Способ подготовки питательной среды к выращиванию дрожжей

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цель изобретения - увеличение выхода дрожжей. Способ заключается в том, что подготовку среды осуществляют путем ее аэрирования с последующим отделением взвешенных веществ. Аэрирование проводят в присутствии микроорганизмов, известных в качестве "сорняков" дрожжевого производства KLUYVEROMYCES MARXIANUS или CANDIDA HUMICOLA при концентрации сухой биомассы в среде 0,02-0,5%. Температура процесса 20-75°С, продолжительность 0,5-7 ч. Выращивают ассоциацию дрожжей, используя гидролизные среды. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ, COBETCHHX

4WHCI

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОР(:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКУП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4338180/31-13 (22) 02. 12, 87 (46) 15.05.90, Бюл. Р 18 (71) Архангельский лесотехнический институт им. В. В. Куйбьппева и Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (72) Е.Д. Гельфанд, Г. И. Попова, В.И. Каменный, Е.Д. Бугаева и С. А. Забелина (53) 663 . 14 (088. 8) (56) Глущенко Н. В. Подготовка субстратов.. М.: Лесная промьплленность, 1972, с. 8-31.

Авторское свидетельство СССР

Р 286932, кл. С 12 N 1/22, 1969.

Изобретение относится к микробиологической промьппленности, в частности к производству KopMQBbIx дрожжей путем выращивания их на гидролизных ,средах,и касается способов подготовки гидролизных сред к выращиванию.

Целью изобретения является увеличе" ние выхода дрожжей.

Способ заключается в том, что гидролизную среду подвергают аэрированию в присутствии микроорганизмов, известных в качестве сопутствующих популяций микроорганизмов — "сорняков" дрожжевого производства, при концентрации их 0,02-0,5% с последующим отделением взвешенных веществ механическим пус тем, аэрирование проводят при 20-75 С в течение 0,5-7 ч, „.SU„„ l 564183 А 1 (51)5 С 12 N 1/22(С !2 Х 1/22

С 12 К 1:12) (С 12 К 1/22, С 12 R 1:645) 2 (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПИТАТЕЛЬНОЙ

СРЕДЫ К ВЫРАЩИВАНИ10 ДРОЖЖЕЙ (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности ° Цель изобретения — увеличение выхода дро;...— жей. Способ заключается в том, что подготовку среды осуществляют путем ее азрирования с последующим отделением взвешенных веществ. Аэрирование проводят в присутствии микроорганизмов, известных в качестве сорняков дрожжевого производства К1иучегошуces markianus или Candida humicola при концентрации сухой биомассы в среде 0,02-0,5%. Температура процесса 20 — 75 С, продолжительность

0,5 — 7 ч. Выращивают ассоциацию дрож- 3 жей, используя гидролизные среды.

1 з.п. ф-лы, 2 табл.

3»»й

Гидролизную среду (сусло или барду/ © подают в аппарат, в котором осуществляется аэрирование (т.е. контакт с воздухом) и одновременно присутствуют микроорганизмы, известные в качестве "сорняков" дрожжевого производства. 90

tt 11

К микроорганизмам- сорнякам дрож- фФ жевого производства относят обычно такие, которые в отличие от культурных микроорганизмов, обладая повьппенной устойчивостью к специфическим . Ь» вредным факторам гидролизных сред, имеют очень низкую урожайность. Примером таких микроорганизмов являются

Kluyvегоmyces markianus или Candida

humicola При низкой биологической доброкачественности гидролизных сред подобные микроорганизмь1 успешно конку1564183 рируют с культурными дрожжами и в определенных ситуациях могут даже вытеснять их из среды. В том или ином количестве микроорганизмы-"Сорняки" всегда присутствуют в производствен5 ной ассоциации дрожжей.

Концентрацию микроорганизмов при аэрировании среды поддерживают в пределах 0,02-0,5Х в расчете иа сухое вещество биомассы по отношению к среде. Как показано в примерах 13 и 17, при концентрации Kluyvегоmyces шагkianus менее 0,02 . или более 0,5Х положительный эффект в предлагаемом способе не достигается. Поддержание нужной концентрации осуществляют за счет балансировки количества выводимой биомассы микроорганизмов с аэрированной средой и количества биомассы, вводимой на стадию аэрнрования со стадии отделения взвешенных веществ от аэрированной среды. Возможно также задержнвание микроорганизмов в аэрационном аппарате за счет эф- 5 фекта флотации.

Температура на стадии аэрирования от 20 С (прнмер 3) до 75 С (прнмер 2).

Вне укаэанных пределов проводить процесс нецелесообразно, так как температура 75 С является. той предельной температурой, которую имеет обычно гидролнзная среда после стадии нейтрализации и осветления а температура 35

20 С соответствует тому пределу, до которого может быть охлаждена гидролизная среда в производственных условиях.

Продолжительность стадии аэрирова- ®0 ння составляет 0 5 — 7 ч. Как показано в примерах 3 и 4, при времени аэрирования менее 0,5 и более 7 ч положительный эффект не достигается.

После стадии аэрнрования среду направляют на стадию отделения взвешенных веществ, в том числе н клеток микроорганизмов, в частности, путем центрифугйрования, флотации или фильтрации. Возможен также вариант частичного отделения клеток микроорганизмов непосредственно в аппарате за счет эффекта флотации.

Подготовленную среду направляют на выращивание дрожжей (при необходимости — дополнительно охлаждают), а часть отделенных взвешенных веществ возвращают на стадию аэрации для поддержания баланса микроорганизмов. увеличение выхода дрожжей можно объяснить тем, что наряду с облагораживанием сре4ы эа счет физического снижения концентрации ингибиторов в результате аэрирования достигается также облагораживание среды за . счет биологического снижения концент рации ингибиторов в результате жизнедеятельности микроорганизмов, присутствующих на стадии аэрирования, будучи высоко BHHocJIHBblMH к ингибиторам гидролизных сред, эти микроорганизмы

"сорняки" биологически осваивают среду, и короткий срок делая ее пригодной для жизнедеятельности культурных дрожжей. Кроме того, среду обогащают на стадии подготовки органическими веществами — продуктами жизнедеятельности микроорганизмов-"сорняков" которые могут способствовать росту культурных дрожжей.

Экспериментально установлено при культивировании микроорганизмов— сорняков и культурных дрожжей на гндролизных средах в идентичных условиях, что такие микроорганизмы- сорняки", как Kluyvегоmyces markianus u

СапдЫа Ьитдсо1а выделяют в среду в несколько раз больше органических азотсодержащих соединений, чем такие культурные дрожжи, как Candida scotu Candida tropicalis.

Пример 1. Для выявления эффективности предлагаемого способа берут производственный гидролизат, готовят из него субстрат для выращивания дрожжей, затем делят его на 2 части: одну нз них аэрируют по предлагаемому способу, другую — по прототипу и затем на обеих частях проводят выращивание в идентичных условиях и определяют абсолютный прирост биомассы дрожжей.

В исходный гндролизат, имеющий концентрацию редуцирующих веществ (РВ)

3,4Х, вносят хлористый калий в количестве 2,5% от РВ, фосфорную кислоту в количестве 3,5% от РВ, сернокнслый магний в количестве 1,2 от PB и уксусную кислоту в количестве 15% от

РВ, затем разбавляют водой до концентрации PB 1% и путем добавления аммиачной воды устанавливают рН 6,3.

Содержание PB в полученной питательной среде составляет 0,81Х

Далее полученную среду разливают ° в 8 колб, причем в 4 нз них вводят

5 15641 биомассу дрожжей Kluyvегоmyces markianus выращенную из чистой культуры; дозировка дрожжей составляла 0,2% абс.сухой биомассы к весу питательного раствора, Аэрирование проводят на качалках (в стерильных условиях) о при 45 С в течение 1 ч, после чего содержимое всех колб центрифугируют, затем в фугаты вносят одинаковые иавески биомассы дрожжей, отобранных из производственного потока цеха кормовых дрожжей из расчета 2 г абс. сухих дрожжей на 1 л и проводят выращивание на качалках при 38 С в течение 15 ч. Далее в каждом опыте определяют абсолютный прирост биомассы дрожжей. Средний (иэ 4 опытов) прирост по прототипу составил 3,40 r абс. сухих дрожжей на 1 л, а по пред- 20 лагаемому способу — 3,90 г/л, т.е. на 14,6% больше.

Пример 2. Опыт повторяют в условиях примера 1 при температуре на стадии аэрации 75 С. Абсолютный 25 прирост дрожжей составляет 3,57 г/л, т.е. на 57. больше, чем по прототипу.

Пример 3. Опыт проводят в условиях примера 1, но при температуо ре аэрации 20 С. Абсолютный прирост 30 дрожжей составляет 3, 57 г/л, т. е. на

5% больше, чем по прототипу.

Пример 4. Опыт повторяют в условиях примера 1, но время аэрации. составляет 0,5 ч. Абсолютный прирост

35 биомассы составляет 3,49 г/л, т,е. на 2,87. больше, чем по прототипу.

Пример 5. Опыт повторяют в условиях примера 1, но время аэрации составляет 0,3 ч. Количество биомас- 40 сы 3,37 г/л, что составляет 99,2% от прототипа„

Пример 6. Опыт повторяют в условиях примера 1, ио время аэрации составляет 7 ч. Количество био- 45 массы — 103,57., что составляет 3,5% прироста, Пример 7. Опыт проводят в условиях, соответствующих примеру 1, но время аэрации 8 ч.. Количество био- 5р массы 102,0%, что составляет 2% прироста.

Пример ы 8-17. Примеры проводят в условиях, аналогичных примеру

1, но с изменением концентрации дрожжей- сорняков, времени аэрации при

t = 45 С.

Пример 18. Готовят питательную среду в условиях примера 1, аэри83 6 рование проводят с вве;:.ением биомассы дрожжеподобного rрнба С::ndida humicola (выращенной из чистой культуры) при концентрации 0,02%, температуре

45 С в течение 5 ч, Дальнейшие операции осуществляют аналогично примеру 1. Прирост биомасссы по отношению к соответствующему опыту по прототипу составляет 109,17.

Пример 19. Опыт проводят аналогично примеру 1, но используют дрсл:жи Candida humicola.

Pезультаты опытов представлены в ,табл.1 и 2.

Пример 20. Опыт проводят на производственных образцах, отобранных на гидролизном заводе.

На первом этапе иэ производственной микрофлоры выделяют в чистую культуру вид Kluyvегоmyces markianus (К.m) .

На втором этапе проводят наращивание биомассы К.m. в стерильных условиях.

На третьем этапе берут гидролнзат гидролизного завода, проводят его подготовку к биохимической переработке по прототипу, после чего в полученную питательную среду вносят навеску биомассы К.m, в количестве

0,27 (на сухое вещество) и проводят аэрирование в течение 5 ч при 38 С на колбе-качалке с последующим отделением К.m. путем центрифугирования.

Подготовленная среда имеет .следующую характеристику: содержание

PB 0,97, содержание азота 0,1%, содержание Р П 0,03%, содержание К О

О, 0257. °

В подготовленную среду вносят на засев прессованные дрожжи в количестве 0,37 от веса среды илн 0,06% абсолютно сухих дрожжей (прессованные дрожжи выделяют из производственного потока дрожжевой суспензии гидролизного завода. Состав дрожжей: Candida

scottii — 757., Candida tropicalis

197, остальное — Trichosporon cutaneum, K1uyvегоmyces markianus).

Выращивание дрожжей проводят на колбах-качалках до полного исчерпывания сахаров. Прирост дрожжей определяют по общепринятой методике.

Параллельно для контроля проводят выращивание дрожжей на той же питательной среде, но не подвергнутой обработке К.m. причем на засев ис1564183 матривающий аэрирование гидролизной среды, отделение взвешенных веществ с последующей подачей ее на выращивание, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода дрожжей, аэрирование гидролизной среды проводят в присутствии дрожжей

КТuyvегоmyces markianus или Candida

humicola, сопутствующих популяций микроорганизмов дрожжевого производства, при концентрации в среде 0,020,5Е.

2. Способ по п.l, о т л и ч а.юшийся тем, что аэрирование гидролизной среды осуществляют при 2075 С в течение 0,5-7 ч. пользуют те же прессованные дрожжи и в таком же количестве.

В результате проведенных опытов (в 5 повторностях ) установлено, что выход биомассы дрожжей на среде, под- " готовленной IIo предлагаемому способу, составляет на 4,И больше, чем на контрольной среде.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить выход дрожжей на 4-)67..

Формула изобретения

f5

1. Способ подготовки питательной среды к выращиванию дрожжей, предусТаблица ) Концентрация дрожжей:-).н.к..:, 7

Температура, С

Время аэрации,ч

КоличестПрирост биомассы, X

Приво наросшей биомассы,Е мер

П р и м е ч а н и е. В примерах 1-17 и прототипе используют Kluyvегоmyces шаг):ianus, в примере 18—

Candida humicola

Контроль (прототип)

2

4

6

8

l1

12

13

14

16

17

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,02

0,02

0,02

0,02

0,02

0,01

0,02

0,25

0,50

0,70

0,02

1,0

l,0

1,0

1,0

0,5

0,3

7,0

8,0

1,0

3,0

5,0

7,0

9,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

5,0

114,6

105 „0

) 04,0

l 09,5

100,8

103,5

102, 0

101,8

104,8

110,9

111,0

111,2

101, О

1) 0,7

116,3

1)3,2

-99,8

109,1

14,6

5,0

4,0

9,5

0,8

3,5

2,0

1,8

4,8

10,9

11,0

1),2

1,0

10,7

16,3

13,2.

-0,2

9,) 10

1564183

Таблица 2

Темпе- Увеличетура, ние вы"

С хода биомассы,X аэрации,ч

1 38

0,5 45

7 38

1 75

Составитель В. Голимбет

Редактор Т. Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор Т, Малец

Заказ 1139 Тирык 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

gOSHPOS ка дрок кей,й

0,5

0,5

0,5

0,2

Продолаитель" ность

7,2

4,7

8,4

4,3