2.2. мікробіологія спиртового виробництва
2.2.1. Мікрофлора сировини при виробництві спирту
В якості сировини у виробництві спирту використовують крахмалсодержащего сировину (картопля, злакові культури), а також вторинну сировину виробництва цукру - мелясу. Від вмісту мікроорганізмів в сировині багато в чому залежить процес спиртового бродіння.
Мікрофлора несолодженого сировини
Картопля. На спиртові заводи надходить картопля різної якості: здоровий, морожений, дефектний, вражений хворобами і шкідниками.
При зберіганні здорового картоплі на непошкодженому епідермісі бульб велика частина мікроорганізмів знаходиться в неактивному стані. На бульбах з механічними пошкодженнями можуть розвиватися збудники гнилі та хвороб картоплі: мікроскопічні гриби - фітофтора, фузариум, Фома, бактерії пологів Streptomyces (актиноміцети) і Corynebacterium, а також інші мікроорганізми.
Активне розмноження мікроорганізмів спостерігається в підморожене і морожених, а потім відталих бульбах. Такий картопля може стати у виробництві джерелом бактерій роду Bacillus і Clostridium: Bacillus aerothermophilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus coagulans, Clostridium butyricum, суперечки яких мають підвищену термостійкість, а клітини здатні розвиватися в кислому середовищі.
Зерно. Мікрофлора та ж, що і в ячмені (див. 2.1).
Солод. У солоді найбільш часто зустрічаються міцеліальні гриби, дикі дріжджі, спороутворюючі бацили і неспорообразующие бактерії: сарціни, оцтовокислі, молочнокислі бактерії. Найбільш небезпечними для спиртового виробництва є гомо- і гетероферментативні молочнокислі бактерії, які несприятливо впливають на ферменти солоду і дріжджові клітини.
Солодове молоко. У ньому мікроорганізми розмножуються особливо швидко. Найбільш часто в солодовому молоці виявляються молочнокислі палички та коки, оцтовокислі та маслянокислі бактерії, мікроскопічні гриби - Пеницилл, аспергілли, мукорової гриби.
Ферментні препарати. Крім спор грибів-продуцентів в ферментних препаратах можуть бути присутніми суперечки сторонніх грибів, аеробні спорові палички, молочнокислі бактерії.
2.2.2 Характеристика мікроорганізмів, які використовуються в проізводствe спирту
У спиртовому виробництві застосовують дріжджі виду Saccharomyces cerevisiae, які відносяться до дріжджів верхового бродіння. Основними вимогами, що пред'являються до рас дріжджів при виробництві спирту, є:
• висока бродильна активність. Спиртові дріжджі повинні утворювати максимум спирту;
• здатність зброджувати як моносахариди, так і дисахариди і деякі декстрини;
• здатність зброджувати розчини, які містять досить великі концентрації цукру (у виробництві спирту з меляси концентрація цукру становить 13-15 \% і більше);
• здатність здійснювати спиртове бродіння при високому вмісті спирту в розчині.
При виробництві спирту з крахмалсодержащего сировини найчастіше використовують расу ХП, а у виробництві спирту з меляси - раси Я, Л і В.
Успішне застосування знаходять гібридні дріжджі, виведені в інституті генетики АН шляхом схрещування двох видів дріжджів. Так, гібрид 67 отриманий схрещуванням пивних дріжджів і спиртових раси Я, основною особливістю якого є наявність у нього ферменту # 945; -галактозідази і здатність зброджувати рафінозу.
Виробничі спиртові дріжджі - круглі або яйцеподібні клітини розміром 5-6,2х5-8 мкм, що розподіляються у всьому об'ємі сусла, пилоподібні.
Температура. Оптимальна швидкість росту спиртових дріжджів 30-32 ° С, однак дріжджі, вирощені при температурі нижче оптимальної мають більш високу бродильно активність, тому процес бродіння починають при температурі 18-22 ° С, а під час бродіння її підтримують на рівні 29-30 ° С . Більш висока температура викликає зниження бродильної активності та сприяє розвитку молочнокислих бактерій і диких дріжджів.
РН середовища. Водневі іони змінюють електричний заряд колоїдів плазмової оболонки клітини і в залежності від концентрації можуть збільшувати або зменшувати проникність оболонки клітин для окремих речовин і іонів. Від величини рН залежить швидкість надходження поживних речовин в клітину, активність ферментів, утворення вітамінів.
2.2.3 Розведення чистих культур дріжджів і молочнокислих бактерій в спиртовому виробництві
Розведення чистої культури дріжджів в спиртовому виробництві
Чисті культури дріжджів спиртові заводи отримують з галузевих інститутів: Всеросійського НДІ продуктів бродіння і Українського НДІ спиртової та лікеро-горілчаної промисловості, які розсилають в пробірках, закритих ватними пробками на скошеному сусло-агарі. На заводах пробірки з чистими культурами дріжджів зберігають в холодильнику при температурі 4-6 ° С, пересіваючи не рідше одного разу в 2 міс.
При розведенні чистої культури дріжджів спочатку отримують лабораторну розведення чистої культури за схемою:
пробірка → колба (0,5-1 л) → колба (3 5 л) → бутель (15-20 л)
Виробничі стадії розведення чистої культури ведуть а апаратах засевной дріжджів, використовуючи пастеризоване або стерильне сусло з концентрацією 18-19 \% СВ і кислотністю 0,9 град. Протягом 18-24 годину, зброджуючи сусло до концентрації спирту 6-7 \%, після чого дріжджі передають в дріжджовий апарат або дрожжегенератор.
Виробничі стадії розведення чистих культур у виробництві спирту з меляси включають:
АЧК-1 (20 л) → АЧК-2 (1м3) → АЧК-3 (5м3) → Дрожжегенератор (50 м3)
Розведення чистої культури молочнокислих бактерій
Молочнокислі бактерії Lactobacillus delbrueckii штамів 52 і змішана культура зі штамом 70 розсилаються галузевими НДІ в запаяних ампулах на солодовому суслі з дробиною і крейдою.
Для отримання заводський культури молочнокислих бактерій однієї ампулою засівають 0,5 л стерильного сусла концентрацією 15 \% СВ. Колбу, засіяну штамами 52 і 70 закривають ватним корком і поміщають в термостат з температурою 50-51 ° С на 15-18 годину. Перше розведення переводять в бутлі з 7-8 л стерильного сусла. Бутель з культурою витримують 10-12 год в термостаті при температурі 50-51 ° С і передають в засевной апарат з 6-8 дав сусла. Через певний час розмноження культуру передають в дріжджовий апарат.
Чисту культуру молочнокислих бактерій в заводській лабораторії підтримують на стерильному суслі з концентрацією 8-10 \% СВ з дробиною і крейдою. Пересівши ведуть через 8-12 діб. Зберігають культуру в холодильнику.
2.2.4 Мікробіологічний контроль в спиртовому виробництві
Мікробіологічний контроль спиртового виробництва включає дослідження виробничих дріжджів і бражки.
Мікробіологічний контроль виробничих дріжджів
При правильному веденні технологічного процесу дріжджі рідко є джерелом інфікування. Їх кислотність залишається постійною. При порушенні технологічного режиму в дріжджах можуть бути присутніми молочнокислі бактерії Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermenti, Lactobacilhis helveticus, Lactobacillus delbrueckii і ін. Оцтовокислі бактерії, дикі дріжджі. Спороутворюючі бактерії зазвичай не розвиваються в виробничих умовах. При нормальному технологічному режимі в дріжджах виявляються 1-3 палички бактерій в поле зору мікроскопа.
Питання для самоперевірки
1. Які мікроорганізми входять до складу мікрофлори несолодженого сировини?
2. Які мікроорганізми входять до складу мікрофлори меляси?
3. Які мікроорганізми, що вносяться з сировиною, є найбільш небезпечними для спиртового виробництва?
4. Які дріжджі використовують при виробництві спирту з крахмалсодержащего сировини, меляси?
5. Перерахувати чинники, що впливають на життєдіяльність спиртових дріжджів?
6. Які вимоги пред'являються до дріжджів в спиртовому виробництві?
7. Чому зброджування сусла в спиртовому виробництві ведуть при температурі нижче оптимальної?
8. При якому значенні рН ведуть спиртове бродіння і чим це зумовлено?
9. Для чого в спиртовому виробництві використовують чисті культури молочнокислих бактерій?
10. Які молочнокислі бактерії використовуються при виробництві спирту?
11. Як отримують лабораторну розводку з чистої культури дріжджів?
12. Яким чином проводять розведення чистої культури молочнокислих бактерій?
13. Як проводиться мікробіологічний контроль в спиртовому виробництві?
| Зміст |