Б. А. Устинников,С. В. Пыхова, Э. П. Москвичева, А. Н. Лазарева, В. М. Гусева,Е. С. Павлова и П. А. Белозеров (СССР) Советский патент 1972 года по МПК C12C7/04 C12C11/06 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА ИЗ КРАХМАЛИСТОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к технологии производства спирта из крахмалистого сырья.

Известны способы производства спирта из крахмалистого сырья, предусматривающие разжижение сырья микроорганизмами, разваривание его, охлаждение, осахаривание и сбраживание. Процесс осахаривания сырья осуществляют при этом обычно с помощью ферментов зернового солода или глубинных и поверхностных культур плесневых грибов и бактерий, например с помощью микроорганизмов из рода Endoniycopsis.

Известные способы осахаривання имеют недостатки. Так, при использовании солода практически невозможна дальнейшая интенсификация производства снирта, так как нельзя существенно увеличить ферментативную активность солода. Ферменты применяемых культур плесневых грибов и бактерий недостаточно активны, в результате чего доосахаривание конечных декстринов протекает медленно и процесс брожения длится 60-70 час. Кроме того, при культивировании плесневых грибов образуются трансглюкозидазы, ухудшающие процесс гидролиза крахмала, а при

их наличии низкомолекулярные олигосахариды, возникающие под влиянием а-амилазы и глюкоамилазы, могут служить субстратом для образования олигосахаридов, несбраживаемых спиртовыми дрожжами.

Цель изобретения - обеспечить более полное осахаривание сырья и сократить длительность сбраживания. Для этого согласно предлагаемому способу

процесс разжижения крахмалистой массы проводят после ее разваривания культурой термофильных бактерий Bacilhis diastaticus, а осахариванне - видом Endomycopsis bisрога, не образующим трансглюкозидаз, нричем осахаривание ведут преимущественно при 55-58°С и рН 5,5-5,8. Разжижение следует вести преимущественно при 75-85°С. Культуру Endomycopsis bispora, применяемую для осахаривания массы, целесообразно вводить в

количестве 15-60% по весу сырья. Культуру Endomycopsis готовят на питательной среде с максимальным использованием полупродуктов и отходов спиртового производства. Предлагаемый способ заключается п слеКрахмалистую массу разваривают и при 75-85°С ее разжижают, для чего вводят бактериальную а-амилазу в виде глубинной культуры Bacillus diastaticus.

Бактериальную а-амилазу дозируют из расчета 0,1-0,2 ед. АС (по Климовскому и Родзевич) на 1 г крахмала. Для разжижения можно также использовать ячменный солод из расчета 0,2-0,3 ед. Л С на 1 г крахмала.

Разжиженную крахмалистую массу охлаждают до 55-56°С и при этой температуре вводят глюкоамилазу культуру Endomycopsis.

Минимальная продолжительность осахаривания 5 мин. Продолжительность осахаривания может быть увеличена. Так как оптимальная величина рН брожения 5,5-5,8, перед задачей глюкоамилазы затор не подкисляют и осахаривание ведут при естественном рН затора. Дозировку культуры Endomycopsis изменяют от 15 до 60% от веса перерабатываемого сырья или от 5,5 до 23 ед. глюкоамилазы (по методу ВНИИПРБ) на 1 г крахмала. При минимальной дозировке брожение протекает 72 час. При максимальном расходе культуры длительность брожения сокращается примерно в два раза. Процесс сбраживания осахаренпой массы ведут по обычной схеме.

Штамм Endomycopsis bispora культивируют следующим образом.

Исходную, культуру выращивают в течение 4-5 дней на агаризованной среде, содержащей 1% растворимого крахмала, 0,5% глюкозы, 1% кукурузного экстракта и 0,5% КН2Р04. Затем ее пересевают петлей на жидкую питательную среду вышеуказанного состава, но без агара. Объем питательной среды 20 мл в колбе емкостью 100 мл. Инкубирование ведут Б стационарных условиях при 25-28°С в течение 2-3 суток.

Культуру в количестве 0,5-2,0% высевают на среду, состоящую из грубого фильтрата зерно-картофельной барды, 0,5-2,0% кукурузной муки, 0,5% кукурузного экстракта, 0,5% КН2РО4. рН среды доводят щелочью до 5,0-5,5. Объем среды составляет 100 мл в колбе емкостью 750 мл. Инкубирование ведут в течение суток при 25-28°С на качалке с числом качаний 200-220 в минуту.

Полученным посевным материалом засевают маточники с питательной средой, включающей барду с добавлением указанных выше ингредиентов. Объем среды в маточные составляет 0,5-2,0% от объема питательной среды в ферментере.

Посевной материал инкубируют в маточнике 20-30 час, после чего задают в производственный ферментер на среду аналогичного состава, продолжительность выращивания культуры в котором 78-120 час при 25-

30°С. Активность готовой культуры по глюкоамилазе 70-100 ед. на 1 мл культуральной жидкости по методу института питания АН ГДР и 37-53 ед. в 1 мл по методу ВНИИПРБ.

За единицу активности глюкоамилазы в первом случае принимают такое количество фермента, которое, действуя на 2%-ный растворимый крахмал при 55°С и рН 5,5, освобождает в течение 1 мин 1 мкмоль глюкозы,

во втором случае такое количество фермента, которое, действуя на 1%-ный растворимый крахмал при 30°С и рН 4,7, в течение 1 мин, освобождает 1 мкмоль глюкозы. При этом активность культуры по глюкоамилазе в 3-5

раз выше, чем активность плесневых грибов. Культура свободна от трансглюкозидаз.

Предмет изобретения

1.Способ производства спирта из крахмалистого сырья путем разжижения сырья микроорганизмами, разваривания его, охлаждения, осахаривания микроорганизмами из рода Endomycopsis и сбраживания, отличающийся тем, что, с целью более полного осахаривания сырья и сокращения длительности

сбраживания, его разжижение проводят после разваривания культурой термофильных бактерий Bacillus diastaticus, а осахаривание - видом Endomycopsis bispora, не образующим трансглюкозидаз, преимущественно при 55-

58°С и рН 5,5-5,8.

2.Способ но п. 1, отличающийся тем, что разжижение проводят преимущественно при 75-85°С.

3.Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что вид Endomycopsis bispora для осахаривания вводят в количестве 15-60% по весу сырья.