Микроорганизмы, используемые при производстве спирта

При производстве спирта биохимическим способом исполь­зуют следующие микроорганизмы:

дрожжи для возбуждения спиртового брожения: молочнокислые бактерии для подкисления питательной сре­ды и улучшения ее качества (при переработке зерно картофель­ного сырья);

плесневые грибы для приготовления осахаривающих препа­ратов.

Дрожжи, используемые в спиртовом производстве, относятся к тому же семейству, роду и виду (Saccliaromyces cerevisiae), что и пекарские дрожжи. Однако более мелкие систематические единицы - производственные расы значительно отличаются не только от рас пекарских дрожжей, но и между собой. Так, например, при переработке зерно картофельного сырья исполь­зуют одни расы, для мелассы - другие. Для сбраживания за­торов, приготовленных из крахмального сырья,- чаше всего используют расу XII, выделенную в 1902 г. из хлебопекарных дрожжей. Клетки этой расы круглые или яйцевидные размером 5--6,2x5-8 МКМ (рис. 43,а). Они образуют в клетке до четы­рех гаплоидных спор круглой формы.

Зрелые споры, высыпавшись из сумки, копулируют попарно и прорастают, образуя диплоидные вегетативные клетки, раз­множающиеся в дальнейшем почкованием. Дрожжи сбраживают глюкозу, левулезу, сахарозу, мальтозу, галактозу, раффинозу на одну треть, лактозу не сбраживают. В среде образуют спирт до 13% дрожжи верхового брожения, пылевидные, среда при брожении мутная, но в конце брожения образуется плотный осадок. Оптимальная температура 30-33°С. Хорошо переносят повышенную кислотность среды при подкислении серной кис­лотой - в процессе очистки дрожжей в производстве. Несмотря на то, что клетки при этом мельчают и протоплазма их стано­вится зернистой, после перевода в нормальную по кислотности среду бродильного чана быстро восстанавливаются и начинают активно бродить.

Сбраживание мелассы

Для сбраживания мелассы дрожжи расы XII не пригодны, так как не переносят высоких концентраций солей.

Расы II, XV, М близки по своим признакам к расе XII, одна­ко они менее активны в производственных условиях и посте­пенно были вытеснены расой XII.

Расу Я используют для сбраживания мелассы. Клетки круг­лые или слегка овальные, мельче, чем клетки расы XII, размеры 5-6x6-7 мкм (рис. 43,6). Хорошо переносит высокие кон­центрации солей в мелассовом сусле, так как клетки осмоустойчивы. Раса Я была выделена в 1916 г. К. Ю. Якубовским из паточных дрожжей. Сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу и галактозу, раффинозу сбраживает на одну треть, декстрины и лактозу не сбраживает. Относится к дрожжам верхового брожения, очень устойчива к серной кислоте, переносит подкисление до рН 2,0, а в мелассовом сусле с содержанием 20% сухих веществ и подкисленном серной кислотой до 1,5° интен­сивно бродит и размножается, дает высокий выход спирта и низкий отброд.

Раса Г-67 новая раса дрожжей, в 1960 г. прошедшая с ус­пехом производственную проверку. Это гибрид одного из видов пивоваренных дрожжей Sacchar carlsbergensis и дрожжей ра­сы Я. Был искусственно получен О. Г. Раевской в Институте генетики АН СССР в лаборатории проф. К. В. Косикова. В 1960 г. проводились производственные испытания этих дрож­жей на заводе, перерабатывающем мелассу, показавшие высо­кие производственные качества новой культуры.

Клетки по форме похожи на расу Я, т. е. круглые и яйце­видные, но более разнообразные по величине. Отличительной особенностью является способность полностью сбраживать раф­финозу, так как содержат фермент мелибиазу (а-галактозномазу), унаследованный от одного из «родителей»-Sacchar carlsbergensis. Этот фермент катализирует расщепление раффи­нозы на галактозу и сахарозу. Гибрид Г-67 интенсивно размно­жается в мелассовой среде, в дрожжанках и генераторах, число дрожжевых клеток превосходит на 10-16% количество клеток расы Я, размножающихся в тех же условиях. При брожении (по данным С. А. Коновалова, 1962) количество клеток было на 39% больше. Дрожжи хорошо переносят высокие концентра­ции сухих веществ в среде и высокие концентрации спирта. Вы­ход спирта на 0,55% больше, чем у расы Я, очевидно за счет сбраживания раффинозы и более полного выбраживания других Сахаров - содержание сухих веществ зрелой бражки на 1,0- 1,5% ниже, чем при применении расы Я.

Молочнокислые бактерии

В спиртовом производстве исполь­зуются следующие производственные культуры: Thermobactcrium cereale (Вас. Delbriickii) - термофильные, гомоферментативные молочнокислые бактерии. Неподвижные палочки размером 2-7x0,5-0,8 мкм, одиночные или образуют короткие цепочки. Сбраживают глюкозу, мальтозу, сахарозу, лактозу не сбраживают. Температурный оптимум 45-50°С. До 1937 г. использовалась широко на заводах, перерабатывающих зерновое и зерно картофельное сырье, для подкисления зато­ров, однако кислотность заторов повышалась медленно, и тре­бовалось не менее 12-24 ч для получения нужной кислотности.

Культура Л° 52 типа Thermobacterium cereale была выделена О. М. Силищенской в 1937 г. и получила широкое распростра­нение на заводах как более активная.

Культура № 70 выделена О. М. Силищенской в 1948 г. из закисшей производственной бражки. Эта культура смешанная, состоит из двух компонентов:

1 - тип Thennobacterium cereale;

2 - тип Bctabacterium - гетероферментативная молочнокис­лая палочка. При выращивании в чистой культуре представляет собой бактерии типичного гетероферментативного брожения, т. е. образует, кроме молочной кислоты, 0,4% уксусной, а также спирт, С0₃ и Hi. В смешанной культуре обмен веществ изме­няется и образуется только молочная кислота. Морфологически отличается от первого компонента более мелкими и короткими клетками, колонии на агаровой питательной среде более крупные.

Оба компонента при совместном выращивании обладают повышенной физиологической активностью - затор закисает до необходимой кислотности в 3-4 раза быстрее, чем под воздей­ствием чистой культуры Thermobactcrium cereale. В настоящее время большинство заводов работает с этой культурой; по дан­ным Д. Н. Климовского и В. Н. Стабникова, производитель­ность дрожжевого отделения увеличилась на 30-35%. Плесневые грибы. Для получения осахаривающих пре­паратов более дешевых и активных, чем солод, используются специально отобранные активные штаммы Aspergillus oryzae. Asp. niger. Asp. Avamori. Ведутся работы по получению новых еще более активных штаммов. Морфологические признаки, био­логия и методы выращивания этих грибов описаны в главе 18.

UP

Вход/Регистрация - Присоединяйтесь! Ваше имя:

Комментарий:

Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру). Для обновления изображения нажмите на него.

• Как заставить продавцов признать производственный дефект товара?
• Использование концентрированных соков в производстве безалкогольных напитков
• Применение ферментов в производстве нектаров
• Оценка производственных качеств культуры (штамма) дрожжей
• Технологический процесс производства спирта из свекловичной мелассы (патоки)