Контроль бактериального заражения в процессах спиртовой ферментации


 


Владельцы патента RU 2539792:

АРЧ КЕМИКАЛЗ, ИНК. (US)

Группа изобретений относится к контролю микробной контаминации в процессе спиртовой ферментации. Предложена противомикробная композиция, включающая от 1% до 5% по массе противомикробного агента семейства гуанидиновых, представляющего собой поли(гексаметилбигуанид); от 0,05% до 0,5% по массе антибиотика; и от примерно 94,5% до примерно 98,95% по массе поверхностно-активного вещества. Указанная композиция предназначена для контроля контаминаций дрожжами дикого типа, Lactobacilli и бактериальной микробиотой, содержащихся в мусте для ферментации, получения эффекта дефлокуляции в указанном мусте и для предохранения ферментирующих дрожжей от конкуренции с контаминантами за сахар, содержащийся в мусте для ферментации. Способ контроля микробной контаминации в процессе спиртовой ферментации предусматривает добавление к мусту указанной композиции. Группа изобретений обеспечивает эффективное уменьшение количества микробиоты контаминантов без воздействия на ферментирующие дрожжи. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к противомикробной композиции и к способу контроля бактериального заражения (микробной контаминации) в процессе спиртовой ферментации, конкретно, при производстве этанола из сахарного тростника.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Несмотря на улучшения, привносимые в процессы ферментации в последние годы, все еще нет удовлетворительного решения по отношению к контролю контаминации из-за трудоемкости и высоких затрат, связанных с контролем уровня контаминации исходного сырья, которое поступает в промышленную установку и обрабатывается с образованием муста для ферментации.

В настоящее время, условия переработки сахарного тростника в промышленных установках по производству спирта, как правило, приводят к появлению бактериальной микробиоты, которая обычно превышает 104 клеток/мл в мусте для ферментации. Кроме того, тот же муст, будучи средой, благоприятной для бактериального роста, несет с собой помимо ферментирующих дрожжей Saccharomyces cerevisiae, разновидности контаминантных бактерий, таких как Lactobacilli и дрожжи дикого типа.

Присутствие контаминантов может вызывать уменьшение продуктивности ферментации и появление других производственных проблем. Например, дрожжи дикого типа могут конкурировать с ферментирующими дрожжами, поглощая сахар в мусте для ферментации без его превращения в спирт.

Кроме того, присутствие бактерий, Lactobacilli и дрожжей дикого типа в мусте для ферментации имеет тенденцию провоцировать агломерацию этих организмов вокруг ферментирующих дрожжей с получением в результате флоккуляции и ослабления продуктивной активности ферментирующих дрожжей.

Кроме того, наблюдается, что при увеличении плотности бактерий и Lactobacilli в мусте для ферментации, концентрации органических кислот имеют тенденцию к существенному повышению. Высокие концентрации органических кислот ингибируют размножение ферментирующих дрожжей, что может снизить продуктивность промышленных установок примерно на 10-20%. В случаях более серьезных контаминаций, может наблюдаться более существенное снижение продуктивности.

Прежде антибиотики широко использовались для контроля контаминации муста для ферментации. Однако эффективность антибиотиков, как правило, ограничена определенной группой бактерий. Например, доступные в настоящее время антибиотики хотя и обладают специфичным действием, которое направлено против грам-положительных бактерий и Lactobacilli, при этом они обладают пониженной эффективностью по отношению к дрожжам дикого типа. Таким образом, использование антибиотиков не исключает потери продуктивности в результате присутствия дрожжей дикого типа в мусте для ферментации, так как дрожжи дикого типа конкурируют с ферментирующими дрожжами за сахар, содержащийся в мусте для ферментации.

Кроме того, антибиотики обладают медленным действием в мусте для ферментации. Это свойство антибиотиков дает возможность роста дрожжам дикого типа, бактериям и Lactobacilli sp во время начальной фазы действия антибиотиков. Соответственно, как правило, требуется высокая загрузка антибиотиков для контроля за увеличением степени контаминации бактериями и Lactobacilli муста для ферментации. Кроме того, с течением времени все больше и больше разновидностей бактерий развивает устойчивость к антибиотикам, что также может требовать более высокой загрузки антибиотиков для получения приемлемого уровня продуктивности.

Антибиотики, как правило, дорогостоящи, и повышенная загрузка антибиотиков может довести стоимость ферментации до неприемлемого уровня. Кроме того, более высокая загрузка антибиотиков также может вызывать аллергии и другие заболевания, которым подвержены операторы, вовлеченные в эту фазу процесса. Кроме того, существует повышенный спрос потребителей на субпродукты, полученные в результате процесса ферментации, так как эти продукты более благоприятны с экологической точки зрения и не причиняют вреда людям и окружающей среде. Это рождает спрос на существенно меньшие остаточные количества антибиотиков в продукте.

Вследствие ограничений и неудобств, связанных с использованием антибиотиков для контроля контаминаций, были сделаны попытки разработок агента, способного минимизировать дефекты, упомянутые выше, некоторые из которых связаны с высокой загрузкой антибиотиков, и в то же время эффективного в уменьшении негативных эффектов от бактерий, Lactobacilli и дрожжей дикого типа в процессе ферментации.

Известно использование бигуанидовых соединений в качестве противомикробных агентов для ингибирования роста контаминантного микроорганизма, микроба некроза растений. Бразильская патентная заявка PI 0505795-7 (соответствующая Северо-американской патентной заявке US 60/640595), от Ecolab, Inc. раскрывает композицию для снижения популяции микробов, вызывающих некроз (например, микробы, вызывающие некроз у цитрусовых), у ряда субъектов, таких как цитрусовые растения, фрукты, семена, срезанные цветы и т.д. Согласно описанию противомикробная композиция может включать металлический противомикробный агент, например ион серебра, и полимер, например поли(гексаметилбигуанид) (PHMB). Эта композиция обладает бактриостатическим и/или биоцидным действием и помогает контролировать рост некроза путем применения противомикробной композиции в таком количестве и в течение такого периода времени, которых достаточно для уменьшения микробной популяции.

Однако действие бигуанидового соединения или поли(гексаметилбигуанида) (PHMB) в композиции от Ecolab обязательно ассоциировано с другим неорганическим противомикробным агентом, так что он может эффективно осуществлять противомикробную функцию у "субъекта" при определенных количествах указанного агента в смеси компонентов, которые образуют композицию для уменьшения популяции растительных патогенов. Хотя из предшествующего уровня техники известны неорганические соединения на основе серебра, их применение в образовании композиций для контроля микробной контаминации в процессах спиртовой ферментации было экономически не целесообразно, что делало предложения на основе предшествующего уровня техники неадекватными по части их применения к среде спиртовой ферментации для получения этанола.

Другое применение полигексаметиленбигуанида (PHMB) описано у Elszetin, C. и Morais, M. A., в статье под названием "Polyhexamethyl biguanide can eliminate contaminant yeasts from fuel-ethanol fermentation process", опубликованной в J. Ind. Microbiol. Biotechnol., (2008), 35:967-973. В статье авторы определяли фунгицидную активность поли(гексаметилбигуанида) (PHMB). На основе эффектов PHMB в отношении ингибирования роста и уничтожения микроорганизмов, которые оценивали в лабораторных культурах на промышленных образцах, авторы предложили применение PHMB в количестве 200 мг/л для контроля основных контаминантов топливного этанола в промышленном масштабе.

Согласно статье фунгицидный эффект PHMB тестировали в клетках Saccharomyces cerevisiae штаммов (JPl и P2) и в дрожжах дикого типа Dekkera bruxellensis, отобранных непосредственно из промышленных процессов. Хотя эти результаты демонстрируют, что присутствие PHMB снижает количество D. bruxellensis ниже 1 log (44%), как показано в таблице 2, на странице 971, результаты также демонстрируют, что ферментирующие дрожжи S. cerevisiae PE2 очень чувствительны к PHMB в концентрациях выше 20 м.д.. Соответственно авторы рекомендуют использовать PHMB в комбинации с высоко-ферментирующим штаммом, устойчивым к PHMB. Кроме того, авторы рекомендуют использовать индивидуально биоцид PHMB в чанах перед ферментацией, где дрожжевую биомассу аэрируют и подают к ней разведенный сок сахарного тростника для предотвращения или снижения каких-либо негативных эффектов PHMB в отношении клеток S. Cerevisiae, когда они экспонированы с сахарозой и небольшим количеством этанола.

В то время как PHMB демонстрирует активность в качестве биоцидного агента в различных применениях, в их решениях все еще не принимается во внимание предполагаемый летальный эффект пропорций/концентраций широко используемых антибиотиков и соединения поли(гексаметилбигуанид), оказываемый на сами ферментирующие дрожжи S. cerevisiae.

Недавно, в международной патентной заявке WO 2009/001205 A2 был раскрыт способ получения продуктов на основе ферментации, конкретно, этанола, включающий сахаросодержащую среду вместе с дрожжами в присутствии добавки, например соединений на основе гуанидина, таких как PHMB, индивидуально или в комбинации с алифатическими и ароматическими моноальдегидами и диальдегидами, и т.д. для контроля или уменьшения бактериальной популяции в сахаросодержащей среде.

Хотя данные, доступные из предшествующего уровня техники, могут приводить к получению хороших результатов в отношении микробного контроля в ферментационной среде, а также в отношении уменьшения остаточных количеств антибиотиков в субпродуктах (сухих дрожжах), никакие из предыдущих композиций или способов не приводили к получению высокой степени сохранности дрожжей S. cerevisiae наряду с высокой степенью удаления дрожжей дикого типа, Lactobacilli и других бактерий из среды ферментации для того, чтобы дать возможность получения неожиданной степени продуктивности в процессах ферментации.

Другой недостаток известных процессов связан с использованием кислоты для обработки смешанного сока, оставшегося в промышленной установке, и для обработки дрожжей, оставшихся после ферментации загрузки муста, с целью удаления бактерий, которые остались живыми после процесса ферментации, давая, таким образом, возможность использования дрожжей в новой загрузке муста. Использование кислот имеет ряд недостатков, таких как необходимость обеспечения оборудования, устойчивого к воздействию кислот, повышенная стоимость, связанная с большими количествами кислоты, необходимыми для обработки высоких количеств бактерий, оставшихся в повторно используемых дрожжах, токсичность этой вводимой кислоты и необходимость удаления кислоты из субпродуктов (сухих дрожжей) ферментативного процесса, особенно при использовании продукции для питания животных.

Ни один из известных промышленных процессов спиртовой ферментации не преуспел в удовлетворении экономически выгодным способом всех новых запросов настоящего времени, которые связаны с эффективностью ферментативного процесса, с уменьшением загрузок антибиотиков, применяемых в процессе, с уровнем оставшихся бактерий и антибиотиков в субпродуктах (сухих дрожжах), а также с уменьшением количества кислоты, как правило, серной кислоты, используемой для обработки дрожжей, благодаря оставшимся бактериям, которые могут быть там обнаружены.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С точки зрения ограничений предшествующего уровня техники, целью изобретения было предложение противомикробной композиции, которая может применяться для муста, содержащегося в ферментирующих чанах для производства спирта, с целью контроля контаминации дрожжами дикого типа, Lactobacilli и бактериями, присутствующими в веществе для ферментации, предохраняя ферментирующие дрожжи от конкуренции с указанными контаминантными микроорганизмами за питание, доступное на субстрате, и давая возможность получения повышенной продуктивности в процессах ферментации и применения уменьшенных загрузок антибиотиков в ферментационную среду.

Целевая противомикробная композиция по изобретению включает противомикробный агент семейства гуанидиновых, как, например, поли(гексаметилбигуанид) (PHMB); антибиотик и поверхностно-активное вещество, в соответствующих количествах, достаточных для контроля за дрожжами дикого типа, Lactobacilli и бактериальной микробиотой, содержащимися в мусте для ферментации; для получения эффекта дефлокуляции в указанном мусте; и для предохранения ферментирующих дрожжей от конкуренции с микробиотой контаминантов за сахар, содержащийся в мусте для ферментации.

Изобретение дополнительно относится к способу контроля микробной контаминации в среде спиртовой ферментации с целью получения этанола и/или других продуктов, выделенных в процессе ферментации, путем добавления к загрузке муста для ферментации биоцидного агента, антибиотика и поверхностно-активного вещества, упомянутых выше, в количествах, соответствующих и достаточных для контроля за дрожжами дикого типа, Lactobacilli и бактриальной микробиотой, содержащихся в мусте для ферментации; для получения эффекта дефлокуляции в указанном мусте; и для предохранения ферментирующих дрожжей от конкуренции с вышеупомянутыми контаминантами за сахар, содержащийся в мусте для ферментации.

Другой аспект, касающийся известных в настоящее время обработок, происходит из того факта, что загрузка сухих дрожжей, которые удаляют в конце процесса ферментации и обрабатывают для их возврата в новый процесс ферментации, несет с собой количество бактерий, которые сопротивляются действию антибиотиков и которые нуждаются в нейтрализации для того, чтобы не быть введенными в новую партию ферментации.

При объединенном действии агентов, описанных выше, улучшается функционирование применяемых ферментирующих дрожжей, свободных от микробиоты контаминантов, и, что касается контаминации, то эти дрожжи будут содержать меньшее количество бактерий или не будут их содержать, что уменьшает необходимое количество кислоты, как правило, серной кислоты, для обработки оставшихся в сухих дрожжах бактерий, присутствие которых весьма проблематично для промышленных установок.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одну из типичных целей, упомянутых выше, достигают с помощью предложения противомикробной композиции, включающей: примерно от 1% примерно до 5% по массе противомикробного агента семейства гуанидиновых, как, например, поли(гексаметилбигуанид) (PHMB); примерно от 0,05% примерно до 0,5% по массе антибиотика; и примерно от 98,95% примерно до 94,5% по массе поверхностно-активного вещества.

Антибиотик, как правило, выбирают на основании функциональных характеристик муста при ферментации и контаминантных микроорганизмов (микробиота контаминантов), обнаруженных в указанном мусте, а также на основании условий, в которых пребывает исходное сырье перед подачей в ферментационные чаны.

Что касается ферментации муста сока сахарного тростника ("гарапа (garapa)"), то антибиотик, используемый для образования противомикробной композиции по настоящему изобретению, может представлять собой ионофор, выбранный из виргиниамицина, пенициллина, пенициллина V, клиндамицина, лактаминовой кислоты, бета-лактамов, тетрациклинов и, особенно, моноэнзина, такого как известный под торговой маркой Kamoran от Elanco, в процентном содержании по массе композиции, как упомянуто выше.

Биоцид, используемый в композиции по настоящему изобретению, в процентном содержании, определенном выше, представляет собой противомикробный агент семейства гуанидиновых, поли(гексаметилбигуанид) (PHMB), чья биоцидная/бактерицидная функция известна из предшествующего уровня техники. PHMB, используемый в настоящем изобретении, известен под торговой маркой "Vantocil IB", и производится заявителями настоящего изобретения.

С целью еще большего повышения эффективности процесса ферментации, противомикробная композиция включает подходящее неионное поверхностно-активное вещество, включающее алкоксилированные спирты, предпочтительно этоксилированные спирты.

Конкретно, активные соединения подходящих неионных поверхностно-активных веществ могут быть приблизительно описаны как соединения, получаемые путем конденсации алкиленоксидных групп, которые гидрофильны по своей природе (как обнаружено в естественной среде), с органическим гидрофобным соединением, которое может быть алифатическим или алкилароматическим по своей природе (как обнаружено в естественной среде). Длина гидрофильного или полиоксиалкиленового радикала, который конденсируется с любой гидрофобной группой, может легко регулироваться с получением водорастворимого соединения, обладающего целевым показателем равновесия между гидрофильным и гидрофобным элементами. Предпочтительные алкоксилированные спирты выбирают из группы, включающей этоксилированные спирты общей формулы: R-(OCH2CH2)-N-OH, где показатель равновесия R является линейным или разветвленным, C818 представляет собой алкил или гидроксиалкил, и N составляет в среднем 1-14. Подходящие спирты для использования в настоящем изобретении включают, например, жирный спирт кокоса и/или, предпочтительно, полигликолевый эфир, который известен под торговой маркой "Genapol", производимый Clariant, также используются катионные поверхностно-активные вещества, амфотерные поверхностно-активные вещества и другие поверхностно-активные вещества неионного типа.

Следует понимать, что различные типы поверхностно-активных веществ могут использоваться для повышения степени дисперсности активных биоцидов и степени дефлокуляции ферментирующих дрожжей в мусте и, таким образом, для увеличения области зоны контакта указанных дрожжей с сахаром.

Использование антибиотиков и PHMB в концентрациях, определенных выше, дает возможность PHMB действовать безвредно по отношению к ферментирующим дрожжам, но эффективно по отношению к дрожжам дикого типа и к контаминантным бактериям (Lactobacilli sp и Acrobacter sp), содержащимся в ферментационном мусте, сразу после применения композиции для контроля контаминантов.

Присутствие PHMB в противомикробной композиции в качестве средства контроля в концентрациях, ограниченных надлежащим образом для того, чтобы избежать его вредного действия на ферментирующие дрожжи, дает возможность этому биоциду действовать быстро на дрожжи дикого типа и даже на большое количество контаминантных бактерий, чувствительных к его бактерицидному действию, предотвращая конкуренцию указанных контаминантов с продуктивными дрожжами за питательные элементы (сахар) ферментативного муста.

Важный аспект этого действия PHMB на дрожжи дикого типа и на контаминантные бактерии основан на том факте, что это действие является немедленным после применения композиции, т.е. PHMB начинает свое биоцидное/бактерицидное действие в течение менее чем пяти минут, вызывая уменьшение количества дрожжей дикого типа и контролируя бактерии, чувствительные к его действию, и предотвращая пролиферацию указанных контаминантов и снижая их агломерационное действие на ферментирующие дрожжи.

При немедленном действии PHMB на контаминантный микроорганизм действие и пролиферация дрожжей дикого типа и контаминантных бактерий прекращаются со снижением значительного количества бактерий, на которые специфично воздействуют антибиотики, которые демонстрируют действие, значительно более медленное, чем у PHMB, и которое по времени составляет примерно от 3 до 5 часов. Таким образом, загрузка антибиотиков, выбранных для ферментативного процесса, может быть по существу снижена до значений, сопоставимых с бактериальной микробиотой, оставшейся в ферментативном мусте.

Далее, что касается действия противомикробного агента и антибиотика на микробиоту контаминантов, содержащихся в мусте для ферментации, следует заметить, что присутствие поверхностно-активного вещества в композиции дает возможность получения дефлокулирующего действия в мусте для ферментации, обеспечивая разделение не только частиц ферментирующих дрожжей, но также частиц контаминантной микробиоты. Эта дефлокуляция увеличивает площадь поверхности контакта ферментирующих дрожжей с мустом (сахаром), а также площадь поверхности контакта между контаминантами и противомикробным агентом и антибиотиком, давая возможность повышения эффективности действия агентов на контаминантную микробиоту, а также получая лучшую ферментативную эффективность дрожжей с повышением продуктивности ферментативного процесса.

Возможный состав противомикробной композиции по настоящему изобретению включает примерно от 1% примерно до 5% по массе противомикробного агента семейства гуанидиновых, поли(гексаметилбигуанида) (PHMB); примерно от 0,05% примерно до 0,5% по массе антибиотика; и примерно от 98,95% примерно до 94,5% по массе поверхностно-активного вещества, предполагая, что рекомендованные дозы указанной композиции составляют примерно 0,052% по массе или 520 м.д. загрузки муста при ферментации.

Целью настоящего изобретения также является предложение способа контроля микробной контаминации в процессе спиртовой ферментации, конкретно при получении этанола и/или других продуктов, полученных в процессе ферментации сахарного тростника. Способ включает стадию добавления к ферментационному мусту следующих количеств по массе загрузки муста на ферментацию: примерно от 5 м.д. примерно до 26 м.д. противомикробного агента семейства гуанидиновых, как, например, поли(гексаметилбигуанида) (PHMB); примерно от 0,26 м.д. примерно до 2,6 м.д. антибиотика, ранее определенного для состава противомикробной композиции, и кроме того, примерно от 491 м.д. примерно до 514 м.д. поверхностно-активного вещества, выбранного из групп, определенных ранее в отношении противомикробной композиции.

Помимо большой выгоды с экономической и экологической точек зрения в результате существенного снижения загрузки антибиотиков, присутствие PHMB в композиции для контроля по настоящему изобретению снижает с начала ферментативного процесса агломерацию дрожжей дикого типа и бактериальной микробиоты в ферментирующих дрожжах, нарушающую контакт дрожжей с питательными элементами муста (сахаром) и продуктивность ферментативного процесса.

Кроме того, при объединенном действии поверхностно-активного вещества настоящей композиции вместе с действием PHMB и антибиотика, избегают флокуляции в ферментативном мусте, что дает возможность очень высокой степени контакта ферментирующих дрожжей с питательными элементами (сахаром), содержащимися в мусте, увеличивая эффективность ферментативного процесса.

С помощью композиции по изобретению, описанной выше, улучшается производительность ферментирующих дрожжей. Кроме того, сухие дрожжи будут содержать меньшее количество бактерий или не будут их содержать, что уменьшает, таким образом, количество вводимой серной кислоты при обработке сухих дрожжей.

Использование трех компонентов, описанных выше, для контроля микробной контаминации в процессах спиртовой ферментации может быть осуществлено посредством настоящей противомикробной композиции, представленной или в форме порошка, геля, пасты, пилюли или таблетки, или также может осуществляться с помощью использования компонентов по отдельности при их добавлении в ферментационный муст.

Следующая таблица демонстрирует производительность композиции в процессе спиртовой ферментации по настоящему изобретению по отношению к результатам, касающимся уменьшения количества ферментирующих дрожжей, дрожжей дикого типа, Lactobacilli и бактерий, присутствующих в ферментативном мусте.

Таблица 1
Образцы WLN
КОЕ/мл
Saccharomyces cerevisiae
WLN+
КОЕ/мл
Дрожжи дикого типа
MRS
КОЕ/мл
Lactobacilli
TSA
КОЕ/мл
бактерии
01 Kamoran
3 м.д.
1×105 2×104 2,5×102 7×103
02 15 м.д.PHMB+ 1 м.д.Kamoran 3×105 2×106 <10 4×101
03 15 м.д.PHMB+ 1 м.д.Kamoran +0,05%genapol 1,2х106 3×105 <10 1,4×102
04 пустой 1,3×106 9,5×106 3,1×106 6×105

Таблица 1, представленная выше, демонстрирует уменьшение количества ферментирующих дрожжей, дрожжей дикого типа, Lactobacilli и других бактерий в ферментативном мусте, когда его обрабатывают с помощью: только антибиотика (Kamoran); композиции, содержащей антибиотик (Kamoran) и противомикробный агент (PHMB); и композиции, содержащей антибиотик (Kamoran), противомикробный агент (PHMB) и поверхностно-активное вещество (Genapol).

Как можно наблюдать, использование только антибиотика (Kamoran) в количестве 3 м.д. от загрузки муста на ферментацию (образец 1), приводит, по отношению к контрольному образцу 4, к уменьшению количества дрожжей примерно на 1 log; к уменьшению примерно на 3 log дрожжей дикого типа; к уменьшению примерно на 4 log Lactobacilli и к уменьшению примерно на 2 log других бактерий. Как можно видеть, действие антибиотика эффективно для обеспечения существенного и положительного уменьшения микробиоты контаминантов, но также оно обеспечивает нежелательное уменьшение количества ферментирующих дрожжей, не давая возможности повышения эффективности ферментативных процессов.

В образце 2 использовали композицию, включающую 15 м.д. PHMB (противомикробный агент) и 1 м.д. Kamoran (антибиотик). Эта композиция обеспечивала, по отношению к контрольному образцу 4, уменьшение количества ферментирующих дрожжей примерно на 1 log; к уменьшению примерно на 1 log количества дрожжей дикого типа; к уменьшению примерно на 6 log количества Lactobacilli; и к уменьшению примерно на 4 log количества других бактерий. Как можно видеть, действие противомикробного агента вместе с антибиотиком, как подтверждено, является эффективным для обеспечения положительного уменьшения микробиоты контаминантов, даже предполагая, что уменьшение количества дрожжей дикого типа было низким по отношению к их уменьшению, полученному с использованием только одного антибиотика (образец 1). Однако эта композиция также обеспечивает нежелательное уменьшение количества ферментирующих дрожжей, не давая возможности повышению эффективности ферментативного процесса.

В образце 3 использовали композицию, включающую противомикробный агент (15 м.д. PHMB); антибиотик (1 м.д. Kamoran); и поверхностно-активное вещество (0,05% de Genapol). Эта композиция, которая является целевой по настоящему изобретению, обеспечивала уменьшение количества дрожжей дикого типа примерно на 2 log; уменьшение количества Lactobacilli примерно на 6 log; и уменьшение количества других бактерий примерно на 3 log.

Объединенное использование PHMB, антибиотика и поверхностно-активного вещества в указанных пропорциях производило эффективное уменьшение количества микробиоты контаминантов без воздействия на ферментирующие дрожжи (Saccharomices cerevisiae), давая возможность получения повышенной эффективности ферментативного процесса, рассматриваемого в настоящем документе.

Изобретение было описано со ссылкой на возможные воплощения изобретения, а также на предпочтительные формы применений. Однако следует понимать, что можно осуществить множество вариаций и модификаций при условии, что они попадают в рамки изобретения и соответствуют его сущности, что гарантировано приложенной формулой изобретения.

1. Противомикробная композиция для контроля микробной контаминации в процессе спиртовой ферментации, отличающаяся тем, что композиция включает: от 1% до 5% по массе противомикробного агента семейства гуанидиновых - поли(гексаметилбигуанида) (РНМВ); от 0,05% до 0,5% по массе антибиотика, представляющего собой ионофор, выбранный из виргиниамицина, пенициллина, пенициллина V, клиндамицина, лактаминовой кислоты, бета-лактамов, тетрациклинов и, предпочтительно, моноэнзина; и от примерно 94,5% до примерно 98,95% по массе поверхностно-активного вещества, которое является неионным и включает алкоксилированные спирты, предпочтительно этоксилированные спирты общей формулы: R-(OCH2CH2)-N-OH, где R является линейным или разветвленным, C8-C18 представляет собой алкил или гидроксиалкил, и N составляет в среднем 1-14, и где поверхностно-активное вещество выбрано из жирного спирта кокоса, полигликолевого эфира, катионных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и других поверхностно-активных веществ неионного типа в соответствующих количествах, достаточных для контроля контаминаций дрожжами дикого типа, Lactobacilli и бактериальной микробиотой, содержащихся в мусте для ферментации; для получения эффекта дефлокуляции в указанном мусте; и для предохранения ферментирующих дрожжей от конкуренции с контаминантами за сахар, содержащийся в мусте для ферментации.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она представлена в форме порошка, пилюли, таблетки или жидкости для добавления к мусту для ферментации.

3. Способ контроля микробной контаминации в процессе спиртовой ферментации, отличающийся тем, что способ включает стадию добавления к мусту для ферментации: композиции, включающей от 1% до 5% по массе противомикробного агента семейства гуанидиновых, представляющего собой поли(гексаметилбигуанид) (РНМВ); от 0,05% до 0,5% по массе антибиотика, представляющего собой ионофор, выбранный из виргиниамицина, пенициллина, пенициллина V, клиндамицина, лактаминовой кислоты, бета-лактамов, тетрациклинов и, предпочтительно, моноэнзина; и от примерно 94,5% до примерно 98,95% по массе поверхностно-активного вещества, которое является неионным и включает алкоксилированные спирты, предпочтительно этоксилированные спирты общей формулы: R-(OCH2CH2)-N-OH, где R является линейным или разветвленным, C8-C18 представляет собой алкил или гидроксиалкил, и N составляет в среднем 1-14, и где поверхностно-активное вещество выбрано из жирного спирта кокоса, полигликолевого эфира, катионных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и других поверхностно-активных веществ неионного типа в соответствующем количестве, достаточном для контроля контаминаций дрожжами дикого типа, Lactobacilli и бактериальной микробиотой, содержащихся в мусте для ферментации; для получения эффекта дефлокуляции в указанном мусте; и для предохранения ферментирующих дрожжей от конкуренции с контаминантами за сахар, содержащийся в мусте для ферментации.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что стадия добавления противомикробного агента, антибиотика и поверхностно-активного вещества к мусту для ферментации включает добавление к последнему от примерно 5 м.д. до примерно 26 м.д. противомикробного агента семейства гуанидиновых; от примерно 0,26 м.д. до примерно 2,6 м.д. антибиотика; и от примерно 491 м.д. до примерно 514 м.д. поверхностно-активного вещества по массе загрузки муста при ферментации.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что противомикробный агент, антибиотик и поверхностно-активные вещества представлены в форме порошка, пилюли, таблетки или жидкости для добавления к мусту для ферментации.



 

Похожие патенты:

Способ предусматривает перегонку бражки в бражной колонне, эпюрацию бражного дистиллята с использованием гидроселекции в эпюрационной колонне, имеющей два дефлегматора, ректификацию эпюрата, очистку ректификованного спирта от метанола и головных примесей в колонне окончательной очистки и колонне концентрирования метанола и головных примесей.

Изобретения относятся к области биотехнологии, а именно к способу и системе для получения одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты, с помощью микробиологической ферментации.
Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен штамм бактерий Geobacillus stearothermophilus ВКПМ В-11691 - продуцент биоэтанола.

Изобретение относится к получению спирта. Система аккумулирования возобновляемой энергии представляет собой блок источников возобновляемой энергии, подключенный к технологической схеме получения спирта.
Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ предусматривает шелушение зерна, смешивание фракции, содержащей эндосперм, с водой, внесение 0,1-0,5% к объему воды 5%-ного раствора янтарной кислоты и диспергирование смеси с получением замеса.
Способ переработки лигноцеллюлозного сырья предусматривает смешивание лигноцеллюлозного сырья с ионной жидкостью - солью замещенного имидазолия, выдерживание под вакуумом при температуре 80-100оС и перемешивании, охлаждение, добавление к смеси этанола, перемешивание.

Изобретение касается получения этанола из необработанного углеводсодержащего субстрата. Согласно способу этанол отделяют в процессе ферментации с помощью газа-носителя, затем этанол адсорбируют из газовой фазы адсорбентом.

Изобретения относятся к технологии обработки целлюлозы. Предложена группа изобретений: способ дезагрегирования и декристаллизации целлюлозного материала, продукт, полученный этим способом, набор для осуществления указанного способа, а также способ получения биотоплива.
Изобретение относится к спиртовой промышленности. Изобретение представляет собой способ получения этилового спирта, включающий отделение фракции зародыша от фракции эндосперма, измельчение фракции эндосперма, смешивание ее с водой, внесение амилолитических термостабильных ферментных препаратов разжижающего действия в количестве 0,15-0,2 ед.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения разжиженной биомассы, предусматривающий получение материала биомассы из сахарной свеклы и/или сахарного тростника, разжижение упомянутой биомассы ферментной смесью.
Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения стимулятора роста Listeria monocytogenes предусматривает инкубацию яйца птицы с последующим охлаждением в течение 6-7 суток при температуре 2-4°C, гомогенизацию, фильтрацию, центрифугирование, фильтрацию, тиндализацию в течение 5-6 суток, фасовку.

Изобретение относится к области биохимии и клинической микробиологии. Проводят выращивание золотистого стафилококка Staphylococcus aureus на питательной среде, содержащей желточно-солевой агар.
Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения спорового материала бактерий рода Clostridium предусматривает получение инокулята бактерий в полноценной синтетической питательной среде, засев инокулята и культивирования в подходящих условиях в питательной среде, включающей картофель, глюкозу, сернокислый аммоний и мел.
Изобретение относится к области микробиологии, а именно к применению экзометаболитов морской микроводоросли Phaeodactylum tricornutum. Экзометаболиты, выделенные из морской микроводоросли Phaeodactylum tricornutum путем экстракции этилацетатом культуральной жидкости, получаемой в процессе выращивания морской микроводоросли Phaeodactylum tricornutum с последующим удалением растворителя из этилацетатного экстракта и сушкой этилацетатного экстракта до постоянного веса, применяются в качестве стимулятора роста Yersinia pseudotuberculosis.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ контроля получения биогаза из биомассы в биогазовом реакторе.
Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано для получения изотопно-меченых клеток микроорганизмов. Способ обогащения клеток E.coli изотопами магния предусматривает культивирование клеток E.coli в течение 10-16 ч при температуре 37°C в водном растворе, обогащенном изотопом магния 24Mg или 25Mg, или 26Mg.

Изобретение относится к микробиологии и медицине и может быть использовано в фармацевтической промышленности. .

Изобретение относится к биотехнологии и медицине, в частности к способам получения биологически активной субстанции с регенеринстимулирующим действием из эмбрионально-яичной массы для приготовления противоожоговой пластины и противоожоговым пластинам на его основе, и может быть использовано для повышения регенеративной способности тканей организма при ожогах, трофических язвах, пролежнях и других нарушениях целостности тканей.
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к области культивирования микроорганизмов для получения кормовых продуктов, и может быть использовано в промышленности для получения биомассы каротинсинтезирующих дрожжей как источника каротиноидов. Способ предусматривает культивирование культуры микроорганизма, в качестве которого используют дрожжи Rhodotorula glutinis ВКПМ Y-608 при концентрации пероксида водорода в ферментационной среде 5,0 - 6,5 г/л, внесенного на 24-27 час культивирования, и выдержку не менее 2 часов с получением целевого продукта. Изобретение позволяет повысить выход каротиноидов. 3 табл.,29 пр.
Наверх