Способ получения посевного материала для производства лимонной кислоты поверхностной ферментацией

 

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и касается получения Посевного материала для производства лимонной кислоты поверхностным способом с помощью .гриба - продуцента Aspergillus niger. Целью изобретения является повьшение биохимической активности посевного материала. Способ заключается в том, что посевной материал получают путем смешивания конидий гриба с наполнителем в соотношении 1:2. В качестве наполнителя используют солодовые ростки, которые предварительно измельчают до частиц размером не более 10 мкм, стерилизуют и высушивают до влажности 30-35%. 5 табл. I сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (1!) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8T0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ ЕНН Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4168411/30-13 (22) 29. 12,86 (46) 15.07.88. Бюл. Ф 26 (71) Ленинградский межотраслевой научно-исследовательский институт ,пищевой промьппленности (72) В.М.Голубцова, Е.Я.Щербакова, А.В.Коротченко и Е.С.Минц (53) 663. 15 (088.8) .(56) Патент Англии Ф 2076018, кл, С 12 N 1/14, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1063832, кл. С 12 P 7/48, 1982.

<51) 4 С,12 P 7/48 С 12 N 1/14//

//(С 12 Ы 1/14, С 12 и 16 5 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСЕВНОГО

МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИМОННОЙ

КИСЛОТЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ФЕРМЕНТАЦИЕЙ (5?) Изобретение относится к микробиологической промьппленности и касается получения посевного материала для производства лимонной кислоты поверхностным способом с помощью гриба — продуцента Aspergillus niger.

Целью изобретения является повышение биохимическоц активности посевного материала. Способ заключается в том, что посевной материал получают путем смешивания конидий гриба с наполнителем в соотношении 1:2. В качестве наполнителя используют солодовые ростки, которые предварительно измельчают до частиц размером не более

10 мкм, стерилизуют и высушивают до влажности 30-35Х. 5 табл.

1409б 58

Изобретение относится к микробио-, логической промышленности и касается цолучения посевного материала для

1 роиэводства лимонной кислоты поверх5 йостным способом с помощью гриба—

Продуцента Aspergillus niger.

Цель изобретения — повьппение биомической активности посевного маериала. 10

Способ заключается в следующем.

Посевной материал для производста лимонной кислоты поверхностной ерментацией с использованием гриба—

opyqem a Aspergillus niger получат путем смешивания конидий гриба с аполнителем в соотношении 1:2. В ачестве наполнителя используют соодовые ростки, при этом их предваительно измельчают, стерилизируют высушивают до влажности 30-35%.

Солодовые ростки, смешанные с онидиями при попадании на поверх-!, ность мелассной среды, активируют онидии, ускоряют их прорастание за счет экстракции содержащихся в остках биостимуляторов (витаминов, аминокислот, ферментов, легкоусвояемой глюкозы). В результате ускорения формирования мицелиальной пленки гриба уменьшается вероятность

30 раннего инфицирования мелассных растворов, что особенно важно при обработке меласс низкого технологического качества.

Солодовые ростки .- отход пивова- 35

1 ренного производства - просеивают через сито для удаления зерен и их

"оболочек и затем измельчают на мельнице (18000 об/мин). Размеры размолотых частиц не должны превьппать

10 мкм, так как способ производства лимонной кислоты является поверхностным и частицы должны быть легкими, не увлекать посевной материал в глубину мелассного раствора. После из- 45 мельчения ростки стерилизуют трехкратным автоклавированием при 0,1 ати в течение 30 мин с последующим термостатированием после каждого автоклавирования при 30-35 С в течение су- 50 ток.

После стерилизации солодовые ростки высушивают до влажности 30-35%.

При влажности меньше 30% наблюдается снижение стимулирующих свойств солодовых ростков, а при увеличении влажности выше 35% происходит потеря всхожести посевного материала из-за увлажнения конидий. Изменение границ влажности солодовых ростков ведет к снижению биохимической активности посевного материала и, как следствие, к снижению кислотообразования. Влияние степени высушивания солодовых ростков на всхожесть и кислотообразование представлено в табл. (, Простерилизованные и высушенные до оптимальной влажности солодовые ростки смешивают с конидиями в массовом соотношении 2: 1.

Приготовленным таким образом посевным материалом засевают ферментационную среду, содержащую 13-17% сахара. Ферментацию проводят поверхностным способом в течение 7-9 сут. при 32 С.

Пример 1. Солодовые ростки просеивают через сито для удаления зерен и их оболочек и измельчают на мельнице до размера частиц меньше

10 мкм, после чего их подвергают стерилизации. Стерилизацию осуществляют трехкратным автоклавированием при 0,1 ати в течение 30 мин с последующим высушиванием в термостате при о

32 С в течение двух суток до влажности 30%. Обработанные таким образом солодовые ростки смешивают с конидиями гриба А.niger штамм Л-130 в массовом соотношении 2:1. Приготовленным посевным материалом засевают ферментационную среду, г/л:

Свекловичная меласса (50%-ной концентрации по сахару) 300

Серная кислота 0,06

Гексацианоферрат калия, гидрат 1 ф 5

Трилон Б 0,05

Дигидроортофосфат калия 0,15

Сульфат цинка, гидрат 0,01 рН среды 7, 1-7,2

Ферментацию поверхностным способом проводят в химических стаканах с площадью дна 0,4 1 дм . Объем мелассной среды 500 мп (высота слоя 12 см).

На поверхность среды высевают распылением конидий штамма Л-130. Продолжительность ферментации 7 сут, температура воздуха в термостатной комнате 32 С, Для сравнения проводят исследования в аналогичных условиях с этой же мелассой, но без наполнителя (контроль), а также с такими наполнителями, как тальк корейский и активиро1409658

370

40 ванный уголь. Влияние наполнителей на кислотообраэование штамма Л-130, выращиваемого на мелассных средах средней ферментируемости, представлено в табл. 2.

Из табл. 2 видно; что активиро, ванный уголь и тальк в качестве наполнителей угнетают кислотообразование гриба на 9,4-12, 1%. 10

Hp и м е р 2. Условия аналогичны примеру 1, Посевной материал приготавливают в производственных условиях. Конидии штамма смешивают со стерильными солодовыми ростками, высушенными до влажности 30%, в соотношении 1:2. Производственный посевной материал испытывают на мелассной среде, Состав ферментационной среды, 20 г/л:

Свекловичная.меласса (45%-ная концентрация сахара)

Карбонат натрия, без- 25 водный 0,23

Гексацианоферрат калия, гидрат 1,12

Гигидроортофосфат калия 0,1

Сульфат цинка, гидрат 0,005 рН среды 7,2

Сравнительные данные по кислотообразованию А.niger штамм Л-130 партия 12 с использованием наполнитепя (солодовые ростки, высушенные до 33% влажности) и беэ наполнителя при культивировании на .мелассе Гиндештского сахарного завода заготовки 1981 г! хорошей ферментируемости представлены в табл. 3.

I, Использование солодовых ростков в качестве наполнителя при приготовлении посевного материала дает возможность получить 2150 r лимонной кислоты в расчете на м в сутки в 45 то время, как посев конидий без наполнителя приводит к образованию

1950 r кислоты (табл. 3), Таким образом, использование солодовых ростков позволяет увеличить съем лимон- 60 ной кислоты на 8,.8% по сравнению с контролем (без наполнителя) и .повысить выход лимонной кислоты на 6,3Х.

Состав синтезируемых кислот (лимонная и глюконовая) под влиянием наполнителя практически не меняется.

Изменения в диапазоне 1 0-1,5Х в составе кислот лежат в пределах ошибки опыта.

П р и и е р 3. Испытания посевного материала, смешанного с солодовыми ростками, высушенными до 35Х влажности в соотношении 1:2, проводят на заводе лимонной кислоты в производственной камере цеха поверхностной ферментации. Приготовление мелассных сред осуществляют согласно

Технологической инструкции по производству пищевой лимонной кислоты (1981) .

Состав ферментационной среды, / кг:

Смесь свекловичных меласс

Никифоровского, Гиндештского, Нижне-Кисляйского и Зртильского сахарных заводов заготовки 1981 26800

Гексацианоферрат калия, гидрат 134

Трилон Б 4,42

Триполифосфат натрия 4,42

Дигидроортофосфат калия 11,45

Сульфат цинка, гидрат 0,92

Фурациллин 1,624

40Х-ный раствор формалина, л 11,6

Сульфат меди, гидрат 0,46

Вода водопроводная, м До 92 рН 7,0-7,2

Общая площадь ферментированной поверхности камеры составляет 497 м .

Содержание сахара в исходном мелассном растворе 15,5%. Длительность .

9 сут. Температура 32 С.

В условиях производства при засеве конидиями гриба, смешанными с солодовыми ростками в массовом соотношении 1:1, синтезируется 1810 г кислоты с 1 м в сутки, а смешанными с тальком в таком же соотношении

1723.

Сравнение кислотообразования гриба А.niger штамм Л-130 при использовании конидий, смешанных с различными наполнителями (солодовые ростки, высушенные до влажности 35Х, и тальк) в массовом соотношении 1:2 представ лены в табл. 4.

Таким образом, использование в качестве наполнителя солодовых ростков позволяет увеличить съем лимонной кислоты с единицы площади в единицу времени на 5%. Кроме того, преимущество солодовых ростков перед тальком — более быстрое формирование мицелиальной пленки, что снижает степень BosMoKHoro инфицирования IIH1409б58

Таблица 1

Выход лимонной кислоты,%

Всхожесть конидий, Х

-Содержание влаги в солодовых ростках, %

82,3

82,3

33

9,6

50 (не высушен,) 5 ( тательных растворов бактериальной флорой.

Пример 4. Производственные ,испытания посевного материала А,ni5

ger штамма Л» 1 30 с новым наполните лем проводят на заводе лимонной кислоты в производственной камере цеха, поверхностной ферментации. условия приготовления мелассной среды и состав ее аналогичны примеру 3, массовое соотношение конидий, высушенные до влажности 35Х солодовые ростки

1:2. Концентрация сахара в среде

13%. Длительность ферментации 8 сут, Съем лимонной кислоты с камеры при использовании солодовых ростков составляет 1605,9 r c 1 м в сутки, удельный расход 46%-ной по сахару мелассы 4,34 т на 1 т лимонной кислоты. При применении талька 1493,5 г/

/м сутки и 4„71 т/т соответственно.

Таким образом, съем лимонной кислоты ! увеличивается на 7%, выход ее от сахара на 4Х, а расход мелассы уменьшается на 7,9%.. Сравнение кислотообраэования гриба А.niger штамм Л-. 130, при использовании конидий, смешанных с высушенными до влажности 35Х солодовыми ростками в соотношении 1 2 и конидий того же штамма, смешанных с тальком 1: 2 представлены в табл,5.

Солодовые ростки также способствуют более быстрому росту и формированию складчатой пленки продуцента.

Таким образом, использование солодовых ростков, высушенных до влажности 30-35%, в качестве наполнителя позволяет получить посевной материал с высокой биохимической активностью.

Использование солодовых ростков увеличивает выход лимонной кислоты на

4-б%, съем лимонной кислоты на 5-7% удельный расход мелассы на 1 т лимонной кислоты сокращается на б-8% по сравнению с посевным материалом, приготовленным с другими наполнителями.

Формула изобретения

Способ получения посевного материала для производства лимонной кислоты поверхностной ферментацией, предусматривающий выращивание конидий гриба Aspergillus niger, смешивание их с наполнителем в соотношении 1:2, отличающийся тем, что, с целью повышения биохимической активности посевного материала, в качестве наполнителя используют солодовые ростки, при этом перед смешиванием с конидиями солодовые рос тки измельчают до частиц размером не более 10 мкм, стерилизуют и высушивают до влажности 30-35Х.

1409658

Таблица 2! 1

Образование лимонной кислоты

Образование лимонной

На пол нит ель

Выход лимонной кислоты от г/1 м, сутки

7 р К конткислоты, г/на ста кан сахара, 7 ролю

69,3

1820ф.40

100

52+ 1

Активированный уголь марки КАД

63,1

47,3+0,3 1650+10

90,6

Активир ов а нный уголь марки А

61,3

87,9

46+6

62,7

89,6

47+2

73,3

106

55+ 1

1930+40

Таблица 3

Соотношение кислот в ферментативном растворе, 7.

Образование общего количества

Образование лимонной кислоты

Наполнитель кисло кислот, г/м,сутки г/м2 ки сут- Х к конт ролю лимонная глюконовая

Контроль (без наполнителя) 98,9+0,2 1,1+0,2,1930+20 100

1950+20

72,5

Солодовые ростки

97, 7+0,5 2, 3+О, 5 2100+30 108,8 78,4

2150+30

Таблица 4

Выход лимон ной

Расход 467.-ной по сахару мелассы, г ъем лимонной кислоты

Наполнители

Все го г/м Х к сутки контролю кисло, ты от контДОЛЮ сахара, l.

Солодовые ростки

58,3

15,432 3,726 94

105

1810

15, 550 3, 950. 100

54,8

100

Тальк

Контроль (конидии без наполнителя) Тальк корейский

Солодовые ростки

1723 (контроль) 1600+200

1630+70 на 1 т лимонной кислоты

Выход лимонной ты от сахара, Ж

14096,58 0

Таблица 5

Съем лимонной кислоты

4,34

50,1

4,71

Тальк

Составитель Л.Минеева exðeÀ Л.Олийнык Корр ект ор Л. Пилипе нк о

Редактор И.Сегляник

Заказ 3446/26 Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ( (Наполнители

Солодовые ростки кислоты с учетом межциклового простоя

r/ì2 сутки

1605, 9

1493,5

Расход 46%-ной по сахару мелассы,т на 1 т лимонной кислоты

Выход лимонной от сахара, 7.