ALKOHOLHEFE IN DER INDUSTRIELLEN ALKOHOLPRODUKTION

Allgemeine Eigenschaft von Hefe

Saccharomyces cerevisiae ist eine Sorte Alkoholhefe. Wie alle Stoffe dieser Art sind Saccharomyces cerevisiae einzellige Mikroorganismen der Klasse Ascomyceten oder Beutelpilze. Sie werden verwendet, um den Prozess der Vergärung von Zucker zu starten und ihn schrittweise in Alkohol umzuwandeln. Saccharomyces cerevisiae vermehren sich durch Knospen. Wenn Mikroorganismen in einer Umgebung leben, die extrem nährstoffarm ist, können sie sich durch Sporenbildung vermehren.

Die Mikroorganismen von Saccharomyces cerevisiae sind meist oval oder länglich geformt. Sie können auch eiförmige und ellipsoide Individuen finden. Ihre Größe beträgt durchschnittlich 6 - 11µm und hängt direkt von der Art der Hefe sowie den Bedingungen ab, in denen sie leben. Das Volumen und die Länge der Zelle in Hefe beeinflussen die Geschwindigkeit der Wechselwirkung des Mikroorganismus mit dem Nährmedium. Je größer das Volumen und die Oberfläche der Hefezelle sind, desto schneller und intensiver sind ihre Lebenstätigkeiten.

Die Hefezelle selbst besteht standardmäßig aus einer Hülle, die andere Teile des Körpers der Hefe aufnimmt: das Zytoplasma und den Kern. Der innere Teil der Hefe wird in Form von Eiweißstoffen, Phospholipiden und Lipoiden dargestellt, wenn der äußere Teil in seiner Struktur Polysaccharide und Spuren von Chitin aufweist. Die Schale reguliert in erster Linie alle anderen Teile des Körpers der Hefe und ermöglicht auch die Aufnahme bestimmter Substanzen durch die Hefe.

die Zeichnung Elektronische Mikrofotografie der Hefezelle: 1 - Zellwand; 2 - die zytoplasmatische Membran der Hefezelle; 3 - Zytoplasma; 4 - kern; 5 - mitochondrien; 6 - niere.

Das Hefezytoplasma hat eine viskose Struktur. Dieses Merkmal ist aufgrund der Proteinsubstanzen in der Basis charakteristisch für Hefe. Neben Proteinen hat das Zytoplasma Ribosonukleoproteine, Lipoide, Kohlenhydrate. Außerdem gibt es viel Wasser im Zytoplasma, wodurch wichtige enzymatische Prozesse fließen können. Junge Zellen unterscheiden sich durch ein homogenes Zytoplasma. Wenn sie altern, erscheinen in den Hefezellen eine gleichmäßige Körnung sowie Vakuolen und Fettpartien.

Chondriosomen oder Mitochondrien in Saccharomyces cerevisiae sind in Form von körnigen Formationen oder Fäden vorhanden. Diese Teile der Zelle sind für die Ansammlung von nützlichen Substanzen verantwortlich, die nach dem Eindringen in die Zelle speziellen, schnelllebigen Prozessen zur weiteren Umwandlung unterzogen werden. Die Mitochondrien sind auch für die Aktivierung von Aminosäuren verantwortlich, die nur während der Synthese von Proteinen oder anderen Verbindungen möglich ist.

Die Ribosomen Saccharomyces cerevisiae werden in Form von speziellen körnigen Einschlüssen präsentiert. Sie bestehen aus Lipoiden, Proteinen und RNA. Letztere sind verantwortlich für die Synthese von Proteinen und die Aktivierung von Aminosäuren, die aus dem mitochondrialen System stammen.

Der Zellkern von Saccharomyces cerevisiae ist ein Körper in Form eines Balls oder Ovals. Von allen Seiten ist es im Zytoplasma umgeben, das es nicht auflöst. Der Kern enthält DNA und DCS in sich. Außerdem gibt es eine große Menge an RNA im Kern. Die DNA in der Hefe ist verantwortlich für die Ansammlung und Übertragung von Informationen über den Mikroorganismus an die Erbschaft.

Ein weiterer obligatorischer Teil von Saccharomyces cerevisiae ist die Vakuole. Vakuolen sind spezielle Cluster, die sich im Plasma bilden, wenn die Hefezellen altern. Vom Zytoplasma wird es durch eine spezielle Hülle getrennt - eine vakuolare Membran, die aus Proteinen und Lipiden besteht. Die Form der Vakuole ändert sich ständig und hängt von der Bewegung und Konzentration des Zytoplasmas ab. Junge Hefezellen haben Vakuolen in Form einer bestimmten Anzahl kleiner Cluster. In älteren Zellen werden Vakuolen als eine große Ansammlung dargestellt. Vakuolen sind für die Bildung von Verbindungen verantwortlich, die fermentiert werden und auch lebenswichtige Produkte bilden. Junge Zellen von Saccharomyces cerevisiae haben praktisch keine Fettansammlungen. Einige ältere Zellen haben kleine Einschlüsse von Fettzellen. Alte Zellen das Fett sammelt sich in großen Tropfen an.

Ein Ersatznährstoff für Saccharomyces cerevisiae ist Glykogen. Diese Substanz aus der Gruppe der Polysaccharide ähnelt strukturell Amylopektin. Es sammelt sich in Umgebungen an, die während der Kultivierung von Alkoholhefe reich an Zucker sind. Wenn Zucker knapp ist, wird Glykogen schnell verbraucht. Reife Zellen haben etwa 40% Glykogen. Junge Individuen haben diese Substanz praktisch nicht.

Das Aussehen von Hefezellen charakterisiert den allgemeinen Zustand des Körpers. Durch Färben können Sie die Menge an Glykogen und infolgedessen den physiologischen Zustand der Hefe bestimmen. In der Produktion werden alle Lebensstufen von Hefezellen auf einmal verwendet: jung, reif, alt und abgestorben. Die effizientesten in Bezug auf Fermentationsenergie sind reife Zellen.

Zur Herstellung von Alkohol werden nur die Alkoholhefe verwendet, die ausreichend hohe Fermentationseigenschaften aufweist. Sie müssen unbedingt einen anaeroben Atemtyp haben, den Zucker schnell und vollständig fermentieren und gegen die Produkte ihrer Lebenstätigkeit und die Produkte anderer Mikroorganismen ausreichend resistent sein. Es ist wichtig, dass die Hefe eine große Menge an Salzen und trockenen Substanzen tolerieren kann, die in der Alkoholwürze vorhanden sein können.

Alkoholfabriken, die sich auf die Verarbeitung von Melasse spezialisieren, sind die Hefe der Rasse Ich. Für Bäckereien werden Ras Yal und B verwendet. Sie kommen gut mit der Vergärung von Saccharose, Glukose und Fructose zurecht. Raffinose wird nur zu 30% fermentiert. Daher ist der Mangel an Alkohol in einer solchen Situation ein ziemlich großer Wert. Jeder Prozentsatz der Raffinose während der vollständigen Fermentation erhöht die Alkoholproduktion um 1.46%.

Die Fermentationsaktivität von Hefe kann erhöht werden. Dies ist durch Mutagenese- oder Hybridisierungsprozesse möglich. Um Hefe-Arten mit erhöhter Fermentationsaktivität zu erhalten, ist die Hybridisierungsmethode am besten geeignet. Es basiert darauf, zwei Elternhefe-Arten zu kreuzen und Hefe-Rassen mit vorher bekannten, ausgewählten Eigenschaften abzuleiten. So wurden eine Reihe wichtiger, wirksamer Hefe-Hybriden erhalten, die Vorteile gegenüber den Hefe-Rassen I und B haben. Hybriden erhielten ein spezielles Enzym - a-Galactosidase, das die vollständige Vergärung von Raffinose ermöglicht. Einige Hefehybriden haben bessere Backeigenschaften sowie eine verbesserte generative Funktion erhalten. Der 112-Hybrid zeigte eine bessere Maltasaktivität, die Ansammlung von Alkohol ist jedoch um 1% geringer, verglichen mit der Hefe der Rasse B. Die Hybriden 67 und 105 haben die gleiche Alkoholausbeute wie die Rasse B, haben jedoch eine größere generative Kapazität. Die G-67-Rasse hat eine erhöhte Beständigkeit gegen einen niedrigeren pH-Wert. Es bildet sich mehr Alkohol, während die Kosten für Saccharose für Produkte von Drittanbietern reduziert werden.

Bei der Vergärung von Würze aus Rohstoffen, die Stärke enthalten, wird Hefe der Rasse XII verwendet. Sie machen die Aufgabe der Fermentation von Fructose, Saccharose und Maltose perfekt, fermentieren jedoch keine Dextrine. Die Hydrolyse von Dextrinen erfolgt während der Exposition gegenüber Malzdextrinasen. Infolgedessen hängt die gesamte Fermentationsrate von Würze, die Stärke enthält, von der Hydrolysegeschwindigkeit von Dextrinen ab.

Optimaler Lebensraum für Alkoholhefe.

Alkoholhefe lebt normalerweise in einer Art Umgebung, in der es eine bestimmte Temperatur, einen pH-Wert und eine chemische Zusammensetzung des Nährmediums gibt.

Was sollte die Temperatur und auch der pH-Wert von Maltonwein sein?

Alkoholhefe kann bei unterschiedlichen Temperaturen normal leben. Am angenehmsten für sie ist jedoch der Bereich von 29 bis 30 Grad Celsius. Eine sehr hohe oder niedrige Medientemperatur hemmt oder neutralisiert die Lebenstätigkeit von Hefe vollständig. Die maximal zulässige Temperatur von Hefe beträgt 38 Grad Celsius. Die Mindesttemperatur beträgt 5 Grad. Andere Temperaturen sind für Mikroorganismen nicht besonders angenehm, und bei Temperaturen über 50 Grad sterben Individuen ab.

Es sollte berücksichtigt werden, dass die normale Temperatur für eine angemessene und effektive Entwicklung von Hefe und die Temperatur, bei der sich die am besten gärende Aktivität manifestiert, nicht gleich sein sollte. Es gibt Situationen, in denen Hefe, die bei einer Temperatur von 17 bis 22 Grad angebaut wurde, eine größere Fermentationsenergie haben kann als andere Hefe. Wenn die Zusammensetzung bei einer Temperatur von mehr als 30 Grad vergärt wird, kann sich die Qualität des Produkts negativ auswirken. Um die enzymatische Aktivität aufrechtzuerhalten, ist es besser, die Hebekraft und Widerstandskraft von Hefe auf ein Temperaturregime von 28 bis 29 Grad zu achten. Es wird empfohlen, eine Flüssigkeit auf Basis von Stoffen mit Stärke zwischen 28 und 32 Grad zu fermentieren.

Die Geschwindigkeit der Fortpflanzung von Wildhefe und Bakterien hängt auch von der Temperaturerhöhung ab, die die Fortpflanzungsrate von Saccharomyceten signifikant übersteigen kann. Zum Beispiel ist bei einer Temperatur von 32 Grad die Vermehrungsrate von Wildhefe um das 3-fache und das 8-fache bei einer Temperatur von 38 Grad größer. Solche Wachstumsraten von Bakterien erhöhen auch den Säuregehalt der Umgebung, in der sie leben, was zu einer Abnahme des Alkoholausstoßes führt. Der Säuregehalt des Mediums beeinflusst später auch die Aktivität der Lebensaktivität von Alkoholhefe. Wasserstoffionen können die Hülle von Mikroorganismen beeinflussen. Eine bestimmte Konzentration kann entweder die Fähigkeit erhöhen oder verringern, Substanzen aus dem Medium durch die Hülle zu leiten. Daher beeinflusst der Säuregehalt des Mediums direkt die Geschwindigkeit, mit der die Hefe Nährstoffe aus Maltonwein erhält, was die Aktivität von Enzymen und die Bildung von Vitaminen durch das Bakterium beeinflusst. Darüber hinaus beeinflusst der pH-Wert die Art der Gärung. Wenn Sie also den Säuregehalt in Richtung Alkalität verschieben, erhöht sich die Menge an Glycerin im Medium. Der Säuregehalt von 2 bis 8 wird als optimal für die normale Lebenstätigkeit von Hefe angesehen. Für den Anbau von Hefe wäre die beste Option, den pH-Wert zwischen 4.8 und 5 zu halten. Bei niedrigeren pH-Werten kann sich die Hefe entwickeln, wenn auch langsam. Die Entwicklung von Milchsäurebakterien unter 4.8 wird vollständig gestoppt. Diese Eigenschaft von Alkoholhefe kann verwendet werden, um bestimmte Bakterien in der Würze zu unterdrücken. Die Flüssigkeit wird künstlich auf ein akzeptables Niveau angesäuert, wartet eine Weile und gibt die normalen Werte zurück.

Zusammensetzung des optimalen Mediums für Alkoholhefe

Die chemische Zusammensetzung beeinflusst, wie viele Nährstoffe für das normale Leben von Alkoholhefe benötigt werden. Es hängt von der Qualität des Nährmediums und den Bedingungen ab, unter denen die Hefe und ihre physiologischen Eigenschaften entwickelt wurden. Wenn Sie die chemische Zusammensetzung einer Hefezelle zerlegen, besteht sie zu 47% aus Kohlenstoff, zu 6.5% aus Wasserstoff, zu 31% aus Sauerstoff, zu 7.5% aus Stickstoff und zu 1.5 aus Phosphor. Spuren anderer Elemente können leicht auftreten: Kalzium, Kalium, Magnesium, Natrium, Schwefel. Ihre Menge überschreitet 0.5% des Gesamtgewichts nicht. Auch einige Hefe kann Rückstände von Eisen, Kupfer oder Zink enthalten.

Alkoholhefe, die gepresst wurde, enthält fast 75% Wasser und den Rest der trockenen Substanz. Die Gesamtfeuchtigkeit der Zusammensetzung beeinflusst das Verhältnis von intrazellulärer und interzellulärer Feuchtigkeit. Das heißt, die Entfernung von Wasser aus der Zusammensetzung von Alkoholhefe hat im Allgemeinen keinen Einfluss auf ihre Lebensfähigkeit bei Temperaturen innerhalb von 50 Grad.

Die trockenen Teile der Hefe bestehen zu 25% aus organischen Teilen: 13% Protein, 6% Glykogen, 2% Fett, 2% Zellulose. Auch Hefe hat bis zu 5% Asche.

Ausführlicher über die Zusammensetzung des Hefemediums:

• Eichhörnchen

Das Rohprotein in Hefe hat ungefähr 50%, das in der Nähe von 45% der gesamten Proteinmenge wahr ist. Somit können alle Verbindungen von Stickstoff und Nukleinsäuren in Form von Purin- und Pyrimidinaminosäuren in der Zusammensetzung des rohen Proteins gefunden werden.

• Glykogen

In Fällen, in denen der Nährstoff die für die Hefe benötigten Substanzen nicht enthält, wird Glykogen in Alkohol oder Kohlendioxid umgewandelt.

• Trehalose

Trehalose wird zusammen mit Glykogen in der Zelle gefunden, da es sich um einen ziemlich mobilen Kohlenstoff handelt, der als Reserve gilt und ein Element ist, um die Hefe, die für Bäckereien verwendet wird, stabil zu halten. Die Menge dieses Kohlenstoffs in einer Hefezelle erhöht sich in Abhängigkeit von der Verringerung des Stickstoffs im Medium oder der Änderung des Säuregehalts des Mediums auf Werte unter 4.5.

• Fette

Ölsäure, Linolinsäure und Palmitinsäure dienen als Fette in Alkoholhefe.

• Asche

Es wird in Form von grundlegenden Oxiden dargestellt.

• Phosphor

Das Element wird in Form von organischen oder anorganischen Phosphaten gefunden. Diese Teile sind Teil der Moleküle von Nukleinsäuren, Coenzymen und Thiamin, nämlich in den Kernsubstanzen der Zellen können Spuren von Phosphor gefunden werden. Das Element ist wichtig, wenn verschiedene Energieprozesse in Hefezellen durchlaufen werden.

• Schwefel.

Der Schwefel in Alkoholhefe ist in der Zusammensetzung von Aminosäuren und Vitaminen enthalten. Es kann auch in der Zusammensetzung von Enzymen wie Sulfid- und Thiolgruppen gefunden werden.

• Eisen

Eisen nimmt an der Arbeit wichtiger Enzyme wie Wintergenase und Pyrophosphatase teil und befindet sich auch in Enzymen, die für die Atmung der Zelle verantwortlich sind.

• Magnesium

Magnesium ist verantwortlich für die Aktivierung von Phosphatase und Enolase in der Alkoholhefe. Die Ionen eines chemischen Elements bewältigen effektiv die Aufrechterhaltung der Aktivität bestimmter Enzyme während eines Temperaturanstiegs. Darüber hinaus hilft Magnesium, Glukose schneller mit Hefe zu verarbeiten: Je höher die Glukose im Lebensraum der Hefe ist, desto effektiver bewältigt Magnesium diese Aufgabe. Der optimale Nährboden sollte im Bereich von 0.05% Magnesium enthalten sein. In gewisser Weise kann man mit Hilfe von Magnesium den Fermentationsprozess regulieren, indem man die Anzahl der Ionen im Medium anpasst.

• Kalium.

Das Element wird für zwei Funktionen benötigt: Nährstoff und für die Vermehrung von Alkoholhefe. Kalium nimmt am Oxidations- und Glykolyseverfahren teil. Daher hilft Kalium tatsächlich, die Bewegung von Phosphor in die Hefezelle zu regulieren und zu stimulieren.

• Kalzium

Kalzium wird von Hefe verwendet, um Prozesse im Mikroorganismen zu aktivieren. Calciumionen binden an ATP und hemmen einige Hefeenzyme. Die Erhöhung der Menge an Calciumionen hemmt die Vermehrung von Hefe, reduziert die Möglichkeit, Glykogen mit Hefe zu akkumulieren, und erhöht die Sterinmenge um%. In Zahlen, Kalzium bis zu 40 mg pro 1 Liter Hefeflüssigkeit erhöht die Möglichkeit, dass sich die Hefe vermehren kann. Eine größere Menge hemmt die Fortpflanzung.

• Spurenelemente.

Spurenelemente sind auch aktiv am Fortpflanzungsprozess von Hefe sowie an der Unterstützung von normaler Lebensaktivität beteiligt. Tatsächlich sind Spurenelemente in allen Formulierungen von Enzymen, Vitaminen oder anderen Verbindungen enthalten, die an der Synthese beteiligt sind. Darüber hinaus können Spurenelemente die Geschwindigkeit sowie die Merkmale des Ablaufs bestimmter chemischer Prozesse in der Umgebung regulieren. Kobalt hilft bei der Vermehrung von Hefe, erhöht die Menge an Stickstoff und Stickstoffstoffen in Hefezellen. Es erhöht die Synthese von Vitaminstoffen, Riboflavin, Ascorbinsäuren usw.. Spurenelemente treten mit anderen Enzymen und Elementen in Verbindungen ein, was ihre stimulierende Wirkung bewirkt. Die stimulierende Wirkung hängt direkt von der Qualität und Stärke der Verbindung ab, die entstanden ist.

• Vitamine und andere Partikel

Ein ebenso wichtiger Faktor für die optimale Entwicklung von Alkoholhefe sowie die effektive Gärung sind Vitamine, die als Cofaktoren in Enzymen verwendet werden. Hefe selbst kann praktisch alle Vitamine synthetisieren. Eine Ausnahme ist Biotin. Es muss unbedingt in einem Nährmedium sein.

Unter anderen Partikeln können Fettsäuren unterschieden werden, die das Wachstum von Hefe beeinflussen. Am stimulierendsten ist Ölsäure mit 18 Kohlenstoffatomen. Die Säurekonzentration im Nährmedium sollte jedoch nicht groß sein, im Bereich von bis zu 0.5 mg \ ml. Die erhöhte Konzentration von Ölsäure verlangsamt im Gegenteil das Wachstum von Mikroorganismen.

Ernährung und ihre Quellen für Alkoholhefe

Alkoholhefe ernährt sich auf exogene und endogene Weise. Während der exogenen Ernährung erhält der Mikroorganismus Nährstoffe aus der äußeren Umgebung. Endogene Ernährung bedeutet, dass Reservesubstanzen verbraucht werden, die zuvor angesammelt wurden. Diese Methode wird «gestartet", wenn die Zelle verhungert. Es fängt an, Glykogen, Lipidtrehalose usw. zu konsumieren..

Kohlenstoffnahrung von Alkoholhefe.

Kohlenstoff für Alkoholhefe ist ein ziemlich wichtiges Element. Sie verwenden es für verschiedene organische Verbindungen. Zum Beispiel für Glukose, Mannose, Fructose oder Galaktose. Es ist auch wichtig zu berücksichtigen, in welcher Reihenfolge die Hefezelle Kohlenstoffquellen verbraucht. In erster Linie konsumiere ich Hefe Glukose und Fruktose. Die Hefe-Rasse beeinflusst die Konsistenz des Verzehrs von Fettsäuren durch Hefe. Diese Sequenz wird auch durch die Zusammensetzung von Fettsäuren beeinflusst. Essigsäure wird von den Zellen zusammen mit Glukose absorbiert. Der Trend der Kohlenstoffaufnahme entspricht der Quelle, die die Wachstumsrate der Zellen am meisten beeinflusst.

Während der kontinuierlichen Kultivierung von Alkoholhefezellen verbleiben mehr Kohlenstoff im Lebensraum der Hefe. In diesem Fall wird es zuletzt von den Zellen absorbiert.

Die Absorption von Substanzen hängt auch von der Art der Hefe ab. Wilde Hefe ist gut in der Lage, Galactose zu verdauen, und Hefe der Cand-Spezies. Clausseni nimmt es absolut nicht auf.

Damit die Hefe Maltose und Saccharose normal absorbiert, wird durch Enzyme ein Hydrolyseprozess gestartet, um Disaccharide in Monosaccharide zu neutralisieren. Während sie die Hefe von einem anaeroben zu einem aeroben Zustand bewegen, hören sie auf, Maltose und Glukose zu vergären, aber ihre Saccharose-Aktivität erhöht sich um das 3-fache. Maltose Alkoholhefe beginnt erst zu konsumieren, nachdem die Fructose oder Glukose in der Umgebung abgelaufen ist, aber die vollständige Vergärung der Maltose findet immer noch während der stationären Wachstumsphase der Alkoholhefe statt.

Bei der Dissimilation und synthetischen Prozessen ist organische Säure nicht weniger wichtig. Hefe kann je nach Art oder Rasse Fettsäuren als Kohlenstoffquelle verwenden. Zum Beispiel kann Hefe Essigsäure, Biergradsäure, Milch, Buttersäure und andere Säuren konsumieren, wenn ihre Konzentration normal ist. Kaliumsalze und Säuren mit Kohlenstoffatomen in Molekülen stimulieren das Wachstum von Alkoholhefe. Sie sind in der Lage, den Wachstumsprozess im Vergleich zu anderen Säuremolekülen bis zu dreimal zu beschleunigen.

Fettsäuren, die eine durchschnittliche Länge der Kohlenstoffkette haben, verbrauchen Alkoholhefe praktisch nicht. Niedrige Konzentrationen solcher Säuren sind für das Nährmedium akzeptabel, aber hohe können das Wachstum von Mikroorganismen hemmen. Säuren mit langen Kohlenstoffketten in 12 bis 17 Atomen in Molekülen werden je nach Typ, Gattung und Rasse der Hefe konsumiert.

Darüber hinaus kann Alkoholhefe Produkte aus dem Krebszyklus als Kohlenstoffquellen verwenden. Nämlich: Fumar-, Apfel-, Zitronensäure-, Bernsteinsäure- und Brenogradsäure können als Elemente für die Kohlenstoffnahrung fungieren.

Stickstoffnahrung von Alkoholhefe.

Alkoholhefe kann alle Aminosäuren, die in den Hefeproteinen enthalten sind, aufgrund anorganischer stickstoffhaltiger Verbindungen konsumieren. Eine Art Sacch-Hefe. Cereviesiae ist in der Lage, nur zwei Formen stickstoffhaltiger Verbindungen zu absorbieren, nämlich Ammoniakverbindungen und Verbindungen organischer Substanzen. Hefe kann Sulfatstickstoff, Harnstoff, Ammoniumphosphat und Ammoniaksalze von Fettsäuren aufnehmen. Wenn genügend Zucker in der Umgebung vorhanden ist, werden Ammoniaksalze nur verwendet, um die Zelle mit ausreichend Stickstoff zu versorgen. Während des Stickstoffverbrauchs durch die Hefezelle ändert sich der Säuregehalt des Mediums durch die Freisetzung von Säuren in das Medium. Am besten wird Ammoniakstickstoff durch Alkoholhefe absorbiert.

Es sollte berücksichtigt werden, dass die Aminosäuren in der Umgebung gleichzeitig sowohl Kohlenstoff- als auch Stickstoffquellen sind. Stickstoff wird durch Abspaltung der Aminogruppen von Ketokäuren gebildet und von Hefezellen absorbiert. Aminosäuren können auch aus dem Nährmedium absorbiert werden, wenn sie genügend Zucker enthalten, sowie einen vollständigen Satz dieser Säuren. Diese Nuance ermöglicht es, den Zuckerverbrauch für die Ernährung von Alkoholhefe zu reduzieren und die Alkoholausbeute während des Fermentationsprozesses signifikant zu erhöhen. Derselbe Prozess garantiert die Synthese von Proteinen sowie Enzymen, einschließlich derjenigen, die bereits in der Zelle vorhanden sind.

Organischer Stickstoff kann nur mit genügend Vitaminen, nämlich Biotyp, Thiamin und Pyridoxin, von Hefe konsumiert werden. Cholin, Purin, Betain und andere stickstoffhaltige Verbindungen einer ähnlichen Art von Hefe können nicht verdaut werden. Peptide werden teilweise verdaut. Ihr Verbrauch hängt von der Komplexität des Elements ab: Mit zunehmender Komplexität wird die Assimilation signifikant reduziert. Die zulässige Menge an Peptiden sorgt für die Absorption von Aminosäuren.

Die Menge an Stickstoff in der Hefe kann darauf hinweisen, unter welchen Bedingungen die Zellen kultiviert wurden und welchen physiologischen Zustand sie derzeit haben. Der Stickstoffgehalt der Zellen hängt auch von der Menge an Nährstoffen ab, die zusätzlich injiziert werden, und von der Art \ Rasse der Hefe. Insgesamt liegt die Menge an Stickstoff in Hefe zwischen 7 und 10% pro Trockenstoffeinheit.

Phosphornahrung von Alkoholhefe.

Das anaerobe Medium sorgt für die Absorption von Phosphor durch Hefe während der Anfangszeit der Gärung. Sein Verbrauch während dieser Zeit beträgt 80 bis 90% des gesamten Hefe-Gehalts. Junge Zellen, die sich aktiv vermehren, haben im Vergleich zu älteren Zellen mehr Phosphor in der Zusammensetzung. Der Trend ist in der trockenen Substanz der Mischungen deutlich nachvollziehbar: In den ersten 6 Stunden der Gärung von Alkoholhefe wird 2% Phosphor beobachtet, wenn es am Ende der Gärung um 1% liegt.

In einer Umgebung mit stärkehaltigen Rohstoffen gibt es phosphorhaltige Verbindungen, die für Alkoholhefe notwendig sind. In anderen Nahrungsmedien ist es notwendig, Orthophosphorsäure für den normalen Gärfluss hinzuzufügen.

Andere Faktoren, die die Vermehrung von Alkoholhefe beeinflussen

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Parametern wird die Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Hefe durch den osmotischen Druck in der Zelle des Mikroorganismus sowie seinen Lebensraum beeinflusst. Mit zunehmendem Druck erhöht sich auch die Fortpflanzungsrate.

Das zusätzliche Wachstum von Alkoholhefe kann durch Einwirkung mit Ultraschall stimuliert werden. Nach einer solchen Behandlung erhöht sich die Invertase-Aktivität in der Hefe um ein Vielfaches. Ultraschall wirkt auch ziemlich effektiv auf Backhefe. In einer Stunde dieser Exposition kann die Hebekraft der Hefe um 15-18% erhöht und die Menge an Ergosterol um 45-60% erhöht werden. Die Wirksamkeit der Exposition hängt von der Häufigkeit des Ultraschalls ab.

Weinhefe zeigt unter Einwirkung von Y-Strahlen bessere Fermentationsergebnisse. Auch unter dieser Behandlung erhöht sich die Maltasenaktivität bei Backhefe. Wenn die Hefe jedoch dauerhaft mit UV-Strahlen bestrahlt wird, verlieren sie ihre Fähigkeit, nämlich Leucin oder Isoleucin nicht mehr zu synthetisieren. Aufgrund solcher Experimente können mutierte Zellen erhalten werden, die Isobutyl- und Isoamylalkohol nicht freisetzen können. Die ultravioletten Strahlen wirken auf die Backhefe anders: Sie erhöhen ihre Maltasenaktivität um ein Vielfaches.

Schwache alkalische Lösungen sowie Alkohole oder Ester wirken sich negativ auf die Hefezellen aus, indem sie ihre Lipoidsubstanzen auflösen. Daher kann Alkohol bei einem relativ kleinen Volumen in einem Nährmedium die Vermehrung von Hefe erheblich verlangsamen. Wenn jedoch genügend Nährmedium vorhanden ist, kann sich die Hefe auch mit einer hohen Alkoholkonzentration vermehren. Selbst mit einem Anteil von 10% Alkohol fermentiert die Hefe weiterhin Zucker, da die Vermehrung und Entwicklung von Zellen von der Menge an Nährstoffen in Maltonwein abhängt und nicht von der Menge an Alkohol darin. Um den Einfluss des Alkohols in der Zusammensetzung auf die Hefe auszugleichen, gibt es ein entwickeltes Schema, das die Zusammensetzung unter Vakuum vergärt.

Negativ auf die Lebenstätigkeit von Hefe wirkt sich Formalin und Schwermetallsalze aus. Selbst der kleinste Teil dieser Substanzen in der Zusammensetzung verringert die Geschwindigkeit der Entwicklung und Vermehrung von Alkoholhefe. Auch schwefelhaltige, salpeterhaltige und Fluoridwasserstoffsäure verderben den Lebensraum für Hefe. Geringe Konzentrationen von Substanzen reduzieren das Zellwachstum und beeinträchtigen deren Qualität und Auftrieb erheblich.

Schwefelsäure in Volumina von 0.35 bis 0.6% hat keinen Einfluss auf die Lebensfähigkeit von Hefezellen in den Anfangsstadien. Nach einem Tag Hefe in dieser Zusammensetzung sterben etwa 2% der Individuen ab. Milchbakterien in der Zusammensetzung mit einer solchen Konsistenz sterben nach 2 Stunden ab, und wenn Sie die Zusammensetzung der Lösung auf 0.5% erhöhen, sterben alle Bakterien in 2 Stunden ab. Wilde Hefe ist widerstandsfähiger und kann einer Lösung mit einem Anteil von 1.3% Schwefelsäure länger als zwei Stunden standhalten.

Freie organische Säuren hemmen Hefe effektiver als Salze. Selbst kleine Säurekonzentrationen können das normale Leben der Hefe unterdrücken und ihren Tod beschleunigen. Öl- und Kapronsäure sind am stärksten betroffen. Eine Erhöhung der Säureunterdrückungswirkung wird durch eine Abnahme des Säuregehalts des Mediums auf 4 Punkte beobachtet. Nach einem Tag dieses Effekts können viele plasmolisierte Hefezellen beobachtet werden.

Die Fähigkeit, Hefe zu züchten, ohne die Anzahl der toten Zellen zu erhöhen, kann durch Ameisensäure reduziert werden. Sie können auch Essigsäure verwenden, die eine schwächere Wirkung hat.

Buttersäure (0.045%), Kapronsäure (0.05%) Ameisensäure (0.09%) Propionsäure (0.12%) und Essigsäure (0.45%) können die Alkoholproduktion reduzieren, wenn sie ein synthetisches Medium mit 13% Saccharose-Zusammensetzung fermentieren. Eine Abnahme wird nur beobachtet, wenn die Hefe der Rasse B oder Ich verwendet wird, die Rasse G - 176 und G - 202 funktionieren einwandfrei. Solche Säurekonzentrationen finden sich in Melasse, aber in dieser Lösung sind weniger organische Säuren enthalten, und Ameisensäure und Propionsäure erreichen manchmal nicht die gewünschten Werte.

Öl- und Kapronsäure blockieren die Vergärung und hemmen die Freisetzung von Alkoholen in Hefen aller Rassen.

Silber oder Kupfer in bestimmten Mengen kann Hefe abtöten. In extrem kleinen Mengen hemmen Schwermetalle die Zellentwicklung. Die Wirkung von Metallen auf Hefe hängt in erster Linie von der Zusammensetzung des gesamten Mediums, seinem Säuregehalt, seiner Temperatur oder der Anzahl der Zellen pro Gramm von Maltonwein ab. Zum Beispiel kann Kupfer in sauren Umgebungen aggressiver für Hefe sein, während Silber sich in Ammoniaklösungen manifestiert.

Furfurol im Lebensraum von Hefe verlangsamt die Zellvermehrung, indem die Anzahl der Hefeknospen sowie ihre Größe reduziert werden. Die kleinen Konsistenzen dieses Elements in Lebensräumen reduzieren die maltasinöse und überwinternde Aktivität von Mikroorganismenzellen.

Sulfonol als Element unterdrückt Hefe, wirkt sich jedoch negativ auf Milchsäurebakterien aus. Chlor zerstört wiederum organische Substanzen durch Oxidation.

Ca, Mg, Fe-Ionen in erhöhten Mengen zerstören die wässrige Hülle der Hefe. Somit besteht die Möglichkeit einer Hefe-Agglutination, die auch auf den Oberflächen der Hefezellen eine elektrische Ladung erzeugt.

Hefe selbst hat ein negatives elektrokinetisches Potential. Daher adsorbieren sie Elemente auf der Oberfläche - Melanoidine, die bereits einen positiven Potenzialwert haben. Wenn Sie den Säuregehalt des Habitats von Hefe reduzieren, steigt das Potenzial der Elemente, was auch die Adsorptionsprozesse von Hefezellen erhöht. Eine große Anzahl von Melanoidinen wirkt sich negativ auf die Zellen aus, färbt sie dunkel an und hemmt die Lebensaktivität bis zum Zelltod. Auch die enzymatische Aktivität und die Invertase- und Katalaseaktivität nehmen ab. Das Vorhandensein eines Elements in der Umgebung innerhalb eines höheren normalen Bereichs reduziert die Hefepopulation in weniger als einem Tag um das Doppelte. Vergessen Sie nicht, dass diese Elemente in der Umgebung erscheinen können, nachdem das Rohmaterial mit dem Stärkegehalt gekocht wurde.

Wenn der Säuregehalt des Spülwassers normal ist, können die Farbstoffe der Hefezelle nicht desorbiert werden. Der Indikator 3 ist normal. Die Desorption beginnt bei einem pH-Wert von 9.

Cystein, Glutation und andere Sulfhydrilverbindungen können bestimmte Hefezellenzyme aktivieren. Sie fördern den Beginn der Fermentation und aktivieren und regulieren die Funktion von Enzymen. Dies ist wichtig für die normale Lebensaktivität und den Stoffwechsel in Hefezellen.

Sulfhydrilverbindungen sind äußerst wichtige Teilnehmer an der Elektronenübertragung durch Cytochrom. Glutathion und Cystein tragen zu einer schnelleren alkoholischen Gärung durch Thiolenzyme bei, die während der Oxidation von Zucker beobachtet werden. Aber diese Methode ist in Bezug auf den Preis nicht effektiv, die Elemente sind ziemlich teuer. In der Praxis wird Hefe-Auto-Polisat verwendet.

Der Fermentations- und Atmungsprozeß der Hefezelle.

Anaerober Abbau von Kohlenhydraten.

Unter anaeroben Bedingungen erfolgt die enzymatische Dissimilation von Kohlenstoff mit einer signifikanten Freisetzung von Energie. Darüber hinaus führt es zur Freisetzung von Produkten unvollständiger Oxidation, was als Fermentation bezeichnet wird.

Während des Fermentationsprozesses wirken organische Verbindungen als Kohlenstoffakzeptoren. Sauerstoff nimmt an diesen Prozessen nicht teil, und die Verbindungen erscheinen als Folge der Oxidation.

Die Abbildung zeigt ein detailliertes Diagramm aller chemischen Prozesse, die während der Gärung von Glukose beobachtet werden.

1) Zuerst bilden sich Phosphorester von Zuckern. Das Enzym Hexokinase und Adenylsäure, die als Phosphorsäurespender gelten, wandeln Glukose in Glucopyranoso-6-Phosphat um. Die Phosphorgruppe mit ATP zu Glukose wird durch den Katalyseprozess mit Hexokinase übertragen. Der Rest der Phosphorsäure wird dann an der Stelle des Kohlenstoffatoms 6 befestigt. Magnesium aktiviert die Wirkung des Enzyms. Nach dem gleichen Prinzip wird die Umwandlung von Fructose und Mannose durchgeführt, und die Glukoseantwort ist für die Geschwindigkeit der gesamten Gärung verantwortlich.

2) Dann wird das resultierende Phosphat durch das Enzym Glucosophosphat - Isomerase - Isomerisierungsprozesse unterzogen. Die Reaktion ist reversibel, das Ergebnis ist Fructose - 6 - phosphat.

3) Das resultierende Element kann durch das Enzym Phosphofruktokpnase beeinflusst werden. Somit wird der Rest der Phosphorsäure an die Stelle des ersten Kohlenstoffatoms gebunden und durch ATP erhalten wir ein neues Element - Fructose - 1.6 - Diphosphat. Die Umwandlungsreaktion ist nicht reversibel, und das Zuckermolekül geht in einen labilen Zustand der Oxoform über und wird durch Verringerung der Bindungsstärke zwischen 3 und 4 Kohlenstoffatomen für weitere Auswirkungen und Umwandlung bereit.

4) das Aldolase-Enzym startet den Zerfallsprozess von Fructose 1.6 Diphosphat in zwei Teile der Phosphotriose - Z-phosphoglice¬rhynisches Aldehyd und Phosphodioxyaceton. Diese Reaktion ist reversibel.

5) Der Isomerisierungsprozess beginnt zwischen den erhaltenen Phosphotriosen durch die Katalysierung des Enzyms Triosophosphatizomerase.

6) Während der Induktionsphase bis zur Bildung von Essigaldehyd beginnt die Dysmutationsreaktion zwischen den Aldehydmolekülen. Es beginnt mit dem Enzym Aldehydmutase, gepaart mit einem Wassermolekül. Ein einzelnes Molekül von Phosphoglyzerin-Aldehyd wird dadurch wiederhergestellt und erhält Phosphoglyzerin. Das zweite Molekül wird oxidiert und bildet 3 Phosphoglyzerinsäure. Phosphoglyzerin nimmt nicht an weiteren Reaktionen teil und ist ein Nebenprodukt der Gärung unter Freisetzung von Alkohol.

Die weitere Oxidation von Phosphoglyzerinsäure 3 erfolgt auf komplexe Weise. Als erstes wird es in 1,3-Diphosphoglyzerin-Aldehyd umgewandelt, das die Reste anorganischer Phosphorsäuren an sich bindet. Dann wirkt das Enzym Triosophosphat-Dehydrogenase auf das resultierende Aldehyd und oxidiert es in 1,3-Diphosphat-Glycsrinsäure.

7) Phosphotransferase nimmt an der Rückstandsreaktion von Phosphorsäure teil, in der eine makroergische Bindung verbleibt und an die 1,3-Diphosphoglyzerin-Säure übertragen wird. Die Energie, die während der Oxidation von Aldehyd freigesetzt wird, wird in ATP angesammelt.

8) Das Enzym Phosphoglyzeromutase beeinflusst das Ergebnis und die Säure kann zu 2-Phosphoglyzerinsäure isomerisiert werden.

9) Als Ergebnis wird nach der Verteilung der Energie innerhalb der Moleküle 2-Phosphoglyzerin-Säure in phosphoenolpierolpierende Säure umgewandelt. Der Katalysator der Reaktion ist Enolase, die durch Magnesiumionen aktiviert wird. Um die Wirkung von Enolase zu maximieren, ist es notwendig, einen Säuregehalt des Mediums von 5.2 bis 5.5 Punkt zu erreichen. Andere Parameter verursachen die Aggregation von Enolasemolekülen.

10) Phosphotransferase und Kalium tragen zur Übertragung des Phosphorsäurerestandes auf ADP bei, und die Energie aus der Reaktion wird in ATP angesammelt.

11) Das Ergebnis in Form von Enolpirovshygradsäure wird in eine stabile Ketoform umgewandelt.

12) Carboxylase wirkt auf die Brenogradsäure und spaltet Kohlendioxid ab, wodurch die Umwandlung von Essigaldehyd ermöglicht wird.

13) Alkoholdehydrogenase beginnt mit der Übertragung von Wasserstoff auf Essigaldehyd, was die Bildung des gewünschten Ethylalkohols überträgt und DARÜBER regeneriert.

Aerober Abbau von Kohlenhydraten

Der Abbau von Kohlenhydraten unter aeroben Bedingungen ist fast der gleiche wie bei anaeroben. Der Unterschied besteht darin, dass die Bildung von brenograder Säure durch ihre vollständige Oxidation zu Kohlendioxid und Wasser in einem Zyklus von Tricarbonsäuren erfolgt. Dieser Zyklus impliziert einen konsistenten Verlauf von oxidativen und reduzierenden Prozessen, die Wasserstoff zu molekularem Sauerstoff transportieren, der als letzter Akzeptant gilt. Die Übertragung ist dank der Trägermoleküle möglich, die auch eine Zellatmungskette bilden. Das Schema der Reaktionen chemischer Elemente während des aeroben Glukoseabbaus ist unten abgebildet.

Der Glukosekatabolismus bildet zwei Moleküle der brauchbaren Breuensäure. Zu Beginn aller Prozesse wird das erste Molekül einer Dekarboxylierung unterzogen. Als Ergebnis dieses Prozesses erhalten wir eine aktivierte Essigsäure.

СНз · СО · СООН + CoASN + ÜBER — СНз-СО ~ CoASN + ÜBER · Н2 + СО2

Das zweite Säuremolekül eignet sich für das Enzym Pyruvatcarboxylase. Infolgedessen kondensiert es mit Kohlendioxidmolekülen. Als Ergebnis der Reaktion erhalten wir Oxalessigsäure.

СHз · CO · COOH + CO2 + ATP ↔ HOOC · CH2 · CO · COOH + ADF + F

Oxalessigsäure kann aus Apfelsäure gewonnen werden.

Der gesamte Zyklus von Tricarbonsäuren beinhaltet den Beginn einer Kondensationsreaktion von Acetyl-CoA zusammen mit einem Oxalessigsäure- oder Oxalacetatmolekül. Der Enzymkatalysator in dieser Reaktion ist Citratsynthase. Als Ergebnis der Reaktion erhalten wir Zitronensäure sowie das freie Coenzym A.

Die nachfolgenden Reaktionen sind im Diagramm dargestellt. Eine solche Umdrehung des Moleküls der Breusäuremoleküle impliziert die Verbindung von drei Wassermolekülen dazu und die Freisetzung von H 2 mit СО_2. -Molekülen. Die Gleichung ist wie folgt:

СНз · СО · СООН + ЗН2О — > ЗС0₂ + 10 Н.

Im Zyklus der Tricarbonsäuren zerfallen nicht nur Kohlenhydrate. CTC fördert auch den Abbau von Fettsäuren und Aminosäuren.

Zerfall auf anaerobe und aerobe Weise liefert die Hefe die benötigte Menge an Energie und sorgt auch für eine normale Synthese von Bioelementen. Zum Beispiel eignet sich Oxalessigsäure und a-Ketoglutarsäure durch Aminierung und Umlaminierung für den Wiederherstellungsprozess, wodurch Sie schließlich Aspariginsäure und Glutaminsäure erhalten können. Im Allgemeinen ist die Gewinnung von Asparaginsäure aus Fumarsäure möglich. Die Herstellung dieser Säuren nimmt während der Synthese von Proteinen aus Kohlenhydraten einen wichtigen Platz ein. Um die gewünschte Biomasse zu erhalten, interagieren die Zellen der Alkoholhefe auch mit anderen Elementen. Zum Beispiel können Zellen einen anaplerotischen Pfad wählen, insbesondere Pentosophosphat. Diese Elemente gelten als Elemente der Vorfahren von Nukleotiden und entsprechenden Säuren.

Die Oxidation von Zucker hat eine viel größere Menge an Energie, die freigesetzt wird. Daher besteht die Möglichkeit, als Ergebnis der Reaktion eine größere Anzahl von Metaboliten zu erhalten, die für weitere Reaktionen und synthetische Prozesse bereit sind. Aus diesem Grund erhöht sich die Wachstums- und Vermehrungsrate von Hefezellen deutlich, ebenso wie ihre Biomasse.

Die Menge an Zucker, die während der biosynthetischen Fermentationsprozesse verbraucht wird.

Die Erzeugung von Hefe impliziert einen komplexen Prozess, der auf einer bestimmten Anzahl komplexer, eng verwandter chemischer Reaktionen beruht. Es ist unmöglich, eindeutig zu berechnen, wie viele Nährstoffe benötigt werden, um Hefe zu erzeugen. Daher werden theoretisch ungefähre Praktiken verwendet, die es ermöglichen, die Gesamtmenge an Biosynthese und Fermentation zu berechnen.

Auf der Grundlage von Studien wurde nachgewiesen, dass am meisten Zucker verwendet wird, um Hefe aus Melasse zu erhalten. Um ein fertiges Produkt zu erhalten, gehen ungefähr 64.6% Zucker verloren, unter Berücksichtigung aller Verluste während der Gärung. In moderneren Fabriken, die sich auf bestimmte Methoden spezialisieren, ist diese Zahl etwas niedriger.

Während der Hefeproduktion wird Zucker verbraucht, um drei Produkte zu erhalten, nämlich die Hefe selbst, den Alkohol und das Kohlendioxid. Damit der Zucker so effizient wie möglich verwendet wird, müssen alle genannten Produkte entsorgt werden. Bei der alkoholischen Gärung wird Melasezucker praktisch verlustfrei für die Bildung der richtigen Produkte ausgegeben. Ungesäuerter Zucker bleibt im Bereich von 2-3% in Melase. Der Zuckerverlust in einem solchen Prozess beträgt etwa 7 bis 12% des in den Prozess eingebetteten Zuckers. Daher schwankt die reine Alkoholproduktion zwischen 88 und 93% von dem, was theoretisch berechnet wurde. Die Menge an Glycerin, die aus der Gärung gebildet wird, beeinflusst die Zusammensetzung des Nährmediums sowie seine physikalischen und chemischen Parameter.

Die Menge der erhaltenen Biomasse von Hefezellen sowie die Stufe ihrer aktiven Lebensaktivität hängt von der Ausrichtung des Fermentationsprozesses ab. Davon hängt auch der Verbrauch von Zucker für die Bildung von Biomasse ab. Bei der Arbeit mit reifem Maltonwein zur Herstellung von Backhefe wird versucht, so viel Biomasse wie möglich von der Hefe zu erhalten. Die Hefe selbst kann wieder zur Gärung geleitet werden, was die Menge an Biomasse erhöht, ohne den Zuckerverbrauch zu beeinträchtigen. Wenn Hefe mehrmals verwendet wird, nimmt ihre Energie nicht ab, sondern nimmt im Gegenteil zu. Die Intensität der Gärung dadurch erhöht sich auch aufgrund einer größeren Menge an Alkoholhefe.

Während der Hefeproduktion wird viel Zucker für die normale Atmung der Hefezellen verwendet. In Zahlen sind das ungefähr 6 - 15% der Menge, die insgesamt verwendet wird. Ein solcher Verbrauch ist nicht stabil. Es kann von der Konzentration des Zuckers im Nährmedium sowie von der Sauerstoffsättigungsrate, der Temperatur oder anderen Indikatoren abhängen. Auf dieser Grundlage gibt es Möglichkeiten, die Menge an Alkohol während der Verarbeitung der Zusammensetzung zu erhöhen.

Theoretisch wird basierend auf den Arbeitsgleichungen von Hefe 66.7% Kohlenstoff aus Zucker in Alkohol umgewandelt und der verbleibende Teil wird in CO2 umgewandelt. Daher hängt die Menge an Kohlenstoff, die für den Bau von Biomasse und für die Atmung verwendet wird, von der Menge an klarem Zucker im Lebensraum ab.

Die Erhöhung der Zuckerkonzentration im Nährmedium der Hefe beeinflusst die Menge der erhaltenen Biomasse und reduziert den CO2-Ausstoß beim Einatmen der Hefe. Das heißt, die Gärung mit diesem Ansatz ist wirtschaftlicher.

Eine Senkung der Temperatur von Maltonwein reduziert den Zuckerverbrauch für die Hefeatmung, und eine Erhöhung der Intensität der oxidativen Reaktionen beeinflusst die geringere Ausbeute an Hefe.

Mikroorganismen, die mit Hefe leben

Während des Fermentationsprozesses ist es äußerst wichtig, die Hefe vor unerwünschten anderen Mikroorganismen zu schützen, die die normale Funktion der Hefe beeinträchtigen können. Dies können fremde Bakterien oder wilde Hefe-Rassen sein, die versehentlich mit Wasser, Luft oder anderen Rohstoffen in den Nährboden gelangen. Nach dem Eindringen in die Geräte, in denen die Gärung stattfindet, können sich fremde Mikroorganismen ansammeln und schließlich die gewünschte Hefekultur verdrängen. Außerdem verbrauchen fremde Bakterien einen Teil des Zuckers aus Maltonwein, was im Allgemeinen die Menge an Endalkohol reduziert. Sie können auch fremde organische Säuren, Enzyme und andere Produkte synthetisieren, die zu einer Verklumpung des Mediums führen und die Eigenschaften von Hefe reduzieren. Infolgedessen steigt die Menge an Stärke und ungesäuertem Zucker in Maltonwein an.

Im Detail über fremde Mikroorganismen

Milchsäurebakterien

Insgesamt gibt es verschiedene Arten von Milchsäurebakterien, nämlich zylindrische, stäbchenförmige, kugelförmige, kugelförmige, grampositive, stationäre und nicht sporenbildende Bakterien. Milchsäurebakterien des heterofermentativen Typs, wie Milchsäure, realisieren flüchtige Säuren, Alkohol und Wasserstoff.

Am besten wachsen Milchsäurebakterien bei einer Temperatur von 20 bis 30 Grad. Die thermophilen Arten von Milchsäurebakterien wachsen am besten bei Temperaturen um 20 Grad höher. Gleichzeitig sterben Milchsäurebakterien wie andere Mikroorganismen bei Temperaturen zwischen 70 und 75 Grad ab.

Am häufigsten kann man solche Bakteriengruppen treffen: Lacto. bacillius plantarum, Lact. breve, Lact. fermentii, Leuconostoc mesenterioides, leuc. agglutinans. Die Bakterien mit dem Spezies-Namen Leuconostoc mesenterioides sind in eine Schleimkapsel eingerahmt, die es ihnen ermöglicht, hohen Temperaturen und Säurebelastung standzuhalten. In einer flüssigen Umgebung sterben sie in 20 Minuten bei einer Temperatur von 112 Grad ab. In einer Schwefelsäurelösung kann sie für eine Stunde leben. Leuc. Agglutinans können an Hefe haften und auch an ihren Zellen kleben.

Essigbakterien

Essigbakterien werden als gramnegative, stäbchenförmige oder unbestreitbare Individuen dargestellt, die ausschließlich aerobe Zellen sind, die in einer hefeähnlichen Umgebung leben. Essigbakterien können als Oxidationsmittel auf Alkohol wirken und als Ergebnis kann Essigsäure entstehen. In ähnlicher Weise wird Propionsäure aus Propylalkohol erhalten, Butylalkohol ist Buttersäure. Einige Arten von Bakterien können auch Glukose beeinflussen, indem sie Gluconsäure oder Xylose produzieren, indem sie Xylolsäure produzieren. Der übliche Ethylalkohol gilt jedoch als das wichtigste Mittel für die Lebenstätigkeit solcher Bakterien. Am häufigsten gibt es Arten: Acetobacter aceti, Acet. Pasteurianium, Acet. oxydans. Dies sind stäbchenförmige Individuen bis zu 3 Mikrometer. Manchmal sind sie in Ketten verbunden. Sie leben in einer Umgebung von 20 bis 35 Grad. Die erste Bakterienart kann einer Alkoholkonzentration von bis zu 11% standhalten. Hefe verlangsamt ihr Wachstum und ihre Entwicklung, wenn die Anzahl solcher Bakterien sowie ihre lebenswichtigen Produkte viel wird.

OelendNoxsäurebakterien.

Die Fettsäurebakterien werden in Form von großen und beweglichen Stäbchen mit einer Länge von bis zu 10 Mikrometern präsentiert. Sie sind sporenbildend und außergewöhnlich anaerob. Die Sporen solcher Bakterien werden in Form von Zylindern oder Ellipsen dargestellt. Neben Buttersäure können sie bei der Oxidation Essig-, Milch- oder Nylonsäure produzieren, jedoch in kleineren Mengen. Darüber hinaus ist die Herstellung von Ethylalkohol oder Butylalkohol möglich. Diese Gärung verbreitet sich gut in Pumpstationen, Rohren oder ähnlichen, hinter den Bedingungen verborgenen Orten. Die Temperatur für ein normales Leben liegt zwischen 30 und 40 Grad. Der Säuregehalt des Mediums beträgt bis zu 4.9 Punkte. In anderen Umgebungen entwickeln sich keine öligen Bakterien.

Es ist nicht akzeptabel, ölige Bakterien während der Alkoholproduktion zu beobachten, da die von ihnen produzierte Säure die normale Funktion der Hefe unterdrückt.

Fäulnisbakterien

Faule Bakterien sind Bakterienarten, die für den Abbau von Proteinsubstanzen verantwortlich sind. Kann sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen leben. Unter aeroben Bedingungen sind sie in der Lage, Protein vollständig zu Kohlendioxid zu mineralisieren. In anaeroben akkumulieren giftige Substanzen sowie andere organische Verbindungen in der Umgebung. Die Bakterien bewegen sich gut, sind resistent gegen hohe Temperaturen und bilden auch Sporen. Die normale Temperatur liegt zwischen 36 und 50 Grad Celsius. Zu Anaeroben gehören E. coli und Proteus vulgaris. Zum Clostr-Aerobic. Putrificum und Clostr. sporogenes.

Fäulnisbakterien wirken sich besonders negativ auf die Hefe von Backrassen aus. Sie verkürzen ihre Haltbarkeit erheblich. Einige faule Bakterien können Nitrite bilden, die die Vermehrung von Hefe merklich verlangsamen.

Hefe, die als gefährlich für die Alkoholproduktion angesehen wird. Sie verbrauchen um ein Vielfaches mehr als normale Zuckerhefe, während sie wenig Alkohol freisetzen. Kulturhefe kann nicht gut mit wilden Zellen Wurzeln schlagen. Viele Arten von Wildhefe wandeln Zucker in ORG um. Säuren und auch mit der Oxidation von Alkohol beschäftigt.

Die Mikroflora von Wasser und Luft.

Das Wasser, das zur Herstellung des Lebensraums verwendet wird, sollte nicht mehr als 100 Bakterien pro Milliliter enthalten. Große Alkoholfabriken verwenden Wasser aus Gewässern mit Mikroorganismen dieser Art: Esch. coli, Esch. freundi (Bakt.citrovorus), Klebsiella aerogenes, Acrobacter cloacae, Bac. Subtilis, Bac. Mesentericus, Pseudomonas nonliguefaciens.

In einem Milliliter dieses Wassers können jedoch viele saure Bakterien enthalten sein. Daher wird es vorher chloriert, um die Anzahl der Mikroorganismen zu stabilisieren. Dabei wird Natriumhypochlorit, Chlorkalk oder Kalziumhypochlorit verwendet. Für einen Liter solches Wasser werden bis zu 40 mg aktives Chlor benötigt. Nach der Dekontamination kann das Wasser für technologische Zwecke verwendet werden. Manchmal können Sie Dichloranthin verwenden. Dieses Medikament ist nicht toxisch und enthält fast 70% aktives Chlor. Es löst sich leicht in Alkohol sowie in chlorierten Kohlenstoffen auf, löst sich jedoch nicht gut in Wasser auf. Wenn das aktive Chlor im Wasser auf einem Niveau von bis zu 20 mg \ l bleibt, sterben die sporenbildenden Bakterien nicht ab. Somit ergibt sich durch die verbesserte alkoholische Gärung noch mehr Alkohol.

Die Luft ist auch reinigbar, da eine große Anzahl von Mikroorganismen in die Zusammensetzung gelangt, die die Alkoholproduktion und die Eigenschaften von Backhefe negativ beeinflussen. Werkstätten mit Futterhefe in Fabriken werden ebenfalls gereinigt. Bakterien dieser Art leben in der Luft: Bak. Mesentericus, Bak. mycoides, Bak. megatherium, Bak. subtilis, Bakterien der Gattung Pseudomonas, Sarcine (Sarcina lutea), Sporen von Schimmelpilzen der Gattung Pennicilium und Aspergillus, hefeähnliche Pilze der Gattung Candida. Manchmal gibt es Milchsäurebakterien.

Die Reinigung erfolgt durch das Einziehen der Luft durch die Gebläse aus den Stellen, die am weitesten vom Boden entfernt sind (manchmal sogar über dem Dach der Anlage). Danach werden Ölfilter auf ihnen installiert, die eine primäre Reinigung durchführen. Nassluftpumpen erfordern die Installation von Filtern an den Ansaugkanälen. Turboaufblasen erfordern die Installation von Filtern an den Druckleitungen.

Es werden oft Laik-Filter verwendet. Als Filtermaterial fungiert ein hydrophobes Gewebe. Die Luft mit einem solchen Filter kann innerhalb von 3 Monaten gereinigt werden, ohne dass ein Gewebeaustausch erforderlich ist. Die Luftreinheit bleibt im Bereich von 97 bis 99% erhalten. Es gibt Filter, die Glaswolle als Filtermaterial verwenden.

Natürlich ist eine reine Hefekultur.

Eine natürlich saubere Kultur ist eine Hefe, die unter optimalen Bedingungen angebaut werden kann, unter denen fremde Mikroorganismen mit Entwicklungsunterdrückung mäßig versorgt werden.

Die Wachstumstemperatur der hinzugefügten Mikroorganismen und Hefen ist fast gleich. Es läuft auch mit der Temperatur der normalen alkoholischen Gärung ab, daher wird das Medium durch Schwefelsäure oder Milchsäure durch Änderung des pH-Wertes des Mediums reguliert. Natürlich ist der pH-Wert für die aktive Vermehrung von Hefe nicht so angenehm, aber dieser Ansatz ermöglicht es, eine mikrobiologisch saubere Kultur zu erhalten.