Разработка добавки для увеличения жизнеспособности пивных дрожжей
В последние годы на территории Российской Федерации, сформировались микробиологические лаборатории по выращиванию чистых культур пивных дрожжей. Дрожжи, являются основным ингредиентом пивоварения[1]. Именно данный класс микроорганизмов формируют вкусоароматический профиль готового напитка [2].
Технология выращивания чистой культуры дрожжей известна достаточно давно [3]. Микробиологические лаборатории обладают огромным арсеналом методов исследования, оборудования и квалифицированного персонала. Однако остаётся открытым вопрос, как поддерживать жизнеспособность микроорганизмов на высоком уровне при хранении и транспортировке. Очевидным решением, является транспортировать и хранить дрожжи при низких температурах от 0 до 8 С [4].
Одним из способов транспортировки является помещение жидкой культуры дрожжей в теплоизоляционный контейнер, который внутри имеет аккумулятор холода [5]. Данный способ имеет ряд недостатков: 1. Дополнительные экономические затраты 2. При стандартном слои утеплителя аккумулятор холода теряет свою эффективность на второй день 3. Образование конденсата внутри бокса, отрицательное воздействие на этикетку товара. 4. Увеличение габаритов и веса посылки.
Цель данной работы: Разработка эффективной добавки и подбор оптимальной концентрации для увеличения жизнеспособности пивных дрожжей в процессе хранения.
В качестве основных методов исследования выступали, подсчёт жизнеспособных клеток дрожжей высевом на селективные питательные среды (метод Коха), подсчёт клеток в камере Горяева. Культивирование дрожжей осуществляли на не агаризованной стандартной питательной среде YPD. Культивирование осуществляли в шейкере инкубаторе SPH-2102 при температуре 28 С, 145 RPM, в течение 48 ч. Объектом исследования выступали пивные дрожжи AL 203 (ASP Lab, Россия) аналог Weihenstephan w68.
На первом этапе работы мы определили динамику изменения температуры в теплоизоляционном боксе с аккумулятором холода внутри. Теплоизоляционный бокс был изготовлен из пенопласта, толщина стенок 5 см, габариты камеры 300х150х180 мм. Аккумулятор холода был серии ХТЛ-3 объёмом 400 мл, заморозку аккумулятора осуществляли в течение 24 ч при -40 С. Контейнер с аккумулятором холода на протяжение всего эксперимента находился при комнатной температуре 24 С. Каждый 2 часа мы фиксировали температуру внутри бокса с помощью термопары, фиксацию значений осуществляли с помощью фотоаппарат с функцией timelapse.
Технология выращивания чистой культуры дрожжей известна достаточно давно [3]. Микробиологические лаборатории обладают огромным арсеналом методов исследования, оборудования и квалифицированного персонала. Однако остаётся открытым вопрос, как поддерживать жизнеспособность микроорганизмов на высоком уровне при хранении и транспортировке. Очевидным решением, является транспортировать и хранить дрожжи при низких температурах от 0 до 8 С [4].
Одним из способов транспортировки является помещение жидкой культуры дрожжей в теплоизоляционный контейнер, который внутри имеет аккумулятор холода [5]. Данный способ имеет ряд недостатков: 1. Дополнительные экономические затраты 2. При стандартном слои утеплителя аккумулятор холода теряет свою эффективность на второй день 3. Образование конденсата внутри бокса, отрицательное воздействие на этикетку товара. 4. Увеличение габаритов и веса посылки.
Цель данной работы: Разработка эффективной добавки и подбор оптимальной концентрации для увеличения жизнеспособности пивных дрожжей в процессе хранения.
В качестве основных методов исследования выступали, подсчёт жизнеспособных клеток дрожжей высевом на селективные питательные среды (метод Коха), подсчёт клеток в камере Горяева. Культивирование дрожжей осуществляли на не агаризованной стандартной питательной среде YPD. Культивирование осуществляли в шейкере инкубаторе SPH-2102 при температуре 28 С, 145 RPM, в течение 48 ч. Объектом исследования выступали пивные дрожжи AL 203 (ASP Lab, Россия) аналог Weihenstephan w68.
На первом этапе работы мы определили динамику изменения температуры в теплоизоляционном боксе с аккумулятором холода внутри. Теплоизоляционный бокс был изготовлен из пенопласта, толщина стенок 5 см, габариты камеры 300х150х180 мм. Аккумулятор холода был серии ХТЛ-3 объёмом 400 мл, заморозку аккумулятора осуществляли в течение 24 ч при -40 С. Контейнер с аккумулятором холода на протяжение всего эксперимента находился при комнатной температуре 24 С. Каждый 2 часа мы фиксировали температуру внутри бокса с помощью термопары, фиксацию значений осуществляли с помощью фотоаппарат с функцией timelapse.
Рис.1. Динамика изменения температуры в теплоизоляционном боксе.
Таким образом, температура в боксе опустилось до 8,9 С на 2 ч, при следующей контрольной измерительной точки температура в камере составила 4,7 С. Минимальную температуру зафиксировали на 8 ч от начала эксперимента и она составила 3,5 С. Оптимальную температуру для хранения дрожжей удалось сохранить только в течение 24 ч. На 26 ч от начала опыта температура была выше допустимой нормы хранения дрожжей – 14 С. Данный способ упаковки, является эффективным при транспортировке дрожжей не более 24 с момента выезда с производства. Срок доставки даже в пределах соседних регионов составляет в среднем 2-4 дня.
В ходе предварительного эксперимента и изучения литературных источников, мы выявили, что аморфный диоксид кремния SIO2 является отличным сорбентом, в том числе микроорганизмов [6][7]. В результате мы выбрали в качестве добавки именно это соединения, для увеличения жизнеспособности дрожжей. Мы определяли количество жизнеспособных клеток дрожжей при различных концентрациях диоксида кремния 1мг/г, 2 мг/г, 3 мг/г, каждые 5 суток после начала эксперимента. Объем исследуемого образца дрожжей составил 35 мл. Дрожжи хранили при комнатной температуре 24 С.
В ходе предварительного эксперимента и изучения литературных источников, мы выявили, что аморфный диоксид кремния SIO2 является отличным сорбентом, в том числе микроорганизмов [6][7]. В результате мы выбрали в качестве добавки именно это соединения, для увеличения жизнеспособности дрожжей. Мы определяли количество жизнеспособных клеток дрожжей при различных концентрациях диоксида кремния 1мг/г, 2 мг/г, 3 мг/г, каждые 5 суток после начала эксперимента. Объем исследуемого образца дрожжей составил 35 мл. Дрожжи хранили при комнатной температуре 24 С.
Рис.2. Динамика изменения жизнеспособных клеток в присутствии диоксида кремния
Изначальная концентрация клеток дрожжей для всех изучаемых вариантах составила 4,3 x 1010 КОЕ/мл. Концентрация клеток микроорганизмов каждые 5 часов для контрольного варианта уменьшалась в среднем 2,3 млрд.клеток, на 40 сутки после начала эксперимента концентрация клеток составила 2,8x 1010 КОЕ/мл, что на 30 % меньше стартового значения. Однако включения в состав аморфного диоксида кремния в концентрации 3 мг/г, способствовало сохранения живых клеток дрожжей на 40 сутки выше на 21 % по сравнению с контролем, концентрация клеток дрожжей составила 34 млрд/мл по сравнению с контрольным показателем 28 млрд/мл.
Таким образом, включения в состав диоксида кремния является целесообразным и экономически эффективным вариантом для увеличения срока хранения биомассы дрожжей.
Таким образом, включения в состав диоксида кремния является целесообразным и экономически эффективным вариантом для увеличения срока хранения биомассы дрожжей.
1. Lodolo, E. J., Kock, J. L., Axcell, B. C., & Brooks, M. (2008). The yeast Saccharomyces cerevisiae–the main character in beer brewing. FEMS yeast research, 8(7), 1018-1036.
2. White, C., & Zainasheff, J. (2010). Yeast: the practical guide to beer fermentation. Brewers Publications.
3. Novak, J., Basarova, G., Teixeira, J. A., & Vicente, A. A. (2007). Monitoring of brewing yeast propagation under aerobic and anaerobic conditions employing flow cytometry. Journal of the Institute of Brewing, 113(3), 249-255.
4. McCaig, R., & Bendiak, D. S. (1985). Yeast handling studies. II. Temperature of storage of pitching yeast. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 43(2), 119-122.
5. Casey, G. P., Hass, C. A., Hysert, D. W., & Ingledew, W. M. (1983). Effective transportation of brewer's yeast slurry. Journal of the Institute of Brewing, 89(6), 393-396.
6. Kurdish, I. K., Bikhunov, V. L., Tsimberg, E. A., El'chits, S. V., Vygovskaia, E. L., & Chuĭko, A. A. (1991). The effect of dispersed silicon dioxide--aerosil A-300--on the growth of Saccharomyces cerevisiae yeasts. Mikrobiologicheskii Zhurnal, 53(2), 41-44.
7. Brignone, S. G., Ravetti, S., Maletto, B. A., & Palma, S. D. (2021). Optimization of Microparticle Coating Parameters with Cell Wall of Saccharomyces cerevisiae by Fractional Factorial Design. Journal of Pharmaceutical Innovation, 16(4), 603-619.
2. White, C., & Zainasheff, J. (2010). Yeast: the practical guide to beer fermentation. Brewers Publications.
3. Novak, J., Basarova, G., Teixeira, J. A., & Vicente, A. A. (2007). Monitoring of brewing yeast propagation under aerobic and anaerobic conditions employing flow cytometry. Journal of the Institute of Brewing, 113(3), 249-255.
4. McCaig, R., & Bendiak, D. S. (1985). Yeast handling studies. II. Temperature of storage of pitching yeast. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 43(2), 119-122.
5. Casey, G. P., Hass, C. A., Hysert, D. W., & Ingledew, W. M. (1983). Effective transportation of brewer's yeast slurry. Journal of the Institute of Brewing, 89(6), 393-396.
6. Kurdish, I. K., Bikhunov, V. L., Tsimberg, E. A., El'chits, S. V., Vygovskaia, E. L., & Chuĭko, A. A. (1991). The effect of dispersed silicon dioxide--aerosil A-300--on the growth of Saccharomyces cerevisiae yeasts. Mikrobiologicheskii Zhurnal, 53(2), 41-44.
7. Brignone, S. G., Ravetti, S., Maletto, B. A., & Palma, S. D. (2021). Optimization of Microparticle Coating Parameters with Cell Wall of Saccharomyces cerevisiae by Fractional Factorial Design. Journal of Pharmaceutical Innovation, 16(4), 603-619.
ASP Lab 2019— 2025 ©
+7 (993) 390-68-35
10:00 - 17:00 МСК
10:00 - 17:00 МСК
lactoasp@gmail.com