СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ Советский патент 1995 года по МПК C12N1/22 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения кормовых дрожжей на предгидролизатах целлюлозного производства.

Известен способ получения биомассы кормовых дрожжей на предгидролизатах целлюлозного производства, предусматривающий кислотную инверсию субстрата, нейтрализацию, разбавление водой до содержания редуцирующих веществ 1,3-1,4% подачу питательных солей и последующее культивирование дрожжей с получением кормовой биомассы.

Применение известного способа предусматривает кислотную инверсию субстрата, что приводит к снижению его качества, так как часть моносахаридов при инверсии распадается. Кроме того, инверсия в производственных условиях проводится в больших футерованных, кислотозащищенных емкостях при высокой температуре, в присутствии 0,5% серной кислоты, длится 8-12 ч, требует значительного расхода пара и высоких затрат на содержание оборудования.

При кислотной инверсии образуется большое количество карамели твердого полимерного осадка, который не поддается растворению и удаляется из инверторов вручную.

Известен также способ получения кормовых дрожжей, предусматривающий непрерывное культивирование дрожжей в условиях аэрации в две стадии, на первой из которых культивирование осуществляют на питательной среде, содержащей неинвертированный предгидролизат целлюлозного производства и минеральные соли с последующим отделением биомассы дрожжей, а на второй стадии дрожжи культивируют на питательной среде, полученной с использованием жидкой фазы, образованной после отделения биомассы дрожжей на первой стадии. По этому способу жидкую фазу инвертируют, нейтрализуют, вводят в нее минеральные соли, после чего используют в качестве питательной среды для культивирования дрожжей на второй стадии.

Недостатками способа являются невысокий выход биомассы дрожжей и сложность процесса, связанная с получением питательной среды для второй стадии культивирования.

Цель изобретения увеличение выхода дрожжей и упрощение процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения кормовых дрожжей, предусматривающем непрерывное культивирование дрожжей в условиях аэрации в две стадии, на первой из которых культивирование осуществляют на питательной среде, содержащей неинвертированный предгидролизат целлюлозного производства и минеральные соли с последующим отделением биомассы дрожжей, а на второй стадии дрожжи культивируют на питательной среде, полученной с использованием жидкой фазы, образованной после отделения биомассы дрожжей на первой стадии, предложено на первой стадии культивировать ассоциацию штаммов Candida scottii АБ-1 и Candida tropicalis НП-40, взятых в соотношении 2-3:1, а на второй стадии культивировать ассоциацию штаммов Candida scottii АБ-1, Candida tropicalis ПН-40 и Trichosporon cutaneum НП-35, взятых в соотношении 1: 0,75-1,5:0,75-1,5, при этом в качестве питательной среды на второй стадии культивирования используют неинвертированную жидкую фазу, образованную после отделения биомассы дрожжей на первой стадии.

Способ осуществляют следующим образом. Неинвертированный предгидролизат сульфатцеллюлозного производства с содержанием углеводов 4,0-5,0% (50-60% которых приходится на долю олигосахаридов) разбавляют водой до содержания редуцирующих веществ (РВ) 0,8-1,0% олигосахаридов 1,20-1,5% вносят минеральные соли в виде растворов сульфата аммония, тринатрийфосфата и хлористого калия до содержания азота 880 мг/л, фосфора в пересчете на Р₂О₅ 450 мг/л, KCl 200 мг/л, подают на первую ступень ферментации, куда засевают дрожжевую ассоциацию, состоящую из Candida scottii АБ-1 и Candida tropicalis НП-40.

Штамм дрожжей Candida scottii АБ-1 адаптирован к предгидролизатам с высоким содержанием РВ и способен активно утилизировать моносахариды и летучие кислоты субстрата. Штамм дрожжей Candida tropicalis НП-40 адаптирован к неинвертированным предгидролизатам, хорошо растет на твердой агаризированной среде неинвертированного предгидролизата.

На первую ступень засевают штаммы в соотношении 2-3:1, т.е. 65-75% Candida scottii АБ-1 и 25-35% Candida tropicalis НП-40, так как цель первой ступени максимально утилизировать легко усваиваемые моносахариды, наличие которых тормозит расщепление и усвоение трудноокисляемых олигосахаридов. Такое соотношение культур на первой ступени ферментации позволяет утилизировать редуцирующие вещества на 65-75% и олигосахариды на 10-30%
Выращивание ассоциации осуществляют хемостатным способом при аэрации, перемешивании, температуре 37 ±1^оС, рН поддерживают в пределах 4,4±0,2 аммиачной водой при скорости роста 0,2 ч^-1, затем культуральную жидкость отделяют от биомассы и без кислотной инверсии и введения минерального питания подают на вторую ступень ферментации, где осуществляют культивирование ассоциации, состоящей из Candida scottii АБ-1, Candida tropicalis НП-40 и Trichosporon cutaneum НП-35, с соблюдением параметров процесса, описанных для первой ступени ферментации. На вторую ступень дополнительно вводится штамм НП-35, так как в культуральной жидкости после первой ступени доминируют олигосахариды. Этот штамм также адаптирован к неинвертированным предгидролизатам и обладает способностью расщеплять и усваивать олигосахариды, а также активно ассимилирует продукты метаболизма. При культивировании поддерживают соотношение культур в ассоциации 1:0,75-1,5:0,75-1,5, что позволяет на второй ступени утилизировать олигосахариды на 65-80% и оставшиеся после первой стадии редуцирующие вещества.

П р и м е р 1 (по прототипу). Неинвертированный предгидролизат сульфатцеллюлозного производства разбавляют водой в соотношении 1:1 до содержания РВ 0,81% олигосахаридов 1,19% вносят минеральные соли в виде растворов сульфата аммония, тринатрийфосфата и хлористого калия до содержания азота 880 мг/л, фосфора в пересчете на Р₂О₅ 450 мг/л, KCl 200 мг/л и подают на первую ступень ферментации, куда засевают дрожжевую ассоциацию, состоящую из Сandida scottii Тул-1, Candida tropicalis K-2 и Trichosporon cutaneum CX в равном соотношении и культивируют при скорости роста 0,15 ч^-1, перемешивании, аэрации, 37±1^оС и рН 4,4±0,2, затем культуральную жидкость отделяют от биомассы, инвертируют общепринятым способом, нейтрализуют, вводят минеральные соли, ту же дрожжевую ассоциацию и осуществляют ферментацию в условиях, аналогичных для первой ступени. Выход абсолютно сухой биомассы от общего количества РВ и олигосахаридов 53,8% Степень утилизации РВ после первой ступени культивирования 44,4% олигосахаридов 3,4% на второй ступени культивирования РВ утилизируются на 82%
П р и м е р 2. Неинвертированный предгидролизат сульфатцеллюлозного производства разбавляют водой в соотношении 1:1 (содержание РВ 0,81% олигосахаридов 1,19%), вносят минеральные соли, как в примере 1, и подают на первую ступень ферментации, куда засевают дрожжи Candida scottii АБ-1 и Candida tropicalis НП-40 в соотношении 2:1 и культивируют их при скорости роста 0,2 ч^-1, 37±1^оС и рН 4,4±0,2. Культуральную жидкость отделяют от биомассы и без кислотной инверсии, а также дополнительного введения минерального питания подают на вторую ступень ферментации, куда засевают ассоциацию дрожжей, состоящую из Candida scottii АБ-1, Candida tropicalis НП-40 и Trichosporon cutaneum НП-35 в соотношении 1:1,5:1,5. Культивирование осуществляют при соблюдении параметров процесса, описанных для первой ступени ферментации. Выход абсолютно сухой биомассы от общего количества РВ и олигосахаридов 60,6% степень утилизации РВ после первой ступени культивирования 66,7% олигосахаридов 31,9% на второй ступени соответственно 44,4 и 81,4% Степень утилизации углеводной части предгидролизата после двух ступеней выращивания 86,0%
П р и м е р 3. Культивирование ассоциаций дрожжей на первой и второй ступенях осуществляют аналогично примеру 2 при соблюдении соотношений культур в ассоциации: на первой ступени 2,5:1 и на второй 1:1:1. Выход абсолютно сухой биомассы от общего количества редуцирующих веществ и олигосахаридов 58,9% степень утилизации РВ после первой ступени культивирования 71,6% олигосахаридов 24,3% на второй же ступени соответственно 47,8 и 77,7% Степень утилизации всей углеводной части предгидролизата после двух ступеней ферментации 84,0%
П р и м е р 4. Культивирование ассоциаций дрожжей на первой и второй ступенях осуществляют аналогично примеру 2 при соблюдении соотношений культур в ассоциации: на первой ступени 3:1 и на второй 1:0, 75:0, 0,75. Выход абсолютно сухой биомассы от общего количества РВ и олигосахаридов 56,3% степень утилизации РВ после первой ступени культивирования 75,3% олигосахаридов 10,1% на второй же ступени соответственно 50,0 и 67,2% Степень утилизации всей углеводной части предгидролизата после двух ступеней ферментации 77,5%
Таким образом, описанный способ получения кормовых дрожжей позволяет на 2-7% увеличить выход биомассы, упростить процесс за счет исключения стадий кислотной инверсии, нейтрализации субстрата и внесения минеральных солей.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ, предусматривающий непрерывное культивирование дрожжей в условиях аэрации в две стадии, на первой из которых культивирование осуществляют на питательной среде, содержащей неинвертированный предгидролизат целлюлозного производства и минеральные соли с последующим отделением биомассы дрожжей, а на второй стадии дрожжи культивируют на питательной среде, полученной с использованием жидкой фазы, образованной после отделения биомассы дрожжей на первой стадии, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода дрожжей и упрощения процесса, на первой стадии культивируют ассоциацию штаммов Candida scottii АБ-1 и Candida tropicalis НП-40, взятых в соотношении 2-3:1, а на второй стадии культивируют ассоциацию штаммов Candida scottii АБ-1, Candida tropicalis НП-40 и Frichosporon cutaneum НП-35, взятых в соотношении 1:0,75-1,5:0,75-1,5, при этом в качестве питательной среды на второй стадии культивирования используют неивертированную жидкую фазу, образованную после отделения биомассы дрожжей на первой стадии.