Для педагогов

Попробуйте УМНЫЙ ПОИСК по курсам повышения квалификации и профессиональной переподготовки

1738 курсов от 400 руб.Повышения квалификации 436 курсов от 1200 руб.Профессиональной переподготовки

Инфоурок › Другое ›Другие методич. материалы›МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по учебной практике ПМ 05. Выполнение работ по профессии «Оператор выращивания дрожжей» для студентов специальности 19.02.01 Биохимическое производство

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по учебной практике ПМ 05. Выполнение работ по профессии «Оператор выращивания дрожжей» для студентов специальности 19.02.01 Биохимическое производство

Скачать материал

Логотип

Государственное профессиональное образовательное автономное учреждение Ярославской области

ЯРОСЛАВСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Методические указания для выполнения лабораторных работ ПО учебной практике

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ

УП 05

ПМ 05. Выполнение работ по профессии «Оператор выращивания дрожжей»

для студентов специальности

19.02.01

«Биохимическое производство»

Ярославль, 2023

Автор-составитель:

Коновалова Н.В., преподаватель колледжа

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания по выполнению лабораторных работ по учебной практике УП 05 «Выполнение работ по профессии «Оператор выращивания дрожжей» (далее – методические указания) предназначены для подготовки обучающихся очной формы обучения ГПОАУ ЯО Ярославского промышленно-экономического колледжа и являются частью учебно-методического обеспечения программы подготовки специалистов среднего звена (далее ППССЗ) специальности 19.02.01 «Биохимическое производство»).

Цель методических указаний – помочь студентам получить практические навыки и умения контролирования и регулирования процесса выращивания дрожжей по микробиологическому критерию на базе лаборатории колледжа.

Методические указания включают в себя теоретический материал, методики анализов, протоколы анализов, вопросы для подготовки к устным ответам.

ТБ при работе в микробиологической лаборатории

1. Не входить в лабораторию в верхней одежде, не вносить посторонних предметов.

2. Работать в лаборатории в наглухо застегнутом халате и головном уборе (косынка, шапочка, колпачок) и только на одном постоянном закрепленном за студентом месте с микроскопом и материалами.

3. На рабочем месте не должно быть ничего лишнего, кроме оборудования, которое на нем установлено, и всего необходимого для выполнения задания.

4. Соблюдать чистоту и опрятность в работе, работать сидя. Не допускать излишних разговоров и хождений. Соблюдать правила обращения со спиртовкой, электроприборами, химическими реактивами.

5. Во время работы все повреждения на руках должны быть закрыты напальчиком или лейкопластырем. Все манипуляции, при которых может произойти загрязнение рук биологическими агентами, проводить в резиновых перчатках.

6. В случае загрязнения рук биологическим агентов следует немедленно их обработать ватным тампоном, смоченным дезинфицирующим раствором 1 % хлорамина или 70% этиловым спортом, вымыть их двухкратно теплой водой с мылом, насухо вытереть индивидуальным полотенцем или салфеткой одноразового использования.

7. Использованные пипетки, предметные и покровные стекла, шпатели, ватные тампоны и т.п. поместить в сосуд с дезинфицирующим раствором (1%-й раствор хлорамина, 3%-й раствор фенола). Пинцеты, иглы, бактериологические петли и другие металлические предметы обжечь в пламени спиртовки и поставить на место.

8. Чашки Петри и пробирки с питательной средой, засеянной культурами микроорганизмов, поставить в термостат, написать на них восковым карандашом фамилию студента, номер группы и дату посева.

9. Стол, одежду, обувь и другие предметы при случайном попадании культуры микроорганизмов (разбилась пробирка, чашка, упала петля, капля с культурой) подвергнуть немедленной дезинфекции в присутствии преподавателя 3%-м раствором фенола с помощью ваты и пинцета. Вату после обработки опустить в сосуд с дезраствором, который находится на лабораторном столе, пинцет прокалить над пламенем спиртовки.

10. После окончания работы бактериальные культуры и остатки исследуемого материала сдать преподавателю. Выносить из лаборатории мазки с культурами или культуры в пробирках, чашках, категорически запрещается. Навести порядок на рабочем столе, микроскоп закрыть чехлом, показать преподавателю тетрадь с записями и зарисовками. Убрать халат и шапочку в полиэтиленовый мешок.

11. Сдать стол дежурному студенту, тщательно вымыть руки с мылом. Дежурный студент сдает аудиторию дежурному лаборанту.

12. Все студенты, ознакомившись с правилами работы и техники безопасности в микробиологической лаборатории, расписываются в специальном журнале по технике безопасности.

13. Категорически запрещается принимать пищу, хранить продукты питания, курить. Рекомендуется меньше разговаривать и без необходимости двигаться.

14. Помещение лаборатории убирать влажным способом ежедневно до начала занятий, стирать пыль со столов и мыть пол. По окончании занятий помещение обработать бактерицидной лампой в течение часа.

15. Пересев культур микроорганизмов производить в боксе, который должен быть чисто вымыт горячей водой с мылом и облучен бактерицидной лампой.

16. Уходя, выключить все электроприборы, кроме термостата и холодильников.

Отчет по работе №1

Приготовление дезинфицирующих средств. Санитарная обработка оборудования

Цель: приготовить моющие и дезинфицирующие средства

Оборудование и материалы: весы, стеклянные емкости, стаканы, моющие и дезинфицирующие средства, водяная баня, термометр, ареометр

Теоретический материал:

Выписка из санитарных правил для предприятий дрожжевой промышленности, приложение 4:

4.1. Моющие средства

Основным требованием, предъявляемым к моющим средствам, является эффективное удаление всякого рода загрязнений, поэтому они должны обладать смачивающей, эмульгирующей и диспергирующей способностью. Кроме того, они должны легко смываться после очистки поверхности, не корродировать оборудование и быть безвредными для обслуживающего персонала.

В пищевой промышленности для мытья оборудования применяются, в основном, щелочи и поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Из щелочных моющих средств наиболее широко используются: каустическая сода, кальцинированная сода, тринатрийфосфат.

Каустическая сода (едкий натр) является эффективным средством для удаления органических примесей. Она представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, которое хорошо растворяется в воде, образуя растворы с высоким рН. Горячие 2-3%-ные растворы каустической соды хорошо гидролизуют белок, расщепляют углеводы, обладают бактерицидным действием. Для мойки оборудования можно использовать 1-2%-ные растворы. Недостатком каустической соды является ее сильное корродирующее действие.

Для приготовления 1-2%-ного раствора каустической соды 1-2 кг ее растворяют горячей водой и доводят объем до 100 л.

Кальцинированная сода - более слабое щелочное средство в сравнении с едким натром. Представляет собой белый мелкокристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Горячие растворы кальцинированной соды хорошо омыляют жиры и гидролизуют белки.

Нежелательным свойством кальцинированной соды является способность образовывать в жесткой воде твердые осадки карбоната кальция и других нерастворимых солей.

Для мойки оборудования применяют 1-2%-ные растворы с температурой 70-80 °С (1-2 кг соды растворяют горячей водой и доводят объем до 100 л).

Из группы анионоактивных соединений в качестве моющих средств используются следующие: сульфонол, аммонийалкилсульфат (аммониевая соль смеси первичных и вторичных алкилсульфатов) и "Прогресс" (натриевая соль смеси вторичных алкилсульфатов). Сульфонол может быть в виде порошка (содержание активного вещества 80%) или в виде 45%-ной жидкости. Аммонийалкилсульфат и "Прогресс" - светлоокрашенные жидкости с активностью 30-47%. Анионоактивные ПАВ обладают повышенным моющим действием, причем по сравнению со щелочными они хорошо смачивают поверхность и образуют обильную пену, которая способствует удалению загрязнений. Эти соединения хорошо растворимы в воде, имеют слабый запах в рабочих растворах, не вызывают коррозии металлов.

Неионогенные соединения в отличие от анионоактивных обладают слабой пенообразующей способностью. Они оказывают диспергирующее действие, омыляют жиры и масла, устойчивы к кислотам и щелочам и не теряют активности при любом значении рН. Отечественная промышленность вырабатывает несколько неионогенных соединений: ОП-7, ОП-10, синтанол и др. Эти ПАВ, содержащие 100% активного вещества, хорошо растворимы в воде.

Растворы моющих смесей используют обычно в подогретом виде. После мойки оборудование и коммуникации промывают водой от остатков моющих средств.

4.2. Основные группы дезинфектантов и их дезинфицирующие свойства

В качестве дезинфектантов наибольшее распространение в пищевой промышленности получили следующие группы химических веществ: фенолы, хлорсодержащие препараты, формальдегид и четвертичные аммониевые соединения (ЧАС).

Фенолы: Обладают сильным антимикробным действием на вегетативные клетки микроорганизмов и слабым - на споры. Более высокой бактерицидной активностью и широким спектром антибактериального действия обладают производные фенола - алкилфенолы и их сложные эфиры. Однако использование этих дезинфектантов ограничено из-за их специфического запаха и недостаточной растворимости в воде.

Хлорсодержащие препараты. К ним относятся соединения, которые в водных растворах выделяют активный хлор и атомарный кислород, обусловливающие антимикробный эффект препаратов: хлорная известь, гипохлориты, органические хлорамины, хлорактивные соединения, полученные на основе циануровой кислоты, соединения гидантоина. Эффективность действия хлорсодержащих препаратов зависит от процентного содержания в них активного хлора.

Для дезинфекции оборудования часто используют хлорную известь. Содержание активного хлора в ней (марки А и Б) составляет 35%. В зависимости от зараженности микроорганизмами применяют разбавленные растворы хлорной извести 0,1; 0,2; 0,5%-ные.

Раствор хлорной извести готовят следующим образом. Сухую хлорную известь растворяют в десятикратном количестве воды, несколько раз перемешивают и дают отстояться в течение 24 ч. Отстоявшийся прозрачный 10%-ный раствор сливают. Из этого основного раствора готовят рабочие растворы нужной концентрации, руководствуясь данными таблицы (содержание активного хлора в хлорной извести 35%).

Таблица -1


Концентрация хлорной извести в рабочих растворах, %	Содержание активного хлора в рабочем растворе, мг/л	Для приготовления 1 ведра (10 л) рабочего раствора требуемой концентрации необходимо основного 10%-го раствора, мл
0,1	350	100
0,2	700	200
0,5	1750	500
1,0	3500	1000
3,0	10500	3000
5,0	17500	5000

К недостаткам хлорной извести относятся неполная растворимость в воде, отсутствие моющих свойств, нестойкость при хранении и корродирующее действие на металл.

Одним из способов повышения эффективности действия хлорсодержащих препаратов является добавление к ним различных активаторов.

В дрожжевой промышленности наиболее широко применяются композиции хлорактивных препаратов с анионоактивными веществами (сульфонол, алкилсульфат аммония и натрия). Эти композиции наряду с хорошей антимикробной активностью обладают высокими моющими свойствами, при этом растворимость хлорсодержащих препаратов увеличивается в 2 раза. Значительно снижается корродирующее действие на металл вследствие образования защитной пленки, увеличивается дезинфицирующий эффект и снижается норма расхода дезинфектанта.

В пищевой промышленности используются следующие

комбинированные смеси:

1) комбинированная смесь нескольких щелочей и анионоактивных соединений с хлорамином (например, дезмол);

2) сочетание щелочных моющих средств с хлористым соединением (например, антиформин);

3) сочетание анионоактивных веществ с хлористыми веществами;

4) сочетание щелочей с четвертичными аммониевыми соединениями.

Меры безопасности при работе с дезинфицирующими средствами:

· к работе со средствами, не допускаются лица с повышенной чувствительностью к хлору;

· приготовление рабочих растворов средства не требует защиты органов дыхания;

· все работы с дезинфицирующими средствами следует проводить с защитой кожи рук резиновыми перчатками;

· все виды работ с растворами в концентрациях 0,015-0,06% активного хлора способом протирания и погружения можно проводить без средств защиты органов дыхания и глаз;-при случайном попадании в глаза, срочно промыть проточной водой, по мере необходимости обратиться к врачу;

· хранить средство следует отдельно от лекарств и пищевых продуктов, в местах, не доступных детям, в плотно закрытой упаковке изготовителя;

· применять дезинфицирующее средство строго по назначению и в соответствии с инструкцией.

Меры предосторожности при работе с дезинфицирующей смесью - хлорной известью и сульфонолом

При использовании хлорной извести и сульфонола необходимо соблюдать ряд обязательных правил:

1. Тщательно промывать аппараты и трубопроводы чистой водой от остатков образующейся при дезинфекции пены.

2. Лица, готовящие раствор хлорной извести, проходят инструктаж по правилам обращения с хлорсодержащими препаратами, имеющимися на заводе.

3. Запасы хлорной извести должны храниться в плотно закрытой упаковке и в местах, недоступных для общего пользования.

4. Транспортировку сульфонола производят без особых предосторожностей. При взвешивании сульфонола и приготовлении его растворов работнику следует закрыть рот и нос четырехслойной марлевой повязкой (препарат пылит).

5. Сульфонол хранят в пятислойных бумажных или полиэтиленовых мешках в закрытых неотапливаемых складских помещениях. Место хранения должно быть сухим, так как препарат гигроскопичен.

Ход работы:

1. Приготовить 2%-ный раствор каустической соды NaOH объемом 0,1 л:

Расчет:______________________________________________________________

____________________________________________________________________

Техника приготовления: _______________________________________________

____________________________________________________________________

Протереть рабочую зону.

2. Приготовить 2%-ный раствор кальцинированной соды Na₂CO₃объемом 0,1 л:

Расчет:______________________________________________________________

____________________________________________________________________

Техника приготовления: _______________________________________________

____________________________________________________________________

Протереть рабочую зону.

3. Приготовить 0,1 л 10%-ного раствора хлорной извести:

Расчет:______________________________________________________________

____________________________________________________________________

Техника приготовления: _______________________________________________

____________________________________________________________________

Протереть рабочую зону.

Вопросы:

1) Каковы принципы техники безопасности при работе с моющими и дезинфицирующими средствами?

2) Как Вы знаете дезинфицирующие и моющие средства? Каково их назначение, для каких целей используют?

3) Методики приготовления и определения качества полученных растворов?

Отчет по работе №2

Отбор проб

Цель: Произвести отбор проб культуральной среды из ферментера и воздуха из рабочей зоны.

Оборудование и материалы: лабораторный дрожжерастительный аппарат с культуральной средой, различные пробоотборники, питательная среда, ч Петри.

Теоретический материал:

I Отбор проб культуральной среды из ферментера

Правила отбора проб культуральной среды из ферментера:

Отбор проб жидкостей из резервуаров и других емкостей во время их заполнения или опорожнения запрещается! Пробы следует отбирать только после прекращения движения жидкости, когда она находится в спокойном состоянии!

Отбор проб жидкости для определения содержания растворенного газа (и давления пара) производится на уровне расположения рабочего участка.

Шприцевой проботборник Super Safe Sampler, Infors применяется для отбора небольших проб из лабораторных или небольшого размера биореакторов, мешков для культивирования и других сосудов без риска заражения среды и без потери культуры.

Отбор производится в шприц по линии со специальным запатентованным клапаном, который предотвращает попадание пробы обратно в реактор, остаток среды стерильно возвращается в сосуд.

Принцип работы:

1. отбор пробы;

2. продувка системы;

3. удаление остатка среды из системы.

II Отбор проб воздуха рабочей зоны

Требования к отбору проб:

1. Отбор проб воздуха для контроля содержания микроорганизмов проводится путем аспирации их из воздуха на поверхность плотной питательной среды.

2. Отбору проб должна предшествовать краткая характеристика микроорганизмов: указывается семейство, род, вид, штамм, морфологическая характеристика колоний на твердой питательной среде и оптимальные условия роста колоний на твердой питательной среде (PH, Т град.).

3. Отбор проб воздуха проводят:

- при засеве инокуляторов в зоне дыхания и между инокуляторами;

- при отборе проб из инокуляторов;

- при засеве посевных аппаратов (при условии прямого засеивания);

- при отборе проб из посевных аппаратов у пробника и между посевными аппаратами;

- при отборе проб из ферментеров;

-при спуске культуральной жидкости из ферментеров в коагуляторы или прямо на фильтрацию.

Если в технологическом процессе имеет место сушка биомассы, то отбор проб проводится:

- при перемешивании;

- при выгрузке из сушильных аппаратов;

- при фасовке биомассы.

Перечисленные точки отбора ориентировочные и на каждом предприятии устанавливаются индивидуально с учетом данных валидации, характеристик процесса, методологии тестирования и т.п.

4. При текущем контроле в одном помещении число контрольных точек должно быть не менее трех.

5. Для сравнительного анализа концентраций микроорганизмов в воздухе рабочей зоны отбор проб должен проводиться не реже 1 раза в неделю в аналогичный по интенсивности технологического процесса временной период.

6. Объем пробы воздуха должен быть достаточным для обнаружения микроорганизмов. Он устанавливается опытным путем с учетом характеристик используемого пробоотборника и концентрации микроорганизмов в тестируемой зоне.

Примечание. Для импакторов и центрифужных пробоотборников одним из ограничивающих факторов является высыхание поверхности агара при больших объемах проб, а также возможность повреждения поверхности агарового слоя (растрескивание).

7. Отбор проб на содержание микроорганизмов проводят в рабочей зоне; высота установки прибора 1,5 м от уровня пола.

Для бактериологического анализа воздуха используют импактор воздуха микробиологический "Флора-100" (ТУ 64-098-33-95).

Методика проведения контроля

1. Воздух аспирируют со скоростью от 20 - 30 до 150 - 200 л/мин. на поверхность питательной (посевной) среды на чашках Петри.

2. Время аспирации 2 - 5 мин.

3. Инкубирование отобранных из воздуха проб производится в зависимости от выделяемых микроорганизмов в диапазоне температур от 27 - 28 до 41 - 42 град. C. При оценке пигментообразования чашки Петри дополнительно (после инкубирования) выдерживают 48 ч при комнатной температуре.

4. Метод предполагает учет количества типичных по морфологическим признакам колоний, выросших на 3 - 4 сут. и более, в зависимости от штамма после посева воздуха.

5. Прямой метод позволяет учитывать на чашке до 150 - 200 колоний. Результаты расчета концентрации дают в колониеобразующих единицах (КОЕ) в 1 куб. м воздуха.

6. Расчет концентрации (колониеобразующих единиц), содержащихся в 1 куб. м воздуха, производится по формуле:

К = П х 1000/С t кл/куб. м, где

К - концентрации искомой культуры в воздухе, КОЕ/куб. м;

П - количество изотипов бактерий, сходных по морфологии колоний и клеток;

1000 - коэффициент пересчета на 1 куб. м воздуха;

С - скорость аспирации;

t - время аспирации.

Ход работы:

Произведите отбор проб и заполните протоколы.

ПРОТОКОЛ №1

ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ШТАММОВ

МИКРООРГАНИЗМОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Дата ______________

1. Ф.И.О. работающего (рабочее место) ____________________________

2. Профессия _____________________________________________________

3. Производство __________________________________________________

4. Участок (технологическая стадия, операция) ________________________

5. Точка отбора (наименование оборудования, у которого

производится отбор) _______________________________________________

6. Пробоотборник _____________________________________________

7. Дата последней метрологической поверки оборудования для отбора

проб _____________________________________________________________

8. Микроорганизм, содержание которого контролирует___________________

9. Питательная среда, оптимум роста, время инкубации __________________

10. Результаты расчета концентрации микроорганизма К (КОЕ/куб. м):

К «Контроль»:_______________________________________________________________

К «Проба»:__________________________________________________________________

Расчет концентрации (колониеобразующих единиц), содержащихся в 1 куб. м воздуха, производится по формуле:

К = П х 1000/С t кл/куб. м, где

К - концентрации искомой культуры в воздухе, КОЕ/куб. м;

П - количество изотипов бактерий, сходных по морфологии колоний и клеток;

1000 - коэффициент пересчета на 1 куб. м воздуха;

С - скорость аспирации;

t - время аспирации.

(ПДК = 0,5 до 2 - 10 КОЕ/куб. м.)

11. Соответствует / не соответствует

Отбор пробы произведен

_______________________________________________________________

(Ф.И.О., должность)

___________________ _____________

(подпись) (дата)

ПРОТОКОЛ №2

ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ШТАММОВ

МИКРООРГАНИЗМОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Дата ______________

1. Ф.И.О. пробоотборщика ________________________________________________

2. Производство _________________________________________________________

3. Участок (технологическая стадия, операция) _______________________________

4. Точка отбора (наименование оборудования, у которого

производится отбор; место отбора пробы) _____________________________________

5. Пробоотборник _________________________________________________________

6. Кул среда_______________________________________________________________

7. Микроорганизм _________________________________________________________

8. Время отбора:___________________________________________________________

9. Кул среда, мл (отбор)_____________________________________________________

___________________ _____________

(подпись) (дата)

Вопросы:

1. Какие Вы знаете пробоотборники?

2. Каким образом производится отбор проб воздуха рабочей зоны?

3. Каким образом производится отбор проб культуральной среды?

Отчет по работе №3

Проведение очистки засевных дрожжей разными способами,

оценивание качества очистки дрожжей

Цели: провести очищение засевных дрожжей разными способами, выбрать наиболее эффективный.

Оборудование и материалы: лабораторные дрожжерастительные аппараты, дрожжи, вода, краситель, предметные и покровные стекла

Теоретический материал:

Определение количества мертвых клеток, % - методом простого окрашивания метиленовой синью (мертвые клетки окрашиваются в синий цвет), расчет ведут по формуле: (Хм/Х)х100%, где Х – число мертвых клеток, Х – общее число клеток (и живых, и мертвых).

Методы очистки засевных дрожжей:

Обработка серной кислотой:

Дрожжи, разводят в воде в отношении 1:2 при температуре 15⁰С. К этой суспензии добавляют серную кислоту из расчета получения конечной концентрации (кислотности) 4% H₂SO₄. При подкислении дрожжевой суспензии жидкость перемешивают. Кислоту добавляют в разбавленном виде (на одну часть кислоты четыре части воды) при тщательном перемешивании. Дрожжи выдерживают 30 мин.

Обработка фуразолидоном

Препарат добавляют к суспензии засевных дрожжей в количестве 0,1% к массе дрожжей или 0,05% к объему дрожжевой суспензии, перемешивают и выдерживают 1 ч.

Обработка перекисью водорода

Перекись водорода добавляют к суспензии засевных дрожжей из расчета 2% к массе дрожжей или 1% к объему дрожжевой суспензии, перемешивают и выдерживают 1 ч.

Так же очистку можно проводить обработкой молочной кислотой или смесью молочной и борной кислот.

1. Расчеты

Обработка р-ром серной кислотой:

_____________________________________________________________________

Обработка р-ром фуразолидона

_____________________________________________________________________

Обработка р-ром перекисью водорода

_____________________________________________________________________

2. Оценка качества очистки хлебопекарных дрожжей

2.1 Определение количества мертвых клеток, % - методом простого окрашивания метиленовой синью в течение 3 мин (мертвые клетки окрашиваются в синий цвет), расчет ведут по формуле: (Хм/Х)х100%, где Х – число мертвых клеток, Х – общее число клеток (и живых, и мертвых).

Общий вывод:

Вопросы:

Опишите методы очищения, получения различных засевных дрожжей растворами:

1) кислотой;

2) перекисью водорода

3) фуразолидона?

Отчет по работе №4

Контроль процесса выращивания дрожжей глубинным способом, определение основных показателей: температуры культуральной среды, рН, формольного числа, концентрации сухих веществ, накопления дрожжей (различными способами)

Цель: произвести контроль процесса выращивания дрожжей, определив значения основных показателей различными методами

Оборудование и материалы: весы, ферментеры, стаканы, термометры, ареометры, бюретки, камера Горяева, микроскопы, компоненты питательной среды, дрожжи.

Теоретический материал:

Отбирается проба культуральной среды без пены.

Температуру культуральной среды определяют термометром (Т оптим - согласно режима и расы дрожжей, обычно 25-30 С).

рН – рН-метрами (оптимальная рН = 4,5-5,5 в период размножения).

Концентрация сухих веществ (с учетом поправки на температуру) – ареометром (в особых случаях), фотоколориметром, или расчетным методом по другим показателям.

Накопление дрожжей – общий показатель, часто обозначающий концентрацию дрожжей (или прирост дрожжей по массе, или в г/л и т.п.)

часто используют 1) счетную камеру Горяева, или 2) выделения на фильтрах (фильтрование на воронке Бюхнера в колбе Бунзена), или 3) фотокалориметр и др методы.

Используя камеру Горяева: одну каплю этой жидкости помещают на середину камеры, где нанесена клетка, покрывают покровным стеклом (шлифованным) и притирают его до образования по краям стекла радужных Ньютоновых колец. Помещают на предметный столик микроскопа и считают клетки дрожжей при увеличении в 600-800 раз в счетной камере Горяева.

Счетная камера представляет собой толстое предметное стекло с нанесенными на нем поперечными прорезами, которые образуют три поперечно расположенные плоские площадки. Средняя площадка продольным прорезом разделена пополам, причем на каждой половине нанесена квадратная сетка. Две боковые площадки расположены на 0,1 мм выше средней. Эти площадки служат для притирания покровного стекла. Сетка разделена на определенное число больших и маленьких квадратов, по-разному сгруппированных. Постоянной величиной во всех сетках является маленький квадрат, сторона которого равна 1/20 мм, площадь его – 1/400 мм2, а объем при высоте камеры 1/10 мм (0,1 мм)– 1/4000 мм3 или 1/4000000 мл. Так называемый большой квадрат, состоит из 16 малых квадратиков.

Считают клетки дрожжей в 5 больших квадратах, расположенных ПО ДИАГАНАЛИ. Учитывают все клетки, размещенные внутри квадрата и на пограничных линиях, если они большей частью лежат внутри квадрата. Клетки, разделенные пограничной линией пополам, считают только на 2-х из 4-х границ квадрата, а клетки лежащие большей своей половиной вне данного квадрата, совсем не учитывают.

Находят среднее количество клеток в одном малом квадрате. Допустим, в 5 больших квадратах (80 малых) – 240 клеток, тогда в одном малом квадрате среднее количество клеток 240:80 = 3. Пересчет на 1 мл суспензии с учетом разведения производят по формуле:

где N – число клеток в 1 мл суспензии; а – среднее число клеток в малом квадрате; h – глубина камеры, мм; S – площадь малого квадрата, мм2; К – разведение исходной суспензии; 1000 – коэффициент пересчета мм3 в мл (1 мл = 1000 мм3).

Определение формольного числа:

Подготовительные операции:

Приготовление нейтрального раствора формалина:

в колбу наливают 40%-ный раствор формалина, добавляют 2-3 капли индикатора фенолфталеина и осторожно из бюретки по каплям титруют крепким раствором щелочи, например, 33%-ным, до слабо-розового окрашивания, появляющегося от прибавления одной капли щелочи и затем исчезающего.

Количество усваиваемого (формольного) азота в среде определяют титрованием: к 10 мл отфильтрованной от дрожжевой бражки добавляют 90 мл воды и титруют сначала 0,1 н. раствором NаОН в присутствии фенолфталеина до появления слабо-розового окрашивания. Затем в эту же колбу добавляют 5 мл нейтрального 40%-ного формалина и титруют вторично тем же раствором NаОН до появления слабо-розового окрашивания.

Количество мл 0,1н раствора NаОН, пошедшее на вторичное титрование (что равнозначно количеству в мл нормальной щелочи NаОН на 100 мл среды), называется формольным числом.

Эта величина относительная и характеризует количество растворенного в среде аммонийного и аминного азота, абсолютное количество которого в г можно вычислить так:

N=Ф.ч. х 0,0014, где

N – количество усваиваемого азота, г;

Ф.ч. – формольное число, мл 0,1 н раствора NaOH;

0,0014 – коэффициент, соответствующий содержанию азота в 1 мл 0,1 н раствора NaOH, г.

В период основного роста дрожжей по воздушно-приточному способу или воздушно-проточному способам формольное число колеблется в пределах 0,7-1,5. Снижение формольного числа в период интенсивного роста дрожжей до 0,5 указывает на несбалансированность азотного питания. При этом, в период интенсивного роста дрожжей при понижении формольного числа до 0,4 – 0,5 необходимо добавлять дополнительно азотное питание. В период интенсивного роста дрожжей формольное число в стадии получения засевных дрожжей составляет 1,0—1,5, товарных — 0,7—0,8. В конце выращивания дрожжей формольное число понижается до 0,2—0,3, а процесс дозревания дрожжей заканчивают при формольном числе 0,15—0,2.

Ускоренный метод определения Ф.Ч. подразумевает титрование дрожжевой бражки (не отфильтрованной от дрожжей).

Определение времени генерации дрожжей:

Время генерации – это Период от момента образования дочерней клетки до ее следующего деления, т.е. время, необходимое для полного завершения клеточного цикла

При оптимальных условиях время генерации дрожжей составляет примерно от 1 до 2 ч, что соответствует скорости роста 0,70-0,35 ч-1. Отдельные дрожжи (например, Zygosaccharomyces и Galactomyces) растут медленнее, и их время генерации может составлять 4-8 ч и более.

Определение модуля роста дрожжей:

Инструкция по микробиологическому и технохимическому контролю дрожжевого производства

Где m1- масса в конечный период времени;

m0 – масса в начальный период времени

При неблагоприятных условиях скорость роста снижается и увеличивается продолжительность лаг-фазы. У дрожжей с хорошей генеративной активностью модуль роста составляет от 0,20 до 0,23, со средней - соответственно от 0,16 до 0,19, с плохой - от 0,12 до 0,15.

Определение удельной скорости роста дрожжей:

Количество мертвых (почкующихся) клеток, %

Nм = (Хм/Х)х100%, где Хм – число мертвых (почкующихся) клеток, Х – общее число ВСЕХ клеток (и живых, и мертвых).

Мертвые клетки определяются методом простого окрашивания метиленовой синью (мертвые клетки окрашиваются в синий цвет).

В промежуточной стадии количество почкующихся клеток составляет 30-40%, в засевной стадии (в начале процесса) - 80-90%, а к концу снижается до 30-40%. В товарной стадии на первом часу 30-40% почкующихся клеток, к пятому часу количество их увеличивается до 80-90% и в конце процесса составляет 10-12%.

Ход работы:

1.Постройте калибровочный график. Кривая роста для процесса (график – концентрация от времени) строится в программе Excel с линией тренда и уравнением регрессии. По графику, где коэффициент аппроксимации больше 0,95 – можно достоверно контролировать и с большей вероятностью регулировать технологический процесс.

2. Контролирование процесса выращивания дрожжей по параметрам. Приготовьте два ферментера, создав соответствующие условия культивирования. В установленное время произведите контроль процесса выращивания дрожжей, определив значения основных показателей различными методами. Заполните таблицы. Постройте графики роста культуры дрожжей. Сделайте вывод по работе, ответив на вопрос: «Какой режим наиболее оптимальный»?

Ферментер №1

загрузка:

сахар – 60 г

хлористый аммоний NH₄Cl – 0,17 г

селитра кальциевая – 0,2 г

монофосфат калия – 0,2 г

прессованные дрожжи – 25 г

кипяченая водопроводная вода – 300 мл

Таблица 1 – Контроль процесса по режиму №1

время, ч	Т	рН	Ф.ч. (ускор. метод)	С Г/л	М	µ	t_d	Мертвые клетки, %	Почкующиеся клетки, %
0
1
2
3
4

Расчеты:

Расчеты конечных показателей:

М кон =________________________________

µ кон = ________________________________________

t_dкон = ________________________________________

Кривая роста для процесса по режиму №1 (концентрация от времени):

Характеристика процесса:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ферментер №2

закгрузка:

сахар – 60 г

хлористый аммоний NH₄Cl – 0,17 г

аммиачная селитра – 0,4 г

прессованные дрожжи – 25 г

кипяченая водопроводная вода – 300 мл

Таблица 2 – Контроль процесса по режиму №2

время, ч	Т	рН	Ф.ч. (ускор. метод)	С Г/л	М	µ	t_d	Мертвые клетки, %	Почкующиеся клетки, %
0
1
2
3
4

Расчеты:

Расчеты конечных показателей:

М кон =________________________________

µ кон = ________________________________________

t_dкон = ________________________________________

Кривая роста для процесса по режиму №1 (концентрация от времени):

Характеристика процесса:

Общий вывод по работе:

опросы:

1) Как производить контроль процесса выращивания дрожжей различными методами? От чего они зависят? Каковы их нормативные значения?

2) Какие элементы оказывают наибольшее влияние на рост дрожжей?

Отчет по работе №5

Изучение влияния условий культивирования на выход и качество дрожжей. Установление закономерностей выращивания

Цель: Изучить влияние условий культивирования на выход и качество дрожжей и установить закономерности выращивания. Установить оптимальный режим выращивания. Вывести математические уравнения зависимостей выращивания дрожжей для каждого режима.

Оборудование и материалы: весы, стеклянные емкости, стаканы, ферментеры, бюретка, термометр, камера Горяева, дрожжи, компоненты питательной среды.

Ход работы:

I) Изучение влияния условий культивирования на выход и качество кормовых дрожжей. Установление закономерностей выращивания кормовых дрожжей

Способы гидролиза (мягкие условия):

Растительное сырье (картофельные очистки или зеленые части растения) – предварительно измельчить (или растереть)

СПОСОБ № 1) Рецептура: соотношение крахмал (/растительное сырье):вода = 1:1

Кипячение в течении 20 мин.

(Длительное кипячение приводит к снижению вязкости клейстера (идет гидролиз крахмальных полисахаридов).

СПОСОБ № 2) Рецептура: соотношение крахмал (/растительное сырье):вода = 1:1, сахар 20%

Кипячение в течении 20 мин.

(Сахар в концентрации до 20 % увеличивает вязкость клейстера (идет дегидратация и взаимодействие).

СПОСОБ № 3) Рецептура: соотношение крахмал (/растительное сырье):вода = 1:1. Подкисление разбавленной серной кислотой до рН =4.

Кипячение в течении 20 мин.

(Подкисление системы снижает вязкость клейстера: при pH от 7 до 4 — незначительно, а далее, особенно при pH 2,5, — резко (идет гидролиз крахмальных полисахаридов).

СПОСОБ № 4) Рецептура: соотношение крахмал (/растительное сырье):вода = 1:1, сахар 20%

Подкисление разбавленной серной кислотой до рН =4.

Кипячение в течении 20 мин.

СПОСОБ № 5) растительное сырье:вода= 1:1, сахар 20%

Залить кипящей водой, оставить на 1 сут.

СПОСОБ № 6) растительное сырье:вода= 1:1, сахар 20%

Подкисление разбавленной серной кислотой до рН =4.

Залить кипящей водой, оставить на 1 сут.

Способы гидролиза соответствуют рецептурам №1-6

Рецептура №7) Отвар луковой шелухи.

Замечание: После приготовления питательной среды по одному из способов, смесь остужают до комнатной ТС.

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВРЕМЕНИ:

Расчеты конечных показателей:

Показатель/Р	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7
М кон
µ кон
t_dкон

Расчеты:

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ Ф.Ч. ОТ ВРЕМЕНИ:

Краткий вывод:

II) Изучение влияния условий культивирования на выход и качество пекарских дрожжей. Установление закономерностей выращивания хлебопекарных дрожжей

Рецептура 1

Загрузка:

Вода до 1 л сахар 600 г/л аммоний фосфат 6

Азот в виде солей:

- Сульфат аммония 3

- Карбамид (мочевина) 1

Калий хлористый 1,5

Отвар луковой шелухи 10

Дрожжи 100

Рецептура 2

загрузка:

кипяченая водопроводная вода – 100 г

сахар – 20 г

хлористый аммоний NH₄Cl – 0,1 г

селитра кальциевая – 0,1 г

монофосфат калия – 0,1 г

посевной материал: прессованные дрожжи – 10 г

Рецептура 3

загрузка:

кипяченая водопроводная вода – 100г

сахар -20 г

селитра кальциевая Ca(NO3)2 – 0,25

хлорид аммония NH4Cl – 0,17 г

нитрат аммония (NH4)NO3- 0,17 г

аммоний сернокислый (NH4)2SO4 – 0,17 г

калиевая селитра KNO3 – 0,05 г

монофосфат калия KH2PO4 – 0,05 г

посевной материал: прессованные дрожжи – 10 г

Рецептура 4

загрузка:

кипяченая водопроводная вода – 100 г

сахар – 20 г

хлористый аммоний NH₄Cl – 0,1 г

селитра кальциевая – 0,1 г

монофосфат калия – 0,1 г

посевной материал: прессованные дрожжи – 10 г

Рецептура 5

загрузка:

кипяченая водопроводная вода – 100 г

сахар – 20 г

хлористый аммоний NH₄Cl – 0,5 г

монофосфат калия KH2PO4 – 1 г

селитра кальциевая – 0,5 г

посевной материал: прессованные дрожжи – 10 г

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВРЕМЕНИ:

Расчеты конечных показателей:

Показатель/Р	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
М кон
µ кон
t_dкон

Расчеты:

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ Ф.Ч. ОТ ВРЕМЕНИ:

Краткий вывод:

III) Изучение влияния условий культивирования на выход и качество винных дрожжей. Установление закономерностей выращивания винных дрожжей

Метод №1:

К 250 г спелых немытых! ягод винограда прибавить 100 г сахара и 250 мл воды, поместить в теплое и темное место на 3-4 суток. Далее процедить.

Метод №2:

250 г спелых немытых! ягод винограда размять, прибавить 100 г сахара и 250 мл воды, поместить в теплое и темное место на 3-4 суток. Далее, отделить мезгу, процедить.

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВРЕМЕНИ:

Расчеты конечных показателей:

Показатель/Р	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
М кон
µ кон
t_dкон

Расчеты:

ПРОИЗВЕДИТЕ посев на среду Сабуро всеми способами!

• посев чертой – проводят петлю по прямой линии посередине питатель-ной среды,

• посев штрихом – проводят зигзагообразную линию, скользя петлей по поверхности среды от одного края чашки Петри к другому (рис):

•

• сплошной посев (газон) – растирают материал непрерывными круговыми движениями по всей поверхности питательной среды.

Выделите чистую культуру винных дрожжей и осуществите пересев.

Краткий вывод:

Общий вывод:

Вопросы:

1) Как влияют условия культивирования на выход и качество дрожжей? Какие вами установлены закономерности выращивания дрожжей»?

2) Какие вы знаете показатели? Каковы их нормативные значения?

Отчет по работе №6

Выращивание дрожжей различными методами: бесприточному, воздушно-приточному, воздушно-проточному; контролирование процесса; обработка результатов исследований

Цель: Изучить влияние условий культивирования на выход дрожжей и установить закономерности выращивания. Контролировать и регулировать процесс. Установить оптимальный режим выращивания.

Теоретический материал:

Бесприточный способ выращивания дрожжей – вся складка единожды; оттока культуральной среды нет.

Воздушно-приточный способ выращивания дрожжей – компоненты питательной среды добавляются в определенные промежутки времени согласно режима; оттока культуральной среды нет.

Воздушно-проточный способ выращивания дрожжей– компоненты питательной среды добавляются в определенные промежутки времени согласно режима; есть отток культуральной среды и соответствующий приток питательной среды.

В промежуточной стадии количество почкующихся клеток составляет 30-40%, в засевной стадии (в начале процесса) - 80-90%, а к концу снижается до 30-40%.
В товарной стадии на первом часу 30-40% почкующихся клеток, к пятому часу количество их увеличивается до 80-90% и в конце процесса составляет 10-12%.

Корректировочные действия: «рН»: подкисление - разбавленной серной кислотой; подщелачивание - аммиачой водой.

«Ф.Ч.»: для снижения Ф.Ч. – разбавление водой, или добавление поваренной соли, снижение азотного питания

Ход работы:

Рецептура оптимального режима (из работы №5):

1) Бесприточный режим:

Режим:

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные Операции

2) Воздушно-приточный режим

Режим:

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные Операции

3) Воздушно-проточный режим

Режим основной ферментер:

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные Операции

Режим отборочный аппарат:

	час
	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л

Выводы по исследованиям:

Вопросы: 1) Охарактеризуйте бесприточный, воздушно-приточный и воздушно-проточный режимы; 2) Каковы нормативные значения в процессе выращивания дрожжей по бесприточному, воздушно-приточному и воздушно-проточному режимам? Какой режим оптимальный и почему?

Отчет по работе №7

Выращивание дрожжей по заданным режимам; контролирование и регулирование процессов; обработка результатов исследований

Цель: Провести культивирование дрожжей по заданным режимам; контролировать и регулировать процессы; обработать результаты исследований; построить калибровочные графики для корректировочных действий.

Теоретические данные:

Корректировочные действия Ф.Ч.– добавления 5,10,15,20,25,30% и т.д. от предыдущей массы азотных солей (поваренной соли). Разбавление водой в 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4 и т.д. раз.

Корректировочные действия рН – добавление 0,5; 5,10,15,20,25,30% и т.д. от общего объема в ферментере аммиачной воды/серной кислоты.

Ход работы:

Выберите оптимальный режим с работы № 6.

1) Бесприточный режим:

Условие: каждый следующий час

1) увеличивать Ф.Ч. на 0,5 ед каждый час;

2) уменьшить ФЧ на 0,5 ед;

3) увеличить рН на 0,5 ед;

4) уменьшить рН на 0,5 ед.

Режим:

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные операции

2) Воздушно-приточный режим

Условие: каждый следующий час

1) увеличивать Ф.Ч. на 0,5 ед каждый час;

2) уменьшить ФЧ на 0,5 ед;

3) увеличить рН на 0,5 ед;

4) уменьшить рН на 0,5 ед.

Режим:

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные операции

3) Воздушно-проточный режим

Условие: каждый следующий час

1) увеличивать Ф.Ч. на 0,5 ед каждый час;

2) уменьшить ФЧ на 0,5 ед;

3) увеличить рН на 0,5 ед;

4) уменьшить рН на 0,5 ед.

Режим:

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные операции

Корректировочные зависимости:

Вопрос: 1) Каким образом осуществлять корректировочные действия? 2) Как влияют корректировочные действия в общем на процесс размножения дрожжей?

Отчет по работе №8

Подбор сырья и других компонентов питательной среды для оптимального выращивания дрожжей

Цель: подобрать компоненты питательной среды для оптимального выращивания кормовых дрожжей

Ход работы:

Подобрать оптимальный режим с работы №5,6.

Поддерживать рН и ФЧ на нормативных значениях. При необходимости проводить корректировки!!!

1) Режим «Оптимальный» для выращивания кормовых дрожжей

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные действия

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВРЕМЕНИ:

Расчеты конечных показателей:

Показатель	М кон	µ кон	t_dкон
Значение

Расчеты:

Краткий вывод:

2) Режим «Оптимальный» для выращивания пекарских дрожжей

складка	час
складка	1	2	3	4

Ф.ч.
рН
Nдел
Nмерт
С г/л
Корректировочные действия

ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВРЕМЕНИ:

Расчеты конечных показателей:

Показатель	М кон	µ кон	t_dкон
Значение

Расчеты:

Краткий вывод:

3) Выявление и выделение специфической популяции винных дрожжей

Выявление и выделение специфической популяции винных дрожжей производить в пивном сусле через сутки, двое, трое и т.д.; выделять на среду Сабуро одним из методов.

Описание наблюдений, результатов:

Выводы по исследованиям:

Отчет по работе № 9

Установление и устранение причин брака процесса выращивания дрожжей в лабораторном биореакторе.

Цель: установить и устранить причины брака процесса выращивания дрожжей в лабораторном биореакторе

Теоретические сведения:

Ход работы:

Определите брак и устраните его. Заполните протоколы.

Ферментер №1

Час/показатели	1	2	3	4	5	6	7	8
Агглютинация, %
мелкие клетки, %
Nдел, %
Nмерт, %
С г/л
Ф.ч.
рН

Задание:_____________________________________________________________