Турбо-дрожжи в промышленном виноделии

Все дрожжи являются микроскопическими одноклеточными организмами, которые при определенных условиях очень быстро размножаются. Видов дрожжей множество, но все они характеризуются большим содержанием белка, витаминами группы В, РР, аминокислотами, фосфором, минеральными веществами Потенциал почки к моменту её отделения от материнской клетки не велик и если в среде обитания не достаточно пищи она погибнет. Например, винные дрожжи не могут синтезировать все нужные им для жизнедеятельности элементы и берут их по, возможности, из среды обитания. Следовательно, для быстрого размножения нужно создать определенные условия ,использовать только богатое витаминами и аминокислотами сырьё или подобрать необходимые микро и макро вещества способные полностью обеспечить недостающим питанием дрожжи и турбировать процесс ферментации в разы .

Характеристика турбо-дрожжей

Сахар, содержащийся в вакуум сусле или сахарном сиропе , ферментируют путём метаболического процесса, протекающего с выделением энергии, в результате которого молекулы сахаров без поступления воздуха разлагаются на углекислый газ и этанол турбо дрожжами -представляющих собой сбалансированную смесь одного из видов штамма Saccharomyces cerevisiae дрожжей с макро и микро элементами. Важно отметить, что точное соотношение ингредиентов даёт всё необходимое питание дрожжам для быстрого размножение ,соответственно минимальные остаточные сахара и максимум алкоголя за короткие сроки, без потери аромата вин.

Обычно дрожжи размножаются почкованием и очень редко (при большом дефиците питательных веществ) спорообразованием. Компанией Best Group info в 1999 году было разработано идеальное сочетание питательной среды и дрожжей для быстрого и эффективного размножения в вакуум сусле, фруктово-глюкозных сиропов и фруктовых экстрактах, что помогло ,избежать, размножение дрожжей спорообразованием и получать виноматериал с заданными показателями алкоголя, сахара, кислотностью и т.д.

Турбо-дрожжи, используются на Винодельческих предприятиях для быстрого и эффективного сбраживания ягод винограда при первичном виноделии, концентрированного вакуум сусла или фруктовых экстрактов и других видов сырья для получения высококачественного вина ,виноматериала и винных напитков.

Турбо-дрожжи обладают высокой бродильной энергией (быстро и полно сбраживать сахара), имеют анаэробный тип дыхания, кислото-устойчивы к продуктам своего обмена и к среде посторонних микроорганизмов., а также к изменению состава среды, переносить большую концентрацию солей и сухих веществ, содержащихся в сусле.

На винодельческих заводах, перерабатывающих вакуум сусло, широкое распространение получили турбо-дрожжи они хорошо сбраживают сахарозу, глюкозу, фруктозу, раффинозу.. Поэтому при большом содержании раффинозы в сусле недобор спирта может составлять значительную величину, но в случае применения турбо дрожжей процент сбродившей раффинозы больше. Что увеличивает выход алкоголя на 1,46%.

Повышение бродильной активности турбо-дрожжей достигнуто содержанием веществ, при помощи которого раффиноза полностью превращается в сбраживаемые сахара. Кроме того, турбо . дрожжи устойчивее к пониженному рН, при котором образуется больше алкоголя в результате сокращения расхода сахарозы на побочные продукты.

При сбраживании вакуум сусла применяют, к примеру, винные дрожжи дополнительно задаётся питание для дрожжей (питательные соли Макроферм), ,когда турбо- дрожжи не нуждаются в дополнительном питание и работают по системе все включено.

Применение турбо-дрожжей

Следует добавлять непосредственно в сусло для сбраживания. Можно делать регидратацию турбо дрожжей предварительно растворив Турбо-дрожжи в воде, но процесс не должен превышать 5-ти минут до момента «задачи» в ёмкость , так как через 15 минут после их растворения возникает большая разница между осмотическим давлением внутри и вне клеток дрожжей, после чего они разрушаются и умирают.

Задать необходимое сусло в емкость, затем долить воду до общего объема. Засыпать Турбо-дрожжи и тщательно размешать. Перед добавлением дрожжей температура раствора не должна превышать 22-28°C. Температура, выше 33°C, создает риск гибели дрожжей и брожение может не начаться. Закрыть ёмкость и установить водяной затвор для выхода углекислого газа, возникающего в процессе брожения.

Ёмкость с бродящим раствором должна находиться в помещение с постоянной температурой 22-28°C. Изменение температуры всегда оказывает негативное воздействие на жизнедеятельность дрожжей. Процесс брожения занимает 3-5 суток. В течение этого времени ёмкость желательно несколько раз открыть и медленно перемешать смесь.

Температуру брожения для виноматериала 17,5 %, необходимо поддерживать на уровне 33°C. При этом время брожения может увеличиться. Соблюдение данного температурного режима позволит получить более выраженный вкус и обезопасит процесс брожения от остановки и гибели дрожжей.

Сравнительная таблица винные дрожжи и турбо-дрожжи

Лучше замедлять брожение более низкой дозировкой, таким образом, это занимает чуть больше времени, но температура брожения не становиться настолько высокой, чтобы погубить дрожжи и органолептические показатели в виноматериале.

Соблюдения условий при использовании в производстве для турбо-дрожжей

К условиям, обеспечивающим нормальную жизнедеятельность турбо дрожжей, относятся, прежде всего температура, рН и состав питательной среды.

Турбо-дрожжи живут и размножаются в широких температурных пределах, но для нормальной их жизнедеятельности необходима температура 29-30°С. При очень высокой или очень низкой температуре жизнедеятельность дрожжей ослабляется или прекращается. Максимальная температура для развития дрожжей 38°С, минимальная -5°С; при температуре 50°С дрожжи погибают.

На жизнедеятельность турбо-дрожжей значительно влияет активная кислотность среды. Водородные ионы изменяют электрический заряд коллоидов плазменной оболочки клеток и в зависимости от концентрации могут увеличивать или уменьшать ее проницаемость для отдельных веществ и ионов. От величины рН зависит скорость поступления питательных веществ в клетку, активность ферментов, образование витаминов. При изменении рН среды изменяется и направление самого брожения. Если рН сдвигается в щелочную сторону, то увеличивается образование глицерина.

Турбо-дрожжи сохраняют жизнеспособность в пределах рН среды от 2 до 8.

При рН ниже 4,2 турбо-дрожжи не продолжают развиваться, тогда как развитие молочнокислых бактерий прекращается. Это свойство турбо-дрожжей используют для подавления развития бактерий в инфицированной среде, которую подкисляют до рН 3,8-4 и выдерживают определенное время.

Питательная среда для турбо-дрожжей

Важно чтобы дрожжи имели питания на всех этапах своей жизнедеятельности, внесения избыточного количества питательных веществах на начальном этапе может оказать обратное действие и замедлить брожение ,поэтому рекомендовано вносить питание поэтапно 50% от рекомендованной дозировки в месте с дрожжами и остальную половину по необходимости во время процесса брожения по взятым лабораторией пробам.

Микроэлементы. Микроэлементы также имеют важное значение для размножения и жизнедеятельности дрожжей, входя в состав ферментов, витаминов и других соединений, участвующих в их синтезе. Они влияют на скорость и характер различных биохимических процессов. Например, кобальт стимулирует размножение дрожжей, повышает содержание в клетках азотистых веществ небелковой природы, прежде всего ДНК, РНК и свободных аминокислот. Он стимулирует также синтез витаминов-рибофлавина и аскорбиновой кислоты. Стимулирующее действие микроэлементов объясняется тем, что они образуют с ферментами металлорганические и внутрикомплексные соединения. Получаемый эффект зависит от прочности связи фермента с молекулой субстрата или активации субстрата в промежуточном активном комплексе.

Витамины и другие факторы роста. Для нормального развития и винного брожения все виды дрожжей нуждаются в витаминах, которые являются кофакторами многих ферментов. Сахаромицеты в большей или меньшей мере могут синтезировать все витамины, за исключением биотина, который должен обязательно содержаться в питательной среде.

Источники питания для турбо-дрожжей:

• Углеродное питание. Дрожжи используют углерод из различных органических соединений: глюкозы, маннозы, галактозы, фруктозы.
• Азотное питание. Дрожжи способны синтезировать все аминокислоты, входящие в состав их белка, непосредственно из неорганических азотистых соединений при использовании в качестве источника углерода органических соединений - промежуточных продуктов распада углеводов, которые образуются при дыхании и брожении.
• Аминокислоты являются одновременно источником азота и углерода, причем последний усваивается из кетокислот, образующихся в результате отщепления аминогрупп. Возможна и непосредственная ассимиляция аминокислот из питательной среды, содержащей их полный набор и какой-либо виде в сбраживаемом вакуум сусле или фруктовом экстракте. Вследствие этого снижается расход сахаров среды на питание дрожжей и несколько увеличивается выход алкоголя при брожении.
• Витамины дрожжам необходимы витамины (биотип, пантотеновая кислота, тиамин, пиридоксин и др.). Пептиды занимают среднее положение между аминокислотами и белками. Потребление пептидов снижается с повышением их сложности. Присутствие некоторого количества пептидов в среде наряду с другими формами азота способствует потреблению аминокислот.
• Фосфорное питание. В анаэробных условиях дрожжи усваивают фосфор главным образом в начальный период брожения, когда потребление его составляет 80—90% от максимального содержа-ния в дрожжах.

В вакуум сусле и фруктовых экстрактах из растительного сырья содержится достаточное количество усваиваемых дрожжами фосфорсодержащих соединений

Как спровоцировать быстрое размножение дрожжей у себя на предприятии ?

Скорость роста турбо дрожжей зависит от разности осмотического давления в клетке и в сусле. Чем она больше, тем быстрее размножаются дрожжи. Поэтому более активное физиологическое состояние дрожжей наблюдается при сбраживании фруктовых экстрактов и вакуум сусла по двухпоточному способу. Все выше причисленное сбалансированное питание в турбо-дрожжах поставляется питательные элементы в определённые этапы ферментации сусла.

Технолог винного завода на базе производственной лаборатории, может скомпилировать индивидуальную рецептуры для применяемых дрожжей в зависимости от используемого на предприятии сырья начиная от сбраживания сахаров до фруктовых экстрактов.

Основной принцип составления рецептур питательных сред удовлетворение физиологических потребностей микроорганизмов. В каталогах культур и в определителях указаны эти потребности, а также оптимальные значения рН и температуры. Задача технолога, оптимизирующего состав среды для конкретного штамма продуцента целевого продукта, выбрать из перечня источников углерода, азота, фосфора и других веществ наиболее оправданные в экономическом и экологическом отношении компоненты. С этой целью проводят лабораторные опыты, желательно с использованием методов математического планирования эксперимента.

Концентрация основного сырья определяется с учетом коэффициента его конверсии (Yp/s и Yx/s). При соблюдении оптимальных условий культивирования коэффициент конверсии в биомас су (Yx) для метанола и глюкозы равен примерно 0,5; для этанола 0,70 0,75; для гексадекана 1,0 1,1; для жидких парафинов 1,2 1,3. Это означает, что в условиях периодического культивирования для выращивания 30 г биомассы в 1 л среды в субстрат должны быть внесены 60 г метанола, 40 г этанола, 30 г гексадекана или 24 г жидких парафинов.

Концентрации метанола, превышающие 1,0%, или этанола, превышающие 1,5 2,0%, обычно токсичны для микроорганизмов. Глюкоза, сахароза, фруктоза и другие низкомолекулярные сахара в концентрациях более 7 8 % также тормозят рост большинства микроорганизмов, поэтому при необходимости эти вещества вводят в питательный субстрат постепенно, по мере ассимиляции.

Количество азотсодержащих веществ, для конструктивного метаболизма определяют из содержания азота в биомассе и предполагаемого ее урожая, учитывая, что около 5 % азота остается неиспользованным. Кроме минерального азота ряд микроорганизмов усваивает азот белка, пептидов и аминокислот, внесенных в среду с органическим сырьем.

Точную потребность микроорганизмов в минеральном питании выясняют, культивируя их на строго синтетических средах, состоящих из компонентов в чистом виде (перекристаллизованные соли) и дистиллированной воды.