Способ производства хлебопекарных дрожжей

 

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано при производстве хлебопекарных дрожжей. Производят дрожжи отъемно-доливным методом на питательной среде, содержащей мелассу, карбоксилин, источник азота, фосфора и калия. В качестве источника калия и фосфора используют монокалийфосфат в соотношении 1 : 15 - 1 : 40 к карбоксилину, а в качестве источника азота - аммиачную воду. Способ позволяет обеспечить рост дрожжей в нелимитированных условиях и гарантирует высокие скорости роста дрожжей и высокое качество полученной биомассы. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано при производстве одноклеточных микроорганизмов, в том числе и хлебопекарных дрожжей.

Известны способы производства биомассы микроорганизмов на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора и микроэлементов, при этом источник фосфора вводится в виде солей моно- или дикалийфосфата (1, 2).

Недостатком известных способов является использование в качестве источника углерода глюкозы или пивного сусла, дорогостоящих компонентов, которые не могут быть использованы при промышленном производстве биомассы хлебопекарных дрожжей.

Наиболее близким техническим решением является способ производства хлебопекарных дрожжей отъемно-доливным методом на питательной среде, содержащей мелассу, карбоксилин, источники азота и фосфора (3).

Недостатком указанного способа является недостаточно высокий выход биомассы дрожжей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода биомассы дрожжей и улучшение их качества.

Указанный технический результат достигается тем, что одновременно с источником фосфора в питательную среду вводят калий в виде монокалийфосфата в соотношении 1:15-1:40, а в качестве источника азота используют аммиачную воду.

Известно, что препарат карбоксилин, содержащий бикарбонат натрия и сульфаты магния, марганца и цинка, позволяет увеличить скорость роста дрожжей сахаромицетов (4). Это объясняется тем, что критическая концентрация ионов бикарбонатов в питательной среде существенно выше критической концентрации диоксида углерода, более сильного ингибитора роста дрожжей, чем ион-бикарбонат.

Следовательно, присутствие карбоксилина в среде повышает допустимый уровень парциального давления бикарбонат-ионов и увеличивает движущую силу диффузии углерода в клетки.

Согласно уравнению материального баланса увеличение скорости потребления углерода должно сопровождаться увеличением скорости потребления азота, фосфора и других макро- и микроэлементов, входящих в состав клеточного вещества.

Известно, что калий активирует деятельность ферментов переноса фосфора (пируваткиназу), следовательно, увеличение подачи фосфора должно осуществляться одновременно с увеличением подачи калия, то есть целесообразно источники калия и фосфора подавать одновременно.

Известно, что для получения 100 г полноценного клеточного вещества хлебопекарных дрожжей (по сухому веществу) необходимо затратить 1,66 г калия и 1,38 г фосфора, следовательно, соотношение калий : фосфор составляет 1,2 : 1. Такое соотношение между калием и фосфором выдерживается в соли фосфорной кислоты - монокалийфосфате.

Экспериментально установлено, что оптимальным диапазоном варьирования величины поданного карбоксилина и монокалийфосфата является от 1 : 15 до 1 : 40.

При увеличении подачи монокалийфосфата по отношению к карбоксилину снижается качество дрожжей, а именно уменьшается срок их сохранности из-за более высокого содержания фосфора. Кроме того, из-за высокого содержания фосфора дрожжи хуже формуются в пачки.

При уменьшении подачи монокалийфосфата снижается эффект от подачи карбоксилина, а именно увеличение скорости роста дрожжей за счет использования карбоксилина лимитируется недостатком калия и фосфора в питательной среде.

Учитывая, что в состав карбоксилина входят сульфаты магния, марганца и цинка, для избежания избытка серы в питательной среде в качестве источника азота должна применяться аммиачная вода, а не сульфат аммония.

Пример 1.

Культивирование дрожжей проводят в аппарате объемом 30 куб.м., полезный объем аппарата составляет 24 куб.м., расход мелассы с содержанием сахара 46% за 14 часов культивирования равен 3240 кг.

Карбоксилин дозируют из расчета 0,6 кг на 1 т мелассы в складку, монокалийфосфат из расчета 1 : 40 к карбоксилину притоком, в качестве источника азота используют аммиачную воду.

В табл. 1 приведены результаты культивирования дрожжей по предлагаемому способу в сравнении с результатами культивирования дрожжей по способу, описанному в прототипе.

Из приведенных данных видно, что при использовании предлагаемого способа выход биомассы из тонны мелассы выше на 9,4%, стойкость полученных дрожжей лучше на 30 часов.

Пример 2.

Культивирование дрожжей осуществляют в аппарате объемом 100 куб.м. Полезный объем аппарата составляет 72 куб. м. , расход мелассы за 8 часов культивирования 6800 кг. Карбоксилин подается в складку из расчета 0,65 кг на 1 т мелассы с 46% содержанием сахара, монокалийфосфат подан из расчета 1 : 10 (вариант 1) и 1: 15 (вариант 2).

И в первом, и во втором варианте в качестве источника азота использовали аммиачную воду.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что при культивировании дрожжей на питательной среде, содержащей карбоксилин, одновременная подача калия и фосфора в виде монокалийфосфата в соотношении к карбоксилину 1 : 15 позволила увеличить выход дрожжей и улучшить их стойкость и подъемную силу.

При подаче монокалийфосфата в соотношении 1 : 10, то есть вне выбранного диапазона, показатели процесса культивирования хуже, чем в прототипе.

Таким образом, повышение выхода дрожжей и улучшение их качества достигается только тогда, когда отношение количества поданного карбоксилина к количеству поданного монокалийфосфата соответствует диапазону от 1 :15 до 1 : 40.

Источники информации 1. SU N 1002354, кл. С 12 N 1/18.

2. SU N 663713, кл. С 12 N 1/18.

3. SU N 1027204, кл. С 12 N 1/18, Б.И. N 25, 1983.

4. С. Дж. Перт. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. Из-во "Мир", 1978, 331 с.

Формула изобретения

1. Способ производства хлебопекарных дрожжей отъемно-доливным методом на питательной среде, содержащей мелассу, карбоксилин, источники азота и фосфора, отличающийся тем, что в питательную среду одновременно с источником фосфора дополнительно вводят калий в виде монокалийфосфата в соотношении 1:15 - 1:40 к карбоксилину.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника азота используют аммиачную воду.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2