Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор научных публикаций по теме диссертации 7
1.1 Биоконверсия растительного сырья 7
1.2 Характеристика пивной дробины 14
1.4 Характеристика дрожжей и их использование 33
Глава 2 Объекты и методы исследований 42
2.1 Характеристика объектов исследований 42
2.2 Методы исследований 43
Глава 3 Результаты исследований 45
3.1 Химический состав пивной дробины 45
3.2 Минеральный состав пивной дробины 46
3.3 Аминокислотный состав пивной дробины. 48
3.5 Культивирование штаммов разных видов дрожжей 52
на гидролизате из пивной дробины. 52
3.6 Химический состав биомассы дрожжей, культивируемых в питательной среде на основе гидролизата пивной дробины 60
3.7 Результаты адаптации штаммов дрожжей к росту в питательной среде, приготовленной на основе гидролизатов пивной дробины, полученных ферментативным способом . 88
3.8 Культивирование дрожжей в питательной среде на основе гидролизатов пивной дробины, полученных кислотным способом (адаптированные штаммы)92
3.9 Экономическая эффективность проведенных исследований 101
Выводы: 107
Предложения производству 110
Список использованной литературы 111
- Характеристика пивной дробины
- Характеристика дрожжей и их использование
- Минеральный состав пивной дробины
- Результаты адаптации штаммов дрожжей к росту в питательной среде, приготовленной на основе гидролизатов пивной дробины, полученных ферментативным способом
Характеристика пивной дробины
Актуальная задача пищевой промышленности - разработка новых ресурсосберегающих технологий, позволяющих повышать эффективность производства, увеличивать выход и совершенствовать качество продукции без дополнительных материальных затрат (З.Е. Цаголов, М.В. Гернет, 2012). В то же время новые технологии должны быть безотходными и экологически безопасными (М.Н. Дадашев и др., 2011; FAO, 2009).
Получение высококачественных и недорогих продуктов питания затрудняется из-за дефицита полноценного мясного, рыбного, молочного и другого пищевого сырья, а также его постоянно растущей стоимости (С.В. Савельев и др., 2010).
В связи с сокращением запасов ископаемого органического сырья в последние годы во всем мире уделяется серьезное внимание вопросам химической и биотехнологической переработки биомассы растительного сырья (фито-массы) – древесины и отходов сельскохозяйственного производства. В отличие от ископаемых источников органического сырья запасы фитомассы возобновляются в результате жизнедеятельности высших растений. Биосинтез целлюло 15 зы – самый крупномасштабный синтез (Л.А. Алешина, 2001; В.А. Сухарькова, 2002).
В этой связи перспективным является применение основного отхода пивоваренных производств - пивной дробины, которая является источником белка, клетчатки, витаминов группы В, Е, ряда макро- и микроэлементов. Пивная дробина состоит в основном из дробленных зернопродуктов, оставшихся после фильтрования затора (Ф.Б. Волотка, 2011).
На полигонах пивоваренных предприятий России в настоящее время скопились сотни тысяч тонн пивной дробины. Это смесь растительных и микробных белков, сложных углеводов, органических кислот и других веществ, складированная на открытых площадках и в котлованах полигонов, уже на третий день выделяет в биосферу ядовитые продукты гидролиза и гниения, в том числе вещества, образующие газы с неприятными запахами, - индол и скатол, а также аммиак (Е.Ю. Руденко, 2009).
Технология пивоварения сопровождается наличием больших объемов отходов производства, которые требуют их утилизации. Производство пива предусматривает обработку зерна, в результате которой крахмал расщепляется до моносахаров. Микробиологические процессы обогащают отходы пивоварения полноценным белком, набором витаминов, особенно группы В, и значительным количеством незаменимых аминокислот. Сырье содержит биологически активный комплекс элементов, способный оказывать положительное влияние на метаболизм сельскохозяйственных животных. Поэтому переработка отходов пивоваренной промышленности требует взвешенного подхода (Н.И. Булгаков, 1976).
В пивоваренном производстве образуется большое количество отходов, которые находят применение в различных отраслях хозяйственной деятельности (Е.Ю. Руденко, 2007).
В частности, в аграрном производстве активно используется пивная дробина. Она образуется на стадии фильтрации затора и составляет основную долю твердых отходов пивоваренных заводов. На 1 гл пива образуется 20-21,4 кг пивной дробины, содержащей 20 -30% сухого вещества. Ее количество и химический состав зависит от качества солода, а также от сорта изготовляемого пива(I. Schulz, 2007; R. Meyer-Pittroff, 1988 (1); 1988 (2)).
Основное направление использования пивной дробины в сельском хозяйстве - производство кормов и добавок для различных видов животных и птицы (Е.Ю. Руденко, 2006). Кроме того, ее можно применять в качестве органического удобрения и мелиоранта, улучшающего структуру почвы (M. Wright, 1995).
В сельском хозяйстве сырая пивная дробина чаще всего служит добавкой к молокогонным и белковым кормам для сельскохозяйственных животных и птицы, взамен мясокостной муки. Пивная дробина имеет высокую усвояемость: белковых веществ - на 71-76%, жира - на 80-82%, безазотистых экстрактивных веществ - на 60-65%, клетчатки - на 40-45%. В настоящее время на основе пивной дробины разработаны корма и кормовые добавки для различных видов и возрастных групп сельскохозяйственных животных и птицы (А. И. Сницарь и др., 2004; С. Воробьева, 2005).
При использовании влажной пивной дробины возникает ряд проблем, главные из которых - ее низкая стойкость при хранении и трудности при перевозке. Поэтому в жаркое время года желательно предварительно обрабатывать дробину и непосредственно отпускать свежую дробину потребителям в холодное время года. Существует несколько способов предварительной обработки сырой пивной дробины: консервирование, центрифугирование, фильтрование и сушка. Возможны также различные комбинации этих методов. Кормовые продукты, получаемые при центрифугировании или фильтровании сырой пивной дробины, являются экологически чистыми, имеют высокое содержание белка, сохраняют минеральные вещества и витамины основного продукта. Сухая пивная дробина - экологически чистый продукт, стоек при хранении и транспортабелен. Однако при сушке часть белковых веществ дробины превращается в не перевариваемую форму, что вызывает снижение питательной ценности сухой дробины, по сравнению со свежей. Обработанная дробина применяется в качестве корма для животных непосредственно или после предварительного смешивания с другими отходами пивоваренного (осадочные дрожжи) или солодовенного (отсев, ростки) производств (С.В. Дегтерев, В.А. Горшков, 2000; Y. Tao, В. Tang, 2001; С.Т. Антипов, С.В. Шахов, Е.Д. Фараджева, 2003; А.Д. Ре-кало, А.В. Иванов, 2003).
Пивную дробину можно применять для производства белковых концентратов. Чаще всего проводят гидролиз пивной дробины с применением ферментов целлюлолитического действия с последующим культивированием на гид-ролизатах микроорганизмов - продуцентов белков: дрожжей родов Candida, Yarrowia или Endomycopsis . Получаемые белковые концентраты, содержащие 30-61 % сырого белка, могут быть использованы для приготовления пищевых продуктов или кормов для животных (Е.Я. Басе, И.В. Шакир, 2001; Д.А. Свиридов и др., 2005).
В пивной дробине содержатся скорлупки зерна, частицы ядер зерна, безазотистые экстрактивные вещества, жир и белок, входящие в состав зерна (ОСТ 10-1-86). Пивная дробина представляет собой суспензию влажностью 70-80 %, в сухом остатке которой большое количество протеина, в 3 раза превышающее его содержание в ячмене (В.И. Назаров, М.А. Бичев, 2011).
Характеристика дрожжей и их использование
В настоящее время среди биосинтетических продуктов из непищевого сырья в рационах животных применяется белково-витаминный концентрат (па-прин), его лизат и ферментолизат. Химический состав этих кормов характеризуется достаточно высоким содержанием протеина (52,2 - 60,5%), низким содержанием жира: от 2,47 - 2,40% в лизате и ферментолизате до 0.41% в гидролизных дрожжах. В кормовых классических дрожжах концентрация пуринов и пиримидинов в 2 - 3,5 раза ниже, чем в гидролизных и белково-витаминных концентратов. Однако сложность определения концентрации нуклеопротеидов в лабораториях комбикормовых заводов и птицефабрик не позволяет потребителю ее контролировать. В практике приготовления кормовых добавок не известно ни одного случая, когда в дрожжах полностью отсутствовали бы пури-новые и пиримидиновые основания, а также рибонуклеиновая кислота (РНК). Поэтому речь идет только о концентрации этих веществ на единицу массы готовой кормовой добавки и норме ввода в рацион птицы. Наличие нуклеотидных остатков в дрожжах ограничивает эту норму цыплятам всех видов птицы до 3 -5% от массы корма (http://pivo-i.ru).
Русское слово «дрожжи» восходит к праславянскому drodi, производному от звукоподражательного глагола drozgati «давить, месить». Английское слово «yeast» (дрожжи) происходит от староанглийского «gist», «gyst», что означает «пена, кипеть, выделять газ» (Online Etymology Dictionary «yeast»).
Для начала сбраживания нового субстрата люди использовали остатки старого. В результате в различных хозяйствах столетиями происходила селекция дрожжей и сформировались новые физиологические расы, не встречающиеся в природе, многие из которых даже изначально были описаны как отдельные виды. Они являются такими же продуктами человеческой деятельности, как сорта культурных растений (G. Liti, D.M. Carter, A.M. Moses, 2009). В 1857 году французский микробиолог Луи Пастер в работе «Mmoire sur la
fermentation alcoholique» доказал, что спиртовое брожение — не просто химическая реакция, как считалось ранее, а биологический процесс, производимый дрожжами (A. James Barnett, 2003).
В 1881 году Эмиль Христиан Хансен, работник лаборатории датской компании Carlsberg, выделил чистую культуру дрожжей, а в 1883 году впервые использовал е для получения пива вместо нестабильных заквасок (И.П. Бабье-ва, И.Ю. Чернов, 2004). В конце XIX века при его участии создатся первая классификация дрожжей, в начале XX века появляются определители и коллекции дрожжевых культур. Во второй половине века наука о дрожжах (зимология) помимо практических вопросов начинает уделять внимание экологии дрожжей в природе, цитологии, генетике.
До середины XX века учные наблюдали только половой цикл аскоми-цетных дрожжей и рассматривали их всех как обособленную таксономическую группу сумчатых грибов. Японскому микологу Исао Банно в 1969 году удалось индуцировать половой цикл размножения уRhodotorula glutinis, которая является базидиомицетом. Современные молекулярно-биологические исследования показали, что дрожжи сформировались независимо среди аскомицетных и ба-зидиомицетных грибов и представляют собой не единый таксон, а скорее жизненную форму (C.A. Morrow, J.A. Fraser, 2009).
Дрожжи достаточно требовательны к условиям питания. В анаэробных условиях дрожжи могут использовать в качестве источника энергии только углеводы, причм в основном гексозы и построенные из них олигосахариды. Некоторые виды (Pichia stipitis, Pachysolen tannophilus, Phaffia rhodozyma) усваивают и пентозы, например, ксилозу (Zs. Palgyi, L. Ferenczy, Cs.Vgvlgyi, 2001).
Schwanniomyces occidentalis и Saccharomycopsis fibuliger способны сбраживать крахмал (A.K. McCann, J.A. Barnett, 1984), Kluyveromyces fragilis — инулин (J.W.D. GrootWassink, S.E. Fleming, 1980). В аэробных условиях круг усваиваемых дрожжами субстратов шире: помимо углеводов в него входят также жиры, углеводороды, ароматические и одноуглеродные соединения, спирты, органические кислоты (J.B. Stier Theodore, 1939, E. Shirley Taylor, 1949; E.W. Jwanny, 1975; E. Kanehiko, U. Hideo, F. Takashi, 1975; W.J. Middelhoven, F. Spaaij, 1997). Гораздо больше видов способно использовать пентозы в аэробных условиях. Тем не менее, сложные соединения (лигнин, целлюлоза) для большинства дрожжей (за исключением некоторых видов рода Trichosporon, проявляющих целлюлолитическую активность) недоступны (C. Dennis, 1972).
Для практического применения важны продукты вторичного метаболизма дрожжей, выделяемые в малых количествах в среду: сивушные масла, ацетоин (ацетилметилкарбинол), диацетил, масляный альдегид, изоамиловый спирт, диметилсульфид и др. Именно от них зависят органолептические свойства полученных с помощью дрожжей продуктов (Н.С. Егорова, 1989).
Некоторые виды дрожжей с давних пор используются человеком при приготовлении хлеба, пива, вина, кваса и др. В сочетании с перегонкой процессы брожения лежат в основе производства крепких спиртных напитков. Полезные физиологические свойства дрожжей позволяют использовать их в биотехнологии. В настоящее время их применяют в производстве ксилита, ферментов, пищевых добавок, для очистки от нефтяных загрязнений (R. Sreenivas Rao, R.S. Prakasham, K. Krishna Prasad, S. Rajesham, P.N. Sarma, L. Venkateswar Rao, 2004).
Также дрожжи широко используются в науке в качестве модельных организмов для генетических исследований и в молекулярной биологии. Пекарские дрожжи были первыми из эукариот, у которых была полностью определена последовательность геномной ДНК (Б. Глик, Дж. Пастернак, 2002).
Многие данные по цитологии, биохимии и генетике эукариот были впервые получены на дрожжах рода Saccharomyces. Особенно это положение касается биогенеза митохондрий: дрожжи оказались одними из немногих орга 40 низмов, способных существовать только за счт гликолиза и не гибнущих в результате мутаций в геноме митохондрий, препятствующем их нормальному развитию (Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон, 1994). Для генетических исследований важен короткий жизненный цикл дрожжей и возможность быстрого получения большого числа их особей и поколений, что позволяет изучать даже очень редкие явления.
В настоящее время активно ведется работа по расширению кормовой базы нетрадиционными и при этом дешевыми кормовыми средствами, зачастую требующими повышения их пищевой полноценности (А.И. Петенко, 2007 (1); А.И. Петенко, 2007 (2); Г.А. Плутахин и др., 2013), а также по разработке и внедрению в производство кормовых добавок с функциональными свойствами (Г.А. Плутахин,2010; А.Г. Кощаев,2011).
За последние годы в рецептуре комбикормов возросло содержание нетрадиционного фуражного сырья (ячмень, овес, рожь, горох, отруби), а в связи с изменением экономической ситуации в стране на сегодняшний день при производстве корма используют более дешевые компоненты (подсолнечный шрот и жмых, отруби, мясо-перьевая мука и пр.). Включение такого сырья значительно повышает содержание в комбикорме трудно гидролизуемых веществ, снижающих его энергетическую питательность, нарушающих процессы пищеварения и, как следствие, приводящих к снижению интенсивности роста молодняка и продуктивности взрослой птицы, а также увеличению риска возникновения заболеваний (И. Н. Хмара и др., 2013; А.Г. Кощаев, 2013; Е.В. Кузьми-нова, 2006; А.И. Петенко, 2006). В связи с этим важной научной и практической задачей является разработка комплексных кормовых добавок с ферментативными свойствами, способными улучшить перевариваемость компонентов корма, содержащих клетчатку (Г.В. Фисенко, 2013; А.Г. Кощаев, 2013).
Минеральный состав пивной дробины
При рассмотрении химического состава биомассы дрожжей Candida parapsilosis ВКПМ Y – 439 (табл. 11),полученной на питательной среде из пивной дробины среднее значение содержания «сырого» протеина составило 49,8%, при колебаниях от 48,9 до 51%. На долю «сырого» жира приходится, в среднем, 5,32%, при максимальном накоплении 5,5%. Содержание «сырой» клетчатки в среднем составило 3,29%, при колебаниях от 2,99 до 3,45%. В среднем в десяти образцах биомассы дрожжей Candida parapsilosis Y-439 содержание зольных элементов равно 5,1%, при максимальном накоплении 5,41%. Показатель наличия безазотистых экстрактивных веществ в среднем равно 35,9%. Кальция в биомассе дрожжей данного вида накапливается от 4,85 до 5,26 мг/кг, при среднем показателе в десяти вариантах 5,04 мг/кг, а наличие магния в ней колебалось от 3,1до 3,36 мг/кг, при среднем показателе – 3,2 мг/кг.
Фосфора в биомассе дрожжей Candida parapsilosis ВКПМ Y – 439 в среднем накопилось 0,28 мг/кг, при колебаниях от 0,21 до 0,37 мг/кг.
Биомасса дрожжей Candida parapsilosis ВКПМ Y – 439 в своем составе содержит другие элементы в концентрациях: кобальта - от 0,20 до 0,31 мг/кг, при среднем показателе 0,24 мг/кг; железа - от 0,21 до 0,38 мг/кг, при среднем показателе 0,29 мг/кг; цинка – от 822,3 до 869,2 мг/кг, при среднем значении 843,4 мг/кг; калия – 11547,0 мг/кг, при минимальном значении 11478,6 мг/кг.
Уровень наличия в данной биомассе марганца и меди в среднем равны 20,3 мг/кг и 12,0 мг/кг.
Из анализа данных, полученных при исследовании химического состава биомассы дрожжей Candida tropicalis ВКПМ Y – 440, полученной при культивировании на питательной среде из пивной дробины (табл. 12), Таблица 10 - Состав биомассы дрожжей Candida guilliermondii ВКПМ Y – 438 при культивировании на гидролизате пивной дробины в воздушно-сухом состоянии
Безазотистые экстрактивные вещества отличаются относительно низким содержанием – 32,4%, при колебаниях от 30,6% до 34,5%.
Следует отметить и средние показатели содержания в биомассе дрожжей некоторых химических элементов в воздушно-сухом состоянии, которые составили: кальция -3,40 мг/кг, магния -2,20 мг/кг и фосфора 0,26 мг/кг, соответственно.
Биомасса дрожжей Candida tropicalis ВКПМ Y – 440 в своем составе содержит следующие количества отдельных химических элементов (среднее в 10 образцах): кобальта 0,31 мг/кг; железа 0,21 мг/кг; цинка -765,2 мг/кг; калия - 8957,3 мг/кг; марганца - 17,6 мг/кг; меди – 14,0 мг/кг.
Исследуя химический состав дрожжей Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y – 3146 (табл. 13) установлено, что концентрация сухого вещества в 10 образцах в среднем составляет 17,4%, при среднем содержании в ней «сырого» протеина 50,7%.
На долю «сырой» клетчатки приходится 4,02%, «сырого» жира - от 6,11 % до 6,61%, при среднем показателе – 6,35%, а «сырой» золы – 6,01%.
Анализируя содержание в биомассе дрожжей Metscnikowia pulcher-rima ВКПМ Y – 3146 отдельных химических элементов выявлено, что в ней содержится (среднее в 10 образцах): кальция – 4,94 мг/кг, магния -3,97 мг/кг, фосфора – 0,37 мг/кг.
На долю других макро – и микроэлементов в сухой биомассе дрожжей Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y – 3146 приходится: кобальта 0,12 мг/кг, при колебаниях от 0,09 до 0,15 мг/кг; железа - 0,16 мг/кг; цинка – 659,6 мг/кг, при колебаниях от 628,9 до 711,9 мг/кг; калия – 1237,0 мг/кг, Таблица 12 - Состав биомассы дрожжей Candida tropicalis ВКПМ Y – 440 при культивировании на гидролизате пивной дробины в воздушно-сухом состоянии
Анализируя данные, полученные при изучении химического состава биомассы дрожжей Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y – 3147 приведенные в таблице 14, установлено, что содержание сухого вещества в биомассе исследуемых дрожжей равно 17,3%.
В сухом веществе дрожжей Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y – 3147 концентрация «сырого» протеина варьирует от 50,7% до 51,7%, при среднем показателе 51,4%. На долю «сырого» жира приходится в среднем 4,51%, «сырой» клетчатки - 4,55%, «сырой» золы - 5,39%. На долю безазотистых экстрактивных веществ приходится 34,15%.
Макро – и микроминеральный состав биомассы дрожжей Metscni-kowia pulcherrima ВКПМ Y – 3147 характеризуется содержанием в сухом веществе: кальция - от 3,66 мг/кг до 4,08 мг/кг; магния – от 1,58 мг/кг до 2,88 мг/кг; фосфора-0,42 мг/кг до 0,61 мг/кг; кобальта, в среднем в десяти образцах- 0,11 мг/кг; железа от 0,12 мг/кг до 0,24 мг/кг, при среднем показателе 0,21 мг/кг; цинка - 497,9 мг/кг; калия - 1425,3 мг/кг; марганца 16,2 мг/кг и меди - 24,38 мг/кг.
Анализируя биомассу дрожжей Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y – 3148 (табл. 15) выявлено, что уровень «сырого» протеина в сухом веществе данной биомассы колеблется от 48,0 до 49,7%, при среднем значении 49,4%. Показатели наличия в сухом веществе «сырой» клетчатки и «сырого» жира равны 5,88% и 5,28%, соответственно.
На долю «сырой» золы приходится - 5,87%, а концентрация безазотистых экстрактивных веществ варьирует от 32,95 до 34,62 %, при среднем показателе 33,57%. Биомасса дрожжей Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y – 3148 характеризуется следующими средними показателями содержания в сухом веществе макро – и микроэлементов: кальция - 6,12 мг/кг; магния - 3,41 мг/кг; фосфора – 0,43 мг/кг, кобальта 0,2 мг/кг; железа -0,34 мг/кг;
Результаты адаптации штаммов дрожжей к росту в питательной среде, приготовленной на основе гидролизатов пивной дробины, полученных ферментативным способом
Предварительную адаптацию культур штаммов дрожжей, использованных при выполнении диссертационной работы, осуществляли путем ежедневной перевивки в питательную среду, приготовленную из пивной дробины при использовании ферментативного гидролиза в течение 15 дней, т.е. до получения стабильного результата по приросту числа дрожжевых клеток и их биомассы.
Культивирование адаптированных штаммов дрожжей разных видов в питательной среде, производимой из пивной дробины, осуществляли по приведенной в главе «Объекты и методы исследований». Результаты подсчета клеток штаммов дрожжей, адаптированных к питательной среде, произведенной из пивной дробины, приведены в таблице 24.
Данные таблицы 25 свидетельствуют о том, что максимальный прирост числа клеток дрожжей наблюдался при инкубировании дрожжей Sacсharomyces unisporis ВКПМ Y–3416, в культуральной жидкости которых число клеток составило 798,27 млн./мл.
Хорошие показатели прироста числа клеток также наблюдались при инкубировании Trichosporon cutaneum ВКПМ Y–437 и Saсcharomyces cerevisiae ВКПМ Y–3415, при числе дрожжевых клеток 786,14 млн./мл и 738,63 млн./мл, соответственно. Минимальное значение числа клеток дрожжей - 493,73 млн./мл выявлено при культивировании Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y–3146.
Перспективными для культивирования на питательной среде из пивной дробины являются дрожжи Cryptococcus flavescens ВКПМ Y–3149, при среднем количестве дрожжей 730,88 млн./мл и Metscnikowia pulcher-rima ВКПМ Y–3147, при среднем количестве дрожжей 711,92 млн./мл.
Обнадживающие показатели прироста числа дрожжевых клеток получены при культивировании штаммов дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ Y–3469, Sacсharomyces cerevisiae ВКПМ Y–3414, Candida tropicalis ВКПМ Y–440 – 697,37 млн./мл, 667,93 млн./мл, 655,92 млн./мл дрожжевых клеток соответственно, через 8 часов инкубирования.
После культивирования в питательной среде, произведенной из гидролизата пивной дробины, биомассу дрожжей отделяли методом центрифугирования. Полученные результаты приведены в таблице 26. Из анализа материалов, приведенных, в таблице 26 следует, что концентрация биомассы дрожжей при их культивировании в питательной среде на основе гидролизата пивной дробины колеблется, в среднем, от 16,37 г/л до 36,83 г/л.
Установлено, что при культивировании дрожжей Saсcharomyces un-isporis ВКПМ Y-3416 местной селекции в среднем концентрация биомассы составила 36,83 г/л, при максимальном приросте биомассы, равной 42,4 г/л.
Средняя концентрация биомассы дрожжей Metscnikowia pulcherri-ma ВКПМ Y-3151 достиг 28,92 г/л, при колебаниях от 27,46 до 30,02 г/л. Следует отметить удовлетворяющие результаты при работе с дрожжами местной селекции Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y-3147, которые дали максимальную концентрацию биомассы 33,80 г/л, а в среднем -28,2 г/л.
При культивировании дрожжей Sacсharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3414 средняя концентрация биомассы составила 19,67 г/л, при максимальном накоплении 20,60 г/л. Для штамма дрожжей Sacсharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3415 средняя концентрация биомассы равна 25,94 г/л, а максимальный показатель – 26,34 г/л. Дрожжи Trichosporon cutaneum ВКПМ Y-437 селекции Института микробиологии АН Казахстана, являющиеся продуцентами кормового белка, при культивировании в питательной среде из пивной дробины дали концентрацию биомассы 31,26 г/л, при колебаниях от 28,94 до 33,06 г/л. Таблица 25 - Число дрожжевых клеток в культуральной жидкости при инкубировании адаптированных к питательной среде штаммов дрожжей, млн/мл
Установлено, что дрожжи Candida guilliermondii ВКПМ Y-438, также селекции Института микробиологии АН Казахстана, обеспечили концентрацию биомассы, равную всего 21,07 г/л, тогда как максимальное значение составило 22,41 г/л. Дрожжи Candida parapsilosis ВКПМ Y-439, селекции того же института, обеспечивают концентрацию биомассы от 20,37 до 23,05 г/л, а в среднем - 21,43 г/л.
В сравнении с культурами дрожжей местной селекции нами также испытаны на концентрацию биомассы продуценты кормового белка селекции Института микробиологии АН Казахстана, дрожжи Candida tropi-calis ВКПМ Y-440, которые при культивировании на гидролизатах пивной дробины, в среднем, концентрируют 20,27 г/л биомассы, при колебаниях от 19,27 до 21,60 г/л.
Спиртовая раса дрожжей Saсcharomyces cerevisiae, штамм K-7, которые широко используются при производстве этанола, обеспечивают незначительную концентрацию биомассы - всего, в среднем, 16,46 г/л.
Культивирование дрожжей в питательной среде на основе гидро-лизатов пивной дробины, полученных кислотным способом (адаптированные штаммы)
Питательную среду осветляли фильтрованием через бумажный фильтр, после внесения мочевины из расчета 3 г на 1 л и устанавливали рН 4 - 4,5, а затем автоклавировали при 1 атм. 40 минут. Количество дрожжевых клеток подсчитывали через 8 часов культивирования, в камере Горяе-ва. Культивирование дрожжей осуществляли в стеклянных бутылях при непрерывной подаче воздуха и температуре 30С в условиях термостата.
Таким образом, установлено, что питательная среда, приготовленная с использованием гидролизата пивной дробины, полученного путем кислотного гидролиза, является благоприятной средой для интенсивного размножения культур дрожжей разных видов. Однако, полученные данные несколько ниже, чем при использовании гидролизата, произведенного путем ферментативного гидролиза. При культивировании дрожжей на питательной среде, приготов ленной на основе гидролизата пивной дробины, полученной путем ис пользования кислотного гидролиза (табл. 28), самую высокую среднюю концентрацию биомассы получили при культивировании дрожжей Sacсharomyces unisporis ВКПМ Y – 3416 - 33,84 г/л, при максимальном показателе 35,12 г/л. Дрожжи Trichosporon cutaneum ВКПМ Y-437 при культивировании в питательной среде из пивной дробины также показали удовлетворительный прирост биомассы - 28,93 г/л, при колебаниях от 28,67 до29,32 г/л.
Удовлетворяющие результаты средней концентрации биомассы были получены при культивировании дрожжей Saсcharomyces cerevisiae ВКПМ Y–3415, Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y–3151 и Metscnikowia pulcherrima ВКПМ Y–3147 - 24,19 г/л, 27,55 г/л и 22,32 г/л, соответственно. При культивировании дрожжей Candida guilliermondii ВКПМ Y-438 средний показатель концентрации биомассы равен 19,94 г/л.