Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
расщеплении полисахаридов. Чтобы добиться ясности в этих вопросах, нами
проведено исследование совместного 1Идролиза картофельной мезги и
зерновой барды с целью оптимизации его режима и получения питательной
среды для выращивания белковых кормовых дрожжей.
4*
51
В работе использовали картофельную мезгу, содержащую 6% СВ (в том числе
2,6-3,0% крахмала, 0,2-0,4% гемицеллюлозы, 0,8-1,1% клетчатки, 0,1-0,4%
растворимых углеводов, 0,8-1,1% пектиновых веществ, 0,2- 0,4% минеральных
и 0,3-0,5% белковых веществ), а также послеспиртовую зерновую (сорго)
барду с 7% СВ (в том числе 1,8-2,2% сырого протеина, 2,8-3,4% БЭВ, 0,4-
0,6% жира, 0,9-1,7% клетчатки, 0,6-0,8% золы).
Получение гидролизатов и подготовку их к анализу проводили следующим
образом. В конические колбы емкостью 250 мл помещали смесь мезги и барды
(в соотношении 1:1; 1:2; 1:3) из такого расчета, чтобы общий объем смеси
составил 90 мл. К каждой пробе добавляли 10 мл 2 или 5%-ной серной
кислоты, что соответствовало 0,2 или 0,5%-ной концентрации H2SO4 в смеси.
В несколько колб с контрольной пробой вместо кислоты приливали по 10 мл
воды. Все пробы подвергали гидролизу в автоклаве при разных температурных
режимах. После охлаждения до комнатной температуры отделяли осадок
центрифугированием, аликвотную часть надосадочного гидролизата
нейтрализовали 25%-ным раствором аммиачной воды до pH 5-6 и использовали
для определения редуцирующих сахаров по Миллеру (Miller et al., 1959). По
концентрации РВ в гидролизате судили о степени расщепления полисахаридов
субстрата. Общее содержание РВ в смесях мезги и барды устанавливали после
гидролиза их 2,5%-ной соляной кислотой на кипящей водяной бане в течение
2 ч (Рухлядева, 1976).
В результате исследования установлено, что в нативных смесях мезги и
барды концентрация свободных РВ не превышает 1,5 г/л, но может быть
увеличена путем гидролиза этих субстратов (табл. 6). Наименее эффективным
является разваривание сырья без добавления кислоты при температуре 100-
120 °С, повышающее содержание РВ только в 1,4-2,2 раза. Более эффективен
гидролиз с минеральными кислотами. При том же температурном режиме и
концентрации серной кислоты в гидролизуемой смеси 0,2% количество РВ
возрастает в 2,2-6,4 раза в сравнении с исходным. Повышение концентрации
H2S04 до 0,5% увеличивает содержание редуцирующих веществ в зависимости
от режима автоклави-рования в 5-17 раз. Обработка текучим паром в течение
1 ч способствует гидролитическому расщеплению 50% полисахаридов
субстрата, получасовая обработка при
52
Таблица 6
Содержание редуцирующих веществ в нативных смесях и гидролизатах мезги и
барды, г/л
Способ обработки смеси
Л без минеральной кислоты 0,2%-ная
H2S04 0,5%-ная H2SOt 2,5%- ная HCI
Смесь 1 1 Нативная смес текучий пар, 30 мин I текучий пар* 1
ч 0,075 МПа, ; 30 мин 0,15 МПа, 40 мин текучий пар, 30 мин 1
текучий пар, 1 ч 0,075 МПа, 1 30 мин Я С S О ^ j текучий пар, j 30
мин текучий пар, 1 1 ч 1 1 0,75 МПа, 30 мин 0,15 МПа, 4 0 мин |
кипячение на бане, 2ч
Мезга+барда (1 pH 3,7) 1. 1,2 2,3 2,3 2,2 2,6 3,8 4,3 6,8
7,7 6,0 12,2 14,7 20,0 24,0
Мезга+барда (1 pH 3,7) 2, 1,4 1,9 2,6 2,4 2,6 3,1 3,5 6,5
7,6 6,1 12,0 13,2 17,0 21,0
Мезга+барда (1 pH 3,7) 3, 1,5 2,5 2,5 2,6 2,6 3,0 3,3 5,9
6,2 5,3 11,7 12,9 15,0 18,0
Мезга+барда (1 pH 7,0) 1, 1,2 1,9 2,4 1,9 2,1 2,7 2,8 4,2
4,5 3,9 10,5 12,2 13,1 --
Мезга+барда (1 pH 7,0) 2, 1,4 1,5 2,6 2,3 2,2 2,4 2,8 3,4
4,6 3,8 9,0 11,1 12,1
Мезга+барда (1:3, pH 7,0) 1,5 2,4 2,7 2,6 2,1 2,5 2,9
3,8 3,9 3,8 7,9 11,2 12,0
Примечание. Барда с pH 7,0 получена путем нейтрализации органических
кислот 0,1 н NaOH.
0,075 МПа - 60-70, а 40-минутная при 0,15 МПа - 85%. Последний режим
гидролиза и соотношение мезги и барды 1:1 и 1:2 выбраны в качестве
технологически приемлемых.
В случае, когда не ставится цель полной трансформации субстрата в
дрожжевую биомассу, а требуется лишь некоторое обогащение его белком,
приемлема обработка текучим паром как способ наиболее простой в
технологическом отношении.
Совместный гидролиз мезги и барды осуществлен с расчетом, что
органические кислоты барды в концентрации 0,4% будут содействовать
гидролитическому расщеплению субстрата. Введение в состав гидролизуемой
смеси кислой барды (pH 3,7) способствует повышению выхода РВ в 1,25-1,50
раза по сравнению с нейтральной бардой (pH 7). Однако этот эффект
наблюдается только в присутствии минеральной кислоты (см. табл. 6).
Результаты исследования доказывают перспективность совместного гидролиза
мезги и барды. Воздействие на субстрат (смесь мезги и барды) 0,5-ной
серной кислотой в течение 40 мин при давлении 0,15 МПа обеспечивает
гидролитическое расщепление 85% полисахаридов. Поданным А. С. Вечера и М.
В. Левицкой (1972), аналогичные результаты гидролиза одной мезги
достигаются при концентрации серной кислоты 1,2%, давлении 0,2 МПа и
времени воздействия 1 ч. Снижение расхода минеральной кислоты и
