Способ получения глубинных культур микроорганизмов для осахаривания крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 18. 08. 81 (21) 3335849/28-13

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

<»i990811 (51)М. Кл.

С 12 т1 1/20

С 12 К 9/34 с присоединением заявки №

Гасударственные комитет (23)Приоритет»

СССР ив делам квобретеккй и открытий

Опубликовано 23. 01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 26.01.83 (53 ) УДК 663 ° .15(088.8) Б.А. Устинников, П.А. Белозеров, Р.С. Фнсатова, -..

Е.Н. Юдина, В.М. Гусева,„. В.Н. Терещенно, В.М. Каноненко и В.И. Ярмош

Всесоюзный научно-исследовательский институтпродуктов брожения (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (SII) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛУБИННЫХ КУЛЬТУР

МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ОСАХАРИВАНИЯ

КРАХМАЛСОДЕРЖАЦ ЕГО СЫРЬЯ В СПИРТОВОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ

Изобретение относится к спиртовой и микробиологической промышленности, а именно к способам получения глубинных культур микроорганизмов для осахаривания крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве.

Известны способы производства глубинных культур микроорганизмов для осахаривания крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве, предусматривающие приготовление питательной среды путем гидролиза крахмалсодержащего сырья солодом или бактери- альной Д;амилазой, стерилизацию ее, охлаждение, выдержку, посев культуры 15 и ферментациа (11.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ производства глубинных культур микроорга- го низмов для осахаривания крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве путем выращивания посевного материала, приготовления питательной

2 среды на основе воды или фильтрата зерно-картофельной барды, муки кукурузной, или пшеничной, или ржаной, кукурузного экстракта; мела, магнезита и растительного масла, гидроли" за ее солодом или бактериальной с -амилазой, стерилизации,.вакуум- . охлаждения, посева культуры-проду- . цента фермента и ферментации 2 1.

Цель изобретения - повышение активности глюкоамилазы глубинных культур, обеспечивающих осахаривание высококонцентрированного сусла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения глубинных культур микроорганизмов для осахаривания крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве, предусматривающем выращивание посевного материала, приготовление питательной среды путем гидролиза крахмалсодержащего сырья солодом или бактериальной с -амилазой, стерилизацию, вакуум-охлаждение, посев культуры

3 99081 продуцента глюкоамилазы и фермента-: цию, согласно изобретению, после вакуум-охлаждения в гидролизованной питательной среде повышают концентрацию сухих веществ до 20-22 путем продувки через нее стерильного воздуха под давлением 0,1-0,2 ИПа с удельной скоростью 10- 12 м /м ч, а выращенный посевной материал разделяют на две равные части, одну из 10 которых адаптируют в охлажденной гидролизованной питательной среде подавая ее в момент продувки последней воздухом, а другую — непосредственно на стадию ферментации, и осуществ- 15 пяют совместное культивирование до достижения заданной активности.

Способ осуществляется следующим образом.

zo

Посевной материал в колбах готовят на жидкой питательной среде, со" держащей кукурузную муку 5-5,53, экстракт кукурузный 1-1,53, воду при рН 4,8-5,0 и выращивают в течение

24-30 ч при 25-30 С.

В подготовленную жидкую посевную культуру передают на стадию получения инокулята, и выращивают на среде того же состава, но с добавлением

30 пеногасителя, Выращивание ведут в течение 22-24 при 25-30о С.

Для ферментации используют жидкую питательную среду, приготовленную следующим образом.

Кукурузнук муку смешивают с водой l:2,5 при 45 50 С, добавляют Я-амилазу или солодовое молоко и после интен. сивного перемешивания, проводят стерилизацию среды при температуре l20160 С в течение 3-5 мин, а затем охо 0 лаждают под вакуумом до 40-50оС и продувают стерильным воздухом, повышая концентрацию среды до значения 20214 с.в.

Выращенную посевную культуру разде 45 ляют на два потока, один из которых задают в охлажденную среду, адаптируют ее в последней, и по истечении

3-8 ч от начала адаптации передавливают ее стерильным воздухом под давлением на стадию ферментации, а другую часть задают непосредственно на стадию ферментации после заполнения ферментера средой на 1/5-1/4 объема, проводят совместную ферментацию в те- 55 чение 120-130 ч до достижения глюкоамилазной активности 200-230 ед/мл в культуральной жидкости.

l 4

Пример 1. Готовят посевной материал (в колбах) Asperg i l lus Акаmori 466 на среде следующего состава, вес.3:

Иука кукурузная 5

Экстракт кукурузный 1

Вода Остальное рН среды 4,8-5,0

Выращивают при 30 С в течение 24 ч и засевают среду инокулятора того же состава, но с добавлением 0,1i пеногасителя (растительное масло).

Выращивание ведут при 30 С в течение 22 ч с получением инокулята (посевной культуры). Затем готовят производственную питательную среду. Для этого 8 м воды смешивают с 2750 кг

З кукурузной муки при 45 C и в полученную суспензию вводят солодовое мо локо и тщательно перемешивают в течение 20 мин.

Полученную смесь мгновенно стерилизуют при 145 С, выдерживают в течение 15 мин и охлаждают под остаточным давлением 0,07 ИПа до 40 С.

Получают гидролизованнуа среду с концентрацией СВ 17 .

Р

Через полученную среду продувают стерильный воздух, имеющий темпера-туру 40 С со скоростью 1О м3/и ч под давлением 0,2 ИПа, пока концентрация СВ не повысилась до 204.

504 полученного инокулята (200 л) задают в охлажденную гидролизованную питательную среду, адаптируют его к последней, выращивают в течение 5 ч, а затем передают на ферментацию.

Остальные 50 посевного материала передают на ферментацию после заполнения ферментера на 253 от объема при аэрации 15 м /м ч и осуществляют совместное выращивание в течение

120 ч при аэрации 30- 40 м /м ч и перемешивании двухъярусной мешалкой, получая культуру с активностью ГлА

230 ед/мл.

Пример. 2 (выращивание культуры Asperg 11lus batatae 61).

Исходным посевным для инокулятора служит конидиальный споровый материал Aspergillus batakae 61, выращенный на пшеничных отрубях.

Среда для инокулятора следующего состава, 3:

Иука 2

Кукурузный экстракт О, 7

990811

Остальные 503 инокулята передают на ферментацию после заполнения ферментатора íà 25 ot объема при аэрации 15 м /м ч и осуществляют сов5 местное выращивание в течение 48 ч, . получая культуру с активностью

АС-6-10 ед/мл, ГлС-10-14 ед/мл.

Благодаря продувке воздухом повышается концентрация сухих веществ в питательной среде и часть культуры адаптируется к ней.

При адаптации часть культуры происходит частичное потребление сухих веществ среды, снижение вязкости среды, улучшается контакт биомассы с субстратом, создаются предпосылки для интенсивного потребления среды другой частью посевного материала, вводимого в адаптированную культуру.

20 Энергозатраты снижаются на 10"153 за счет снижения вязкости среды и сокращения длительности ферментации.

Результаты сведены в таблицу.

Известный способ Предлагаемый способ.Показатели

Aspergillus AspergiIlus Aspergillus Aspergillus

batatae 61 аиавог1 466 batatae 61 awamori 466

20-22

13-18

144-168

10-12

56-60

10-14

Концентрация СВ, б

Время выращивания

Активность ГлС, ед/мл

Активность АС, ед/мл

120

60-72

1 50-180

230 °

6" 10

4-5

Расход электроэнергии на 1 усл.т

6375

12750

7500

15000

Таким образом, согласно изобретению получают глубинные культуры с высокой активностью глюкоамилазы, по„45 зволяющие осахаривать высококонцентрированное сусло при одновременном снижении энергозатрат процесса. формула изобретения

5

Вода 97,3

МаОН для Н Б04 доведения рН рН среды 5,5-5,8

После засева среды конидиальным и посевным материалом выращивание в инокуляторе ведут при 30 С в течение 24 ч.

Затем готовят производственную питательную среду следующего состава:

Мука 2 5

Кукурузный экстракт 0,75

Аммиачная селитра 0,7

Мел 0,2

Магнезит 0,15

Среду стерилизуют при 128 С в течение 40 мин, охлаждают до 33ОС, задают 503 инокулята и продувают стерильным воздухом со скоростью

8 м /м ч под давлением 0,2 МПа и выращивают на ней культуру в течение.

6 ч, а затем передают на ферментацию.

Способ получения глубинных культур микроорганизмов для осахаривания крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве, предусматривающий выращивание посевного материала, приготовление производственнои питатель- . ной среды путем гидролиза крахмалсоt держащего сырья солодом или бактериальной -амилазой, стерилизацию, вакуум-охлаждение, посев культуры. продуцента глюкоамилазы и ферментацию, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения активности глюкоамилазы глубинных культур, обеспечивающих осахаривание высококонцентрированного сусла, после вакуум-охлаждения в гидролизованной питательной среде повышают концентрацию сухих веществ до 20-223 путем продувки через нее стерильного воздуха под давлением О, 1-0,2 ИПа с удельной скоростью 10-12 м /м .ч, а выращенный посевной материал разделяют на две равные части, одну из которых адапСоставитель И. Привалова

Редактор Г. Волкова Техред A.À÷

Корректор Г. Огар

»

Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 56/36

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

7 99081 тируют в охлажденной гидролизованной, питательной среде, подавая ее в момент продувки последней воздухом, а другую " непосредственно на стадию . ферментации, и осуществляют совместноез культивирование до достижения задан" ной активности.

ll 8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

5 800185, кл. C 12 N 9/34 1979.

2 Патент США И 3988204, кл. 195-15, опублик. 1976 (прототип) .