Способ подготовки питательной среды к выращиванию дрожжей Советский патент 1990 года по МПК C12N1/22 C12N1/22 C12R1/12 C12N1/22 C12R1/645 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к производству кормовых дрожжей путем выращивания их на гидролизных .средах,и касается способов подготовки гидролизных сред к выращиванию.

Целью изобретения является увеличение выхода дрожжей.

Способ заключается в том, что гидролизную среду подвергают аэрированию в присутствии микроорганизмов, известных в качестве сопутствующих популяции микроорганизмов - сорняков дрож жевого производства, при концентрации их 0,02-0,5% с последующим отделением взвешенных веществ механическим путем, аэрирование проводят при 20-75 С в течение 0,5-7 ч.

Гидролизную среду (сусло или барду/ подают в аппарат, в котором осуществляется аэрирование (т.е. контакт с воздухом) и одновременно присутствуют микроорганизмы, известные в качестве сорняков дрожжевого производства. К микроорганизмам- сорнякам дрожжевого производства относят обычно такие, которые в отличие от культурных микроорганизмов, обладая повышенной устойчивостью к специфическим вредным факторам гидролизных сред, имеют очень низкую урожайность. Примером таких микроорганизмов являются Kluyveromyces markianus или Candida huroicola. При низкой биологической доброкачественности гидролизных сред подобные микроорганизмы успешно конкуСП

о

00

со

рируют с культурными дрожжами и в определенных ситуациях могут даже вытеснять их из среды В том или ином количестве микроорганизмы- Сорняки всегда присутствуют в производственной ассоциации дрожжей.

Концентрацию микроорганизмов при аэрировании среды поддерживают в пределах 0,02-0,5% в расчете на сухое вещество биомассы по отношению к среде. Как показано в примерах 13 и 17, при концентрации Kluyveromyces mar- kianus менее 0,02% или более 0,5% положительный эффект в предлагаемом способе не достигается. Поддержание нужной концентрации осуществляют за счет балансировки количества выводимой биомассы микроорганизмов с аэрированной средой и количества биомас- сы, вводимой на стадию аэрирования со стадии отделения взвешенных веществ от аэрированной среды. Возможно также задерживание микроорганизмов в аэрационном аппарате за счет эф- фекта флотации

Температура на стадии аэрирования от 20°С (пример 3) до 75°С (пример 2) Вне указанных пределов проводить про- цесс нецелесообразно, так как температура 75 С является той предельной температурой, которую имеет обычно гидролизная среда после стадии нейтрализации и осветления, а температура 20 С соответствует тому пределу, до которого может быть охлаждена гидролизная среда в производственных условиях.,

Продолжительность стадии аэрирова- ния составляет 0,5 - 7 ч. Как показано в примерах 3 и 4, при времени аэрирования менее 0,5 и более 7 ч положительный эффект не достигается.

После стадии аэрирования среду направляют на стадию отделения взвешенных веществ, в том числе и клеток микроорганизмов, в частности, путем центрифугирования, флотации или фильтрации. Возможен также вариант частичного отделения клеток микроорганизмов непосредственно в аппарате за счет эффекта флотации.

Подготовленную среду направляют на выращивание дрожжей (при необходимости - дополнительно охлаждают), а часть отделенных взвешенных веществ возвращают на стадию аэрации для поддержания баланса микроорганизмов.

Q

$

5

Увеличение выхода дрожжей можно объяснить тем, что наряду с облагораживанием за счет физического снижения концентрации ингибиторов в результате аэрирования достигается также облагораживание среды за . счет биологического снижения концент рации ингибиторов в результате жизнедеятельности микроорганизмов, присутствующих на стадии аэрирования, будучи высоко выносливыми к ингибиторам гидролизных сред, эти микроорганизмы

сорняки биологически осваивают среду, в короткий срок делая ее пригодной для жизнедеятельности культурных дрожжей. Кроме того, среду обогащают на стадии подготовки органическими веществами - продуктами жизнедеятельности микроорганизмов- сорняков которые могут способствовать росту культурных дрожжей.

Экспериментально установлено при культивировании микроорганизмов - сорняков и культурных дрожжей на гидролизных средах в идентичных условиях, что такие микроорганизмы- сорня- ки, как Kluyveromyces markianus и Candida humicola выделяют в среду в несколько раз больше органических азотсодержащих соединений, чем такие культурные дрожжи, как Candida scot-: tii и Candida tropicalis.

I

Пример I. Для выявления эффективности предлагаемого способа берут производственный гидролизат, готовят из него субстрат для выращивания дрожжей, затем делят его на 2 части: одну из них аэрируют по предлагаемому способу, другую - по прототипу и затем на обеих частях проводят выращивание в идентичных условиях и определяют абсолютный прирост биомассы дрожжей.

В исходный гидролизат, имеющий концентрацию редуцирующих веществ (РВ) 3,4%, вносят хлористый калий в количестве 2,5% от РВ, фосфорную кислоту в количестве 3,5% от РВ, сернокислый магний в количестве 1,2% от РВ и уксусную кислоту в количестве 15% от РВ, затем разбавляют водой до концентрации РВ 1% и путем добавления аммиачной воды устанавливают рН 6,3. Содержание РВ в полученной питательной среде составляет 0,81%.

Далее полученную среду разливают в 8 колб, причем в 4 из них вводят

биомассу дрожжей Kluyveromyces mar- feianus, вьфащенную из чистой культуры; дозировка дрожжей составляла 0,2 абс.сухой биомассы к весу питательного раствора, Аэрирование проводят на качалках (в стерильных условиях) при 45°С в течение 1 ч, после чего содержимое всех колб центрифугируют, затем в фугаты вносят одинаковые навески биомассы дрожжей, отобранных из производственного потока цеха кормовых дрожжей из расчета 2 г абс. сухих дрожжей на 1 л и проводят выращивание на качалках при 38°С в течение 15 ч. Далее в каждом опыте определяют абсолютный прирост биомассы дрожжей. Средний (из 4 опытов) прирост по прототипу составил 3,40 г абс. сухих дрожжей на 1 л, а по предлагаемому способу - 3,90 г/л, т.е. на 14,6% больше.

П р и м е р 2 о Опыт повторяют в условиях примера 1 при температуре на стадии аэрации 75°С. Абсолютный прирост дрожжей составляет 3,57 г/л, т.е„ на 5% больше, чем по прототипу.

П р и м е р 3. Опыт проводят в условиях примера 1, но при температуре аэрации 20 С. Абсолютный прирост дрожжей составляет 3,57 г/л, т.е. на 5% больше, чем по прототипу.

П р и м е р 4. Опыт повторяют в условиях примера 1, но время аэрации составляет 0,5 ч. Абсолютный прирост биомассы составляет 3,49 г/л, т.е. на 2,8% больше, чем по прототипу.

П р и м е р 5. Опыт повторяют в условиях примера 1, но время аэрации составляет 0,3 ч. Количество биомассы 3,37 г/л, что составляет 99,2% от прототипа,

П р и м е р 6. Опыт повторяют в условиях примера 1, но время аэрации составляет 7 ч. Количество биомассы - 103,5%, что составляет 3,5% прироста,

П р и м е р 7 о Опыт проводят в условиях, соответствующих примеру 1, но время аэрации 8 ч. Количество биомассы 102,0%, что составляет 2% прироста о

Примеры 8-17. Примеры проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но с изменением концентрации дрож- жей- сорняков , времени аэрации при t - 45° С.

П р и м е р 18. Готовят питательную среду в условиях примера 1, аэри

рование проводят с эвегением 5ьо«ассы дрожжеподобного гриба Candida humi- cola (выращенной из чистой культуры) при концентрации 0,02%, температуре 45°С в течение 5 ч. Дальнейшие операции осуществляют аналогично примеру 1 о Прирост биомасссы по отношению к соответствующему опыту по прототипу составляет 109,1%.

Пример 19. Опыт проводят аналогично примеру 1, но используют дрот- жи Candida humicola.

Результаты опытов представлены в , табл 1 и 2.

0

5

Пример 20. Опыт проводят на производственных образцах, отобранных на гидролизном заводе.

На первом этапе из производственной микрофлоры выделяют в чистую культуру вид Kluyveromyces markia- nus (K.m).

На втором этапе проводят наращивание биомассы K.m. в стерильных условиях

На третьем этапе берут гидролизат гидролизного завода, проводят его подготовку к биохимической переработке по прототипу, после чего в полученную питательную среду вносят навеску биомассы K.m. в количестве 0,2% (на сухое вещество) и проводят аэрирование в течение 5 ч при 38°С на колбе-качалке с последующим отделением К.п. путем центрифугирования.

Подготовленная среда имеет следующую характеристику: содержание РВ 0,9%, содержание азота 0,1%, со- Q держание 0,03%, содержание 0,025%.

В подготовленную среду вносят на засев прессованные дрожжи в количестве 0,3% от веса среды или 0,06% абсо- 5 лютно сухих дрожжей (прессованные дрожжи выделяют из производственного потока дрожжевой суспензии гидролизного завода. Состав дрожжей: Candida scottii - 75%, Candida tropicalis - 19%, остальное - Trichosporon cuta- neum, Kluyveromyces markianus).

Выращивание дрожжей проводят на колбах-качалках до полного исчерпывания Сахаров. Прирост дрожжей определяют по общепринятой методике.

Параллельно для контроля проводят выращивание дрожжей на той же питательной среде, но не подвергнутой обработке K.m., причем на засев ис0

5

0

5

пользуют те же прессованные дрожжи и в таком же количестве.

В результате проведенных опытов (в 5 повторностях) установлено, что выход биомассы дрожжей на среде, подготовленной по предлагаемому способу, составляет на 4,7% больше, чем на контрольной среде.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить выход дрожжей на 4-16%.

Формула изобретени

1 о Способ подготовки питательной среды к выращиванию дрожжей, предус- 75°С в течение 0,5-7 ч.

15

матривающий аэрирование среды, отделение взвешен с последующей подачей ее вание, отличающи что, с целью увеличения жей, аэрирование гидроли проводят в присутствии д kluyvefomyces markianus humicola, сопутствующих микроорганизмов дрожжево ства, при концентрации в 0,5%.

2. Способ по п.1, о т щ и и с я тем, что аэри ролизной среды осуществл

75°С в течение 0,5-7 ч.

5

матривающий аэрирование iидролизыой среды, отделение взвешенных веществ с последующей подачей ее на выращивание, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода дрожжей, аэрирование гидролизной среды проводят в присутствии дрожжей kluyvefomyces markianus или Candida humicola, сопутствующих популяций микроорганизмов дрожжевого производства, при концентрации в среде 0,02- 0,5%.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что аэрирование гидролизной среды осуществляют при 20

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цель изобретения - увеличение выхода дрожжей. Способ заключается в том, что подготовку среды осуществляют путем ее аэрирования с последующим отделением взвешенных веществ. Аэрирование проводят в присутствии микроорганизмов, известных в качестве "сорняков" дрожжевого производства KLUYVEROMYCES MARXIANUS или CANDIDA HUMICOLA при концентрации сухой биомассы в среде 0,02-0,5%. Температура процесса 20-75°С, продолжительность 0,5-7 ч. Выращивают ассоциацию дрожжей, используя гидролизные среды. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Примечание. В примерах 1-17 и прототипе используют

Kluyveromyces markianus, в примере 18 - Candida humicola

Продолжительностьаэра- ции,ч

0,5 0,5 0,5 0,2

1564183

Таблица 2

10

Увеличение выхода биомассы,Z

5

38 45 38 75

7,2 4,7 8,4 4,3