Зброджування Сахаров сировини обумовлено жізнедеятель-ністю спиртових дріжджів. Від активності їх залежить вихід спирту з одиниці витраченого сировини. Сторонні мікро-організми, що розвиваються разом з дріжджами, пригнічують їх життєдіяльність продуктами обміну речовин. Крім цього вони використовують поживні речовини сировини і знижують вихід спирту.
Джерел інфекції на заводі і шляхів її проникнення в технологічний процес багато. Первинними джерелами є: сировина, вода, повітря; вторинними - апаратура і дріжджі.
Мікрофлора зерна. На поверхні зерна злаків всіх видів знаходиться велика кількість різноманітних микроорганиз-мов. Вони потрапляють на поверхню зерен з частинками пилу під час росту і дозрівання зерна, потім з частинками грунту під час збору врожаю, при транспортуванні і зберіганні в зер-нохраніліщах. Так, на поверхні одного зерна ячменю, взятого з зерносховища, виявлено близько I млн. Різних мікроорганізмів, а при сприятливих умовах для їх розмноження кількість мікроорганізмів значно збільшується.
Сприятливими умовами для розвитку мікроорганізмів є: підвищена вологість повітря в сховищах, а також вологість самого зерна, пошкодження зерен механізмами або гризунами, підвищена температура повітря при зберіганні і т. Д. На поверхні зерен знаходяться мікроорганізми пред-ставники всіх основних груп: бактерії, які не утворюють спор і спорові, дріжджі, цвілеві гриби. Більшість з них знаходиться в неактивному стані, інші слабо розмножуються. Осо-бенно небезпечними для спиртового виробництва мікроорганізмами зерна є спороутворюючі бактерії як аеробні, так і анаеробні, найчастіше це маслянокислі палички. При разваривании зерна в разварніках деякі, особливо устої-чівие суперечки, не гинуть і в подальшому можуть розмножуватися в осахаренной масі і викликати закисание її. Основна маса бактерій, що не утворюють спор, а також спори цвілі при разваривании гинуть, бактерії з групи гнильних і спори цвілі, випадково залишилися життєздатними в кислому середовищі і анаеробних умовах, розмножуватися не можуть.
Солод-пророслі в певних ус-ловиях зерна ячменю або інших зернових культур - використовують у виробництві спирту для оцукрювання крахмалистого сировини. Після пророщування зерна подрібнюють, змішують у певному співвідношенні з водою (солодове молоко) і використовують у виробництві.
У процесі замочування зерна і солодоращения многочіс-ленна і різноманітна мікрофлора зерна активізується і посилено розмножується. Загальна кількість мікроорганізмів збільшується в 10-20 разів: особливо швидко розмножуються мікроорганізми в солодовому молоці.
У солоді і в солодовому молоці часто зустрічаються дріжджі і дріжджоподібні грибки: Sacchar exiguus Sacchar interme-dius, різноманітні види пологів Torula і Candida, різні види гетгрофер ментатівних молочнокислих бактерій, сарціни, сінна і картопляна паличка, оцтовокислі бактерії і спори цвілевих грибів, т. е. ті ж види, що і на зерні. З них небезпечними для виробництва є далеко не все. Специ-фические умови: досить висока температура оцукрювання (60-62 ° С), кисла реакція середовища, анаеробні умови і спирт, що утворюється при бродінні, гублять одних і гальмують розмноження інших мікроорганізмів. Найбільш небезпечними шкідниками виробництва є різні види гетеро-ферментативних бактерій типу Betabacterium і Thermobacte-rium - група С (Селібера). Ці бактерії добре размно-жаются і виділяють кислі продукти обміну, шкідливо дей-ціалу на амілазу солоду і дріжджі, в результаті чого помітно знижується вихід спирту.
Участь кисню в процесі спиртового бродіння
Спиртове бродіння це процес, що йде без участі киць-лорода повітря, лише порівняно невелика кількість повітря (2-3 м 3 на 1 .і 3 рідини) вдувається при розмноженні дріжджів. Кількість мікроорганізмів в повітрі і їх якост-жавного склад непостійний і залежить від багатьох факторів.
В умовах спиртового виробництва можуть розмножуватися далеко не всі мікроорганізми, що знаходяться в повітрі і по-падаючі в затори і в бродильні чани. Особливо небезпечними є молочнокислі бактерії, описані вище. Бактерії цієї групи часто знаходяться в повітрі. Крім того, з повітря можуть потрапляти у затори і сторонні дріжджові грибки. Однак на увазі специфічності технології спиртового виробництв-ства повітряна інфекція не має великого значення.
Вторинні джерела інфекції: апаратура і засевной дріжджі
Апаратура. Значним джерелом інфекції на заводі є апаратура і трубопроводи. При недостатньо-точно ретельної мийці і дезінфекції апаратури і трубо-проводів в них можуть затримуватися залишки сировини, дріжджів, відбродила бражки. При пропаріванін апаратури і трубо-проводів на поверхні таких залишків утворюється плівка з згорнулися білків і слизу, які захищають знаходяться у внутрішніх шарах мікроорганізмів. Крім того, деякі види гетероферментативних молочнокислих бактерій, наприклад лейконосток, мають здатність утворювати слизову капсулу при зростанні на цукристих середовищах, особливо що містять сахарозу, т. Е. В мелассового середовищах. Капсула добре захищає бактерій від несприятливих зовнішніх впливів: високої температури при пропарюванні (є дані, що для знищення капсульних форм необхідна температура вище 100 С) і дезінфектантів. Мікроорганізми, що залишилися в важкодоступних місцях трубопроводів і в бродильних чанах, заражають надходять порції свіжого сусла або дріжджів в дрожжанках і дрожжегенераторах. З апаратури в продук-товие лінії і бродить затор можуть також потрапляти різні види спороутворюючих бактерій, так як спори дуже устої-чиви до впливу високої температури і дезінфектантів.
Дріжджі, що застосовуються для збудження бродіння в спиртовому виробництві
Дріжджі, що застосовуються для збудження бродіння в спиртовому виробництві, зазвичай є природною чистою культурою, безперервно або тривалий час розмножуваної і під-тримувати в активному стані в спеціальній апаратурі - дрожжанках або дрожжегенераторах в дріжджовому відділенні заводу. При дотриманні всіх вимог технології та санітарного режиму дріжджі порівняно рідко є джерелом ін-фекции в бродильних чанах. Режими культивування цих дріжджів спрямовані на придушення сторонніх мікроорга-низмов і на створення найбільш сприятливих умов для зростання, розмноження і збереження бродильной активності основ-ної культури дріжджів.
Однак при недотриманні вимог технологічного режиму, недоброякісному інфікованому сировину, Небреж-ної мийці і дезінфекції апаратури і трубопроводів, а у виняткових випадках і при забрудненні приміщення дрож-жевого відділення, в дріжджі можуть потрапити сторонні мікро-організми і почати розмножуватися разом з дріжджовими клет- ками. Кислотність середовища помітно підвищується, що є першою ознакою наявності інфекції.
Залежно від сировини, що переробляється (крахмалистого або мелассового) мікрофлора дріжджів на заводах дещо відрізняється, однак стороння мікрофлора в основному до-вільно близька за видовим складом. Найчастіше на зерно картопляних заводах, разом з основною культурою дріжджів, розмножуються гетероферментативні молочнокислі бактерії, віднесені до виду Saccharobacillus pasterianum. Вони добре розвиваються в середовищах, що містять від 3 до 6% спирту, обра-товують молочну, оцтову і мурашину кислоти. При пови-шеніі загальної кислотності затору пригнічується діяльність амилолитических ферментів солоду.
У вмісті дрожжанку можна виявити також оцет-нокіслие бактерії, рідше маслянокислі бактерії і сторонні-ня дріжджові грибки-несахароміцети. Розвиток усіх цих мікроорганізмів пригнічує розмноження дріжджів і їх бродилом-ву активність.
На заводах, які переробляють мелясу, поява посто-ронніх мікроорганізмів в дріжджах (засевной) залежить від тих же умов, що й на зерно картопляних заводах. Несприятливих-приємним обставиною є також відсутність теплової обробки сировини.
Численна мікрофлора, що розвивається в мелассового заторах після розведення водою, разом з живильним середовищем потрапляє в засевной дріжджі в дрожжанках і дрожжегенераторах. Таким чином, основна інфекція потрапляє в дріжджі з сировини - меляси. Найчастіше дріжджі забруднюються кислото-утворюючими бактеріями з групи лейконосток і бетабактерій, рідше спороутворюючими нітритів-образователями - Вас subtilis - mesentericus, Вас. megatherium, іноді можуть по-з'явитися і бактерії з групи кишкової палички і сторонні Дріжджові грибки. При розмноженні цих мікроорганізмів підвищується кислотність середовища, пригнічується життєдіяльність дріжджів і зменшується вихід спирту.
Заражені дріжджі можна очистити від сторонньої мікро-флори і снопа використовувати для бродіння.
Методи очищення дріжджів
Для очищення заражених дріжджів застосовують різні техноло-ня прийоми, проте, принцип очищення один і той же - зна-ве підкислення середовища.
На заводах, які переробляють зерно картопляне сировину, дріжджі очищають двома способами:
підвищують кислотність сірчаною кислотою до 1,7 ° і рН середовища близько 2,7-3,0. Дріжджі витримують при цій кислотності 3-4 ч, періодично відбирають проби і переглядають їх під мікроскопом. Коли кількість відмерлих клітин досягне 50%, дріжджі передають в заздалегідь приготоване свіже сусло для бродіння. При цьому дріжджові клітини, що залишилися життє-здатними, активізуються і в подальшому дають більш силь-ное покоління. Велика частина бактерій при такій кислот-ності відмирає;
дріжджовий затор піддають молочнокислому закисанню до більшої, ніж зазвичай, кислотності (до 2 °), потім частина його відбирають для заквашування наступного затору, а час, що залишився сусло пастеризують при 85 ° С протягом 30 хв. Після охолоджув-ня затор підкисляють сірчаною кислотою до 2,5-2,7 е. У такій сильно підкисленою середовищі заражені дріжджі очищаються бактеріальної мікрофлори, а ослаблені дріжджові клітини гинуть, тому кількість очищених дріжджів, що вводяться в бродильні чани, збільшують в порівнянні з нормою на 15-20%, а початкову температуру бродіння підвищують на 1-2 ° С.