Способ получения биомассы кормовых дрожжей

 

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности , а именно к способу получения биомассы , и может быть использовано при производстве кормовых дрожжей из свекловичной мелассы. Целью изобретения является увеличение выхода биомассы и снижение расхода мелассы. Способ заключается в том, что в непрерывно-проточных условиях выращивают ассоциацию дрожжеподобных грибов Candida tropicalis BKIIM У-764 и Candida utilis на питательной среде, содержащей мелассу, источники азота и фосфора. Культуральную жидкость рециркулируют в процессе выращивания, добавляя ее к питательной среде в соотношении питательная среда: культуральная жидкость 1 :(2-3,5) . Приведена характеристика нового итамма С.tropicalis ВКПМ У-764. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

.ССЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1У6ЛИН (19> (1!) ОПИСАНИЕ ИЗОБРКткнил

И ASTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ П (НТ СССР (21) 4445108/1 3 (22) 20 ° 06.88 (46) 23 04»91 ° Бюл ° N - 15 (71) Всесоюз ный научно-исследовательский институт новых видов пищевых пр оду кто в и до 6 авок (7Z) АН.Осовик, Э,С.Адаменко, Л.E ° .Гридина, П,С»Кудырко, Д.М,Коломиец, А»Н ° Кривчун, В.К Соколовский и С С.Нагорная (53) 663 ° 14(088»8) (56) Забродский А Г ° Технология и ко нтроль произ водс тв а кормовых дрожжей на мелассной барде, —:M,: Пищевая промышленность, 1980, с 28-31 °

Исайкина Н.И. и др Получение кормовых дрожжей из свекловичной мелассы ° - Сб» научных трудов

ВНИИгидролиз. - Л., 1982, с» 56-62. (5 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ К0Р

M0i3blX ДР011ИЕИ

Изобретение относится к микро биологической и пищевой промышленности, а именно к способу получения биомассы, и может быть использовано при гроизводстве кормовых дрожжей иэ свекловичной мелассы

Целью изобретения является ловы . шение выхода биомассы и снижение рас» хода мелассы.

Способ заключается в том, что при получении биомассы, в у човиях непрерывно-проточного выращивания дрожжеподобных грибов на питательной среде из мелассы, обогащенной источ(51)5 C 12 N l/16 (С 12 N 1/16, С 12 К 1:72) 2 (57) Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышпенности, а именно к способу получения биомасс, и может быть использовано при производстве кормовых дрожжей из свекловичной мелассы. Целью изобретения является увеличение выхода биомассы и снижение расхода мелассы»

Способ заключается в том, что в непрерывно-проточных условиях выращива ют ассоциацию дрожжеподобных грибов

Candida tropicalis BKIIM У-764 и Candida utilis на питательной среде, содержащей мелассу, источники азота и фосфора» Культуральную жидкость рециркулируют в процессе выращивания, добавляя ее к питательной среде в со» отношении питательная среда: культуральная жидкость I:(2-3,5) ° Приведена характеристика нового ытамма С„tropicalis ВКПМ У764» 1 з и флы, l. табл. никами азота и фосфора,при рецирк ляции культур альной жидкости выр аье щивают ассоциацию дрожжеподобных гри ,бов, содержащую Candida tropicalis

ВИIМ У-764 и Candida utilis Л35»

Предпочтительно соотношение объемов питательной среды и рециркулируемой культуральной жидкости, соответсг. венно, равное 1:(2-3,5).

Новый штамм дрожжей С.tropicalis

BKIIM У-764 обладает способностью с высокой экономичностью интенсивно усваивать сахара мелассы и устойчиво размножаться в ассоциации с из1643606

45 вестным штаммом С,utilis Л-35 при непрерывно-проточном культивировании. В монокультуре штамм: С ° tropicalis BKIIM У- 764 имеет низкую скорость роста на мелассной среде, что обугловлено неспособностью его интенсивно размножаться на среде без витаминов группы В, Дрожжи С. utilis синтезируют витамины группы В, в ко торых нуждается штамм C, tropicalis.

Кроме того, штамм С.utilis Л-35 способен глубоко усваивать из питатель ной среды несахара мелассы, что повышает экономичность процесса в целом и в расчете на сахар мелассы, Чем выше концентрация несахаров ме» лассы в среде, тем в большей степени они усваиваются дрожжами, Примене ние рециркуляции культуральной жид- . кости, позволяющее уменьшить расход воды на разбавление мелассы и обес» печивающее повышение концентрации несахаров мелассы в среде, также способствует повышению экономичности синтеза биомассы заявляемой ассо» циацией дрожжей„ Рециркуляция культурапьной жидкости после ее кислот ного антисептирования предлагается в соотношении объемов мелассного сусла (питательной среды) и культу ральной жидкости соответственно

1:(2 3,5) ° При введении большего ко личества подкисленной до рН 2,0 2,7 культуральной жидкости понижается значение рН культуральной среды в дрожжерастительном аппарате (ферментере) ниже допустимого для данной ассоциации дрожжей значения рН 3,33, 5 ° При этом снижается скорость рос та дрожжей и экономичность синтеза биомассы, При меньшем количестве рециркулируемой культуральной жидкости уменьшается концентрация сухих ве ществ (СВ) .мелассы, в том числе ус вояемых дрожжам несахаров мелассы, что приводит к снижению экономичности синтеза биомассы за счет уменьше ния степени их использования, Кроме того, увеличивается объем производ ственных стоков и потребление воды дпя приготовления мелассного сусла

Характеристика штамма Candida

tropicalis BKIIM У 764

Морфологические и физиологические характеристики. Величина клеток трех суточной культуры на сусло агаре при .

251 С (4х8) -(5xl l ) мкм, Клетки овапьные, почти круглые, Размножение кпе

1О !

40 ток - почкованием На среде Городко вой, ацетатном агаре, гипсовых блоках споры не образуются, На жидком сусле через 1 мес образуется кольцо и оса док» Колонии на сусло агаре через

3 сут круглые, беловато кремовые, складчатые, на поверхности образуется мицелий, края неровные, складчатые Диаметр колоний 0,5-0,8 см

Штрих-культура беловато-кремовая, сухая, складчатая, образуется мицелий и псевдомицелий.

Сбраживает глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу . Не сбраживает лактозу и рафинозу, Ассимилирует глюкозу, гал актозу, сахарозу, мальтозу, целлобиозу, растворимый крахмал (сла бо), d-ксилозу, салицин, jg -метил и

D-глюкозид ° Не ассимилирует 1" сорбозу, лактозу, рафинозу, инулин, 1-арабинозу, d- арабинозу, d-рибозу и

d-рамно зу

Ассимилирует этанол, маннит и сорбит, Не ассимилирует глицерин и инозит

Ассчмилирует янтарную и лимонную кислоты Не ассимилирует молочную ки сло ту

Нитраты не усваивает ° В среде без витаминов растет слабо, Растет при

37 и 42 С Не патогенен, Штамм хранится в ВКПМ БНИИгенетики под номером У 764, и в коллекции ВНИИППД под номером К-.2 °

Дрожжи выращивают на питательной среде из свекловичной меласси, полученной разбавлением ее до концентрации 6-97. сахара (9-153 СВ мелассы) и добавлении источников азота и фос фора в количестве 175 кг карбамида и 75 кг ортофосфорной кислоты (70X ной) иэ расчета на 1000 кг сухих дрожжей Выращивание осуществляют в непрерывно проточном" процессе при рециркуляции в ферментер культуральной жидкости после кислотного антисептиро вания (доб авление соляной кислоты до рН 2,0 2,7, время выдер живания 1,5-2,0 ч) в соотношении объемов питательной среды (мелассно» го сусла) и рециркулируемой культу ральной жидкости соответственно

l: (2 3,5).

Процесс культивирования осуществ ляют в ферментере объемом 10 л (вместимостью 5,0 л) при скорости разбавления среды 0,18-0,22 ч о температуре 35-38 С, рН культураль!

643606 ной среды 3,5-4, О, расходе воздуха на аэрацию 400 л/мин и скорости вращения мешалки в ферментере 15 с" или в дрожжерастильном аппарате

ДАУ-600 (вместимостью 170 м жидкости) при скорости разбавления среды

0,20-0, !8 ч, температуре 36 39 С, рН культуральной среды 3,3 3,5, расходе воздуха на аэрацию при переме шивании культуральной среды 70100 м З/м ч.

Перед началом непрерывного про" цесса в ферментер .набирают 5 л питательной среды, полученной раэбавлением мелассы водой до 3,5Х СВ (2X сахара) ° В питательную среду добавляют карбамид и ортофосфорную кислоту соответственно 1,8 и 0,8 г/л, начальное значение рН 4,5 5,0, Затем задают посевные дрожжи, размноженные из чистой культуры С. tropicalis

ВКПИ У-764 и Candida utilis Л-35, в количестве 1,5-2,0 г АСД/л и ведут периодический процесс накопления . биомассы в течение 5-6 ч, В процессе роста дрожжей поддер. живают заданное значение рН 4,5-5,0 добавлением раствора соляной кислоты

Перед началом непрерывного процесса понижают рН культуральной среды до

3,5-4,0 и начинают непрерывной от бор ее из ферментера и непрерывную подачу в него питательной среды, приготовленной для непрерывно про точного процесса (6- 9Х сахара), Из отбираемой среды выделяют центрифугированием биомассу дрожжей Полученную культурапьную жидкость разделяют на две части, одну из которых после кислотного антисептирования рециркулируют в ферментер в заданном соотношении с питательной средой, а другую выводят из процесса, В дрожжерастильном аппарате (вместимость 170 м среды) периодический процесс наращивания биомассы осуществляют на питательиой среде указанного состава Для этого в аппа рат набирают 20-30 м питательной среды, подают воздух для аэрации ее и начинают непрерывную подачу посевных дрожжей из аппарата объемом 100 м (вместимость 30 м среды) в количест ве 40-50 кг АСД/ч и одновременно не прерывно подают питательную среду указанного состава в количестве 25

30 м /ч

После заполнения аппарата (! 70 м ) продолжают периодический процесс на " ращивания биомассы да полного использования сахара в среде и затем начинают непрерывный отбор из него культуральной сред t и непрерывную подачу питательной среды О тбир ае мую культуральную среду подвергают

10 деэмульгированию по схеме с разде лительным насосом с использованием эмульсии соапстока и подают на сепа- . рирование для выделения и концентриг рования биомассы дролскей, Концентрат

15 биомассы дрожжей направляют на тер» молиз и высушивание на распыпительной сушилке. Культуральную жидкость (сепарационные оттоки) разделяют в

20 процессе сепарирования на две части

Рецир кулируемую культ уральиую жидкость подвергают кислотному антисеп тированик (добавлением соляной и ор» тофосфорной кислоты) и непрерывно

25 подают в заданном соотношении с питательной средой (6-9Х сахара) в дрожжерастильный аппарат, Обший объем питательной среды и рециркулируемой культуральной жидкости, подаваемых в дрожжерастильный аппарат, состав30 ляет 30 35 м /ч

Пример 1, Питательную среду для выращивания биомассы дрожжей готовят разбавлением водой мелассы (1,23 кг), содержащей 78, 1Х СВ, в

35 том числе 48,8 сахара, до объема

7,4 л, В приготовленном мелассном сусле сод ржится 8,017 сахара, концентрация сухих веществ равна 12,8Х, В качестве источников азота и фосфо

40 ра в сусло добавляют соответственно

9,0 г/л карбамида и 3,5 r/ë ортофосфорной кислоты (70Х ной) ° При этом концентрация СВ в питательной среде со ставляет 3, 5 . °

45 Перед началом непр ерыв но про точ ного выращивания биомассы дрожжей в течение 5 ч ведут периодический процесс ее накопления на питательной среде из мелассы (2,0Х сахара, 1,9 г/л .50 карбамида, О, 85 г/л ортофосфорной кислоты, рН 5,0, 3,5Х СВ) при 36 С, расходе воздуха на аэрацию среды

400 л/ч., скорости вращения мешалки в ферментере 15 с Для этого ука55 занной питательной средой наполняют ферментер и засевают ее чистой куль турой дрожжей, входящих в ассоциацию

С.tropicalis ВКПМ У-764 и С.utilis

1643606

Л-35, в количестве 2 r АСД/л В процессе накопления биомассы в культу ральной среде поддерживают значение рН 4,5 добавлением раствора соляной кислоты ° Через 5 ч культивирования снижают рН культуральной среды до

4,0 и начинают непрерывный отбор культуральной среды из ферментера и непрерывную подачу в него пита тел ьной ср еды, В непрерывнопроточном процессе ,выращивание дрожжей осуществляют при подаче мепассной питательной среды (8, Оl сахара) и рециркуляции в ферментер культуральной жидкости после кислотного антисептирования в сооТ ношении 1:3, Процесс проводят в ферментере объемом 10 л (вместимость

5,0 л среды), Образующуюся в среде при аэрации ее воздухом пену разру шают добавлением пеногасителя "Пропинол В-400", В процессе выращивания поддерживают скорость разбавления среды 0,18 ч, температуру 36 С, рН культуральной среды 3,5, расход В03 духа на аэрацию 400 л/ч нри скорости м вращения мешалки в ферментере 15 с

Культуральную среду центрифугируют для выделения биомасс, а получаемую культуральную жидкость разделяют на две части: рециркулируемую в ферментер и выводимую из процесса» Рециркулируемую культуральную жидкость пе ред подачей в ферментер подкисляют соляной кислотой до рН 2,5 и выдерживают 2,0 ч, В установившемся непрерывно-проточном процессе концентрация биомассы в культуральной среде составляет 12,8 r АСД/л,,что соот ветствует накоплению в 1 л исходной питательной среды 51,2 r АСД и выхо ду биомассы 63,9 от сахара мелассы, Концентрация сахара в культуральной жидкости составляет 0,06, Расход мелассы (46 сахара) на 1 т АСД сос тавляет 3,5 т, Пример :2» Выращивание биомассы дрожжей осуществляют в дрожже растильном аппарате ДАУ-600 (вмести мость 170 м3) . .Для наращивания био массы в периодическом процессе в дрожжерастильный аппарат набирают

25 м питательной среды, приготовленной из мелассы разбавлением водой (2,0Х сахара, 1,7 г/л карбамида, 0,8 г/л ортофосфорной кислоты, при начальном значении рН 4,5, концентра55 рат биомассы дрожжей (550-600 г/л

75 ;ной влажности) подвергают термо лизу и высушивают на распьлительной сушилке» Культуральную.жидкость (се парационные оттоки) разделяют в про- цни CB 3,5 ) и подают воздух для аэра ции и пер емешивання „3ат ем непрерывно подают посевные дрожжи из дрожжегене ратора (ферментер объемом 100 м, .вместимостью 30 м ) в количестве

50 кг АСД/ч и одновременно подают питательную среду указанного состава в количестве 25 м /ч» Дпя получения посевных дрожжей их размножают из чистой культуры (С. tropical is BKIIM

У-764 и С.utilis Л 35) последователь но в колбах на -качалке, ферментерах объемом 1,0 и, 8 м и в дрожжегенера

3 Я торе )00 м » После заполнения аппа рата (! 70 м среды) продолжают нара

9 щивание биомассы до содержания саха ра в культурапьной среде О, 1Х и на- чинают непрерывный отбор из него

20 культур альной среды и непрерывную подачу питательной среды из мелассы (9 . сахара, 14,4 СВ), содержащей в качестве источников азота и фосфора

25 соответственно карбамид и ортофосфорную кислоту из расчета соответственно

175 и 75 кг на 1 т товарных сухих кормовых дрожжей, Непрерывно проточный процесс выращивания биомассы осуществляют при

30 соотношении объемов питательной сре ды и рециркулируемой культуральной жидкости соответственно 1:3,5» При этом скорость разбавления среды в аппарате 0,18 ч 1, температура 38 С, рН культуральной среды 3,4, расход воздуха на аэрацию и перемешивание среды 90 м /м,ч, При аэрации и переЭ У мешивании среды в аппарате воздухом она вспенивается, Выращива .ие дрожжей

40 ведут без разрушения пены при одина ковом газосодержании в среде во всем объеме ее» В установившемся процессе концентрация биомассы в культуральной среде равна 1) г АСД/л (45 г/л

45 биомассы 75 -ной влажности), концент рация сахара 0,03 . Отбираемую из аппарата вспененную культуральную среду деэмульгируют по схеме с разделительным насосом с использованием в качест

50 ве пеногасителя эмульсии соапстока и направляют на сепарацию (3 ступени сепараторов) для выделения и концент рирования биомассы дрожжей. Концент1643606

10 тельной среды и культуральной жидкости соответственно 1:1,5 увеличивает ся количество воды, расходуемой на приготовление питательной среды, и . 5 уменьшается э кономиче скии коэффициент синтеза биомассы до 58Х в расчете на сахар мелассы, что соответствует расходу мелассы (46X сахара) на 1 т дрожжей 3,75 т, И" Данные приведены в таблице„

Таким образом, применение предлагаемого способа получения биомассы кормовых дрожжей позволяет увеличить

° 15 выработку сухих кормовых дрожжей иэ свекловичной мелассы и снизить себестоимость товарного продукта, цессе сепарации на две части, На рециркуляцию в дрожжерастильные аппа раты направляют в полном объеме куль туральную жидкость от сепараторов II и III ступеней, а от I ступени сепарации рециркулируют только часть ее объема Оставшуюся часть культуральной жидкости от 1 ступени сепараторо выводят из процесса. Перед подачей в дрожжерастильный аппарат рециркулиру мую жидкость подвергают кислотному антисептированию, добавляя соляную и ортофосфорную кислоты до значения рН 2,5 и выдерживая ее в течение 2:ч

Анти септированную культуральную жидкость и. питательную среду (9% сахара в заданном соотношении (при общем объеме 31 м /ч) непрерывно подают в дрожжер астильный апп арат, Выработка товарных кормовых дрожжей составляет

10 т/сут при расходе 3,35 т мелассы (467. сахара) на 1 т .сухих кормовых дрожжей, Увеличение объема рециркулируе мой культуральной жидкости после кислотного антисептирования при рН

2,3 до соотношения объемов мелассного сусла (питательной среды) и куль туральной жидкости соответственно

1:4 приводят к снижению значения рН культуральнои среды до 2,8, При этом экономический коэффициент синтеза биомассы в расчете на сахар мелассы снижается до 48Х, что соответствует расходу мелассы (46X сахара) на 1 т биомассы дрожжей 4,53: т

При уменьшении объема рециркули руемой культуральной жидкости после кислотного антисептирования при рН 2,0 до соотношения объемов пита

Формула изобретения

1, Способ получения биомассы кор мовых дрожжей, предусматривающий культивирование дрожжеподобных грибов в непрерывно-проточных условиях на питательной среде, содержащей мелассу в качестве источника углерода, источники азота и фосфора, при рецнркуляции культуральной жидкости и введение ее в питательную среду, ЗЮо тлич ающий ся тем, что, с целью увеличения выхода биомассы и снижения расхода мелассы, из дрожжеподобьых грибов используют ассоциацию штаммов Candida tropicalis

35 BKJIM -764 Candida utiIis Jl-35 ° .2 ° Способ по:и 1, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что рециркулируемую культуральную жидкость вводят в пи тательную среду в соотношении пита

4Q тельная среда:культуральная жидкость,, равном 1:(2,0-3,5).

100

100

100

l 00

25.,0

29, 85

26,7

22,0

4,0

3,35 3,5

3,75

4,5

Количество перерабо таиной мелассы (46Х сахара), т

Выработано кормо их дрожжей, т

Расход мелассы (46X сахара) на 1 т товар ных сухих кормовых дрожжей