Изучение влияния различных видов сусла на рост дрожжей Kluyveromyces lactis Y-1490 - Студенческий научный форум

IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Изучение влияния различных видов сусла на рост дрожжей Kluyveromyces lactis Y-1490

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В России вырабатывается более 1/6 из мирового производства этилового спирта. Основными потребителями пищевого этилового спирта являются ликеро-водочная и винодельческая отрасли пищевой промышленности. Пищевой спирт - это высококонцентрированная смесь почти чистого этилового спирта с водой. 95%-й питьевой этиловый спирт как пищевой продукт реализуется только в районах Крайнего Севера и Сибири. В основном же он используется в качестве основного или вспомогательного сырья при изготовлении водок, ликеров, наливок, горьких и сладких настоек, виноградных и плодово-ягодных вин.

Пищевой этиловый спирт получают из растительного сырья, богатого крахмалом (картофеля, зерна злаков, отходов крахмалопаточного производства) и инулином (топинамбура и корней цикория), или из сырья, содержащего сахара (мелассы - отхода сахарного производства, сахарной свеклы, некондиционного сахара-сырца, стеблей сахарного тростника, некондиционных плодов и ягод, включая виноград, а также из отходов виноделия).

Дрожжи были первыми микроорганизмами, которые человек стал использовать для удовлетворения своих потребностей. Основное свойство дрожжей, которое всегда было привлекательным для человека - это способность к образованию довольно больших количеств спирта из сахара.

Сахар, содержащийся в сусле, сбраживают в спирт дрожжами Saccharomyces cerevisiae. Эти дрожжи обла­дают высокой бродильной энергией (быстро и полно сбраживают сахара), имеют анаэробный тип дыхания, являются устойчивыми к про­дуктам своего обмена и к продуктам обмена посторонних микроор­ганизмов, а также к изменению состава среды, переносят  большую концентрацию солей и сухих веществ, содержащихся в сусле.

Целью исследований являлось изучение влияния различных видов сусла на рост дрожжей Kluyveromyces Y-1490. В качестве субстрата использовали творожную, подсырную сыворотку, а также кукурузное сусло. Химический состав выбранных видов сусла приведен в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика используемого сусла

Показатели

Творожная сыворотка

Подсырная сыворотка

Кукурузное сусло

Содержание сухих веществ/крахмала, %

всего

5,0

5,0

67,5

Лактозы/ сахара

3,5

4,0

4,0

Белковые вещества

0,5

0,4

10,3

Минеральные вещества

0,8

0,7

1,4

Жир

0,2

0,2

4,9

Зола

0,6

0,5

1,2

В качестве сравнения было выбрано кукурузное сусло, так как оно обладает повышенной крахмалистостью, а также представляет собой смесь тонкоизмельченной клетчатки и крахмальных зерен в виде легко перекачиваемой суспензии.

Объектом исследования являлись дрожжи Kluyveromyces lactis Y-1490. Лактозосбраживающие дрожжи, используемые для получения спирта, обладают высокой степенью устойчивости к посторонней микрофлоре (сыворотка содержит большое количество молочнокислых бактерий), толерантностью к накапливаемому в среде спирту, способностью сбраживать  концентрированную (сгущенную) сыворотку и обеспечивают высокий выход продукта за сравнительно короткий промежуток времени (экономический коэффициент или «эффективность брожения»).

Посев и накопление биомассы дрожжей Kluyveromyces проводили по известной методике. В качестве питательной среды служили 3 вида сусла, а в качестве продуцента использовались дрожжи  Kluyveromyces, которые вносили в субстрат в количестве  10% от содержания  лактозы в сыворотках и сахара в кукурузном сусле. Рост биомассы проходил в термостате при температуре 28-30˚С, рН 4,0 и аэрации двое суток.

Полученную суспензию дрожжей использовали в качестве посевного материала для проведения спиртового брожения в подготовленных видах сусла.

Подсчет выросшей культуры на косяках определяли в камере Горяева через каждые 10 часов. Поэтапное накопление биомассы дрожжей штамма Y-1490 приведено в таблице 2.

Таблица 2. Изменение титра клеток в зависимости от используемого вида сусла.

Время роста культуры, ч

Титр клеток, 106 ед/см3

Подсырная  сыворотка

Творожная сыворотка

Кукурузное сусло

0

10

10

7

10

20

13

10

20

48

40

35

30

60

54

49

40

70

62

57

50

95

80

78

60

118

105

98

Из данных таблицы видно, что наибольший рост дрожжей происходил именно в сырье, содержащем лактозу, т.к. дрожжи Kluyveromyces предназначены непосредственно для сбраживания сыворотки в спирт.

На основании данных таблицы построили график изменения титра клеток дрожжей Kluyveromyces lactis с течением времени.

Сбраживание проводили в емкостях из нержавеющей стали с перемешивающим устройством и барбатерами. Брожение протекало при постоянном перемешивании среды с периодической подачей воздуха. Эти операции являлись необходимыми при использовании лактозосбраживающих  дрожжей, что кардинально отличает  данный процесс от процессов получения спирта из традиционных видов сырья с введением сахаромицетов.

По окончании процесса брожения, когда содержание спирта составляло не более 6%, бражку через промежуточную емкость направляли на перегонку и ректификацию с применением режимов, принятых в спиртовой промышленности.

 Выводы. На основании проведенного эксперимента можно заключить, что дрожжи  Kluyveromyces lactis могут быть использованы для получения этилового спирта из крахмалсодержащего сырья, но их применение является не целесообразным с экономической точки зрения, так как данный вид дрожжей частично сбраживает крахмал и дает низкий выход готового продукта, что ведет к большим потерям крахмала и образованию большого количества послеспиртовой барды.

Список используемой литературы:

  1. Евдокимов И.А. Современное состояние и перспективы использования лактозосодержащего сырья // Известия вузов. Пищевая технология. - 1997. - №1.
  2. Залашко М.В. Биотехнология переработки молочной сыворотки. - М.: Агропромиздат, 1990.
  3. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Безотходная технология в молочной промышленности. - М.: Агропромиздат, 1989.
  4. Храмцов А.Г., Евдокимов И.А. Рациональная переработка молочной сыворотки // Молочная промышленность. 1996.
Просмотров работы: 12