способ приготовления питательного субстрата для выращивания кормовых дрожжей

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО СУБСТРАТА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ, включающий щелочной гидролиз белоксодержащих отходов, кислотный гидролиз растительного сырья, его облагораживание, нейтрализацию щелочным гидролизатом белоксодержащих отходов, отделение взвешенных веществ, охлаждение и введение в полученный нейтрализат питательных солей, отличающийся тем, что гидролиз белоксодержащих отходов проводят 15 - 25%-ным водным раствором аммиака при концентрации белоксодержащих отходов 1 - 8 г/л при температуре минус 30 - плюс 80^oС в течение 3 - 60 мин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащих отходов используют активный ил очистных сооружений, шламовые осадки бродильных или дрожжерастительных чанов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способу подготовки гидролизатов для выращивания кормовых дрожжей.

Известен способ приготовления субстратов для выращивания кормовых дрожжей, включающий гидролиз древесного сырья, нейтрализацию избыточной кислотности, отделение взвешенных веществ, разбавление субстрата водной вытяжкой активного или очистных сооружений, охлаждение и последующее выращивание кормовых дрожжей. Водную вытяжку получают обработкой активного ила водой при температуре 80-100^оС в течение 10-60 мин [1].

Недостатком способа является значительный расход тепла на получение водной вытяжки, составляющей 5-65% от объема субстрата. Кроме того, необходимо повторное охлаждение субстрата до температуры ферментации (28-36^оС).

Известен способ приготовления питательной среды для выращивания микроорганизмов путем кислотного гидролиза суспензии активного ила с содержанием сухих веществ 0,5-99,5% при 80-150^оС в течение 1 ч с последующей нейтрализацией гидролизата [2].

Недостатками этого способа являются низкое качество субстрата и дополнительный расход кислоты на гидролиз активного ила и нейтрализующего агента на его последующую нейтрализацию.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления питательного субстрата для выращивания кормовых дрожжей, предусматривающий облагораживание субстрата растительного происхождения, его нейтрализацию щелочным гидролизатом активного ила, отделение взвешенных веществ, охлаждение и введение в нейтрализат питательных солей с последующим выращиванием дрожжей. Щелочной гидролиз активного ила проводят 0,5-10%-ным раствором гидроокиси щелочного металла при концентрации активного ила 10-60 г/л, температуре 20-150^оС в течение 15-60 мин [3].

Недостатком способа является низкое качество питательного субстрата.

Цель изобретения - повышение качества субстрата.

Это достигается тем, что в способе приготовления субстрата для выращивания кормовых дрожжей, включающем щелочной гидролиз белоксодержащих отходов, кислотный гидролиз растительного сырья, облагораживание кислотного гидролизата, его нейтрализацию щелочным гидролизатом белоксодержащих отходов, отделение взвешенных веществ, охлаждение и введение в полученный нейтрализат питательных солей с последующим выращиванием дрожжей, гидролиз белоксодержащих отходов концентрацией 1-8 г/л проводят 15-25%-ным водным раствором аммиака при температуре (-30) - (+80)^оС в течение 3-60 мин, а в качестве белоксодержащего отхода используют активный ил очистных сооружений, шламовые осадки бродильных или дрожжерастильных чанов. Применение в качестве гидролизующего агента концентрированного раствора аммиака позволяет провести мягкий щелочной гидролиз белоксодержащих отходов без значительного распада ферментов, витаминов, аминокислот и других биологически активных веществ. При концентрации аммиака менее 15% его оказывается недостаточно для гидролиза белоксодержащих отходов. Верхний предел концентрации аммиака определяется его растворимостью в воде. Концентрация белоксодержащих отходов определяется условиями гидролиза. При концентрации более 8 г/л происходит частичный распад биологически активных веществ, а при концентрации менее 1 г/л концентрация биологически активных веществ оказывается недостаточной для повышения качества питательного субстрата.

Повышение температуры гидролиза более 80^оС приводит к распаду ростовых веществ и ухудшению качества субстрата. Нижний температурный предел определяется температурой замерзания реакционной смеси. Повышение времени гидролиза более 60 мин приводит к распаду ростовых веществ, а при времени гидролиза менее 3 мин не успевает пройти гидролиз белоксодержащих отходов.

Из литературных источников неизвестно использование водного раствора аммиака с целью щелочного гидролиза белоксо- держащих отходов и предлагается впервые.

П р и м е р 1. Готовят раствор (взвесь) шламового осадка дрожжерастильных чанов (ОДЧ) концентрацией 1,7 г/л сухого вещества в 20%-ном растворе аммиака. Взвесь гидролизуют в течение 40 мин при температуре 20^оС. К 1 л гидролизата растительного сырья, полученного путем гидролиза смеси опилок хвойной и лиственной древесины (соотношение 1:1) 0,5%-ным раствором серной кислоты при температуре 170^оС добавляют щелочной гидролизат осадка бродильных чанов до величины рН кислотного гидролизата 4,0. Нейтрализат выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 15 мин при температуpе 75^оС. Субстрат охлаждают до 38^оС, фильтрованием отделяют от выпавших взвешенных веществ, вводят водную вытяжку аммофоса и хлористого калия из расчета 2,5% Р₂О₅ и 1,7% К₂О от массы редуцирующих веществ (РВ) субстрата. В качестве посевного материала используют дрожжи Сandida scottii У-882 (здесь и далее указаны номера культур микроорганизмов, полученных из Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов ВНИИгенетики).Выход биомассы составляет 57б78 % от РВ субстрата.

По известному способу [3] выход биомассы дрожжей 48,5% от РВ субстрата.

П р и м е р 2. Готовят взвесь осадков бродильных чанов (ОБЧ) концентрацией 2 г/л в 15%-ном растворе аммиака. Гидролиз проводят при температуре -18^оС в течение 50 мин. Подготовку субстрата осуществляют по условиям примера 1.

В качестве посевного материала используется культура дрожжеподобного гриба Trichosporon cutaneum У-225. Выход биомассы составляет 59,37% от РВ субстрата.

П р и м е р 3. Готовят взвесь осадка локальных очистных сооружений концентрацией 6 г/л в 15%-ном растворе аммиака. Гидролиз проводят при 50^оС в течение 15 мин. Подготовку субстрата осуществляют по условиям примера 1.

В качестве посевного материала используется культура дрожжей Hansenula anomala Y-1184. Выход биомассы составляет 53,14% от РВ субстрата.

Результаты выращивания дрожжей на кислотных гидролизатах древесного сырья, нейтрализованных аммиачным гидролизатом, полученным при других значениях параметров гидролиза белоксодержащих отходов, приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход дрожжей от РВ на 14-19% по сравнению с известным способом и ликвидировать сбросы белоксодержащих отходов, загрязняющих окружающую среду.