4.4. Культивирование производственных дрожжей. Культивирование дрожжей

Культивирование дрожжей

Промышленное использование дрожжей основано прежде всего на их умении превращать сахар в спирт и углекислоту, а также их воздействие на зерновые и молочные продукты. Главную роль дрожжи играют в производстве пива, вина, сидра; в получении путем дистилляции крепких спиртных напитков и в хлебопекарной промышленности.

В последние годы в старых технологических процессов прибавились новые: производство промышленного спирта из отходов целлюлозно-бумажной промышленности или мелассы, получение дрожжевой массы или дрожжевых экстрактов для использования в качестве кормовых или пищевых добавок, применение их как лекарственного препарата для лечебных целей (главным образом благодаря их содержанию витаминов группы В), получение из дрожжей или их помощью различных ценных химикатов: эргостерина (вит D1), нуклеиновых кислот, ферментов, коферментов, органических кислот и липидов.

Условия культивирование дрожжей

Дрожжи является хемоорганогетеротрофамы и используют органические соединения как для получения энергии, так и в качестве источника углерода. Им необходим кислород для дыхания, однако при его отсутствии большинство видов могут получать энергию за счет брожения с выделением спиртов (факультативные анаэробы). В отличие от бактерий, среди дрожжей Есть облигатных анаэробов, гибнущих при наличии кислорода в среде. При пропускании кислорода через сбраживаемый субстрат дрожжи прекращают брожение и начинают дышать (поскольку этот процесс эффективнее), используя кислород и выделяя углекислоту. Это ускоряет рост дрожжевых клеток (эффект Пастера). Однако даже при доступе кислорода в случае высокого содержания глюкозы в среде дрожжи начинают его сбраживать (эффект Крэбтри).

Дрожжи достаточно требовательны к условиям питания. В анаэробных условиях дрожжи могут использовать в качестве источника энергии только углеводы, причем в основном гексозы и построенные из них олигосахариды. некоторые виды (Pichia stipitis, Pachysolen tannophillus) усваивают пентозы (ксилозу). Schwanniomycesoccidentalis I Saccharomycopsis fibuger способны сбраживать крахмал, Kluyveromyces fragilis - инулин. В аэробных условиях круг усваивая субстратов шире: помимо углеводов также жиров, углеводородов, ароматические углеводородные соединения, спирты, органические кислоты. Довольно много видов способны использовать пентозы в аэробных условиях. Тем не менее, сложные соединения (лигнин, целлюлоза) для дрожжей недоступны.

Источником азота могут быть соли аммония, примерно половина видов имеют нитратредуктазы и способны усваивать нитраты. Пути усвоения мочевины различны в аскомицетовов и базидиомицетовых дрожжей. Аскомицетовые сначала карбоксилируют ее, затем гидролизуют, базидиомицетовые - сразу гидролизуют уреазой.

Питательная среда для жиросодержащих дрожжей

Для приготовления питательных сред в микробиологической промышленности используют сырье минеральное, животное и растительное происхождение, а также синтезированное химическим путем. Эти вещества, входя в состав питательной среды, обеспечивающие развитие культуры и биосинтез определенных продуктов. Они не должны содержать вредных примесей.

В качестве источника углерода чаще используют углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал, лактоза), богатые углеводами натуральные продукты (патока, кукурузная мука) и даже вещества, содержащие углеводороды (нефть, парафин, керосин, природный газ, метан и др.).. Источником азота обычно бывают неорганические соли - сульфат аммония, двузамещенный фосфат аммония, аммиак, нитраты, а также мочевина или натуральные продукты - пищевые экстракт, соевая мука, дрожжевой автолизат и так далее.

Если необходимо использовать сложные природные вещества или промышленные побочные продукты, они должны быть тщательно проверены биохимически на пригодность как исходные вещества на лабораторных стендах ферментации или в опытах на колбах. Практика показала, что технологические свойства мелассы и кукурузного экстракта при хранении улучшаются в результате тех, протекающих в них биохимических и микробиологических процессов. Однако очень длительное хранение, особенно при возможности разбавления, ведет к порче исходных продуктов.

Автор статьи: Дохторук Андрей, ст. каф. Микробиология и вирусология, Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара

bio-x.ru

4.4. Культивирование производственных дрожжей

Сахар, содержащийся в осахаренном сусле, сбраживают в спирт дрожжами Saccharomycescerevisiaeрасами XII, К-81 и др. Они хо­рошо сбраживают мальтозу, сахарозу и фруктозу, но не сбражива­ют конечные декстрины. Способами генетической инженерии по­лучена высокоактивная раса У 408, обладающая амилолитической активностью, что позволяет уменьшить расход осахаривающих средств на 10—15% и снизить продолжительность брожения на 5-6 ч.

Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность дрожжей, являются температура, рН и состав питательной среды.

Оптимальная скорость размножения сахаромицетов наблюдается при 30—32 "С, но дрожжи, выращенные при температуре ниже оп­тимальной, имеют высокую бродильную активность. Поэтому на­чальная температура брожения сусла из крахмалсодержащего сы­рья, когда происходит размножение дрожжей, поддерживается на уровне 18—22 °С, а при энергичном брожении — на уровне 29— 30 °С. Более высокая температура способствует развитию молоч­нокислых бактерий.

От величины рН зависят скорость поступления веществ в клет­ку, активность ферментов и характер брожения. Оптимум рН сре­ды для выращивания дрожжей 4,8—5,0. При рН ниже 4,2 дрожжи продолжают развиваться, а молочнокислые бактерии почти не развиваются. Чистые условия для выращивания засевных и произ­водственных дрожжей, при которых посторонние микроорганиз­мы почти не развиваются, создают, изменяя кислотность в преде­лах рН 3,8—4,0. Для этого используют серную, соляную или мо­лочную кислоту.

Производственными или зрелыми дрожжами в спиртовом про­изводстве называют готовую культуру дрожжей, которую получа­ют в результате сбраживания 1/3 питательного сусла от первона­чального содержания сухих веществ. Существуют периодический, полунепрерывный и непрерывный способы культивирования дрожжей.

При периодическом способе культивирования дрожжей ис­пользуют дрожжанки емкостью 8 % от объема бродильного аппа­рата. Сусло отбирается из осахаривателя, дополнительно осахари- вается для обогащения азотным питанием, пастеризуется, охлаж­дается до 30 °С и подкисляется серной кислотой до рН 3,8—4,0. Титруемая кислотность зернового сусла достигает 0,7—0,9°, карто­фельного — 0,9—1,2° (из-за повышенной буферное™).

В случае подкисления дрожжевого сусла молочной кислотой после пастеризации (75 °С) его охлаждают до 54 °С и вносят подго­товленную культуру молочнокислых бактерий (штамм 52 или сме­шанную культуру 70) в количестве 2—5 % от объема сусла в дрож­жевом аппарате, перемешивают (при 52 °С). В течение 8—10 ч происходит молочнокислое брожение до нарастания общей кис­лотности до 1,7—1,9° в зерновом сусле и 2,0—2,4° в зернокарто- фельном. Затем в сборник отбирают маточную культуру молочно­кислых бактерий, а остаток сусла пастеризуют при 76—78 °С в те­чение 25—30 мин.

Приготовленное сернокислое или молочнокислое дрожжевое сусло охлаждают до 30 °С и вносят засевные дрожжи до 8 % от объема дрожжевого аппарата, содержимое перемешивают и ох­лаждают до 22—23 °С. Размножение дрожжей длится 18—20 ч при 27—30 °С. Концентрация сусла при культивировании снижается от 17—18 до 5—6 %, а концентрация спирта возрастает до 4,5—5 %. Кислотность зрелых дрожжей не должна превышать начальную.

При малейшем повышении кислотности дрожжи бракуют. Клетки готовой культуры дрожжей должны быть упитанными, а культура содержать до 5 % почкующихся и не более 1 % мертвых при пол­ном отсутствии живых посторонних микроорганизмов.

При обнаружении 1—2 палочек посторонней микрофлоры го­товую культуру обрабатывают в сборнике раствором серной кис­лоты при указанной кислотности (рН 2,5—3,0), убивают до 50 % клеток дрожжей и соответственно увеличивают объем засевных дрожжей, повышают начальную температуру брожения на 3—4 °С.

При нормальной работе завода чистую культуру дрожжей вы­водят примерно 1 раз в год обычно одновременно с пуском завода после ремонта, а иногда и реже.

О 10 20 30 40 50 60 70 Продолжительность брожения, ч

Рис. 4.4. Интенсивность сбражи­вания Сахаров при непрерывном (/) и периодическом (2) процессах брожения (интенсивность броже­ния определяли по среднечасовому содержанию СВ)

и S \ § 1.0

ill

Непрерывное культивирование осуществляется в системе дрожжегенераторов. Осахаренное сусло и маточные дрожжи по­ступают в первый аппарат, последовательно проходят дрожжеге- нераторы и из последнего в виде готовой культуры дрожжей по­ступает в головной танк бродильной батареи.

4.5. СБРАЖИВАНИЕ ОСАХАРЕННОГО СУСЛА

С момента введения производственных дрожжей в охлажден­ное сусло начинается брожение. При сбраживании зернокарто- фельного сусла одновременно происходит доосахаривание декст­ринов. Бродящее сусло называют бражкой.

На отечественных заводах применяют в основном непрерывно- проточный, проточно-рециркуляционный и циклический спосо­бы брожения. Периодическое сбраживание проводят только на малых заводах.

При непрерывном спиртовом брожении сусла в начальный пери­од сбраживается основное количе­ство Сахаров, в то время как при периодическом количество сбро­женного сахара постепенно увели­чивается, а затем уменьшается (рис. 4.4).

Процесс брожения сусла можно разделить на три периода: взбражи- вание, характеризующееся продол­жением размножения дрожжей; главное брожение, при котором происходит сбраживание основного количества сахара; дображивание, связанное с доосахариванием декст­ринов и крахмала амилолитически- ми ферментами с последующим их дображиванием дрожжами.

При периодическом брожении все стадии брожения протекают в одном аппарате. Продолжительность брожения 72 ч.

Для непрерывно-проточного, проточно-рециркуляционного и циклического способов брожения требуются дрожжанки, дрожже- генераторы и батарея бродильных аппаратов, соединенных между собой переточными трубами. Для данных способов брожения не­обходимо периодически освобождать оборудование от бражки и проводить профилактическую стерилизацию аппаратов и комму­никаций всей системы. Продолжительность брожения сусла по этим методам 60—62 ч.

На рис. 4.5 приведена схема непрерывно-проточного сбражива­ния зернокартофельного сусла, которая предусматривает установку следующего оборудования: двух дрожжанок 1, дрожжегенератора 2, двух головных бродильных аппаратов 3, 8—10 бродильных аппара­тов для дображивания 4. спиртоловушки 7 и двух насосов 5 и 6.

Технологические показатели зрелой бражки: содержание спир­та 8—9,5 %, сбраживаемых углеводов 0,25—0,45, крахмала 0,003— 0,2 %. Нарастание кислотности в процессе брожения не должно превышать 0,2°. Увеличение кислотности на 0,1° сверх допустимой величины снижает выход спирта на 0,2 дал на 1 т крахмала.

4.6. ВЫДЕЛЕНИЕ СПИРТА ИЗ БРАЖКИ И ЕГО ОЧИСТКА

Бражка — сложная многокомпонентная система, состоящая из воды (82—90 мае. %), сухих веществ (4—10 мае. %) и этанола с со­путствующими летучими примесями (7—9 мае. %, или 8—

11 об. %). В бражке всегда присутствует некоторое количество ди­оксида углерода: в 1 дм3, взятом непосредственно из бродильного аппарата, содержится 1—1,5 г. При перекачке бражки в ректифи­кационное отделение теряется 35—45 % диоксида углерода. Кис­лотность бражки 0,5°, рН 4,9—5,2. Состав бражки в значительной мере изменяется в зависимости от вида исходного сырья и приня­тых технологических режимов ее приготовления.

Летучие примеси, сопутствующие спирту, характеризуются большим разнообразием, в настоящее время их идентифицирова­но более 70, но общее содержание невелико — обычно не превы­шает 0,5 % от количества этанола.

Все летучие примеси можно в основном разделить на четыре группы: спирты, альдегиды, кислоты и эфиры. Кроме того, выде­ляют группу азотистых (аммиак, амины, аминокислоты), серосо­держащих (сероводород, сернистый ангидрид, сульфокислоты, меркаптаны) и других веществ.

Больше всего примесей (0,35—0,45 % от количества этанола) приходится на долю спиртов — метилового, пропилового, изобу- тилового, изоамилового. Последние три спирта составляют основу сивушного масла (обычно 0,3—0,35 % от количества этанола в бражке). Метанол (метиловый спирт) содержится в зернокарто- фельной и свекловичной бражке — не более 0,2 % от количества этанола. Из альдегидов в спирте больше всего уксусного.

Летучих кислот (уксусной, масляной, пропионовой, валериано­вой и др.) немного — около 0,005—0,1 % от количества этанола.

В бражке содержится около 0,05 % эфиров от количества эта­нола. Группа эфиров в основном представлена уксусно-этило- вым, муравьино-этиловым, уксусно-метиловым, изомасляно- этиловым.

Спирт из бражки выделяют с помощью ректификации на сыр­цовых ректификационных установках. При этом вместе с ним от­гоняется и значительная часть сопутствующих летучих примесей. Получаемый при этом продукт называется спиртом-сырцом(ГОСТ 131-85).

Ректификованный спирт получают путем очистки спирта-сыр­ца от примесей ректификацией. Различают четыре вида ректифи­кованного спирта (ГОСТ Р 51652): «Люкс», «Экстра», «Базис», «Альфа», высшей очистки и I сорта.

Кроме спирта-сырца и ректификованного спирта спиртовая промышленность вырабатывает небольшое количество абсолют­ного спирта. Не следует смешивать понятия безводный (100%-й) и абсолютный спирт, в котором допускается содержание воды до 0,2 об. %. Безводный спирт промышленностью не вырабаты­вается.

studfiles.net

Способ культивирования дрожжей

 

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности. Целью изобретения является повышение выхода биомассы культивирования дрожжей. Дрожжи рода Candida выращивают на синтетической среде с н-алканами или этанолом. Культивирование ведут проточным способом в батарее из двух аппаратов с рабочими объемами 0,5 и 5 л при 34С, 800 об/мин мешалки и аэрации 1 л/л/мин. Для первого ферментера питательной средой служит 50% -ный гидролизат кукурузной кочерыжки с добавлением минеральных солей, а во второй ферментер подают урожай из первого ферментера и дополнительно свежую питательную среду с неуглеводными субстратами. В результате производительность батареек повышается в 1,7 раза. 2 табл.

Изобретение относится к способам культивирования микроорганизмов и может быть использовано в микробиологической и пищевой промышленности, а также в исследовательской практике. Цель изобретения - повышение выхода биомассы. Способ заключается в том, что в первом ферментере батареи дрожжи выращивают на гидролизатах растительного сырья в лимите по углеводному субстрату и культуральную жидкость с биомассной непрерывно подают во второй ферментер, где дрожжи выращивают на среде с неуглеводными субстратами, которые непрерывно подают во второй ферментер со свежей питательной средой. Культуральная жидкость, поступающая из первого ферментера во второй, содержит факторы роста и выросшую биомассу. Величину потока из первого ферментера во второй поддерживают предпочтительно на уровне 5-15% от суммарной величины потока во втором ферментере. Биогенных элементов, поступающих из первого ферментера, достаточно для обеспечения роста дрожжей во втором ферментере. Выращивание в первом ферментере ведут в условиях лимита по углеводному субстрату, так как если при выращивании дрожжей на неуглеводном субстрате использовать в качестве ростового фактора источник, содержащий углеводный компонент, то вместо стимулирующего эффекта получают обратный (ингибирующий). То есть, если из первого ферментера во второй поступает источник углеводов, то дрожжи во втором ферментере используют этот источник углерода, а потребление неуглеводного субстрата (углеводороды, спирты) ингибируется. В предлагаемом способе отсутствие перетока углеводного субстрата из первого ферментера во второй (что возможно именно при лимитировании роста дрожжей в первом ферментере) приводит к утилизации углеводородов во втором ферментере и сопровождается интенсификацией потребления углеводородов и роста дрожжей. При подаче культуральной жидкости в количестве, меньшем 5% , из первого ферментера во второй эффект интенсификации роста существенно ниже: при 4% на 20% ниже достигаемого в предлагаемом способе. Подача же культуральной жидкости в большем количестве из первого ферментера во второй сопровождается падением производительности второго ферментера ввиду того, что уменьшается для подаваемой в него питательной среды с неуглеводным субстратом. Кроме того, во второй ферментер поступает выросшая в первом ферментере биомасса, увеличивая суммарную производительность процесса. П р и м е р 1. Биотинзависные дрожжи Candida maltosa 774 выращивают на синтетической среде следующего состава: h4PO4 (70% ) 52 мл, KCl 49,5 г, MgSO4 7h3O . 70 г, FeSO47h3O 6,7 г; ZnSO4 7h3O 1,45, MnSO4 5h3O 0,72 г; NaMoO 2h3O 0,096 г. Дистиллированная вода до 1 л. Для приготовления 15 л питательной среды берут 275 мл концентрированного раствора солей. В качестве источника углерода используют н-алканы (типа "парекс" с фракциями С8-С18 в количестве 2% (объемных). Культивирование ведут проточным способом в батарее из двух аппаратов АНКУМ-2 с рабочими объемами 0,5 и 5 л при 34оС, 800 об/мин мешалки в аэрации 1 л/л/мин. Инокулюм выращивают в колбах Эрленмейера на качалке при 34оС и 180 об/мин в течение 24 ч на среде указанного состава, в каждую колбу вносят 100 мл среды и засевают смывом с одного косяка. В ферментеры вносят инокулюм в расчете 10% от ожидаемого урожая. Для первого ферментера питательной средой служит 50% -ный гидролизат кукурузной кочерыжки с вышеуказанными компонентами, а во второй ферментер подают урожай из первого ферментера и дополнительно свежую питательную среду описанного выше состава. В качестве контроля используют непрерывное культивирование дрожжей на питательной среде того же состава, которая подавалась во второй ферментер батареи, а также выращивание на среде с дополнительным внесением 40 мкг/л биотина. В табл. 1 даны результаты опыта. Культивирование дрожжей по предлагаемому способу позволяет повысить скорость протока на 30% с увеличением концентрации биомассы в протоке и увеличить производительность батареи в 1,7 раза. При этом содержание остаточных н-алканов в биомассе снижается с 12,1 до 0,58% , что является существенным улучшением основной характеристики биомассы дрожжей, как источника кормового белка. П р и м е р 2. Дрожжи Candida sp. ВСБ-896 выращивают на синтетической питательной среде следующего состава: h3SO4 (конц. ) 20,5 мл; (Nh5)2SO4 200 г; h3PO4 (конц. ) 22,5 мл; KCl 32 г; MgSO4 5h3O 1,1 г; ZnSO47h3O 1,1; этанол 2,5% (объемных). Дистиллированная вода до 10 л. Культивирование ведут проточным способом в батарее из двух аппаратов АНКУМ-2М с рабочим объемом 0,5 и 5 л при 38оС, 800 об/мин мешалки, аэрации 1 л/л/мин, стабилизируют рН культуральной среды в диапазоне 3,2-3,5 подтитровкой 10% -ным раствором Nh5OH. Инокулюм выращивают в колбах Эрленмейера на качалке при 38оС и 180 об/мин в течение 18 ч на среде указанного состава, в каждую колбу вносят 100 мл среды и засевают смывом с одного косяка. В ферментеры вносят инокулюм из расчета 10% от ожидаемого урожая. Для первого ферментера питательной средой служит 25% -ный раствор сульфитного щелока и вышеуказанные минеральные компоненты, а во второй ферментер подают урожай из первого ферментера и дополнительно свежую питательную среду описанного выше состава. В качестве контроля используют непрерывное культивирование этого же штамма дрожжей на питательной среде, идентичной падаваемой во второй ферментер батареи. Результаты опытов приведены в табл. 2. Таким образом, культивирование дрожжей по предлагаемому способу позволяет повысить скорость протока среды в 2,5 раза с увеличением концентрации биомассы в протоке и увеличить производительность батареи, а следовательно, выход биомассы в 2,8 раза. Описанный способ культивирования дрожжей позволяет исключать использование дефицитных и дорогостоящих витаминных препаратов при получении кормовой дрожжевой биомассы на средах с н-алканами и спиртами непрерывным способом. (56) Авторское свидетельство СССР N 1040786, кл. C 12 N 1/16, 1982. Авторское свидетельство СССР N 663713, кл. C 12 N 1/18, 1977.

Формула изобретения

СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ в батарее из двух последовательно соединенных ферментеров на жидкой питательной среде в условиях аэрации, включающий непрерывную подачу культуральной жидкости с биомассой из первого ферментера батареи во второй ферментер, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, в первом ферментере батареи дрожжи выращивают на гидролизате растительного сырья в лимите по углеводному субстрату, а подачу культуральной жидкости с биомассой из первого ферментера во второй осуществляют со скоростью, составляющей 5 - 15% от скорости протока во втором ферментере, при этом во втором ферментере дрожжи выращивают на среде с неуглеводным субстратом, который непрерывно подают во второй ферментер со свежей питательной средой.

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения биологически активных веществ.Цель изобретения -снижение токсичности целевого продукта за счет модификации метода выделения и детоксикации

Изобретение относится к области микробиологии и касается применения хлористого бария или азотио-кислого бария в качестве средства для селективного подавления роста бактерий pip- да Pseudomonas

Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано для изучения экспериментальной хламидиальной инфекции клеток эпителия

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения антибиотика

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к производству антибиотиков

Изобретение относится к молочной промьшшенности

Изобретение относится к молочной промьшшенности

Изобретение относится к микробиологии

Изобретение относится к микробиологии и касается получения нового штамма бактерий, пригодного для очистки почвы, пресной и морской воды от нефти и нефтепродуктов в течение 7-14 суток, в широком диапазоне температур 12-30oC

Изобретение относится к медицинской микробиологии и иммунологии, в частности, к разработке, производству и контролю качества живых сибиреязвенных вакцин

Изобретение относится к иммунологии и может быть использовано для экспрессной индикации бактериальных средств при возникновении чрезвычайных ситуаций

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма бактерий, используемых для биологической утилизации формальдегида, а также сопутствующих ему метанола и формиата в сточных водах химических производств (нефтехимзаводы, производства карбамидных смол, пластмасс и т.д.)

Изобретение относится к медицинской и ветеринарной микробиологии и касается штамма бактерий спорообразующего микроорганизма для контроля эффективности стерилизации изделий медицинского и ветеринарного назначения термическим методом, а именно стерилизации водяным паром

Изобретение относится к медицине, а именно к лепрологии, и может быть, в частности, использовано для моделирования лепрозной инфекции на лабораторных животных

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности

www.findpatent.ru

Культивирование дрожжей в производстве - Справочник химика 21

    КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ДРОЖЖЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СПИРТА ИЗ КРАХМАЛИСТОГО СЫРЬЯ [c.218]

    Биотехнологическая система. БТС характеризуется большим разнообразием технологических процессов и их аппаратурным оформлением, наличием прямых и обратных связей между элементами. Конкретное аппаратурное оформление БТС зависит от особенностей подготовки питательных сред и сырья для культивирования микроорганизмов и получаемого целевого продукта микробиологического синтеза [7, 8]. В биотехнологической системе реализуются различные процессы обработки материалов механические, химические, тепловые, гидродинамические, диффузионные и биохимические. Рассмотрим в качестве примера технологическую схему производства белковой биомассы дрожжей из н-парафинов нефти (рис. 1.8). Схема включает ряд основных стадий производства, в которых происходит последовательная переработка исходного сырья в целевой продукт. [c.14]

    В дрожжевых аппаратах (рис. 20.9) производят периодичное культивирование дрожжей в спиртовом производстве. Это геометрически закрытый цилиндроконический аппарат, снабженный двумя змеевиками 1 один—для стерилизации среды паром, второй— для охлаждения среды и поддержания постоянной температуры при размешивании дрожжей. В аппарате размещена мешалка 2, которая может быть с верхним или боковым приводом. [c.1037]

    Спиртовое брожение — процесс превращения углеводов в результате культивирования дрожжей в этанол и диоксид углерода. В производстве пива, спирта, вина, кваса, дрожжевого теста под действием ферментов дрожжей происходит превращение сахара в спирт и углекислый газ. [c.1051]

    При эксплуатации предприятий большой мощности часто возникают трудности в подвозе сырья, в обезвреживании сточных вод, в очистке выбрасываемого в атмосферу воздуха и т. д. Самым энергоемким процессом в технологии кормовых дрожжей является выращивание микроорганизмов, особенно большие энергетические затраты имеют место при культивировании дрожжей на углеводородах нефти, связанные с большей потребностью микроорганизмов в кислороде. На этой же стадии производства значительны затраты сырья, химикатов, вспомогательных материалов (составляют более 7з всех затрат в себестоимости готового продукта). Поэтому рационально выбранный режим культивирования, совершенная аппаратура и продуктивный штамм во многом определяют рентабельность данного производства..  [c.245]

    Блэк с сотр. [343] предложили ферментер с циркуляцией слоя носителя (рис. 5.3,ж), в котором усиливается перемешивание частиц носителя с практически нейтральной плавучестью, например ЧНБ из пенополиуретана. Движение частиц возникает при подаче воздуха и/или циркулирующего газа через распределитель. Обнаружено, что оптимальное перемешивание достигается при подаче газа только через сегмент распределителя. Реактор с циркуляцией слоя носителя был успешно применен при производстве спирта с помощью непрерывного культивирования дрожжей. [c.180]

    Некоторые производственные сточные воды, например сточные воды мокрого обугливания торфа, содержат в больших концентрациях примеси, легко усваиваемые микроорганизмами, осуществляющими биохимические процессы. Поэтому они используются в микробиологической промышленности для культивирования дрожжей. Полученная белковая масса может использоваться как ценный корм для скота и для производства различных биохимических препаратов. [c.486]

    Эукариотические клетки, как правило, удается культивировать в лабораторных и производственных условиях с большим или меньшим успехом При сравнении, например, клеток дрожжей — сахаромицетов, используемых в производстве вин, и клеток — бластов человека, применяемых в производстве интерферона, культивирование последних сопряжено с большими трудностями, чем культивирование первых В такой же мере можно говорить о различиях клеток растений и животных Для клеток растений характерна тотипотентность, то есть способность любой отдельной растительной клетки в соответствующих условиях культивирования трансформироваться в целое растение Клетки животных не обладают такой способностью и выращивать их труднее, чем клетки растений [c.139]

    Из ЭТИХ положений мичуринской биологии в нашем частном случае культивирования дрожжей для спиртового производства можно вывести следующие основные правила  [c.238]

    И. Я. Веселов в своих работах подчеркивает важность подобного диалектического понимания процесса обмена у дрожжей и, исходя из этого, предлагает новые технологические приемы пивоваренного производства, основанные на отрицании ведущей роли кислорода для размножения дрожжей. При культивировании дрожжей в отсутствии кислорода уменьшаются траты сахара на размножение дрожжей. [c.242]

    В небольших количествах суперфосфат употребляется в производстве кормового трикальцийфосфата (стр. 208), в бродильной промышленности (как источник фосфорного питания при культивировании дрожжей), в сахарной промышленности (для осветления сиропа и очистки сахара) и применяется для придания огнестойкости древесине. [c.112]

    Увеличение начального засева, возможное при культивировании дрожжей в потоке многократно обновляемой перекачиваемой насосом пены, приводит к рацио нальному использованию компонентов питательной среды, обеспечивает высокий выход биомассы, уменьшает продолжительность цикла ращения, повышает конечную концентрацию дрожжей. Последнее связано с экономичностью получения товарной продукции (дрожжи с содержанием СВ 90%), так как отпадает необходимость в пенной флотации и уменьшается общее количество влаги, подлежащей удалению при производстве единицы массы товарных дрожжей. [c.42]

    В настоящее время из-за высоких затрат на сырье и энергию производство кормового белка не является рентабельным, поэтому в качестве субсфатов для биосинтеза кормовых дрожжей вновь рассматривается возобновляемое растительное сырье как источник углеводов. Кормовые белковые продукты могут быть получены методом глубинного гетерофазного культивирования дрожжей, а для выделения целевого продукта предлагается использовать фильтрацию. [c.177]

    Подготовка барды. В начале производства подготовку барды начинают после выращивания маточных дрожжей из чистой культуры до объема дрожжанки, так как на всех предыдущих стадиях дрожжи разводят на мелассе. За 5—7 мин кипячения бражки в бражной колонне отмирают лишь вегетативные клетки микроорганизмов, споровые в большинстве остаются живыми. Поэтому во избежание развития посторонних микроорганизмов в процессе культивирования дрожжей горячая барда перед поступлением ее в дрожжевой цех с целью стерилизации выдерживается при температуре 95—100° С. При выходе из бражной колонны барда поступает в теплоизолироваиный стерилизатор-выдерживатель непрерывного действия, рассчитанный по емкости на часовую производительность цеха. [c.170]

    Товарные дрожжи обычно получают в три этапа. Сначала размножают первый посевной материал (задаточные дрожжи), затем вторые задаточные дрожжи и из них получают товарные дрожжи. Получение первых задаточных дрожжей идет без притока среды длительность процесса 6—7 ч. На втором этапе стремятся полностью исключить спиртовое брожение, поэтому дрожжи выращивают в условиях очень интенсивной аэрации, лимитируя концентрацию сахара в среде, по проточному методу культивирования. Чаще всего длительность этого этапа 10—12 ч. Последний этап производства товарных дрожжей длится 10— 24 ч. [c.105]

    В последнее время в производстве лимонной кислоты способ поверхностного культивирования начинает сменяться глубинным культивированием. Разработан метод получения лимонной кислоты из жидких парафинов, используя специальные культуры дрожжей. [c.152]

    Химический состав пентозных дрожжей колеблется в зависимости от ряда факторов от используемого сырья, метода подготовки питательной среды, условий культивирования и от вида дрожжеподобных грибков, применяемых в производстве. Состав сухого вещества пентозных дрожжей приведен на стр. 355. [c.571]

    Динатрийфосфат употребляется для культивирования дрожжей и в процессах брожения, в текстильной промышленности для обработки смесей шерсти, хлопка и синтетического волокна перед крашением и в качестве утяжелителя шелка, в стекольной и керамической промышленности (фосфатные стекла, фарфоровые эмали и глазури), в производстве красителей и пигментов (диспергатор), как минеральная подкормка для скота, как эмульгатор при производстве сыров и т. д. Для выращивания дрожжевых культур применяется также монокалийфосфат. [c.277]

    Возрастает потребление фосфора для выработки фосфорных солей, которые используются в основном в производстве моющих средств. На выработку триполифосфата натрия в 1965 г. было израсходовано 40%, иирофосфата калия — 4%, прочих фосфатов натрия—14% произведенного фосфора. Увеличивается также выработка монокальцийфосфата, используемого в качестве добавок к кормам (10% потребления фосфора в 1965 г.). В пищевой промышленности монокальцийфосфат используется в хлебопечении для разрыхления теста. Мононатрийфосфат является важной составной частью среды для культивирования дрожжей. Динатрий- и тринатрийфосфаты применяются для смягчения воды. В присутствии ионов кальция пирофосфат натрия вызывает быстрое свертывание казеина молока. Он служит стабилизатором пены, например пены взбитого яичного белка. Другие фосфаты применяются для обработки мяса с целью сохранения его структуры во время варки, причем готовый продукт получается лучшего цвета и вкуса. Фосфаты используют в качестве эмульгаторов при производстве сыра, что обеспечивает получение сыра хорошей консистенции, с равномерным распределением жира. [c.366]

    Освоено производство кормовьк дрожжей на небольших животноводческих фермах в малогабаритных аппаратах простой конструкции с использованием пены. Она позволила отказаться от интенсивного перемешивания, что упростило обслуживание оборудования и резко уменьшило его размеры. Культивирование дрожжей проводят в условиях обильного вспенивания по системе жидкость-пена-жидкость. Больщая площадь поверхности раздела жидкость-воздух в пене обеспечивает активный биосинтез и хороший выход дрожжей. [c.189]

    Технические фосфаты аммония используют в качестве питательной среды для культивирования дрожжей, в производстве нетлею-щих спичек, для проклейки слюды, в производстве изоляционного материала — миканита и т. д. Технический моноаммонийфосфат содержит 60% Р2О5, 15% Nh4 и 0,15% железа (в пересчете на сухое вещество) и примерно 8% влаги. По ГОСТ 8515—57, диаммонийфосфат марки А (из термической фосфорной кислоты) должен содержать не менее 50,5% Р2О5 и 22,4% Nh4 при максимальной влажности 6% и марки Б (из экстракционной фосфорной кислоты)— не менее 48,5% Р2О5 и 21,5% Nh4, при влажности не более 8%. В продукте для пищевой промышленности должно быть не более 0,005% мышьяка и 0,3% фтора. [c.1086]

    При выращивании микроорганизмов на н-парафинах нефти в приготовленную из них питательную среду добавляют макро- и микроэлементы, необходимые витамины и аминокислоты, а в качестве источника азота аммиачную воду. В процессе культивирования дрожжей в ферментере поддерживается оптимальный температурный режим и режим аэрации. Наиболее эффективны для выращивания на н-парафинах нефти отселек-тированные штаммы дрожжей andida guilliermondii. Выделение и сушка дрожжевой массы проводится примерно по такой же технологии, как и в гидролизном производстве. Высушенная дрожжевая масса гранулируется и используется как белково-витаминный концентрат (БВК) для корм- [c.263]

    Высокая эмульгирующая способность блоксополимеров позволила с высокой эффективностью применить их для интенсификации процесса культивирования дрожжей на н-парафинах, в качестве эмульгатора камфоры в составе препарата "Поликамф". Сочетание моющей и эмульгирующей способности позволило разработать высокоэффективные водосмываемые притирочно-доводочные пасты и суспензии, внедрение которых сдерживается отсутствием производства блоксополимеров. [c.64]

    Использование дрожжевых микроорганизмов в пищевых, медицинских и кормовых целях известно давно и широко распространено во всех странах, оно основано на культивировании дрожжей рода ЗасНаготусез на углеводных средах в условиях брожения или аэробного дыхания. С появлением в нашей стране гидролизного производства отходы после брожения и отделения спирта стали использовать для выращивания кормовых дрожжей, которые утилизировали несбраживаемые моносахариды в условиях аэробной ферментации. Такие гидролизные дрожжи употребляли далее как дополнение к кормам в сельском хозяйстве. Это позволило в настоящее время все углеводы, образующиеся при кислотном гидролизе растительных материалов, использовать для получения кормовых дрожжей, выпуск которых резко возрос. [c.7]

    Промышленные аппараты с мощныад перемешивающими устройствами и относительно низкими затратами энергии разрабатываются и осваиваются быстрыми темпами. Этого требует развитие микробиологического производства белка на углеводородах, так как углеводородокисляющие микроорганизмы отличаются повышенным удельным расходом кислорода (около 3,5 кг Оз/кг биомассы). Имеются данные по пилотной установке эжекционного типа для культивирования дрожжей на метане, которая обеспечивает скорость абсорбции О2 до 30 кг/м -ч при расходе энергии до 20—30 кВт-ч/м [Чепиго, 1971]. Такая интенсивность массопередачи достаточна для культивирования водородных бактерий при удельной скорости роста до 0,2 ч и концентрации биомассы 45 г/л. [c.133]

    Попытки усовершенствовать технологию переработки картофеля и рационально утилизировать отходы предпринимались и в СССР. В 60-х годах Б. А. Векслером (ВНИИ по производству крахмала) предложена новая технологическая схема производства кормовых дролцентрифугами конструкции ВНИИК и польской. В клеточном соке содержалось 3— 4% СВ, 0,2—0,4% (иногда 0,6%) сахаров относительно массы сока. Эксперимент дал отрицательные результаты, так как недостаток сахаров, высокая концентрация в среде мезги и крахмала, использование клеточного сока без стерилизации и отделения коагулирующих белков, приводящее к развитию посторонней микрофлоры и забиванию сепараторов коагулятами, препятствовали нормальному процессу культивирования дрожжей. [c.24]

    Технико-экономические показатели выращивания дрожжей улучшаются в условиях непрерывного культивирования. Нами изучено хемостатное культивирование дрожжей andida urvata Д-66 на гидролизате смеси картофельной мезги и барды, содержащем 1,4 и 3,07о РВ. Непрерывную ферментацию проводили на лабораторной стендовой установке, состоящей из ферментера (рабочий объем 2 л), двух дозирующих насосов марки ДП 2-2 (производство Германии) и емкостей для питательной среды и отбираемой дрожжевой суспензии. Температура куль- [c.57]

    Относительно благоприятная ситуация для производства одноклеточного белка на н-парафинах нефти сложилась в 70-е годы в бывшем Советском Союзе, что было связано с низкими внутренними ценами на нефть. Были построены три крупных завода по культивированию дрожжей рода andida (в том числе один в Новополоцке). В лучшие годы продукция дрожжевого белка достигала 1 млн т сухой биомассы и обеспечивала потребности сельского хозяйства (добавка в корм животных) и промышленности. Но в середине 80-х все эти заводы остановились в связи с высокой себестоимостью микробного белка (цена была в 2 раза выше, чем кормовой соевый белок). [c.59]

    В качестве первого шага исследований необходимо было выделить микроорганизмы фенолдеструкторы. Микроорганизмы для деструкции фенола были выделены из стоков коксохимического и нефтехимического производства обычными методами ступенчатой селекции (накопительной культуры) путем выращивания популяции в колбах на качалке на минеральной среде с фенолом с постепенным повышением его концентрации в среде культивирования. В результате первоначально были получены два консорциума микроорганизмов с доминированием дрожжей (при pH 5,0) и с доминированием бактерий (при pH 7,0). Эти изоляты были способны разлагать фенол в аэробных условиях при выращивании в колбах на качалке при концентрации фенола 2 г/л в среде с минеральными компонентами питания при 28-32°С менее чем за 20 ч. [c.231]

    Все это заставило ученых исследовать возможность получения гетерологичных белков с помощью других видов дрожжей и с использованием эукариотических систем. В частности, изучались соответствуюшие векторы — системы экспрессии, содержащие видоспецифичные регуляторные последовательности транскрипции и трансляции, возможность трансформации этих видов и получения высокого выхода белков и возможность крупномасштабного культивирования организма-хозяина. В качестве альтернативы S. erevisiae можно использовать Kluyveromy es la tis, дрожжи, которые применяют для промышленного производства лактозы [c.140]

    Направленное воспитание является одним из методов активного воздействия на природу микроорганизмов. При выращивании микроорганизмов создаются новые определенные условия внешней среды. Изменение условий приводит к расшатыванию наследственности микроорганизмов, которые легче поддаются воздействию среды и воспринимают новые для них условия, а также более активно изменяют свой обмен веществ, в результате чего у микроорганизмов образуются новые, более ценные свойства и качества, необходимые для производства. Чтобы закрепить нужные признаки у потомства, надо поддерживать для микроорганизмов определенные условия путем длительного культивирования их, при постепенно повышающихся или, наоборот, понижающихся дозировках того или иного фактора среды. Так, для повышения у дрожжей способности сбраживать галактозу, их выращивали на средах, постепенно увеличивая в последних концентрацию галактозы. В результате такого направленного воспитания дрожжи выработали фермент галактозимазу, [c.507]

    В отличие от производства кормовых дрожжей промьнн.тенное полу чение лизина и других аминокислот осуществляется в строго асептических условиях, на стерильных питательных средах с использованием чистой ку льтуры продуцента. Принципиальная технологаческая последовательность процесса получения лизина след тощзя приготовление посевного материала приготовление и стерилизация питательной среды, всей аппаратуры и коммуникаций культивирование прод) -цента в промышленньк ферментаторах (ферментация) выделение целевого продукта (L-лизина). [c.33]

    Культивирование продуцента в промышленных ферментаторах. Выращивание производственной культуры продуцента лизина осуществляется в подавляющем большинстве случаев периодическим способом в ферментаторах. В отличие от аппаратов, используемых при производстве кормовых дрожжей, эти реакторы сравнительно меньших габаритов и имеют объе.мы 50, 63 и 100. м . Они все предназначены для вырашивания культуры в асептических условиях со строгим соблюдением герметизации процесса. Ферментаторы снабжены необходимыми коммуникациями, системой подачи стерильного пеногасителя, охлаждающими теплообменными устройствами и устройствами для перемешивания и введения в питательную среду стерильного воздуха, дополнительных питательных ингредиентов, а также растворов кислот или щелочей для поддержания pH среды на заданном уровне. [c.36]

    Для всестороннего изучения морфолого-физиологических свойств и продуктов обмена, прежде всего, микробов все ранее предложенные способы их выращивания оказались малопригодными Более того, накопление однородной по возрасту большой массы клеток оставалось исключительно трудоемким процессом Вот почему требовался принципиально иной подход для решения многих задач в области биотехнологии В 1933 году А. Клюйвер и Л X Ц Перкин опубликовали работу "Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов", в которой изложили основные технические приемы, а также подходы к оценке и интерпретации получаемых результатов при глубинном культивировании грибов С этого времени начинается третий период в развитии биологической технологии — биотехнический Началось внедрение в биотехнологию крупномасштабного герметизированного оборудования, обеспечившего проведение процессов в стерильных условиях Особенно мощный толчок в развитии промышленного биотехнологического оборудования был отмечен в период становления и развития производства антибиотиков (время второй мировой войны 1939 — 1945 гг, когда возникла острая необходимость в противомикробных препаратах для лечения больных с инфицированными ранами) Все прогрессивное в области биологических и технических дисциплин, достигнутое к тому времени, нашло свое отражение в биотехнологии Следует отметить, что уже в 1869 г Ф Мишер получил "нуклеин (ДНК) из гнойных телец (лейкоцитов), В Оствальд в 1893 г установил каталитическую функцию ферментов, Т Леб в 1897 г установил способность к выживанию вне организма (в пробирках с плазмой или сывороткой крови) клеток крови и соединительной ткани, Г Хаберланд в 1902 г показал возможность культивирования клеток различных тканей растений в простых питательных растворах, Ц Нейберг В 1912 г раскрыл механизм процессов брожения, Л Михаэлис и М Л Ментен в 1913 г разработали кинетику ферментативных реакций, а А Каррел усовершенствовал способ выращивания клеток тканей животных и человека и впервые применил экстракт эмбрионов для ускорения их роста, Г А Надсон и Г С Филлипов в 1925 г доказали мутагенное действие рентгеновских лучей на дрожжи, а в 1937 г Г Кребс открыл цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), в 1960 [c.16]

    Флокулянты, получаемые в виде биомассы клеток микроорганизмов, дешевле синтетических, но заметно еще уступают им по эффективности использования в процессах очистки воды. Расход таких биофлокулянтов на очистку воды значительно больше синтетических. Поэтому в первую очередь практический интерес представляет использование биомассы тех микроорганизмов, которые получаются как отходы производства или по-бочный продукт, например избыточный активный ил при биохимической очистке сточных вод или биомасса дрожжей, полученная при культивировании их на сточных водах некоторых производств [64, 94]. [c.51]

chem21.info

Способ культивирования дрожжей для спиртового производства

Способ предусматривает культивирование дрожжей в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 4-6%. В качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло. Культивирование ведут с подпиткой стерильным суслом до содержания сахара в питательной среде 4-6%. В культуральную жидкость при достижении в ней концентрации дрожжевых клеток 700 млн кл./мл вносят неионогенный ПАВ - проксанол в количестве 0,005-0,01 г/л. Осуществляют управление аэрацией и перемешиванием по дыхательному коэффициенту дрожжей. Дыхательный коэффициент поддерживают в период лаг-фазы в пределах 3,5-10 [гСО2/гО2], в период экспоненциальной фазы - в пределах 1,5-2,5 [гСО2/гО2], на последней ступени культивирования в пределах 20-35 [гCO2/гO2], выдерживая культуральную жидкость в течение 2-3 ч. Культивирование ведут до достижения концентрации дрожжевых клеток на каждой ступени культивирования 1500-2000 млн кл./мл. Способ позволяет получить дрожжи с высокой концентрацией клеток 1500-2000 млн кл./мл и с высокой бродильной активностью. 1 табл.

 

Изобретение относится к спиртовой промышленности, в частности к способу культивирования дрожжей для спиртового производства.

Известен способ культивирования микроорганизмов в присутствии проксанола в количестве 0,001-1,000 г/л, предварительно смешанного с дополнительным источником углерода в количестве, пропорциональном увеличению скорости массопередачи кислорода, внесенных в питательную среду в момент начала лимитирования биосинтеза кислородом (патент РФ №1559696, 1993 г. Способ культивирования микроорганизмов.).

Недостатком данного способа является невысокая концентрация дрожжевых клеток.

Наиболее близким по технической сущности является способ культивирования дрожжей для спиртового производства на питательной среде, в которой культивирование ведут в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 4-6%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло или сахарозу до достижения концентрации дрожжевых клеток в культуральной жидкости на каждой ступени культивирования 500-1000 млн/мл, после чего культуральную жидкость последней ступени выдерживают в анаэробных условиях в течение 2-3 часов, в процессе культивирования ведут подпитку стерильным суслом или раствором сахарозы в продукте декантации послеспиртовой барды до содержания сахара в питательной среде 4-6% (патент РФ №2136746, Бюл. №25, 1999 г. Способ культивирования дрожжей для спиртового производства).

Недостатком данного способа является невысокая концентрация 500-1000 млн/мл дрожжевых клеток.

Задачей изобретения является создание способа культивирования дрожжей для спиртового производства, позволяющего получить чистую дрожжевую культуру с высокой концентрацией клеток 1500-2000 млн/мл и хорошим качеством.

Техническая задача в способе культивирования дрожжей для спиртового производства в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 4-6%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло, в процессе культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae p.XII, р. М, смесь р. XII и р. М, Y 717, р. 1976 ведут подпитку стерильным суслом до содержания сахара в питательной среде 4-6%, культивирование дрожжей ведут до достижения заданной концентрации дрожжевых клеток на каждой ступени культивирования, достигается тем, что при культивировании указанных дрожжей в культуральную жидкость при достижении в ней концентрации дрожжевых клеток 700 млн/мл вносят неионогенный ПАВ - проксанол в количестве 0,005-0,01 г/л, осуществляют управление аэрацией и перемешиванием по дыхательному коэффициенту дрожжей, поддерживая его в период лаг-фазы в пределах 3,5-10 [гСO2/гO2], в период экспоненциальной фазы роста - в пределах 1,5 - 2,5 [гСO2/гO2], и на последней ступени культивирования культуральную жидкость выдерживают в течение 2-3 часов, поддерживая значение дыхательного коэффициента в пределах 20-35 [гСO2/гO2], до достижения концентрации дрожжевых клеток в культуральной жидкости на каждой ступени культивирования 1500-2000 млн/мл.

Предлагаемый способ позволяет увеличить концентрацию дрожжевых клеток до 4 раз по сравнению с прототипом и получить дрожжи с хорошим качеством и высокой бродильной активностью.

В заявленном способе используют продукт декантации послеспиртовой барды, полученной после ректификации бражки на сырцовой ректификационной установке. Послеспиртовая барда является отходом производства (см. журнал «Биотехнология», №6, 1997, с.43-46). Сусло готовят в соответствии с Регламентом производства спирта из крахмалистого сырья, часть 1 - М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1979. Проведена серия экспериментов на культурах дрожжей широко используемых в спиртовом производстве - Saccharomyces cerevisiae p.XII, р. М, смесь р. XII и р. М (в соотношении 1:1), Y 717, р. 1976. Установлено, что активный рост и накопление биомассы дрожжей при выбранных условиях культивирования характерны для всех заявленных культур.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.Чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae, выращенную на сусле-агаре, пересевают в качалочные колбы объемом 750 мл на стерильную питательную среду объемом 50 мл с начальным содержанием сахара 4%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло.

Частота встряхивания качалочных колб 220 об/мин.

В процессе культивирования дрожжей в качалочных колбах ведут подпитку стерильным суслом до содержания сахара в питательной среде 4%. При достижении концентрации дрожжевых клеток в культуральной жидкости 700 млн/мл полученную дрожжевую культуру переносят в ферментер объемом 10 литров, куда добавляют стерильный 10% водный раствор неионогенного ПАВ - проксанола из расчета 0,005 г на литр культуральной жидкости. Культивирование дрожжей ведут в ферментере на стерильной питательной среде с содержанием сахара 4%, в качестве которой используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло.

Аппарат-ферментер для культивирования дрожжей оснащен самовсасывающей мешалкой, вращающейся со скоростью от 200 до 1400 об/мин.

В процессе культивирования дрожжей осуществляют управление аэрацией и перемешиванием культуральной жидкости по дыхательному коэффициенту дрожжей (RQ), который рассчитывается на основании газового баланса по следующей формуле (разницей между мольными объемами углекислого газа и кислорода при нормальных условиях пренебрегаем) (см. Мухачев С.Г. Определение параметров аэробного роста микроорганизмов на основе газового анализа. - Сб. XVIII международной конференции «Математические методы в технике и технологиях», 2005, т.6, с.160-163):

где: 0,00033 и 0,2095 - объемные доли соответственно углекислого газа и кислорода в сухом атмосферном воздухе;

0,7905 - объемная доля инертных газов в сухом воздухе, подаваемом на аэрацию;

O2 и СO2- объемные доли кислорода и углекислого газа в отработанном воздухе, выходящем из ферментера.

Для расчета величины дыхательного коэффициента (RQ) измеряют остаточную концентрацию кислорода и концентрацию углекислого газа в отработанном воздухе, выходящем из ферментера.

Измерения проводят с помощью газоанализаторов на углекислый газ (СO2) и кислород (O2): прибор ГИАМ-5 производства «Аналитприбор», г.Смоленск, кл.2 и ММГ-7, производства «Медтехника», г.Казань, кл.2. соответственно.

Первые 2-3 часа роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в период лаг-фазы, процесс культивирования дрожжей ведут, управляя режимными параметрами аэрации и перемешивания, поддерживая значение дыхательного коэффициента равным 3,5 [гСO2/гO2], в последующий экспоненциальный период роста дрожжевой культуры осуществляют управление аэрацией и перемешиванием культуральной жидкости, поддерживая дыхательный коэффициент на уровне 1,5 [г СO2/гO2].

В процессе подготовки питательной среды и подпиток, а также при культивировании дрожжей концентрацию сахара в культуральной жидкости определяют методом Бертрана, количество дрожжевых клеток - подсчетом клеток в камере Горяева (см. книгу «Микробиологический контроль гидролизно-дрожжевого производства». - М.: Экология, 1991 г., с.44-50; «Практикум по микробиологии» - М.: Издательство Моск. Ун-та, 1976, с.174-176).

По мере роста дрожжевой популяции при снижении содержания сахара в культуральной жидкости до рВ 2,5% проводят подпитку стерильным суслом с содержанием рВ 12-15% с внесенным в него стерильным 10% водным раствором неионогенного ПАВ - проксанола в концентрации 0,005 г на 1 литр подпитки. Подпитка возвращает содержание сахара в питательной среде к начальному значению.

При достижении концентрации дрожжевых клеток, равной 1500 млн/мл, дрожжевую культуру направляют на следующую ступень в ферментер объемом 500 литров и ведут процесс культивирования в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 4%, управляя аэрацией и перемешиванием по соответствующему каждой стадии роста дрожжевой культуры дыхательному коэффициенту аналогично предыдущей ступени.

На последней ступени культивирования при достижении концентрации дрожжевых клеток 1500 млн/мл дрожжи Saccharomyces cerevisiae выдерживают в питательной среде с содержанием сахара 4% в течение 2-х часов, поддерживая значение дыхательного коэффициента дрожжей равным 20 [гСО2/гО2], для переключения дрожжевых клеток с дыхательного на анаэробный тип жизнедеятельности, перестройки ферментативного комплекса дрожжевой клетки для катализа брожения.

Бродильную активность и качество дрожжей определяют газометрическим методом (см. журнал «Пищевая промышленность», №11, 1989, с.37-38; книга «Контроль производства хлебопекарных дрожжей» автора О.А.Бакушинской, - М.: Пищевая пром-ть, 1978 г.)

Качество выращенных дрожжей - хорошее.

Пример 2. Чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae, выращенную на сусле-агаре, пересевают в качалочные колбы объемом 750 мл на стерильную питательную среду объемом 50 мл с начальным содержанием сахара 6%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло.

Частота встряхивания качалочных колб 220 об/мин.

В процессе культивирования дрожжей в качалочных колбах при снижении сахара в культуральной жидкости до рВ 2,5% ведут подпитку стерильным суслом (рВ 12-15%) до содержания сахара в питательной среде 6%. При достижении концентрации дрожжевых клеток в культуральной жидкости 700 млн/мл полученную дрожжевую культуру переносят в ферментер объемом 10 литров, куда добавляют стерильный 10% водный раствор неионогенного ПАВ - проксанола из расчета 0,01 г ПАВ на литр культуральной жидкости. Культивирование дрожжей ведут в ферментере на стерильной питательной среде с содержанием сахара 6%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло.

Процесс культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae осуществляют, управляя аэрацией и перемешиванием, которые определяются часом роста дрожжевой культуры и соответствующим ему дыхательным коэффициентом. В период лаг-фазы (первые 2-3 часа роста) режимные параметры аэрации и перемешивания устанавливают такими, чтобы дыхательный коэффициент был равным 10 [гСO2/гO2], в период интенсивного роста (последующие 10-12 часов), в экспоненциальной фазе, дыхательный коэффициент поддерживают на уровне 2,5 [гСO2/гО2].

В процессе культивирования дрожжей проводят подпитку стерильным суслом (рВ 12-15%) с добавлением в него стерильного 10% водного раствора проксанола в концентрации 0,01 г/л, возвращая содержание сахара в питательной среде к начальному значению.

При достижении концентрации дрожжевых клеток, равной 1700 млн/мл, дрожжевую культуру направляют на следующую ступень в ферментер объемом 500 литров и ведут процесс в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 6%, аналогично предыдущей степени.

На последней ступени культивирования при достижении концентрации дрожжевых клеток 1700 млн/мл дрожжи выдерживают в питательной среде с содержанием сахара 6% в течение 3-х часов, поддерживая значение дыхательного коэффициента равным 35 [гСО2/гO2], что необходимо для переключения дрожжевых клеток с дыхательного на анаэробный тип жизнедеятельности.

Качество выращенных дрожжей - хорошее.

Пример 3. Чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae, выращенную на сусле-агаре, пересевают в качалочные колбы объемом 750 мл на стерильную питательную среду объемом 50 мл с начальным содержанием сахара 5%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло.

Частота встряхивания качалочных колб 220 об/мин.

В процессе культивирования при снижении сахара в культуральной жидкости до 2,5% ведут подпитку стерильным суслом (рВ 12-15%) до содержания сахара в питательной среде 5%. При достижении концентрации дрожжевых клеток в культуральной жидкости качалочных колб 700 млн/мл полученную дрожжевую культуру переносят в ферментер объемом 10 литров, куда добавляют стерильный 10% водный раствор неионогенного ПАВ - проксанола из расчета 0,0075 г ПАВ на литр культуральной жидкости. Культивирование дрожжей ведут в ферментере на стерильной питательной среде с содержанием сахара 5%, в качестве питательной среды используют продукт декантации послеспиртовой барды и сусло.

В процессе культивирования дрожжей осуществляют управление аэрацией и перемешиванием по дыхательныму коэффициенту дрожжей. В период лаг-фазы (первые 2-3 часа роста дрожжевой культуры) режимные параметры устанавливают такими, чтобы дыхательный коэффициент был равен 7 [гCO2/гO2], в период интенсивного роста (последующие 10-12 часов), в экспоненциальной фазе, дыхательный коэффициент поддерживают на уровне 2 [гCO2/гO2].

В процессе культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae проводят подпитку стерильным суслом (рВ 12-15%) с добавлением в него стерильного 10% водного раствора проксанола в концентрации 0,0075 г/л, возвращая содержание сахара в питательной среде к начальному значению.

При достижении концентрации дрожжевых клеток, равной 2000 млн/мл, дрожжевую культуру направляют на следующую ступень в ферментер объемом 500 литров и ведут процесс в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 5%, аналогично предыдущей степени.

На последней ступени культивирования при достижении концентрации дрожжевых клеток 2000 млн/мл дрожжи выдерживают в питательной среде с содержанием сахара 5% в течение 2,5 часов, поддерживая значение дыхательного коэффициента равным 27 [гСO2/гO2], для переключения дрожжевых клеток с дыхательного на анаэробный тип жизнедеятельности.

Качество выращенных дрожжей - хорошее.

Пример 4. Культивирование дрожжей ведут так же, как и в примере 3, но без добавления неионогенного ПАВ - проксанола. Концентрация дрожжевых клеток составляет 1700 млн/мл. Качество дрожжей - хорошее.

Дрожжи, полученные по примерам 1-4, обладают высокой бродильной активностью и хорошим качеством. При выборе запредельных границ концентраций ПАВ, значений дыхательного коэффициента, процентного содержания сахара в питательной среде, значений времени выдержки на последней ступени культивирования поставленная задача (уровень концентрации дрожжевых клеток на каждой ступени культивирования 1500-2000 млн/мл) не обеспечивается, чем и обусловлен выбор предельных значений данных параметров.

Концентрация и качество дрожжей по примерам 1-4 представлены в табл.1.

Таблица 1
Показатели	Примеры
1	2	3	4	По прототипу
Концентрация клеток дрожжевой культуры на каждой ступени культивирования, млн/мл	1500	1700	2000	1700	500-1000
Качество выращенных дрожжей на последней ступени	хорошее	хорошее	хорошее	хорошее	хорошее

Таким образом, предлагаемый способ культивирования дрожжей позволяет вырастить чистую дрожжевую культуру в любых объемах путем последовательного пересева с предыдущей ступени на последующую, к тому же с высокой концентрацией дрожжевых клеток 1500-2000 млн/мл и хорошим качеством дрожжей. Заявленный способ прост в технологическом исполнении, питательная среда, используемая в способе, содержит основной компонент - продукт декантации послеспиртовой барды, являющейся отходом спиртового производства.

Предлагаемое изобретение «Способ культивирования дрожжей для спиртового производства» по сравнению с прототипом обеспечивает увеличение концентрации спиртовых дрожжей до 2000 млн/мл с хорошим качеством.

Способ культивирования дрожжей для спиртового производства в аэробных условиях на стерильной питательной среде с содержанием сахара 4-6% с использованием в качестве питательной среды продукта декантации послеспиртовой барды и сусла, с подпиткой в процессе культивирования дрожжей стерильным суслом до содержания сахара в питательной среде 4-6% и ведением культивирования до достижения заданной концентрации дрожжевых клеток на каждой ступени, культивирования, отличающийся тем, что при культивировании дрожжей в культуральную жидкость при достижении в ней концентрации дрожжевых клеток 700 млн кл./мл вносят неионогенный ПАВ - проксанол в количестве 0,005-0,01 г/л, осуществляют управление адрацией и перемешиванием по дыхательному коэффициенту дрожжей, поддерживая его в период лаг-фазы в пределах 3,5-10 [гСО2/гО2], в период экспоненциальной фазы роста - в пределах 1,5-2,5 [гСО2/гО2] и на последней ступени культивирования культуральную жидкость выдерживают в течение 2-3 ч, поддерживая значение дыхательного коэффициента в пределах 20-35 [гСО2/гО2], до достижения концентрации дрожжевых клеток в культуральной жидкости на каждой ступени культивирования 1500-2000 млн кл./мл.

www.findpatent.ru

2.1.2. Способы и основные показатели процесса культивирования дрожжей

 

При выращивании дрожжей применяют бесприточный, воздушно-приточный и воздушно-проточный способы, различающиеся режимом подачи питательных веществ, воды, воздуха и продолжительностью процесса.

Бесприточный способ выращивания дрожжей. Этот способ предусматривает подачу всех питательных веществ и воды при загрузке дрожжерастильного аппарата. Культуральную среду либо аэрируют, либо воздух подают периодически в небольшом количестве на протяжении всего периода выращивания дрожжей. По этому способу получают дрожжи ЧК в начальных стадиях и первую стадию дрожжей ЕЧК.

Воздушно-приточный способ выращивания дрожжей. Он предусматривает выращивание дрожжей в одном дрожжерастильном аппарате с постепенным притоком питательных веществ (мелассы, азот- и фосфорсодержащих солей) и постоянной аэрацией культуральной среды. Такой режим называют периодическим, так как он ограничен во времени. Продолжительность процесса в основном составляет 8-17 ч. Этот способ используют при получении дрожжей ЧК и ЕЧК, а также при выращивании товарных дрожжей. Объем культуральной среды в аппарате и концентрация дрожжей на протяжении всего процесса не постоянны. В культуральной среде, несмотря на постоянный приток свежей питательной среды, к концу процесса накапливаются продукты жизнедеятельности клеток, тормозящие их рост, что отрицательно влияет на состояние клеток. Скорость роста дрожжей к концу процесса понижается. Периодические процессы, как правило, малопроизводительны.

Воздушно-проточный способ выращивания дрожжей. Это способ, при котором дрожжи выращивают с постоянной аэрацией культуральной среды, постепенным притоком питательных веществ в дрожжерастильный аппарат и одновременным оттоком культуральной среды в отборочный аппарат, т. е. дрожжи выращивают в проточной среде с постоянной концентрацией питательных веществ при постоянной концентрации биомассы в дрожжерастильном аппарате. Этот процесс называют непрерывным. Он протекает в двух дрожжерастильных аппаратах (основном и отборочном) и включает в себя два периода: накопительный и проточный (отточный). Накопительный период протекает в основном дрожжерастильном аппарате при постоянной подаче питательных веществ, воды и воздуха. Дрожжи растут по закону периодического способа. В своем развитии они проходят лагфазу и фазу логарифмического роста. В дрожжерастильном аппарате к концу периода накапливается рабочая биомасса, количество которой зависит от массообменных характеристик дрожжерастильного аппарата (его конструкции). Затем начинается второй период - период непрерывного роста клеток (проток), во время которого рабочая биомасса непрерывно дает прирост дрожжей, который вместе с культуральной средой выводится из основного дрожжерастильного аппарата в отборочный. Количество среды, отбираемой ежечасно, соответствует (по объему) количеству питательной среды и воды, поступающей в основной дрожжерастильный аппарат, поэтому уровень среды в нем остается постоянным.

В периоде оттока дрожжи находятся в стадии логарифмического роста. Для достижения высокой продуктивности процесса проток начинают при высокой скорости роста дрожжей, не допуская перехода клеток в стационарную фазу их развития. При правильно организованном процессе прирост биомассы постоянен, неизменно также и качество продукта, так как процесс стабилизируется. Устанавливается постоянное соотношение клеток по величине и ферментативной активности. Отборочный период не ограничивается во времени при соблюдении следующих условий:

·         скорость роста клеток равна скорости разбавления среды;

·         дрожжевые клетки обеспечены всеми необходимыми для их жизнедеятельности питательными и ростовыми веществами, а также кислородом;

·         непрерывный вывод из основного дрожжерастильного аппарата продуктов обмена клеток, тормозящих их рост и размножение;

·         непрерывный вывод из основного дрожжерастильного аппарата прирастающей биомассы;

·         соблюдение параметров процесса, обеспечивающих оптимальные условия жизнедеятельности клеток.

Стационарная фаза развития дрожжевых клеток в непрерывном процессе наступает только в отборочном аппарате, в который питательные вещества не поступают. Клетки для поддержания жизнедеятельности используют оставшиеся в культуральной среде вещества, масса их увеличивается, т. е. проходит процесс дозревания дрожжей. Трудность в ведении непрерывного процесса на предприятиях состоит в инфицированности культуральной среды вследствие использования нестерильного воздуха, воды, а иногда и питательной среды, что понижает качество готового продукта. В связи с этим продолжительность периода оттоков культуральной среды на предприятиях в настоящее время в основном составляет 12-24 ч. Непрерывный процесс обеспечивает более высокую скорость роста по сравнению с периодическими процессами. Дегенерации клеток не наблюдается, если дрожжи выращивают на полноценной питательной среде при полном обеспечении клеток кислородом.

Таким образом, от правильности ведения накопительного периода зависит продуктивность процесса, так как он характеризуется активностью ферментных систем, а от правильности ведения отточного периода - качество готового продукта.

Основные показатели процесса. Для оценки способов культивирования дрожжей пользуются показателями, которые подразделяются на основные, производные и результирующие. К основным, наиболее важным показателям, определяющим процесс выращивания дрожжей, относятся кратность разбавления KR, скорость роста μ, скорость разбавления L (для непрерывных процессов) и количество стадий. К производным показателям, зависящим от основных, относятся продолжительность процесса, температура, величина засеваемого в дрожжерастильный аппарат материала. К результирующим показателям процесса относятся выход продукта, концентрация дрожжей и съем биомассы с дрожжерастильного аппарата.

 

Кратность разбавления сырья. Она показывает, во сколько раз разбавлена густая меласса. Кратность разбавления KR определяют по формуле

KR=Vп/M, (6)

где Vп - объем культуральной среды в дрожжерастильном аппарате, л; М - масса неразбавленной мелассы, перерабатываемой на данной стадии, кг.

Переработка более концентрированных сред резко увеличила продуктивность процесса и выход дрожжей, так как высокая концентрация питательных веществ в среде способствует лучшему усвоению их клетками, что подтверждается приведенными ниже цифрами по концентрации дрожжей в культуральной среде и удельному съему биомассы (количество дрожжей, снимаемых с 1 м3 среды в 1 ч). Так, при KR 30-25 концентрация дрожжей в культуральной среде составляла 25-30 кг/м3, при KR 17-45-50, а при KR 10-8-100-140 кг/м3. Удельный съем биомассы также возрос и составил при KR 17-3,5-5,0 кг/м3/ч, а при KR 10-8-7,5-9,5 кг/м3/ч и более. Одновременно улучшилось и качество готового продукта, что обусловлено формированием клеток с более высоким содержанием сухих веществ. При повышении концентрации питательных веществ в культуральной среде содержание сухих веществ в клетке увеличивается с 25 (KR 20-30) до 28-33% (KR 8-10).

Скорость роста дрожжей. Этот показатель также определяет продуктивность процесса. Чем выше скорость роста, тем больше биомассы накапливается в дрожжерастильном аппарате при одинаковой продолжительности процесса. Отечественные режимы, как правило, рассчитываются на высокую скорость роста дрожжей. Скорость роста дрожжей обусловлена применяемой расой и технологическим режимом, например, температурой, рН, подачей питательных веществ, количеством засеваемого в дрожжерастильный аппарат материала, продолжительностью процесса и т. д. Невысокая скорость роста дрожжей рекомендуется для получения прессованных дрожжей, предназначенных для сушки, а высокая - для получения прессованной продукции.

Скорость разбавления среды L. Этот показатель является важным фактором при получении дрожжей по непрерывному способу. Скорость разбавления характеризует скорость потока на единицу объема. Определяют ее по формуле

L = F/V, (7)

где F - скорость потока среды, т. е. количество питательной среды и воды, поступающей в аппарат за 1 ч и одновременно отводимой из аппарата культуральной среды в том же количестве, м3/ч; V - объем культуральной среды в дрожжерастильном аппарате, м3.

Одним из важных свойств непрерывного процесса культивирования является способность саморегулирования. Так, если по каким-либо причинам скорость разбавления увеличивается (L>μ), то скорость роста клеток уменьшается и концентрация дрожжей в аппарате снижается, так как дрожжи вымываются увеличенным протоком. При этом концентрация питательных веществ в среде возрастает, что приводит к увеличению скорости роста. Этот процесс продолжается до тех пор, пока скорость роста не достигнет величины, равной новому значению скорости разбавления, т. е. опять наступит установившийся режим (L = μ), но при более низкой концентрации. При уменьшении протока (L<μ) концентрация дрожжей в аппарате увеличивается, а концентрация питательных веществ в среде уменьшается. Это приведет к снижению скорости роста до значения, равного скорости разбавления, и процесс вновь уравновешивается, но при более высокой концентрации биомассы в среде. Переход клеток с одной скорости роста на другую, т. е. в новое равновесное состояние, требует много времени на внутриклеточную перестройку в соответствии с новыми условиями. Кроме того, для каждого равновесного состояния необходим свой комплекс параметров, например, обеспеченность клеток кислородом, концентрация питательных веществ и др. В результате перестройки системы продуктивность процесса падает, т. е. снижается съем биомассы с дрожжерастильного аппарата. Выход дрожжей также снижается.

Продолжительность культивирования дрожжей и величина засева в основном обусловлены скоростью роста дрожжей. Высокая скорость роста и большая величина засева позволяют сократить продолжительность процесса. Величина засева в основном регламентируется наличием маточных дрожжей на данном предприятии, т. е. возможностью цеха чистых культур. Температурный режим зависит от используемой на предприятии расы.

Удельный съем и концентрация дрожжей в основном зависят от скорости роста дрожжей и кратности разбавления сырья. Последняя величина обусловлена массообменными характеристиками дрожжерастильного аппарата, т. е. возможностью воздухораспределительных систем обеспечивать культуральную среду кислородом. Выход биомассы обусловлен соблюдением всех параметров процесса, правильно рассчитанным технологическим режимом и используемой на предприятии расы дрожжей.

old.stttrk.ru

Выращивание кормовых дрожжей

Дрожжи впервые стали использовать как источник белка для человека и животных в Германии во время первой мировой войны, когда была разработана промышленная технология культивирования пивных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), предназначенных для добавления в продукты питания. В России первый завод по производству кормовых дрожжей был пущен в 1935 году. Дрожжи выращивали на гидролизатах из отходов древесины, которые при гидролизе образуют легкоусвояемые для микроорганизмов формы углеводов. В настоящее время российской биотехнической промышленностью на основе гидролиза растительного сырья производится значительный объём кормовых дрожжей для сельского хозяйства.

В качестве исходного сырья для такого получения кормового белка обычно используются отходы целлюлозной и деревообрабатывающей промышленности солома, корзинки подсолнечника, льняная костра, стержни кукурузных початков, свекловичная меласса, картофельная мезга, пивная дробина, торф, барда спиртовых производств, отходы молочной промышленности.

Этапы технологического процесса получения кормового белка:

1. Измельчённое растительное сырьё, содержащее большое количество клетчатки, подвергается кислотному гидролизу при повышенном давлении и температуре, в результате чего 60-65% содержащихся в них полисахаридов гидролизуются до моносахаридов;

2. Полученный гидролизат отделяют от лигнина, избыток кислоты, применяемой для гидролиза, нейтрализуют известковым молоком или аммиачной водой;

3.После охлаждения и отстаивания в гидролизат добавляют минеральные соли, витамины и другие вещества, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов;

4. Полученная таким образом питательная среда подаётся в ферментёрный цех, где осуществляется выращивание дрожжей.

5. Для культивирования на гидролизатах растительных отходов наиболее эффективны дрожжи родов Candida, Torulopsis, Saccharomyces. При оптимальных условиях из 1 т отходов хвойной древесины можно получить 200 кг кормовых дрожжей.

Для получения кормовых дрожжей применяется технология их глубинного выращиванияв специальных аппаратах – ферментёрах (рис. 12.1).

При технологии обеспечиваются следующие процессы:

1.Режим постоянного перемешивания суспензии микробных клеток в жидкой питательной среде и оптимальные условия аэрации;

 

 

 

Рис. 12.1. Схема ферментера для выращивания дрожжей

1 - корпус ферментера; 2 - выход воздуха в атмосферу через очистительный фильтр; 3 - подача воздуха для аэрации и перемешивания питательной среды; 4 - охлаждающая рубашка; 5 - теплообменник; 6 - выход дрожжевой суспензии по окончании ферментации; 7 - кювета для направления потока воздуха во внутреннюю полость теплообменника; 8 - подача холодной воды в теплообменник; 9 - вывод теплой воды из теплообменника; 10 - подача посевной культуры; 11 - подача жидкой питательной среды.

 

2. Отвод избыточного тепла с целью поддержания заданного температурного режима;

3. Рабочий цикл выращивания культуры дрожжей поддерживается в течение 20 часов;

4. По окончании рабочего цикла культуральная жидкость вместе с находящимися клетками дрожжей выводится из ферментёра, а в него вновь подаётся питательный субстрат и культура дрожжевых клеток для выращивания.

5. Выведенная из ферментёра суспензия микробных клеток далее подаётся на флотационную установку, на которой производится отделение биомассы дрожжей от культуральной жидкости. В процессе флотации происходит вспенивание суспензии, при этом микробные клетки всплывают на поверхность вместе с пеной, которая отделяется от жидкой фазы.

6. После отстаивания дрожжевая масса концентрируется при помощи сепаратора;

7. Для достижения лучшей перевариваемости дрожжей в организме животных проводится специальная обработка микробных клеток (механическая, ультразвуковая, термическая, ферментативная), обеспечивающая разрушение их клеточных оболочек.

8. Затем дрожжевая масса упаривается до необходимой концентрации и высушивается, влажность готового продукта не должна превышать 8-10%.

В сухой дрожжевой массе содержится 40-60% сырого белка, 25-30% усвояемых углеводов, 3-5% сырого жира, 6-7% клетчатки, до 50 мг% витаминов.

9. Посредством обработки дрожжей ультрафиолетовыми лучами проводится их обогащение витамином D2, который образуется из содержащегося в них эргостерина.

10. Для улучшения физических свойств готового продукта кормовые дрожжи выпускают в гранулированном виде.

На основе ферментации гидролизатов растительного сырья, наряду с производством кормовых дрожжей, получают также этиловый спирт. В этом случае особенность технологии заключается в том, что вначале проводится спиртовое брожение, в результате которого происходит утилизация содержащихся в гидролизате гексоз. После отгонки спирта остаётся неиспользованный субстрат – барда. Эта послеспиртовая барда используется в дальнейшем как питательная среда для выращивания кормовых дрожжей. Таким образом, из гидролизатов растительных отходов одновременно могут быть получены два вида ценной продукции.

Хороший субстрат для выращивания кормовых дрожжей - молочная сыворотка, являющаяся производственным отходом при переработке молока. В 1 т молочной сыворотки в среднем содержится 10 кг полноценного белка и 50 кг дисахарида лактозы, который легко утилизируется микроорганизмами.

Для выделения из молочной сыворотки белков разработана эффективная технология с применением метода ультрафильтрации низкомолекулярных веществ через мембраны. Получаемые таким способом белки используются для приготовления сухого обезжиренного молока или в качестве пищевой белковой добавки. Остающиеся после отделения белков жидкие отходы, содержащие лактозу, могут быть затем переработаны путём культивирования дрожжей в обогащённые белками кормовые продукты.

Дрожжеванию подвергается молочная сыворотка без предварительного выделения из неё белков, при этом выращиваются специальные виды кормовых дрожжей из рода Torulopsis. На основе дрожжевания молочной сыворотки производится три вида кормовых белковых продуктов:

1. Заменитель цельного молока для кормления молодняка сельскохозяйственных животных – «БИО ЗЦМ»;

2. Жидкий белковый продукт «Промикс» с содержанием белков в 2,5-3 раза выше, чем в исходной молочной сыворотке;

3. Сухой, обогащённый дрожжевыми белками продукт «Провилакт», применяемый как заменитель сухого обезжиренного молока.

Как показывают опыты по изучению питательных свойств кормовых дрожжей, они достаточно хорошо перевариваются в организме животных (переваримость белков 80-90%), по сумме незаменимых аминокислот близки к эталону ФАО, а по содержанию в белках лизина, треонина, Валина и лейцина существенно превышают эталон ФАО (см. табл. 12.2). Вместе с тем белки дрожжей частично не сбалансированы по метионину и в них содержится мало других аминокислот.

Наряду с использованием дрожжевых белков в качестве кормовой добавки при сбалансировании рационов сельскохозяйственных животных ставится задача сделать эти белки пригодными для питания человека. Разработана технологиякультивирования пивных и других пищевых дрожжей, которые используются как белковые добавки к различным пищевым продуктам:

1. При переработке в пищевой белок биомассу дрожжей тщательно очищают. При этом оболочки дрожжевых клеток разрушают при помощи механической, щелочной, кислотной или ферментативной обработки и затем экстрагируют гомогенную дрожжевую массу органическим растворителем;

2.После очистки от органических и минеральных примесей полученный дрожжевой продукт обрабатывают щелочным раствором для растворения белков;

3.Белковый раствор отделяют от оставшейся массы дрожжей;

4. Из белкового раствора удаляются низкомолекулярные примеси;

5.Очищенные белки осаждают, высушивают и полученную белковую массу используют в качестве добавок в различные пищевые продукты: сосиски, студни, паштеты, все мясные и кондитерские начинки.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

---

• 
  Дрожжи паразит
• 
  Подготовка дрожжей
• 
  История дрожжей
• 
  Дрожжи витилевюр
• 
  Витилевюр дрожжи
• 
  Царство дрожжи
• 
  Дрожжи схема
• 
  Штамм дрожжей
• 
  Дрожжи молочнокислые
• 
  Молочнокислые дрожжи
• 
  Опасные дрожжи