Directed fermentation as a way to increase the nutritional value of products based on Jerusalem artichoke fibres | Направленное брожение, как способ повышения пищевой ценности продукции на основе волокон топинамбура

English. One of the ways for Jerusalem artichoke processing is the production of distillates and a food ingredient based on these plant fibres. The studies were conducted to increase the nutritional value of the mentioned ingredient by enriching it with protein during directed alcoholic fermentation. 'Nakhodka' Jerusalem artichoke tubers were used as the initial raw material. The work was carried out with setting up fermentation tests, the essence of which lies in modelling industrial processing procedure under laboratory conditions. The technological process included the following main stages: washing and grinding; preparation of a batch with a water module of 1:1 with the addition of xylanase and cellulase; heat treatment of the raw material for 180 min at 90 deg. C; enzymatic hydrolysis of polysaccharides for 60 min at a temperature of 55 deg. C with the addition of inulinase, fermentation of the wort for 72 hours at a temperature of 34.0 ± 0.5 deg. C. Intensification of yeast generation and fermentation processes was carried out by increasing the initial concentration of yeast biomass from 10 to 20 million cells in 1 cm3 and aerating the fermenting wort during the first 36 hours of fermentation. The efficiency of the process was assessed by the amount of yeast biomass at the end of fermentation by counting cells in the Goryaev chamber and by the content of crude protein and protein (according to Barnstein) in the insoluble fraction of the fermented substrate after distillation of alcohol. An increase in the initial concentration of seed yeast leads to an increase in yeast biomass, compared to the control, by 64%, protein – by 9.5%. Aeration of the fermenting wort made it possible to increase the cell concentration at the end of fermentation to 544 million/cm3, or 2.5 times higher than in the control version, the protein content according to Barnstein – up to 23.1%, which is 6.3% more than the control.

Russian. Один из вариантов переработки топинамбура – производство дистиллятов и пищевого ингредиента на основе волокон его сырья. Исследования проводили для повышения пищевой ценности указанного ингредиента путем обогащения белком при направленном спиртовом брожении. В качестве исходного сырья использовали клубни топинамбура сорта Находка. Работу выполняли методом постановки бродильных проб, суть которого заключается в моделировании промышленных процессов переработки в лабораторных условиях. Технологический процесс включал следующие основные этапы: мойку и измельчение; приготовление замеса с гидромодулем 1:1 с внесением ксиланазы и целлюлазы; тепловую обработку сырья в течение 180 мин. при 90 град. С; ферментативный гидролиз полисахаридов в течение 60 мин. при температуре 55 град. С с добавлением инулиназы, сбраживание сусла в течение 72 ч при температуре 34,0±0,5 град. С. Интенсификацию процессов дрожжегенерации и брожения проводили путем увеличения начальной концентрации дрожжевой биомассы с 10 до 20 млн клеток в 1 см3 и аэрирования бродящего сусла в течение первых 36 ч брожения. Эффективность процесса оценивали по количеству дрожжевой биомассы на конец брожения путем подсчета клеток в камере Горяева и по содержанию сырого протеина и белка (по Барнштейну) в нерастворимой фракции сброженного субстрата после отгонки спирта. Увеличение начальной концентрации засевных дрожжей приводит к приросту дрожжевой биомассы, по сравнению с контролем, на 64%, белка – на 9,5%. Аэрация бродящего сусла позволила увеличить концентрацию клеток на конец брожения до 544 млн/см3, или в 2,5 раза выше, чем в контрольном варианте, содержание белка по Барнштейну – до 23,1%, что больше контроля на 6,3%.