Метод за производство на хранителни дрожди от рода Saccharomycetes
Изобретението се отнася до биотехнологиите и може да се използва при производството на хранителни добавки и фуражни протеини. Методът се състои в култивиране на хранителни дрожди от рода Saccharomycetes върху хранителна среда, съдържаща пентози и хексози под формата на смес от меласа и барда в съотношение 1:1-1:3, източник на азот и минерални компоненти, и отделяне на биомасата. Методът позволява да се намали продължителността на процеса на култивиране. 4 табл.
Изобретението се отнася до областта на биотехнологиите, по-точно до микробиологичната индустрия, и може да се използва при производството на хранителни добавки и фуражни протеини, както и при приготвянето на хранителни среди за различни цели.
Съществува метод (1) за получаване на хлебни дрожди от рода Saccharomycetes от вещества, съдържащи пентоза, например от съдържащи течен сулфит отпадъци от обработка на бук или дънни остатъци, включително адаптиране на дрожди чрез добавяне на хранителни соли към пентозна среда без хексоза, енергийна аерация на пентозна среда, латентен период на адаптация към пентози и адаптиране и култивиране дрожди се извършват за няколко часа (от 2 до 10) при интензивно и аериране, след което дрождите придобиват способността да асимилират пентоза, други въглехидрати, включително хексоза. След адаптиране към хранителната среда се добавят хексози и се извършва алкохолна ферментация на водни разтвори на пентози и хексози. Получената мая се измива и се отделя от пентозите чрез центрофугиране. Недостатъкът на този метод е високата цена и сложността на процеса поради необходимостта от операции на центрофугиране и измиване на дрожди от пентози, както и дълга операция на адаптиране на дрожди към пентози.
Известен е и метод (2) за получаване на биомаса от микроорганизми, главно хранителни дрожди от рода Saccharomycetes,включително адаптиране към пентозна среда (съгласно метод 2), след това добавяне на адаптирана към пентоза дрожди към хексозна среда и провеждане на алкохолна ферментация в продължение на 2 часа без размножаване на дрождеви клетки. Получената мая, адаптирана към хексозната среда, се отделя от средата и се измива.
Недостатъкът на този метод е неговата многоетапност и въвеждането на допълнителна операция - алкохолна ферментация.
Трябва също така да се отбележи, че пентозите, съдържащи се в отпадъчните продукти от хидролизата и алкохолната промишленост, никога не се асимилират от всички видове Saccharomyces и Schizosaccaromyces (3). Съгласно (3) добивът на биомаса по методи 1 и 2 може да се увеличи не поради използването на пентози, а поради използването на рафиноза, малтоза и декстрини, които не принадлежат към класа на пентозите.
Настоящото изобретение се основава на провеждането на едноетапен процес, при който липсват процеси на адаптиране към хексози и пентози, алкохолна ферментация, процеси на отделяне и измиване на биомасата на микроорганизмите от горните захари.
Техническият резултат е намаляване на разходите, опростяване, както и намаляване на продължителността на процеса.
Този технически резултат се постига от факта, че съгласно предложения метод за получаване на биомаса от микроорганизми, методът включва култивиране на биомаса от микроорганизми, главно хранителни дрожди от рода Saccharomycetes, върху хранителна среда, съдържаща смес от въглехидрати, избрани от групата на хексози и пентози като източник на въглерод, както и източници на азот и функционално необходими минерални компоненти, последвано от изолиране на храна биомаса, а като хексози и пентози се използва смес от меласа и дестилаж в съотношение от 1:1 до 1:3.
Изобретателското ниво на предложения метод се определя от факта, чече използването на пентози като субстрат за култивиране на дрожди Saccharomycetes не е било предложено преди това в научни, технически и патентни материали, тъй като е известно, че този въглехидрат не се абсорбира от дрожди Saccharomyces и Schizosaccharomyces.
Използването на пентози може да се обясни по следния начин: хексозата, главно глюкозата, съдържаща се в меласата (в нашия случай глюкозата), се фосфорилира в микробните клетки. В същото време фосфорът от глюкозата през системата UDPG очевидно може да бъде прехвърлен в пентоза, която в такава фосфорилирана форма може да се използва от захаромицетни дрожди. Възможността за прилагане на този метод се потвърждава от пример 1 (в случай на оптимално решение).
Дрождите Saccharomyces cerevisiae раса 14 се култивират върху смес от хексози (меласа) и пентози (винаса) в съотношение 50% и 50%, т.е. 1:1 за въглерод. Процесът се провежда в апарат за непрекъснато култивиране на микроорганизми тип АНКУМ-2М в условия на аерация при скорост на бъркалка 600 об/мин, което е не по-малко от 60% насищане при температура 30 o C и рН 4,8.
Процесът на култивиране се провежда в продължение на 8 часа при Vwork = 8.5 l.
Съставът на хранителната среда, g / l: Амониев сулфат - 3,1 Калиев фосфат - 1,2 Калиев хлорид - 0,2 Магнезиев сулфат - 0,7 Витамини, mg / l: Дестиобиотин - 0,1, както се вижда от таблицата. 1, хексозата (меласата) и пентозата (вината) се оползотворяват напълно, което се потвърждава от количественото натрупване на биомаса, съгласно ЕК, равно на 50%.
Дрождите Saccharomyces cerevisiae раса 14 се култивират върху смес от хексоза (меласа) 25% и пентоза (винаса) 75%, т.е. в съотношение 1:3 за въглерод в апарат АНКУМ-2М при условия на аериране при скорост на бъркалката 600 rpm, температура 30 o C и pH 4,8. Процесът на култивиране се проведе в продължение на 8часа при Vworks = 8,5 литра.
Съставът на хранителната среда, g / l: Амониев сулфат - 3,1 Калиев фосфат - 1,2 Калиев хлорид - 0,2 Магнезиев сулфат - 0,7 Витамини, mg / l: Дестиобиотин - 0,1 Табл. 2 илюстрира, че при съотношение на хексози (меласа) и пентози (винаса), равно на 1:3, също се получава пълно оползотворяване на хексози и пентози.
Дрождите Saccharomyces cerevisiae раса 14 се култивират върху същата хранителна среда, както в случая от пример 2, но съотношението на хексози (меласа) 20% и пентози (винаса) 80% е 1:4 по отношение на въглерод.
Таблица данни. 3 показват, че при съотношение на хексоза (меласа) и пентоза (винаса) 1: 4 по отношение на въглерода, с увеличаване на дела на пентозите в използваната система (хранителна среда), използването на тази захар намалява (3-4 пъти).
Дрождите Saccharomyces cerevisiae раса 14 се отглеждат при същите условия, както в случая от пример 1, но в този случай само вина (пентоза) се използва като въглерод.
Както се вижда от табл. 4 Дрождите Srccharomyces cerevisiae не метаболизират пентози.
По този начин предложеният метод може да се използва в промишлеността за производство на хранителни дрожди върху отпадъци от целулоза и хартия и производство на алкохол.
1. Патент на САЩ N 2 698 827, кл. 195-79, 1950 г.
2. Патент на САЩ N 2 698 828, кл. 195 - 79, 1951 (прототип).
3. К. В. Косиков. Генетични методи за отглеждане на дрожди. -М.: Наука, с. 68 - 93, 1979.
Метод за производство на хранителни дрожди от рода Saccharomycetes, включващ култивирането им върху хранителна среда, съдържаща смес от въглехидрати, избрани от групата на хексози и пентози като въглероден източник, както и източници на азот и функционално необходими минерални компоненти, последвано от изолиране на хранителна биомаса, характеризираща се с това, че катохексоза и пентоза използват смес от меласа и дестилат в съотношение 1: 1 - 1: 3.