухом вине их обычно больше.  

  В то же время пивные дрожжи очень полезны для здоровья, так как наполовину состоят из белка и являются богaтым источником витаминов. Дрожжи очень хорошо влияют на очистку кожи, особенно при подростковом воспалении кожи лица, укрепляют волосы, ногти. Улучшают обмен веществ в организме. Сейчас в аптеках даже продаются пивные дрожжи в таблетках. 

      

                          Рисунок 4  Дрожжи

      Дрожжи  — сборная группа одноклеточных  грибов из различных классов (сумчатые, базидиальные, несовершенные). Широко распространены в природе, особенно там, где имеются сахаристые вещества (ягоды, фрукты, нектар цветов, молочные продукты и т.д.). В связи со способностью дрожжей производить спиртовое брожение сахаров их используют в хлебопечении, виноделии, пивоварении, спиртовом и глицериновом производстве, в молочной, медицинской и микробиологической промышленности, в производстве витаминов, для получения эргостерина (провитамин D2), нуклеиновых кислот, в сельском хозяйстве и т.п .Дрожжи содержат высококачественный белок, углеводы, богаты витаминами группы В. Жидкие пивные дрожжи улучшают секрецию желудка и поджелудочной железы, усиливают всасывание пищевых веществ в кишечнике, повышают сопротивляемость организма к инфекциям. Их назначают при анемиях, сахарном диабете, фурункулёзе, язвенной болезни, невралгиях и т.п., а также при необходимости повысить содержание белков в пищевом рационе. Употребляют также сухие медицинские дрожжи в таблетках. Основные химические продукты, производимые на основе дрожжей, витамины группы В: холин, тиамин (В1), пиридоксин (В6), пантотеновая кислота (В3), фолиевая кислота.

      В свежем виде пивные дрожжи представляют собой нестойкий продукт, и разложение их при комнатной температуре  начинается через несколько часов, а при температуре 30° С - через 20-30 минут.

      Наилучший метод консервирования дрожжей - это сушка. В сухом виде (при  содержании влаги около 10%) дрожжи сохраняются  в течение длительного времени.

      При получении кормовых дрожжей, сушке  подвергаются необезгореченные дрожжи, но для получения пищевых и  лечебных продуктов, дрожжи предварительно должны быть обезгоречены.

      Необходимость переработки пивных дрожжей обусловлена  огромной пищевой ценностью данного  продукта.

      Дрожжи  являются более богатым источником белков, чем мясо. 1 кг сухих дрожжей  дает 4520 ккал, в то время как 1 кг мяса средней жирности – 1720 ккал. Дрожжи содержат в достаточном количестве 5 из 6 основных аминокислот, из которых  организм создает свой белок.

      В дрожжах содержится глютатион, регулирующий процессы окисления и восстановления, и ряд других веществ, полезных для  нормального обмена веществ в  живом организме. Причем пивные дрожжи значительно богаче витаминами, чем  пекарские.

               Химический состав дрожжей и содержание в них витаминов и других биокатализаторов дают возможность использовать их в качестве материала для получения лечебных и питательных препаратов, а так же как хороший белковый корм для птиц и свиней.

Бродильная  активность дрожжей характеризуется  степенью сбраживания сусла (%) 
С= (Е-е)100/Е,

Пивные дрожжи в  природе встречаются редко и  при этом весьма отличаются от тех  облагороженных дрожжей, что применяются  для производства пива. Столетия селекционного  отбора понадобились людям для выведения  пригодных для этой цели штаммов. Всего известно не менее 500 типов  дрожжей применяемых в пивоварении.

      Дрожжи  верхового брожения применяются  при производстве, к примеру, портера, эля, стаута и большинства сортов пшеничного пива. Дрожжи низового брожения - при изготовлении лагерного пива и пива среднеевропейских сортов. Названия этих двух типов дрожжей  произошли от способности дрожжей  верхового брожения собираться в  завершающей стадии брожения на поверхности  пива, в то время как дрожжи низового брожения по окончании процесса опускаются на дно бродильной ёмкости. Разные типы дрожжей придают пиву различный вкус. Дрожжи верхового брожения формируют «шапку» на поверхности сусла, предпочитают температуры 14—25°C (поэтому верховое брожение также называются тёплым) и выдерживают более высокие концентрации спирта. Дрожжи низового (холодного) брожения имеют оптимум развития при 6—10°C и оседают на дно ферментёра.

Таблица № 1.Содержание витаминов в пивных дрожжах

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Состав пивных дрожжей.

Белки, аминоксилоты (лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая  кислота, треонин, серин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, аланин, цистин, валин, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин), углеводы, витамины (В1 - тиамин, В2 - рибофлавин, В3 - пантотеновая кислота, В5 - никотиновая  кислота, В6 - пиридоксин, Н - биотин, Вс - фолиевая кислота), минеральные вещества (железо, цинк, марганец, медь, калий, фосфор, сера).

Помимо уже  умеющихся компонентов в пивные дрожжи по специальной технологии можно  добавлять и другие компоненты, не свойственные изначальному составу  пивных дрожжей. Таким образом получаются пивные дрожжи с цинком, пивные дрожжи с селеном и т.д.

      Таблица №2.Химический состав и усвояемость пивных дрожжей

 
 
 
 
 
 

Разведение  дрожжей чистой культуры.

Под разведением  понимают увеличение массы дрожжей  в количестве от массы в одной  пробирке до массы маточных, необходимой  для внесения в бродильный аппарат.  

 Весь процесс  разведения состоит из двух  стадий: лабораторной (разведение дрожжей  в лаборатории) и цеховой (разведение  дрожжей в отделении чистой  культуры).  

 Лабораторная  стадия состоит из нескольких  последовательных пересевов. Вначале  чистую культуру из пробирки  пересевают в колбочки на стерильное  сусло, затем проводят пересев  дрожжей со стерильным сброженным  суслом на новое стерильное  сусло, объем которого от пересева  к пересеву увеличивается в  несколько раз. Лабораторная стадия  заканчивается сбраживанием 6 л сусла  в медной колбе Карлсберга  в течении 5-6 сут при 7-8^оС.     

 Цеховая стадия- это разведение дрожжей на  стерильном охмеленном сусле  в специальных аппаратах.     

 На рисунке  5 показана установка Грейнера для разведения чистой культуры дрожжей в цехе (трубопроводы не показаны). Установка состоит из стерилизатора 4 , двух бродильных цилиндров 3,  число которых изменяется в зависимости от количества используемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения 1 и посуда 2 для посевных дрожжей.      

 Стерилизатор  и резервуар предварительного  брожения оборудованы змеевиками  для нагревания или охлаждения  сусла, воздушными фильтрами и  контрольно- измерительной аппаратурой.     

 Бродильные  цилиндры имеют сосуды для  посевных дрожжей вместимостью 10 л.    

   Стерилизатор предназначен для кипячения сусла (стерилизация) и последующего его охлаждения, Бродильный цилиндр- для первой стадии размножения, резервуар предварительного брожения- для стерилизации и охлаждения сусла, а также проведения второй стадии размножения чистой культуры. Температура воздуха в отделении чистой культуры 8-9^оС.     

 Разведение  чистой культуры происходит следующим  образом. В стерилизатор 4 из сусловарочного  котла набирают горячее охмеленное  сусло, кипятят его в течении  1 ч, затем охлаждают до8-12^оС. С помощью сжатого стерильного воздуха сусло подают в цилиндр 3, куда через специальный кран  из медной колбы Карлсберга вводят чистую культуру, затем сбраживают в течении 3 сут.  При этом дрожжи размножаются и увеличиваются в массе. к концу третьих суток резервуар предварительного брожения заполняют суслом, которое также нагревают до кипения, а затем охлаждают. Часть чистой культуры из бродильного цилиндра 3 отбирают на хранение в сосуд 2 для посевных дрожжей, где она хранится до до следующей разводки, а основную часть его перекачивают в резервуар 1,  где осуществляют предварительное брожение при 9^оС в течение 3 сут.   

 В следующих  циклах разведения дрожжи для  посева в стерильное сусло,  находящееся в бродильном цилиндре 3 берут из сосуда 2. Процесс разведения  чистой культуры в установке  Грейнера повторяют многократно  до обнаружения в дрожжах посторонней  микрофлоры.   

 Сбраживаемую  массу из резервуара 1 перекачивают  в специальный аппарат для  предварительного брожения вместимостью 1000 дал, но наполненный на 1/3 суслом  температурой 5-7^оС.  Через 12 ч брожения в этот аппарат доливают еще 400 дал свежего охмеленного сусла и продолжают брожение еще 36 ч, поддерживая температуру 5-7С. Затем сбраживаемое сусло перекачивают в аппарат для главного брожения с 700 дал сусла , а через 1 сут заполняют его суслом до полной вместимости и ведут брожение обычным способом, контролируя температуру, концентрацию сусла и осветление. Осевшие при брожении дрожжи смывают, промывают холодной водой и используют в производстве как первую генерацию.     

 Дрожжерастительные  аппараты перед началом работы  стерилизуют паром в течение  45 мин под давлением 0,15- 0,17 МПа.  Воздух, поступающий в стерилизатор, должен проходить через воздушные  фильтры.

Стерилизатор  для сусла имеет лаз, два смотровых  стекла, предохранительный клапан, манометр, двойной воздушный фильтр и внутри два змеевика (один над  другим), соединенных последовательно  при помощи наружного проходного вентиля. Нижний змеевик предназначен для нагревания, кипячения и охлаждения сусла, верхний - только для охлаждения сусла. Емкость стерилизатора 650 л.

Рис. 6. Установка Грейнера для разведения чистой культуры дрожжей:

/ - стерилизатор; 2 - цилиндры для брожения; 3 - аппарат для предварительного брожения; 4 -- сосуд для маточных дрожжей.

Бродильные цилиндры предназначены для первой стадии размножения чистых культур дрожжей, подготовленных в лабораторных условиях. Они снабжены небольшими сосудами (емкостью 10 л) для хранения чистой культуры дрожжей. Бродильные цилиндры имеют коммуникации для стерильного воздуха, стерильного сусла, чистой культуры дрожжей и для переевдачи стерильного сброженного сусла в аппарат для предварительного брожения. На крышке цилиндра имеются два смотровых стекла и два крана со штуцерами: один для пересева чистой культуры, другой для присоединения трубопровода, подводящего сусло. Бродильный цилиндр снабжен последовательно соединенным двойным фильтром для фильтрации поступающего воздуха; этот воздух предназначен для вытеснения дрожжей в аппарат для предварительного брожения и в сосуд для хранения маточных дрожжей. Емкость цилиндра для сбраживания 350 л.