Anna Kamińska-Dwórznicka, Aleksandra Skoniecka



Podobne dokumenty
WPŁYW TEMPERATURY SUSZENIA FONTANNOWEGO NA KINETYKĘ ODWADNIANIA I ŻYWOTNOŚĆ DROŻDŻY

ZALEŻNOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI WODY W KOSTKACH MARCHWI OD TEMPERATURY POWIETRZA SUSZĄCEGO

BADANIE PARAMETRÓW PROCESU SUSZENIA

WPŁYW METOD I PARAMETRÓW SUSZENIA NA ZMIANY BARWY SUSZÓW OWOCOWO-WARZYWNYCH

Metody przechowywania i utrwalania bioproduktów KOLEKCJE SZCZEPÓW

ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.2

JAKOŚĆ SUSZU I PRZEBIEG JEGO REHYDRACJI W ZALEŻNOŚCI OD SPOSOBU SUSZENIA JABŁEK

RETENCJA KAROTENOIDÓW W PAPRYCE W ZALEŻNOŚCI OD OBRÓBKI WSTĘPNEJ ORAZ SPOSOBU I WARUNKÓW SUSZENIA

BADANIA NAD WYZNACZENIEM OPTYMALNEJ TEMPERATURY SUSZENIA FLUIDYZACYJNEGO POTENCJALNIE PROBIOTYCZNYCH PREPARATÓW DROŻDŻOWYCH

WPŁYW WYBRANYCH PARAMETRÓW NA PROCES SUSZENIA EKSTRAKTU Z BURAKÓW ĆWIKŁOWYCH W LABORATORYJNEJ SUSZARCE ROZPYŁOWEJ

Sylabus przedmiotu: Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Kierunek: Opis przedmiotu. Dane podstawowe. Efekty i cele. Opis.

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ ZIEMNIAKÓW NA PRĘDKOŚĆ PROPAGACJI FAL ULTRADŹWIĘKOWYCH

BŁĘDY OKREŚLANIA MASY KOŃCOWEJ W ZAKŁADACH SUSZARNICZYCH WYKORZYSTUJĄC METODY LABORATORYJNE

WPŁYW METODY SUSZENIA NA REHYDRACJĘ SELERA

WPŁYW KSZTAŁTU POCZĄTKOWEGO CZĄSTEK NA SKURCZ SUSZARNICZY W CZASIE SUSZENIA MIKROFALOWEGO PRZY OBNIśONYM CIŚNIENIU

WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA (seminarium)

1. Biotechnologia i inżynieria genetyczna zagadnienia wstępne 13

Inżynieria Rolnicza 5(93)/2007

METODY PRZECHOWYWANIA I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW SUSZENIE PODSTAWY TEORETYCZNE CZ.1

WPŁYW METODY SUSZENIA NA ZDOLNOŚĆ DO REHYDRACJI SUSZONEJ PIETRUSZKI

Ćwiczenie 4 Suszenie rozpyłowe

WPŁYW BLANSZOWANIA PAPRYKI NA ENERGOCHŁONNOŚĆ PROCESU SUBLIMACYJNEGO SUSZENIA ORAZ NA REHYDRACJĘ SUSZU PODCZAS PRZECHOWYWANIA

Spis treści. asf;mfzjf. (Jan Fiedurek)

GRANULACJA TALERZOWA OTRĘBÓW PSZENNYCH Z WYKORZYSTANIEM GĘSTWY DROŻDŻOWEJ JAKO CIECZY WIĄŻĄCEJ

GRAWITACYJNE ZAGĘSZCZANIE OSADÓW

Suszone przekąski mięsne

TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI CZ. 1 PODSTAWY TECHNOLOGII ŻYWNOŚCI

GRAWITACYJNE ZAGĘSZCZANIE OSADÓW

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

GRAWITACYJNE ZAGĘSZCZANIE OSADÓW

AKTYWNOŚĆ DROśDśY SACCHAROMYCES CEREVISIAE LIOFILIZOWANYCH Z DODATKIEM WYBRANYCH SUBSTANCJI OCHRONNYCH

WPŁYW KSZTAŁTU CZĄSTEK KRAJANKI JABŁEK NA CZAS SUSZENIA W WARUNKACH KONWEKCJI WYMUSZO- NEJ

4 Ogólna technologia żywności

Wpływ techniki rozmrażania na odwracalność zmian jakościowych w produkcie żywnościowym

WPŁYW WARUNKÓW KONWEKCYJNEGO I SUBLIMACYJNEGO SUSZENIA KORZENI MARCHWI NA JAKOŚĆ SUSZU. Streszczenie

WPŁYW ODWADNIANIA OSMOTYCZNEGO NA WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE LIOFILIZOWANYCH TRUSKAWEK

Filtralite Pure. Filtralite Pure UZDATNIANIE WODY. Przyszłość filtracji dostępna już dziś

SYLABUS. Katedra Technologii i Oceny Jakości Produktów Roślinnych. Prof. dr hab. Jan Oszmiański, dr inż. Tomasz Cebulak, mgr inż.

SYLABUS. Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii

WYMIANA CIEPŁA W PROCESIE TERMICZNEGO EKSPANDOWANIA NASION PROSA W STRUMIENIU GORĄCEGO POWIETRZA

Liofilizacja. Przygotowały: Anna Dzienisz Elżbieta Janowska

PLAN STUDIÓW NR II PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

ANALIZA WPŁYWU SPOSOBU SUSZENIA NA ZAWARTOŚĆ OLEJKÓW ETERYCZNYCH W SUSZU Z LIŚCI PIETRUSZKI

Technologia wytwarzania win

SUSZENIE ZIARNA JĘCZMIENIA W SUSZARCE KOMOROWO-DASZKOWEJ

Wykaz indeksów osób, które będą realizować prace inżynierskie w danej katedrze w roku akademickim 2014/2015

BIOLOGICZNE OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW

Budowa tkanki korzeni buraków cukrowych

SYLABUS. Wydział Biologiczno - Rolniczy. Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

Sylabus przedmiotu: Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Kierunek: Opis przedmiotu. owoców i warzyw, surowych i przetworzonych.

BADANIE KINETYKI SUSZENIA KALAFIORA W SUSZARCE FONTANNOWEJ

Temat: Badanie Proctora wg PN EN

SYSTEM KOLEKTOR SŁONECZNY SUSZARKA SYSTEM OF SOLAR COLLECTOR DRYER

Spis treści. Przedmowa do wydania trzeciego 11 CZĘŚĆ I. WPROWADZENIE 13

Spis treści. Przedmowa do wydania trzeciego /11 CZĘŚĆ I. WPROWADZENIE / Procesy podstawowe w technologii żywności /14

PLAN STUDIÓW NR IV PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

ANALIZA MIKROFALOWEGO SUSZENIA SELERA KORZENIOWEGO W WARUNKACH OBNIśONEGO CIŚNIENIA. KINETYKA SUSZENIA I SKURCZ SUSZARNICZY

APARATURA BADAWCZA I DYDAKTYCZNA

Wagosuszarka MOC-120H. CENA: zł netto

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII POLIMERÓW

ZAŁOŻENIA TECHNOLOGICZNE DLA MINIMALNIE PRZETWORZONEJ MARCHWI

ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.1

WPŁYW METODY DOPROWADZENIA CIEPŁA W PROCESIE SUSZENIA MARCHWI NA KINETYKĘ PROCESU

Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi. grupa 1, 2, 3

Rheo F4 Unikalne rozwiązanie dla analizowania w jednym teście charakterystyki rozrostu ciasta

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

SUSZARKI NOWA GENERACJA SUSZAREK DRYWELL

METODY PRZECHOWYWANIA I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW METODY ODWADNIANIA

WPŁYW WIELKOŚCI CZĄSTEK NA SKURCZ SUSZARNICZY PODCZAS SUSZENIA MIKROFALOWO- PRÓŻNIOWEGO

ZMIANY STRUKTURY WEWNĘTRZNEJ SUSZONEJ KONWEKCYJNIE TKANKI JABŁEK WYWOŁANE ODWADNIANIEM OSMOTYCZNYM

ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ

CHARAKTERYSTYKA PREPARATÓW BAKTERII FERMENTACJI MLEKOWEJ UTRWALONYCH METODĄ SUSZENIA FLUIDYZACYJNEGO

Kierunek: Biotechnologia Kod przedmiotu: 4.3 Rodzaj przedmiotu: treści kierunkowych. Poziom kształcenia: II stopnia. Liczba godzin/tydzień: 1W, 1Ć

WPŁYW ZABIEGU BLANSZOWANIA NA PROCES SUSZENIA SUBLIMACYJNEGO KRAJANKI PIETRUSZKI

WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA ZIARNA PSZENICY NA ZMIANĘ JEGO CECH JAKOŚCIOWYCH

Przeznaczenie komory chłodniczej

WPŁYW PARAMETRÓW SUSZENIA POD OBNIśONYM CIŚNIENIEM NA KINETYKĘ REHYDRATACJI SUSZU Z KORZENIA PIETRUSZKI

APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 1. WPROWADZENIE

Część I. Wprowadzenie. Część II. Procesy mechaniczne. Zawartość. 1. Procesy podstawowe w technologii żywności Pojęcie procesu podstawowego

Kinetyka procesu suszenia w suszarce fontannowej

BADANIE KINETYKI SUSZENIA OWOCÓW DZIKIEJ RÓŻY ROSA CANINA L. W SUSZARCE FONTANNOWEJ

Sylabus przedmiotu: Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Kierunek: Opis przedmiotu. Dane podstawowe. Efekty i cele. Opis.

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ NA SIŁĘ CIĘCIA I SIŁĘ ŚCISKANIA ZIEMNIAKÓW

Co to jest FERMENTACJA?

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ NA ZMIANY WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH MARCHWI

MIKROFALOWO-PRÓŻNIOWE ODWADNIANIE DROŻDŻY GORZELNICZYCH *

ANALIZA ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY CECHAMI DIELEKTRYCZNYMI A WŁAŚCIWOŚCIAMI CHEMICZNYMI MĄKI

METODY SUSZENIA MIKROORGANIZMÓW I PRODUKTÓW SYNTEZY MIKROBIOLOGICZNEJ

HIGIENA W PRZEMYŚLE CUKROWNICZYM SANITARY CONDITIONS IN THE SUGAR INDUSTRY

ZMIANY BARWY JABŁEK W CZASIE PRZEBIEGU PROCESU SUSZENIA KONWEKCYJNEGO

Dobór parametrów składowania cukru na podstawie izoterm sorpcji. mgr inż. Zbigniew Tamborski

Temat: kruszyw Oznaczanie kształtu ziarn. pomocą wskaźnika płaskości Norma: PN-EN 933-3:2012 Badania geometrycznych właściwości

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI MATERIAŁU NA GRUBOŚĆ POWŁOKI PO ALFINOWANIU

Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności

INSTRUKCJA TECHNOLOGICZNA PROCESU OTRZYMYWANIA DROŻDŻY EKOLOGICZNYCH

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI I STOPIEŃ UMOCNIENIA WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ PO OBRÓBCE NAGNIATANEM

WPŁYW PARAMETRÓW SUSZENIA NA UBYTEK MASY SUCHEJ SUBSTANCJI PODCZAS REHYDRATACJI SUSZONYCH JABŁEK *

Przechowywanie w +4 C w WODZIE DESTYLOWANEJ po usunięciu podłoża.

Transkrypt:

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych nr 573, 2013, 35 42 WPŁYW METODY I WARUNKÓW SUSZENIA NA AKTYWNOŚĆ DROŻDŻY PIEKARSKICH Anna Kamińska-Dwórznicka, Aleksandra Skoniecka Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Streszczenie. W pracy zbadano, jak wpływają różne metody suszenia, ich parametry oraz przechowywanie na zdolność fermentacyjną drożdży Saccharomyces cerevisiae. Miarą wykorzystaną do oznaczenia aktywności świeżych drożdży oraz suszy bezpośrednio po suszeniu była ilość CO 2 uwolnionego w trakcie pomiaru zdolności fermentacyjnej. Suszono następującymi metodami: fluidyzacyjnie, konwekcyjnie w suszarce tunelowej, liofilizacyjnie i rozpyłowo. W wyniku procesu suszenia oraz w trakcie przechowywania aktywność biologiczna drożdży ulega zmniejszeniu. Najmniejszą degradację zanotowano po dwuetapowym konwekcyjnym suszeniu w temperaturze 40 i 60 C w suszarce tunelowej. Średnie wyniki aktywności zanotowano dla sublimacji przy 40 i 30 C, a także po fluidyzacji w 40 i 60 C. Liofilizacja przy zamrażaniu materiału w temperaturze 70 i 20 C, suszenie fluidyzacyjne w 80 C oraz suszenie rozpyłowe spowodowały największą degradację materiału. Słowa kluczowe: drożdże piekarskie, fluidyzacja, suszenie rozpyłowe, sublimacja WSTĘP Dynamiczny rozwój produkcji rozmaitych substancji, w tym stabilizatorów, enzymów czy antybiotyków, za pomocą metod biotechnologicznych wiąże się również z dynamicznym rozwojem metod utrwalania tego typu produktów. Otrzymanie trwałych preparatów materiału biologicznego o dużej aktywności jest nie tylko ważne ze względów przemysłowych, ale i ekonomicznych. Suszenie wydaje się być dość atrakcyjną metodą, jednakże niekoniecznie korzystną dla materiałów o małej termostabilności, jakimi są na przykład drożdże piekarskie Saccharomyces cerevisiae. Należy pokonać wiele trudności związanych z dobraniem odpowiednich warunków prowadzenia hodowli, metody i parametrów suszenia, rodzaju substancji ochronnej, sposobu przechowywania oraz Adres do korespondencji Corresponding author: Anna Kamińska-Dwórznicka, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Nauk o Żywności, Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warszawa, e-mail: anna_kaminska1@sggw.pl

36 A. Kamińska-Dwórznicka, A. Skoniecka warunków rehydratacji, przy czym wciąż trzeba liczyć się ze zmniejszeniem aktywności biologicznej materiału. Na rynku drożdże są dostępne w postaci wysuszonej biomasy o zawartości suchej substancji 4 8% bądź w postaci sprasowanej o zawartości około 27%. Dopiero na początku lat siedemdziesiątych XX wieku pojawiły się preparaty suszonych drożdży, co było spowodowane licznymi trudnościami ze znalezieniem takiej metody suszenia, która jednocześnie byłaby opłacalna, a także gwarantowałaby uzyskanie materiału o wysokiej jakości [Pogorzelski i Wzorek 1995]. W celu określenia optymalnego sposobu suszenia przeprowadzono wiele badań nad ksero- i termostabilnością materiałów. Na ich podstawie za kryterium doboru metody procesu suszenia przyjęto wrażliwość drobnoustrojów i produktów biosyntezy na podwyższoną temperaturę, a w efekcie podzielono materiały biotechnologiczne na dwie grupy. Drożdże, jako obiekty suszenia, należą do grupy pierwszej. Bakteryjne kultury hodowane na stałych materiałach oraz kultury drożdżowe charakteryzują się większą opornością na suszenie w porównaniu z innymi materiałami biologicznymi należącymi do tej grupy, dla której krytyczna zawartość wilgoci to 50 70% [Kuc i Tutowa 1991]. Metody suszenia zalecane dla materiałów grupy I to sublimacja, przy zastosowaniu substancji ochronnych (krioprotektantów), lub złoże fluidalne z zastosowaniem nośnika, czyli sorbentu [Samborska i Witrowa-Rajchert 2002, Bednarski 2007, Rząca i Witrowa-Rajchert 2007]. Jeśli chodzi o materiały grupy II, to wykorzystuje się suszenie rozpyłowe oraz złoże fluidalne z wcześniejszą granulacją [Samborska 2008, Dłużewska i Leszczyński 2008, Alexandre i in. 2009]. W pracy zbadano wpływ metod suszenia stosowanych zarówno dla I, jak i II grupy materiałów biologicznych. Drożdże Saccharomces cerevisiae suszono fluidyzacyjnie, konwekcyjnie w suszarce tunelowej, liofilizacyjnie oraz rozpyłowo. Obiektem badań był wpływ różnych metod suszenia oraz zmiennych parametrów na zdolność fermentacyjną drożdży. Miarą wykorzystaną do oznaczenia aktywności świeżych drożdży oraz suszy bezpośrednio po suszeniu była ilość CO 2 uwolnionego w trakcie pomiaru zdolności fermentacyjnej. MATERIAŁ I METODY Metody technologiczne Do badań zostały wykorzystane próbki drożdży piekarskich Saccharomyces cerevisiae w postaci sprasowanych kostek, wyprodukowane przez Mazowiecką Fabrykę Drożdży Józefów Sp. z o.o. w Józefowie. Materiał ten jest łatwo dostępny w sprzedaży i był przechowywany w temperaturze 5 C. Suszenie fluidyzacyjne. Proces suszenia fluidyzacyjnego drożdży przeprowadzono w laboratoryjnej suszarce z cylindryczną komorą. Do badań wzięto 200 g surowca, który pokruszono i ułożono na tacce z perforowanym dnem. Drożdże poddano procesowi suszenia w zróżnicowanej temperaturze 40, 60 i 80 C. Temperatura powietrza wylotowego wynosiła odpowiednio 31, 41 i 56 C, natomiast czas suszenia odpowiednio 50, 36 oraz 25 minut. Prędkość przepływu powietrza suszącego wynosiła 3 m s 1. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych

Wpływ metody i warunków suszenia na aktywność drożdży piekarskich 37 Suszenie konwekcyjne. Suszenie drożdży piekarskich prowadzono w tunelowej suszarce laboratoryjnej. Materiał rozdrobniono i ułożono na 4 sitkach suszarki w pojedynczej warstwie. Za pomocą wagi laboratoryjnej podłączonej do komputera rejestrowano zmiany masy materiału z dokładnością do 0,001 g. Drożdże suszono w temperaturze 40 C przez 120 minut, a następnie w 60 C przez kolejne 120 minut, w celu równomiernego wysuszenia materiału w całej jego objętości. Prędkość przepływu powietrza wynosiła 1,5 m s 1. Suszenie powtarzano dwukrotnie. Suszenie rozpyłowe. Urządzeniem do przeprowadzenia suszenie rozpyłowego była laboratoryjna suszarka typu Lab S1 Anhydro. Suszenie prowadzono współprądowo, a prędkość dysku wynosiła 39 000 obr min 1. Pierwszy etap obejmował sporządzenie zawiesiny 800 g drożdży w 1 l wody destylowanej. Tak przygotowany materiał suszono rozpyłowo w temperaturze powietrza wlotowego 160, 180 i 220 C, przy czym każde z tych suszeń wykonano w dwóch powtórzeniach. Temperatura powietrza wylotowego wynosiła: 57 58 C dla suszenia w 160 C, 66 67 C dla suszenia w 180 C oraz 84 88 C dla suszenia w 220 C. Zawiesinę podawano do urządzenia rozpylającego ze stałą prędkością wynoszącą 0,85 cm 3 s 1. Suszenie sublimacyjne. Suszenie przeprowadzono w liofilizatorach Christ typu Alpha 1-4 oraz Christ typu Gamma 1-1G, przy temperaturze półek 30 C i ciśnieniu 0,60 Mbara. Do badań wzięto 600 g materiału, który dokładnie rozdrobniono, umieszczono na półkach liofilizatora, a następnie mrożono w zamrażarce National Lab w temperaturze 70 C oraz w zamrażarce IRINOX w temperaturze 40, 30 i 20 C. Suszenie powtarzano dwa razy dla każdej z czterech wysokości temperatury. Czas trwania doświadczeń wynosił 20 godzin dla liofilizatora typu Alpha i 24 godziny dla typu Gamma. Zamrażanie wstępne materiału trwało w przybliżeniu: 25 minut dla 70 C, 40 minut dla 40 C, 35 minut dla 30 C i 25 30 minut dla 20 C. Metody analityczne Oznaczenie zawartości suchej substancji. W drożdżach świeżych i po suszeniu zgodnie z normą PN-A-79005-4:1997. Oznaczenie zdolności fermentacyjnej. Zasada metody opiera się na pomiarze ubytku masy nastawu, spowodowanym wydzielaniem CO 2 na skutek prowadzenia przez drożdże piekarskie fermentacji roztworu sacharozy. Aktywność drożdży świeżych stanowiła punkt odniesienia dla wyników uzyskanych dla próbek suszonych. Metody obliczeniowe Na podstawie pomiarów obliczono: zawartość suchej substancji, objętość CO 2 uwolnionego podczas fermentacji oraz względną aktywność drożdży w odniesieniu do drożdży świeżych, aby określić stopień zmniejszenia aktywności materiału biologicznego po suszeniu. Metody statystyczne Analizę statystyczną wykonano przy użyciu programu Statgraphics 15.0. W celu określenia różnic średniego poziomu aktywności względnej drożdży w stosunku do metody i parametrów suszenia wykorzystano analizę wariancji. nr 573, 2013

38 A. Kamińska-Dwórznicka, A. Skoniecka WYNIKI I DYSKUSJA Najlepsze wyniki uzyskano dla suszenia konwekcyjnego drożdży w suszarce tunelowej. Drożdże, początkowo suszone w temperaturze 40 C, były następnie dosuszane w 60 C. Temperatura materiału w czasie suszenia konwekcyjnego jest co najwyżej równa bądź niższa od temperatury powietrza suszącego i jest ona czynnikiem kluczowym, który decyduje o szybkości wysychania [Stępień 2009]. Aktywność względna drożdży suszonych w suszarce tunelowej wynosiła 80% w porównaniu z drożdżami świeżymi. Drożdże suszone fluidyzacyjnie w temperaturze powietrza wlotowego 40 i 60 C osiągnęły mniejszą aktywność o odpowiednio 49 i 57% od poprzednich (średnio 41% aktywności drożdży świeżych). W tych trzech przypadkach materiał poddawany suszeniu charakteryzował się zbliżoną temperaturą, ale czas trwania procesu był różny (rys. 1). Suszenie dwuetapowe w suszarce tunelowej trwało łącznie 4 godziny, a fluidyzacyjne maksymalnie 50 minut przy 40 C. Gervais i Maranon [1995] podają, że wstępne podsuszanie materiału w umiarkowanej temperaturze, przed zastosowaniem wyższej temperatury mogącej wywołać szok cieplny, zwiększa termotolerancję drożdży Saccharomyces cerevisiae, co może także w pewnym stopniu tłumaczyć większą aktywność i żywotność komórek drożdżowych. Gniewosz i inni [1997b] podają, że na poziom degradacji komórek drożdżowych w czasie suszenia mogą mieć wpływ procesy oddechowe, których dowodem może być pączkowanie, powszechnie występujące w temperaturze około 30 C. Komórki pączkujące, jako mniej odporne na wiele czynników środowiskowych, łatwo w czasie suszenia giną. Rys. 1. Fig. 1. 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 F40 F60 F80 Parametry suszenia fluidyzacyjnego Parameters of fluidized-bed drying Aktywność względna drożdży suszonych fluidyzacyjnie Relative activity fluidized-bed dried yeast Aktywno wzgl dna RAd Relative activity RAd [%] Po zastosowaniu wyższej temperatury (80 C) przy suszeniu fluidyzacyjnym zaobserwowano największą degradację materiału biologicznego na poziomie 85% względem świeżych drożdży i 63-procentowy spadek aktywności w porównaniu ze średnim wynikiem osiągniętym przy pozostałych dwóch wartościach temperatury (rys. 1). Taki spadek aktywności przy najwyższej zastosowanej temperaturze jest spowodowany intensywnością procesu odparowania wody, usuwaniem wody związanej, a także innymi niekorzystnymi przemianami. Zaobserwowano znaczny spadek aktywności fermentacyjnej drożdży, co może świadczyć o zaburzeniach metabolicznych komórek bądź także o śmierci Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych

Wpływ metody i warunków suszenia na aktywność drożdży piekarskich 39 komórek. Grabowski i inni [1997] potwierdzają, że suszenie drożdży piekarskich w temperaturze 40 C obniża ich żywotność do poziomu 75%, przy zachowaniu 6 8% wilgotności materiału, natomiast dalsze podwyższanie temperatury do 50 i 60 C powoduje spadek żywotności do odpowiednio 60 i 55%. Bayrock i Ingledew [1997] uzyskali 10-krotny wzrost żywotności komórek po suszeniu w 30 C w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla 80 C. Kolejną metodą, jaką zastosowano, było suszenie sublimacyjne po zamrażaniu materiału w temperaturze 70, 40, 30 C i 20 C. Najniższy stopień degradacji stwierdzono dla drożdży zamrażanych w temperaturze 40 C (43%), a następnie dla 30 C (51%). W ostatnim przypadku susz charakteryzuje się także podwyższoną o 14% (19%) aktywnością względną w porównaniu z materiałem fluidyzowanym w temperaturze odpowiednio 40 i 60 C, jednocześnie nie różniąc się między sobą statystycznie. Podobna sytuacja jest w przypadku drożdży zamrażanych w 20 C, gdzie ze względu na dużą wariancję zostały one zaliczone do dwóch grup aktywność po zamrożeniu w 20 C (31%) nie różni się statystycznie od wyników dla drożdży suszonych rozpyłowo w 160 C (22%) oraz fluidyzowanych w 60 C (39%). Natomiast największa degradacja nastąpiła podczas zamrażania w 70 C i wynosiła 82% (rys. 2). Rys. 2. Fig. 2. Aktywno wzgl dna RAd Relative activity RAd [%] 70 60 50 40 30 20 10 0 L-20 L-30 L-40 L-70 Parametry suszenia sublimacyjnego Parameters of freeze-drying Aktywność względna drożdży suszonych sublimacyjnie Relative activity freeze-dried yeast Podczas suszenia sublimacyjnego ze względu na specyfikę procesu wilgoć usuwana jest w niskiej temperaturze, przez co inaktywacja cieplna produktu jest praktycznie wykluczona [Kuc i Tutowa 1991]. Wpływ na jakość końcowego materiału ma zarówno zamrażanie, które jest pierwszą fazą suszenia sublimacyjnego, jak i sam proces intensywnej dehydratacji, o której niestety niewiele wiadomo [Dziugan 2009, Stępień 2009]. Śmierć komórek podczas suszenia sublimacyjnego jest powiązana z szokiem osmotycznym, a także uszkodzeniem membran na skutek tworzenia się wewnątrzkomórkowych kryształów lodu oraz ich rekrystalizacji [Kamińska i Lewicki 2008]. Jak wiadomo, istotny jest sam proces tworzenia się kryształków lodu, który zależy od szybkości zamrażania i ilości dostępnej wody [Stępień 2009]. Może to wyjaśniać zachowanie relatywnie dużych wartości aktywności względnej dla drożdży zamrażanych w temperaturze 40 C (57%) oraz 30 C (49%). Mała wartość aktywności względnej w najniższej zastosowanej temperaturze ( 70 C) może być uzasadniona tym, że podczas suszenia mogła zostać usunięta woda związana nr 573, 2013

40 A. Kamińska-Dwórznicka, A. Skoniecka z frakcjami białek czynnych enzymatycznie, której utrata podczas suszenia wywołuje ich inaktywację, prowadząc do utraty aktywności biologicznej drożdży piekarskich. Przemiana tej wody w lód zachodzi w temperaturze 60 C, natomiast poniżej tej temperatury w trakcie suszenia sublimacyjnego wymrożona zostaje wyłącznie woda wolna [Kapłon i in. 1993, Gniewosz i in. 1997a, Burczyk i in. 2009]. Wartości aktywności względnej materiału po suszeniu rozpyłowym wynosiły: 22, 15 i 14% dla procesów prowadzonych odpowiednio w temperaturze: 160 C, 180 C i 220 C (rys. 3). Najmniejszy spadek aktywności względnej względem drożdży świeżych uzyskano w przypadku temperatury powietrza wlotowego, wynoszącej 160 C, co odpowiadało temperaturze materiału suszącego co najwyżej 58 C. Luna-Solano i inni [2007] podają, że aby uzyskać minimalną stratę żywotności komórek, optymalna temperatura powietrza na wylocie musi wynosić 60 C. Wzrost temperatury powietrza wlotowego o 20 C, a co za tym idzie także materiału suszącego (do 68 C) spowodował zmniejszenie aktywności materiału biologicznego o 32%, natomiast kolejne podwyższanie temperatury o 40 C daje 36-procentowy spadek wobec wyników dla aktywności względnej dla suszenia rozpyłowego w 160 C. Wzrost temperatury powoduje zmniejszenie aktywności komórkowej drożdży, jednakże po przekroczeniu 180 C nie jest ono już tak duże. Alexandre i inni [2009] suszyli rozpyłowo drożdże przy temperaturze powietrza wlotowego 180 C, a wylotowego 80 C i nie uzyskali żywych komórek po suszeniu. Stwierdzono [Garcia- Alvarado i in. 2000], że żywotność komórek drożdżowych spada proporcjonalnie wraz ze wzrostem temperatury wylotowej w zakresie 60 150 C. Rys. 3. Fig. 3. Aktywno wzgl dna RAd Relative activity RAd [%] 30 25 20 15 10 5 0 R160 R180 R220 Parametry suszenia rozpy owego Parameters of spray drying Aktywność względna drożdży suszonych rozpyłowo Relative activity spray dried yeast Materiał biologiczny wykorzystywany do suszenia rozpyłowego jest upłynniany i właśnie w tej postaci jest rozpylany za pomocą rozpylacza na mikroskopijne kropelki, co może także sugerować rozerwanie mechaniczne komórek drożdży podczas etapu rozpylania. Ponadto podczas procesu suszenia rozpyłowego uzyskuje się dużą powierzchnię parowania i następuje bardzo intensywne odparowanie wody z materiału biologicznego w krótkim czasie w warunkach podwyższonej temperatury [Lewicki 2005], przez co można przypuszczać, że z komórek zostaje usuwana woda związana. Wszelkie mechanizmy zachodzą niemal równocześnie w trakcie procesu, dlatego też trudno jest określić konkretne przyczyny zmniejszenia aktywności materiału biologicznego [Samborska 2010]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych

Wpływ metody i warunków suszenia na aktywność drożdży piekarskich 41 WNIOSKI 1. Suszenie wywiera niekorzystny wpływ na zdolności fermentacyjne prasowanych drożdży piekarskich, ale poziom degradacji zależy zarówno od metody, jak i parametrów procesu suszenia. 2. Najmniejszą, 20-procentową degradację materiału zanotowano w wyniku konwekcyjnego suszenia dwuetapowego w temperaturze 40 i 60 C w suszarce tunelowej. Niska temperatura suszenia, wydłużony czas trwania procesu oraz jego dwuetapowość mogły wpłynąć na zwiększenie termotolerancji drożdży. 3. Średnią aktywność suszonych drożdży piekarskich, wynoszącą 31 57%, można uzyskać po zastosowaniu suszenia liofilizacyjnego (zamrażanie przed procesem sublimacji w 30 i 40 C) oraz fluidyzacyjnego w temperaturze 40 i 60 C (42 i 39%). 4. Temperatura zamrażania ma wpływ na aktywność względną drożdży suszonych liofilizacyjnie. Mało korzystne wydaje się być stosowanie bardzo szybkiego zamrażania w temperaturze 70 C (18%), a także wolnego zamrażania w temperaturze 20 C (31%). Najbardziej optymalną aktywność uzyskano przy 40 C (57%) oraz 30 C (49%). 5. Liofilizacja (zamrażanie w temperaturze 70 C), suszenie fluidyzacyjne w temperaturze 80 C oraz suszenie rozpyłowe, bez względu na zastosowaną temperaturę powietrza wlotowego, powodowały największą degradację materiału. LITERATURA Alexandre H., Chassagne D., Pradelles R., Vichi S., 2009. Influence of drying processes of yeasts on their volatile phenol sorption capacity in model wine. International Journal of Food Microbiology 135, 2, 152 157. Bayrock D., Ingledew W., 1997. Mechanism of viability loss during fluidized bed dryling of baker s yeast. Food Research International 30, 6, 417 425. Bednarski W., 2007. Wydzielanie, oczyszczanie i utrwalanie biopreparatów. Podstawy biotechnologii przemysłowej. Red. W. Bednarski, J. Fiedurk. WNT, Warszawa, 301 316. Burczyk E., Janiak M., Kondratowicz J., 2009. Liofilizacja jako sposób utrwalania żywności. Chłodnictwo 44, 1 2, 58 61. Dłużewska E., Leszczyński K., 2008. Suszenie rozpyłowe. W: Wybrane zagadnienia z ogólnej technologii żywności. Red. A. Jarczyk, E. Dłużewska. Wydawnictwo SGGW, Warszawa, 135 144. Dziugan P., 2009. Przeżywalność suszenia sublimacyjnego przez bakterie fermentacji mlekowej i drożdże. Chłodnictwo 44, 1 2, 54 57. Garcia-Alvarado M., Luna-Solano G., Rodriguez-Jimenes G., Salado-Cervantes M., 2000. Improved viability of spray dried brewer s yeast by using starch (grits) and maltodextrin as processing aids. Journal of Food Process Engineering 23, 6, 453 462. Gervais P., Maranon I., 1995. Effect of the kinetics of temperature variation on Saccharomyces cerevisiae viability and permeability. Biochemica et Biophysica Acta 1235, 1, 52 56. Gniewosz M., Kucińska I., Sobczak E., 1997a. Wpływ dodatku NaCl i skrobi na filtrację drożdży piekarskich oraz na ich trwałość i aktywność w czasie przechowywania. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny 41, 9, 21 24. Gniewosz M., Raczyńska A., Sobczak E., 1997b. Biotechnologiczne aspekty hodowli i suszenia drożdży piekarskich. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny 41, 10, 32 34. nr 573, 2013

42 A. Kamińska-Dwórznicka, A. Skoniecka Grabowski S., Mujumdar A., Ramaswamy H., Strumiłło C., 1997. Evaluation of Fluidized Versus Spouted Bed Drying of Baker s Yeast. Drying Technology 15, 2, 625 634. Kamińska A., Lewicki P.P., 2008. Metody ograniczania krystalizacji lodu w procesie zamrażania. Przemysł Spożywczy 9 (62), 24 28. Kapłon J., Kawała Z., Kramkowski R., 1993. Ważniejsze aspekty suszenia sublimacyjnego. Przemysł Spożywczy 47, 3, 64 67. Kuc P., Tutowa E., 1991. Suszenie produktów biosyntezy. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa. Lewicki P., 2005. Suszenie. W: Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego. Red. P. Lewicki. WNT, Warszawa, 359 392. Luna-Solano G., Marquea-Montes R., Robles-Olvera V., Salgado-Cervantes M., 2007. Metabolic activity of the dehydrated yeasts by spray drying. Drying Technology 25, 7 8, 1281 1285. PN-A-79005-4: 1997 Drożdże. Metody badań. Oznaczenie zawartości suchej masy. Pogorzelski E., Wzorek W., 1995. Technologie winiarstwa owocowego i gronowego. Wydawnictwo Sigma NOT, Warszawa. Rząca M., Witrowa-Rajchert D., 2007. Suszenie żywności w niskiej temperaturze. Przemysł Spożywczy 61, 3, 30 35. Samborska K., 2008. Suszenie rozpyłowe w przemyśle spożywczym. Postępy techniki przetwórstwa spożywczego 1, 63 69. Samborska K., 2010. Suszenie rozpyłowe enzymów przyczyny inaktywacji oraz metody i mechanizmy ich stabilizacji. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 6, 73, 7 17. Samborska K., Witrowa-Rajchert D., 2002. Metody suszenia mikroorganizmów i produktów syntezy mikrobiologicznej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 67, 2, 5 14. Stępień B., 2009. Modyfikacje cech mechanicznych i reologicznych wybranych warzyw pod wpływem różnych metod suszenia. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław. THE INFLUENCE OF DRYING METHODS, PARAMETERS AND THE WAY OF STORAGE ON THE ACTIVITY OF BAKERY YEASTS Summary. In this thesis the research was made over influence of drying methods, parameters and storage on fermentative ability of baker yeast Saccharomyces cerevisiae. To determine the activity of fresh pressed yeast and dehydrated yeast after a drying process the amount of released carbon dioxide during fermentation was measured. Used methods were the following: fluidization, convection in a tunnel dryer, freeze-drying and spray drying. As consequences of adverse effect of drying process its biological activity is decreasing. The least degradation was observed after 2-phase convective drying in a tunnel dryer (40 and 60 C). The average biological activity was reached after freeze-drying (freezing at 40 and 30 C) and fluidization (40 and 60 C). Freeze-drying (freezing before sublimation at 70 and 20 C), fluidization at 80 C and spray drying were the most destructive for bakery yeast fermentative activity. Key words: baker s yeast, fluidization, spray drying, freeze-drying Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych