Способ получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей

Способ получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей

Реферат

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к технологии изготовления хлебопекарных прессованных дрожжей, обогащенных селеном, для промышленного хлебопечения и домашней выпечки, и может быть использовано на дрожжевых заводах любой мощности.

Разные соединения селена обладают различной биодоступностью и утилизируются по различным механизмам. Известно, что в культивированных в присутствии селена дрожжах основными компонентами являются органические соединения селена - Se-метионин и Se-цистеин. Несмотря на то что эти соединения обладают наименьшей токсичностью, неорганические формы селена, такие как селенит натрия и селенат натрия, легче, чем органические формы селена, выводятся из организма, и их потребление в рекомендуемых дозах более безопасно, чем потребление органических форм, особенно в высоких дозах Se-метионина (Тутельян В.А. Селен в организме человека: метаболизм, антиоксидантные свойства, роль в канцерогенезе / В.А.Тутельян, В.А.Княжев, С.А.Хотимченко, Н.А.Голубкина и др. - М.: Изд-во РАМН, 2002. - С.41), (Громова О.А. Селен - впечатляющие итоги и перспективы применения / О.А.Громова, И.В.Гоголева // Трудный пациент. - 2007. - №14. - Т.5. - С.28).

Известен способ получения дрожжей, обогащенных селеном, путем культивирования рода Candida и Sacharomyces на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные соли, введения раствора источника селена, фильтрации и сушки полученной биомассы. В качестве источника углерода используют этанол. В качестве раствора источника селена используют раствор диоксида селена SeO₂, который вводят в виде 0,1%-ного и 1,0%-ного растворов до получения концентрации селена от 0,5 до 5,0 мг SeO₂ на 1 л питательной среды разовым или дробным методом в питательную среду непосредственно перед посевом дрожжей без его предварительной стерилизации во избежание потерь селена (Жильцова Т.С. Рост дрожжей на селеносодержащих средах и накопление селена в биомассе: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Т.С.Жильцова. - Ростов/Дон: 1995. - С.6-12).

Описанный способ обладает следующими недостатками:

- необходимостью постоянного наблюдения за содержанием селена как в питательной среде, так и в готовом продукте, реализующем способ, так как способ основан на культивировании дрожжей на обогащенной селеном питательной среде, что может привести к избыточному накоплению микроэлемента в дрожжах и не безопасно в производстве пищевых продуктов, причем трансформируемые в процессе жизнедеятельности дрожжей органические формы селена трудно выводятся из организма;

- нецелесообразностью реализации в небольших предприятиях, занимающихся производством хлебопекарных дрожжей, вследствие необходимости постоянного слежения за содержанием селена как в питательной среде, так и в готовом продукте;

- повышенной токсичностью вследствие использования диоксида селена, являющегося летучим ядовитым веществом, в качестве источника селена.

Известен способ получения селенсодержащих хлебопекарных дрожжей путем культивирования дрожжей Saccharomyces на питательной среде, содержащей источник углерода, в качестве которого используют мелассу, источники азота, фосфора, калия и серы, введения источника селена, в качестве которого используют селенит натрия Na₂SeO₃, последующей фильтрации и промывки дрожжей от остатков среды и неусвоенного дрожжами селена. При этом селенит натрия вводят непрерывно в составе мелассы в процессе культивирования дрожжей на питательной среде (US, патент, 4530846, кл. 426/62, 1985).

Данный способ обладает следующими недостатками:

- необходимостью постоянного наблюдения за содержанием источника селена как в питательной среде, так и в готовом продукте, реализующем способ, так как способ включает культивирование дрожжей на питательной среде, обогащаемой селеном непрерывно в составе мелассы, что может привести к избыточному накоплению микроэлемента в дрожжах и не безопасно в производстве пищевых продуктов, причем трансформируемые в процессе жизнедеятельности дрожжей органические формы селена трудно выводятся из организма;

- нецелесообразностью реализации в небольших предприятиях, занимающихся производством хлебопекарных дрожжей, вследствие необходимости постоянного слежения за содержанием селенита натрия и в питательной среде, и в готовом продукте;

- повышенной токсичностью вследствие использования селенита натрия, являющегося токсичным веществом, легко восстанавливающимся до элементарного селена.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является способ получения селенсодержащих хлебопекарных дрожжей, включающий культивирование Saccharomyces cerevisiae на питательной среде, содержащей мелассу, источник азота и минеральные соли, введение источника селена, фильтрацию и прессование. В качестве раствора источника селена используют раствор селенистой кислоты H₂SeO₃ в количестве 0,2-1,5 мг/кг питательной среды. При получении сухих дрожжей, используемых как пищевая биологически активная добавка, раствор селенистой кислоты вносят в мелассу непрерывно капельно-дозированным путем в процессе культивирования дрожжей на питательной среде перед стерилизацией при перемешивании в количестве 1,0-1,5 мг/кг мелассы, причем введение раствора селенистой кислоты прекращают за 1,5-2 ч до окончания процесса культивирования (патент RU 2103352, МПК⁶ C12N 1/18, C12R 1:865, A61K 33/04).

Основными недостатками способа получения селенсодержащих хлебопекарных дрожжей являются:

- значительная вероятность превышения содержания источника селена в питательной среде и в готовом продукте, реализующем способ, так как способ основан на культивировании дрожжей на обогащенной селеном питательной среде, что может привести к избыточному накоплению микроэлемента в дрожжах и не безопасно в производстве пищевых продуктов, причем трансформируемые в процессе жизнедеятельности дрожжей органические формы селена трудно выводятся из организма;

- экономическая неэффективность реализации способа в небольших предприятиях, занимающихся производством хлебопекарных дрожжей, вследствие необходимости постоянного регулирования расхода содержания селенистой кислоты как в питательной среде, так и в готовом продукте;

- повышенная токсичность вследствие использования селенистой кислоты H₂SeO₃, являющейся нестабильным, гигроскопичным веществом, обладающим специфическим запахом, которое при 72°С разлагается до диоксида селена SeO₂, и, учитывая, что питательную селенсордержащую среду стерилизуют, это приводит к образованию диоксида селена SeO₂, являющегося летучим ядовитым веществом;

- пониженная усвояемость продуктов, полученных при реализации способа, так как использование раствора селенистой кислоты в качестве источника селена, который вносят в процессе культивирования дрожжей на питательной среде перед стерилизацией, приводит к образованию токсичного диоксида селена.

Предлагаемым изобретением решается задача уменьшения вероятности превышения содержания источника селена в питательной среде и в готовом продукте, реализующем способ, снижения токсичности в реализации способа, повышения усвояемости готового продукта и экономичности предлагаемого процесса получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей, включающем культивирование Saccharomyces cerevisiae на питательной среде, содержащей мелассу, источник азота и минеральные соли, введение раствора источника селена, фильтрацию и прессование дрожжевого концентрата, согласно изобретению в качестве раствора источника селена используют раствор селената натрия в количестве 220-240 мг/кг дрожжевого концентрата. Раствор селената натрия вводят в дрожжевой концентрат перед фильтрацией и прессованием и выдерживают смесь в течение 25-30 минут.

Уменьшение вероятности превышения содержания источника селена в питательной среде и в готовом продукте достигается обеспечением возможности регулирования расхода источника селена, в качестве которого используют селенат натрия, путем введения раствора селената натрия в дрожжевой концентрат перед фильтрацией и прессованием, то есть после стерилизации среды, и, тем самым, источник селена не разрушается; селенат натрия частично трансформируется в органическую форму, часть селена присутствует в неорганическом виде, который в процессе жизнедеятельности дрожжей может переходить в более биодоступные формы, что способствует более полному усвоению микроэлемента в готовом продукте.

Снижение токсичности в реализации предложенного способа обусловлено использованием в качестве источника селена селената натрия, менее токсичного в сравнении с источником селена - селенистой кислотой, которую используют в способе получения селенсодержащих хлебопекарных дрожжей, выбранном в качестве прототипа.

Повышение усвояемости готового продукта также обусловлено использованием в качестве источника селена селената натрия путем введения раствора селената натрия в дрожжевой концентрат перед фильтрацией и прессованием с обеспечением более полного усвоения микроэлемента селена в нескольких формах - как органической, так и неорганической, благодаря чему возможно более полное усвоение микроэлемента организмом; к тому же селенат натрия менее склонен к реакции восстановления до элементарного Se, который организмом человека не усваивается. Предложенный способ позволяет получать продукт с содержанием селена 7-11 мг/кг дрожжей для использования как в промышленном производстве, так и домашней выпечке. Такое содержание Se в дрожжах обеспечивает оптимальное содержание микроэлемента в хлебобулочных изделиях на их основе, потребление которых будет в свою очередь обеспечивать достаточный уровень микроэлемента, не превышающий рекомендованные нормы потребления.

Повышение экономичности предлагаемого процесса получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей обусловлено отсутствием возможности значительного превышения содержания источника селена в питательной среде и в готовом продукте вследствие введения раствора селената натрия в дрожжевой концентрат перед фильтрацией и прессованием, что позволяет использовать данный способ на любых дрожжевых заводах без изменения технологического процесса и оборудования.

Введение раствора селената натрия в количестве 220-240 мг/кг дрожжевого концентрата является оптимальным, в связи с тем, что такая концентрация микроэлемента не оказывает подавляющего действия на жизнедеятельность дрожжевой клетки, а так же в связи с возникающими в дальнейшем потерями селена при хранении дрожжей, при производстве и хранении хлебобулочных изделий на их основе. Внесение раствора селената натрия в количестве менее 220 мг/кг не обеспечит оптимального и достаточного содержания микроэлемента в хлебопекарных дрожжах и хлебобулочных изделиях на их основе, способного восполнять потребность организма в микроэлементе. Внесение раствора селената натрия более 240 мг/кг подавляет жизнедеятельность дрожжевой клетки, а также может привести к избыточному содержанию селена в дрожжах и хлебобулочных изделиях на их основе, потребление которых может быть не безопасно.

Выдержка смеси из раствора селената натрия и дрожжевого концентрата в течение 25-30 минут является оптимальной, так как при этом достигается достаточное накопление селена дрожжевыми клетками. При выдержке смеси из раствора селената натрия и дрожжевого концентрата менее 25 минут усвоение микроэлемента дрожжами будет незначительно, селенат натрия не успевает равномерно распределиться по всей биомассе дрожжей. Выдержка смеси из раствора селената натрия и дрожжевого концентрата более 30 минут не целесообразна, так как длительная выдержка не влияет на процесс распределения и усвоения микроэлемента.

Способ получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей включает культивирование Saccharomyces cerevisiae на питательной среде, содержащей мелассу, источник азота и минеральные соли, введение раствора источника селена, в качестве которого используют раствор селената натрия в количестве 220-240 мг/кг дрожжевого концентрата, выдержку смеси в течение 25-30 минут, фильтрацию и прессование дрожжевого концентрата.

Пример конкретного осуществления способа.

Готовят компоненты для приготовления питательной среды: мелассу антисептируют, пропускают для очистки через кларификатор и стерилизуют при температуре 80-100°С, охлаждают и распределяют по приточным аппаратам стадий "ЧК", "Б", "В"; источник азота, минеральные соли, ростовые и вспомогательные вещества готовят на складе растворения солей и перекачивают в производственный цех и емкости-накопители.

Пробирки с Saccharomyces cerevisiae, выращенные на косом агаре, подают на выращивание дрожжей на неохмеленном солодовом сусле. Полученный засевной материал переводят на производственную стадию в промежуточный аппарат, в который помещают питательную среду из мелассы, источника азота, минеральных солей, ростовых веществ. В качестве минеральных солей могут быть использованы калий углекислый, калий хлористый, магний сернокислый, магний хлористый, кислота ортофосфорная, карбоксилин, сильвинит, каинит, эпсомит, порошок каустический из магнезита, суперфосфат и ряд других. В качестве источника азота могут быть использованы диаммонийфосфат, карбамид, сульфат аммония, аммиак водный.

В течение 15 часов осуществляют процесс брожения при малой аэрации воздухом. Из промежуточного аппарата дрожжи передают в аппарат стадии "А", куда каждый час подают питательную среду из мелассы, источника азота, минеральных солей, ростовых веществ. После брожения получают засевные дрожжи, которые сепарируют, промывают и хранят в сборнике при температуре не выше 10°С.

Засевные дрожжи стадии «А» засевают в аппарат стадии «Б», где приготовлена вся питательная среда на складку: меласса, источник азота, минеральные соли, ростовые и вспомогательные вещества, вода.

Все содержимое перекачивают в стадию «В», дополнительно добавляют мелассу и в течение 17 часов осуществляют процесс брожения при непрерывной аэрации. Затем дрожжи сепарируют, промывают на сепараторах и подают в сборники дрожжевого концентрата.

Непосредственно перед внесением в дрожжевой концентрат готовят раствор источника селена, в качестве которого используют раствор селената натрия, для чего селенат натрия растворяют в воде. Затем раствор селената натрия вводят в дрожжевой концентрат, которым заполнены сборники, из расчета 220-240 мг на кг дрожжевого концентрата.

После тщательного перемешивания смесь дрожжевого концентрата и раствора селената натрия выдерживают 25-30 минут, фильтруют на вакуум-фильтрах и направляют на расфасовочные и упаковочные автоматы. Таким образом получают товарные дрожжи.

Предлагаемый способ получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей позволяет изготавливать продукт с содержанием селена 7-11 мг/кг дрожжей, который может быть использован как в промышленном производстве, так и домашней выпечке. Такое содержание селена в дрожжах обеспечит оптимальное содержание этого микроэлемента в хлебобулочных изделиях на их основе, потребление которых будет обеспечивать достаточный уровень микроэлемента, не превышающий рекомендованные нормы потребления.

Способ получения обогащенных селеном хлебопекарных прессованных дрожжей, включающий культивирование Saccharomyces cerevisiae на питательной среде, содержащей мелассу, источник азота и минеральные соли, введение раствора источника селена, фильтрацию и прессование дрожжевого концентрата, отличающийся тем, что в качестве источника селена используют раствор селената натрия, содержащий селенат натрия в количестве 220-240 мг/кг дрожжевого концентрата, при этом раствор селената натрия вводят в дрожжевой концентрат перед фильтрацией и прессованием и выдерживают смесь в течение 25-30 мин.