СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 1997 года по МПК C12N1/18 C12N1/18 C12R1/865 

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано при производстве хлебопекарных дрожжей.

Известны способы производства хлебопекарных дрожжей на питательной среде, содержащей мелассу в качестве источника углерода, источники азота, фосфора, минеральные соли и стимулятор роста в условиях аэрации, с последующим разделением полученной дрожжевой суспензии на два потока и повторным культивированием дрожжей первого и второго потоков (авт.св. N 1033541, кл. C 12 N 1/18, 1993).

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является способ производства хлебопекарных дрожжей, предусматривающий их многостадийное культивирование в головном и товарном ферментерах на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора в виде ортофосфорной кислоты, минеральные соли и стимулятор роста при аэрации среды. Культивирование осуществляют в три стадии, первую из которых проводят в головном ферментере, а вторую и третью
в товарных, при этом источник фосфора на первую стадию вводят в виде диасимоний фосфата, а на вторую и третью стадии в виде ортофосфорной кислоты. Выращенные дрожжи отделяют от культуральной жидкости, промывают водой, прессуют и при необходимости сушат (авт.св. N 1551783, кл. C 12 N 1/18, 1990).

Недостатком данного способа является то, что ортофосфорную кислоту используют только в качестве источника фосфора и дозируют непрерывно, что не предотвращает инфицирование процесса бактериальной микрофлорой.

Целью изобретения является исключение возможности инфицирования процесса бактериальной микрофлорой и, как следствие, повышение качества готовой продукции.

Указанная цель достигается тем, что процесс культивирования дрожжей осуществляют отъемно-доливным способом, при этом ортофосфорную кислоту вводят в головной ферментер с питательной средой и в культуральную жидкость после каждого отбора, в товарные ферментеры в культуральную жидкость перед каждой стадией культивирования в количестве 5 10 л на 1 т прироста дрожжей, а после введения ортофосфорной кислоты в культуральную жидкость снижают скорость аэрации до 15 40 м³/ч и выдерживают при этой аэрации в течение 20 - 60 мин.

В случае снижения концентрации фосфора в процессе культивирования ниже 0,006% дополнительно вводят ортофосфорную кислоту. Использование ортофосфорной кислоты при культивировании дрожжей в головном ферментере на первой стадии позволяет исключить быстро обсеменяемый бактериальной микрофлорой раствор диаммоний фосфата.

Последующая единовременная подача ортофосфорной кислоты перед началом каждого процесса культивирования в культуральную жидкость товарного и головного ферментеров в количестве 5 10 л на 1 т прироста дрожжей позволяет снизить pH среды до 3,0 3,5 ед. pH, а последующая выдержки культуральной жидкости 20 60 мин при указанных выше pH среды позволяет подавить развитие бактериальной микрофлоры.

Низкая скорость аэрации среды (15 40 м³) при одновременно низких pH и избытке фосфора в культуральной жидкости активизирует процессы синтеза ДНК и РНК, которые, как известно, являются продуктами полимеризации с участием фосфорной кислоты. Повышение содержания РНК в клетках в начале процесса культивирования обеспечивает активизацию процессов синтеза белка и, как следствие, увеличение скорости роста биомассы.

В том случае, если в процессе культивирования концентрация фосфора в культуральной жидкости снижается ниже порогового значения 0,006 об. то для предотвращения лимитирования процесса биосинтеза клеточного вещества фосфором ортофосфорная кислота добавляется дополнительно.

Организация производства дрожжей с учетом технологических мероприятий, описанных выше, позволяет предотвратить инфицирование процесса бактериальной микрофлорой и реализовать отъемно-доливной способ производства дрожжей без снижения их качества, что имеет место в традиционной технологии.

Пример 1. Культивирование дрожжей осуществляют в головном аппарате объемом 100 м³. отъемно-доливным способом и шести товарных аппаратах, где культивирование дрожжей осуществляют доливным способом.

Последовательность технологических операций следующая. В головной аппарат загружают 22 м³ воды, 100 кг мелассы с содержанием сахара 46% 14 л ортофосфорной кислоты, 20 кг хлорида калия, включают аэрацию и проверяют pH среды и температуру. Если pH среды и температура соответствуют значениям, приведенным в табл. 1, то в аппарат засевают дрожжи в количестве 2000 кг и начинают приток компонентов питательной среды согласно графику.

Через 8 ч культивирования приток компонентов питательной среды прекращают, из головного аппарата отбирают 12 м³ среды (1200 кг дрожжей) в товарный аппарат, снижают расход воздуха до 2000 м³/ч, включают аэрацию товарного аппарата со скоростью 500 м³/ч и добавляют ортофосфорную кислоту в головной аппарат в количестве 12 л, а в товарный аппарат в количестве 60 л. При этом pH среды в головном аппарате снижается до 4 ед. pH, а в товарном до 3 ед. pH.

В течение 30 мин осуществляют выдержку культуральной жидкости, затем увеличивают аэрацию культуральной жидкости и начинают приток компонентов питательной среды согласно графикам, приведенным в табл. 1 и 2.

Через 14 ч культивирования дрожжи из товарного аппарата отделяют от культуральной жидкости, например, сепарированием, промывают водой, затем прессуют, формуют и упаковывают.

Через два часа культивирования в головном аппарате операция отбора культуральной среды, снижения скорости аэрации, добавления ортофосфорной кислоты и выдержки во времени повторяется аналогично вышеописанному. Отобранная из головного аппарата культуральная жидкость передается во второй товарный аппарат, где повторяется последовательность технологических операций согласно табл. 2.

Пример N 2. Культивирование дрожжей в головном аппарате осуществляется аналогично описанному в примере 1.

Культивирование дрожжей в товарном аппарате осуществляется до шестого часа аналогично описанному в примере 1. На седьмом часу после снижения концентрации фосфора ниже порогового значения 0,006% во избежание лимитирования процесса по фосфору дополнительно добавляют ортофосфорную кислоту в количестве 10 л (табл. 3).

Полученные в результате культивирования дрожжи отделяют от культуральной жидкости, промывают водой, затем прессуют, формуют и упаковывают.

Использование: биотехнология, производство хлебопекарных дрожжей. Сущность изобретения: хлебопекарные дрожжи Saccharomyces cerevisiae культивируют на среде, содержащей источники углерода, азота и фосфора. В качестве единственного источника фосфора используют ортофосфорную кислоту, которую добавляют единовременно в головной ферментер после отбора культуральной жидкости и в товарные ферментеры перед началом культивирования в расчете 5 - 10 л на 1 т прироста дрожжей. Единовременная подача ортофосфорной кислоты на небольшой объем культуральной жидкости позволяет снизить ее pH до значений, ингибирующих рост бактериальной микрофлоры. Выдержка в течение 20 - 60 минут при низких pH слабой аэрации, с одной стороны, подавляет рост бактерий, с другой стороны активирует процессы синтеза РНК в дрожжевых клетках, а следовательно, создает условия для их последующего активного роста. В том случае, если фактический прирост биомассы будет больше расчетного, то для исключения лимитирования процесса по фосфору ортофосфорную кислоту дозируют дополнительно. Сигналом о начале лимитирования процесса по фосфору является снижение его концентрации в культуральной жидкости ниже значения 0,006%. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ производства хлебопекарных дрожжей, предусматривающий их многостадийное культивирование в головном и товарном ферментерах на питательной среде, содержащий источники углерода, азота, фосфора в виде ортофосфорной кислоты, минеральные соли и стимулятор роста при аэрации среды с последующим отделением дрожжей из товарного ферментера, отличающийся тем, что процесс культивирования дрожжей осуществляют отъемно-доливным способом, при этом ортофосфорную кислоту вводят в головной ферментер с питательной средой и в культуральную жидкость после каждого отбора, а в товарные ферментеры в культуральную жидкость перед каждой стадией культивирования в количестве 5 - 10 л на 1 т прироста дрожжей, а после введения ортофосфорной кислоты в культуральную жидкость снижают скорость аэрации до 15 40 м³/ч на 1 м³ среды и выдерживают при этой аэрации в течение 20 60 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при снижении в процессе культивирования концентрации фосфора ниже 0,006 дополнительно вводят ортофосфорную кислоту.