DE1809768B2

DE1809768B2 - Trocknung einer wäßrigen Hefesuspension

Info

Publication number: DE1809768B2
Application number: DE1809768A
Authority: DE
Inventors: Eric Alloa Scotland Fantozzi; William Edward Epsom Downs Surrey Trevelyan
Original assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Current assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Priority date: 1967-11-23
Filing date: 1968-11-19
Publication date: 1978-09-14
Also published as: FR1594829A; JPS5017557B1; BE724273A; NO141807B; GB1196786A; DK131688B; NO141807C; NL154553B; LU57357A1; AT298376B; NL6816426A; DE1809768C3; US3615685A; DE1809768A1; DK131688C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aktiver getrockneter Hefe.

Bei bekannten Verfahren zur Herstellung dieses Produkts wird Hefe in einem flüssigen Nährmedium, welches Kohlenhydrate, Stickstoff in einer für die Hefe verfügbaren Form und andere Bestandteile in kleineren Mengen, z. B. Phosphor, enthält, gezüchtet. Die Hefe wird von dem Medium, z. B. durch Zentrifugieren, abgetrennt, und etwas Wasser wird dann durch Filtration entfernt. Das entstandene krümlige Produkt enthält etwa 27 — 34% Trockensubstanz und wird normalerweise zu Hefeblöcken einer für den Handel passenden Größe verpreßt. Andernfalls kann die Hefe bis zu etwa 92% Trockensubstanz unter Verwendung herkömmlicher Trocknungsverfahren getrocknet werden. In einem dieser Verfahren wird das Produkt durch öffnungen durchgepreßt und dann in einer Rotationstrommel getrocknet. Das Produkt wird als aktive getrocknete Hefe bezeichnet, und solche Hefe kann durch Vermischen mit Wasser unter Herstellung einer lebende Hefezellen enthaltenden Suspension rekonstituiert werden; diese Suspension kann zu denselben Zwecken wie die Preßhefe verwendet werden. Aktive getrocknete Hefe, die auf diese Weise hergestellt wird, wird üblicherweise in Form von Pellets verkauft, die eine solche Größe besitzen, daß sie durch ein 8-Maschensieb hindurchgehen, jedoch von einem 40-Maschensieb zurückgehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Bäckerhefe und aktive getrocknete Hefe herzustellen in einem Verfahren, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile bietet.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zur Trocknung einer wäßrigen Hefesuspension zur Herstellung einer aktiven Hefe mit einem Trockensubstanzgehalt von 88—97 Gewichtsprozent unter Anwendung von Sprühtrocknung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einer ersten Stufe eine Sprühtrocknung durchführt, wobei das in den Sprühtrockner eintretende Gas eine Temperatur bis zu 200°C und das austretende Gas eine solche bis zu 70°C aufweist und Hefeteilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 15 und 500 Mikron und 27 50 Gewichtsprozent Trockensubstanz gebildet werden, und dann in einer zweiten Stufe bei einer Temperatur der umlaufenden Luft von 20 —60° C und einer relativen Feuchtigkeit von weniger als 45% trocknet, wobei die Trocknung in der zweiten -> Stufe ohne mechanische Durchmischung oder Druckanwendung auf die Hefe erfolgt

Die wäßrige Hefesuspension, die zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, wird nach einem der bekannten Verfahren hergestellt, bei

ίο welchem Hefe, im allgemeinen vom Stamme Saccharomyces cerevisiae, in einem Nährmedium gezüchtet wird. Zum Beispiel kann eine Hefesuspension erhalten werden durch Belüften einer mit Hefezellen inokulierten verdünnten Zuckerlösung, die außerdem Stickstoff und Phosphor in einer für die Hefezellen verfügbaren Form enthält. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von aktiver getrockneter Hefe verwendet werden soll, muß darauf geachtet werden, daß ein geeigneter Hefestamm gewählt wird und daß die

>o Fermentationsbedingungen für die Herstellung von aktiver getrockneter Hefe geeignet sind. Solche Stämme und Bedingungen sind dem Fachmann für die Hefeherstellung bekannt.

Diese Suspension, die etwa 4 Gew.-% Trockensub-

2^r> stanz enthält, kann als solche verwendet werden, vorzugsweise wird sie jedoch konzentriert, z. B. durch Zentrifugieren, unter Bildung einer Flüssigkeit mit kremiger Konsistenz mit etwa 15 Gew.-% Trockensubstanz.

jo Die Sprühtrocknung der Hefensuspension kann auf irgendeine geeignete Weise vorgenommen werden, z. B. unter Verwendung eines Zentrifugalzerstäubers oder mittels Luftdüsen, die innerhalb einer Trockenkammer gehalten sind. Die Bedingungen, wie z. B. Temperatur und relative Feuchtigkeit der Atmosphäre in der Sprühkammer, Temperatur der Suspension, Geschwindigkeit des Zerstäubers und Größe der öffnungen) der Düse sowie Aufenthaltszeit der Hefe in der Trockenkammer, müssen so gewählt werden, daß das Produkt aus einzelnen Teilchen besteht, deren durchschnittlicher Durchmesser zwischen 15 und 500 Micron, am besten zwischen 20 und 200 Micron, liegen, wobei auch einige Agglomerate vorliegen können, und daß der Trockengehalt des Produktes zwischen 27 und 50 Gew.-%, am 3 besten zwischen 40 und 45 Gew.-%, liegt.

Die Sprühtrocknung der ersten Stufe erfolgt bei einer Temperatur der einströmenden Luft (oder eines anderen Gases, z. B. Stickstoff) bis zu 20O⁰C, am besten bei 50-90⁰C. Geeignete Temperaturen für das ausströmende Gas liegen bis zu 7O⁰C, am besten zwischen 20 und 35° C.

Diese Methode der Sprühtrocknung hat zahlreiche Vorteile gegenüber den bisher verwandten Verfahren, bei denen eine Filtration angewendet wurde. So ist es

>> z. B. schwierig, mittels der letztgenannten Verfahren ein Produkt mit mehr als etwa 35% Trockengehalt zu erhalten; durch Sprühtrocknung können jedoch leichte Produkte mit bis zu 45% Trockengehalt erhalten werden. Weiterhin ist es beim erfindungsgemäßen

w) Verfahren viel leichter, unter sterilen Bedingungen zu arbeiten, da die Luft oder das andere zur Verwendung kommende Gas durch absolute Filter geleitet oder chemisch durch Hitze vorbehandelt werden kann, um die Gefahr einer Infektion zu mindern.

ivi Nach dieser Stufe besteht das Produkt aus einzelnen Hefeteilchen, die zu Agglomeraten zusammenhaften oder lose aneinanderhängen und eine krümlige Masse bilden, die ein beträchtlich höheres Volumen-zu-Ge-

wicht-Verhältnis aufweist als Preßhefe.

Das erhaltene Produkt kann rekonstituiert und in der gleichen Weise benutzt werden wie Preßhefe.

Um aus diesem aus der ersten Trocknungsstufe erhaltenen Produkt Trockenhefe mit einem Trockensubstanzgehalt von 88—97 Gew.-% (meist wird ein Gehalt von 92—93% als zufriedenstellend angesehen) herzustellen, wird es einer milden Trocknung unterworfen. Die Trocknung wird durchgeführt durch Inberührungbringen des Produktes mit einem Luftstrom, bei einer Temperatur von 20 bis 6O⁰C, am besten zwischen 35 bis 45° C und einer relativen Feuchtigkeit von weniger als 45%, am besten zwischen 35 und 45%. Es ist dabei wichtig, daß die gewählte Trocknungstechnik, zumindest so lange, bis der Trockengehalt 70-80% erreicht hat, keine mechanische Durchmischung oder Druckanwendung auf die Hefe bewirkt Ein geeignetes Trocknungsverfahren besteht darin, die sprühgetrocknete Hefe auf Brettern oder auf einem sich bewegenden kontinuierlichen Förderband zu verteilen und einem umlaufenden Luftstrom auszusetzen.

Die erfindungsgemäß erhaltene aktive getrocknete Hefe kann leicht rekonstituiert werden durch Vermischen mit Wasser unter Herstellung einer aktiven Hefe, die für dieselben Zwecke wie Preßhefe verwendet werden kann. Ihre anfängliche fermentative Aktivität ist gut, und sie behält ihre Aktivität für einen verlängerten Zeitraum. Im Gegensatz zu getrockneter Hefe in Pelletform kann das erfindungsgemäße Produkt in zufriedenstellender Weise direkt mit Mehl vermischt werden unter Bildung einer Trockenmischung, die außerdem noch andere Bestandteile enthalten kann. Wenn, wie das leicht der Fall sein kann, der Feuchtigkeitsgehalt des Mehles größer ist als der der Hefe, wird nach Herstellung der Mischung Wasser allmählich von dem Mehl an die Hefe abgegeben, so daß die Rekonstituion noch erleichtert wird, wenn schließlich Wasser zugesetzt wird.

In der DT-PS 3 81 959 wird ein Verfahren zum Trocknen von in Brockenform befindlicher Preßhefe mittels durchstreichender Luft beschrieben. Dabei wird erwärmte Luft von geringem Druck verwendet und die Preßhefe unter Zerkleinerung bis zur Pulverform getrocknet Im Gegensatz zum beanspruchten Verfahren wird demnach beim bekannten Verfahren bereits von Preßhefe ausgegangen, die keineswegs aus einzelnen kleinen Partikeln besteht, sondern erhebliche Abmessungen besitzt Ein Verfahren zur Herstellung von Trockenhefe, ausgehend von wäßrigen Hefesuspensionen, wird nicht beschrieben oder nahegelegt.

In der DT-PS 7 51 381 wird ein Verfahren zum Trocknen von osmotisch oder anderweitig vorentwässerter und filtrierter Hefe beschrieben, bei dem die vorbehandelte Hefe zuerst, z. B. 24 Stunden, gegebenenfalls unter Kühlhaltung gelagert und dann zur Endtrocknung vorzugsweise einer Zerstäubung unterworfen wird. Dieses Verfahren ist demnach dreistufig, da zuerst auf 40 bis 70% entwässert werden soll, worauf 24 Stunden zu lagern ist, und dann erst eine Zerstäubung zur endgültigen Trocknung durchgeführt werden muß. Das neue Verfahren ist dieser Literaturstelle nicht zu entnehmen.

Aus dem Buch »Die Hefen« (1962, Verlag Hans Carl, Nürnberg), Seite 584, ist es bekannt, zur Trocknung von Hefe Zerstäubungstrockner einzusetzen. Dieser allgemeinen Angabe kann man das beanspruchte Verfahren nicht entnehmen. In der schwedischen Patentschrift 1 73 513 ist ein einstufiges Verfahren zur Sprühtrocknung von Hefe beschrieben. Die bei diesem Verfahren erhaltene Hefe besitzt nicht die Aktivität der erfindungsgemäß hergestellten Hefe (siehe den folgenden Vergleichsversuch). Die folgenden Beispiele erläutern -, die Erfindung:

Beispiel 1

a) Eine Hefesuspension mit einem Trockengehalt (bestimmt durch einen standardisierten Test) von etwa

ίο 16% wurde von einer Hefenfabrik erhalten, wo sie in einem belüfteten Melassemedium gezüchtet, gewaschen und zentrifugiert worden war wie zur Herstellung von Preßhefe. Der zur Verwendung gekommene Stamm Saccharomyces cerevisiae enthielt 8,4% Stickstoff und 2,69% Phosphat (berechnet als P2O5) bezogen auf den Trockengehalt Diese Hefesuspension wurde in einen Sprühtrockner überführt, in welchem sie durch einen Zentrifugalzerstäuber gepumpt wurde, um die Suspension in Tröpfchenform zu dispergieren. Innerhalb der Trockenkammer wurde sie mit einem Luftstrom vermischt, der mit einer Temperatur von 90⁰C eintrat. Nach einer Aufenthaltszeit von etwa 10 see in der Trockenkammer wurden die teilweise getrockneten Hefeteilcheii in Form einer Suspension in der Abluft des

2-5 Trockners, die eine Temperatur von 37° C besaß, in einen Zyklonseparator überführt in welchem das Produkt getrennt und gesammelt wurde. Es besaß einen Trockengehalt von 33,3% und ein ansprechendes Aussehen von fast weißer Farbe. Das Produkt besaß

jo eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 100 Micron und konnte leicht gehandhabt werden; es war besser freifließend als Hefeteilchen, die nach einem mittels Filtration durchgeführten Verfahren erhalten wurden. Das Produkt wurde auf seine fermentative Aktivität durch einen Standardtest, wie er für Preßhefe verwandt wird, getestet. Das Ergebnis ist in Tabelle I zusammengefaßt und wird verglichen mit der fermentativen Aktivität von Hefe aus demselben Ansatz jedoch in Preßform, hergestellt in der genannten Fabrik.

a') Der in Teil a) beschriebene Versuch wurde wiederholt unter Verwendung der gleichen Bedingungen mit der Ausnahme, daß die Hefesuspension einen geringfügig höheren Trockengehalt besaß, wie er aufgrund der scheinbaren Viskosität angezeigt wurde.

Dadurch wurde die wirksame Feuchtigkeit der Luft innerhalb des Sprühtrockners herabgesetzt und damit die Verdampfungsgeschwindigkeit erhöht und somit ein trockneres Produkt hergestellt. Der Trockengehalt des Produktes betrug 47,1 Gew.-% und die durchschnittliehe Teilchengröße betrug etwa 100 Micron.

Das Ergebnis dieses Versuches ist ebenfalls ir der nachstehenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Muster

Trockengchalt Fermentative Aktivität

(mis. CO2)

bo Beispiel la
Beispiel la'
Preßhefe

33,3
47,1
28,6

130

152
119

a") Eine Hefensuspension mit einem Trockengehalt

_b-, von etwa 16% wurde aus einer Hefenfabrik bezogen, wo sie in einem belüfteten Molassenmedium gezüchtet, gewaschen und zentrifugiert worden war, wie zur Herstellung von getrockneter Hefe in Pelletform. Diese

Hefe enthielt 7% Stickstoff und 2,04% Phosphat bezogen auf den Trockengehalt

Die Hefesuspension wurde durch einen Sprühtrockner geleitet wie in Teil a), jedoch mi?, den in Tabelle II angegebenen Lufttemperaturen und mit einer Aufenthaltszeit von 6 see.

b) Das gemäß Teil a" aus dem Sprühtrockner erhaltene Produkt wurde in einer Schichtdicke von etwa 5 mm auf Kunststoffboden ausgebreitet, die dann ir< einen Trockenschrank gebracht wurden. Erhitzte Luft wurde durch den Trockenschrank geleitet unter den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, wie sie in Tabelle H angegeben sind, bis das Produkt den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt besaß.

Das erhaltene Produkt war ein fein verteiltes Pulver, kremfarbig und von ansprechbarem Aussehen, welches keine weitere Verarbeitung benötigte, nachdem es von den Böden in einen Sammelbehälter abgeladen worden war. Die durchschnittliche Teilchengröße betrug 80—100 Micron.

Da dieses Produkt als besonders geeignet zur Verwendung in Trockenmischungen von Hefe und Mehl angesehen wurde, wurde es auf seine fermentative Aktivität durch einen Standardtest für aktive getrocknete Hefe unter trockener Vermischung von Hefe und Mehl getestet Um das Testergebnis zu veranschaulichen, wurde ein Muster der Hefe aus dem gleichen Ansatz, der in der genannten Fabrik in aktive getrocknete Hefe in Pelletform überführt worden war, den gleichen Testbedingungen unterworfen mit der Ausnahme, daß es zunächst einmal notwendig war, diese Hefe mit Wasser zu rekonstituieren. Die Ergebnisse dieser Vergleichsversuche sind in Tabelle Il angegeben und zeigen, daß das Produkt mindestens gleich gut hinsichtlich seiner fermentativen Aktivität ist wie das nach bekannten Verfahren hergestellte Produkt.

b') Anstelle des gemäß Teil a") erhaltenen Materials wurde die gemäß a') oder a") sprühgetrocknete Hefe der zweiten Trocknung gemäß Teil b) unterworfen, wodurch eine Trockenhefe mit ähnlichen guten Eigenschaften erhalten wird.

Beispiel 2

Eine Hefesuspension wurde aus einer Hefefabrik bezogen, wo sie ähnlich wie die in Beispiel 1

Tabelle Il

beschriebene Suspension erhalten worden war. Sie war aus dem gleichen Stamm gezüchtet hatte jedoch einen Stickstoffgehalt von 6,75% und einen Phosphatgehalt von 2,09%.

Die Suspension wurde derselben Trocknungsmethode, wie sie in Beispiel 1 beschrieben worden war, jedoch unter unterschiedlichen Bedingungen unterworfen. Die Versuchsergebnisse und die Bedingungen dieses Beispiels sind in Tabelle Π zusammengefaßt und werden dort, wie bei Beispiel 1, mit einer aktiven getrockneten Hefe in Pelletform verglichen, die in der Fabrik aus dem gleichen Hefeansatz gewonnen worden war.

Das Produkt dieses Beispiels war im Aussehen und hinsichtlich der Teilchengröße ähnlich dem des Beispiels 1. Seine fermentative Aktivität war geringfügig besser als die eines vergleichbaren Musters, hergestellt nach bekannten Verfahren.

B e i s ρ i e I e 3 und 4

In diesen Beispielen wurden noch weitere Trocknungsbedingungen angewandt und wieder wurden gute Produkte erhalten. Die Bedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt

Beispiel 5

Entsprechend Beispiel 3 und 4 wurden noch Versuche bei einer Einlaßtemperatur von 200° bzw. 230° C durchgeführt.

jo Im ersten Versuch waren die Bedingungen im Sprühtrockner 200⁰C Einlaßtemperatur und 52° C Auslaßtemperatur. Die Lufttemperatur im Trockenschrank betrug 43° C, die relative Feuchtigkeit wurde nicht bestimmt, liegt aber innerhalb der in Tabelle II

r> angegebenen Werte. Die erhaltene Trockenhefe hat einen Wassergehalt on 8,1% und eine fermentative Aktivität von 89 ecm CO₂.

Dann wurde ein entsprechender Versuch bei 230° C Einlaßtemperatur im Sprühtrockner durchgeführt d. h.

also einer Temperatur außerhalb des beanspruchten Verfahrens. Man erhielt so eine Hefe, deren fermentative Aktivität nur 26 ecm CO2 betrug. Daraus kann ersehen werden, daß die erfindungsgemäß angegebene Höchsttemperatur von 200° C im Sprühtrockner entscheidend wichtig ist.

Muster

Bedingungen im Sprühtrockner	Auslaß- Temp.	Bedingungen im Trockenschrank	Relative Feuchtig keit	Versuchsergebnisse	fermentative Aktivität
Einlaß- Temp.	⁰C	Luft- Temp.	%	Wasser gehalt	(mis CO2)
⁰C	22	°C	17	%	110
50	—	23	—	9,0	107
—	24	—	25	8,0	107
55	—	25	—	9,8	100
—	32	—	31	7,4	100
70	—	41	—	3,4	92
—	48	—	28	7,5	108
170		42		5,8	99
		7,1

Beispiel 1

Hefe in Pelletform vom gleichen

Ansatz wie Beispiel 1

Beispiel 2

Hefe in Pelletform vom gleichen

Ansatz wie Beispiel 2

Beispiel 3

Hefe in Pelletform vom gleichen

Ansatz wie Beispiel 3

Beispiel 4

Hefe in Pelletform vom gleichen

Ansatz wie Beispiel 4

Vergleichsversuche

Gemäß der schwedischen Patentschrift 1 73 513 wurde Trockenhefe durch eine einstufige Sprühtrocknung hergestellt, wobei ein Trockengehalt von 90 bis 96% erhalten wurde. In den verwendeten Vergleichsversuchen war die eingesetzte Hefe gleich der, wie sie in den vorhergehenden Beispielen der vorliegenden Anmeldung eingesetzt worden ist Die zur Sprühtrocknung verwendete Hefecreme hatte etwa denselben Gehalt an Trockenmaterie wie die Beispiele 1 bis 4, d. h. etwa 16%. Wie aus der nachfolgenden Tabelle zu ersehen ist, wurde nach dem bekannten Verfahren nur eine Trockenhefe mit einer fermentativen Aktivität von 263-65,8 erhalten.

Einlaß- Auslaß- Ver- Fermen- Endtemperatur temperatur weilzeit tative gültiger

Aktivität Wasser-

"C "C sec ecm CCh gehalt

134	73	7,0	26,3	4,8
155	65	7,9	50,0	8,0
154	73	11,1	32,2	7,5
94	67	12,3	37,6	6,0
148	72,5	13,0	57,2	935
150CA	75CA	7,0	23,0	93
150	75	7,0	65,8	10,6

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten guten Ergebnisse sind sehr überraschend, da das Verfahren als wesentliche Stufe einen Arbeitsgang umfaßt, der normalerweise als für die Hefe sehr schädigend angesehen werden könnte, nämlich die Überführung von einem Trocknungsvorgang zum anderen bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 40—50%. Bei diesem Feuchtigkeitsbereich ist die Hefe bekanntlich für einen schnellen Verlust ihrer Aktivität sowie zum Zusammenbacken zu Klumpen anfällig, was die Aktivität nochmals verringert.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Trocknung einer wäßrigen Hefesuspension zur Herstellung einer aktiven Hefe mit einem Trockensubstanzgehalt von 88 — 97 Gewichtsprozent unter Anwendung von Sprühtrocknung, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe eine Sprühtrocknung durchführt, wobei das in den Sprühtrockner eintretende Gas eine Temperatur bis zu 200° C und das austretende Gas eine solche bis zu 70° C aufweist und Hefeteilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 15 und 500 Mikron und 27-50 Gewichtsprozent Trockensubstanz gebildet werden, und dann in einer zweiten Stufe bei einer Temperatur der umlaufenden Luft von 20 -60° C und einer relativen Feuchtigkeit von weniger als 45% trocknet, wobei die Trocknung in der zweiten Stufe ohne mechanische Durchmischung oder Druckanwendung auf die Hefe erfolgt.