0
Содержание:
- О Турбо дрожжах
- Проведение лабораторных тестирований
- Первая стадия “микроскопирование”
- Вторая стадия “фактические испытания”
- Ход эксперимента
- Результаты эксперимента
- Рекомендации по работе со спиртовыми турбо дрожжами
Начиная с 2010 года Фабрика Доктор Губер стабильно поставляет спиртовые Турбо дрожжи на российский рынок. За это время Турбо дрожжи зарекомендовали себя как надежный помощник винокура при переработке сахаросодержащего сырья.
О Турбо дрожжах
Спиртовые Турбо дрожжи представляют собой смесь дрожжей сахаромицетов (род Saccharomyces, вид cerevisiae) и тщательно вымеренной пропорцией подкормки, состоящей из: аминокислот, витаминов, микро- и макроэлементов для качественного функционирования дрожжевой клетки. Выращивают данные дрожжи на крупном заводе в Швеции, который имеет узкую специализацию на производстве дрожжей высокого качества для спиртовой промышленности, отличающихся высокой термо- и спиртотолерантностью.
Для поддержания высокого качества дрожжей на протяжении долгих лет поставки, команда Фабрики Доктор Губер проводит постоянные лабораторные тесты качества, в которых строго отслеживается количество живых/мертвых клеток и сбраживающая способность.
Для проведения анализов один раз в месяц отбираются образцы дрожжей. Берется не менее 3-ех упаковок выборочно из всей партии. Если на складе присутствует несколько разных партий дрожжей, то образцы забираются из каждой партии.
Более подробнее об экспериментальных тестах расскажем в данной статье.
Проведение лабораторных тестирований
Тестирование дрожжей в лаборатории Доктор Губер разделяется на 2 стадии:
1. Микроскопирование дрожжевых клеток
2. Фактическое проведение испытаний
Первая стадия “микроскопирование”
Состоит в определении биосинтетической активности, включающей:
- выявление количества живых и мертвых клеток
- оценку физиологической активности.
Оба метода основаны на окрашивании дрожжевой клетки специальными красителями и контроле изменения цвета дрожжевой клетки, в результате которого можно сделать вывод об активности дрожжей.
Определение количества мертвых и живых клеток
Анализ основан на окрашивании дрожжевых клеток раствором метиленовый синий. Активные дрожжевые клетки при попадании на них красителя с помощи внутренних ферментов восстанавливают его до бесцветных соединений. Соответственно, мертвые клетки не в силах восстановить краситель и окрашиваются в синий цвет. Далее подсчитывают общее число дрожжевых клеток и определяется процентное соотношение живых к мертвым. Из чего делается вывод об общей активности дрожжей.
Методика определения:
Сухие дрожжи предварительно разбраживают в чистой воде при соотношении не менее 1 к 10, т.е. на 1 грамм дрожжей берется 10 мл воды.
Затем берут 1 каплю нефильтрованного дрожжевого раствора, наносят его на предметное стекло микроскопа. Добавляют к нему 1 каплю метиленового синего и накрывают покровным стеклом.
Через 2 минуты в микроскопе оценивают активность дрожжей. В поле зрения микроскопа подсчитывают общее количество клеток, а затем только окрашенные.
После чего предметное стекло перемещают в новое поле зрения и повторяют операцию. Подсчет ведут минимум в 5-ти полях зрения и в конце высчитывают количество мертвых клеток в процентах.
В норме количество дрожжевых клеток должно быть не более 7%. Слабая активность дрожжей наблюдается при количестве мертвых клеток свыше 20%.
Проведение микроскопирования в лабораторных условиях
Совсем недавно мы проводили очередной анализ спиртовых Турбо дрожжей. Для этого выборочно из одной партии взяли 3 упаковки дрожжей.
Количество мертвых клеток составило 5-6%, что полностью укладывается в нормы и говорит о хорошей активности, а также о длительном сроке годности дрожжей при соблюдении правильных условий хранения, указанных на упаковке товара.
Помимо количества живых клеток важно понимать, насколько упитаны дрожжевые клетки и как они будут переносить агрессивные условия, а также храниться.
Метод основан на окрашивании запасного углевода дрожжевой клетки гликогена. В зрелой клетке гликоген занимает от 1/3 до 2/3 самой клетки. При содержании менее 1/4 – клетки считаются физиологически слабыми.
Методика определения:
Каплю предварительно разброженных дрожжей наносят на предметное стекло. После чего к ним добавляют 2 капли раствора Люголя. Смесь накрывают покровным стеклом и через 2-3 минуты проводят визуальную оценку дрожжевых клеток. Сами клетки окрашиваются в желтый цвет, гликоген как запасной питательный компонент окрашивается в коричневый.
Сама методика довольно субъективная и сильно зависит от опыта лаборанта, но позволяет сделать предварительные выводы о качестве дрожжей.
В нашем случае видно, что большая часть дрожжевых клеток зрелая и содержание в них гликогена варьируется около 2/3, это говорит о хороших условиях при выращивании дрожжей на заводе, а также о возможности длительного хранения дрожжей.
Вторая стадия “фактические испытания”
Фактических испытания спиртовых Турбо дрожжей включают в себя: контроль скорости сбраживания, изменение температуры в процессе брожения, скорости осветления и т.д. Данная методика позволяет максимально корректно оценить показатели дрожжей и их активность.
Для проведения теста подготавливается три раствора сахарозы с разной начальной плотностью: 20, 25 и 30%. Растворы готовятся для каждого тестируемого образца дрожжей.
Для правильной оценки эксперимента готовится по три одинаковых раствора каждой плотности . Итого 9 образцов.
Проведение фактических испытаний в лабораторных условиях
Различная начальная плотность растворов необходима для наглядной оценки воздействия стрессов на дрожжевую клетку и мониторинга подведения дрожжей.
Напомним, что дрожжевые клетки подвержены следующим стрессовым факторам:
- Осмотический стресс
Зависит от концентрации сахаров в растворе. Давление возникает из-за непреодолимой силы перемещения воды в сторону более концентрированного раствора, разделённых мембраной. В случае с дрожжевыми клетками при низкой концентрации питательных и растворенных компонентов в воде наблюдается гипоосмотический стресс. В результате чего в дрожжевой клетке увеличивается содержание воды и, наоборот, при высокой концентрации сахаров в воде наблюдается гиперосмотический стресс, то есть вода из клетки стремится в раствор. Для более ясного понимания процесса: если дрожжи внести в дистиллированную воду, то их жизнеспособность падает примерно на 10% из-за гипоосмотического стресса. В случае внесения дрожжей в среду с высоким содержанием сбраживаемых сахаров наблюдается падение жизнеспособности применено на 30%. Именно поэтому для переработки браги с содержанием сахаров более 25% рекомендуется использовать специальные штаммы дрожжей.
- Этанольный стресс
Связан с токсическим воздействием спиртов, образующихся в процессе брожения, на мембрану дрожжевой клетки. Спирты нарушают внутриклеточный обмен веществе, в ходе которого начинают накапливается компоненты, отрицательно сказывающиеся на росте биомассы дрожжей. При содержании спиртов в среде выше 1,2% происходит снижение скорости роста дрожжей. При содержании спиртов выше 2% происходит снижение выхода биомассы дрожжей. При содержании спиртов выше 9.5% рост дрожжей полностью подавляется – это примерно 15.5% начальная плотность браги. Простым языком в случае низкой задачи или низкого прироста биомассы дрожжей на начальных этапах приготовления браги есть риск неполного сбраживания сахаров и пониженный выход спирта. Так же повышение содержание спирта в браге угнетает скорость работы дрожжевых клеток, следовательно, процесс брожения. Очень важно, чтобы кроме активных дрожжевых клеток в приобретаемых дрожжах было и достаточное для засева количество дрожжевых клеток, которые позволяют полностью переработать весь сахар.
- Стресс, вызванный углекислым газом
Чем выше давление в системе, тем сильнее угнетается развитие. В нашем случае процесс брожения бражки происходит под атмосферным давлением и влияние углекислоты на дрожжевые клетки минимальное.
- Температурный стресс
Связан с колебаниями температуры. При температуре свыше 37 градусов Цельсия наблюдается гибель дрожжевых клеток. При температуре ниже 5 градусов Цельсия происходит резкое снижение активности дрожжевых клеток. Устойчивость дрожжей к негативным воздействиям температуры обусловлена содержанием треголозы в клетке, что в свою очередь зависит от условий культивирования и штаммовых особенностей дрожжей. Большая часть спиртовых дрожжей обладают высокой термо- и спиртоустойчивостью.
Проведение эксперимента
В качестве тары для сбраживания берутся пластиковые или стеклянные прозрачные банки объемом 2 литра. В крышку банки устанавливается датчик термометра для контроля за температурой в процессе брожения и гидрозатвор для визуального контроля наличия брожения и его эффективности. В каждую банку заливается раствор сахарной бражки разной начальной плотности, объем сахарной бражки 1500 мл.
Целью стояло получение объема в размере 1500 мл бражки с различной плотностью.
Для расчета соотношения сахара и воды воспользовались стандартной формулой пересчета и таблицей пересчета %-го содержания сахара в кг/л.
Теоретический расчет соотношения воды и сахара:
Готовим 20%-ый раствор.
20% сахара = 0.216 кг/л
В 1500 мл содержится 1500 * 0.216= 0.324 кг сахара
Далее учитывая плотность сахара, пересчитываем объем, который он займет. В результате получим необходимое значение воды, которое нужно долить.
1500 - (324/1.6) = 1300 мл – воды необходимо добавить к 324 грамм сахара для получения 1500 мл бражки с начальной плотностью 20%.
По аналогии делаем расчеты для 25% и 30% раствора.
Для 25% раствора:
25% = 0.27 кг/л
1500 * 0.27 = 0.405 кг
1500 - (0.405/1.6) = 1250 мл
Для 30% раствора:
30% = 0.338 кг/л
1500 * 0.338 = 0.507 кг
1500 - (0.507/1.6) = 1180 мл
Расчетное количество сахара взвешиваем на весах, отмериваем в каждую банку.
Разбавляем теплой водой 24-25 градусов, тщательно перемешиваем.
Данные расчеты являются теоретическими.
Фактическое значение начальной плотности будет зависеть от качества используемого сахара и его влажности. Чем выше влажность, тем больше весовое значение и меньше истинная начальная плотность. То же самое касается примесей и включений. Они будут давать погрешность при взвешивании и сказываться на начальной плотности. Поэтому после приготовления раствор мы с помощью рефрактометра замеряем истинное значение начальной плотности.
Мы получили следующие фактические значения начальной плотности:
Для 20% раствора – 20,3%
Для 25% раствора – 25.9%
Для 30% раствора – 33%
Как только все емкости с сахарной брагой подготовлены, взвешиваем и добавляем Турбо дрожжи (смесь из дрожжей и питательной соли). Дозировка 12 грамм на 1 килограмм сахара.
Дрожжи рассыпаем по поверхности браги и плотно закручиваем крышку.
В гидрозатворы наливаем воду и оставляем на брожение.
Все температурные датчики подключены к системе управления, которая проводит замер температуры и запись полученных значений для последующего построения графиков изменения температуры в процессе брожения. Замер температуры происходит каждые 30 минут на протяжении всего цикла брожения. Для наглядности происходящего параллельно идет замер температуры в помещении.
Ход эксперимента
Из графиков видно, что начальная температура браги 24 градуса. В течение первых 5-6 часов падает. В браге с начальной плотностью 20% температура упала до комнатной, в брагах с плотностью 25% - температура опустилась до 22.5 градусов и в браге с начальной плотностью 30% температура упала лишь до 23.2 градусов.
Разная температура охлаждения содержимого связана с плотностью раствора. Чем выше плотность, тем лучше раствор сохраняет температуру.
На этом этапе протекает регидратация дрожжевых клеток - их освоение в новой питательной среде, а также потребление растворенного кислорода и увеличение популяции.
Так как браги мы не аэрировали и растворенного кислорода не так много, дрожжи постепенно начинают переключатся с аэробного процесса потребления сахаров (размножение) на анаэробное (спиртовое брожение). В растворах с большой начальной плотностью дозировка дрожжей выше, а это значит, что и процессы протекают быстрее. Так в растворах с начальной плотностью 30%, спиртовое брожение началось спустя 4 часа после добавления дрожжей.
Дрожжи в браге с начальной плотностью в 25% переключились на спиртовое брожение спустя примерно 5 часов.
Последними в процесс спиртового брожения включились дрожжи в 20% растворе, это произошло спустя 6 часов.
Процесс брожения идет с активным выделением тепла, что отчетливо видно из графиков. На 7-8 час с момента засыпи дрожжей наблюдается рост температуры в браге. Причем температурный скачок примерно одинаковый и составляет 1.5 градуса Цельсия, но пиковая температура отличается из-за различий стартовых температур, до которых успели остыть браги при комнатной температуре.
Напоминаем, что рост температуры в 1.5 градуса наблюдался в брагах объемом 1.5 литр. Чем выше объем браги, тем сильнее наблюдается скачок температуры на пике брожения. В багах объемом свыше 200 литров пиковая температура может достигать 40 градусов. Пик брожения достигается примерно на 15-ый час после добавления дрожжей, после чего постепенно идет на спад. Это связано с побочными продуктами жизнедеятельности дрожжей и снижением питательных компонентов. Спирт начинает угнетать дрожжи и активность их падает, но они продолжают вести процесс брожения. Среднее снижение плотности составляет 4-5% в сутки. Брага с начальной плотностью в 20% полностью выбраживает за 4-5 суток.
Результаты эксперимента
По результатам теста брага с начальной плотностью в 20.1% во всех образцах выбродила за 4 дня до плотности 0%, т.е. весь сахар был переработан дрожжами. Содержание спирта в браге составило 12.9% об. Коэффициент выхода спирта 0.64.
Полное осветление при комнатной температуре заняло еще 4 дня.
Брага с плотностью 25.3% выбродила за 5 дней до плотности 0%, содержание спирта составило 15.4% об. Коэффициент выхода спирта 0.6%. Полное осветление при комнатной температуре заняло еще 4 дня.
Брага с начальной плотностью 33% отбродила за 8 суток до конечной плотности 3% и содержания спирта 18% об.
3% остаточного сахара связано с достижением пика допустимого алкоголя в браге, после которого дрожжи попросту начинают отмирать. При этом видно, что даже в условиях высокой начальной плотности (гиперосмотический стресс) и высокого этанолового стресса дрожжи дошли до своего заявленного максимума и выдали брагу с содержанием спирта 18% об. Коэффициент выхода спирта 0.6. Время на полное осветление 7 суток.
Резкое увеличение времени брожения браги с высокой начальной плотностью связано с накапливающимся спиртом, который все сильнее и сильнее угнетает дрожжи в процессе жизнедеятельности. Такие агрессивные условия могут приводить к росту побочных компонентов в процессе брожения.
Однако в нашем случае органолептический анализ полученных бражек показал, что профиль был примерно одинаковым за исключением образца из 30% бражки, где помимо характерного фруктово-цветочного аромата выбивался явный спиртовой. Связано это с высоким содержанием спирта.
Осветление браги позволяет сократить количество дрожжевых клеток находящихся во взвешенном состоянии и тем самым предотвратить их попадание в перегонный куб с последующими физико-химическими превращениями, которые могут отразится на вкусовом профиле готового напитка как в лучшую, так и в худшую сторону.
Здесь все индивидуально и зависит от личных предпочтений.
Для ускорения процесса осветления браги можно воспользоваться специальными оклеивающими материалами или понижать температуру бражки для более ускоренной седиментации дрожжей.
В целом эксперимент показал высокую активность Турбо дрожжей, а также хорошую стрессоустойчивость как к начальному содержанию сахара, так и к спирту.
Рекомендации по работе со спиртовыми Турбо дрожжами
1. Для эффективной работы необходимо правильно соблюдать пропорции ингредиентов и дрожжей относительно содержания сахара в браге.
2. Оптимальные условия для проведения процесса брожения будут начальная плотность в 25%, данная плотность не критично сказывается на сроках брожения и осветления браги, но при этом позволяет перерабатывать большее количество сахара за один цикл по сравнению с 20% брагой.
3. В процессе брожения важно следить за температурой брожения и не давать ей расти выше 37 градусов Цельсия так как это губительно скажется на дрожжах и приведёт к их гибели.
4. Правильно храните вскрытую упаковку дрожжей.
Спиртовые Турбо дрожжи, поставляемые Фабрикой Доктор Губер – это всегда залог качественного и эффективного брожения. Приятного пользования!
