Спосіб отримання харчових дріжджів роду цукроміцетів
Винахід відноситься до біотехнології і може бути використане у виробництві харчових добавок та кормових білків. Спосіб передбачає культивування харчових дріжджів роду цукроміцетів на живильному середовищі, що містить пентози та гексози у вигляді суміші меляси та барди у співвідношенні 1:1-1:3, джерело азоту та мінеральні компоненти, та відділення біомаси. Спосіб дозволяє скоротити тривалість процесу культивування. 4 табл.
Винахід відноситься до галузі біотехнології, точніше мікробіологічної промисловості, і може бути використане у виробництві харчових добавок і кормових білків, а також при приготуванні поживних середовищ різного призначення.
Відомий спосіб (1) отримання хлібопекарських дріжджів роду сахароміцетів з речовин, що містять пентозу, наприклад з рідких відходів сульфітсодержащих переробки бука або кубових залишків, що включає адаптацію дріжджів шляхом додавання поживних солей до пентозного середовища, вільної від гексоз, енергетичну до пентоз, причому адаптацію і вирощування дріжджів ведуть протягом декількох годин (від 2 до 10) при інтенсивній аерації, після чого дріжджі набувають здатність засвоювати пентозу, інші вуглеводи, в тому числі і гексозу. Після адаптації до живильного середовища додають гексози і проводять спиртову ферментацію водних розчинів пентоз і гексоз. Отримані дріжджі відмивають та відокремлюють від пентоз шляхом центрифугування. Недоліком зазначеного способу є дорожнеча та ускладнення процесу через необхідність проведення операцій центрифугування та відмивання дріжджів від пентоз, а також тривала операція адаптації дріжджів до пентозів.
Відомий також спосіб (2) отримання біомаси мікроорганізмів, переважно харчових дріжджів роду цукроміцетів,включає адаптацію до пентозного середовища (за способом 2), потім додавання пентозно-адаптованих дріжджів у гексозне середовище та проведення спиртової ферментації протягом 2-х годин без розмноження дріжджових клітин. Отримані дріжджі, адаптовані до гексозного середовища, відокремлюють від середовища та промивають.
Недоліком даного способу є його багатостадійність та введення додаткової операції - алкогольної ферментації.
Слід також зазначити, що пентози, що містяться у відходах гідролізної та спиртової промисловості, ніколи не засвоюються всіма видами Saccharomyces та Schizosaccaromyces (3). Згідно (3) вихід біомаси за способами 1 і 2 може збільшуватися не за рахунок утилізації пентоз, а за рахунок утилізації рафінозу, мальтозу та декстринів, які до класу пентоз не належать.
Пропонований винахід заснований на проведенні одностадійного процесу, в якому відсутні процеси адаптації до гексозів і пентоз, алкогольної ферментації, процеси сепарування та відмивання біомаси мікроорганізмів від зазначених вище цукрів.
Технічним результатом є здешевлення, спрощення та скорочення тривалості процесу.
Зазначений технічний результат досягається тим, що за пропонованим способом отримання біомаси мікроорганізмів спосіб включає в себе культивування біомаси мікроорганізмів, переважно харчових дріжджів роду цукроміцетів, на живильному середовищі, що містить в якості джерела вуглецю суміш вуглеводів, вибраних з групи гексоз і пентоз, і функціонально необхідні мінеральні компоненти з подальшим виділенням харчової біомаси, причому як гексоз і пентоз використовують суміш меляси та барди у співвідношенні від 1:1 до 1:3.
Винахідницький рівень запропонованого способу визначається тим,що раніше в науково-технічних та патентних матеріалах використання пентоз як субстрату для культивування дріжджів цукроміцетів не пропонувалося, оскільки було відомо, що цей вуглевод дріжджами Saccharomyces та Schizosaccharomyces не засвоюється.
Утилізація пентоз може бути пояснена в такий спосіб: гексоза, переважно глюкоза, що міститься в мелясі (у нашому випадку глюкоза), фосфолюється в клітинах мікроорганізмів. При цьому фосфор від глюкози через систему УДФГ може переноситися на пентозу, яка в такому фосфорильованому вигляді може утилізуватися дріжджами-сахароміцетами. Можливість здійснення цього способу підтверджується прикладом 1 (у разі оптимального рішення).
Дріжджі Saccharomyces cerevisiae 14 раса культивували на суміші гексоз (меляса) і пентоз (барда) у співвідношенні 50% і 50%, тобто. 1:1 з вуглецю. Процес проводили в апараті безперервного культивування мікроорганізмів типу АНКУМ-2М в умовах аерації при обороті мішалки 600 об/хв, що не нижче 60% від насичення при температурі 30 o C і pH 4,8.
Процес культивування вели протягом 8 годин при Vраб = 8,5 л.
Склад живильного середовища, г/л: Амоній сірчанокислий – 3,1 Калій фосфорнокислий – 1,2 Калій хлористий – 0,2 Магній сірчанокислий – 0,7 Вітаміни, мг/л: Дестіобіотин – 0,1 як видно з табл. 1, гексоза (меляса) та пентоза (барда) утилізуються повністю, що підтверджується кількісним накопиченням біомаси, відповідно до ЕК, що дорівнює 50%.
Дріжджі Saccharomyces cerevisiae 14 раса культивували на суміші гексоз (меляса) 25% і пентоз (барда) 75%, тобто. у співвідношенні 1:3 вуглецю в апараті АНКУМ-2М в умовах аерації при обороті мішалки 600 об/хв, температурі 30 o C і pH 4,8. Процес культивування вели протягом 8годин при Vраб = 8,5 л.
Склад живильного середовища, г/л: Амоній сірчанокислий - 3,1 Калій фосфорнокислий - 1,2 Калій хлористий - 0,2 Магній сірчанокислий - 0,7 Вітаміни, мг/л: Дестіобіотин - 0,1 Табл. 2 ілюструє, що при співвідношенні гексоз (меляса) і пентоз (барда), що дорівнює 1:3, також відбувається повна утилізація гексоз і пентоз.
Дріжджі Saccharomyces cerevisiae раса 14 культивували на такому ж живильному середовищі, як і у випадку прикладу 2, але співвідношення гексоз (меляса) 20% і пентоз (барда) 80% становило 1:4 вуглецю.
Дані таблиці. 3 показують, що при співвідношенні гексозу (меляса) і пентоз (барда) 1:4 по вуглецю зі збільшенням частки пентоз у системі (живильному середовищі), що застосовується, утилізація зазначеного цукру знижується (в 3 - 4 рази).
Дріжджі Saccharomyces cerevisiae раса 14 вирощували в тих же умовах, як і у випадку прикладу 1, але в даному випадку вуглецю використовували тільки барду (пентози).
Як очевидно з табл. 4 дріжджі Srccharomyces cerevisiae не засвоюють пентозу.
Таким чином, запропонований спосіб може бути використаний у промисловості для отримання харчових дріжджів на відходах целюлозно-паперового та спиртового виробництва.
1. Патент США N 2698827, кл. 195 – 79, 1950.
2. Патент США N 2698828, кл. 195 – 79, 1951 (прототип).
3. К.В.Косіков. Генетичні методи селекції дріжджів -М: Наука, с. 68 – 93, 1979.
Спосіб отримання харчових дріжджів роду цукроміцетів, що включає їх культивування на живильному середовищі, що містить в якості джерела вуглецю суміш вуглеводів, вибраних з групи гексоз і пентоз, а також джерела азоту і функціонально необхідні мінеральні компоненти, з подальшим виділенням харчової біомаси, що відрізняється якостігексоз і пентоз використовують суміш меляси та барди у співвідношенні 1:1 - 1:3.