Способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки, включающий культивирование Lactobacillus casei ВКПМ В-5726 на творожной сыворотке, предварительно освобожденной от сывороточных белков добавлением раствора гидроксида натрия, пастеризацией и центрифугированием, стерилизованной при 111°С при рН 6,7 в течение 15 мин; с добавлением к массе смеси 5 % дрожжевого автолизата и 1 % раствора микроэлементов по Федорову. рН среды контролируют на уровне 6,7 с помощью 20%-ного раствора гидроокиси кальция. Через 72 ч брожения дополнительно вносят 5 % дрожжевого автолизата; через 120 ч культуральную среду, содержащую лактат кальция, центрифугируют, фугат отправляют на очистку молочной кислоты. Изобретение обеспечивает повышение выхода целевого продукта с использованием дешевого сырья - творожной сыворотки, являющейся отходом молочной промышленности. 2 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии получения молочной кислоты из творожной сыворотки с помощью молочнокислых бактерий и может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности.

Известен способ получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза [Патент RU 1767878, 27.09.1995].

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет провести полноценное молочнокислое брожение с максимальным выходом молочной кислоты и требует дополнительное внесения динатрийфосфата в виде 9-10%-ного раствора, а для нейтрализации используют углекислый кальций, который не связывает молочную кислоту.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления концентрата лактата кальция на основе молочной сыворотки [Патент RU 2112391, 04.06.1996].

Недостатком данного способа является то, что процесс технологически сложен и не позволяет увеличить максимальный выход целевого продукта.

Техническая задача изобретения заключается в разработке способа получения молочной кислоты из творожной сыворотки с применением молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726, которые позволяют получать целевой продукт с высоким выходом из сырья, являющегося отходами молочной промышленности.

Для решения поставленной технической задачи предложен способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки с помощью молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726, характеризующийся тем, что творожную сыворотку освобождают от сывороточных белков с помощью добавления раствора гидроксида натрия, пастеризации и центрифугирования, после чего в фугате молочной сыворотки доводят рН до 6,7 и стерилизуют ее при температуре 111°С в течение 15 минут, затем добавляют разброженную 18-часовую культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 в количестве 5 % от общего объема сыворотки, в качестве источников роста также дополнительно вносят 5 % к объему смеси дрожжевого автолизата, полученного путем ферментативного расщепления культурных пекарских дрожжей, и 1 % к массе смеси раствор микроэлементов по Федорову, через 72 часа брожения подпитывают среду дополнительным внесением дрожжевого автолизата в количестве 5 % к массе культуральной жидкости для роста и развития молочнокислых бактерий, в процессе осуществления гомоферментативного молочнокислого брожения контролируют уровень рН среды и держат на уровне 6,7 с помощью 20%-ного массового раствора гидроокиси кальция, в конце брожения через 120 часов культуральную среду, содержащую лактат кальция центрифугируют и фугат отправляют на очистку молочной кислоты.

Технический результат заявляемого способа заключается в том, что он позволяет получить в чистом виде лактат кальция с высоким выходом из дешевого сырья - творожной сыворотки, являющейся отходами молочной промышленности.

Способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки с помощью молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 осуществляют следующим образом.

Творожную сыворотку, полученную в процессе производства творога, доводят до изоэлектрической точки коагулирования сывороточных белков (рН 4,6) с помощью 1 н раствора гидроксида натрия, пастеризуют при температуре 90-95°С в течение 15 минут для осаждения белков. Отделяют сыворотку от белков при помощи центрифугирования. Фугат творожной сыворотки, для осуществления молочнокислого брожения, доводят 1 н раствором гидроксида натрия до рН равному 6,7 и пастеризуют при 111°С в течение 15 минут. В стерильную творожную сыворотку вносят 5 % объемных 18-часовой культуры молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726, предварительно разброженных в жидкой питательной среде MRS следующего состава (г/л): гидролизат казеина - 10, пептон - 10, глюкоза - 20, дрожжевой экстракт - 5, K₂HPO₄ - 2, CH₃COONa*3Н₂О- 5, цитрат триаммония - 2, MgSO₄ - 0,2, MnSO₄ - 0,05. В качестве источников роста дополнительно вносят 5 % по массе культуральной жидкости дрожжевого автолизата и 1 % по массе раствора микроэлементов по Федорову. Творожную сыворотку сбраживают периодическим способом при 37°С в течение 120 часов. Образующуюся в процессе брожения молочную кислоту нейтрализуют 20%-ным по массе раствором гидроокиси кальция и поддерживают рН среды на оптимальном уровне 6,0 для жизнедеятельности молочнокислых бактерий. После брожения лактосодержащий раствор центрифугируют и в фугате выделяют молочную кислоту.

Способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки с помощью молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 поясняется следующими примерами.

Пример 1. Для осуществления молочнокислого брожения творожной сыворотки в молочную кислоту берут 100 л творожной сыворотки доводят до рН среды 4,6 для коагулирования сывороточных белков и пастеризуют при 90-95°С в течение 15 минут. Осажденные белки отделяют от сыворотки с помощью центрифугирования. Фугат творожной сыворотки доводят до значения рН среды 6,7, являющегося оптимальным для роста и брожения молочнокислых бактерий, и пастеризуют при температуре 111°С в течение 15 минут. К готовой сыворотке вносят разброженную культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 в количестве 5 % от исходного объема среды, а также в качестве источников роста вносят 5 % объемных дрожжевого автолиза и 1 % объемных раствора микроэлементов по Федорову. И сбраживают в ферментерах при температуре 37°С до максимального накопления молочной кислоты. В процессе брожения кислотность среды поддерживают на уровне рН 6,7 с помощью 20%-ного раствора гидроокиси кальция. В конце брожения через 120 часов наблюдается максимальное накопление молочной кислоты, составляющее 50% от теоретически возможного.

Пример 2. Для осуществления молочнокислого брожения творожной сыворотки в молочную кислоту берут 100 л творожной сыворотки доводят до рН среды 4,6 для коагулирования сывороточных белков и пастеризуют при 90-95°С в течение 15 минут. Осажденные белки отделяют от сыворотки с помощью центрифугирования. Фугат творожной сыворотки доводят до значения рН среды 6,7, являющегося оптимальным для роста и брожения молочнокислых бактерий, и пастеризуют при температуре 111°С в течение 15 минут. К готовой сыворотке вносят разброженную культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 в количестве 5 % от исходного объема среды, а также в качестве источников роста вносят 5 % объемных дрожжевого автолиза и 1 % объемных раствора микроэлементов по Федорову. И сбраживают в ферментерах при температуре 37°С до максимального накопления молочной кислоты. В процессе брожения кислотность среды поддерживают на уровне рН 6,7 с помощью 20%-ного раствора гидроокиси кальция. После 72-часов брожения в среду добавляют 5 % объемных дрожжевого автолиза в качестве подпитки. В конце брожения через 120 часов наблюдается максимальное накопление молочной кислоты, которое составляет 80 % от теоретически возможного.

Предложенный способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки с помощью молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 позволяет:

- получать молочную кислоту в чистом виде для нужд пищевой, косметической, фармацевтической и химической промышленности;

- получить выход лактата кальция 80 % в зависимости от исходной концентрации лактозы в сыворотке;

- снизить себестоимость молочной кислоты по сравнению с существующими аналогами.

Способ получения молочной кислоты из творожной сыворотки при помощи молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 характеризуется тем, что для осуществления молочнокислого брожения творожную сыворотку освобождают от сывороточных белков с помощью пастеризации и центрифугирования, после в фугате творожной сыворотки доводят рН до 6,7 и стерилизуют при температуре 111°С в течение 15 мин, к готовой сыворотке добавляют разброженную культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus casei C-1 ВКПМ В-5726 в количестве 5 % от общей массы сыворотки, в качестве источников роста также дополнительно вносят 5 % объемных дрожжевого автолизата и 1 % объемных микроэлементов по Федорову, через 72 ч брожения подпитывают среду дополнительным внесением дрожжевого автолизата в количестве 5 % объемных для роста и развития молочнокислых бактерий, в процессе осуществления гомоферментативного молочнокислого брожения контролируют уровень рН среды и держат на уровне 6,7 с помощью 20%-ного раствора гидроокиси кальция, в конце брожения через 120 ч культуральную среду, содержащую лактат кальция, центрифугируют, и фугат отправляют на очистку молочной кислоты.