Cap2

Cap2. Posibilitati de valorificare a drojdiei de bere subprodus din industria berii

2.1. Studiu documentar privind posibilitile de valorificare ale drojdiei de bere

In prezent, pe plan mondial, exista o intensa preocupare pentru o mai eficienta utilizare a substanelor utile din produsele secundare rezultate de la fabricarea malului si a berii, accentundu-se pe valorificarea lor in alimentaia uman. Progresele realizate n cercetarea tiinific au fcut posibil reevaluarea substanelor utile existente in aceste produse secundare, care, pana nu demult, erau nevalorificate Din industria berii rezulta o serie de produse secundare: borhot de mal, borhot de hamei, sediment proteic (trub la cald, trub la rece), drojdia de bere, dioxidul de carbon etc. Principalele produse secundare care rezulta de la fabricarea berii, borhotul de mal i drojdia de bere sunt utilizate n special n furajarea animalelor sau sunt evacuate la canal mpreun cu apele uzate conducnd la poluarea grav a mediului. Livrarea aleatoare a acestor produse ctre diferii beneficiari conduce de multe ori la blocarea spaiilor de depozitare, iar nerespectarea reglementrilor legale privind protecia mediului legate de calitatea apelor uzate poate culmina cu nchiderea fabricii respective.

Drojdia de bere rezultat ca produs secundar n industria berii poate fi utilizat n alimentaia uman deoarece se obine pe un mediu steril, n condiii stricte de igien.

Utilizarea drojdiei de bere n alimentaia uman i n medicin a fost realizat empiric de peste 100 de ani. Drojdia de bere are aciune benefic asupra florei intestinale, se utilizeaz n tratamentul avitaminozelor B, a alcoolismului, a cirozelor, a diabetului, a diferitelor dermatoze i n strile de denutriie. Organizaia Mondial a Sntii recomand folosirea drojdiilor alimentare ca cea mai eficient surs de vitaminizare a alimentelor pentru copii.

Cercetrile efectuate pn n prezent au demonstrat c drojdia de bere reprezint o biomas valoroas, capabil s asigure organismului uman un ansamblu de nutrieni cu caracteristici specifice i cu proprieti biologice deosebite. Prin prelucrarea adecvat a drojdiei de bere se pot obine produse i preparate eficiente n protecia, echilibrarea sau potenarea organismului.

Drojdia de bere conine aproape toate elementele de care are nevoie metabolismul pentru a funciona ct mai bine. Analiza sa biochimic arat c aceasta conine 17 vitamine diferite (majoritatea din complexul B), 16 aminoacizi, 14 substane minerale i circa 46% proteine.

Randamentul de drojdie sub form presat cu 25% s.u. variaz ntre 0,2-1kg/hl bere, n funcie de specia de drojdie i procesul tehnologic aplicat. Dup prealabila ndeprtare a substanelor cu gust amar drojdia de bere servete la:

ncorporarea n diverse alimente n scopul ridicrii valorii lor alimentare, n special sub raport proteic i vitaminic;

prepararea unor extracte condimentare i concentrate alimentare.

nainte de reutilizare, drojdia recoltat trebuie splat, pentru eliminarea impuritilor de trub, rini de hamei, a celulelor moarte i a altor produse de autoliz care nrutesc gustul i constituie un mediu nutritiv favorabil pentru bacteriile de alterare a berii.

De cele mai multe ori drojdia este trecut peste site oscilante i splat cu ap rece. Pstrarea drojdiei pn la reutilizare se realizeaz n mod curent sub ap rcit de 4 50C, n astfel de condiii drojdia poate fi pstrat timp de pn la 3 zile. [12]

Drojdia de bere colectat se preseaz pentru recuperarea berii, iar durata de conservare n stare presat este de cel puin de 3 ori mai mare dect n stare de suspensie, chiar i dup o splare i dezinfecie riguroas.[11]

Drojdia de bere n forma n care se recolteaz, prezint urmtoarea compoziie chimic:

umiditate: 85 90 %;

substan uscat: 10 15 %:

- substane proteice: 51 58 %;

- hidrai de carbon: 9 11 %;

- grsimi: 2 3 %;

- substane neazotoase: 25 30 %;

- substane minerale: 8 9 %.

n afar de coninutul mare n proteine, care depete jumtate din substana uscat, drojdia conine o serie de vitamine, n special din grupul B.

Drojdia conine i un numr mare de enzime din diferite grupe.

Dei compoziia drojdiei este deosebit de valoroas, din cauza amrelii i a greutilor de eliminare a acesteia, de cele mai multe ori valorificarea se limiteaz la uscare, obinndu-se un compus proteic utilizat n scopuri furajere.n toate cazurile de reutilizare a drojdiei, cu excepia refolosirii n industria berii, este necesar o dezamrire prealabil.Procedeul cel mai des utilizat pentru conservarea drojdiei este uscarea n instalaii cu valuri.

n cazul utilizarii pentru scopuri furajere uscarea se realizeaz la temperaturi ale aburului din val de pn la 2000C. Drojdia destinat produselor farmaceutice i pentru scopuri alimentare este uscat n S.U.A. n instalaii ce funcioneaz pe principiul pulverizarii, se folosete aer de 1500C.

Prin compoziia sa complex, drojdia de bere este recunoscut ca factor important pentru nutriie i este folosit n acest scop deoarece:

este considerat un concentrat vitaminic dintre cele mai complexe;

substanele proteice coninute ocup o poziie intermediar ntre cele de natur vegetal i animal. n compoziia acestora se gsesc majoritatea aminoacizilor eseniali dintre care lizina reprezint 10%;

este una dintre cele mai bogate surse de lecitin (3 - 4,5%), ceea ce explic proporia important de fosfor pe care o conine i care, sub form de P2O5, ajunge pn la 52% din totalul substanelor minerale coninute.

n cazul acestui produs se va avea n vedere reducerea coninutului de acizi nucleici din drojdie pn la valori comparative cu coninutul n acizi nucleici din alte produce alimentare (de exemplu carnea).

Dintre utilizrile drojdiei, n afar de recuperarea n industria berii, se citeaz urmtoarele:

Administrarea n scopuri furajere: preferabil dup o dezamrire. Pentru mrirea coeficientului de asimilare se recomand distrugerea parial a pereilor celulari prin aburire.

Dac dezamrirea nu s-a realizat n mod satisfctor, drojdia se administreaz n amestec cu borhot i trub n proporie de 1/10.

Se foloseste n special pentru ngrarea vitelor. Valoarea furajer a drojdiei la o digestibilitate a substanelor organice de 88 % este mult mai ridicat dect cea a altor nutreuri folosite n mod uzual, fiind asemntoare cu cea a rotului de soia, fr a se lua n considerare coninutul de microelemente.

Drojdia mai poate fi folosit i pentru obinerea: unui concentrat proteic i vitaminic destinat furajri psrilor n special puilor de gin i a altor categorii mai nou cunoscute n ar aa cum sunt prepeliele i struii.[57]

Utilizarea n alimentaia uman

Prin prezena n compoziia lor a unor compui cu importante implicaii biologice, drojdiile, prelucrate adecvat, pot da produse i preparate eficiente n protecia, echilibrarea sau potenarea organismului.

Drojdia sub form de extracte proteice, valoarea alimentar fiind similar cu cea a proteinelor vegetale este utilizat la realizarea unor tablete de drojdie ce urmeaz a fi folosite n scop alimentar pentru anumite categorii sociale aa cum sunt: btrnii, copii, sportivii, soldaii.[57]

Dup ndeprtare a substanelor cu gust amar drojdia de bere servete la:

ncorporarea n diverse alimente n scopul ridicrii valorii lor alimentare, n special sub raport proteic i vitaminic;

prepararea unor extracte condimentare i concentrate alimentare.

Se urmrete obinerea de drojdii de panificaie cu activitate enzimatic superioar, i n special cu potenial nalt de fermentare a maltozei, prin mbuntirea condiiilor de cultivare i de pstrare.

Fa de proteinele din carne, cele din drojdie se deosebesc printr-un coninut mai redus de histidin, respectiv de 3 %, fa de 10 % din carne i ceva mai mic de triptofan. n schimb, drojdia conine cu 5 % mai mult lizina i o cantitate mai mare de cistein.Utilizarea n scopuri medicinale de cele mai multe ori sub form empiric, pentru aciuni curative i fortifiante.

Drojdiile Saccharomyces cerevisiae sunt folosite n mod empiric de peste 100 ani. Dei justificarea tiinific a acestei utilizri a venit mai trziu, efectele benefice asupra strii de sntate ca i tolerana bun a organismului uman fa de ele au reprezentat de la nceput criteriile pe baza crora au fost recomandate.

Drojdia de bere ca biomas levurian, reprezint un material biologic valoros, cu o compoziie chimic complex i armonioas capabil s asigure organismului uman un ansamblu de nutrieni cu caracteristici specifice i cu proprieti biologice deosebite.

Investigaiile de durat au demonstrat ns c administrarea a 10 g drojdie uscat pe zi nu determin efecte negative. Dac ns se consum cantiti mari timp ndelungat, se impune aplicarea unor tratamente speciale de diminuare a coninutului de acizi nucleici.

Drojdia de bere are aciune benefic asupra florei intestinale, se utilizeaz n tratamentul avitaminozelor B, a alcoolismului, a cirozelor, a diabetului, a diferitelor dermatoze i n strile de denutriie. Organizaia Mondial a Sntii recomand folosirea drojdiilor alimentare ca cea mai eficient surs de vitaminizare a alimentelor pentru copii.

innd cont de coninutul ridicat de proteine uor asimilabile, bioregulatori i sruri minerale se poate utiliza ca aliment pentru a sugari, n vederea reducerii infeciilor intestinale, a perturbrilor nervoase i pentru favorizarea creterii.

Drojdia regleaz secreia glandelor de digestie i mbuntete rezistena mucoaselor fa de diverse infecii, fiind recomandat i pentru combaterea anemiei.

Medicina veterinar la combaterea de perturbri digestive la cai i a febrei aftoase la vite.

Utilizarea pentru obinerea de concentrate vitaminice, att n scopuri curative ct i preventive.

Folosirea pentru obinerea plasmolizatelor prin tratarea drojdiilor cu NaCl, zahr, n care caz se extrag substanele cu mas molecular mic, iar plasmolizatul rezultat este o past de drojdie, de culoare maroniu nchis care se consum ca atare prin utilizarea ei ca vector de srare a preparatelor culinare, n timpul mesei.Plasmolizatele de drojdie au un coninut ridicat de glutation, peptid cu profunde implicaii n metabolismul celular, cu interferene complexe n sistemele de oxidoreducere.

Plasmolizatul de drojdii se gsete curent n raioanele de produse alimentare ale magazinelor din multe ri occidentale.

Obinerea unor hidrolizate prin hidroliza cu acid clorhidric concentrat pentru 6 12 ore, hidroliz urmat de neutralizare, clarificare i concentrate la 45 % s.u. n cazul siropurilor i pn la 55 % s.u. n cazul pastelor.Alte utilizri:

la fabricarea alcoolului;

obinerea aromatizanilor mbogii n poteniatori de arom;

obinerea de invertaz;

la obinerea de melas; n cosmetic.2.2. Recuperarea i tratarea drojdiilor n vederea reutilizrii

Recuperarea drojdiilor de la fermentaia primar se realizeaz n mod diferit, n funcie de tipul fermentaiei, dac aceasta este superioar sau inferioar.

n cazul aplicrii de tehnologii clasice i a folosirii de linuri de fermentare se pot deosebi trei straturi de drojdie depus i anume:

stratul inferior: care contine trubul depus i alte impuriti, bacterii i celule de drojdie moarte. El este considerat de calitate inferioar sub aspect biologic i fiziologic, motiv pentru care se prefer eliminarea din procesul de recuperare i trimiterea pentru alte utilizri;

stratul de mijloc, care constituie partea cea mai mare din drojdia sedimentat, reprezint fraciunea cea mai pur de drojdie recomandat pentru recuperare;

stratul superior, cu coninut de impuriti mecanice provenite din creste, n special rsini de hamei, proteine coagulate cu polifenoli. Acest strat, de asemenea nu se recomanda a se recupera pentru rensmnare.

Recoltarea drojdiilor din linurile de fermentare deschise se pot efectua manual, dar exist un risc ridicat de contaminare a acestora, la fermentatoarele nchise recoltarea se face mecanic cu ajutorul:

plniei sau parautei: drojdia se depoziteaz la 0 20C, dar nu este indicat s fie folosit la o nou nsmnare;

prin suciune: drojdia este colectat ntr-un tanc pentru pstrarea drojdiei, prevzut cu serpentin pentru rcire, agitator, termometru, robinet pentru luare de probe, camer de evacuare. Poate fi folosit la nsmnarea unei noi partide de must.

n cazul utilizrii de drojdii pulverulente separarea este mai puin pregnant. n cazul folosirii de recipiente de capaciti mari la fermentaia primar se renun la separarea drojdiei pe fraciuni, operaie care de altfel este foarte greoaie.

Recoltarea drojdiei din fermentatorul cilindro conic se face prin gravitaie i este condus tot n tancurile de pstrare din camerele rcite, putnd fi utilizate pentru rensmnarea unei noi partide de must.

n cazul tancurilor orizontale recuperarea drojdiilor se face prin gravitaie sau prin centrifugarea poriunii de la fundul tancului, ultima fiind mai avantajoas.

n general reutilizarea culturilor de drojdie recuperat se poate efectua de 12 20 de ori. Cu ct procesul de fermentare este mai intensiv, cu att scade numrul de reutilizri, crescnd pericolul de contaminri i de degenerare.

Drojdia recoltat de la fermentarea primar este trecut, cu pompe cu pistoane rotative sau cu roi dinate, n vase de colectare, de unde poate fi reutilizat imediat sau supus conservrii.

Drojdia depus pe fundul vasului de fermentare, se antreneaz cu ap potabil i se colecteaz ntr-un rezervor crucior de 200 litri, amplasat n secia de fermentare secundar la temperatura de 1 20C. Splarea drojdiei se face cu mult ap. Dup circa 10 minute de splare, suspensia de drojdie se las n repaus, drojdia se depune i se nlocuiete apa de deasupra, care conine impuriti din drojdie, celule moarte, bacterii. Operaia se repet, pn cnd apa de deasupra stratului de drojdie devine limpede.

Pstrarea drojdiei sub strat de ap poate dura 4 5 zile, fr ca celulele s-i piard capacitatea de fermentare. Pentru asigurarea unei fermentri normale, trebuie evitate contaminrile cu microorganisme, n special bacterii lactice.

n scopul eliminrii bacteriilor contaminante, drojdia se poate trata cu acid sulfuric sau fosforic la un pH = 2,2, cunoscndu-se faptul c drojdia de cultur este rezistent la pH-uri sczute, la care bacteriile sunt distruse.

Drojdia de bere conine, nu mai puin de 20 de milioane de celule/g, de unde i s-a dat numele de drojdie vie. Prin coninutul su bogat, drojdia de bere constituie un aliment natural complet, un remediu preventiv i curativ.

ncperea n care se depoziteaz drojdiile trebuie s aib pardoseala din gresie antiacid, cu drenaj bun, iar pereii placai n faian pn la tavan. Camera trebuie s fie prevzut cu instalaie pentru sterilizarea apei i pentru condiionarea aerului (inclusiv filtru de aer), n camer trebuie s se realizeze o suprapresiune pentru a preveni intrarea contaminanilor externi. Prin camer nu trebuie s treac conducte de NH3, deoarece eventuale scpri de NH3 produc autoliza drojdiilor.

2.3. Cercetri de valorificare a drojdiei de bere n industria panificaiei

n lucrare s-a urmrit posibilitatea valorificrii drojdiei de bere n industria panificaiei.

n prealabil s-a stabilit o tehnologie de tratare a drojdiei de bere n vederea ndeprtrii substanelor amare i mbuntirii calitilor biotehnologice n scopul utilizrii n panificaie.

2.3.1. Materiale i metode

n experimentri s-a utilizat drojdie de bere rezultat de la fermentarea primar i fermentarea secundar din cadrul S.C. Albrau S.A. Oneti. Compoziia chimic a drojdiei de bere este prezentat n tabelul 2.3, iar caracteristicile microbiologice n tabelul 2.4.

Tabelul 2.3.

Compoziia chimic a drojdiei de bere

Compoziie chimicDrojdie de bere rezultat de la:

Fermentare primarFermentare secundar

Proteine, %52,456,5

Lipide, %0,91,4

Glicogen, %38,736,25

Substane minerale, %7,95,8

Vitamina B1, mg/100g0,81,4

Vitamina B2, mg/100g5,05,8

Vitamina B6, mg/100g3,63,8

Vitamina PP, mg/100g29,434,5

Vitamina E, mg/100g2,02,0

Provitamina D2, mg/100g11,026,0

Tabelul 2.4.

Caracteristicile microbiologice ale drojdiei de bere

Staphylococcus aureus -

Salmonella-

Drojdii atipice3 x 102

Bacterii lactice2 x 106

Bacterii coliforme1 x 102

Pentru tratarea drojdiei s-a utilizat carbonat de sodiu i carbonat de amoniu soluie 1%.

Determinarea puterii de fermentare a drojdiei Metoda Ostrovski modificat: se prepar o bil de aluat din 0,2g drojdie comprimat, 5 g fin, 2 cm3 ap, cu cronometrarea timpului de ridicare a bilei imersat n ap la 320C i conversia timpului obinut n parametrii de evaluare a calitii drojdiei prin metoda de dospire, dup formula (1):

Pf = (t 2,5) + 35 (1)

n care:

Pf putere fermentativ;

t timp de ridicare a bilei.

Pentru caracterizarea calitilor biotehnologice ale drojdiei utilizate s-au determinat numrul total de celule de drojdii din medii, numrul de celule autolizate i numrul de celule nmugurite cu ajutorul camerei Thoma.

La pinea - produs finit s-a determinat principalele caracteristici fizico-chimice: umiditate, volum, elasiticitate, porozitate, aciditate prin metodele prevzute n standardele de calitate.

2.3.2. Rezultate i discuii

Drojdia de bere recoltat, nainte de a fi trecut la uscare a fost cntrit, splat cu ap i apoi tratat cu soluie de carbonat de sodiu sau carbonat de amoniu soluie 1% n vederea ndeprtrii substanelor amare. Cele mai bune rezultate din punct de vedere senzorial s-au obinut prin tratarea cu carbonat de sodiu sol. 1%.

Dup tratare, drojdia a fost lsat n repaus timp de 12 h n vederea decantrii drojdiei, supus unor splri repetate cu ap potabil i apoi centrifugat la 5000 rot/min.

S-au efectuat mai multe determinri pentru drojdia obinut n urma tratrii cu cele dou substane, rezultatele fiind centralizate n tabelul 2.5. Procedeul tehnologic recomandat pentru tratarea drojdiei nu necesit utilaje, substanele utilizate sunt ieftine i accesibile.Tabelul 2.5.

Valorile medii ale rezultatelor experimentale obinute

n condiii de laborator

CaracteristiciDrojdie de bere tratat cu:

Na2CO3(NH4)2CO3

Caracteristici senzorialeCuloare deschis, fr gust amar perceptibilCuloare deschis, gust slab amar

Putere de fermentare, min7885

Umiditate, %75,576,8

pH66,2

S-au efectuat apoi probe tehnologice n staia pilot de panificaie, prin utilizarea procedeului clasic de obinere a pinii i utilizarea n calitate de afntor biologic a drojdiei de bere. Produsul finit a fost analizat din punct de vedere senzorial i fizico-chimic (tab.nr.10).

Datorit caracteristicilor sale biotehnologice, drojdia de bere rezultat ca subprodus din industria berii poate fi valorificat n industria panificaiei, att n procesul tehnologic de obinere a pinii ct i a altor produse de panificaie i patiserie.

Tab.nr.10. Proprietile fizico-chimice ale pinii obinute prin procedeul bifazic

ProbaValori dup 3 ore de la ieirea din cuptorValori dup 72 ore de la ieirea din cuptor

Volum, [cm3/100 g produs]Elasticitate,

[%]Porozitate,

[%]Umiditate, [g%]Aciditate,

[grade]Maltoz,

[g % s.u.]

P1297957436,92,81,99

P2295947337,72,42,66

P3298967535,82,61,98

2.3.3. Concluzii

Cercetrile efectuate au condus la concluzia c, drojdia de bere, rezultat ca subprodus de la fermentarea mustului de bere poate fi valorificat n industria panificaiei.

Prin tratamentul propus de ndeprtare a substanelor amare cu ajutorul unei soluii de carbonat de sodiu i splri repetate, se obine o drojdie cu proprieti biotehnologice ce o recomand la folosirea n panificaie.