固態發酵培養可用的設備有簾子、曲盤和通風發酵池等。但要使其產品的細胞數達80億個/g以上,則最好采通風良好并具有調溫調濕功能的通風發酵池。固態發酵培養生產帶載體活性干酵母的生產工藝流程為:配料一落料一攤晾一接種入池一通風發酵培養一干燥一包餐一產品。
(一)配料
可用于圓態發酵生產酵母的原料有麩皮、玉米、稻殼、高梁、酒糟等。配料的原則首先是含有足夠的碳源(淀粉或糖)、氮源和酵母生長所需的其他營養物,其次是合適的pH值,最后是保證料層一定的疏松度,各原料的具體用量或配方則可根據實際情況來設計,一般情況下配料中淀粉的含量為固性物總量的50%左右,顆粒較大時淀粉含量要求高些,配料拌勻后,加水50%,再拌勻,原料吸水后,pH=5.0~3.4,pH值高時在配料水中加適量的硫酸,一般情況下用量為原料的0.3%左右。配料的疏松度要求每100kg干物質,吸水拌勻后的視體積為0.4~0.5m3為宜,即表觀密度為200~250kg干固物/m3。
(二)蒸料
將各種原料和水拌勻后,潤料30min后蒸料。蒸料起淀粉糊化和殺菌作用,要求邊投料邊進汽,加熱要均勻,防止蒸汽走短路。圓汽后再蒸1h。
(三)接種入池
接種過程包括揚冷、加酶、補充營養鹽,補充水分和接種裝池等步驟。
1.加酶
由于酵母菌不能直接利用淀粉作為碳源,而原料中的可發酵性糖含量很低,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。糖化酶的添加量為每克原料100~150單位,糖化酶添加時的溫度以40℃左右為宜,此外糖化酶在使用前用45℃的自來水活化1h左右。
2.補充營養鹽
盡管多數原料中含有豐富的氮源及多種無機鹽,但氮源主要是以植物蛋白物的形式存在于顆粒狀原料中,其中的大部分氮源和無機鹽都不能被酵母所利用。因而有必要補充氮源和某些其他無機鹽。具體用量則視原料情況(包括原料種類和粉粹度等)而定。一般情況下,可利用氮為總干固物量的1.5%左右,可利用P2O5為總干固物量的0.5%左右,最好是在正式生產前通過三角瓶試驗來確定。
3.補充水分
入池水分含量控制在55%~60%,其高低視天氣情況而定,氣溫高、空氣濕度大時取低值;反之,取高值。
4.接種裝池
接種量為每克原料0.1億~0.2億個酵母組胞,接種量小,升溫慢,易引起雜菌污染。具體接種量則視種子的酵母細胞數而定,一般情況下,原料對液體種子的接種量為10%,對固體種子的接種量為1%左右,接種溫度26~33℃,夏季取低值,冬季取高值。裝料要求疏松均勻,料層厚度25~30cm,太厚時上下溫差太大,通風不良,不利于酵母生長。
(四)通風發酵培養
1.前期培養
入池后的6h左右酵母生長不明顯,品溫變化不大,冬季要注意保溫。控制料層品溫28~30℃,室溫30℃左右,室內相對濕度85%以上。
2.中期培養
培養6~8h,品溫開始上升,酵母進人對數生長期生長,要特別注意溫度濕度和通風的控制。中期是酵母細胞的積累期,品溫控制可在28~33℃范圍內,耐高溫酵母則可為30~36℃,物料水分含量應保持在50%以上,中期培養開始時,可采用間歇通風,待每克物料的酵母細胞數達1億一2億個時,則需采用連續通風。通風強度為每平方米發酵池的通風量為60~120m3/min。未了維持料層的溫度和濕度,通入空氣的溫度和濕度都必須是可調的。
3.后期培養
培養24h小時左右,當細胞出芽率下降至10%左右時,開始進入后期培養。通過后期培養使細胞進一步成熟,同時降低物料水分,以利于干燥。后期培養時,門窗大開,品溫控制在35℃下,通過間歇和連續通干風是物料水分逐漸下降,當水分降到30%左右時,即可出房。總培養時間約為40h。
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