Способ получения биомассы дрожжей Советский патент 1986 года по МПК C12N1/16 C12N1/16 C12R1/00 

Изобретение относится к микробнологической промышленности, в частности к способам получения сухих дрожжей, используемых в качестве корма. Известен способ производства дрож жей, в котором полученную биомассу очищают смесью бензина и спирта (патент ГДР № 12А057, кл. С 12 СН/ опублИк. 1977) К недостаткам этого способа относится то, что при противоточной экстракции происходит вьшос не экстрагировавших дрожжей с экстракционным средством. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является способ получения биомассы дрожжей, включающий выращивание их в условиях аэрации на питательной среде, содержащей углеводороды в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и минеральные соли, тепловую обработку полученной биомассы в присутс вии воды с последующим отделением водной фазы (патент ГДР № 110644, кл. 64 а 1/01, опублик. 1976). Недостатком известного способа является высокое содержание зольных компонентов в биомаосе, низкая способность дрозрсей к увлажнению и осаж дению. о Цель изобретения - улучшение качества -бирмассы за счет снижения содержания зольных компонентов и углеводородов, а также улучшение ее свойств к увлажнению и осаждению. Значительная селективная отдача преимущественно неорганических компонентов из дрожжевых клеток в водную среду достигается при достаточной термической обработке дрожжевой суспензии, если в водной суспензии дрожжей уже до термической обработки имеются водорастворимые компоненты сырого протеина или сходный по химическому составу сырому протеину комп лекс вещественных групп. В этом случае отдача водораствори мых протеинов из клеток в водную сре ду может уменьшаться до 10 мас,% общ принятого при данных термических условиях значения. Одновременно достигается отдача, -калия (до 95 мас.%) и фосфора (до 20 мас.%) в водную фазу суспензии. Для достижения достаточного эффек та регулируют количество лизата так, что органически связанный азот лизата составляет 2-8 мас.%связанного в клетках дрожжей органического азота суспензии. Подготовленную суспензию нагревают до 60-80 С и отделяют водную среду до 16-28 мас.%, предпочтительно 18-28 мас.% АСД повышают концентрацию для широкого механического удаления водной среды. Эта суспензия может быть переработана любым образом в сухие продукты: если затем сухой продукт подвергается непрерывной противоточной экстракции, то применяют оросительно-осушительный способ. Получаемая при центрифугировании или при сепарации водная фаза, которая содержит отделенные от клетки калий и магний, фосфор, а также преобладающую часть ранее прибавленного лизата, может быть применена в подобной установке для приготовления питательного раствора или прибавлена к питательному раствору. В ферментационных процессах, в которых лизат не/или только частично утилизируется микроорганизмами, можно уменьшать необходимые дополнительные количества лизата. Водорастворимый компонент сырого протеина можно получить частичным tmH полным термолизом или гидролизом из дрожжевой суспензии, или из побочных или отходящих продуктов микробиологической промьшшенкости. Он имеет следующий состав относительно сухого вещества,.мас.%: аминокислоты 10-30; протеины 40-60; нуклеиновые кислоты 10-30. Преимущество способа вьфажается, в том, что содержание протеина в полученном сухом продукте, несмотря на термолитическую обработку высушиваемой суспензии и механическое отделение водкой фазы этой суспензии, повьш1аетсяблагодаря уменьшениюсодержания золы. При сушке суспензии по известным техническим условиям получается продукт, который на основе сильно повышейного соотношения водорастворимых органических компонентов к водорастворимым неорганическим компонентам в конечной фазе.сушки принимает значительную аморфную поверхностную структуру частиц сухих дрожжей. Эта аморфная структура создает лучшие предпосьтки для смачиваемости и для диффузионных процессов при 3 необходимой в данном случае экстрак ции сухих дрожжей с органическими растворителями. Пример 1. На опытной устано ке для производства кормовых дрожже на основе нефтяного дистиллята полу чают 5%-ную суспензию дрожжей в пересчете на сухое вещество. Эту суспензию нагревают до 80 С для получения лизата втечение « 2700 с и затем постоянно сепарирую Прозрачная фаза содержит 1400 мг/л органически связанного азота, который бьш связан в аминокислотах 24%, в протеинах 48% и в нуклеиновых кис лотах 28%. Одновременно в маленьком ферментере с объемом л выращивают дрожжи рода Lodderomyces elongisporus на н-парафинах при нормальных условиях Из ферментера постоянно отбирают 40 л/ч ферментадионной смеси, которая представляет собой дрожжевую суспензию со следующими данными: Температура, К 326 .рН4,0-4,2 Содержание, мг/л дрожжей,% АСД 1,9 калия90-110 фосфора 20-60 органического азота70-150 Эту суспензию непрерьшно добавля ют в таком количестве от названной прозрачной фазы, чтобы уровень орга нического азота в смеси составлял 150, 250 и 350 мг/л, т.е. 2,5, 4,2 и 6,0% содержащегося в дрожжевых клетках азота. Смесь нагревают в те чение 2100 с при 80 С. С помощью со лового сепаратора .отделяют конденса дрожжей с содержанием сухого вещест ва 22,5 мас.%. Полученную прозрачную фазу анали зируют по органическому азоту и калию и отданное из дрожжевых клеток количество калия и органического аз та пересчитывают в мг./л АСД. Показатели качества биомассы в з висимости от содержания азота в лиз те представлены в табл. 1 . Из данных, приведенных в табл. 1 видно, что с возрастающим количеств водорастворимых компонентов сьфого протеина термолизная отдача органич ких соединений азота из дрожжевых 474 клеток почти прекращается, кроме того, независимая от этого высокая селективная отдача калия 18 мг/г равна 90 мас.%. Отделенную калий- и лизатсодержащую прозрачную фазу применяют полностью для приготовления питательного раствора для ферментационного процесса. Опытный ферментер эксплуатируют еще несколько дней непрерывно. При использовании всего количества прозрачной фазы для приготовления питательного раствора в ферментере после одного дня устанавливается уровень мг/г неиспользованного органичебки связанного азота, При дальнейшем проведении опыта при концентрировании органического азота перед подогревом и сепарацией количество свежих компонентов сырого протеина сокращают до мас.%. На отдельных стадиях испытания производят образцы сухого продукта и анализируют на содержание сырого протеина и золы. Получены следующие значения: Сырой протеин Зола, % 1 53,24,2 Пример 2. Аналогично примеру 1 проводят опыт при применении И -парафинсодержащих нефтяных дистиллятов, как источников углерода. Получают приблизительно равные соотношения по концентрации биомассы и устанавливающимся концентрациям органического азота и калия. Термолизную обработку проводят при 60 С после установки уровня 350 мг/л органически связанного азота в течение 2100 с. Для получения концентрата дрожжей отделяют при добавке 1,2 г/кг не- ионогенного тензида из окиси этилена и окиси пропилена неиспользованный нефтяной дистиллят и затем водную прозрачную фазу. Концентрированную дрожжевую суспензию с 23 мас.% сухих дрожжей высушивают в распылительной сушилке . при 95 С на выходе вторичного пара. Получают дрожжевые порошки (при спектре зерен 97% в пределе 25140/1) следующего состава, мас.%:

Содержание сырого

протеина 57,4

Углеводороды 4,1

Липиды 8,5

Зола2,5

Вода9,2

От этого продукта экстрагируют 5 проб прерьшно в 4 ступени со смесью из бензина, предел кипения 338-378 К, и этилового спирта. Температура экстракции 298 К, соотношение твердое вещество/растворитель 1:5.

Смесь оставляют в 2-метровом сосуде при интенсивном перемешивании в течение 600 с и затем осаждают.

На первой ступени экстракции определяют часть всплывающих, не смачиваемых сухих продуктов, а также йреднее время осаждения. После 4-й ступени фильтруют сухой продукт, через нутч-фильтр засасывают его воздушно-сухим и остаток растворителя

61947 6

отгоняют при . Затем проводят полный гидролиз и определяют не :1чстрагированные остаточные углеводороды.

В 6-ой графе (табл. 2) . с Сравнив аем.ый сухой продукт (6-я графа, табл. 2) содержит 7 мас.% золы и 52,9 мас.% сырого протеина. Показатели качества биомассы по известному и предлагаемому способам 10 приведены в табл. 2.

Таким образом, биомасса, полученная предла;гаемым способом, согласно данным, представленным в табл. 2, имеет лучшие свойства (ниже содержа15 ние остаточных углеводородов, меньше золообразователей, вьше содержание белка) по сравнению с биомассой, полученной известным способом.

20 Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ ДРОЖЖЕЙ, включающий выращивание их в условиях аэрации на питательной среде , содержащей углеводороды в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и минеральные соли, тепловую обработку полученной биомассы с последующим отделением водной фазы, отлич ающийс я тем, что, с целью улучшения качества биомассы за счет снижения содержания зольных компонентов и углеводородов , а также улучшения ее свойств к увлажнению и осаждению, тепловую обработку ведут при 6080 С в присутствии лизата дрожжевой биомассы, при этом содержание органически связанного азота в лизате 2-8 мас.% от органически связанного азота клеток дрожжей, а отделение (Л водной фазы осуществл5пот до содержания 16-28 мас.% абсолютно сухих дрожжей.

153

365 252 371

354 382

540

18 4 690 18 3,4 770 17,5 4,1

Показатели

ziiiiiin

0,3 0,1 0,2 0,2 0,1 7,4

14 13 16 15 13 в

0,1 0,08 0,12 0,1 0,05 0,21

Таблица 2

ВспомогаПробы продукта тельный продукт (6)

19