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Perfectionnements à la fabrication de levuce.
La présente invention concerne des perfectionnements nouveaux et utiles à la fabrication de levure et plusparticuliè- rement du type de levure cultivée dans des moûts préparés à par- tir de produits de déchet ou dans des moûts synthétiques.
Le but de cette invention est de produire une levure ayant un pouvoir fermentant plus énergique et une meilleure qua- lité de conservation que celle pouvant être produite au moyen des procédés utilisés jusqu'à présent.
La stabilité et la résistance de la levure dépendent de la stabilité et de la résistance des cellules individuelles de levure. Ces qualités des cellules sont assurées si et lorsque le rapport entre les quantités d'enzymes zymatiques et les
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quantités d'enzymes protéoclastiques dans la cellule est correct. C'est un fait connu que les saccharomyces, par exemple, qui sont largement employés dans les industries de fermentation sont fortement enzymatique si la quantité de composés contenant de l'azote et le pourcentage d'acide phosphorique dans la cendre sont élevés. Toutefois la levure ayant grandi dans des milieux contenant une abondance d'azote et d'acides phosphoriques n'a pas donné des résultats satisfaisants.
Lorsque cette levure est employée pour la cuisson par exemple, après avoir produit une levée initiale de la pâte, elle devient rapidement inerte. Ceci est dû au fait que les conditions décrites ne provoquent pas seulement une augmentation d'enzymes zymatiques mais également une augmentation intense, en correspondance, d'enzymes protéoclas- tiques. Par suite de ces enzymes protéoclastiques, la levure s'autolyse rapidement, en détruisant l'action zymatique et en endcmmageant la structure du gluten encore mou et sensible. Le point thermique de mort des cellules de levure est également abaissé, ce qui est un inconvénient marqué. De plus, le radical libre P2O5 quoique fortement important pour la transformation des hydrates de carbone, a un effet physiologique nuisible sur le protoplasme de la cellule.
Suivant la présente invention on surmonte ces défauts et d'autres encore bien connus des producteurs de levure en ali- mentant la levure au moyen d'aliments provoquant une propagation active des enzymes zymatiques et des enzymes scind&nt le sucre tels que l'invertase et la maltase, tout en restreignant le dé- veloppement des enzymes protéoclastiques. On a trouvé que le développement de ces derniers est retardé si pendant la propaga- tion la levure reçoit une quantité limitée d'azote. En outre la qualité de la levure est améliorée si pendant sa croissance le protoplasme des cellules est renforcé.
Ceci peut se faire en fa- vorisant la formation de protéine et en produisant un stade avancé de tous les éléments utilisés dans le procédé, savoir l'azote inorganique, les amino-acides, les peptones, etc....
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Comme résultat d'un grand nombre d'expériences qui ont été faites avec une grande variété de substances, on a découvert que la présence de phytine est un facteur décisif pour les quali- tés de la levure produite,et la présente invention est basée sur l'emploi de phytine ou d'acides phytiques comme aliment pour la levure. La phytine est le sel de CaMg de l'acide hexaphosphori- que-inositol. Sous l'influence de la phytase d'enzyme, la phytine est scindée en inositol et acide phosphorique du les sels de CaMg de l'acide.
L'inositol lorsqu'il est ajouté à une culture de levure, favorise grandement la propagation des cellules, la croissance du protoplasme des cellules et la formation d'enzymes. La présence d'enzymes dans la cellule, de plus, est grandement avantageuse pour la qualité de la levure parce que c'est la présence d'enzyme scindant le sucre comme la maltase et l'inver- tase qui précède la formation finale de la zymase produisant l'alcool. La levure ainsi produite et contenant une grande quanti- té de maltase sera des plus efficaces pour les applications de cuisson, parce que le sucre finalement offert à la levure dans la pâte est du maltose. La présence de sucre, d'autre part, est absolument indispensable pour la fermentation.
De même la for- mation d'invertase peut être stimulée et il dépend du genre de levure et du milieu dans lequel elle a grandi de savoir lequel des enzymes scindant le sucre aura la supériorité.
Lorsque 1'inositol est ajouté à de la levure, il provo- que une formation accrue du complexe de zymase ; mais l'activité de ce dernier dépend d'une quantité suffisante d'ions P2O5 qui à leur tour sont maintenus en échec par des ions Ca ou des ions Mg ou une combinaison des deux. Mais les trois sùbstances, savoir l'inositol, les composés de P2O5 et les composés de CaMg sont contenus dans la phytine. La présence des ingrédients minéraux est d'une grande importance et il est fréquemment à conseiller de nourrir la levure avec des quantités supplémentaires de substan- ces minéraLes outre celles contenues dans la phytine.
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La phytine, qui est abondante dans la nature, cons- titue un stimulant et un aliment peu coûteux pour la levure.
Quelques matières premières de grande valeur pratique contenant de la phytine sont par exemple les jets de malt, les différents sons et les tourteaux de graines de coton. De ces matières la phytine peut être extraite au moyen d'eau chaude ou froide ou d'acide dilué, avec ou sans pression. Pour le but de la présente invention, la phytine peut être employée pure ou comme ingré- dient contenu dans d'autres substances autrement appropriées comme aliments de la levure.
La phytine est contenue dans les produits de déchets industriels tels que les différents genres d'eaux de trempage et d'eaux de pressage provenant du traitement de grains et de fabriques d'amidon, le liquide de lavage épuisé provenant de moûts restant après la distillation de grains, des pommes de terre, des betteraves, de racines, de sirops de sucre, de mélasses, de baies, etc...Si on le désire le liquide de lavage peut être décoloré d'une manière connue.
La phytine comme stimulant et aliment peut être ajoutée à la levure en différents stades comme on l'a indiqué aux exem- ples qui suivent : Exemple I.
Un moyen d'améliorer la qualité de la levure consiste à ajouter de la phytine ou des substances contenant de la phytine pendant la fermentation, directement au moût dans lequel la le- vure est cultivée. Ce procédé convient particulièrement bien pour les moûts contenant une grande quantité de sucre fermenta- ble mais qui sont exempts de stimulants organiques et d'autres aliments. Ces substances sont par exemple des moûts faits de méasse, de liquide résiduaire de sulfite, de sucre de bois, de sirops secondaires de glucose, de sirops de canne, etc... La quantité de stimulant à ajouter dépend de la constitution initia- le de la matière dans le moût, de la quantité de levure à produire par unité de sucre dans le moût et des qualités enzymatiques de
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la levure à produire.
La quantité de stimulant sera comprise entre 2% et 20% de la quantité de la matière de moût. Mais il est essentiel que la quantité de phytine ajoutée augmente la teneur en phytine du moût jusqu'au même niveau que celle que contiendrait un moût normal de grains en proportion. Des données et des calculs sont indiqués cièdessous. La quantité exacte doit être déterminée pour chaque cas individuel. Ceci se fait le mieux en préparant d'abord un moût expérimental. La qaantité de N et de P2O5 inorganiques qui sont ordinairement employés comme aliments pour la levure sera réduite en propor- tion de la quantité de N et de P205 organiques solubles contenus dans le stimulant organique.
Il est possible d'ajouter la quantité entière de sti- mulant ( c'est-à-dire la phytine ou ses constituants) au commen- cement de la fermentation; toutefois au point de vue pratique, il est préférable d'ajouter le stimulant réparti sur toute la longueur de temps de la fermentation et en proportion de la quantité de levure présente dans le moût de fermentation. Dans des moûts à rendement élevé, qui sont mis en train avec une grande quantité de levure dé semence, par exemple 15-25%, et qui sont fortement aérés pendant la fermentation, il est à conseiller d'ajouter des quantités variables de l'aliment stimulant par intermittences pendant des périodes de bourgeonnement de la le- vure. Pendant ces périodes le stimulant remplit la mission importante d'activer la formation de nucléo-protéides contenant du P.
Ces derniers sont des constituants essentiels des nucléi des cellules et favorisent la continuation de la propagation de la cellule, parce que le métabolisme de P produit une croissance rapide des nucléi, avec ce résultat que ces derniers se scindent rapidement et forment de nouvelles cellules. Par l'addition du stimulant par intermittences, comme on l'a décrit ci-dessus, le moût est bien équilibré au point de vue physiologique, le rythme de croissance reste égal pendant l'opération de fermentation et la levure produite est uniforme pour ce qui concerne la dimension des cellules et leur force enzymatique.
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En règle générale, le stimulant organique contient suffisamment des minéraux pour produire une teneur en cendres suf- fisamment élevée de la levure. Si le stimulant est pauvre en constituants minéraux, la teneur en Ca et Mg peut être augmentée par l'addition directe au moût, pendant la fermentation, de sels neutres de Ca ou de Mg ou des deux, comme par exemple des chlorures, des sulfates ( ou ces sels couplés tels que des phosphates acides) ou de sels d'acides organiques ou de lacto- phosphates facilement solubles. En vue d'éviter la précipitation il faut veiller à ce que la somme des sels à ajouter et des sels présents dans le moût soit convenablement proportionnée pour ce qui concernela valeur de pH du moût. Toutefois si une précipita- tion momentanée se produit elle ne sera pas nuisible et aucune accumulation n'aura de conséquence.
Exemple II.
De la phytine ou des substances contenant de la phytine peuvent également être employées avec avantage pour améliorer la levure de semence. Dans ce but un moût usuel est préparé et le stimulant est ajouté dans les mêmes proportions que dans l'exem- ple I. Pour des cas dans lesquels tout le moût de semence est employé pour approvisionner un seul grand mont, comme dans le cas de moûts d'alcool et de certains moûts de levure à faible rende- ment, le stimulant à employer pour le grand moût peut être appliqué directement au moût de levure de semence.
Dans les cas dans lesquels on ne prépare aucun moût séparé de levure de semence, mais dans lesquels de la levure comprimée est employée comme levure d'approvisionnement, il est à conseiller de traiter au préalable la levure d'approvisionnement dans une solution du stimulant. Le traitement préalable est exécuté en présence d'une quantité suffisante d'hydrates de carbone et la solution est suffisamment aérée en vue de permettre aux cellules de levure de se scinder et d'assimiler la phytine et ses uonstituants. Tout le mélange de levure ainsi préparé est dans
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la suite ajouté au grand moût dans lequel le reste du stimulant est également utilisé.
Le traitement préalable peut être exécuté à une température d'environ 30 C, la concentration des matières solubles étant d'environ 10 à 15 Bllg., la proportion des matières solubles à la levure ( calculée sur la base de substances sèches) valant environ de I à 2 ou 3, et le temps nécessaire pour le traitement étant de I à 2 heures.
Il est à remarquer que ce traitement peut être employé à la fois pour " la levure de fermentation supérieure " et "la levure de fermentation inférieure". Dans le dernier cas il sera parfois nécessaire de séparer la levure des matières solubles laissées dans a solution et de relaver la levure dans de l'eau.
Exemple III.
Si l'on désire améliorer une levure déjà préparée et finie, de façon à lui donner une plus grande force de cuisson et une plus grande stabilité, on peut employer une méthode semblable à celle décrite à l'exemple II. Les différences suivantes doivent toutefois être observées. : L'aération doit être plus forte dans ce cas en vue de rendre la levure capable d'assimiler tout l'al- cool formé pendant la dismutation des hydrates de carbone; la solu- tion des matières solubles présentes doit toutefois être plus faible que dans l'exemple II, soit 4 - 8 Bllg. Si l'on désire augmenter la teneur en N de la levure, du N inorganique doit être ajouté dans la même proportion.
Le traitement est effectué à une température d'environ 30 C et continué jusqu'à ce que tout l'azote assimilable ait été absorbé et que tout l'alcool contenu dans le moût ait disparu par assimilation. En même temps que ceci, une quantité suffisante de substances minérales est absorbée par la levure, ce qui produit une teneur plus élevée en cendres.
, La quantité requise de stimulant aéra d'environ 3 à 5% de la quantité de levure employée ( qui est basée sur un calcul de matières sèches): Une même quantité de substances contenant du
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sucre est ajoutée et les deux substances sont diluées jusqu'à une concentration de 4 à 8 Bllg et réglées à un pH compris entre 5 et 6. Après le traitement, la levure est séparée de la solution et relavée et pressée de la manière usuelle. Les frais de traitement sont pratiquement nuls vu-que le poids de la levure est augmenté et que ses qualités sont grandement améliorées.
Comme on l'a dit ci-dessus, la quantité de stimulant ajoutée varie entre environ 2% et environ 20% de la quantité de la matière de moût, et l'explication qui suit aidera à déterminer la quantité minima de phosphore de phytine qui doit être présente suivant l'invention.
Un moût moyen de grains contient 25% de malt d'orge, 50% de froment, 15% de jets de malt et 10% de seigle ou d'autres grains ou 5% de froment plus 5% de jets ou de germes. Un moût de ce genre contient en moyenne 0,925% de P2O5 et le phosphore qui passe dans la solution varie entre 40% et 60% du total suivant la matière de grains. L'expérience prouve que dans un semblable moût 50% du phosphore ou 0,462% du P2O5 passent dans la solution .
Pour 100 livres de levure pressée fabriquée, 1,30 livres de P2O5 doivent être disponibles dans le moût, en solution, comme nour- riture pour la levure et dans ces conditions l'ancien type de moût de grains produirait approximativement 35,4% de levure, qui est un rendement moyen en pratique pour ce type de moûts.
Suivant Hart et Tottingham et suivant Contardi, le phosphore de phytine forme une moyenne de 43% du phosphore total dans les graines, 80% dans le produit de polissage du riz et environ 72% dans les jets de malt. Suivant Ellrodt et Kunz, la levure utilise à partir du P2O5 disponible en solution les pourcentages suivants : 0,5% de malt d'orge et de seigle, 0,25% de froment et 1,10% de jets de malt.
Sur la base de ce qui précède, en calculant le rapport du phosphore de phytine qui est en solution dans ce moût de le- vure, la levure utilise 0,233% sous la forme de phosphore de
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phytine, ce qui est 25,2% du phosphore total dans la matière première du moût ou environ 50% du phosphore total assimilable en solution dans le moût.
R e v e n d i c a t ion a .
I/ Un procédé de production de levure de qualité améliorée, par l'addition d'un aliment ou d'un stimulant à un moût de levure synthétique ou à un moût de levure de semence ou à un moût dans lequel de la levure finie est traitée, caractérisé par l'addition, au moût choisi, de phytine ou de constituants de phytine ou de matières contenant ceux-ci, en quantités telles que la teneur en phytine du moût est égale ou supérieure à la limite de phytine dans un moût de grain normal, ce qui augmente les enzymes zymatiques de la levure finale sans augmentation proportionnée des enzymes protéoclastiques.