Способ получения биокатализатора для кислотопонижения виноматериалов Советский патент 1991 года по МПК C12N11/10 C12G1/02 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для кисло- топонижения виноматериалов.

Цель изобретения - увеличение выхода по активности при иммобилизации и повышение стабильности целевого продукта.

Способ заключается в иммобилизации бактерий Leuconostoc oenos в 2%-ный углеводный гель - филлофорин при соотношении клетки - филлофорин 1:6 - 1:9 (по массе) с последующим выдерживанием геля с иммобилизованными клетками в течение 3 ч в насыщенном хлористым калием виномате- риале. Сохранение активности клеток при иммобилизации и их высокая стабильность прежде всего связаны с физико-химическими особенностями филлофорина (в сравнении с другими каррагинанами), а также такое существенное преимущество филлофорина перед другими каррагинанами как

отсутствие растворимости в виноматериале при многоразовом использовании, в результате чего уменьшается выход клеток Leuconostoc oenos в виноматериале. Температуры плавления иммобилизованных в филлофорине клеток L.oenos выше по сравнению с самим филлофорином, что очевидно свидетельствует о существовании взаимодействия клетки Leuconostoc - филлофорин.

Для упрочнения и грануляции биокатализатора кислотопонижения используется насыщенный KCI виноматериал, при этом в отличие от ранее используемых методов (применения для этих целей насыщенного раствора KCI, толуола) достигается полное сохранение исходной активности клеток, получение более прочного геля и исключение стадии многократной отмывки от толуола.

О

со

4

4j

С

Использование предложенного способа позволяет увеличить выход по активности при иммобилизации от 45-65 до 100%, а также повысить стабильность целевого продукта от 6 ч до 33 сут (при выдерживании катализатора в виноматериале).

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Стерильный 2%-ный гель филлофорина при температуре 40°С стерильно смешивают с клетками консорциума L. oenos, соотношение клетки - гель 1:6, затем продавливают через фильеру в охлажденный перемешиваемый насыщенный раствор КС) в виноматериале и выдерживают в течение 3 ч.

Затем к 0,7 л виноматериала сорта Алиготе с титруемой кислотностью 10,4 г/дм3, содержащем 3,3 г/дм L-яблочной кислоты, добавляют 77 г иммобилизованных клеток (10%). Через 3 сут титруемая кислотность составляет 8,3 г/дм3, а содержание L-яблочной кислоты практически не регистрируется. Виноматериал затем сливают и иммобилизованные клетки используют повторно. Возможно проведение кислотопо- нижения в течение 33 сут.

Пример 2. Порядок выполнения операций аналогичен примеру 1. Однако используют иммобилизованные клетки при соотношении клетки - 2%-ный филлофорин 1:9. Через 3 сут титруемая кислотность составляет 8,5 г/дм3, а содержание L-яблочной кислоты практически не регистрируется.

Примеры 3-4. Порядок выполнения операций аналогичен примеру 1. Но используют иммобилизованные клетки L.oenos при соотношении клетки - 2%-ный филлофорин 1:3 и 1:12. Через 3 сут титруемая кислотность составляет 8,9 и 9,3 г/дм .

Примеры иллюстрируют нецелесообразность получения биокатализатора для проведения кислотопонижения при данном соотношении клетки - филлофорин.

Пример 5. Порядок выполнения операций аналогичен примеру 1. Соотношение клетки - филлофорин 1:6. Используют 15% иммобилизованных клеток. В результате титруемая кислотность составляет 8,4 г/дм , а содержание L-яблочной кислоты не регистрируется.

Пример 6. Выполняют операции аналогично примеру 5, .только соотношение клетки - филлофорин 1:9, титруемая кислотность 8,4, содержание L-яблочной кислоты не регистрируется,

П р и м е ры 7-8. Выполняют операции аналогично примеру 5, соотношение клетки - филлофорин 1:3 и 1:12. Через 3 сут титруемая кислотность составляет 9,0 и 9,2,

присутствовала L-яблочная кислота.

Примеры иллюстрируют нецелесообразность получения биокатализатора для проведения кислотопонижения при данном соотношении клетки - филлофорин.

0 Примеры 9-12. Порядок операций анало ичен примеру 1. Соотношение клетки - филлофорин 1:3; 1:6; 1:9; 1:12. Для кислотопонижения берут 5% иммибилизо- ванных клеток. Во всех случаях полного уда5 ления L-яблочной кислоты не происходит.

Примеры иллюстрируют нецелесообразность проведения кислотопонижения при данном количестве иммобилизованных клеток.

0 Примеры 13-16. Порядок операций аналогичен примеру 1. Соотношение клетки - филлофорин 1:3; 1:6; 1:9; 1:12, Для кислотопонижения берут 20% иммобилизованных клеток. Во всех случаях наблюдают

5 100% удаление L-яблочной кислоты, однако использовать такое количество иммобилизованных клеток нецелесообразно по экономическим соображениям.

Примеры 17-21. Порядок операций

0 аналогичен примеру 1. Но используют при иммобилизации клетки L.oenos (штаммы Т- А-12, Т-118, Т-120, Т2с, Т-96(табл. 1).

Во всех случаях сохраняется 100% исходной активности. Содержание L-яблочной

5 кислоты в виноматериале после использования иммобилизованных в филлофорин клеток не регистрируется.

Оптимальным является 2%-ный филлофорин, так как при иммобилизации в 1%

0 получается слабый гель, а использовать 2% филлофорина нецелесообразно, так как прочность геля не увеличивается, а до 85% падает активность иммобилизованных клеток, кроме того, по экономическим сообра5 жениям нецелесообразно использовать более концентрированный гель (табл. 2).

В табл. 3 приведены данные, подтверждающие, что весовое соотношение клетки - филлофорин 1:(6-9) является оптимальным.

0 Из данных табл. 3 следует, что максимальное снижение титруемой кислотности наблюдается для соотношения клетки - филлофорин 1:(6-9) для всех взятых в вино- материал количеств филлофорина с иммо5 билизованными клетками.

При использовании каррагинанов, отличных от филлофорина, выход по. активности при иммобилизации снижается (табл. 4). Таким образом, предлагаемый способ получения биокатализатора для кислотопонижения виноматериалов позволяет иммобилизованным по этому способу клеткам L.oenos сохранять 100% исходной активности (вместо 45-60% по известному способу) и в результате проводить 100% трансформацию L-яблочной кислоты в L-молочную при кислотопонижении виноматериалов. Активность иммобилизованных клеток в ходе кислотопонижения сохраняется в течение 33 сут (вместо 6 ч), что обеспечивает возможность их многократного использования, иммобилизованные таким образом клетки легко отделяются от виноматериала, при этом отсутствует опасность бактериального загрязнения, снижается пенообразование,

Формула изобретения

Способ получения биокатализатора для кислотопонижения виноматериалов, заключающийся в иммобилизации бактерий Leuconostoc oenos в геле углеводной природы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода по активности при иммобилизации и повышения стабильное1 i целе0 вого продукта, в качестве геля используют 2%-ный филлофорин, соотношение клетки и филлофорина устанавливают равным 1:6 - 1:9 и полученный гель с иммобилизованными клетками выдерживают в течение 3 ч в

5 насыщенном хлористым калием виномате- риале.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам кислотопони- жения виноматериалов, и может найти применение для производства вин. Цель изобретения - увеличение выхода по активности при иммобилизации и повышение стабильности целевого продукта. Способ заключается в иммобилизации клеток Leuconostoc oenos в 2%-ном филлофорине при массовом соотношении клетки и фил- лофорина, равном 1:(6-9), а также в последующем выдерживании геля с иммобилизованными клетками в течение 3 ч в насыщенном хлористым калием виномате- риале. Способ позволяет увеличить выход по активности при иммобилизации от 45-60 до 100%, а также повысить стабильность целевого продукта с 6 ч до 33 сут. 4 табл. сл С

Таблица2

ТаблицаЗ

Таблица4