V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Спиртовое брожение в процессе получения пива осуществляется одноклеточными грибами – дрожжами, относящимися к семейству Saccharomycetaceae. Производство пива ведется в нестерильных условиях, следовательно, не исключено попадание в сусло, молодое и готовое пиво разнообразных микроорганизмов. При наличии посторонних микроорганизмов в количестве выше допустимой нормы они значительно ухудшают свойства готового пива, что приводит к образованию брака.

Результаты, полученные нами ранее [1] показали, что использование серной кислоты для повышения биологической чистоты, несмотря на высокую степень гибели бактериальной микрофлоры имеет следующие недостатки: сложность и многостадийность обработки; ухудшение органолептических показателей пива за счет остаточного количества серной кислоты; удорожание процесса за счет необходимости использования дополнительного нейтрализующего агента и высококачественной кислоты.

Целью данной работы является исследование процессов обработки семенных пивных дрожжей растворами ортофосфорной кислоты, обеспечивающие необходимые физиологические и биологические свойства продуцента.

Для этого нами был поставлен полный факторный эксперимент, учитывающий влияние продолжительности и температуры обработки на степень гибели бактериальных клеток и состояние культурных дрожжей.

В результате проведенных исследований были получены уравнения регрессии.

Y₁= 81,25 +10,40·X₁ + 6,25·X₁·X₂

Y₂ = 63,24 +12,54·Х₁ - 5,95·Х₂ +1,6 ·Х₁·Х₂

Где У₁ – степень гибели бактериальных клеток в % к исходному количеству;

У₂ – содержание мертвых дрожжей, %;

Х₁ – продолжительности обработки;

Х₂ – температура.

На основании полученных моделей были построены диаграммы, учитывающие влияние температуры и продолжительности обработки на степень гибели бактериальных клеток (рис.1) и содержание мертвых клеток (рис.2).

Рис. 1 - Диаграмма влияния температуры и продолжительности обработки на степень гибели бактериальных клеток

Рис. 2 - Диаграмма влияния температуры и продолжительности обработки на содержание мертвых дрожжевых клеток, %

Как видно из диаграмм, варьируемые факторы при их максимальном значении вызывают гибель бактериальных клеток близкое к 100 %, но в, то же время приводят к гибели дрожжевых клеток более 70 % , что говорит о необходимости введения стадии стимуляции обработанных дрожжей с целью улучшения их физиологических и биологических характеристик.

С этой целью нами изучалась возможность использования природных биостимуляторов, таких как янтарная кислота и экстракт родиолы розовой.

Янтарная кислота – это природный стимулятор для любых клеток. Во всех живых клетках, в том числе и дрожжах, содержатся особые тельца размером в несколько микрон, которые названы митохондриями. В митохондриях в основном образуется и используется для последующих реакций янтарная кислота. Как показали исследования профессора Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской Академии наук М.Н. Кондрашовой, энергетическая мощность процесса синтеза АТФ при окислении янтарной кислоты существенно выше, чем при окислении любого другого субстрата. Именно поэтому многие энергозависимые, то есть потребляющие энергию процессы могут идти лишь при окислении янтарной кислоты. Так как обработанные дрожжевые клетки очень ослаблены, и биологические процессы в них замедленны, то внесение янтарной кислоты позволит повысить энергетический обмен в клетке, что в дальнейшем повысит ее бродильную активность.

Второй биостимулятор - экстракт корней родиолы розовой. Корневище и корни родиолы розовой содержат флавоноиды; гликозиды коричного спирта (розавин, родиолин и др.); тирозол и его гликозид – салидрозид; а также дубильные вещества (до 20%), эфирное масло; органические кислоты – щавелевую, лимонную, яблочную, галловую и янтарную.

Обработанные дрожжи вместе с биостимуляторами заданной концентрации вносились в пивное сусло экстрактивностью 11%. Данные пробы ферментировали в течение 7 суток. Ежесуточно пробы анализировали для определения физиологических показателей дрожжей и степени утилизации субстрата и образования этанола. Полученные результаты свидетельствуют об активности данных препаратов.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что для обеззараживания пивных семенных дрожжей рекомендовано использовать 8% раствор ортофосфорной кислоты при температуре 5 ^оС, рН 2,2 единицы, в течение 2 часов. А для стимуляции обработанных дрожжей можно использовать янтарную кислоту в концентрации 0,1%, либо экстракт родиолы розовой с концентрацией 2,5%.

Библиографический список

1. Повышение биологической чистоты продуцента в производстве пива. /Дорошко Е.И., Рявкина Н.Г., Панова Т.М. // Научное творчество молодежи – лесному комплексу России: матер. VIII Всерос. науч.-техн. конф. / Урал. гос. лесотехн. ун-т. – Екатеринбург, 2012. – Ч. 2. – с.236-237.

Код для цитирования: Скопировать