Balapan Doge. Saat ini industri pembuatan bir menggunakan ras seperti: 11.776.41, S dan P (ras Lviv), serta strain 8a (M) dan F-2.

Strain 8a (M) dibiakkan melalui seleksi dari ragi bir ras S (Lvov) dan dimaksudkan untuk digunakan dalam fermentasi dasar. Ragi ini memiliki indikator sebagai berikut: sel dewasa dari kultur satu hari yang ditumbuhkan pada wort cair dengan fraksi massa bahan kering 11% memiliki dimensi 6,5-7,1 mikron; aktivitas fermentasi 2,04 g CO2 per 100 ml. wort selama 7 hari pada suhu 7°C; kemampuan flokulasi baik; rasa dan aromanya menyenangkan.

Dalam kondisi laboratorium, strain disimpan pada agar wort miring pada suhu 6-7°C. Penyemaian ulang dilakukan setiap 2-3 bulan sekali, pertama pada hopped wort, dan kemudian pada wort - agar. Durasi penggunaan ragi tidak lebih dari 5-8 generasi. Saat digunakan, proses fermentasi ditingkatkan dan kualitas bir meningkat.

Strain F-2 diperoleh dengan hibridisasi ragi bir ras 44 dan berbeda dari strain ragi bir yang ada dalam kemampuannya memfermentasi karbohidrat wort yang terdiri dari empat residu monosakarida. Ragi yang ditujukan untuk fermentasi dasar ini memiliki ukuran sel 10 * 4,5-6,5 mikron, aktivitas fermentasi 2,40 g CO2 per 100 ml. wort selama 7 hari pada suhu 7°C. Saat menggunakan jenis ini, diperoleh bir yang difermentasi secara mendalam dengan peningkatan stabilitas.

Ada juga ras ragi baru.

Ragi pembuatan bir "Saccharomyces cerevisiae" baik atas maupun bawah banyak digunakan untuk fermentasi malt wort dan produksi bir.

Dalam kondisi produksi, strain ragi "Saccharomyces cerevisiae" dibudidayakan pada suhu 25-30oC dan nilai pH optimal 4,6-5,5; sesuai dengan karakteristik fisiko-biokimia, mereka memfermentasi glukosa, sukrosa, maltosa, rafinosa, dan galaktosa lemah ; selama budidaya mereka mengasimilasi sumber karbon berikut: glukosa, galaktosa, sukrosa, maltosa, rafinosa, melicitosa, etanol, asam laktat dan trehalosa lemah dan a-metil-d-glukosida. Tidak mengasimilasi nitrat. Metode standar, kondisi dan komposisi media penyimpanan dan perbanyakan yang digunakan yaitu beer wort encer, suhu 25-30oC dan pH 4,5-5,5.

Penyimpanan pada agar wort padat, perbanyakan pada wort encer cair, penyemaian kembali selama penyimpanan 1-2 kali setahun, asalkan kultur disimpan di lemari es.

Berbagai strain ragi "Saccharomyces cerevisiae" telah diketahui, di mana variabilitas individu diamati dalam spesiesnya, yang mengarah pada produksi bir dengan rasa yang berbeda.

Misalnya, ragi "Saccharomyces cerevisiae" dari ras Pilsen, ras 776 dari jenis Froberg, yang dikenal, mampu memfermentasi bir wort untuk menghasilkan varietas bir ringan.

Ragi Race 776 dianggap sangat cocok untuk memfermentasi wort yang dibuat dengan tambahan bahan tanpa malt atau dari malt yang diperoleh dengan menumbuhkan jelai dengan tingkat perkecambahan rendah.

Kultur ragi ras 776 memiliki derajat fermentasi akhir wort 75-77%, waktu fermentasi utama 6-8 hari.

Diketahui menggunakan ragi akar rumput "Saccharomyces cerevisiae" ras 308 untuk menghasilkan varietas bir ringan dengan rasa yang enak. Proses fermentasi utama berlangsung 7-10 hari. Selama fermentasi, ragi menggumpal dan mengendap di dasar tangki fermentasi, membentuk sedimen padat. Tingkat akhir fermentasi wort adalah 82-83%.

Strain "Saccharomyces cerevisiae" D-202 disimpan di Institut Penelitian Mikrobiologi Pertanian Seluruh Rusia dari Akademi Ilmu Pertanian Rusia dengan nomor 11, dan disimpan dalam koleksi kultur mikroorganisme.

Strain ini dicirikan oleh ciri-ciri budaya dan morfologi berikut. Kultur ragi satu hari pada wort cair terdiri dari sel tunggal bulat oval dan memanjang dengan tunas berukuran (5,0-7,0), (7,5-10,0) mikron. Sedimen padat terbentuk di dasar tabung reaksi. Pada wort agar membentuk koloni halus berbentuk kerucut cembung berwarna krem ​​​​keputihan dengan konsistensi pucat dengan tepi halus. Pada media asetat, pada hari keempat membentuk kantong berisi spora.

Tidak ada pertumbuhan pada media bebas vitamin. Strain D-202 adalah auksotrof untuk biotin.

Strain diawetkan dengan menyemai kembali malt wort - agar yang agak miring dengan bahan kering 7% (pH 5,0-5,5), dituangkan dalam lapisan tinggi (masing-masing 10 ml) ke dalam tabung reaksi. Penyemaian kembali pada media segar dilakukan setiap 2-3 bulan sekali. Tabung reaksi yang berisi kultur ditempatkan dalam termostat pada suhu 25-30oC selama dua hari. Setelah itu, tabung ditutup dengan tutup perkamen dan ditempatkan di lemari es pada suhu 5oC dengan subkultur 1-2 kali setahun.

Sel-sel strain memfermentasi malt wort dengan fraksi massa bahan kering 10 hingga 20% pada pH 4,4 pada 14-18oC. Rasio reproduksi ragi adalah 1:5.

Tingkat akhir fermentasi wort adalah 88,5%. Waktu fermentasi utama adalah 3-8 hari (tergantung kepadatan wort).

Kemampuan penyelesaiannya bagus. Kualitas bir yang dihasilkan memenuhi persyaratan teknis.

Untuk mendapatkan minuman yang enak dan menenangkan, Anda membutuhkan bahan utama - ragi. Merekalah yang melakukan proses pengubahan gula wort menjadi alkohol dan karbon dioksida. Mari kita bicara tentang klasifikasi ragi pembuatan bir Dalam artikel ini.

Ragi adalah jamur bersel tunggal yang berkembang biak dengan sel anak yang bertunas. Ragi digunakan dalam pembuatan roti, pembuatan anggur, dan pembuatan bir; digunakan untuk menghasilkan minuman beralkohol kuat dan produk asam laktat. ragi adalah komponen utama resep pembuatan bir, yang mengubah gula wort menjadi alkohol.

ragi adalah obat protein-vitamin alami yang digunakan untuk pengobatan dan pencegahan berbagai penyakit. Ragi bir kering mengandung 50% protein, 25-40% karbohidrat, dan hingga 3% lemak.

Protein ragi ditandai dengan keseimbangan asam amino yang mendekati protein hewani, kecuali kandungan asam amino metionin yang 2-3 kali lebih sedikit dibandingkan protein daging dan produk hewani lainnya. Ini mudah diserap oleh tubuh manusia.

Pembuatan bir ragi jenuh dengan vitamin B (B1, B2, PP, asam pantotenat, B6), vitamin D.

Pembuat bir membedakan antara ragi atas (sebelumnya disebut sebagai S. cerevisiae) dan ragi bawah (sebelumnya disebut sebagai S. carlsbergensis dan S. uvarum).

Ragi fermentasi teratas, digunakan untuk produksi bir, difermentasi pada suhu yang relatif tinggi (18-25 ° C) dan pada akhir fermentasi terkumpul di permukaan wort yang difermentasi.

Ragi fermentasi bawah digunakan untuk menyeduh bir lager menggunakan fermentasi bawah. Suhu fermentasinya jauh lebih rendah (8-12 °C). Di akhir proses fermentasi, ragi mengendap di dasar tangki fermentasi. Ragi tingkat bawah secara biokimia berbeda dengan ragi tingkat atas dalam hal pemanfaatan melibiosa dan rafinosa. Relatif baru-baru ini, perbedaan fenotipik lain di antara keduanya telah dijelaskan - khususnya, model fermentasi karbohidrat campuran, transpor karbohidrat, dan sensitivitas terhadap kation. Perbandingan genom beberapa strain ragi yang lebih rendah dan lebih tinggi menunjukkan hal itu strain ragi fermentasi maka ada variabilitas yang kuat strain ragi fermentasi bawah Biasanya, mereka berasal dari satu strain, kemungkinan besar diperoleh melalui hibridisasi S. cerevisiae dengan fermentasi atas dan S. monacensis dengan fermentasi bawah. Beberapa jenis bir khusus dibuat dari campuran kultur ragi, yang mungkin termasuk ragi dari genera lain - khususnya Brettanomyces (misalnya, dalam bir Gueuze) atau bahkan bakteri asam laktat (dalam bir Gueuze, Berliner Weisse, bir asam Belgia).

Perlombaan ragi bir.

telah lama diketahui ragi dengan fermentasi teratas, karena fermentasi dilakukan pada suhu normal (seperti dalam pembuatan anggur dan pemanggangan). Ingin minuman jenuh dengan karbon dioksida, mereka mulai melakukan fermentasi pada suhu rendah. Di bawah pengaruh kondisi eksternal yang berubah, ragi fermentasi bawah dengan properti lainnya.

Dalam pembuatan bir, varietas ragi digunakan yang berbeda satu sama lain dalam satu atau lebih karakteristik. Mereka diperoleh dari satu sel. Budaya seperti ini disebut ras (strain).

Ragi fermentasi teratas Selama proses fermentasi intensif, mereka mengapung ke permukaan cairan fermentasi, terakumulasi dalam bentuk lapisan busa dan tetap dalam bentuk ini hingga akhir fermentasi. Kemudian mereka tenggelam ke dasar, membentuk lapisan yang sangat longgar di bagian bawah alat fermentasi. Dilihat dari strukturnya, ragi ini merupakan ragi berdebu yang tidak saling menempel, tidak seperti ragi dasar flokulan, yang menempel cukup cepat dan, karenanya, cepat mengendap di dasar.

Ragi fermentasi bawah jangan masuk ke lapisan permukaan busa - bir, tetapi dengan cepat mengendap di bagian bawah.

Kemampuan ragi untuk melakukan flokulasi mempunyai arti tertentu teknologi fermentasi bir wort, karena mempercepat klarifikasi bir dan memfasilitasi pembuangan ragi dari peralatan fermentasi setelah fermentasi dan selanjutnya digunakan sebagai ragi benih. Suhu rendah selama fermentasi mendorong flokulasi.

Keasaman medium sangat mempengaruhi sifat-sifat ragi. Misalnya, dalam lingkungan asam dengan pH kurang dari 3 dan dalam lingkungan basa dengan pH lebih dari 8, ragi yang terflokulasi menjadi berdebu. ragi yang dipipihkan Dibandingkan dengan yang berbentuk debu, mereka memiliki sel yang lebih besar, kurang rentan terhadap autolisis, memberikan peningkatan biomassa yang besar, memiliki aktivitas fermentasi yang lebih sedikit, membentuk lebih sedikit diacetyl dan alkohol yang lebih tinggi dalam bir, yang berdampak positif pada kualitasnya.

Ragi fermentasi bawah berbeda dari ragi yang memfermentasi bagian atas karena mereka memfermentasi rafinosa sepenuhnya. Ragi fermentasi bawah mempunyai suhu optimal untuk pertumbuhan 25 - 27C, suhu minimal 2-3C, dan pada suhu 60-65C mati. Perkembangan maksimal khamir akar rumput terjadi pada pH 4,8-5,3. Oksigen yang terlarut dalam wort mendorong perkembangbiakan ragi, sedangkan produk fermentasi (etil alkohol, karbon dioksida, alkohol lebih tinggi, asetaldehida, asam), serta peningkatan konsentrasi gula menghambat perkembangan ragi akar rumput.

Ragi pembuatan bir berkualitas harus memenuhi persyaratan berikut:

- cepat memfermentasi wort,

- membentuk serpihan dengan baik,

- memperjelas bir selama fermentasi,

- Memberikan bir rasa yang bersih dan aroma yang menyenangkan.

KE sangat mudah difermentasi dan serpihan yang mudah diproduksi termasuk ragi pembuat bir Froberg (Saccharomyces cerevisiae Froberg) yang melakukan fermentasi bawah, ragi ras V dan 776.

Ragi ras 776, yang dikembangkan pada awal abad ke-20, tersebar luas di pabrik bir. Ragi ini dianggap sangat cocok untuk memfermentasi wort yang diseduh dengan penambahan bahan yang tidak mengandung malt atau dari malt yang diperoleh dari pembuatan malt barley dengan tingkat perkecambahan yang rendah.

Ragi pembuat bir dengan fermentasi teratas banyak digunakan di Inggris dalam persiapan Porter. Mereka digunakan untuk menyiapkan bir bir Berlin dan minuman lainnya. Untuk menyiapkan bir Velvet, strain 191 K digunakan, yang secara intensif memfermentasi monosakarida dan maltosa, tetapi tidak memfermentasi sukrosa, rafinosa, dan laktosa.

Jadi, ragi untuk membuat bir dipilih dengan mempertimbangkan banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah Anda hanya perlu menggunakan bahan berkualitas tinggi dari pemasok tepercaya, dan baru setelah itu Anda dijamin mendapatkan bir yang luar biasa!

Saat membuat anggur modern, ragi anggur harus digunakan. Dalam proses perkembangannya mereka melalui tahapan sebagai berikut:

1. Tahap jeda. Itu dimulai dari saat butiran ragi memasuki wort - media nutrisi. Sel mulai beradaptasi dengan substrat. Ukurannya bertambah, tetapi belum ada proses reproduksi;
2. Tahap kedua disebut logaritma. Selama itu, populasi sel meningkat dan biomassa menjadi lebih besar. Sel tahan terhadap semua faktor lingkungan negatif. Fermentasi alkohol dimulai;
3. Tahap ketiga disebut stasioner. Sel-sel ragi berhenti tumbuh dan fermentasi alkohol terjadi dengan sangat kuat;
4. Tahap keempat adalah pelemahan pertumbuhan sel ragi. Massa mulai mengecil ukurannya karena autolisis intensif dan penggunaan zat cadangan oleh ragi.

Setelah melalui keempat tahap, massa ragi akan membuat anggur apa pun menjadi enak dan beraroma.

Semua tentang ragi anggur

Di alam, ragi terbentuk di permukaan buah beri, misalnya pada anggur. Mereka mudah terlihat karena memiliki lapisan tipis pada kulit buah beri. Plak terbentuk karena kerja ragi.

Biji-bijian ragi roti, alkohol, bir dan anggur diklasifikasikan sebagai ragi industri. Dengan mempertimbangkan tempat asal, varietas anggur dan lokasi perkebunan anggur, setiap jenis ragi diberi nama tersendiri. Ras ragi, pada gilirannya, dapat dibagi menjadi beberapa kelompok. Hasilnya, ras ragi anggur adalah:

1. Sangat berfermentasi;
2. Tahan panas atau tahan dingin;
3. Tahan alkohol;
4. Sherry.

Ras ragi tahan alkohol digunakan untuk membuat sampanye, dan ras ragi sherry digunakan untuk memberikan aroma dan rasa yang unik pada anggur.

Wine biasanya dibuat dari jus buah anggur atau jenis buah dan beri lainnya.

Jika pembuatan anggur artisanal terjadi, wort (jus yang diperas) mulai berfermentasi tanpa bantuan ragi, karena jamur ragi yang ada di permukaan buah beri itu sendiri mulai berkembang biak secara intensif. Pada saat yang sama, asam laktat, bakteri asam asetat, dan jamur mirip ragi mulai berlaku, yang dapat menyebabkan pembusukan produk, atau produksi cuka anggur sebagai pengganti anggur.

Oleh karena itu, selama produksi industri anggur, untuk menghindari pembusukan bahan anggur, campuran ragi anggur yang diaktifkan ditambahkan ke dalam jus anggur.

Jenis anggur tergantung pada bagaimana fermentasi terjadi. Berkat ragi anggur, gula, yang merupakan bagian dari buah anggur, mulai berfermentasi. Fermentasi berlanjut sampai semua gula diubah.

Ketika kekurangan oksigen, alkohol diproduksi karena pengaruh ragi. Jika oksigen terus disuplai, gula akan teroksidasi sempurna dan air dengan karbon dioksida diperoleh.

Selama tahap awal perkembangan ragi, fermentasi terjadi secara intensif, oleh karena itu, karbon dioksida yang dilepaskan mencegah penetrasi oksigen atmosfer ke permukaan wort. Saat fermentasi selesai, penting untuk menutup tong anggur dengan baik. Jika hal ini tidak dilakukan, bakteri asam asetat akan mengubah alkohol menjadi asam asetat. Alih-alih anggur, Anda akan mendapatkan anggur atau cuka sari apel.

Dalam produksi anggur industri, jus anggur yang mengandung 25 persen gula digunakan.

Untuk mendapatkan anggur putih, buah anggur dikupas dan dibuang bijinya. Untuk anggur merah, kulit dan bijinya tidak dibuang. Ragi anggur, bersama dengan gula, mengubah jus menjadi alkohol selama fermentasi. Zat ragi memberikan aroma anggur dan rasa yang menyenangkan. Setelah fermentasi, bakteri asam laktat berperan penting dalam memberi rasa pada minuman.

Berbagai jenis wine memiliki karakteristik produksinya masing-masing. Misalnya untuk membuat sampanye, anggur yang difermentasi harus difermentasi ulang. Fermentasi minuman harus diakhiri dalam wadah tertutup, karena karbon dioksida harus menumpuk di dalamnya.

Untuk mendapatkan wine (sherry) yang kuat, Anda perlu menggunakan ragi sherry khusus yang tahan terhadap alkohol konsentrasi tinggi pada bahan wine.

Varietas anggur

Anggur itu kering, manis, dan diperkaya. Untuk mendapatkan anggur kering, penting untuk menghentikan fermentasi segera setelah pasokan gula dalam jus anggur yang diperas berakhir.

Anggur manis dihasilkan melalui fermentasi parsial gula, ketika tingkat alkohol yang beracun bagi ragi anggur tercapai.

Anggur yang diperkaya juga diisi dengan alkohol.

Dari uraian di atas kita dapat menyimpulkan bahwa jenis anggur secara langsung bergantung pada cara pembuatannya, serta jenis ragi anggur apa yang digunakan untuk memfermentasi jus.

Jenis ragi apa yang ada?

Ada banyak jenis ragi anggur. Misalnya ragi untuk wine Lalvin KV-1118, Lalvin EC-1118 dan lain-lain. Mari kita lihat lebih dekat petunjuk penggunaan setiap jenis ragi.

Pandangan pertama

Ragi anggur Lalvin KV-1118 adalah konsentrat ragi murni dan sangat aktif yang digunakan untuk produksi anggur putih muda, anggur merah, dan sampanye. Selain itu, dengan bantuan ragi tersebut, fermentasi dapat dipulihkan.

Massa ragi biasanya digunakan pada konsentrasi rendah, suhu rendah, dan kandungan asam lemak rendah. Mereka mengatasi misi mereka dengan baik pada suhu berkisar antara 10 hingga 35 derajat. Jika Anda menambahkan riasan ke bahan anggur pada suhu di bawah 16 derajat, ester akan mulai diproduksi, yang akan memberikan aroma yang kaya pada minuman. Karena efek mematikan yang nyata, butiran ragi menekan mikroflora “liar” dengan baik.

Petunjuk penggunaan produk tersebut mengatakan sebagai berikut:

1. Ragi dengan cap KV digunakan untuk mengekspresikan aroma anggur dalam anggur putih, rosé, dan merah tua;
2. Dengan memperhatikan jenis dan kemurnian bahan baku, kondisi dan lama fermentasi, maka ditentukan dosis yang diperlukan. Biasanya berkisar antara 1 hingga 4 g/dal;
3. Mereka tidak mengandung bahan tambahan apa pun. Mereka mempunyai kadar air 6 persen;
4. Ragi anggur (5 gram) diencerkan dalam air (50 mililiter) 34 - 39 derajat. Agar dapat berfungsi dengan baik, penting agar suhu air tidak lebih dari 40 derajat. Kemudian adonan harus tercampur rata untuk memecah gumpalan dan dibiarkan tidak lebih dari dua puluh menit. Setelah beberapa saat, aduk kembali dan tambahkan ke dalam wort dengan aliran lambat. Pengenalan yang lambat membantu ragi menyesuaikan diri secara bertahap dan tidak mati bila dikombinasikan dengan wort dingin;
5. Ragi untuk anggur dapat disimpan di tempat yang gelap dan kering hingga beberapa tahun. Suhu penyimpanan harus antara lima dan lima belas derajat. Jika kemasannya dibuka, umur simpannya tidak lebih dari enam bulan.

Tipe kedua

Massa ragi anggur Lalvin EC memberi anggur merah dan putih rasa dan kemurnian yang menyegarkan. Mereka berfermentasi dengan baik bahkan pada suhu terendah, membentuk sedimen di satu tempat. Berkat bahan baku jenis ini, fermentasi dapat dimulai kembali. Dianjurkan untuk digunakan juga dari viburnum, hawthorn dan cherry. Produk bertanda EC memiliki tingkat busa yang rendah, menjernihkan anggur dengan baik, dan mengumpulkan sedimen dengan kompak. Petunjuk penggunaan ragi dengan cap EC adalah sebagai berikut:

1. 300 gram isi kantong harus dituangkan ke dalam lima liter air empat puluh derajat. Aduk rata hingga rata;
2. Saat suhu campuran mencapai 35 derajat, tuangkan 250 gram ragi dengan hati-hati ke permukaan. Diamkan selama 20 menit dan aduk rata. Kemudian tuangkan massa yang dihasilkan ke dalam wort sehingga perbedaan suhu tidak lebih dari sepuluh derajat;
3. Dapat disimpan dalam kemasan tertutup pada suhu tidak lebih dari delapan derajat Celcius.

Membuat wine dari buah anggur tidaklah terlalu sulit. Penting untuk membeli ragi yang tepat dan mempelajari dengan cermat apa yang tertulis dalam instruksi. Semuanya biasanya ditulis secara rinci.

Sekarang Anda tahu apa itu ragi anggur. Jenis apa sajakah itu? Bagaimana Anda dapat membuat berbagai jenis anggur menggunakan berbagai jenis produksi. Pembuat anggur amatir selalu bangga dengan kreasi mereka, terutama jika orang-orang di sekitar mereka menyukainya.

... hasil fermentasi dilepaskan pada permukaan media fermentasi dalam bentuk lapisan busa yang agak tebal dan tetap dalam keadaan ini sampai akhir fermentasi. Mereka kemudian mengendap, tetapi jarang membentuk sedimen padat di dasar wadah fermentasi. Ragi yang memfermentasi atas dalam strukturnya termasuk dalam ragi berdebu yang tidak saling menempel, berbeda dengan ragi yang memfermentasi bawah secara flokulan, yang cangkangnya lengket, yang menyebabkan aglutinasi dan sedimentasi sel yang cepat.

Ragi fermentasi bawah, yang berkembang dalam cairan fermentasi, tidak masuk ke lapisan permukaan - busa, dan dengan cepat mengendap di akhir fermentasi, membentuk lapisan padat di bagian bawah wadah fermentasi.

Ciri khasnya adalah kemampuan ragi yang melakukan fermentasi bawah untuk memfermentasi rafinosa sepenuhnya, sedangkan sebagian besar ragi yang memfermentasi atas tidak memecah rafinosa sama sekali, dan hanya beberapa spesies yang hanya dapat memfermentasi sepertiganya. Perbedaan utama ini dijelaskan oleh fakta bahwa kompleks enzim ragi jenis ini mengandung α-galaktosidase.

Dari ragi yang dibudidayakan, ragi dengan fermentasi bawah mencakup sebagian besar ragi anggur dan bir, dan ragi dengan fermentasi atas mencakup alkohol, roti, dan beberapa ras ragi pembuat bir. Awalnya, hanya ragi dengan fermentasi teratas yang diketahui, karena semua jus difermentasi pada suhu biasa. Ingin mendapatkan minuman yang jenuh dengan CO 2, orang mulai melakukan fermentasi pada suhu rendah. Di bawah pengaruh perubahan kondisi eksternal, ragi fermentasi bawah dengan sifat-sifatnya dikembangkan, yang tersebar luas.

Selain sifat umum, ragi yang digunakan dalam produksi tertentu memiliki ciri khusus. Selain itu, dalam produksi yang sama digunakan varietas yang berbeda dalam satu atau lebih ciri. Mereka dikeluarkan dari sel yang sama. Budaya seperti ini disebut ras (strain). Setiap produksi memiliki beberapa ras ragi.

Perlombaan ragi untuk produksi alkohol

Dalam produksi alkohol, digunakan ras ragi dengan fermentasi teratas yang memiliki energi fermentasi tertinggi, menghasilkan alkohol maksimum dan memfermentasi mono- dan disakarida, serta beberapa dekstrin. Di antara ragi yang digunakan dalam produksi alkohol dari bahan baku roti dan kentang, ras berikut harus disebutkan: HP, M dan XV.

Saat mengolah molase menjadi alkohol, digunakan ras I, L, V, G-67, G-73. Ras-ras ini termasuk dalam famili Saccharomyces taceae, genus Saccharomyces, spesies cerevisiae.

Ras HP diisolasi pada tahun 1902 dari ragi roti yang diperas. Sel ragi ras ini berbentuk bulat, bulat telur, berukuran 5-6,2 x 5-8 mikron.

Perkembangan dan reproduksi ragi ras HP berlangsung sangat cepat. Mereka memfermentasi sepertiga glukosa, fruktosa, sukrosa, galaktosa, maltosa, manosa, rafinosa dan dapat membentuk hingga 13% alkohol dalam media fermentasi.

Ras M (Mischung - campuran), diusulkan oleh Henneberg pada tahun 1905, terdiri dari campuran empat ras ragi dengan fermentasi teratas; dimaksudkan untuk fermentasi media yang mengandung campuran berbagai gula (dekstrin, rafinosa), yang difermentasi secara berbeda oleh ragi yang berbeda. Kultur campuran ini sangat tahan terhadap berbagai kondisi abnormal yang ditemui dalam praktik pabrik.

Race XV secara teknologi mirip dengan race XP. Ini digunakan bersama dengan ras HP untuk fermentasi bahan baku campuran gandum-molase.

Dari ras-ras tersebut, yang paling cocok untuk memfermentasi wort dari bahan baku bertepung adalah ras HP, yang juga digunakan dalam hidrolisis dan produksi sulfit-alkohol. Benar, untuk fermentasi cairan sulfit, ragi sulfit telah dibiakkan secara khusus untuk memfermentasi glukosa, fruktosa, galaktosa, dan manosa.

Ragi yang digunakan dalam penyulingan yang memproses molase harus memiliki kemampuan khusus untuk memfermentasi larutan gula dengan konsentrasi yang cukup dengan cepat dan mentolerir kandungan garam yang tinggi dalam medium dengan baik. Ragi osmofilik, yang dapat mentoleransi tekanan osmotik yang sangat tinggi, dapat memfermentasi larutan yang mengandung gula konsentrasi tinggi.

Ragi ini termasuk ras Ya, yang dibiakkan dari ragi molase oleh K.Yu. Yakubovsky. Race Ya memiliki kemampuan luar biasa untuk memfermentasi gula konsentrasi tinggi dan mentolerir kandungan garam dan alkohol yang tinggi dalam molase wort yang difermentasi. Ragi ras I memfermentasi glukosa, fruktosa, sukrosa, galaktosa, maltosa; rafinosa hanya difermentasi sebagian dan dekstrin serta laktosa tidak difermentasi sama sekali. Ras I termasuk dalam ragi berdebu yang mengalami fermentasi paling atas.

Ragi ras L (Lokhvitskaya) memiliki sifat yang mirip dengan ragi ras I, tetapi ragi berkembang biak lebih baik dan memfermentasi gula lebih sempurna.

Ras B (Hongaria), seperti ras A, beradaptasi dengan lingkungan molase. Ras ini memfermentasi sukrosa, glukosa, fruktosa, dan sebagian rafinosa dengan baik.

Ragi ras L dan B, selain memiliki sifat fermentasi yang tinggi, juga memiliki daya angkat yang baik (kemampuan mengangkat adonan), sehingga memungkinkan untuk diisolasi dari tumbukan dan diproduksi dalam bentuk pengepresan untuk keperluan pemanggangan.

Ragi hibrida yang dibiakkan di Institut Genetika Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet dengan menyilangkan dua jenis ragi berhasil digunakan. Di antara hibrida, G-67 dan G-73 adalah yang paling diminati. Hibrida 67 diperoleh dengan menyilangkan ragi pembuat S-carlsbergensis dengan S.cerevisiae ras Y. Persilangan lebih lanjut antara hibrida 67 dengan hibrida 26 (diperoleh dari persilangan ras Y dan HP) menghasilkan hibrida 73. Hibrida 67 dan 73, bersama dengan enzim lainnya, mengandung α-galaktosidase dan memiliki kemampuan untuk memfermentasi rafinosa sepenuhnya. Ragi hibrida lainnya juga direkomendasikan untuk digunakan.

Ras ragi roti

Dalam produksi ragi, ras ragi yang tumbuh cepat dengan daya angkat yang baik dan stabilitas penyimpanan yang baik sangat dihargai. Rasa ragi roti harus murni dan berwarna putih atau kekuningan. Gaya angkat ditentukan oleh karakteristik ras ragi dan metode produksinya. Ketahanan ragi merupakan ciri ras, namun bergantung pada keadaan internal sel dan kemurnian ragi.

Dalam produksi ragi roti dari molase, digunakan ras VII, 14, 28 dan G-176.

Ras VII, dibiakkan dari ragi komersial yang dipres dari Pabrik Ragi Tomsk, berkembang biak dengan cepat dan ditekan dengan baik hingga kadar air 71-72%. Ragi ras VII mempunyai daya angkat yang baik dan stabilitas penyimpanan yang paling tinggi dibandingkan dengan ragi lain yang dikenal dalam praktek pabrik. Selain itu, budaya ini tahan terhadap kotoran berbahaya yang terkandung dalam molase.

Race 14 ditujukan untuk produksi ragi kering. Ragi ini memiliki konsistensi yang padat pada kelembaban 75% dan ketahanan panas yang tinggi.

Dari hibrida ragi roti, hibrida 176 dipilih, yang memiliki semua karakteristik positif: sel besar (5,6-14,0 mikron), ketahanan terhadap pengotor molase yang berbahaya dan koefisien reproduksi yang tinggi, yang pada ras ini lebih tinggi daripada ras yang bereproduksi paling cepat. 14. Ras ragi hibrida lain yang menjanjikan saat ini sedang menjalani uji produksi.

Perlombaan ragi bir

Dalam pembuatan bir, ragi fermentasi bawah digunakan, disesuaikan dengan suhu yang relatif rendah. Ragi bir harus murni secara mikrobiologis, dan juga memiliki kemampuan membentuk flok, cepat mengendap di dasar alat fermentasi dan menghasilkan minuman bening dengan rasa dan aroma tertentu. Serpihan yang sangat terfermentasi dan mudah diproduksi termasuk ragi pembuat bir Froberg (Saccharomyces cerevisiae Froberg), ragi ras V dan 776 yang mengalami fermentasi bawah.

Ragi ras 776, yang dikembangkan pada awal abad ke-20, tersebar luas di pabrik bir. Ragi ini dianggap sangat cocok untuk fermentasi wort yang dibuat dengan penambahan bahan tanpa malt atau dari malt yang diperoleh dari malt barley dengan tingkat perkecambahan rendah. Ragi ras 776 merupakan ragi dengan fermentasi sedang, pada masa fermentasi utama pada wort dengan konsentrasi 11% menghasilkan kurang lebih 2,7% CO 2. Selnya berbentuk bulat telur, panjang 8-10 µm dan lebar 5-6 µm. Peningkatan massa ragi 1: 5.4. Kemampuan mencerahkannya memuaskan.

Di antara ragi lainnya, pabrik bir menggunakan ras 11, 41, 44, S-Lvovskaya dan lainnya, yang berbeda dalam energi fermentasi, kemampuan sedimentasi, dan energi pertumbuhan.

Ragi ras 11 sangat mudah difermentasi, dengan kemampuan klarifikasi yang baik. Bir yang diproduksi menggunakan ragi ras 11 memiliki rasa yang enak. Perlombaan ini tersebar luas di tempat pembuatan bir.

Ragi ras 41 memiliki fermentasi sedang, dengan kemampuan sedimentasi yang baik. Ketika wort difermentasi dengan ras 41, diperoleh bir lembut dengan rasa yang bersih.

Ras ragi 44 – fermentasi sedang. Kemampuan penyelesaiannya bagus. Mereka memberikan rasa penuh pada bir dan memberikan hasil yang baik bila digunakan dalam produksi air dengan kesadahan tinggi.

Ragi ras S adalah ragi dengan fermentasi sedang. Kemampuan penyelesaiannya bagus. Mereka menghasilkan bir dengan rasa yang lembut dan bersih.

Ragi Race P adalah ragi dengan fermentasi sedang yang memperjelas bir dengan baik dan memberikan rasa yang menyenangkan dan bersih.

Ragi ras F memiliki ciri kemampuan klarifikasi yang baik dan memberikan aroma yang menyenangkan pada bir. Perlombaan ini tahan terhadap aksi mikroorganisme asing.

Ragi ras A (diisolasi di tempat pembuatan bir Riga "Aldaris") memfermentasi wort dalam 7-8 hari, menjernihkan bir dengan baik dan tahan terhadap infeksi.

Dengan menggunakan metode seleksi yang berbeda di Institut Penelitian Ilmiah Industri Bir dan Minuman Ringan Seluruh Rusia, sejumlah strain ragi yang sangat terfermentasi (28, 48, 102) telah diperoleh, yang memiliki energi fermentasi yang jauh lebih besar daripada ragi aslinya. balapan 11.

Ragi bir dengan fermentasi teratas banyak digunakan di Inggris dalam pembuatan Porter. Mereka juga digunakan untuk menyiapkan bir bir Berlin dan minuman lainnya. Untuk menyiapkan bir Velvet, strain 191 K digunakan, yang secara intensif memfermentasi monosakarida dan maltosa, tetapi tidak memfermentasi sukrosa, rafinosa, dan laktosa.

Ras ragi anggur

Dalam pembuatan anggur, ragi dihargai karena ia berkembang biak dengan cepat, memiliki kemampuan untuk menekan jenis ragi dan mikroorganisme lain, serta memberikan buket yang sesuai pada anggur. Ragi yang digunakan dalam pembuatan anggur termasuk dalam spesies khusus Saccharomyces ellipsoideus. Sel-selnya berbentuk lonjong-lonjong. Ragi dengan kuat memfermentasi glukosa, fruktosa, sukrosa, dan maltosa. Di daerah yang berbeda dan dari anggur muda yang berbeda, beberapa varietas atau ras berbeda dari spesies ini telah diisolasi. Dalam pembuatan anggur, hampir semua tanaman ragi produksi berasal dari daerahnya sendiri. Ini termasuk balapan Magarach 7, Massandra 3, Pino 14, Kakhuri dan banyak lainnya. Selain balapan tersebut juga digunakan beberapa balapan asing, misalnya balapan Steinberg yang diisolasi di Jerman pada tahun 1892 dan 1893, dan balapan Champagne-Ai.

Kebanyakan ragi anggur adalah ragi yang mengalami fermentasi bawah.

Untuk menyiapkan anggur meja putih, ras berikut digunakan: Pinot 14, Feodosiya 1/19, Aligote, Anapa Riesling.

Ras Pinot 14 memiliki sel berbentuk bulat telur dan memfermentasi anggur must dengan baik dengan kandungan gula 20%, menghasilkan alkohol 11,57% berdasarkan volume; Suhu optimal untuk pengembangan dan fermentasi adalah 18: -25°C. Ras ini tahan dingin dan tahan asam; nilai pH optimal adalah 2,9-3,9.

Ras Feodosia 1/19 – bersel besar, seperti debu, sangat energik, cepat memfermentasi anggur dan memfermentasinya dengan baik; memiliki rentang suhu fermentasi yang luas (dari 9 hingga 35°C) dan dapat digunakan sebagai tahan dingin atau tahan panas.

Ragi Aligote ada beberapa ras, semuanya kuat, dengan energi fermentasi tinggi. Ragi Riesling Anapa juga merupakan fermentor yang kuat.

Untuk menyiapkan anggur yang kuat, digunakan ras Massandra 3 dengan sel berbentuk telur dan seperti debu; nilai pH optimal 3,7-4,05; Suhu fermentasi optimal adalah 18-20°C. Anggur harus dengan kandungan gula 20% difermentasi sepenuhnya; ketika memfermentasi anggur pekat (30% gula), ia membentuk 11,8% alkohol berdasarkan volume dan menyisakan 8,7% gula yang tidak difermentasi.

Race Magarach 125, dinamai untuk memperingati 125 tahun penanaman pertama buah anggur di Magarach Institute, digunakan untuk memproduksi anggur yang kuat dan pencuci mulut. Ras ini memfermentasi dengan baik musti anggur yang sangat pekat dengan kandungan gula 27-30%, dan tahan dingin.

Rasa Kakhuri 2 banyak digunakan untuk pembuatan bahan anggur sampanye dan anggur. Ini memfermentasi anggur must dengan kandungan gula 20% untuk membentuk alkohol 11,4% berdasarkan volume, meninggalkan 0,28% gula tidak difermentasi. Ras ini cukup tahan dingin (pada suhu 14-15°C wort berfermentasi pada hari ke-2) dan berfermentasi dengan baik; nilai pH optimal adalah 3,4-3,6.

Race Champagne 7, digunakan untuk anggur sampanye dalam botol, diisolasi dari ras Kakhuri 5 dan ditandai dengan terbentuknya sedimen yang sulit diaduk; berfermentasi secara intensif pada suhu 4-9°C, meskipun wort hanya berfermentasi pada hari ke 5-6.

Dari ragi anggur, ras Leningradskaya dianggap paling tahan dingin, dan ras Ashkhabadskaya 3 dianggap paling tahan panas.

Dalam produksi sherry, ras ragi khusus digunakan, yang merupakan variasi dari spesies Saccharomyces oviformis. Ragi sherry membentuk lapisan pada permukaan anggur dalam tong yang tidak lengkap, berkat perkembangannya anggur memperoleh buket dan rasa yang istimewa.

Melalui seleksi yang cermat untuk karakteristik produksi yang paling penting, beberapa ras ragi sherry (13, 15 dan 20) dengan kemampuan pembentukan film yang tinggi diisolasi. Selanjutnya dari produksi yang menggunakan ras Sherry 20, dipilih ras Sherry 20-C yang lebih efektif, yang banyak digunakan di banyak pabrik sherry.

Dalam pembuatan anggur buah dan beri, ras ragi pilihan digunakan, diisolasi dari berbagai jus buah dan beri. Jus buah dan beri kaya akan ragi, yang memiliki semua kualitas yang diperlukan untuk produksi dan secara biologis disesuaikan dengan kondisi perkembangan jus buah dan beri asli. Oleh karena itu, strain ragi yang diisolasi dari jus stroberi digunakan untuk memfermentasi jus stroberi, dan strain ragi yang diisolasi dari jus ceri digunakan untuk memfermentasi jus ceri, dll.

Strain berikut telah tersebar luas dalam pembuatan anggur buah dan berry: apel 46, 58, cranberry 17, kismis 16, lingonberry 3, 7, 10, raspberry 7/5, 25, 28, 28/10, cherry 3, 6, strawberry 7 , 4 , 9.

Strain ragi yang disebutkan memastikan proses fermentasi normal, fermentasi lengkap, klarifikasi cepat, dan rasa anggur yang enak; mereka memfermentasi glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa, galaktosa dan tidak memfermentasi laktosa dan manitol.

Ras ragi Moscow 30, Apple 7, Cherry 33, Blackcurrant 7, Raspberry 10 dan Plum 21 berhasil digunakan dalam pembuatan anggur buah dan berry Kultur ragi murni Moscow 30 direkomendasikan untuk fermentasi must cranberry; Apple 7 dan Cherry 33 – untuk memfermentasi apple wort; Blackcurrant 7 dan Cherry 33 – untuk memfermentasi blackcurrant dan cherry wort.

4 Kimia fermentasi alkohol. Produk sekunder dan sampingan dari fermentasi alkohol

Fermentasi alkohol adalah rangkaian proses enzimatik, hasil akhirnya adalah pemecahan heksosa dengan pembentukan alkohol dan CO 2 dan pengiriman energi ke sel ragi yang diperlukan untuk pembentukan zat baru yang digunakan untuk proses vital. , termasuk pertumbuhan dan reproduksi. Secara kimiawi, fermentasi alkohol adalah proses katalitik yang terjadi di bawah pengaruh katalis biologis - enzim.

Teori modern tentang fermentasi alkohol adalah hasil karya banyak ilmuwan dari seluruh dunia.

Untuk memperjelas proses fermentasi, karya ilmuwan dalam negeri terkemuka: Lebedev, Kostychev, Favorsky, Ivanov, Engelhardt menjadi sangat penting.

Menurut konsep modern, fermentasi alkohol adalah proses pemecahan gula yang kompleks dan berkelanjutan, dikatalisis oleh berbagai enzim dengan pembentukan 12 produk antara.

1 Tahap awal konversi glukosa adalah reaksi fosforilasi dengan partisipasi enzim glukosinase. Residu fosfat dari molekul ATP, yang terletak di sel ragi, ditambahkan ke molekul glukosa, dan glukosa-6-fosfat terbentuk, dan ATP diubah menjadi ADP:

C 6 H 12 O 6 + ATP → CH 2 O (H 2 PO 3) (CHOH) 4 CHO + ADP

Glukosa Glukosa-6-fosfat

Sebagai hasil dari penambahan residu fosfat dari molekul ATP ke glukosa, reaktivitas glukosa meningkat.

2 Glukosa-6-fosfat, melalui isomerisasi di bawah aksi enzim glukosa fosfat isomerase, diubah secara reversibel menjadi bentuk fruktosa:

CH 2 O(H 2 PO 3)(CHON) 4 CHO → CH 2 O(H 2 PO 3)(CHON) 3 COCH 2 OH

Glukosa 6-fosfat Fruktosa 6-fosfat

CH 2 O(H 2 PO 3)(CHOH)3COCH 2 OH + ATP →

Fruktosa 6-fosfat

→ CH 2 O(H 2 PO 3)(CHOH) 3 COCH 2 O(H 2 PO) + ADP

Fruktosa 1,6-bifosfat

Ester glukosa-6-fosfat dan fruktosa-6-fosfat membentuk campuran kesetimbangan yang disebut ester Emden dan terdiri dari 70-75% Robison eter (glukosa) dan 25% Neuberg eter (fruktosa).

Pembentukan fruktosa-1,6-bifosfat mengakhiri persiapan tahap fermentasi alkohol dengan transfer ikatan fosfat berenergi tinggi dan transformasi heksosa menjadi bentuk oksi yang labil, yang mudah mengalami transformasi enzimatik lebih lanjut.

4 Tahap terpenting berikutnya adalah desmolisis - putusnya rantai karbon fruktosa difosfat dengan terbentuknya dua
molekul fosfotriosa. Susunan residu asam fosfat yang simetris di ujung molekul fruktosa memudahkan pemutusan rantai karbonnya tepat di tengah. Fruktosa difosfat terurai menjadi dua triosa: fosfogliseraldehida dan fosfodioksiaseton. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim aldolase dan bersifat reversibel:

CH 2 O (H 2 PO 3) (CHOH) 3 COCH 2 O (H 2 PO) → CH 2 O (H 2 P0 3) COCH 2 OH +

Fruktosa-1,6-difosfat Fosfodioksiaseton

CH 2 0 (H 2 ROZ) TERHUBUNG (4)

3-fosfogliseraldehida

Peran utama dalam transformasi lebih lanjut selama fermentasi alkohol adalah milik 3-fosfogliseraldehida, tetapi hanya ditemukan dalam jumlah kecil dalam cairan fermentasi. Hal ini dijelaskan oleh transisi timbal balik dari isomer ketosa ke isomer aldosa dan kembali di bawah aksi enzim triosefosfat isomerase (5.3.1.1)

CH 2 0 (H 2 P0 3) COCH 2 OH;£CH 2 0 (H 2 P0 3) TERHUBUNG

Fosfodioksiaseton 3-fosfogliseraldehida

Ketika fosfogliseraldehida diubah lebih lanjut, jumlah baru terbentuk selama isomerisasi fosfodioksiaseton.

5. Langkah selanjutnya adalah oksidasi dua molekul 3-fosfogliseraldehida. Reaksi ini dikatalisis oleh triosephosphate dehydrogenase (1.2.1.12), yang koenzimnya adalah NAD (nicotinamide adenine dinucleotide). Asam fosfat medium berpartisipasi dalam oksidasi. Reaksi berlangsung menurut persamaan berikut: 2CH 2 0 (H 2 P0 3) CHONCO + 2H 3 P0 4 + 2NAD Triosephosphate dehydrogenase ->

3-fosfogliseraldehida

->- 2CH 2 0 (H 2 P0 3) CHONСOO w (H 2 P0 3) + 2NAD

asam 1,3-difosfogliserol

Molekul 3-fosfogliseraldehida mengikat fosfat, dan hidrogen ditransfer ke koenzim NAD, yang tereduksi. Energi yang dilepaskan sebagai hasil oksidasi 3-fosfogliseraldehida diakumulasikan dalam ikatan energi tinggi dari 1,3-difosfogliserol yang dihasilkan.

Asam 1,3-difosfogliserat Asam 3-fosfogliserat

7. Kemudian, di bawah aksi enzim fosfogliseromutase
(2.7.5.3) residu asam fosfat berpindah dari yang ketiga
karbon ke yang kedua, dan sebagai hasilnya asam 3-fosfogliserol
lota diubah menjadi asam 2-fosfogliserat:

2CH 2 (H 2 P0 3) CHOHCOOH ^t 2CH 2 0HCH0 (H 2 P0 3) COOH. (7)

Asam 3-fosfogliserat Asam 2-fosfogliserat

8. Tahap selanjutnya adalah defosforilasi 2-fosforilasi
asam fogliserat. Pada saat yang sama, asam 2-fosfogliserol
banyak di bawah aksi enzim enolase (4.2.1.11) melalui dehidrasi
tation (kehilangan air) berubah menjadi fosfoenolpiruvino-
asam hidrat:

2CH 2 ONCHO (H 2 P0 3) COOH qt 2CH 3: CO co (H 2 P0 3) COOH + 2H 2 0. (8)

Asam 2-fosfogliserat Asam sosfoenolpiruvat

Selama transformasi ini, terjadi redistribusi energi intramolekul dan sebagian besar terakumulasi dalam ikatan fosfat berenergi tinggi.

9. Asam fosfoenolpiruvat yang sangat tidak stabil
mudah mengalami defosforilasi, dengan residu asam fosfat
di bawah aksi enzim piruvat kinase (2.7.1.40) ditransmisikan
bersama dengan ikatan energi tinggi ke molekul ADP. Sebagai akibat
bentuk keto asam piruvat yang lebih stabil terbentuk
Anda, dan ADP berubah menjadi ATP:

2CH 2 : CO syu (H 2 P0 3) COOH + 2ADP -* 2CH 3 COCOOH + 2ATP. (3)

Fosfoenolpiruvat Piruvat

asam asam

10. Asam piruvat di bawah aksi enzim pi-
Ruvate decarboxylase (4.1.1.1) didekarboksilasi dari belahan
reduksi CO 2 dan pembentukan asetaldehida:

2CH 3 COCOOH -*2C0 2 + 2CH 3 CHO. (10)

Asetaldehida Piruvat

11. Asetaldehida dengan partisipasi enzim alkoholdehida-
rogenase (1.1.1.1) berinteraksi dengan NAD-H 2 yang terbentuk
sebelumnya selama oksidasi fosfogliseraldehida menjadi fosfo-
asam gliserat [lihat persamaan (5)]. Hasilnya adalah cuka
aldehida direduksi menjadi etil alkohol, dan koenzim
NAD-H 2 diregenerasi kembali (dioksidasi menjadi NAD):

2CH 3 CHO + 2NAD H 2 Z 2CH 3 CH 2 OH + 2NAD. (sebelas)

Jadi, tahap akhir fermentasi adalah reaksi reduksi asetaldehida menjadi etil alkohol.

Dari siklus reaksi fermentasi alkohol, terlihat jelas bahwa dari setiap molekul glukosa terbentuk 2 molekul alkohol dan 2 molekul CO 2.

Selama fermentasi alkohol, empat molekul ATP terbentuk [lihat. persamaan (6) dan (9)], tetapi dua di antaranya digunakan untuk fosforilasi heksosa [lihat. persamaan (1) dan (3)]. Jadi, hanya 2 g-mol ATP yang disimpan.

Sebelumnya disebutkan bahwa 41,9 kJ dihabiskan untuk pembentukan setiap gram molekul ATP dari ADP, dan 83,8 kJ diubah menjadi energi dua molekul ATP. Akibatnya, ketika 1 g-mol glukosa difermentasi, ragi menerima energi sekitar 84 kJ. Inilah arti biologis dari fermentasi. Dengan pemecahan glukosa sepenuhnya menjadi CO 2 dan air, 2874 kJ dilepaskan, dan dengan oksidasi 1 g-mol glukosa menjadi CO 2 dan H 2 0, 2508 kJ terakumulasi selama respirasi aerob, karena etil alkohol yang dihasilkan masih mempertahankan energi potensial. Jadi, dari sudut pandang energi, fermentasi merupakan proses yang tidak ekonomis.

Fermentasi gula individu terjadi dalam urutan tertentu, ditentukan oleh laju difusinya ke dalam sel ragi. Glukosa dan fruktosa paling cepat difermentasi oleh ragi. Namun, sukrosa menghilang dalam wort (terbalik) pada awal fermentasi. Ini dihidrolisis oleh p-fructofuranosidase (3.2.1.26) dari dinding sel ragi untuk membentuk heksosa (glukosa dan fruktosa), yang mudah digunakan oleh sel. Ketika hampir tidak ada fruktosa dan glukosa yang tersisa di wort, ragi mulai mengonsumsi maltosa.

§ 5. PRODUK SEKUNDER DAN SAMPINGAN DARI FERMENTASI ALKOHOL

Semua zat yang dihasilkan dari fermentasi gula oleh ragi, kecuali alkohol dan CO 2, merupakan produk sekunder dari fermentasi alkohol. Selain itu, terdapat produk samping fermentasi alkohol, yang terbentuk bukan dari gula, melainkan dari zat lain yang terdapat pada substrat fermentasi. Ini termasuk amil, isoamil, iso-butil dan alkohol lain yang dikenal sebagai minyak fusel.

Di antara produk sekunder fermentasi alkohol, gliserin, asetaldehida, piruvat, asetat, suksinat, asam sitrat dan laktat, asetoin (asetilmetil karbinol), 2,3-butilena glikol, dan diasetil diketahui. Dalam kondisi aerobik, asam piruvat juga merupakan bahan awal untuk siklus asam trikarboksilat (siklus Krebs), yang melaluinya asam asetat, sitrat, malat, dan suksinat terbentuk darinya. Alkohol yang lebih tinggi juga dibentuk dari asam piruvat dengan mengaminasikannya menjadi alanin, yang kemudian ditransaminasi menjadi asam keto yang sesuai. Dalam kondisi fermentasi alkohol, asam keto direduksi menjadi alkohol yang lebih tinggi. Oleh karena itu, produk sekunder dan produk sampingan dari fermentasi alkohol tidak dapat dibedakan secara tegas.

Asetaldehida dapat mengalami dismutasi menjadi asam asetat dan etil alkohol (reaksi Cannizzaro):

CH 3 ANAK + CH 3 ANAK + H 2 0 = CH3СООН + CH 3 CH 2 OH.

Salah satu molekul aldehida dioksidasi menjadi asam, dan yang lainnya direduksi menjadi alkohol. Dalam lingkungan basa, satu molekul

asetaldehida mengalami reaksi redoks dengan molekul asetaldehida kedua; dalam hal ini, etil alkohol, asam asetat dan, pada saat yang sama, gliserin terbentuk, yang dinyatakan dengan persamaan ringkasan berikut:

2C 6 Hi 2 0 6 + H 2 0 = 2CH 2 OHSNOHCH 2 OH + CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH + 2C0 2.

Gliserol terbentuk dalam jumlah kecil selama fermentasi alkohol. Jika kondisi fermentasi berubah, produksinya dapat dilakukan pada skala industri.

Gliserol dan asetaldehida adalah produk antara fermentasi alkohol. Pada tahap terakhir dari proses fermentasi yang biasanya terjadi, sebagian besar asetaldehida direduksi menjadi etanol. Namun jika asetaldehida berikatan dengan natrium sulfit, maka arah fermentasi alkohol akan berubah menuju pembentukan gliserol dalam jumlah besar.

Penghapusan asetaldehida dari media fermentasi dengan natrium sulfit disajikan dalam bentuk berikut:

CH 3 CHO + Na 2 S0 3 + H 2 OW CH 3 CHONaHS0 2 + NaOH.

Asetaldehida, yang terbentuk selama dekarboksilasi asam piruvat, akibat pengikatan dengan sulfit, tidak dapat berfungsi sebagai akseptor hidrogen. Tempat asetaldehida digantikan oleh fosfodioksiaseton, yang menerima hidrogen dari NAD-H 2 tereduksi, membentuk a-gliserofosfat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim gliserofosfat dehidrogenase. Di bawah aksi fosfatase, α-gliserofosfat mengalami defosforilasi, berubah menjadi gliserol. Jadi, dengan adanya Na 2 SO3, terjadi fermentasi gliserol-aldehida:

C 6 H 12 0 6 = CH3CHO + CH 2 OHSNOHCH 2 OH + C0 2.

Gula Asetaldehida Gliserin

Dengan peningkatan jumlah natrium sulfit yang dimasukkan ke dalam media fermentasi, jumlah aldehida yang terikat juga meningkat dan pembentukan etanol dan CO2 melemah.

Pembentukan asam dan asetoin. Asam suksinat dibentuk oleh dehidrogenasi dan kondensasi dua molekul asam asetat dengan satu molekul asetaldehida (hipotesis V. Z. Gvaladze dan Genavois):

2CH 3 C00H + CH 3 CHO -* C00CHN 2 CH 2 C00H + CH 3 CH 2 OH.

Selama fermentasi alkohol, asam suksinat juga dibentuk oleh deaminasi asam glutamat. Akseptor hidrogen dalam reaksi ini adalah triosegliserol al-Dehid, oleh karena itu reaksi deaminasi disertai dengan akumulasi gliserol secara simultan:

C 6 Hi 2 0 6 + COOHCH2CH2CHNH2COOH + 2H 2 0 = CO0CHN 2 CH 2 COOH -b

Glukosa Asam glutamat Asam suksinat

2CH 2 OHSNOHCH 2 OH 3 + NH 3 + C0 2.

Gliserin

Amonia dikonsumsi oleh ragi untuk sintesis protein, sedangkan gliserol dan asam suksinat dilepaskan ke dalam medium.

Pembentukan asam sitrat, menurut Lafon, terjadi dari. sembilan molekul asetaldehida:

9CH 3 SON + 4H 2 0 = (CH 2 COOH) 2 C (OH) COOH + 6CH 3 CH 2 OH.

asam sitrat

Pembentukan asam laktat dijelaskan oleh reduksi asam piruvat:

CH3COCOON + H 2 -> CH 3 CH (OH) COOH.

Asam Laktat Piruvat

Namun, kemungkinan besar terbentuk sebagai hasil hidrolisis produk antara fermentasi alkohol - fosfogliseraldehida:

SNOSNONCH 2 OR0 3 H 2 + H 2 0 -* CH 3 CH (OH) COOH + H 3 P0 4 .

Asam Laktat Fosfogliserol

aldehida

Pembentukan asetoin dijelaskan oleh kondensasi asam asetat dengan asetaldehida:

1) СНзСООН + CH 3 СНО->-СНзСОСОСНз + Н 2 0;

Diasetil

2) CH3COCOCH3 + CH3CHO -4 CH3COCOCH3 + CH3COOH.

Diacetyl terbentuk pertama kali; kemudian, melalui dismutasi gabungan oksidasi-reduksi akibat air diasetil dengan asetaldehida, terbentuklah asetoin.

Ketika asetoin direduksi, 2,3-butilen glikol terbentuk:

CH 3 SOCONSNZ + NAD ■ H 2 *± CH 3 SNOSNNOSNCH 3 + ATAS.

Mekanisme pembentukan beberapa produk sekunder fermentasi alkohol belum sepenuhnya jelas, namun tidak diragukan lagi bahwa asetaldehida merupakan bahan awal utama sintesis produk fermentasi sekunder.

Di antara produk sekunder, asam asetat dan suksinat mendominasi, serta 2,3-butilena glikol dan asam asetat...

Atlas ragi alkohol industri Saccharomyces cerevisiae ras XII dapat berfungsi sebagai alat referensi bagi pekerja di penyulingan yang menyediakan kontrol mikrobiologis dalam produksi. Saat ini, dalam produksi industri produk makanan yang menggunakan ragi, terutama digunakan ragi dari spesies Saccharomyces cerevisiae. Dalam produksi roti, alkohol, anggur, dan roti kvass, berbagai jenis (ras) ragi digunakan. Bahkan bahan mentah penyulingan (biji-bijian atau molase) mempengaruhi pilihan satu strain atau lainnya. Dalam produksi alkohol dari biji-bijian, ragi ras XII lebih sering digunakan, habitat permanennya adalah substrat pati terhidrolisis yang disiapkan secara artifisial. Pemeliharaan teknologi memerlukan pemantauan yang cermat terhadap kondisi ragi dan keberadaan mikroorganisme asing di area produksi. Teknik yang ada memungkinkan untuk melakukan analisis mikroskopis yang diperlukan, namun tanpa latihan tertentu akan sulit untuk mengidentifikasi data yang diperoleh dari analisis mikroskopis dan indikator regulasi teknologi.

Seperti diketahui, ragilah yang mengubah zat biji-bijian menjadi etil alkohol, dan ragi dapat dianggap sebagai salah satu dari banyak alat kerja manusia, dan fermentasi ragi adalah salah satu proses mikrobiologi paling kuno yang digunakan manusia untuk keperluannya sendiri. Penyebutan pertama penggunaan ragi oleh manusia dimulai pada 6000 SM. Studi ilmiah tentang ragi dimulai pada tahun 1680 dengan ditemukannya mikroskop cahaya. Para peneliti dari berbagai negara telah mendeskripsikan penampakan sel ragi; menunjukkan bahwa ragi adalah organisme hidup; membuktikan perannya dalam konversi gula menjadi alkohol; menerima budaya ragi murni; mengklasifikasikan sel ragi berdasarkan cara reproduksinya, konsumsi nutrisi, dan penampilannya. Mikroskop optik modern dilengkapi dengan tujuan kering dan perendaman. Mikroskop optik dengan lensa kering memungkinkan untuk mempelajari mikroorganisme yang berukuran lebih dari 5 mikron; mikroskop imersi digunakan untuk mempelajari mikroorganisme yang lebih kecil. Penemuan mikroskop elektron memungkinkan untuk memahami struktur sel ragi dan mempelajari manifestasi sistem genetiknya, karena resolusi mikroskop elektron adalah 1,0-0,14 nm.

Mikroskop adalah alat yang sangat diperlukan dalam produksi alkohol, dan tanpanya mustahil menerapkan teknologi secara efektif: mikroskop digunakan untuk menentukan jumlah sel ragi dalam 1 ml ragi atau massa fermentasi; persentase sel yang tumbuh dan mati; adanya mikroorganisme asing; kandungan glikogen dalam sel (nutrisi sel). Keadaan fisiologis ragi ditentukan oleh penampilan sel, yang memungkinkan penggunaan mikroskop cahaya murah dengan lensa kering. Perlu dicatat bahwa produksi alkohol modern tidak memerlukan analisis mikroskopis terhadap struktur sel ragi, namun, ketika mempelajari penampakan sel di bawah mikroskop cahaya, perlu diketahui strukturnya.

Struktur sel ragi

Sel ragi berbentuk bulat atau ellipsoidal dengan diameter berkisar antara 2,5 hingga 10 mikron dan panjang 4,5 hingga 21 mikron. Pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan representasi grafis dari bagian sel ragi. Dinding sel, membran sel, nukleus, mitokondria, vakuola - struktur sel terlihat pada mikroskop cahaya dengan objektif kering menggunakan pewarna tertentu.

Dinding sel adalah struktur kaku setebal 25 nm, membentuk sekitar 25% massa kering sel dan terutama terdiri dari glukan, manan, kitin, dan protein. Organisasi dinding sel tidak dipahami dengan baik, namun teori saat ini mendukung model struktur tiga lapisan di mana lapisan glukan bagian dalam dipisahkan dari lapisan luar manan oleh lapisan perantara dengan kandungan protein yang meningkat.

Membran sel (plasmalemma) sel ragi di bawah mikroskop elektron tampak sebagai struktur tiga lapis, berdekatan dengan permukaan bagian dalam dinding sel, dan terdiri dari jumlah lipid dan protein yang kira-kira sama, serta sejumlah kecil. karbohidrat. Membran sel bertindak sebagai penghalang permeabilitas di sekitar isi sel dan mengontrol pengangkutan zat terlarut masuk dan keluar sel.

Hanya sedikit kemajuan yang dicapai dalam studi nukleus, karena masing-masing kromosom berukuran sangat kecil dan tidak dapat dideteksi sebagai struktur terpisah baik dalam mikroskop cahaya maupun elektron. Sel ragi mempunyai inti tunggal yang ukurannya berkisar antara 2 hingga 20 mikron. Membran inti tetap tidak berubah sepanjang siklus sel. Di bawah mikroskop elektron, tampak seperti membran ganda yang dipenuhi pori-pori.

Mitokondria adalah inklusi seluler terbesar yang berbentuk bola atau silinder, diameternya berkisar antara 0,2 hingga 2 μm dan panjang 0,5 hingga 7 μm. Cangkang dua lapis memiliki ketebalan sekitar 20 nm. Jumlah mitokondria dalam sel kurang lebih konstan dan merupakan karakteristik suatu jenis mikroorganisme tertentu.

Beras. 1. Representasi grafis dari bagian sel ragi (1 mikrometer dalam 1 sentimeter)

Ini bervariasi tergantung pada tahap perkembangan sel dan aktivitas fungsional dari 500 hingga 2000 ppm. Fungsi mitokondria berhubungan dengan transfer elektron, ion, dan substrat di dalam sel. Selain itu, mitokondria mensintesis zat yang mengakumulasi energi kimia sel.

Sel ragi dewasa mengandung vakuola besar. Selama pembentukan tunas, vakuola kemungkinan terfragmentasi menjadi vakuola yang lebih kecil, yang tersebar di antara sel induk dan tunas. Selanjutnya, vakuola kecil ini bergabung kembali, masing-masing membentuk satu vakuola di sel ibu dan sel anak. Fungsi vakuola belum diketahui secara pasti. Ini mengandung enzim hidrolitik, polifosfat, lipid, ion logam, dll. Vakuola dapat berfungsi sebagai reservoir untuk menyimpan nutrisi dan enzim hidrolitik.

Isi intraseluler sel ragi (kecuali nukleus, mitokondria dan vakuola), seperti diketahui, disebut sitoplasma, terdiri dari air, lipid, karbohidrat, berbagai senyawa dengan berat molekul tinggi dan rendah, garam mineral, dll. sel di bawah mikroskop elektron menunjukkan struktur kompleks sitoplasma dalam bentuk butiran, yang fungsi dan sifat kimianya belum cukup dipelajari. Sitoplasma memainkan peran penting dalam biokimia sel dan berinteraksi erat dengan organel di sekitarnya.

Ciri khas populasi sel ragi yang sedang tumbuh adalah adanya tunas yang terbentuk selama pembelahan sel. Sel anak muncul sebagai tunas kecil yang tumbuh sepanjang sebagian besar siklus sel. Pertumbuhan ragi terjadi terutama selama pembentukan tunas, sehingga tunas tersebut kurang lebih berukuran sama dengan sel dewasa pada saat ia terpisah (lihat Gambar 2). Sel mungkin terpisah segera setelah pembelahan, namun sering kali sebelum sel tersebut terpisah, siklus pembelahan sel yang baru dimulai, sehingga menghasilkan pembentukan kelompok sel. Di tempat sel-sel terpisah satu sama lain, masih ada bekas luka yang disebut bekas luka anak di sel induk, dan bekas luka lahir di sel anak. Dua tunas tidak pernah muncul di tempat yang sama di dinding sel. Setiap kali ginjal meninggalkan bekas luka anak baru di dinding sel induk. Berdasarkan jumlah bekas luka, Anda dapat menentukan berapa banyak tunas yang telah terbentuk pada sel tertentu, yang memungkinkan Anda memperkirakan usia sel. Telah ditetapkan bahwa sel haploid memiliki maksimal 18, dan sel diploid memiliki maksimal 32 bekas luka ginjal.

Beras. 2. Representasi grafis dari sel pemula.

Metode mikroskop cahaya dan pengendalian mikrobiologi yang digunakan dalam teknologi alkohol.

Dalam teknologi alkohol, ketika melakukan analisis mikroskopis populasi ragi menggunakan mikroskop cahaya dengan lensa kering, penampakan sel diperiksa menggunakan metode tetesan hancur dalam bentuk tidak diwarnai atau berwarna (sediaan vital), jumlah total sel dan persentase sel yang bertunas dihitung, dan keberadaan mikroorganisme asing ditentukan.

Metode jatuhan hancur

Setetes suspensi uji dengan sel ragi ditempatkan pada kaca objek, yang ditutup dengan kaca penutup di atasnya. Sampel yang dihasilkan diperiksa di bawah mikroskop, di mana mikroorganisme terlihat pada bidang yang berbeda. Metode ini sederhana; digunakan untuk mempelajari motilitas dan struktur internal sel mikroba. Metode penghancuran tetes tanpa menggunakan pewarna memungkinkan untuk membedakan sel ragi berdasarkan ketebalan dinding dan membran sel, keadaan sitoplasma, ada tidaknya vakuola, persentase sel tunas dan sel mati, serta keberadaannya. dari bakteri asam laktat.

Perhitungan persentase sel tunas

Untuk menentukan jumlah sel tunas, satu tetes suspensi ragi tanpa inklusi padat dan air suling diteteskan pada kaca objek, ditutup dengan kaca penutup, kelebihan cairan dikumpulkan dengan selembar kertas saring dan diperiksa secara mikroskopis. Pada ragi dewasa, lebih dari 10% sel bertunas.

Contoh.Sebanyak 33+35+29+32+30=159 sel ragi ditemukan di 5 bidang pandang, termasuk 4+5+3+5+3=20 sel tunas. Persentase sel yang bertunas adalah 20 x 100/159 = 12,5 (%).

Mengukur mikroorganisme

Satuan ukuran ukuran mikroorganisme adalah mikron (µm), sama dengan 0,001 milimeter (mm). Saat melakukan pengukuran, mereka menggunakan mikrometer lensa mata - kaca bundar dengan skala yang diterapkan padanya (setiap milimeter skala dibagi menjadi 10 bagian). Kaca diletakkan pada diafragma lensa okuler sehingga sisi yang diberi belahan berada di atas. Untuk mengkalibrasi nilai satu pembagian mikrometer lensa okuler, digunakan benda mikrometer yang diletakkan di atas panggung mikroskop dan dianggap sebagai sediaan. Benda mikrometer adalah pelat kaca dengan skala yang satu pembagiannya sama dengan 0,01 mm (atau 10 µm). Pada Gambar. Gambar 3 menunjukkan bidang pandang mikroskop dengan skala lensa okuler-mikrometer dan benda mikrometer. Berdasarkan kebetulan pembagian kedua skala, faktor skala ditetapkan untuk menentukan nilai sebenarnya dari satu pembagian mikrometer lensa mata. Pada gambar, pembagian mikrometer benda bertepatan dengan pembagian mikrometer lensa mata No. 2 dan No. 8, atau 30 pembagian mikrometer lensa mata bertepatan dengan 5 pembagian mikrometer benda (terdiri dari 50 mikron). Jadi, satu pembagian mikrometer lensa mata kira-kira sama dengan 1,67 mikron (50/30=1,666...). Jika, alih-alih mikrometer objek, sediaan dengan ragi hidup ditempatkan di atas panggung mikroskop, Anda dapat menentukan dimensi nyatanya (panjang dan lebar) dengan memeriksa sediaan melalui lensa dan lensa okuler yang sama dan dengan perpanjangan tabung yang sama. . Untuk melakukan ini, perlu untuk menentukan berapa banyak pembagian mata yang sesuai dengan ukuran objek yang diukur, dan kemudian mengalikan angka ini dengan nilai faktor skala yang dihasilkan (dalam kasus kami, sama dengan 1,67 μm). Hasil pengukuran yang diperoleh tidak dapat diolah secara matematis sesuai dengan teori eksperimen, namun memberikan gambaran mengenai ukuran mikroorganisme yang diteliti.

Menghitung jumlah sel

Untuk menghitung jumlah sel ragi, Goryaev menggunakan ruang hitung, yaitu kaca objek tebal yang diberi celah melintang. yang membentuk tiga letaknya melintang

Beras. 3. Benda timbangan mikrometer dan lensa mikrometer untuk mengukur nilai mikroorganisme di bawah mikroskop

situs. Bagian tengahnya dibagi menjadi dua bagian, yang masing-masing diukir jaring (lihat Gambar 5) dengan luas 9 mm 2, dibagi menjadi 225 kotak besar dengan luas masing-masing 0,04 mm 2 (15 baris 15 kotak) dan 400 kotak kecil dengan luas masing-masing 0,0025 mm 2 (setiap baris ketiga kotak besar arah horizontal dan vertikal dibagi menjadi 16 kotak kecil). Platform tengah slide diturunkan 0,1 mm relatif terhadap dua platform lainnya, di mana kaca penutup tanah khusus berukuran 18x18 mm ditempatkan, yang menciptakan ruang untuk suspensi ragi. Jumlah sel ditentukan sesuai dengan rumus O = A x K 1 x K 2 x B, dimana B adalah jumlah sel dalam 1 ml suspensi, pcs/ml; Dan jumlah sel dalam 80 kotak kecil, pcs.; K., koefisien kedalaman ruang (dengan kedalaman ruang 0,1 mm

Beras. 4. Kamar Goryaev: 1 - kaca slide; 2 - kaca penutup khusus; 3 - ruang untuk suspensi ragi; 4, 6 - platform untuk kaca penutup; 5 - kisi untuk menghitung sel ragi; 7 - slot untuk memasukkan suspensi ragi

K 1 = 10; dengan kedalaman ruang 0,2 mm K 1 = 5); K 2 - faktor konversi volume, 1/ml (K 2 = 5000 1/ ml); B - faktor pengenceran sampel (untuk ragi B=10). Saat menghitung sel ragi di ruang Goryaev dengan kedalaman 0,1 mm dan pengenceran suspensi ragi sepuluh kali lipat, B = 5 x 10 4 A x B.

Pada ragi matang dan wort yang dapat difermentasi (selama fermentasi utama), jumlah sel ragi melebihi 80 juta pcs/ml.

Menghitung persentase sel mati dalam suspensi ragi

Untuk menentukan jumlah sel mati, satu tetes suspensi ragi tanpa filter dan larutan metilen biru (1:5000), yang membuat sel mati menjadi biru, diteteskan pada kaca objek. Tetesan ditutup dengan kaca penutup, kelebihan cairan dikumpulkan dengan selembar kertas saring dan diperiksa di bawah mikroskop setelah 2 menit. Pada lapang pandang mikroskop dihitung jumlah sel khamir seluruhnya, kemudian sel khamir yang berwarna biru saja, setelah itu sediaan dipindahkan dan dilakukan penghitungan pada lapang pandang baru. Dengan cara ini, jumlah sel dalam lima bidang pandang dihitung. Setelah dihitung, jumlah sel mati dihitung dalam persentase. Pada ragi matang, jumlah sel mati tidak boleh melebihi 1%. Contoh. Sebanyak 43+45+39+42-40=209 sel ragi ditemukan di lima bidang pandang, termasuk yang berwarna biru 1 +0+0+0+1=2. Persentase sel mati adalah 2 x 100/209 = 0,96 (%).

Beras. 5. Kotak untuk menghitung sel ragi di ruang Goryaev: 1 - kotak besar; 2 - kotak kecil

Penentuan kandungan glikogen dalam sel ragi

Dalam teknologi normal, glikogen terakumulasi dalam ragi ketika 2/3 gula dalam wort difermentasi dan ragi tersebut cocok untuk digunakan dalam produksi. Untuk menentukan jumlah glikogen dalam sel ragi, setetes suspensi ragi tanpa filter dan 2 tetes larutan yodium 0,5% (0,5 g yodium dan 1 g KJ per 100 ml air) diteteskan pada kaca objek, teteskan dicampur, ditutup dengan kaca penutup, dan kelebihan cairan diambil dengan kertas saring dan diperiksa di bawah mikroskop. Jika perbandingan suspensi ragi dan larutan yodium adalah 1:2, setelah 2-3 menit sel menjadi kuning muda dan glikogen berubah menjadi coklat. Tidak mungkin menggunakan larutan yodium yang lebih kuat dari 1%, karena tidak hanya menodai glikogen, tetapi seluruh sel menjadi coklat. Dalam ragi dewasa, glikogen menempati 1/3 hingga 2/3 sel.

Definisi infeksi bakteri

Untuk menentukan persentase infeksi bakteri (terutama bakteri asam laktat), satu tetes suspensi ragi tanpa inklusi padat diambil dari sampel ragi dan ditempatkan pada kaca objek, lalu ditambahkan satu tetes air suling. Kedua tetes dicampur dan ditutup dengan kaca objek, menghilangkan kelebihan cairan dengan selembar kertas saring, dan diperiksa di bawah mikroskop. Karena produksi ragi dilakukan dalam kondisi tidak steril dengan menggunakan metode kultur murni alami, sejumlah bakteri selalu dapat dideteksi di dalamnya. Dengan teknologi normal, dalam ragi asam sulfat, di bidang pandang mikroskop (dengan lensa objektif x40 dan lensa okuler x7 atau lebih), ditemukan 1 hingga 3 sel bakteri, di antaranya biasanya tidak ada bentuk bergerak. Kehadiran lebih banyak bakteri di bidang pandang mikroskop menunjukkan peningkatan keasaman dalam ragi produksi atau dalam fermentasi wort. Bentuk bakteri bergerak yang mengandung spora biasanya tidak berkembang selama pengasaman adonan ragi karena akumulasi etil alkohol.

Penampilan sel ragi

Kultur murni ragi istirahat, sel muda, matang, tua, kelaparan dan mati dapat diidentifikasi berdasarkan ukuran dan bentuk, struktur dan isi internalnya.

Ukuran dan bentuk sel ragi

Rata-rata ukuran sel ragi ras XII adalah 6x9 mikron, namun tergantung pada kondisi lingkungan, umur dan kondisi perkembangan (keasaman, akses oksigen, dll), ukuran sebenarnya memiliki penyimpangan naik turun. Bentuk ragi dari ras yang sama ditentukan terutama oleh kondisi perkembangannya. Sel-selnya berbentuk oval jika dibudidayakan pada grain wort; ketika tumbuh pada media padat, semua ras ragi menghasilkan sel yang kurang lebih memanjang; Ragi juga mempunyai bentuk yang agak memanjang pada saat pengembangan intensif.

Struktur dan isi internal sel

Saat menganalisis sel ragi secara mikroskopis, perhatian harus diberikan pada ketebalan membran; jenis sitoplasma; adanya vakuola dan glikogen di dalam sel; jumlah sel mati dalam suatu populasi. Pada sel muda, ketebalan membran sedikit terlihat, tetapi pada sel tua tampak dalam bentuk tepi yang terlihat jelas, yang seiring bertambahnya usia menjadi bersirkulasi ganda. Penampakan sitoplasma bisa homogen atau granular. Granularitas sebagian besar merupakan karakteristik sel-sel tua yang sakit dan berkembang dalam kondisi abnormal (suhu tinggi atau perubahan suhu, keasaman tinggi, infeksi). Ketertinggalan sitoplasma dari membran sel terjadi selama plasmolisis atau menunjukkan kerusakan sel. Jumlah glikogen dalam ragi tidak konstan dan bergantung pada umurnya. Jumlah glikogen terbesar terakumulasi dalam ragi matang.

Tampilan sel ragi di bawah mikroskop tergantung pada usianya

Penampilan dan isi sel	Usia sel ragi
	Tidak aktif (budaya murni)	Muda (belum dewasa)	Dewasa	Terlalu masak (tua)	Kelaparan	Mati
	Bulat telur	Bulat telur	Bulat telur	Sel menyusut	Sel gemetar ketakutan
Ukuran			Besar	Kecilkan ukurannya	Kecilkan ukurannya
Sel pemula	Tidak atau terisolasi	10% pemula	10% pemula	Tidak atau lajang
Kerang	Sangat tipis	Sangat tipis	Didefinisikan dengan jelas	Tebal atau sirkuit ganda	Tebal atau sirkuit ganda	Kabur dan hancur
Sitoplasma	homogen	Lembut dan halus	Bercak atau kasar	Sangat kasar	Sangat kasar	Kental
Vakuola				Terkadang menempati seluruh sel
Glikogen	Dalam sel tunggal	Memakan waktu lebih sedikit 1/4 sel atau hilang	Menempati 1/3 hingga 2/3 sel	Dalam jumlah kecil	Absen	Absen

Jenis sel ragi tergantung umur

Dalam ragi muda Cangkangnya sangat tipis, sitoplasmanya halus dan homogen. Tidak ada vakuola atau vakuola kecil terlihat pada sejumlah kecil sel. Glikogen dalam sel tunggal. Ragi matang mempunyai cangkang yang jelas. Terlihat 10-15% sel dengan tunas. Heterogenitas dan granularitas terlihat pada sitoplasma, muncul vakuola berukuran sedang, dan sel banyak mengandung glikogen. Jumlah sel mati tidak melebihi 1%. kamu ragi yang terlalu matang cangkang tebal terlihat jelas dengan granularitas sitoplasma yang kuat. Vakuola besar menempati hampir seluruh sel. Jika ragi kekurangan nutrisi, ukuran selnya akan mengecil. Tunas sel tunggal. Persentase sel-sel mati semakin meningkat seiring bertambahnya usia.

Kerang ragi kelaparan tebal (di beberapa sel, membran memiliki ketebalan yang bervariasi), isinya berbentuk butiran. Sel-selnya mengecil, mengecil, dan sedikit memanjang. Tidak ada vakuola, tidak ada glikogen. Kematian dan kehancuran ragi terjadi dalam beberapa tahap. Sitoplasma menjadi menggumpal, namun melekat pada membran yang terlihat jelas. Kemudian cangkangnya menjadi kabur dan hancur. Protoplasma menjadi lebih granular dan pecah menjadi bagian-bagian kecil. Kadang-kadang cangkang tetap ada, tetapi protoplasma tertinggal di belakangnya, berkumpul dalam gumpalan di tengah, sel memanjang, berbentuk tidak beraturan dan roboh. Tabel tersebut menunjukkan data penampakan sel ragi tergantung pada umurnya.

Penampilan sel ragi selama generasi ragi

Saat memulai suatu pabrik (selama pengembangan produksi, pada awal musim, atau ketika peralatan terinfeksi), ragi dibuat dari kultur murni yang dipasok ke pabrik dalam tabung reaksi. Pengenceran kultur murni dilakukan dengan memindahkan sel secara berurutan dari tabung reaksi ke dalam labu 500 ml, kemudian ke dalam botol lima liter dan larutan induk, dari mana ragi memasuki pabrik ragi, tempat ragi produksi disiapkan.

Kultur ragi murni

Pada Gambar. Gambar 6 menunjukkan gambar bidang pandang mikroskop dengan sel ragi yang dipindahkan dari tabung reaksi dengan kultur murni ke dalam labu berisi wort. Membran sel sangat tipis, sitoplasma halus dan homogen, tidak terdapat vakuola. Tidak terdapat bakteri asam laktat pada pandangan mikroskop, yang menunjukkan kualitas kultur ragi murni yang baik. Pada Gambar. 7 ragi dari labu 500 ml setelah 24 jam pertumbuhan. Selaput tipis, sitoplasma sel homogen dan tidak adanya vakuola di dalamnya menunjukkan masa muda ragi. Tidak adanya bakteri asam laktat di bidang pandang mikroskop dan banyaknya sel yang membelah (lebih dari 15%) sekali lagi menegaskan kualitas kultur murni yang baik.

Ragi industri

Kualitas ragi sebelum dipindahkan ke produksi ditentukan oleh jumlah sel yang bertunas, keberadaan bakteri asam laktat dalam ragi, jumlah sel mati, status nutrisi ragi (jumlah glikogen dalam sel), dan jumlah sel dalam 1 ml ragi. Pada Gambar. 8-11 menunjukkan gambar bidang pandang mikroskop dengan sampel ragi matang dari satu ragi ketika menentukan kualitasnya sebelum dipindahkan ke produksi.

Semua gambar menunjukkan sel besar berbentuk oval dengan membran jelas dan sitoplasma granular. Lebih dari 10% sel bertunas, dan di bidang pandang mikroskop tidak lebih dari 3 sel bakteri asam laktat (lihat Gambar 8). Jumlah sel mati tidak melebihi 1% (lihat Gambar 9). Kandungan glikogen menunjukkan status nutrisi ragi (lihat Gambar 10). Jumlah sel ragi adalah 120 juta/ml (lihat Gambar-11). Berdasarkan analisis, hanya dapat diambil satu kesimpulan: ragi dalam ragi memiliki kualitas yang baik dan dapat dipindahkan ke produksi.

Dalam beberapa kasus, terjadi infeksi jamur, terutama bakteri asam laktat. Pada Gambar. Gambar 12 menunjukkan gambar bidang pandang mikroskop dengan sampel ragi dewasa yang terinfeksi. Sel besar berbentuk oval dengan membran berbatas jelas dan sitoplasma granular. Sejumlah besar sel bertunas, namun yang terlihat di mikroskop terdapat lebih dari 3 sel bakteri asam laktat. Ragi seperti itu tidak cocok untuk digunakan dalam produksi.

Ketika penyulingan ditutup (kurangnya penjualan produk jadi atau perbaikan besar), ragi disimpan pada suhu 10...12°C selama beberapa bulan. Pada Gambar. Gambar 13 menunjukkan gambar bidang pandang mikroskop dengan sampel ragi beku dari ragi, yang disimpan pada suhu 7...10°C selama 45 hari. Sel ragi bervariasi dalam ukuran dan bentuk. Beberapa sel berbentuk oval dan bermembran dengan sitoplasma homogen, seperti sel muda atau dewasa. Sel-sel lain telah kehilangan bentuknya, membrannya tebal dan ketebalannya bervariasi, sitoplasmanya sangat berbutir, sehingga dapat diklasifikasikan sebagai sel kelaparan dan sel terlalu matang. Ragi beku digunakan dalam produksi. Pada Gambar. Gambar 14 menunjukkan gambar bidang pandang mikroskop dengan sampel ragi matang dari ragi yang ditumbuhkan menggunakan ragi beku. Selnya besar, berbentuk lonjong, dengan membran berbatas jelas dan sitoplasma granular. Beberapa sel bertunas, jumlah sel bakteri asam laktat tidak melebihi normal. Dua sel telah menghancurkan membran. Kemungkinan besar, ini adalah sisa-sisa sel ragi yang membeku. Ragi ini cocok untuk digunakan dalam produksi.

Beras. 6. Kultur ragi murni

Beras. 7. Kultur ragi murni setelah 1 hari

Beras. 8. Ragi matang dari ragi

Beras. 9. Ragi matang (menghitung persentase sel mati)

Beras. 10. Ragi matang (menentukan nutrisi ragi)

Beras. 11. Ragi matang (menghitung jumlah sel dalam satu mililiter ragi)

Beras. 12. Ragi dewasa yang terinfeksi

Beras. 13. Ragi matang dari ragi setelah 45 hari penyimpanan di 7.. 0,12 °C

Beras. 14. Ragi matang dari ragi, tumbuh dari ragi beku

Penampilan sel ragi selama fermentasi wort

Saat memfermentasi wort, disarankan untuk melakukan analisis mikroskopis jika keasaman tumbukan yang dapat dititrasi selama fermentasi meningkat lebih dari 0,2 °K (masam tumbukan). Pada Gambar. Gambar 15 menunjukkan gambar bidang pandang mikroskop dengan sampel dari tangki fermentasi asam (skema fermentasi wort berkala, fermentasi 72 jam). Sejak fermentasi wort selesai, analisis penampilan dan isi internal sel ragi tidak memberikan hasil apa pun. Sejumlah besar bakteri asam laktat di bidang pandang mikroskop menunjukkan bakteri asam pada tangki fermentasi.

Beras. 15. Tumbuk yang terinfeksi dari tangki fermentasi

Saat ini, penyulingan menggunakan beberapa skema teknologi untuk produksi alkohol dari biji-bijian, yang berbeda dalam suhu perlakuan panas bahan mentah: menggunakan perangkat tipe "Genz" - hingga 165 ° C; unit perebusan terus menerus (skema Michurinskaya) - hingga 150 °C; perangkat untuk pemrosesan batch hidrodinamik - hingga 95 °C. Selain itu, tempat penyulingan menggunakan berbagai bahan sakarifikasi: malt; sediaan enzim kasar yang diperoleh dalam penyulingan; sediaan enzim murni yang diproduksi oleh pabrik biokimia khusus. Metode perlakuan panas pada batch dan sediaan enzim yang digunakan mempengaruhi semua indikator teknologi, termasuk indikator sediaan ragi dan fermentasi wort. Atlas ini memberikan rekomendasi untuk penggunaan analisis mikroskopis dalam produksi alkohol dari biji-bijian menggunakan peralatan pemrosesan batch hidrodinamik, sediaan enzim murni, dan ragi sulfat.

Infeksi kultur ragi murni

Analisis mikroskopis sampel ragi dari tabung reaksi dengan kultur murni atau labu setelah 20 jam pertumbuhan menunjukkan adanya bakteri asam laktat pada bidang pandang mikroskop. Kultur ragi murni terinfeksi (biasanya ini terjadi selama penyimpanan jangka panjang pada suhu tinggi). Hal ini diperlukan untuk mengubah budaya ragi murni. Jika infeksi teridentifikasi ulang pada kultur murni, disarankan untuk mengganti pemasok kultur ragi murni.

Infeksi jamur produksi

Analisis mikroskopis sampel ragi matang dari ragi menunjukkan adanya lebih dari 3 sel bakteri asam laktat di bidang pandang mikroskop, yang menunjukkan adanya infeksi pada ragi matang. Infeksi jamur terjadi karena alasan utama berikut: penggunaan biji-bijian berkualitas rendah; penggunaan air dari perairan terbuka (terutama di musim panas); penggunaan sediaan enzim berkualitas rendah; kualitas pembersihan dan sterilisasi peralatan dan saluran pipa yang buruk; pelanggaran parameter peraturan untuk persiapan ragi; pengoperasian peralatan usang di pabrik.

Dalam hal biaya alkohol, biaya biji-bijian naik 40-60% dan penggunaan biji-bijian yang murah meningkatkan indikator ekonomi produksi. Namun, bila menggunakan bahan baku berkualitas rendah, kehilangan alkohol terjadi akibat infeksi. Dianjurkan untuk menggunakan biji-bijian dengan kualitas tidak lebih rendah dari tingkat cacat pertama: biji-bijian yang muncul dari tahap tidak aktif; menunjukkan peningkatan proses fisiologis (respirasi) yang mendorong aktivitas vital mikroorganisme; mempunyai bau malt atau busuk, tetapi cocok untuk produksi. Jika perlu memproses biji-bijian berkualitas rendah, suhu perlakuan panas batch harus ditingkatkan menjadi 130...135 °C.

Saat menggunakan air dari reservoir terbuka di musim panas, suhu perlakuan panas batch dapat ditingkatkan hingga 130...135 °C. Sebaiknya menggunakan air minum dari keran atau sumur artesis. Dianjurkan untuk menggunakan metode desinfeksi air atau pencampuran dengan mengolahnya dengan magnet dan radiasi lain yang digunakan dalam industri makanan dan medis saat memproses makanan dan peralatan medis.

Jika sumber infeksi ragi dewasa tidak dapat ditemukan, maka sediaan enzim diperiksa kontaminasi bakterinya. Enzim adalah yang pertama terinfeksi. diproduksi di tempat penyulingan dan tidak dimurnikan (dalam bentuk cair) diangkut melalui jalan darat atau kereta api (terutama di musim panas). Jika sediaan enzim terinfeksi, sediaan tersebut diganti dengan sediaan enzim berkualitas tinggi dan pemasok enzim diubah.

Pencucian peralatan selama pembentukan ragi dilakukan dengan sikat dan air dari selang (tekanan 3-4 kg/cm2), dilanjutkan dengan sterilisasi uap. Konsumsi uap 10-12 kg per 1 m2 ragi dengan pengukusan 30 menit. Saluran pipa dicuci dengan berbagai larutan pembersih diikuti dengan sterilisasi uap. Kumparan bagian dalam adalah yang paling sulit dibersihkan dan disterilkan. Dianjurkan untuk mengganti koil pendingin ragi dengan jaket pendingin, dan mencuci permukaan bagian dalam dengan air hangat pada tekanan 120-150 kt/cm menggunakan pembersih bertekanan tinggi. Efek terbesar dari penggunaan pembersih tersebut dicapai saat mencuci lasan butt dan fillet di dalam peralatan, serta saat mencuci permukaan bagian dalam ragi dengan cangkang korosi. Penggunaan pembersih memungkinkan Anda mengurangi konsumsi uap dan larutan pembersih, serta menghilangkan tenaga kerja manual saat mencuci permukaan bagian dalam peralatan dengan sikat.

Pencucian dan sterilisasi pipa dilakukan sesuai dengan peraturan. Yang paling sulit untuk dibersihkan dan disterilkan adalah penukar panas “pipa-dalam-pipa” yang mendinginkan massa sakarifikasi dari 52...60 °C (tergantung pada enzim yang digunakan) hingga 22...28 °C (tergantung pada ragi digunakan), terutama jika pompa yang memompa batch ke dalam sakarifier berhenti, yang menyebabkan retensi massa dalam penukar panas. Disarankan untuk mengganti penukar panas “pipa-dalam-pipa” dengan penukar panas pelat, yang ukurannya sepuluh kali lebih kecil, terbuat dari baja tahan karat dan mudah dibersihkan saat dibongkar dan disterilkan.

Saat menyiapkan ragi, perlu mematuhi peraturan teknologi. Hal tersulit adalah memastikan pasokan air yang cukup ke kumparan ragi (terutama di musim panas) dan memindahkan ragi matang ke tangki fermentasi tanpa penundaan. Mengganti koil pendingin dengan jaket pendingin memungkinkan Anda meningkatkan permukaan pendinginan ragi beberapa kali dan, jika air dingin kekurangan, mencapai pendinginan massa ragi hingga suhu yang diperlukan. Memiliki permukaan pendinginan yang signifikan dalam ragi, pasokan ragi yang tepat waktu ke tangki fermentasi dapat dicapai dengan mengubah suhu produksi ragi. Mengurangi suhu pembentukan ragi menjadi 25...27 °C memastikan peningkatan waktu persiapan ragi, dan meningkatkan suhu pembentukan ragi menjadi 30...32 °C mempercepat persiapan ragi.

Dalam teknologi alkohol, peralatan kontainer biasanya terbuat dari baja hitam dengan ketebalan dinding 5-8 mm. Ketebalan dinding yang besar memungkinkan penggunaan ragi dan jaringan pipa hingga 25 tahun tanpa perbaikan. Selama waktu yang lama, cangkang terbentuk di dinding ragi karena berbagai alasan (korosi logam, proses kavitasi dalam cairan, kelelahan logam), yang sulit dibersihkan dan berkontribusi terhadap infeksi ragi dewasa. Peralatan harus diganti tepat waktu (setiap 6-7 tahun beroperasi) dan, dengan demikian, menghilangkan area infeksi jamur.

Nutrisi sel ragi tidak mencukupi

Analisis mikroskopis sampel ragi matang dari sel ragi menunjukkan bahwa glikogen dalam sel menempati kurang dari 1/4 isi internal, dan ukuran sel ragi mengalami pengecilan. Hal ini menunjukkan bahwa ragi belum matang dan masih terlalu dini untuk dipindahkan ke produksi, atau sudah melebihi batas waktu dan sel memerlukan nutrisi tambahan. Dalam kasus pertama, cukup menambah waktu pembentukan ragi. Yang kedua, disarankan untuk memeriksa durasi pemrosesan hidrodinamik dari batch biji-bijian (kelengkapan pengisian peralatan pemrosesan hidrodinamik dari batch sesuai dengan peraturan), yang menentukan jumlah bahan kering terlarut dari bahan baku dan , khususnya, pembubaran protein biji-bijian, karena kekurangan nutrisi nitrogen mengurangi aktivitas fermentasi ragi; dosis enzim yang tepat dalam zat gula. Jika nutrisi nitrogen kurang, Anda dapat menggunakan karbamid, yang diperhitungkan dan diberi dosis berdasarkan kandungan nitrogen di dalamnya.

Peningkatan jumlah sel mati

Analisis mikroskopis sampel ragi matang menunjukkan bahwa kandungan sel mati melebihi 1% dari jumlah total ragi. Kematian sel ragi yang berlebihan terjadi ketika suhu selama pembentukan ragi naik di atas normal (30 ° C) atau ketika keasaman ragi wort meningkat (di atas 1,1 ° K). Dianjurkan untuk memantau kepatuhan terhadap indikator peraturan produksi ragi.

Berkurangnya jumlah sel per ml ragi dan jumlah sel tunas yang tidak mencukupi

Menghitung jumlah sel ragi di bawah mikroskop menunjukkan bahwa kandungannya dalam ragi adalah 80 juta pcs/ml, dan menghitung jumlah sel ragi menunjukkan bahwa terdapat kurang dari 10% ragi yang tumbuh di bidang pandang mikroskop. Penting untuk memeriksa pemenuhan semua indikator peraturan, kualitas biji-bijian, enzim, asam sulfat (menentukan keberadaan arsenik di dalamnya). Bahan baku dan bahan penolong yang berkualitas rendah harus diganti.

Infeksi wort yang difermentasi

Analisis mikroskopis sampel wort yang difermentasi menunjukkan adanya sejumlah besar bakteri asam laktat. Penurunan hasil alkohol dari 1 ton biji-bijian diharapkan terjadi, karena nutrisi dari bahan mentah diproses oleh bakteri menjadi asam laktat. Penyebab infeksi tumbukan dapat berupa: pelanggaran parameter peraturan selama fermentasi; peningkatan yang tidak wajar dalam waktu fermentasi wort, ketika jumlah karbohidrat yang tidak difermentasi dalam tumbukan kurang dari 0,65 g/100 ml (dengan perlakuan hidrodinamik batch setelah 48-60 jam fermentasi), dan tumbukan terus berlanjut. disimpan dalam tangki fermentasi hingga 72 jam; kekurangan air pendingin.

Jika terjadi pelanggaran terhadap indikator peraturan fermentasi wort dan peningkatan waktu fermentasi yang tidak wajar, cukup melakukan tindakan organisasi untuk memastikan disiplin teknologi di perusahaan. Jika air pendingin tidak mencukupi, tindakan teknis harus diambil. Penggunaan jaket pendingin sebagai pengganti kumparan memungkinkan peningkatan permukaan pendingin tangki fermentasi beberapa kali lipat, yang secara signifikan mengurangi konsumsi air. Di pabrik yang menggunakan penukar panas eksternal tipe “pipa-dalam-pipa” untuk mendinginkan tumbukan, disarankan untuk menggantinya dengan penukar panas pelat, yang akan memungkinkan pendinginan tumbukan lebih efisien tanpa mengubah suhu pendinginan. air. Kerugian dari air pendingin dapat dikompensasi dengan mengurangi suhunya melalui pengenalan menara pendingin dan unit pendingin.

KESIMPULAN

Dalam produksi alkohol, komponen utama dari teknologi ini adalah ragi, yang memerlukan perhatian besar dan sikap bertanggung jawab dari personel yang beroperasi, yang hanya mungkin dilakukan dengan bantuan analisis mikroskopis baik sel individu maupun populasi ragi secara keseluruhan. Berdasarkan penampakan selnya, seseorang dapat menentukan keadaan fisiologis ragi dan melakukan penyesuaian terhadap teknologinya. Para penulis percaya bahwa gambar mikroskopis ragi yang disajikan dalam atlas ini akan memudahkan pekerjaan petugas pemeliharaan penyulingan saat membiakkan kultur ragi murni, pembuatan ragi, dan fermentasi wort.

literatur

1.GU 9182-160-00008064-98. Kultur ragi murni. Balapan XII.

2. Pavlovich S.A. Mikrobiologi medis. -Minsk: Sekolah Tinggi, 1997. 133 hal.

3. Yarovenko dan lainnya. Teknologi alkohol. -M.: Kolos, 1996.464 hal.

4. Ternovsky N^S. dan sebagainya. Teknologi hemat sumber daya dalam produksi alkohol. -M.: Industri makanan, 1994.168 hal.

5. Sasson A. Bioteknologi: prestasi dan harapan. -M.: Mir, 1987. 411 hal.

6. Rukhlyadeva A.P. dan sebagainya. Petunjuk pengendalian teknokimia dan mikrobiologi produksi alkohol. -M.: Agropromizdat, 1986.399 hal.

7. Bachurin P.Ya., Ustinnikov B.A. Peralatan untuk produksi alkohol dan produk alkohol. -M.: Agropromizdat, 1985.344 hal.

8. Berry D. Biologi ragi. -M.: Mir, 1985. 95 hal.

9. Konovalov S.A. Biokimia ragi. -M.: Industri makanan, 1980. 272 ​​​​hal.

10. Seliber G.L. Lokakarya besar tentang mikrobiologi. -M.: Sekolah Tinggi, 1962. 420 hal.