Способ получения микробного препарата на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae Российский патент 2024 года по МПК C12N1/20 C12N9/00 C12N9/50 C12P21/00 

Изобретение относится к пищевой биотехнологии, а именно к способам получения микробного препарата из дрожжей Saccharomyces cerevisiae, используемых для включения в пищевую продукцию для употребления человеком.

Известен способ получения микробного белка на основе углеводородного сырья [Патент №2720121]. Способ получения микробного белка на основе метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15 предусматривает приготовление питательной среды, состоящей из калия, магния, железа (П), меди, марганца, цинка, кобальта и молибдата натрия заданной концентрации с добавлением фосфорной кислоты, ферментацию бактериальных культур с постоянной подачей культуральной жидкости, раствора аммиака и газовой смеси при температуре 40-45°С в непрерывном протоке 0,2-0,3 объема ферментера в час. Затем осуществляют сепарацию с получением готового продукта. При этом отработанную культуральную жидкость после сепарации возвращают через накопительную емкость на стадию ферментации в объеме от 10 до 95% от общего количества используемой воды, обогащают недостающими минеральными солями до заданных концентраций в культуральной жидкости с последующим продолжением ферментации бактериальной культуры. Изобретение позволяет повысить выход готового продукта.

Недостатками известного способа получения микробного белка на основе углеводородного сырья является применение аммиака, фосфорной кислоты, введение культуральной жидкости в процессе ферментации, приготовление питательной среды увеличивающей продолжительность получения микробного белка.

Способ получения биомассы [Патент №2437931] предусматривает выращивание дрожжей в условиях аэрации на питательной среде, содержащей источник углерода, минеральные соли и микроэлементы, характеризующейся содержанием, мг/л: N₂ 300-700, Р 20-150, К⁺ 100-800, Fe⁺⁺ 7-15, Mg⁺⁺ 10-30, Zn⁺⁺ 0,5-5, Mn⁺⁺ 0,5-2, с последующим выделением целевого продукта. В качестве дрожжей используют штамм Saccharomycopsis fibuligera (ВСБ-12) ВКПМ Y-2173. В качестве источника углерода используют крахмалсодержащее растительное сырье, подвергнутое щелочной обработке аммиачной водой с содержанием аммиака не менее 25%, взятой в количестве до 0,1 м³ на 1 т готового продукта. Щелочную обработку проводят при температуре 65-75°С, рН 6,0-7,0 в течение 3-3,5 час в условиях избытка ионов железа и фосфора. Способ позволяет получить целевой продукт с высоким выходом и содержанием белка. Выход продукта составляет 50-72%, содержание белка 37-56%.

Недостатками известного способа получения биомассы является присутствие крахмалсодержащего сырья в качестве экономически невыгодного сырья, обработка аммиачной водой увеличивает продолжительность получения микробного белка, отсутствие получения заменимых и незаменимых аминокислот.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является выбранный в качестве прототипа - способ получения биомассы [Патент №2111253, опубликован 20.05.1998], включающий выращивание микроорганизмов - продуцентов белка в условиях аэрации на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода отруби и/или муку злаковых культур, подвергнутые обработке ферментами при 50-70°С в течение 1,0 -1,5 час с добавлением микроэлементов, минеральных солей и воды с последующим выделением целевого продукта, причем в качестве микроорганизмов используют штаммы метилотрофных бактерий или их ассоциации со штаммами дрожжей, обладающими амилолитической активностью.

Кроме того, в качестве микроорганизмов - продуцентов белка используют штаммы бактерий Acetobacter methylicum ЦМПМ В-2942, или Acetobacter methylicum ЦМПМ В-1947, или Acetobacter methylovorans ЦМПМ В-2479 в отдельности, или в смеси со штаммами дрожжей, обладающими амилолитической активностью, Saccharomyces cerevisiae ВКПМ У-1218 или Saccharomyces cerevisiae ВКПМ У-446.

Недостатками известного способа получения биомассы является отсутствие данных о применимости использования белковой биомассы для пищевых продуктов, отсутствие в составе ферментов работающих при рН менее 6,5%, использование культуральной жидкости повторно, использование более дорого субстрата, а именно отходов переработки злаковых культур.

Предлагаемое изобретение направлено на получение микробного препарата обработкой протеолетическими ферментными препаратами в высоком количестве полученного белка и разнообразном количестве аминокислотного состава, безотходное производство, связанное с выделением культуральной жидкости и используемой в качестве обогащения питательной среды или извлечения биологически активных веществ, введение микробного белка с продуктом питания для осуществления функции в организме человека, расширение ассортимента микробного препарата.

Это достигается тем, что согласно 1 варианту, способ получения микробного препарата на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae заключающийся в том, что берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,80 - 0,90 л дистиллированной воды хлорид натрия (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин и течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Протосубтилин», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дрожжи хлебопекарные Saccharomyces cerevisiae 94,63÷96,39 Хлорид натрия 1,60÷2,20 Ферментный препарат «Протосубтилин» 1,11÷2,37 Вода дистиллированная остальное

Согласно 2 варианту, вышеуказанный способ заключающийся в том, что берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,80 - 0,90 л дистиллированной воды хлорид натрия (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин и течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Папаин», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дрожжи хлебопекарные Saccharomyces cerevisiae 93,70÷95,42 Хлорид натрия 1,60÷2,15 Ферментный препарат «Папаин» 2,08÷3,30 Вода дистиллированная остальное

Согласно 3 варианту, вышеуказанный способ заключающийся в том, что берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,85-0,90 л дистиллированной воды хлорид натрия (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин и течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Бромелайн», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дрожжи хлебопекарные Saccharomyces cerevisiae 92,20÷94,00 Хлорид натрия 2,03÷2,60 Ферментный препарат «Бромелайн» 3,07÷4,35 Вода дистиллированная остальное

Пример 1. Берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae в количестве 96,39 (мас. %), растворяют в 0,90 л дистилированной воды 1,60 (мас. %) NaCl, размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 минут до отделения культуральной жидкости в количестве 800 мл, вводят ферментный препарат протосубтилин в количестве 1,11 (мас. %), оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. Содержание сырого протеина (белка) 41,28%. Готовый продукт помимо белка содержит витамины группы В (мг/кг):

Bl - 20,1,

82 - 40,8,

83 - 50,0

В5- 195,7,

В6 - 7,9,

Вс-0,30,

В12 - 1,15,

а также витамины

Н-0,90,

Е-91,2 и др.

Пример 2. Берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae i количестве 94,63 (мас. %), растворяют в 0,80 л дистиллированной воды 2,20 (мас. %) NaCl размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин. центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 минут до отделения культуральной жидкости в количестве 700 мл, вводят ферментный препарат протосубтилин в количестве 2,37 (мас. %), оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. Качество конечного продукта как в примере 1. Содержание сырого протеина 43,8%.

Пример 3. Берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae в количестве 95,42 (мас. %), растворяют в 0,90 л дистиллированной воды 1,60 (мас. %) NaCl, размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 минут до отделения культуральной жидкости в количестве 800 мл, вводят ферментный препарат Папаин в количестве 2,08 (мас. %), оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. Качество конечного продукта как в примере 1. Содержание сырого протеина 43,2%.

Пример 4. Берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae в количестве 93,70 (мас. %), растворяют в 0,85 л дистилированной воды 2,15 (мас. %) NaCl, размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 минут до отделения культуральной жидкости в количестве 750 мл, вводят ферментный препарат папаин в количестве 3,30 (мас. %), оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. Качество конечного продукта как в примере 1. Содержание сырого протеина 44,5%.

Пример 5. Берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae в количестве 94,00 (мас. %), растворяют в 0,90 л дистилированной воды 2,03 (мас. %) NaCl, размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 минут до отделения культуральной жидкости в количестве 800 мл, вводят ферментный препарат бромелайн в количестве 3,07 (мас. %), оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60 - 65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. Качество конечного продукта как в примере 1. Содержание сырого протеина 39,1%.

Пример 6. Берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae в количестве 92,20 (мас. %), растворяют в 0,85 л дистиллированной воды 2,60 (мас. %) NaCl, размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 минут до отделения культуральной жидкости в количестве 750 мл, вводят ферментный препарат бромелайн в количестве 4,35 (мас. %), оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. Качество конечного продукта как в примере 1. Содержание сырого протеина 37,9%.

Использование предлагаемого способа получения микробного белка на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae обеспечивают по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

1. Введение ферментных препаратов способствует быстрому расщеплению клеточных дрожжевых стенок для получения белка.

2. Обработка ферментными препаратами способствует наибольшему выходу белка для человека.

3. Введение NaCl в количестве 1,5-2 (мас. %) способно отделить нуклеиновые кислоты из дрожжевой суспензии.

4. Удаление операции сепарирования способствует совершенствованию процесса получения взамен центрифугированием, т.е упрощению технологического процесса.

5. При исследовании выделившегося белка наблюдается высокий аминокислотный состав необходимый для жизнедеятельности организма человека.

6. Расширение ассортимента получения микробных белков для человека, в отличие от прототипа патент №2111253, где он используется для животных птиц.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение микробного белка в высоком диапазоне полученного белка и разнообразном количестве аминокислотного состава способными решить задачу на снижение дефицита белка, безотходное производство, связанное с выделением культуральной жидкости и используемой в качестве обогащения питательной среды или извлечения биологически активных веществ, введение микробного белка с продуктом питания для осуществления функции в организме человека, а именно транспортной, защитной, структурной, двигательной и других функций.

Изобретение относится к пищевой биотехнологии и представляет собой способ получения микробного препарата на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, который заключается в том, что берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,80-0,90 л дистиллированной воды натрия хлорид (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Протосубтилин», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм. В альтернативных вариантах выполнения вместо препарата «Протосубтилин» используют препарат «Папаин» или препарат «Бромелайн». Введение ферментных препаратов способствует быстрому расщеплению клеточных дрожжевых стенок для получения белка и наибольшему выходу белка для человека. Введение NaCl способно отделить нуклеиновые кислоты из дрожжевой суспензии. Изобретение позволяет осуществить получение микробного белка в высоком количестве полученного белка и разнообразном количестве аминокислотного состава. 3 н.п. ф-лы, 6 пр.

1. Способ получения микробного препарата на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, включающий введение ферментного препарата, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,8-0,9 л дистиллированной воды хлорид натрия (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Протосубтилин», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дрожжи хлебопекарные Saccharomyces cerevisiae 94,63÷96,39 Хлорид натрия NaCl 1,60÷2,20 Ферментный препарат «Протосубтилин» 1,11÷2,37 Вода дистиллированная остальное

2. Способ получения микробного препарата на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, включающий введение ферментного препарата, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,85-0,90 л дистиллированной воды хлорид натрия (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Папаин», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дрожжи хлебопекарные Saccharomyces cerevisiae 93,70÷95,42 Хлорид натрия NaCl 1,60÷2,15 Ферментный препарат «Папаин» 2,08÷3,30 Вода дистиллированная остальное

3. Способ получения микробного препарата на основе хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae, включающий введение ферментного препарата, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов берут хлебопекарные дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae, растворяют в 0,85-0,90 л дистиллированной воды хлорид натрия (NaCl), размешивают до состояния суспензии, оставляют в термостате в течение 40 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин до отделения культуральной жидкости, вводят ферментный препарат «Бромелайн», оставляют в термостате в течение 12 часов при температуре 35°С, высушивают в сушильном шкафу при температуре 60-65°С в течение 10 часов, измельчают в мельнице промышленного типа до состояния порошкообразного состояния дисперсностью 0,8 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Дрожжи хлебопекарные Saccharomyces cerevisiae 92,20÷94,00 Хлорид натрия NaCl 2,03÷2,60 Ферментный препарат «Бромелайн» 3,07÷4,35 Вода дистиллированная остальное