способ получения пищевого биологически активного продукта переработки дрожжей

Формула изобретения

1. Способ получения пищевого биологически активного продукта переработки дрожжей, включающий операции промывки и обезгорчивания пищевых дрожжей, автолиз, выпаривание и сушку, отличающийся тем, что на стадии автолиза дрожжи разводят водой в отношении 1:1 при температуре 50°С и рН 5 и выдерживают при перемешивании 60-90 мин, после операции автолиза в разжиженную массу вносят предварительно разведенный ферментный препарат амилоризин П10х в количестве 0,2% к массе исходного количества дрожжей и выдерживают с перемешиванием при температуре 50°С 5-6 ч, а операцию обегорчивания проводят бикарбонатом натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку проводят при температуре сушильного агента на входе 180-190°С, а на выходе 70-80°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к получению из дрожжевой биомассы пищевого биологически активного продукта, богатого ценными для питания человека компонентами. Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности, в производстве фиточаев, напитков, различных пищевых продуктов и блюд.

Из практики пивоварения известны методы обогащения аминокислотного состава пивного сусла автолизатами дрожжей. Автолизаты для этих целей получают с использованием различных протеолитических и аминолетических групп ферментов. Данный метод может быть с успехом применен и для получения белковых субстанций при промышленной переработке избыточных пивных дрожжей.

Основной причиной, тормозящей использование ферментного лизиса дрожжевых клеток в промышленных масштабах, является сложная кашеобразная структура дрожжевой суспензии, затрудняющая нормальный массообмен и тем самым снижающая эффективность применения ферментов.

Известно несколько способов получения биологически активного продукта из дрожжевой биомассы.

Так, способ по патенту РФ на изобретение №2087531 от 20.08.97 г., МПК: А 23 J 1/18; С 12 N 1/06, 1/16, 1/18; С 12 Р 13/00 обеспечивает получение целевого продукта, содержащего смесь аминокислот и низших пептидов, нуклеиновые компоненты полисахариды, клеточные оболочки дрожжей. Полученный продукт имеет вид аморфного светлого порошка с максимальной влажностью 10 мас.%. В качестве исходного продукта в этом способе используют пекарские или пивные дрожжи 1-7 генерации, а в качестве индуктора автолиза - этиловый спирт, пищевые карбоновые кислоты, этилацетат, соли щелочных и щелочноземельных металлов пищевых кислот, пищевой автолизат дрожжей.

В способе используются следующие операции:

- обезгорчивание дрожжей промывкой холодным водным раствором поваренной соли,

- лизис дрожжевых клеток путем разбавления суспензии дрожжей водой до соотношения 1:6-1:9 (в пересчете на вес сухих дрожжей) и проведение автолиза с добавлением внешних ферментов - этиловый спирт, пищевые карбоновые кислоты, этилацетат, соли щелочных и щелочноземельных металлов пищевых кислот, до достижения аминного азота в образующемся автолизате, равного от 2 до 5 мас.%,

- стерилизация дрожжевой биомассы в течение 10-30 минут при температуре 110-120°С,

- высушивание готового продукта в сублимационном или распылительном режиме.

Указанный способ обеспечивает получение целевого продукта недостаточно высокого качества, а операции способа усложняют процесс производства. Так, промывка сырья холодной водой с раствором поваренной соли недостаточно эффективно удаляет горечь. В конечном продукте по данному способу не устранены нуклеиновые кислоты, которые оказывают вредное влияние на организм человека. Использование при лизисе дополнительных индуцирующих процесс веществ (этилового спирта, пищевой карбоновой кислоты, этилацетата, солей щелочных и щелочноземельных металлов) усложняет и удорожает производство. Известный способ предполагает раздельную переработку дрожжей различных генераций, что усложняет схему сбора дрожжей на производстве. Использование при операции стерилизации высокой температуры повышает энергоемкость процесса.

В способе получения биологически активной добавки по патенту РФ №2105503 от 30.12.96 г., МПК: A 23 L 1/30, A 23 J 1/18 операция автолиза дрожжевой биомассы осуществляется в присутствии индукторов: затравочного автолизата, этанола и хлорида натрия. Автолиз проводят в 4 стадии, причем первую при повышенном давлении, а вторую, третью и четвертую - при пониженном, стадии отличаются температурой и продолжительностью.

Способ отличается трудоемкостью и недостаточным качеством конечного продукта, содержащего побочные вещества.

Наиболее близким решением к предлагаемому способу является способ получения биологически активной добавки по патенту РФ №2070400 от 15.03.96 г., МПК: A 23 L 2/52; А 23 J 1/18, С 12 N 1/18. В качестве сырья используют пищевые дрожжи: пивные, пекарские или винные. Процесс получения конечного продукта включает следующие операции:

- промывку массы трижды водой при температуре 5-15°С и соотношении 1:(3,5-5,5),

- удаление горечи путем смешивания суспензии дрожжей после первой промывки с 0,8-1,2%-ным раствором поваренной соли и выдерживания в течение 1-1,5 часов при постоянном помешивании, последующее отстаивание и сепарирование массы,

- автолиз в течение 11-16 часов при температуре 45-60°С до содержания аминного азота 2,2-3,8 мас.%.

- упаривание и сушка до остаточной влажности не выше 8%.

Данный способ более эффективен и обеспечивает получение более качественного конечного продукта. Однако и при этом способе в конечном продукте содержатся некоторые вредные компоненты, являющиеся побочными продуктами гидролиза.

Задача предлагаемого решения - повышение качества конечного продукта, выраженного в получении более светлого и прозрачного продукта за счет повышения содержания в готовом продукте альфоаминного азота до 3-3,5% путем подбора режима переработки дрожжей.

Для решения поставленной задачи в способе получения биологически активной добавки, включающем операции промывки и обезгорчивания пищевых дрожжей, автолиз, выпаривание и сушку, часть операций изменена и введена новая операция. На стадии автолиза суспензию дрожжей разводят водой в отношении 1:1 при температуре 50°С и рН 5 и выдерживают при перемешивании 60-90 минут. После операции автолиза в разжиженную массу вносят предварительно разведенный ферментный препарат амилоризин П10х в количестве 0,2% к массе исходного количества дрожжей и выдерживают с перемешиванием при температуре 50°С 5-6 час.

Кроме того, операцию обезгорчивания проводят с использованием бикарбоната натрия, а сушку осуществляют при температуре сушильного агента на входе 180-190°С, на выходе 70-80°С.

Новые операции позволили на стадии автолиза стимулировать действие ферментов самих дрожжевых клеток, а также подготовить суспензию дрожжей для более эффективного воздействия внешних ферментов. Это исключило образование побочных эффектов гидролиза и обеспечило повышение содержания полезных для человека веществ. За счет повышения содержания альфоаминного азота удалось добиться осветления напитка. Суммарный эффект позволил обеспечить более высокое качество напитка.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырьем для описываемого способа переработки служат избыточные (остаточные) пивные дрожжи, образующиеся при производстве пива и являющиеся утилизируемым отходом производства. Избыточные дрожжи на производстве собираются в специальные сборники и поступают на переработку в сгущенном (с влажностью 88-90%) или отжатом (с влажностью 75-80%) виде. В последнем случае отжатые дрожжи дополнительно разбавляют холодной водой до влажности 88-90%.

Жидкие пивные дрожжи с содержанием влаги 88-90% перекачивают через вибросито с размером сетки 0,4-0,6 мм. Это способствует отделению белковых веществ сусла и пива, горьких смол и хмелевых частиц, придающих дрожжам темный цвет и выраженный горький вкус.

Предварительно очищенную таким образом дрожжевую массу далее промывают. Для этого ее разводят водой в соотношении 1:3, перемешивают и прокачивают через сепаратор для отделения промывной воды.

Далее происходит операция обезгорчивания. Для этого дрожжи обрабатывают бикарбонатом натрия в течение 30 минут, при этом суспензия дрожжей должна содержать 0,2% бикарбоната. Обработанную бикарбонатом суспензию вновь сепарируют и промывают от раствора бикарбоната, получается кашеобразная суспензия дрожжей. Обработка бикарбонатом натрия более эффективна при удалении горьких веществ, чем раствор поваренной соли, который используется с той же целью в известных способах.

После операции обезгорчивания проводят операцию автолиза. На этом этапе создают условия для стимулирования действия ферментов самих дрожжевых клеток. Для этого кашеобразная суспензия дрожжей разводится водой в отношении 1:1 при температуре 50°С и рН 5 и выдерживается при перемешивании 1-1,5 часа. Такая температура и высокая концентрация суспензии более 7 млрд/мл создает благоприятные условия для действия внутриклеточных пептидаз, т.е. внутренних ферментов самих дрожжевых клеток. В результате действия собственных ферментов суспензия дрожжей становится разжиженной и легко текучей, что необходимо для эффективного действия внешних ферментов. Кроме того, низкая степень разбавления значительно не снижает концентрацию субстрата в реакционной среде и тем самым упрощает дальнейший процесс обезвоживания.

Далее в разжиженную среду вносят предварительно разведенный внешний ферментный препарат - амилоризин П10х в количестве 0,2% к массе исходного количества дрожжей и выдерживается с перемешиванием при температуре 50°С и рН 5 еще 5-6 час. Амилоризин ПЮх действует эффективнее и мягче, чем применяемые в некоторых известных способах другие индуцирующие процесс вещества: этиловый спирт, пищевые карбоновые кислоты, этилацетат, соли щелочных и щелочноземельных металлов пищевых кислот.

В результате такой операции автолиза конечный продукт получается с улучшенными потребительскими качествами и без образования побочных продуктов гидролиза.

Для большего улучшения потребительских свойств продукта отделяют клеточные оболочки путем сепарирования гидролизованной массы. Вместе с оболочками происходит удаление значительной части нуклеиновых кислот, которые вредны для здоровья человека.

Далее производят выпаривание с использованием вакуум-выпарной установки. Операция нужна для сгущения дрожжевого гидролизата до 75-73 мас.%. Вакуум-выпарная установка позволяет выпускать дрожжевой экстракт, имеющий ряд потребительских преимуществ перед сухим продуктом для некоторых отраслей промышленности и сельского хозяйства. Кроме того, выпарка упрощает следующую за ней операцию сушки.

Сушка готового продукта происходит в распылительном режиме при температуре сушильного агента на входе 180-190°С, а на выходе 70-80°С, что позволяет получить продукт с влажностью 5-6%. Высокая температура и скорость процесса позволяют исключить отрицательное воздействие на органолептические свойства получаемого продукта.

Готовый продукт содержит 3,0-3,5 мас.% а-аминного азота, что делает напиток светлее и качественнее.

Предлагаемый способ пригоден для переработки смеси генераций избыточных пивных дрожжей (от 1 до 14 и выше).

В отличие от известных способов предлагаемый позволяет выпускать продукт не только в сухом (5-6 мас.%), но и в концентрированном (до 73-75 мас.%) виде, что расширяет сферу применения продукта.