Введение к работе
Актуальность работы, Диссертация посвящена исследованию амилаз гибридного штамма дрожжей S.cerevisiae У-717 с целью интенсификации производства этанола, разработке метода получения ферментного препарата глю-коамилазы, обладающего высокой рН и термостабильностьго, а так же исследованию новых сортов зерна тритикале, в целях использования его в качестве крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве, что в совокупности позволяет сократить, расход ферментных препаратов, вести процесс брожения при повышенных температурах и дает возможность получить более высокий выход продукта хорошего качества.
Работа является составной частью научных исследований кафедры технологии бродильных производств и виноделия, входящей в координационный план РАН.
Цель и задачи исследования, Целью настоящей работы было исследование амилаз гибридного штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae У-717 длл интенсификации производства этанола. В соответствии с этим были определены следующие задачи:
-исследовать процесс биосинтеза глюкоамилазы дрожжами S.cerevisiae У-717, изучить влияние различных факторов на биосинтез;
-найти рациональные условия биосинтеза глюкоамилазы, изучить динамику биосинтеза в процессе спиртового брожения;
-разработать метод выделения препарата и очистки дрожжевой глюкоамилазы;
-изучить некоторые физико-химические свойства фермента;
-исследовать возможность применения зерна тритикале в спиртовом производстве;
-разработать оптимальные режимы водно-тепловой и ферментативной обработки тритикале;
-изучить физиологические свойства дрожжей S.cerevisiae У-717;
-определить влияние дрожжей S.cerevisiae У-717 на процесс получения этанола и его качество.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
-подобраны рациональные условия и состав питательной среды для культивирования (источника глюкоамилазы) гибридного штамма дрсжжей S.cerevisiae У-717;
- изучена роль глюкоамилазы S.cerevisiae У-717 в биосинтезе этанола;
-разработан способ получения препарата глюкоамилазы и предложена схема очистки;
-исследован процесс термической и кислотной инактивации глюкоамилазы;
-идентифицированы функциональные группы каталитического нетрі глюкоамилазы;
-иа основе экспериментальных данных проведена оптимизация водно-тепловой обработки нового вида зерна - тритикале;
-разработаны оптимальные режимы получения и сбраживания тритика-левого сусла дрожжами S.cerevisiae У-717;
-доказана целесообразность совместного использования гибридного штамма S.cerevisiae У-717 и тритикале.
Практическая ценность. Применение S.cerevisiae У-717 в спиртовом производстве позволяет вести разваривание в более мягких условиях, что ведет к сокращению теплозатрат; сократить расход осахаривающих ферментных препаратов за счет секреции глюкоамилазы. Данный штамм обладает возможностью сбраживать сусло в условиях повышенных температур, что позволяет сократить расход охлаждающей воды. Он обладает Высокой бродильной энергией, это позволяет сократить продолжительность брожения.
Использование в качестве крахмалсодержащего сырья зерна тритикале позволяет получить жидкие подвижные замесы и сократить расход разжижающих ферментных препаратов за счет высокого содержания а-амилазы в зерне тритикале.
Совместное использование дрожжей S.cerevisiae У-717 и зерна тритикале позволяет повысить выход спирта it получить продукт хорошего качества.
Результаты проведенной работы подтверждены актом внедрения гибридного штамма дрожжей S.cerevisiae У-717 на Белебеевском спнрто-водочном комбинате. Ориентировочный годовой экономический эффект от внедрения S. cerevisiae У-717 на спиртзаводе производительностью 2000 дал/т условного крахмала составит около 107 млн. руб. (в ценах 1995 г.).
Высокое качество спирта подтверждено протоколом заседания дегустационной комиссии ПО «Воронежспиртагропром» водки «Золотая степь» разработанного на основе спирта-ректификата, выработанного из тритикале, сброженного дрожжами S. cerevisiae У-717 на ликеро-водочном заводе «Бу-турлиновский».
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались в 15 сообщениях на внутривузовских, республиканских, международных конференциях и международных симпозиумах в гг. Воронеже, Могилеве, Ставрополе, Казани, Пущино, Видное в период 1993-1997 годов.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 17 публикациях, в т. ч. одной заявки на патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 198 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы (177 источников) и приложений. Иллюстрационный материал включает 26 рисунков, 34 таблицы.