Optimization of Enzymatic Processing in the Technology of Complex Yeast Processing
Authors: Соловьев Виталий Владимирович 
Published: July 2022

В настоящее время одной из задач технического развития пивоваренной отрасли становится создание безотходных производств с замкнутым технологическим циклом. В процессе производства пива используются пивные дрожжи (Saccharomyces carlsbergensis), которые накапливаются при сбраживании пивного сусла. Около 40% этих дрожжей используют в новых циклах брожения в качестве засевных, а 60% являются отходом пивоваренного производства (избыточные пивные дрожжи) и подлежат утилизации. В данной статье представлены исследования по целесообразности использования комплекса ферментов в составе глюканазы, мананазы, протеазы, амилазы, липазы для деструкции биополимеров дрожжевой клетки. В результате проведенных экспериментальных работ научно обоснована и установлена аналитическая зависимость процесса деструкции биополимеров дрожжевой клетки в зависимости от массовой доли сухих веществ дрожжевой суспензии, продолжительности процесса гидролиза и рН среды, что позволило технологическими приемами достичь высокого уровня накопления растворимых сухих веществ в жидкой фазе дрожжевого гидролизата. Установлен оптимальный расход ферментных препаратов в единицах активности на г сухих веществ дрожжей: α-амилазы, протеазы, глюкоамилазы, липазы, маннаназы на процесс гидролиза биополимеров дрожжевой клетки, позволяющий получить дрожжевой экстракт и адсорбент микотоксинов. Представлены данные по обоснованию технологических параметров ведения процесса гидролиза избыточных пивных дрожжей с использованием ферментного комплекса и поэтапной ферментативной обработки с учетом продолжительности гидролиза биополимеров дрожжевой клетки, температурных режимов, рН, массовой доли сухих веществ дрожжевой суспензии, дозировки ферментных препаратов. Представлены исследования по отработке технологических параметров получения опытных образцов дрожжевого экстракта и адсорбента на основе клеточных стенок дрожжей в производственных условиях: процесс подготовки (промывка и обезгорчивание) избыточных пивных дрожжей осуществляли на сепараторе GEA FTC 1-06-107, ферментативный гидролиз дрожжевой биомассы осуществляли на микропивоваренной установке ORION-100, разделение гидролизата дрожжей проводили на сепараторе GEA FTC 1-06-107, обезвоживание (сушку) продуктов гидролиза осуществляли на экспериментальной сушильной установке. Исследован общий химический состав дрожжевого экстракта, аминокислотный состав белковых веществ, минеральный и витаминный состав.
Currently, one of the tasks of the technical development of the brewing industry is the creation of waste-free production with a closed technological cycle. During the production of beer, brewer's yeast (Saccharomyces carlsbergensis) is used, which accumulates during the fermentation of beer wort. About 40% of this yeast is used in new fermentation cycles as seed, and 60% is a brewery waste (excess brewer's yeast) and must be disposed of. This article presents studies on the feasibility of using a complex of enzymes in the composition of glucanase, mananase, protease, amylase, lipase for the destruction of yeast cell biopolymers. As a result of the experimental work, an analytical dependence was scientifically substantiated and established, which adequately describes the process of destruction of yeast cell biopolymers depending on the mass concentration of dry substances of the yeast suspension, the duration of the hydrolysis process and the pH of the medium, which made it possible to achieve a high level of accumulation of soluble solids in the liquid phase by technological methods. yeast hydrolyzate. The optimal consumption of enzyme preparations in units of activity per g of yeast dry matter: α-amylase, protease, glucoamylase, lipase, mannanase for the process of hydrolysis of yeast cell biopolymers, which makes it possible to obtain a yeast extract and mycotoxin adsorbent, has been established. Data are presented on the justification of the technological parameters of the process of hydrolysis of excess brewer's yeast using an enzyme complex and staged enzymatic treatment, taking into account the duration of hydrolysis of yeast cell biopolymers, temperature regimes, pH of the medium, concentration of yeast suspension, dosage of enzyme preparations. The paper presents studies on the development of technological parameters for obtaining experimental samples of yeast extract and adsorbent based on yeast cell walls under production conditions: the preparation process (washing and debittering) of excess brewer's yeast was carried out on a GEA FTC 1-06-107 separator, enzymatic hydrolysis of yeast biomass was carried out on a microbrewery ORION-100, the separation of the yeast hydrolyzate was carried out on the separator GEA FTC 1-06-107, dehydration (drying) of the hydrolysis products was carried out on an experimental dryer. The general chemical composition of the yeast extract, the amino acid composition of protein substances, and the mineral and vitamin composition were studied.