периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства и установка для его осуществления

Классы МПК:C12C11/00 Бродильные процессы в производстве пива
C12N1/18 хлебопекарные дрожжи; пивные дрожжи
Патентообладатель(и):Кайтуков Чермен Михайлович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-06-04
публикация патента:

Изобретение касается пивоварения. Периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства предусматривает внесение в пропагатор чистой культуры дрожжей и расчетного количества стерильной питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, и выдерживание смеси при периодической аэрации для наращивания биомассы дрожжей. Внесение в пропагатор чистой культуры и стерильного пивного сусла осуществляют в соотношении (0,5-4,0):(4,0-0,5), выдерживание смеси с аэрацией проводят при непрерывной подаче оставшегося расчетного количества пивного сусла. Скорость подачи при этом регулируют по количеству дрожжевых клеток в разбраживаемой массе, поддерживая постоянное количество клеток, соответствующее логарифмической фазе размножения. Стерилизацию сусла осуществляют в потоке с последующим охлаждением до температуры брожения или ниже ее на 1-3°С, непосредственно перед внесением в пропагатор. Непрерывную подачу стерильного пивного сусла осуществляют из расчета поддержания в разбраживаемой массе содержания клеток 40-150 млн кл/мл в течение 12-24 часов. Установка для размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства включает пропагатор, систему для аэрации разбраживаемой массы, систему для получения стерильной питательной среды. Кроме того, она снабжена емкостью для нестерильной питательной среды, связанную с пропагатором через систему стерилизации, включающую стерилизатор и охладитель, а также систему непрерывной подачи стерильной охлажденной питательной среды в пропагатор, включающую средства поддержания и контроля количества дрожжевых клеток и температуры питательной среды. Система стерилизации может включать промежуточную емкость, размещенную между охладителем и пропагатором. Это позволяет сократить период получения чистой культуры дрожжей, улучшить качество, снизить риск инфицирования и повысить качественные показатели конечного продукта. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл. периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424

периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424 периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424 периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424 периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424 периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424 периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для   пивоваренного производства и установка для его осуществления, патент № 2342424

Формула изобретения

1. Периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства, предусматривающий внесение в пропагатор чистой культуры дрожжей и расчетного количества стерильной питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло, и выдерживание смеси при аэрации для наращивания биомассы дрожжей, отличающийся тем, что внесение в пропагатор чистой культуры и стерильного пивного сусла осуществляют в соотношении (0,5-4,0):(4,0-0,5), выдерживание смеси с периодической аэрацией проводят при непрерывной подаче оставшегося расчетного количества пивного сусла, скорость подачи при этом регулируют по количеству дрожжевых клеток в разбраживаемой массе, поддерживая постоянное количество клеток, соответствующее логарифмической фазе размножения, а стерилизацию сусла осуществляют в потоке с последующим охлаждением до температуры брожения или ниже ее на 1-3°С непосредственно перед внесением в пропагатор.

2. Периодический способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывную подачу стерильного пивного сусла осуществляют из расчета поддержания в разбраживаемой массе содержания клеток 40-150 млн. кл/мл соответствующего логарифмической фазе размножения в течение 12-24 ч.

3. Установка для размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства, включающая пропагатор, систему для аэрации разбраживаемой массы, систему для получения стерильной питательной среды, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью для нестерильной питательной среды, связанную с пропагатором через систему для получения стерильной питательной среды, включающую стерилизатор и охладитель, а также систему непрерывной подачи стерильной охлажденной питательной среды в пропагатор, включающую средства поддержания и контроля количества дрожжевых клеток и температуры питательной среды.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что система стерилизации включает промежуточную емкость, размещенную между охладителем и пропагатором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пивоваренному производству и может быть применено на пивоваренных заводах любой мощности.

Для производства пива наряду с используемым сырьем (хмель, солод, вода), а также способом обработки сусла все большее внимание обращается на технологические процессы, связанные с дрожжами.

Недостаточно сбраживать сусло семенными дрожжами. Использование дрожжей с большим количеством генераций приводит к замедлению процесса брожения, к снижению способности клеток к размножению, нетипичному поведению при брожении и к мутациям, которые могут быть вызваны старением культуры.

Кроме того, на многих пивоваренных предприятиях используют ЦКТ (цилиндроконические танки). Брожение в ЦКТ при повышенных концентрациях и давлениях неблагоприятно воздействует на физиологические свойства дрожжей и, в частности, на их жизнеспособность. Поэтому число используемых генераций снижается.

При использовании же закупленных производственных дрожжей существует реальная опасность занесения инфекции. Кроме того, таким дрожжам требуется больший период адаптации к суслу данного предприятия.

В итоге, для любого современного пивоваренного предприятия, стремящегося прочно занять свою нишу на рынке, крайне необходимо иметь свою установку для пропагации (размножения) чистой культуры дрожжей (ЧКД), реализующую оптимальную технологическую схему - способ размножения, так как это значительно влияет на качество и стабильность получаемой конечной продукции.

Предлагаемое комплексное изобретение позволяет решить данную задачу.

В настоящее время существует достаточное разнообразие как машинно-аппаратурных схем, так и способов для пропагации ЧКД. Однако они имеют значительные недостатки и не всегда позволяют пивовару, получить желаемый конечный результат, а именно чистую культуру дрожжей в достаточном количестве за максимально короткий промежуток времени с гарантированной микробиологической чистотой, высокой жизнеспособностью и наилучшими качественными показателями.

Известны способы производства пива, при брожении в которых используются дрожжи современных штаммов, имеющих высокую скорость разбраживания, глубоко сбраживающих сусло и образующих низкие количества побочных продуктов брожения (например, диацетил), имеющих высокий коэффициент прироста биомассы (см. РФ 2189389, 20.09.2002).

Однако в процессе повторного использования дрожжей, их регенерации происходят необратимые процессы, приводящие в итоге к ухудшению не только их сбраживающей способности, но и, как отмечалось выше, к ухудшению качества и стабильности готового продукта.

Известны различные способы размножения чистой культуры дрожжей: с единовременной и периодической подачей питательной среды - пивного сусла в емкость для размножения дрожжевых клеток (пропагатор).

Известен способ непрерывного размножения пивоваренных дрожжей, согласно которому, размножение ведут при степени разбавления питательной среды, преимущественно равной 0,029-0,046 час-1, а аэрацию воздухом осуществляют со скоростью, преимущественно равной 6 л/л среды в час (см. РФ 350816, 25.11.1972).

Известен также способ получения пивных дрожжей, предусматривающий, что на заключительном этапе накопления биомассы, пивные дрожжи выращивают в условиях притока солодового сусла (см. РФ 94020989, 20.08.1996).

Однако недостатком известных способов является то, что ими не учитывается биологическое состояние клеток дрожжей при разбавлении уже сформировавшейся на какой-то конкретный момент среды обитания дрожжей. После внесения ЧКД из лаборатории с помощью колбы Карлсберга в пропагатор дрожжи испытывают шок. Причина данного шока еще не определена окончательно, однако выражается он в замедлении процесса размножения дрожжевых клеток. Такой же эффект замедления роста содержания клеток наблюдается и при очередном разбавлении дрожже-сусловой суспензии очередной задачей сусла.

Природа этого шока заключается в переходе дрожжевых клеток на анаэробный тип размножения ввиду увеличения концентрации сахаров в среде обитания дрожжевых клеток. Если рассматривать классический фазовый график размножения дрожжей, который показывает, что период развития состоит из четырех фаз - латентной, логарифмической, стационарной и фазы затухания, то шок приходится на момент высшей точки, следующей за логарифмической фазой - в стационарной фазе, резко опускающейся вниз (по оси показывающей число клеток) при разбавлении.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения чистой культуры пивных дрожжей с периодической подачей питательной среды - пивного сусла в емкость для размножения дрожжевых клеток (см. ЕР 0542089, 19.05.1993).

Недостатками этого способа являются: повышенная оксидация питательной среды - пивного сусла - ввиду невысоких концентраций дрожжевых клеток в емкости для размножения (пропагаторе), в результате чего больше половины расходуемого кислорода идет не на потребление его дрожжевыми клетками, а на химическое окисление пивного сусла, а также периодический переход дрожжевых клеток в неактивное состояние характеризуемое приостановкой их размножения ввиду резкого изменения среды обитания при очередной задаче сусла.

Известны различные установки, реализующие разнообразные способы размножения чистой культуры дрожжей, в частности одноаппаратные и двухаппаратные.

Одноаппаратная установка периодического действия, описанная в патенте WO 9808930, 05.03.1998, как и все подобные установки этого типа, работает следующим образом: после мойки и стерилизации паром пропагатор заполняется суслом, уже при температуре стерилизации или же нагревается непосредственно в пропагаторе. Коэффициент заполнения пропагаторов обычно не превышает 0,6-0,7, в виду интенсивного пенообразования в процессе пропагации. Стерилизованное сусло охлаждается за счет охладительных элементов пропагатора, например теплообменной рубашки до температуры пропагации или на 2-3°С ниже температуры брожения. После этого в пропагатор задается посевная доза ЧКД из колбы Карлсберга, сусло аэрируется и начинается процесс пропагации дрожжей. При достижении требуемой концентрации клеток, дрожжи передаются на производство и цикл повторяют вновь.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является двухаппаратная установка для размножения чистой культуры пивных дрожжей с периодической подачей питательной среды - пивного сусла в емкость для размножения дрожжевых клеток (см. ЕР 0542089, 19.05.1993).

Указанная установка состоит из емкости для размножения дрожжевых клеток и емкости для стерилизации питательной среды - пивного сусла, при этом питательная среда в количестве 1/16 от необходимого количества получаемой чистой культуры пивных дрожжей сначала стерилизуется в емкости для стерилизации, затем там же охлаждается до требуемой температуры и подается в емкость для размножения, куда также подаются дрожжевые клетки из лаборатории. Затем питательная среда уже в количестве 3/16 вновь стерилизуется и охлаждается в емкости для стерилизации, после чего при достижении требуемой концентрации дрожжевых клеток в емкости для размножения 40-120 млн клеток/см3 питательная среда вновь подается в емкость для размножения. И снова в емкость для стерилизации набирается питательная среда - пивное сусло - уже в количестве, необходимом для окончательного заполнения емкости для размножения дрожжевых клеток, а именно 12/16 от необходимого количества получаемой чистой культуры пивных дрожжей, где питательная среда стерилизуется и охлаждается, после чего, при достижении требуемой концентрации дрожжевых клеток в емкости для размножения 40-120 млн клеток/см 3, она вновь подается в емкость для размножения.

Недостатками данной установки являются нерациональное использование имеющегося стерилизатора, поскольку, будучи рассчитанным для вмещения и стерилизации самого большого необходимого объема питательной среды, а именно 12/16 от необходимого количества получаемой чистой культуры пивных дрожжей, в первые два цикла он стерилизует и охлаждает 1/16 и 3/16 от необходимого количества получаемой чистой культуры пивных дрожжей. Следствием этого являются высокие металлоемкость установки, стоимость и габаритные размеры. Кроме того, при охлаждении последнего объема питательной среды в 12/16 от необходимого количества получаемой чистой культуры пивных дрожжей время, затраченное на процесс охлаждения, превышает время на достижение требуемой концентрации дрожжевых клеток в емкости для размножения 40-120 млн клеток/см3. В результате чего увеличивается общий промежуток времени, необходимый для получения требуемого количества чистой культуры пивных дрожжей. Также одним из недостатков таких систем является значительное окисление сусла при размножении чистой культуры дрожжей, происходящее ввиду того, что для обеспечения аэробного размножения клеток воздух должен быть подведен ко всем клеткам, однако при очередном доливе питательной среды - сусла - в емкость для размножения концентрация клеток резко подает и большая часть кислорода перестает с ними контактировать и уходит на химическое окисление среды. В то же самое время и уменьшать количество подаваемого кислорода нецелесообразно, поскольку дрожжевые клетки при недостаче кислорода перейдут на анаэробный тип размножения. На практике для гарантированного обеспечения клеток кислородом подачу воздуха при очередном доливе сусла приходится увеличивать, что приводит к еще большему окислению питательной среды.

Задачей предлагаемого решения является создание аппаратурно-технологической схемы, лишенной указанных выше недостатков для производства пива высокого качества.

Техническим результатом заявленного изобретения явилось значительное сокращение периода получения необходимой порции ЧКД, улучшение качества дрожжесусловой суспензии, снижение риска инфицирования ЧКД, что в итоге позволило повысить качественные показатели конечного продукта.

Это достигается тем, что способ производства пива, включает процессы получения затора, его осахаривания с получением начального сусла, охмеления пивного сусла, сбраживания, дображивания и созревания. Сбраживание пивного сусла проводят при помощи дрожжей, полученных путем разводки чистой культуры дрожжей периодическим способом с непрерывной подачей питательной среды в процессе размножения. Периодический способ размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства предусматривает внесение в пропагатор чистой культуры дрожжей и расчетного количества стерильной питательной среды, в качестве которой используют пивное сусло и выдерживание смеси при периодической или непрерывной аэрации для наращивания биомассы дрожжей. Внесение в пропагатор чистой культуры и стерильного пивного сусла осуществляют в соотношении (0,5-4,0):(4,0-0,5), выдерживание смеси с аэрацией проводят при непрерывной подаче оставшегося расчетного количества пивного сусла. Скорость подачи при этом регулируют по количеству дрожжевых клеток в разбраживаемой массе, поддерживая количество клеток, соответствующее логарифмической фазе размножения. Стерилизацию сусла осуществляют в потоке с последующим охлаждением до температуры брожения или ниже ее на 1-3°С, непосредственно перед внесением в пропагатор. Непрерывную подачу стерильного пивного сусла осуществляют из расчета поддержания в разбраживаемой массе содержания клеток 40-150 млн кл/мл соответствующего логарифмической фазе размножения в течение 12-24 часов. Установка для размножения чистой культуры дрожжей для пивоваренного производства включает пропагатор, систему для аэрации разбраживаемой массы, систему для получения стерильной питательной среды. Кроме того, она снабжена емкостью для нестерильной питательной среды, связанной с пропагатором через систему стерилизации, включающую стерилизатор и охладитель, а также систему непрерывной подачи стерильной охлажденной питательной среды в пропагатор, включающую средства поддержания и контроля количества дрожжевых клеток и температуры питательной среды. Система стерилизации может включать промежуточную емкость, размещенную между охладителем и пропагатором.

Сущность заявленного комплексного решения состоит в том, что процесс размножения клеток исключает шоковый момент.

Так, например, график, показывающий процесс размножения в одноаппаратной установке самый простой, без шоковых (пиковых) моментов, однако этот метод самый длительный и непродуктивный. В двухаппаратной установке периодического действия шоковый момент наблюдается единожды, а в двухаппаратной установке полунепрерывного действия шоковый (пиковый) момент наблюдается каждый раз при разбавлении (добавлении сусла) разбраживаемой массы.

Это наглядно иллюстрируется соответствующими графиками, представленными на фиг.1-4.

Представленные графики наглядно иллюстрируют преимущества предлагаемого технологического и аппаратурного решения, так как максимального значения количества клеток предлагаемый процесс позволяет достичь за значительно меньший промежуток времени.

Предлагаемое решение, кроме того, позволяет снизить риск инфицирования дрожжей.

В известных установках причиной заражения (инфицирования) ЧКД может служить как излишние конструктивные узлы пропагатора, так и собственно подаваемое сусло уже может быть зараженным или инфицироваться в самом стерилизаторе, а именно на стадии охлаждения сусла после стерилизации. Во всех известных установках стадия охлаждения сусла при пропагации ЧКД со 100°С до 10°С может длиться до 24 ч и даже больше, причем в связи с тем, что снижение температуры до 35÷40°С происходит достаточно быстро - примерно за 2.5÷3 ч, значительную часть времени сусло находится в области температур 10÷35°С что является оптимумом температур для большого количества вредных культур.

В предлагаемом решении система стерилизации вынесена за пределы пропагатора и имеет охладитель, работающий синхронно со стерилизатором. Сусло как питательная среда подается непрерывно под строгим контролем содержания клеток ЧКД, соответствующим логарифмической фазе размножения, то есть фазе максимальной активности роста.

Основная идея, заложенная в машинно-аппаратурную схему, заключается в стремлении устранить влияние "шока", при добавлении очередной порции сусла в пропагатор, минимизируя, таким образом, продолжительность lag-фазы, за счет уменьшения степени разбавления, а также уменьшить количество кислорода, расходуемого на химическое окисление сусла. В результате значительно сократится период получения необходимой порции ЧКД и улучшится качество дрожже-сусловой суспензии. Кроме того, исходя из самой предлагаемой технологии пропагации пивных дрожжей, уменьшается риск инфицирования ЧКД вследствие того, что сусло после охлаждения в теплообменнике без задержки моментально попадает в пропагатор, где уже идет процесс пропагации. А также сама собой решается проблема быстрого охлаждения сусла с соблюдением микробиологической безопасности производства.

Таблица 1
Теоретически возможное содержание дрожжевых клеток и время его достижения при пропагации различными способами
 Затраченное время (ч) Содержание клеток (млн кл/мл)
Пропагация ЧКД в одном танке66 109.6
Двухаппаратная установка периодического действия60109.6
Двух аппаратная установка полунепрерывного действия54109.6
Предлагаема установка 38110.6

Как видно из таблицы 1, теоретически, для получения ЧКД с нужным содержанием клеток предлагаемым методом должен потребоваться гораздо меньший промежуток времени. Однако не только производительность предлагаемой установки должна быть выше, но и качественные показатели должны отличаться в лучшую сторону, так как для жизни клеток созданы более благоприятные условия.

В результате проведенных экспериментов было доказано, что предлагаемая система пропагации ЧКД превосходит существующие классические системы, применяемые в пивоварении, как по количественным, так и по качественным показателям получаемого материала.

Бродильная энергия дрожжей (выраженная в количестве CO2, выделившегося на 100 мл питательной среды), полученных предлагаемым способом, выше. Данный факт обуславливается тем, что дрожжи, полученные предлагаемым способом пропагации с непрерывной подачей сусла в пропагатор, имеют гораздо белее низкое содержание мертвых клеток и большее содержание упитанных клеток (фиг.5).

Предположение, высказанное Х.Мангером и Г.Анемюллером, что в условиях пивоваренного производства, где источником сахара является сусло, процесс пропагации ЧКД является не чисто аэробным процессом, а «аэробно поддерживающим брожением», находит свое подтверждение при анализе полученных экспериментальных данных (достигнутое содержание клеток и время необходимое для его достижения).

Этот факт, в свою очередь, означает зависимость времени генерации штамма от способа пропагации, то есть наличие как аэробного, так и анаэробного процесса одновременно. При этом уже соотношение аэробного и анаэробного процессов, находящееся в балансе, при разных способах пропагации разное. В результате время генерации сообщества клеток, включающего миллионы особей, уже оказывается разным и, следовательно, зависит от способа пропагации.

Исходя из вышесказанного было выдвинуто предположение, что Lag-фаза - это шок, который испытывают дрожжевые клетки при изменении среды обитания, выражаемый в переходе клеток на анаэробный тип размножения. Причина этого шока в том, что содержание сахара в сусле значительно превосходит предельно допустимую величину для эффекта блокирования дыхательных ферментов, и именно поэтому при очередной задаче сусла в пропагатор дрожжи испытывают шок, который характеризуется выходом дрожжевых клеток из log-фазы и переходом их в lag-фазу. После проведения и анализа всех полученных теоретических и экспериментальных данных обобщены все показатели, полученные при пропагации пивных и хлебопекарных дрожжей двумя классическими и предлагаемым способами (табл.2):

Таблица 2
Качественно-количественные показатели полученных пивных дрожжей в зависимости от метода пропагации
 Пивные дрожжи
Характеристика физиологического состояния дрожжейЕд. измв одном танкес периодической подачей сусла предлагаемый метод
Флокуляционная способность хор. хор.хор.
Бродильная энергиямл/100 мл3741.7 44.3
Содержание клеток млн кл. мл96.7103.3 133
Время пропагации ч34 3026
Кол-во мертвых клеток%11 8.31.1
Кол-во упитан, клеток% 67.377.390.3
Конечная степень сбраживания %75.775.3 76

Сущность заявленного комплексного решения поясняется описанием и работой установки.

На фиг.6 изображена предлагаемая установка.

Установка содержит предохранительный клапан 1, вакуум клапан 2, моющую СИП головку 3, колбу Карлсберга 4, пропагатор, представляющий собой емкость 5 для размножения дрожжевых клеток, автоматический кран-бабочку 6, пробоотборный кран 7, датчик температуры в емкости 8. Система аэрации разбраживаемой массы включает: трубопровод подачи СИП и стерильного воздуха 9, выдерживатель для перемешивания чистой культуры дрожжей с воздухом 10, аэратор 11, донный клапан 12, регулирующий вентиль для воздуха 13. В установку входит кран для подачи СИП 14. Система для получения стерильной питательной среды включает: седельный клапан для чистой культуры дрожжей 15, насос для подачи чистой культуры дрожжей 16, автоматический регулирующий клапан для сусла 17, трубопровод выдачи чистой культуры дрожжей 18, датчик температуры в трубопроводе 19, теплообменник для охлаждения сусла 20, трубопровод возврата охлаждающего агента 21, регулирующий клапан охлаждающего агента 22, трубопровод подачи охлаждающего агента 23, выдерживатель сусла 24, трубопровод конденсата 25, конденсатоотводчик 26, теплообменник для нагрева сусла 27, регулирующий клапан паровой 28, трубопровод подачи пара 29, насос подачи сусла 30, седельный клапан для сусла 31. В эту же систему введены: емкость для нестерильной питательной среды, представляющую собой суслоприемник 32, трубопровод подачи СИП 33, трубопровод 34 подачи сусла из варочного цеха, промежуточная буферная емкость 35, датчик для определения количества клеток 36. Система непрерывной подачи стерильной охлажденной питательной среды в пропагатор включает трубопровод 18, средство поддержания количества дрожжевых клеток в виде датчика 36 и датчик температуры 19.

Емкость для нестерильной питательной среды - суслоприемник 32 - связана с пропагатором, представляющим собой емкость 5 через систему для получения стерильной питательной среды, включающую стерилизатор - теплообменник для нагрева сусла 27 и охладитель - теплообменник для охлаждения сусла 20.

Установка работает следующим образом. После мойки и стерилизации емкости для размножения 5, суслоприемника 32 и всех технологических трубопроводов, насосов и теплообменников в суслоприемник 32 по трубопроводу 34 через клапан 31 из варочного цеха подается горячее сусло. Включается система стерилизации сусла, и оно, посредством насоса 30, через нагревающий теплообменник 27, проходит в выдерживатель 24, после чего уже простерилизованное сусло через охлаждающий теплообменник 20, автоматический регулирующий клапан 17 и циркуляционный контур начинает подаваться в емкость для размножения. В это время из колбы Карлсберга 24, через пробоотборный кран 7, в емкость для размножения подается чистая культура дрожжей, выращенная в лаборатории. Включается система циркуляции посредством насоса 16 через клапан 17, аэратор 11, выдерживатель 10 и клапан 6. Включается подача воздуха через вентиль 13 и процесс размножения чистой культуры дрожжей начинается. При этом простерилизованное и охлажденное до требуемой температуры сусло непрерывным потоком через автоматический клапан 17 и циркуляционный контур подается в емкость для размножения. Поток сусла при этом автоматически регулируется по сигналу с датчика 36, который определяет количество клеток в среде, таким образом, чтобы при постоянной подаче питательной среды в емкость для размножения содержание дрожжевых клеток в ней было постоянным и соответствовало нахождению дрожжевых клеток в логарифмической фазе размножения (в зависимости от конкретного штамма эта уставка на поддержание содержания клеток может варьироваться от 30-150 млн клеток/см3). Установка также может включать, хотя это не обязательно, и небольшую промежуточную буферную емкость 35 обеспечивающую промежуточное хранение простерилизованного и охлажденного сусла в случае, если рост содержания клеток в пропагаторе происходит медленнее, чем разбавление дрожжевой суспензии суслом при минимальной производительности системы пастеризации сусла.

При опустошении суслоприемника 32 в него снова набирается сусло из варочного цеха, при этом рабочий объем суслоприемника зависит от минимального количества варок в варочном отделении в сутки и может быть рассчитан как отношение рабочего объема емкости для размножения клеток к минимальному количеству варок в сутки. При полном заполнении емкости для размножения и при достижении требуемой концентрации дрожжевых клеток в ней (80-220 млн клеток/см3), полученная чистая культура пивных дрожжей посредством насоса 16 подается по трубопроводу 18 в отделение брожения. Установка проходит очередной цикл мойки и стерилизации и готовится к следующему циклу размножения чистой культуры пивных дрожжей.

Основные технико-экономические преимущества предлагаемой установки состоят в том, что более чем на 30% уменьшается время для получения чистой культуры пивных дрожжей, при этом получаемая концентрация клеток на 20% выше, то есть производительность установки по количеству получаемых клеток за фиксированный промежуток времени более чем на 45% выше существующих аналогов, кроме того, улучшается качество выпускаемого продукта.

При выработке опытной партии пива с использованием полученных дрожжей отмечалось высокое качество, отмеченное высшим дегустационным баллом.

Способ иллюстрируется примером осуществления.

ПРИМЕР 1.

Способ может быть осуществлен на предлагаемой установке или любой иной, имеющей совпадающую с заявленным изобретением совокупность существенных признаков.

В емкость для размножения - пропагатор подают охлажденное стерильное сусло в количестве, примерно равном количеству чистой культуры дрожжей, выращенной в лаборатории и имеющей концентрацию клеток 60-100 млн клеток/см 3, задаваемому из колбы Карлсберга также в эту емкость. Целесообразно поддерживать соотношение чистой культуры и стерильного пивного сусла (0,5-4,0):(4,0-0,5). Иными словами от 1:1 до 1:4 или до 4:1. Такое соотношение продиктовано тем, что установлено, что именно в этом диапазоне проявляется менее всего негативное влияние процесса разбавления массы дрожжей, с минимальной потерей их активности. Включается процесс аэрации, а также включается непрерывная подача охлажденного простерилизованного сусла в емкость для размножения со скоростью регулируемой по количеству дрожжевых клеток в пропагаторе, соответствующему логарифмической фазе размножения для дрожжей используемого штамма. Это обусловлено тем, что как известно после латентной или Lag-фазы, в процессе которой клетки приспосабливаются к среде и начинают проявлять активность, наступает логарифмическая или Log-фаза, характеризующаяся максимальной активностью роста дрожжей и далее стационарная фаза с максимумом содержания клеток и с проявлением процесса отмирания клеток и начала затухания. Заявителем установлено, что если с разбраживаемую массу непрерывно вводить питательную среду - пивное сусло - именно в момент наивысшей активности роста дрожжевой массы, последние практически не испытывают шокового воздействия от разбавления, то есть изменение среды обитания минимизируется и остается практически незамеченным. Снижается количество отмерших клеток, повышается выход и сокращается время размножения. Непрерывный процесс введения сусла в пропагатор осуществляют при постоянном контроле не только количества клеток, но и при строгом температурном режиме. Температура вводимого сусла должна строго соответствовать температуре размножения для конкретного штамма дрожжей или быть ниже ее на 1-3°С, с тем, чтобы поддерживать эту температуру (процесс брожения - экзотермический). Для современных штаммов оптимальным является поддержание в разбраживаемой массе 40-150 млн кл/мл, а процесс пропагации проводят в течение 12-24 часов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать чистую культуру пивных дрожжей за минимальный промежуток времени с максимальной скоростью роста, обладающую наилучшими показателями концентрации и упитанности дрожжевых клеток при минимальном количестве мертвых клеток.

ПРИМЕР 2.

Полученную массу дрожжей использовали при получении пива.

Причем технологическая схема выработки пива может быть различной при различных методах затирания, осахаривания, охмеления, сбраживания, дображивания и созревания. Основным условием выработки пива является использование дрожжей, полученных способом, описанном в примере 1. Полученное пиво характеризуется чистым вкусом без посторонних привкусов и запахов, отвечает самым взыскательным требованиям.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2342424

patent-2342424.pdf

Класс C12C11/00 Бродильные процессы в производстве пива

Класс C12N1/18 хлебопекарные дрожжи; пивные дрожжи

способ культивирования хлебопекарных дрожжей -  патент 2528872 (20.09.2014)
стабильные пробиотические гранулы и способ их получения -  патент 2523199 (20.07.2014)
простой способ экстракции из дрожжей высокополимерной рнк -  патент 2522900 (20.07.2014)
способ получения глюкан-хитозанового комплекса из дрожжевой биомассы отходов пивоваренного производства -  патент 2499836 (27.11.2013)
способ активации дрожжей -  патент 2492230 (10.09.2013)
дрожжи saccharomyces cerevisiae, используемые в качестве пробиотика, и композиция на их основе -  патент 2490324 (20.08.2013)
способ получения стимулятора роста дрожжей saccharomyces cerevisiae -  патент 2483105 (27.05.2013)
экспрессия множества генов, включая sorf-конструкции, и способы экспрессирования иммуноглобулина -  патент 2478709 (10.04.2013)
штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae, обладающий амилазной активностью для получения кормового белкового продукта, и способ производства кормового белкового продукта -  патент 2478701 (10.04.2013)
композиция для приготовления пищевого продукта с применением дрожжей -  патент 2473678 (27.01.2013)
Наверх