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活性干酵母及其在食品工业中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-11
核心提示:在酵母工业发展过程中,活性干酵母因储存时间长、运输方便的特点,市场对其需求量越来越大,在食品工业上的应用也越来越广。
   在酵母工业发展过程中,活性干酵母因储存时间长、运输方便的特点,市场对其需求量越来越大,在食品工业上的应用也越来越广。通常活性干酵母经鲜酵母(压榨酵母)压榨、干燥等工艺制得,为了减少这些工艺过程中酵母的活性损失,在优化工艺条件的同时,还加入一些添加剂作为酵母活性的保护剂共同经过下游设备制得活性干酵母,添加剂不同,保护效果也有所不同。在活性干酵母复水活化时同样有可能造成活性损失而影响发酵效果,这方面的工艺条件同样需要不断地探索研究。
 
  一、活性干酵母介绍
 
  1、活性干酵母成分及特征
 
  酵母菌广泛应用于发酵领域,公元前3000年,人类便通过利用酵母菌来制作相关的发酵产品。酵母泥是市场上最早销售的酵母产品,酵母泥的突出特点是发酵速度快,但由于酵母泥受到运输和使用不便的制约,限制了产品的商业化。
 
  目前的酵母产品根据含水量的不同可以分成鲜酵母(压榨酵母)和活性干酵母这两个大类。其中采用糖蜜、粮食等作为发酵原料,将酵母菌通风保温发酵后,经分离、洗涤、压榨过滤后得到的产品称为鲜酵母,鲜酵母所含水分为71%~73%。鲜酵母通过挤压或造粒、干燥机的干燥,制得的含水分在7.0%~8.5%的酵母产品称为活性干酵母,细胞含量超过200亿CFU/g,含水量<6%的活性干酵母称为高活性干酵母。
 
  活性干酵母具有两个基本的特征:一是可以在常温下长期储存而不失去活性;二是将活性干酵母恢复成自然状态并具有正常酵母活性的细胞,仅需要通过一定条件下复水活化过程。
 
  2、活性干酵母的分类
 
  活性干酵母根据用途区别目前可以分为三个大类:
 
  (1)面包活性干酵母:根据面团含糖量的不同又分为高糖和低糖,高糖活性干酵母发酵时,面团中白砂糖含量一般为7%(以面粉量计),而低糖活性干酵母在发酵的过程中,面团里一般无需加入白砂糖;
 
  (2)酿酒用活性干酵母:按产品用途细分又可分为酒精活性干酵母、白酒用活性干酵母、黄酒用活性干酵母、葡萄酒用活性干酵母和啤酒用活性干酵母等,也可按发酵温度分为常温活性干酵母和耐高温活性干酵母;
 
  (3)饲料用活性干酵母:活性干酵母在畜禽类生产中的使用根据使用对象的不同而各有不同,可用于猪、鸡和反刍动物等。
 
  3、活性干酵母发展沿革
 
  最初的活性干酵母生产始于19世纪上半叶。当时,压榨酵母的干燥方法有同:①吸附法,将压榨酵母吸附在纸上;②吸水干燥法,将压榨酵母与淀粉、面粉等食物混合吸水后进行干燥。但是这两种方法都只可以将酵母所含的水分减少至20%左右,仍然无法克服水分含量过大导致的保存期过短的问题。
 
  至20世纪20年代后,活性干酵母的生产方法已基本形成。从20年代~50年代,压榨酵母的干燥方法分为干燥室式、盘架式和隧道式。通过这些方法干燥后产品的固形物含量可达92%以上,已可以包装。50年代后,活性干酵母的干燥方法多为沸腾干燥或气流干燥速溶活性干酵母用。酵母颗粒粒度从原来的4~5mm左右减少为0.5mm,同时酵母活性损失也相对较少,发酵力大大提高,达到500-800mL。
 
  60年代开始,由于添加剂的广泛使用促进了活性干酵母的生产技术在原有的基础上进一步发展。目前,活性干酵母的含水量已经可以降至4%--5%,进行抽真空或充惰性气体处理包装后,保质期可达2年以上。
 
  二、活性干酵母生产工艺
 
  1、生产工艺简介
 
  活性干酵母的生产原料为糖厂废蜜(糖厂的一种废液,分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜)或淀粉(土豆、玉米、红薯),同时添加含氮的化合物如尿素、硫酸铵等,经过消毒灭菌之后,通入无菌处理过的空气,恒温培养,之后培养规模逐级放大,收集发酵后得到的酵母泥作为中间产品,该产品经过造粒,低温沸腾干燥床或者流化干燥床干燥,得到活性干酵母成品,用铝塑薄膜抽真空包装成500 g/包、100g/包、30g/包、10g/包等不同的规格投入市场销售,保质期一年。
 
  主要的生产工艺流程为:菌种配制一发酵一分离一过滤一干燥一真空包装一贮存
 
  酵母生产所用的能源为蒸汽和电能。在发酵过程中,糖蜜一般采用流加方式进行添加。
 
  2、影响活性与稳定性的因素
 
  经过发酵得到的酵母乳制成活性干酵母,活性损失包括三部分:
 
  ①干燥脱水过程中的损失:由于酵母在干燥过程中会迅速失水,导致酵母内溶物随水分蒸发流向胞外,此外有部分酶会变性失活;
 
  ②储藏过程中活性的损失:由于在储藏过程中,酵母细胞中的蛋白质和酶被氧化而引起的活性损失;
 
  ③复水过程中的损失:自然状态下的酵母细胞含水量在70%以上,而活性干酵母的含水量仅为4%~9%,当将含水分很低的活性干酵母与水混合时,酵母细胞中的某些物质将向胞外进行渗透,势必会影响复水活化后酵母细胞的活性。
 
  3、添加剂的选择
 
  当活性干酵母产品不使用添加剂时,为尽量减小活性损失,其水分含量往往不能少于7.5%。保护剂的添加既保证了活性干酵母产品的稳定性而且使其水分含量更低,还可保证其活性损失减少。
 
  活性干酵母中所使用的添加剂大体上分为三种:增加渗透压的添加剂、乳化剂和抗氧化剂。
 
  增加渗透压的添加剂可以保证酵母在迅速失水过程中对胞外悬浮液的渗透有促进作用,使得酵母细胞壁的收缩以及细胞的脱水变化趋于平稳,通过减小细胞膜的损失,保证了酵母的活性。这类化合物包括碱金属盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐和醋酸、乳酸、苹果酸、延胡索酸等有机酸所构成的碱金属有机酸盐。
 
  此外,还包括甘油、山梨醇、丙烯乙二醇等多元醇以及乳糖等非发酵性糖和尿素等。前提是所选化合物对酵母没有抑制作用,并且有助于降低酵母乳液的黏性。这种添加剂的使用量通常为鲜
 
  酵母质量的0.2%~0.4%,大多应用于喷雾干燥的场合,通过此类添加剂的使用,酵母活性得到了显着的保护。
 
  乳化剂的添加可以帮助细胞膜形成均质状态的分散体系,变换了酵母细胞膜之前的物理状态,通过细胞周围有效保护膜的形成,对酵母细胞的耐渗透能力进行提高,有效阻止了细胞内物质流失,减少了干燥和复水活化过程中带来的活性损失。
 
  在活性干酵母中添加的乳化剂有山梨醇单硬脂酸酯、山梨聚糖月桂酸酯、山梨聚糖甘油三油酸酯等,以及蔗糖硬脂酸二酯、蔗糖棕榈酸二酯等碳链>12单位的硬脂酸蔗糖二酯。这类添加剂的使用量可为酵母干质量的0.5%~5.0%,最好控制在1.0%~3.0%之间。乳化剂在酵母乳和酵母块中均可加入,但必须与酵母充分均匀混合才能起到保护作用。
 
  抗氧化剂的作用是减少储存过程中因细胞成分被氧化而造成的活性损失。通常使用的抗氧化剂包括抗坏血酸和异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚、2,6一二叔丁基、4一甲基苯酚、没食子酸内酯等。抗氧化剂使用量通常在酵母干质量的0.025%~0.500%,最好效果用量大致在0.1%~0.2%。抗氧化剂可以直接加入到压榨酵母块中,或者是加入到干固物含量在25%以上的鲜酵母中,不应在酵母乳中添加,因为抗氧化剂容易在压榨过滤这个过程中产生损失。
 
  三、活性干酵母在食品工业中的应用
 
  1、在面制品中的应用
 
  活性干酵母是面包、馒头和包子等面制品生产中必不可少的一种微生物疏松剂。酵母在面制品生产中的作用主要包括:
 
  (1)在面团发酵中会产生大量二氧化碳,使得面制品疏松多孔,体积膨大;
 
  (2)酵母可增强面筋扩展,使二氧化碳气体得以保留在面团内部并提升面团的保气能力;
 
  (3)酵母在发酵时产生的酒精与面团中的有机酸,随着面团的不断发酵,也会进行乳酸发酵、醋酸发酵等,产生乳酸和醋酸之类的有机酸,酒精和酸会结合成酯类芳香物质。酒精、有机酸和酯类是馒头和色f皮面团风味的重要物质。在面包烘烤时形成酯类,使面包形成使用化学膨松剂不能产生的独特风味;
 
  (4)酵母中所含有的蛋白质和大量B族维生素提高了面制品的营养价值。
 
  此外活性干酵母在苏打饼干、速冻食品、速冻面点等的生产中均有广泛的应用。杨玉娟以亚硒酸钠为硒源,通过活性干酵母对硒的生物转化和富集能力,得到了富硒酵母,并且以面粉为主要原料,用这种富硒酵母的发酵作用,生产出了一种营养保健型发酵饼干。
 
  2、在酿酒工业中的应用
 
  酿酒活性干酵母也称为酒用活性干酵母,20世纪60年代,欧洲人开始研制酿酒用活性干酵母;70年代末,在欧美发达国家的酒精、葡萄酒和蒸馏酒等工业生产中,酿酒活性干酵母得以广泛使用。在我国,酿造技术的历史可追溯到5000年前,其中固体制曲技术的发明大约在4000年前,这是世界上最早的保存酿酒微生物及其所产酶系的技术,其中就含有一定量的多种酿酒酵母。
 
  酒用活性干酵母按其产品的用途分为酒精活性干酵母、白酒活性干酵母、葡萄酒活性干酵母、啤酒活性干酵母和黄酒活性干酵母等。其中白酒用活性干酵母还可根据产酯能力的强弱分为很少产酯的酒精活性干酵母和产酯能力强的生香活性干酵母。
 
  3、在酱油酿造中的应用
 
  活性于酵母在调味品中也有广泛的应用,酵母在酱油及酱类生产中能产生特殊香味,是酱香的重要来源。在酱油生产过程中添加酱油活性干酵母,可以提高酱油中的乙醇和总酯的含量,使酱油品质得到明显改善,且酱油活性干酵母相比于酵母种子液具有使用、存储方便的特点。
 
  安琪酵母股份有限公司通过生物技术手段研制了活性很高的酱油活性干酵母,并将其运用于酱油及酱类的酿造,对产品风味的提升和品质的改善效果显着。
 
  四、结语
 
  活性干酵母的市场还存在着很大的进步空间,通过基因工程等方法进一步研究制备活性干酵母的优良菌种,开发并完善活性干酵母各个生产环节的工艺和技术,设计性能更好的活性干酵母生产设备,并且在活性干酵母深加工方面有所突破都将全面提高活性干酵母的国内消费量,为酵母行业开拓更大的商机。
 
 
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