Effect of Ultrasound on Saccharomyces Yeast
Authors: Калужина О.Ю. , Гусев А.Н. , Багаутдинов И.И. , Вохмин В.С. , Заграничная А.Д. , Лукин А.А. 
Published: March 2024

Ультразвук имеет широкий спектр применения в пищевой промышленности. При помощи ультразвуковых колебаний проводится смешивание, эмульгирование, пастеризация, дегазация, сушка и другие процессы ускорения и улучшения технологических операций при производстве пищевых продуктов. В этой связи нами было изучено влияние ультразвука с частотой колебаний 40 кГц и интенсивностью колебаний 80 Вт на дрожжевые композиции (ДК) следующего состава: ДК-1 — вода и растворенные в ней сухие хлебопекарные дрожжи Saccharomyces cerevisiae; ДК-2 — пивное сусло и сухие пивные дрожжи Saccharomyces carlsbergnes; ДК-3 — спиртовое сусло и сухие спиртовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae. В дрожжевых композициях ультразвук вызывает тепловой эффект, а именно повышается температура обрабатываемой жидкости, которая на 40 мин обработки в ДК-1 повышается на 18 ºС, в ДК-2 на 21 ºС, в ДК-3 на 23 ºС (начальная температура обрабатываемых сред — 20 ºС). Полная гибель дрожжевых клеток в ДК-1 происходит на 40 мин ультразвукового воздействия, в ДК-2 на 45 мин, в ДК-3 на 50 мин. В полученных дрожжевых композициях содержатся витамины, аминокислоты, ферменты, что позволяет их применять в качестве биологически активных добавок в пищевых продуктах или в качестве подкормок производственных дрожжей. Так как во всех образцах применялась вода после системы фильтрации для снижения жесткости, то было изучено влияние ультразвука на органолептические и физико-химические показатели воды, которую использовали для приготовления пивного и спиртового сусла, на соответствие требованиям норматива СанПиН 1.2.3685–21. Установлено, что ультразвук влияет на рН воды и смещает его в щелочную сторону на 0,16 ед., снижается количество кремния на 0,2 мг/л и общая минерализация на 3 мг/л. Повышается жесткость и щелочность на 0,63 и 0, 72 мг-экв/л соответственно. Запах воды изменяется на 0,6 баллов.

Ultrasound has a wide range of applications in the food industry. Using ultrasonic vibrations, mixing, emulsification, pasteurization, degassing, drying and other processes are carried out to accelerate and improve technological operations in food production. In this regard, we studied the effect of ultrasound with an oscillation frequency of 40 kHz and an oscillation intensity of 80 W on yeast compositions (DC) of the following composition: DC-1 — water and dry baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae dissolved in it; DC-2 — beer wort and dry brewer’s yeast Saccharomyces carlsbergnes; DC-3 — alcoholic wort and dry alcoholic yeast Saccharomyces cerevisiae. In yeast compositions, ultrasound causes a thermal effect, namely, the temperature of the treated liquid increases, which at the 40th minute of treatment in DC-1 increases by 18 ºC, in DC-2 by 21 ºC, in DC-3 by 23 ºC (the initial temperature of the processed media is 20 ºC). Complete death of yeast cells in DC-1 occurs at 40 minutes of ultrasonic exposure, in DC-2 at 45 minutes, in DC-3 at 50 minutes. The resulting yeast compositions contain vitamins, amino acids, and enzymes, which allows them to be used as biologically active additives in food products or as fertilizers for industrial yeast. Since all samples used water after a filtration system to reduce hardness, the effect of ultrasound on the organoleptic and physicochemical parameters of water used for the preparation of beer and alcohol wort was studied for compliance with the requirements of SanPiN 1.2.3685–21. It has been established that ultrasound affects the pH of water and shifts it to the alkaline side by 0.16 units, the amount of silicon decreases by 0.2 mg/l and the total mineralization by 3 mg/l. Hardness and alkalinity increase by 0.63 and 0.72 mEq/l, respectively. The smell of water changes by 0.6 points.