EA027528B1 - Способ производства сушеных дрожжей - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к получению сушеных дрожжей, которые в дальнейшем, в том числе и после длительного хранения, могут быть эффективно использованы в различных отраслях пищевой промышленности (хлебопекарное производство, пивоварение и т.д.) и в сельском хозяйстве (регуляторы роста растений и т.п.). Предложен способ производства сушеных дрожжей, включающий предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей, поэтапную сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое с получением сыпучего продукта с содержанием влаги, не превышающим заданный предел, просеивание и охлаждение сыпучего продукта с получением целевого продукта. При этом сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое, по меньшей мере, до получения промежуточного продукта с содержанием влаги 25,0-30,0 мас.% осуществляют с постоянным перемещением продукта в зону подачи воздуха с максимальной скоростью потока при одновременном рыхлении и перемешивании продукта, причем температура продукта в процессе сушки не превышает 70°С. Способ при сокращении времени сушки и повышении общей экономичности производства обеспечивает повышение "активности" дрожжей даже при длительном хранении.

Description

Заявляемое изобретение относится к получению сушеных дрожжей, которые в дальнейшем, в том числе и после длительного хранения, могут быть эффективно использованы в различных отраслях пищевой промышленности (хлебопекарное производство, пивоварение и т.д.) и в сельском хозяйстве (регуляторы роста растений и т.п.).

Дрожжи представляют собой одноклеточные микроорганизмы, которые относят к классу грибов сахаромицетов. Дрожжевые клетки почти на 3/4 состоят из воды. Оставшаяся часть распределяется следующим образом: сухое вещество (44-67%), углеводы (до 30%), минеральные соли (6-8%), витамины и ферменты. Сушеные дрожжи выгодно отличаются способностью к длительному хранению, при этом по содержанию указанных выше веществ они эквивалентны биомассе дрожжей.

Изначально, в середине XX века, дрожжи сушили с использованием гигроскопических веществ, например, обезвоженного крахмала, силикагеля и т.п. [1]. Для этого прессованные дрожжи измельчали, смешивали с крахмалом и помещали смесь в хлопчатобумажные или холщевые мешки, которые помещали в особые сетчатые карманы медленно вращающегося барабана. Карманы были окружены абсорбентом - гигроскопическим веществом. При вращении барабана, орошаемого снаружи холодной водой (для поддержания внутри барабана температуры не выше 16°С) влага дрожжей постепенно переходила в окружающий их крахмал, а затем в абсорбент. Такие способы были очень трудоемкими, длительными, требовали использования большого количества вспомогательных веществ. Кроме того, они не обеспечивали снижение влаги до уровня, обеспечивающего длительное хранение.

В настоящее время сушеные дрожжи традиционно получают высушиванием предварительно измельченных прессованных дрожжей до остаточной влажности 5-8% с сохранением исходных ферментативных свойств [2]. Качество сушеных дрожжей, а также срок из действия на протяжении нескольких лет, обусловлены составом исходного сырья, выбором режима сушки и герметичностью упаковки. В сушеных/сухих дрожжах при низкой влажности дрожжевая клетка находится в спящем состоянии и может сохраняться длительное время. Такие дрожжи известны также как сухие активные дрожжи и представляют собой сферические гранулы различного диаметра (около 1 мм в диаметре). Внешний слой гранул сухих дрожжей состоит из дрожжевых клеток в спящем состоянии и является защитным от влияния окружающей среды. Поэтому для восстановления активности дрожжей их необходимо растворить в воде. Технология производства сухих инстантных дрожжей заключается в использовании специального метода быстрой сушки с меньшим повреждением клеточной мембраны и консервации дрожжей вакуумом. Конечная влажность такого продукта составляет не более 5%. Инстантные (быстродействующие) дрожжи были специально созданы для удобного использования. Их необходимо смешивать непосредственно с мукой без предварительного разведения в воде, что значительно убыстряет и упрощает процесс приготовления дрожжевого теста.

Как уже было упомянуто выше, традиционными: для производства сушеных дрожжей технологическими стадиями являются прессование, измельчение прессованных дрожжей и их сушку, обычно, в несколько этапов. Отпрессованные дрожжи измельчают для ускорения процесса влагоудаления. Для измельчения используют специальные грануляторы с фильерами, формовочные машины или же гидравлические прессы, которые переводят прессованные дрожжи либо в вермишель, либо в гранулы диаметром около 1 мм. На этой стадии необходимо соблюдать некоторые условия. Так, при формовании нельзя допускать повышения температуры дрожжевых нитей, а после измельчения следует немедленно подавать готовое сырье на высушивание, чтобы избежать потерь сухого вещества, расходуемого на дыхание. Качество сушеных дрожжей, обеспечивающее возможность длительно сохранять их ферментативную активность (без которой дальнейшее использование будет уже невозможно), напрямую зависит от интенсивности сушки. Интенсивность сушки, в свою очередь, возрастает: с увеличением площади соприкосновения сушильного агента и высушиваемого материала (что также обуславливает необходимость предварительного измельчения); с повышением температуры теплоносителя; с понижением влажности теплоносителя; с увеличением скорости движения теплового потока. Однако, считается, что значительное повышение температуры дрожжей отрицательно влияет на качество целевого продукта, и ее поддерживают на определенном невысоком уровне.

В основном известные в настоящее время способы производства сушеных дрожжей отличаются особенностями реализации стадии непосредственно сушки. Анализ известных из уровня техники способов показал, что по совокупности общих технических признаков в качестве наиболее близкого к заявляемому может рассматриваться способ производства сушеных дрожжей, включающий предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей, поэтапную сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое с получением сыпучего продукта с содержанием влаги не более 8,0 мас.%, просеивание и охлаждение сыпучего продукта с получением целевого продукта [3]. В данном способе температуру дрожжей поддерживают на уровне 30°С. При этом весь процесс отделения и вывода влаги протекает в три стадии. На первой стадии осуществляется удаление внеклеточной жидкости, и общая влажность снижается с исходных 70 до 52%. На второй стадии осуществляется удаление свободной внутриклеточной влаги, которое на выходе позволяет получить дрожжи с остаточным содержанием воды 16-18%. На третьей стадии осуществляется частичное удаление связанной внутриклеточной влаги, характеризующееся снижением влажности до 7,5-8%. Оставшиеся 7-8% химически связанной влаги удалению не под- 1 027528 лежат, так как это может повлечь за собой денатурацию белков (разрушение структуры с изменением строения и естественных свойств), которая приведет к гибели дрожжевой клетки. Таким образом, способ является достаточно длительным и требуется достаточно жесткий контроль за соблюдением технологических параметров, в частности температуры дрожжей. Кроме того, на третьем этапе высушивания возникает сложность, связанная с необходимостью выполнения двойного условия: следует не только контролировать нижнюю предельную границу влажности, но и нацелено избавляться от избытков влаги. Так, при высокой концентрации воды в клетках (до 10%) реакции обмена не прекращаются и приводят, в конечном счете, к автолизу (разрушению клеток в процессе пагубного влияния их собственных ферментов). Результатом избыточного влагосодержания является потеря свойств целевого продукта.

Задачей изобретения является разработка способа производства сушеных дрожжей, который бы при сокращении времени сушки и повышении общей экономичности производства обеспечивал бы повышение активности дрожжей даже при длительном хранении.

Поставленная задача решается заявленным способом производства сушеных дрожжей, включающим предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей, поэтапную сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое с получением сыпучего продукта с содержанием влаги, не превышающим заданный предел, просеивание и охлаждение сыпучего продукта с получением целевого продукта. Поставленная задача решается за счет того, что сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое, по меньшей мере, до получения промежуточного продукта с содержанием влаги 25,0-30,0 мас.% осуществляют с постоянным перемещением продукта в зону подачи воздуха с максимальной скоростью потока при одновременном рыхлении и перемешивании продукта, причем температура продукта в процессе сушки не превышает 70°С.

В отличие от способа-прототипа в заявляемом способе реализуется несколько иной принцип формирования псевдоожиженного слоя. В дополнение к традиционным средствам создания псевдоожиженного слоя - распределенному потоку воздуха, проходящему через сита, в заявляемом способе осуществляется непрерывное (по меньшей мере, на начальных стадиях сушки) направленное механическое рыхление и перемешивание продукта, находящегося в псевдоожиженном слое. Причем при таких режимах создания псевдоожиженного слоя без ущерба активности целевого продукта температура подвергающихся сушке измельченных дрожжей на стадии непосредственно сушки может достигать даже 70°С. Кроме того, такая организация псевдоожиженного слоя исключает необходимость создания дополнительных вибраций. Более того, оказалось, что целевой продукт, полученный заявляемым способом, предназначенный для некоторых использований (например, в сельском хозяйстве в качестве регулятора роста) может иметь и длительное время сохранять высокую активность даже при более высоком содержании влаги - до 10-12%.

С учетом оптимальных конструкций устройств для сушки дрожжей, в которых воздух подается снизу вдоль продольной оси устройства сушки, т.е. максимальная скорость потока подаваемого воздуха имеет место в придонной зоне устройства сушки вдоль его продольной оси, рыхление и перемешивание продукта организуют таким образом, что все новые объемы продукта направляются из других зон в придонную зону вдоль продольной оси устройства сушки.

Для обеспечения такого принципа формирования псевдоожиженного слоя в предпочтительных формах реализации сушку осуществляют в разделенной на температурные зоны сушильной камере, снабженной воздухораспределительной решеткой и средствами создания псевдоожиженного слоя, при этом постоянное перемещение продукта при одновременном его рыхлении и перемешивании осуществляют от стенок камеры к ее центру посредством лопаток, закрепленных на, по меньшей мере, двух продольно ориентированных валах, установленных над воздухораспределительной решеткой, по меньшей мере, в первых температурных зонах камеры параллельно друг другу с возможностью противонаправленного вращения. При этом обеспечивается максимальная активность в псевдоожиженном слое, что способствует активизации процесса сушки и получению продукта равномерно просушенного по объему.

Также предпочтительными являются те формы реализации заявляемого способа, в которых предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей осуществляют путем пропускания дрожжевой массы через фильеру с формированием нитей одинаковой толщины, распадающихся при сушке на гранулы.

В предпочтительных формах реализации заявляемого способа целевой продукт обычно представляет собой смесь гранул и кусочков размером до 10,0 мм или мельче.

Для исключения отрицательного влияния на целевой продукт различных факторов окружающей среды, прежде всего влаги, целевой продукт дополнительно фасуют и упаковывают, предпочтительно, герметично.

Упомянутые выше и другие достоинства и преимущества заявляемого способа производства сушеных дрожжей будут рассмотрены более подробно на некоторых из возможных предпочтительных, но не ограничивающих примеров реализации способа.

Примеры

Пример 1. Способ производства сушеных дрожжей на основе дрожжей р. Зассйаготусев для использования в качестве регулятора роста.

- 2 027528

Технологический процесс производства регулятора роста на основе дрожжей р. ЗассЬаготусек включает следующие стадии: приемку влажных прессованных дрожжей; предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей; поэтапную сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое с получением сыпучего продукта с содержанием влаги, не превышающим заданный предел; просеивание и охлаждение сыпучего продукта с получением целевого продукта; упаковку и хранение.

Прессованные дрожжи выгружают в приемный бункер установки гранулирования. Дрожжевая масса винтовым конвейером установки гранулирования подается на фильеру с отверстиями диаметром до 1,4 мм. Проходя через фильеру, дрожжевая масса формируется в нити (вермишель) одинаковой толщины, распадающиеся при сушке на гранулы. Под действием незначительного вакуума, создаваемого за счет отработанного воздуха, гранулированные дрожжи влажностью около 70% всасываются в рабочую камеру первой зоны сушильной камеры и высушиваются в псевдоожиженном слое горячего воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Сушку осуществляют поэтапно в разделенной на температурные зоны сушильной камере, снабженной воздухораспределительной решеткой и средствами создания псевдоожиженного слоя (нагнетаемый под давлением сухой горячий воздух). Постоянное перемещение продукта при одновременном его рыхлении (псевдоожиженный слой) и перемешивании осуществляют от стенок камеры к ее центру посредством лопаток, закрепленных на двух (в рассматриваемой форме реализации) продольно ориентированных валах, установленных над воздухораспределительной решеткой в первых трех (для рассматриваемой формы реализации) температурных зонах камеры параллельно друг другу и вращающихся в противоположных направлениях. За счет этого продукт (гранулы) постоянно перемещается к центру сушильной камеры, т.е. в зону подачи воздуха с максимальной скоростью потока. Для подачи воздуха в различные температурные зоны сушильной камеры используют три вентилятора, а для нагрева воздуха - три паровых калорифера. Высота псевдоожиженного слоя поддерживается силой потока воздуха.

В 1-й зоне сушильной камеры на первом этапе сушки при описанном выше постоянном одновременном рыхлении и перемешивании продукта влажность гранул понижают с 70 до 60%, после чего гранулы перемещаются на второй этап сушки во 2-ю температурную зону.

Высота псевдоожиженного слоя и время пребывания гранул во 2-й зоне регулируются заслонкой, при этом избыток гранул пересыпается в 3-ю зону (на третий этап сушки). Влажность дрожжей после 2-й зоны сушильной камеры (после второго этапа сушки) снижается до 50%.

На третьем этапе сушки в 3-й зоне сушильной камеры дрожжи высушиваются до влажности 30%. И, наконец, на четвертом этапе в четвертой зоне сушильной камеры влажность дрожжей доводят до заданного предела (в рассматриваемой форме реализации 10%).

Температура подвергаемого сушке продукта/температура подаваемого воздуха на различных этапах сушки составляет в среднем: 1-я зона сушильной камеры 55-110°С, 2-я зона сушильной камеры 60100°С, 3-я зона сушильной камеры 60-100°С, 4-я зона сушильной камеры 65-90°С. Среднее время осуществления сушки на всех четырех этапах составляет 20 мин.

На выходе из сушильной камеры для отделения некондиционной фракции (комков, крупки) производят просеивание продукта на просеивающей машине с диаметром отверстий сита, выбранным в зависимости от требуемого размера частиц (гранул и кусочков) целевого продукта, обычно от 5 до 10 мм. Частицы целевого продукта (гранулы, кусочки) имеют запах свойственный сушеным дрожжам и цвет от светло-бежевого до коричневого. По результатам исследований органолептических, физико-химических и ферментативных свойств целевых продуктов, полученных в ряде циклов производства по описанной выше в рамках примера технологии при варьировании технологических параметров (температура подаваемого горячего воздуха, время нахождения продукта на каждом этапе сушки, высота псевдоожиженного слоя, температура гранул/частиц продукта и т.д.), было установлено, что целевые продукты содержали от 1,0 до 69,0% жизнеспособных клеток дрожжей, что обеспечивало возможность выполнения целевым продуктом его основных ферментативных функций.

Высушенный и просеянный целевой продукт ленточным транспортером подают на упаковку. Упаковка может осуществляться как в мелкие (разовые потребительские) герметичные упаковки массой нетто 100 г, так и внасыпную, например в герметичные мешки из полипропиленовых пленочных нитей с полиэтиленовым вкладышем массой нетто 15, 25 кг. Упакованный продукт направляли на хранение. Срок годности полученных описанным выше способом сушеных дрожжей для использования в качестве регулятора роста в потребительской упаковке составляет 30 месяцев, а весового - 21 месяц.

Исследование органолептических, физико-химических и ферментативных свойств целевого продукта - сушеных дрожжей осуществляли через 1, 3, 6, 12 месяцев. Исследования показали, что сушеные дрожжи при соблюдении условий их хранения сохраняют свои свойства, прежде всего ферментативные, на протяжении всего контрольного периода.

Аналогичным образом можно получать сушеные дрожжи для использования в сельском хозяйстве в качестве регулятора роста из дрожжей семейства 8ассЬаготусе!асеае, выбранных из группы, включающей также дрожжи рода Тоги1ор515 и дрожжи рода СаиЛба и т.п.

В общем случае в качестве исходного сырья для заявляемого способа производства сушеных дрожжей могут быть использованы дрожжи прессованные, дрожжи пивные остаточные, дрожжи пивные су- 3 027528 шеные, дрожжи хлебопекарные сушеные активные, дрожжи хлебопекарные сушеные, дрожжи сушеные для кормовых целей, дрожжи сушеные Спиртовые, дрожжи сушеные Винные или дрожжи с аналогичными характеристиками. Более того, для производства сушеных дрожжей для использования в качестве регулятора роста допускается использовать вышеперечисленные дрожжи с истекшим сроком хранения, но обеспечивающие получение регулятора роста с содержанием жизнеспособных клеток дрожжей не менее 1% и содержанием влаги не более 12%.

Пример 2. Способ производства сушеных дрожжей на основе дрожжей р. 8ассйатотусе8 для использования в пищевой (хлебопекарной) промышленности.

Производство сушеных дрожжей на основе дрожжей р. 8ассйатотусе8 для использования в хлебопекарной промышленности осуществляли в условиях примера 1 с некоторыми отличиями технологических параметров и оценки качества целевого продукта.

Сушку, как и в примере 1, осуществляют поэтапно в разделенной на температурные зоны сушильной камере, снабженной воздухораспределительной решеткой и средствами создания псевдоожиженного слоя (нагнетаемый под давлением сухой горячий воздух). Постоянное перемещение продукта при одновременном его рыхлении (псевдоожиженный слой) и перемешивании осуществляют от стенок камеры к ее центру посредством лопаток, закрепленных на двух (в рассматриваемой форме реализации) продольно ориентированных валах, установленных над воздухораспределительной решеткой в первых трех (для рассматриваемой формы реализации) температурных зонах камеры параллельно друг другу и вращающихся в противоположных направлениях. За счет этого продукт (гранулы) постоянно перемещается к центру сушильной камеры, т.е. в зону подачи воздуха с максимальной скоростью потока. Для подачи воздуха в различные температурные зоны сушильной камеры используют три вентилятора, а для нагрева воздуха - три паровых калорифера. Высота псевдоожиженного слоя поддерживается силой потока воздуха.

В 1-й зоне сушильной камеры на первом этапе сушки при описанном выше постоянном одновременном рыхлении и перемешивании продукта влажность гранул понижают с 75 до 60%, после чего гранулы перемещаются на второй этап сушки во 2-ю температурную зону. Влажность дрожжей после 2-й зоны сушильной камеры (после второго этапа сушки) снижается до 50%.

На третьем этапе сушки в 3-й зоне сушильной камеры дрожжи высушиваются до влажности 25%. И, наконец, на четвертом этапе в четвертой зоне сушильной камеры влажность дрожжей доводят до заданного предела (в рассматриваемой форме реализации 8%).

Температура подвергаемого сушке продукта/температура подаваемого воздуха на различных этапах сушки составляет в среднем: 1-я зона сушильной камеры 35-90°С, 2-я зона сушильной камеры 37-80°С, 3-я зона сушильной камеры 37-80°С, 4-я зона сушильной камеры 38-70°С. Среднее время осуществления сушки на всех четырех этапах составляет 20 мин.

На выходе из сушильной камеры для отделения некондиционной фракции (комков, крупки) производят просеивание продукта на просеивающей машине с диаметром отверстий сита до 5 мм. Частицы целевого продукта (гранулы, кусочки) имеют запах, свойственный сушеным дрожжам, и цвет от светлобежевого до коричневого. По результатам исследований органолептических, физико-химических и ферментативных свойств целевых продуктов, полученных в ряде циклов производства по описанной выше в рамках примера технологии при варьировании технологических параметров (температура подаваемого горячего воздуха, время нахождения продукта на каждом этапе сушки, высота псевдоожиженного слоя, температура гранул/частиц продукта и т.д.), было установлено полное соответствие характеристик целевого продукта, включая подъемную силу требованиям ГОСТ 28483-90.

Высушенный и просеянный целевой продукт упаковывают как в мелкие (разовые потребительские) герметичные упаковки массой нетто от 10 г, так и внасыпную в соответствии с ГОСТ 28483-90. Упакованный продукт направляли на хранение. Исследование органолептических, физико-химических и ферментативных свойств целевого продукта - сушеных дрожжей осуществляли через 1, 3, 6, 12 месяцев. Исследования показали, что сушеные дрожжи при соблюдении условий их хранения сохраняют свои свойства, прежде всего ферментативные, на протяжении всего контрольного периода в рамках требований ГОСТ 28483-90.

Приведенные выше не ограничивающие объем притязаний примеры показывают, что заявляемый способ производства сушеных дрожжей для различного применения при коротком времени сушки без использования каких-либо вспомогательных химических веществ/катализаторов и при повышении общей экономичности производства обеспечивает возможность получения из стандартных не прошедших какую-либо специальную обработку прессованных дрожжей получить сушеные дрожжи с высокими функциональными свойствами даже при длительном хранении.

Источники информации.

1. А.С. 8И № 58873, опубл. 31.01.1941.

2. Электронная библиотека Библиофонд. Курсовая работа Технология производства сухих дрожжей. [Электронный ресурс]-10 марта 2014. Режим доступа:ййр://№№№.ЬгЬйо£опб.ги/уге№.а8рх?гб=470359.

3. Производство сушеных дрожжей. Электронный ресурс по сушке пищевых продуктов ргокикЬка.ги. [Электронный ресурс]-10 марта 2014. Режим доступа: Ьйр://№№№.рго8И8Ька.ги/279-

Claims (5)

1. Способ производства сушеных дрожжей, включающий предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей, поэтапную сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое с получением промежуточного сыпучего продукта с содержанием влаги, не превышающим заданный предел, просеивание и охлаждение сыпучего продукта с получением целевого продукта, отличающийся тем, что сушку измельченного продукта в псевдоожиженном слое, по меньшей мере, до получения промежуточного продукта с содержанием влаги 25,0-30,0 мас.% осуществляют с постоянным перемещением продукта в зону подачи воздуха с максимальной скоростью потока при одновременном рыхлении и перемешивании продукта, причем температура продукта в процессе сушки не превышает 70°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку осуществляют в разделенной на температурные зоны сушильной камере, снабженной воздухораспределительной решеткой и средствами создания псевдоожиженного слоя, при этом постоянное перемещение продукта при одновременном его рыхлении и перемешивании осуществляют от стенок камеры к ее центру посредством лопаток, закрепленных по меньшей мере на двух продольно ориентированных валах, установленных над воздухораспределительной решеткой, по меньшей мере, в первых температурных зонах камеры параллельно друг другу с возможностью противонаправленного вращения.

3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что предварительное измельчение влажных прессованных дрожжей осуществляют путем пропускания дрожжевой массы через фильеру с формированием нитей одинаковой толщины, распадающихся при сушке на гранулы.

4. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что целевой продукт представляет собой смесь гранул и кусочков размером до 10 мм.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что целевой продукт дополнительно фасуют и упаковывают предпочтительно герметично.