Использование дрожжей в промышленности

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
С. В. Борисова, З. Ш. Мингалеева, О. В. Старовойтова 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРОЖЖЕЙ
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ  
Учебное пособие 
2-е издание, дополненное и переработанное
Казань 
Издательство КНИТУ 
2023 

УДК 663.12(075) 
БКК 36.87я7 
Б82 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
канд. биол. наук Л. В. Лопухов 
главный технолог производственного отдела филиала 
ФГБОУ «РоссельхозЦентр РТ» Ю. Б. Федорова 
Б82 
Борисова С. В. 
Использование дрожжей в промышленности : учебное пособие / 
С. В. Борисова, З. Ш. Мингалеева, О. В. Старовойтова; Минобрнауки 
России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – 2-е изд., доп. и перераб. – 
Казань : Изд-во КНИТУ, 2023. – 144 с. 
ISBN 978-5-7882-3363-5 
Рассмотрены вопросы, связанные с применением культур дрожжей и молочнокислых бактерий в технологии пищевых производств из растительного сырья. 
Представлены методики выявления посторонней микрофлоры у дрожжей-сахаромицетов и оценки их биотехнологических свойств.  
Предназначено для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению 
подготовки 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья» по профилю 
«Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», и для студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 19.04.02 «Продукты питания из растительного сырья» по программам «Продукты диетического и лечебно-профилактического и специального питания» и «Продукты функционального питания на основе злаковых, бобовых и плодово-ягодных культур и пряноароматического сырья». 
Подготовлено на кафедре технологии пищевых производств. 
УДК 663.12(075) 
ББК 36.87я7 
ISBN 978-5-7882-3363-5 
© Борисова С. В., Мингалеева З. Ш., 
Старовойтова О. В., 2023 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2023 
2

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение 
......................................................................................................................... 6 
1. ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ДРОЖЖЕЙ 
..................................................................................................................... 8 
1.1. Производство спирта 
.......................................................................................... 8 
1.1.1. Дрожжи, растущие  на крахмалосодержащем сырье ............................... 9 
1.1.2. Дрожжи, растущие на мелассных средах ................................................ 11 
1.1.3. Дрожжи, растущие на молочной сыворотке ........................................... 14 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 15 
1.2. Производство пива ........................................................................................... 16 
1.2.1. Дрожжи, используемые в производстве пива ......................................... 17 
1.2.2. Возбудители порчи пива ........................................................................... 21 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 22 
1.3. Хлебопечение .................................................................................................... 22 
1.3.1. Дрожжи, используемые в хлебопечении ................................................. 26 
1.3.2. Микроорганизмы и хлебопечение 
............................................................ 34 
1.3.3. Взаимоотношение дрожжей и молочнокислых бактерий 
...................... 40 
1.3.4. Возбудители инфекции хлебопекарных дрожжей 
.................................. 44 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 46 
1.4. Виноделие 
.......................................................................................................... 47 
1.4.1. Производство тихих вин 
............................................................................ 48 
1.4.2. Дрожжи и виноделие ................................................................................. 50 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 55 
1.5. Производство кваса .......................................................................................... 56 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 57 
1.6. Дрожжи и молочная промышленность .......................................................... 57 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 59 
1.7. Дрожжи, вызывающие порчу пищевых продуктов из растительного 
сырья ......................................................................................................................... 59 
1.7.1. Дрожжи, вызывающие порчу соков и безалкогольных напитков ........ 59 
1.7.2. Дрожжи, инфицирующие сахарное производство ................................. 61 
1.7.3. Дрожжи и консервирование растительных продуктов .......................... 62 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 63 
3 

1.8. Вредители хлебопекарного производства 
...................................................... 63 
1.8.1. Микроорганизмы, ухудшающие качество хлеба .................................... 65 
1.8.2. Микроорганизмы, вызывающие порчу внешнего вида хлеба 
............... 66 
1.8.3. Микроорганизмы, вызывающие порчу хлеба, не подлежащего 
вторичной переработке 
........................................................................................ 67 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 79 
2. ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ДРОЖЖЕЙ ................................................................ 81 
2.1. Классификация дрожжей ................................................................................. 81 
Контрольные вопросы 
............................................................................................. 99 
2.2. Морфологические признаки дрожжей............................................................ 99 
2.2.1. Выявление включений клетки ................................................................ 100 
2.2.2. Оценка возраста клеток дрожжей 
........................................................... 102 
2.2.3. Определение количества мертвых клеток дрожжей............................. 103 
2.2.4. Способы вегетативного размножения.................................................... 103 
2.2.5. Спорообразование у дрожжей ................................................................ 104 
2.3. Культуральные и физиолого-биохимические признаки дрожжей ............ 106 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 108 
2.4. Чистые культуры дрожжей в хлебопечении 
................................................ 109 
2.4.1. Выделение чистой культуры 
................................................................... 112 
2.4.2. Определение качественного состава хлебопекарных 
прессованных дрожжей ..................................................................................... 113 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 116 
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДРОЖЖЕЙ ....................................... 117 
3.1. Дрожжи хлебопекарные сушеные по ГОСТ 54845-2011 
............................ 117 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 119 
3.2. Хлебопекарные прессованные дрожжи по ГОСТ 54731-2011 
................... 120 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 124 
3.3. Определение биотехнологических характеристик прессованных 
дрожжей .................................................................................................................. 124 
3.3.1. Бродильная активность дрожжей ........................................................... 124 
3.3.2. Осмочувствительности дрожжей .......................................................... 126 
3.3.3. Йодредуцирующие вещества в дрожжах 
............................................... 127 
3.3.4. Определение биотехнологических свойств дрожжей по 
газообразованию 
................................................................................................. 128 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 129 
4 

3.4. Влияние физико-химических факторов и компонентов рецептуры 
полуфабриката на биотехнологические свойства дрожжей 
.............................. 130 
3.4.1. Влияние компонентов рецептуры пшеничного теста на 
биотехнологические свойства дрожжей .......................................................... 130 
3.4.2. Влияние физико-химических параметров на процесс созревания 
полуфабриката .................................................................................................... 136 
Контрольные вопросы 
........................................................................................... 139 
Заключение ................................................................................................................ 140 
Список информационных источников 
.................................................................... 141 
5

В В Е Д Е Н И Е
В данном учебном пособии приведена информация, необходимая для теоретического изучения дисциплин «Физико-химические 
методы и биотехнологические основы отрасли», «Микроорганизмы 
и ферменты в технологии переработки растительного сырья» и «Использование стартовых культур микроорганизмов, бактериальных заквасок и биопрепаратов», а также приобретения практических навыков, необходимых при выполнении лабораторных работ вышеназванных дисциплин.  
Данное учебное пособие состоит из трех глав. В первой главе приводятся сведения об использовании дрожжей в отраслях пищевой промышленности, в которых основным сырьем для приготовления пищевых продуктов является растительное сырье. Приводится историческая 
связь применения дрожжей, в частности в виде заквасок, для приготовления продуктов питания и напитков.  
В первой главе кратко описываются пищевые производства: производство спирта, пива, вина, хлеба, кваса, приготовление продуктов 
заквасочным способом, указываются виды растительного сырья, родовой и видовой состав дрожжей, растущих на том или ином сырье, 
а также условия, благоприятствующие жизнедеятельности дрожжей. 
Приводится информация о микроорганизмах, вызывающих порчу пищевых продуктов и ухудшающих условия жизнедеятельности целевой 
микрофлоры. Применимо к хлебопечению, помимо дрожжей, приводятся данные о видовом составе молочнокислых бактерий и их взаимоотношении с дрожжами. 
Вторая глава посвящена изучению основных признаков 
дрожжей: морфологических, культуральных, включая и физиологобиохимические. Приводится характеристика дрожжей и условия их 
жизнедеятельности, которые являются как целевой микрофлорой пищевых производств, так и вредителями продуктов питания. Описываются методики для определения морфологических, культуральных 
и физиолого-биохимических признаков дрожжей, их возраста и способов размножения. Рассматривается методика определения посторонней и вредной микрофлоры дрожжей-сахаромицетов для оценки 
их качества. 
6 

В третьей главе приводятся методики оценки качества дрожжей: 
сушеных и прессованных, применяемых в хлебопечении, по нормативным документам. Приводятся теоретический материал и расчеты, необходимые для оценки биотехнологических показателей дрожжей. 
После каждого раздела предложены контрольные вопросы для 
оценивания освоенного материала. 
7 

.  П Р О И З В О Д С Т В О  П И Щ Е В Ы Х  П Р О Д У К Т О В  
С  И С П О Л Ь З О В А Н И Е М  Д Р О Ж Ж Е Й  
Дрожжи с незапамятных времен играют большую роль в нашей 
жизни. Около 6 тыс. лет до н. э. в Вавилоне уже умели изготавливать 
напитки типа вина, пива и печь хлеб. Примитивная технология их производства из Вавилона была позаимствована Персией, Грецией и другими странами.  
С давних времен лепешки готовили в Средней Азии.  
Около 2 тыс. лет тому назад виноделие начало развиваться во Франции и ряде европейских стран. На территории Грузии, Армении, на побережье Азовского моря вина также готовили издревле. В XI–XII вв. 
в Древней и Новгородской Руси варили пиво. С незапамятных времен 
излюбленными напитками были брага, хлебный квас и мед.  
Таким образом, дрожжи издавна использовали для получения пищевых продуктов. 
1 . 1 .  П р о и з в о д с т в о  с п и р т а  
Алкогольные напитки появились на ранних этапах человеческой 
цивилизации. Способ перегонки спирта был открыт в Китае и арабских 
странах. В средние века алхимики также при перегонке бродящих субстратов извлекали «горючую жидкость» и называли ее spiritus vini − 
дух, душа вина. В середине XIV в. cтали производить спирт в Европе из 
сброженного зерна. Выработка спирта в России началась в XV в. 
Вначале получаемый спирт использовали только для приготовления напитков. В эпоху промышленного прогресса его стали широко 
применять для технических целей − в качестве растворителя, экстрагента, антифриза. Спирт используется и как химическое сырье для производства красителей, лекарств, пластификаторов, клеев, защитных покрытий, смолы для изготовления синтетических волокон, косметики, 
жидкого топлива. 
Применение спирта как заменителя бензина (газохол − смесь бензина и этанола в соотношении 9:1) потребует значительного увели8 

чения его выпуска и вовлечения в производство новых непищевых видов сырья. Моторное топливо, получаемое с использованием этанола, 
является экологически более чистым, чем бензин. 
Сырьем для производства спирта служат разнообразные материалы, содержащие в достаточном количестве сбраживаемые сахара или 
другие углеводы, которые можно превратить в сбраживаемые сахара. 
Наиболее широко используются крахмалосодержащие материалы − 
зерно (кукуруза, рожь, овес, пшеница, просо, ячмень), картофель и сахаросодержащие материалы (меласса – отход сахарного и крахмалопаточного производства), а также дефектная сахарная свекла и древесина, 
молочная сыворотка. 
Различный характер сырья, используемого в спиртовой промышленности, определяет особенности его технологической переработки, 
а также требования, предъявляемые к расам дрожжей, применяющихся 
для его сбраживания. 
1 . 1 . 1 .  Д р о ж ж и ,  р а с т у щ и е   
н а  к р а х м а л о с о д е р ж а щ е м  с ы р ь е  
Для переработки крахмалосодержащего сырья преимущественно 
используют расы Saccharomyces cerevisiae. Они не вырабатывают фермента амилазу и не способны непосредственно сбраживать крахмал. 
Поэтому крахмалосодержащее сырье предварительно должно быть осахарено амилолитическими ферментами. Так как зерна крахмала находятся в клетках, оболочки которых не пропускают гидролитические 
ферменты, необходимо сначала нарушить целостность клеток и перевести крахмал в растворимое состояние. Это достигается в аппаратах-разварниках с помощью водяного пара. Затем разваренную массу (затор) 
охлаждают и осахаривают крахмал амилолитическими ферментами солода и культур мицеллярных грибов Aspergillus oryzae, A. awamori, 
A. batatae, A. usamii и A. niger. В результате действия ферментов образуется смесь углеводов, состоящая из мальтозы, небольшого количества глюкозы и предельных декстринов. 
На следующей стадии осуществляют сбраживание осахаренной 
массы дрожжами периодическим или непрерывно-поточным способом. 
9 

К концу процесса брожения концентрация спирта в бражке достигает 
6–8,5 % и выше. Далее производят отгонку спирта из бражки и его ректификацию. 
К спиртовым дрожжам, используемые для сбраживания осахаренного зернокартофельного сырья, предъявляют следующие требования: 
– дрожжи должны обладать высокой бродильной активностью, 
т. е. быстро и полностью сбраживать сахара; 
– более полно использовать компоненты питательной среды 
в анаэробных условиях; 
– быть устойчивыми к продуктам своего обмена (особенно 
к спирту); 
– хорошо противостоять развитию инфекции. 
Для переработки зернокартофельного сырья на спирт уже более 
70 лет применяется раса XII. Она обладает ценными производственными свойствами: хорошо сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, 
мальтозу, на 1/3 часть рафинозу, несколько слабее − галактозу. Лактозу 
не сбраживает. В среде накапливает до 13 % спирта. Раса XII − верхнебродящие дрожжи, хорошо распределяющиеся во всем объеме затора, 
пылевидные, не образующие хлопьев. Оптимальная температура их 
развития составляет 30–33 °С, максимальная − 38 °С, минимальная − 
5 °С. Величину рН во время брожения необходимо поддерживать в пределах 3,8–4,0. После сбраживания зернокартофельных заторов расой XII остаются неиспользованными около 0,1 % галактозы, 0,4 % 
декстринов и 0,5 % пентоз. Кроме расы XII для сбраживания зернокартофельных заторов менее широко используются расы II, IV и X и др. 
Пентозы видом рода S. cerevisiae не сбраживаются. 
Культивирование дрожжей осуществляется в анаэробных условиях. При этом наряду с основным продуктом брожения − этиловым 
спиртом − в зрелой бражке образуются глицерин, высшие спирты, альдегиды, органические кислоты, эфир и диоксид углерода. Сивушное 
масло (смесь высших спиртов) и эфирно-альдегидную фракцию выделяют во время ректификации этилового спирта и выпускают в виде технических продуктов. 
Диоксид углерода, выделяющийся при брожении, улавливают, 
очищают от сопутствующих примесей и превращают в жидкую углекислоту. Ее используют для газирования воды, пива и безалкогольных 
напитков; применяют при сварочных работах как защитный агент против окисления швов, а также в литейном и других производствах. Сухой 
10