固态发酵培养可用的设备有帘子、曲盘和通风发酵池等。但要使其产品的细胞数达80亿个/g以上,则最好采通风良好并具有调温调湿功能的通风发酵池。固态发酵培养生产带载体活性干酵母的生产工艺流程为:配料一落料一摊晾一接种入池一通风发酵培养一干燥一包餐一产品。
(一)配料
可用于圆态发酵生产酵母的原料有麸皮、玉米、稻壳、高梁、酒糟等。配料的原则首先是含有足够的碳源(淀粉或糖)、氮源和酵母生长所需的其他营养物,其次是合适的pH值,最后是保证料层一定的疏松度,各原料的具体用量或配方则可根据实际情况来设计,一般情况下配料中淀粉的含量为固性物总量的50%左右,颗粒较大时淀粉含量要求高些,配料拌匀后,加水50%,再拌匀,原料吸水后,pH=5.0~3.4,pH值高时在配料水中加适量的硫酸,一般情况下用量为原料的0.3%左右。配料的疏松度要求每100kg干物质,吸水拌匀后的视体积为0.4~0.5m³为宜,即表观密度为200~250kg干固物/m³。
(二)蒸料
将各种原料和水拌匀后,润料30min后蒸料。蒸料起淀粉糊化和杀菌作用,要求边投料边进汽,加热要均匀,防止蒸汽走短路。圆汽后再蒸1h。
(三)接种入池
接种过程包括扬冷、加酶、补充营养盐,补充水分和接种装池等步骤。
1.加酶
由于酵母菌不能直接利用淀粉作为碳源,而原料中的可发酵性糖含量很低,因而需加入一定量的糖化酶,使原料中的淀粉水解成酵母可利用的糖。糖化酶的添加量为每克原料100~150单位,糖化酶添加时的温度以40℃左右为宜,此外糖化酶在使用前用45℃的自来水活化1h左右。
2.补充营养盐
尽管多数原料中含有丰富的氮源及多种无机盐,但氮源主要是以植物蛋白物的形式存在于颗粒状原料中,其中的大部分氮源和无机盐都不能被酵母所利用。因而有必要补充氮源和某些其他无机盐。具体用量则视原料情况(包括原料种类和粉粹度等)而定。一般情况下,可利用氮为总干固物量的1.5%左右,可利用P2O5为总干固物量的0.5%左右,最好是在正式生产前通过三角瓶试验来确定。
3.补充水分
入池水分含量控制在55%~60%,其高低视天气情况而定,气温高、空气湿度大时取低值;反之,取高值。
4.接种装池
接种量为每克原料0.1亿~0.2亿个酵母组胞,接种量小,升温慢,易引起杂菌污染。具体接种量则视种子的酵母细胞数而定,一般情况下,原料对液体种子的接种量为10%,对固体种子的接种量为1%左右,接种温度26~33℃,夏季取低值,冬季取高值。装料要求疏松均匀,料层厚度25~30cm,太厚时上下温差太大,通风不良,不利于酵母生长。
(四)通风发酵培养
1.前期培养
入池后的6h左右酵母生长不明显,品温变化不大,冬季要注意保温。控制料层品温28~30℃,室温30℃左右,室内相对湿度85%以上。
2.中期培养
培养6~8h,品温开始上升,酵母进人对数生长期生长,要特别注意温度湿度和通风的控制。中期是酵母细胞的积累期,品温控制可在28~33℃范围内,耐高温酵母则可为30~36℃,物料水分含量应保持在50%以上,中期培养开始时,可采用间歇通风,待每克物料的酵母细胞数达1亿一2亿个时,则需采用连续通风。通风强度为每平方米发酵池的通风量为60~120m³/min。未了维持料层的温度和湿度,通入空气的温度和湿度都必须是可调的。
3.后期培养
培养24h小时左右,当细胞出芽率下降至10%左右时,开始进入后期培养。通过后期培养使细胞进一步成熟,同时降低物料水分,以利于干燥。后期培养时,门窗大开,品温控制在35℃下,通过间歇和连续通干风是物料水分逐渐下降,当水分降到30%左右时,即可出房。总培养时间约为40h。
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