способ получения белково-витаминной добавки

Формула изобретения

Способ получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур, предусматривающего их нагревание с последующей стерилизацией получаемого автолизата, отличающийся тем, что нагревание проводят постадийно, а именно: на первой стадии равномерно подогревают в течение 0,5-1 ч до температуры 32-38°С, выдерживают в данном режиме 1,5-2 ч и одновременно подают воздух 0,8-0,9 л/л среды в минуту, на второй стадии проводят равномерный нагрев в течение 0,5-1 ч до температуры 53-56°С и выдерживают в данном режиме 8-10 ч, стерилизуют автолизат при температуре 120-125°С в течение 35-40 с и используют в виде суспензии в качестве белково-витаминной добавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к микробиологической, медицинской, пищевой и комбикормовой промышленности, в частности к способам автолиза дрожжевых культур и может быть использовано для получения белково-витаминной добавки, представляющей высокоценный продукт, для приготовления сбалансированных кормов для животноводства.

Известны различные способы получения биологически активной пищевой добавки путем автолиза дрожжевой биомассы. Автолиз проводят при нагреве дрожжевой биомассы (патент РФ N 2043033, А.С. СССР N 667194), либо при помощи кислотной обработки (А.С. СССР N 1606528, патент РФ N 2007928). При этом процессы ведутся с использованием специально вводимых ферментов и консервантов, которые могут быть как токсичными веществами (патент РФ N 2043033), так и не токсичными, например этанол (А.С. СССР N 667194). Полученный автолизат также концентрируют под вакуумом (патент РФ N 2043033).

Известен также способ получения биологически активной пищевой добавки, который включает автолиз дрожжевой биомассы, являющейся чистой культурой дрожжей, в присутствии индукторов: затравочного автолизата, этанола и хлорида натрия; автолиз проводят в четыре стадии, причем первую при повышенном давлении, а вторую, третью и четвертую - при пониженном; стадии отличаются температурой проведения и продолжительностью; после завершения автолиза в том же реакторе проводят тепловую стерилизацию в течение 20-30 мин. Обработку готового продукта производят различньми способами: в одном случае, не прерывая процесса, проводят сгущение полученного жидкого готового продукта в том же реакторе до достижения требуемого содержания сухих веществ, в другом случае полученный жидкий готовый продукт высушивают; кроме того, в жидкий и сгущенный готовые продукты добавляют лимонную кислоту, в сгущенный продукт также добавляют этанол (Патент РФ № 2105503, МПК 7 А 23 J 1/18, опубл.27.02.1998 г.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ автолиза дрожжевой биомассы путем нагревания ее в присутствии консерванта, заключающийся в том, что в автолизируемую смесь вводят затравку в виде предварительно полученного автолизата в количестве 11,5-50% от объема массы (А.С. № 554854, МПК 7 А 23 J 1/18, опубл.25.04.1977 г.).

Основным недостатком известных способов является сложный и дорогостоящий технологический процесс получения добавок.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сокращение длительности процесса и упрощение технологии получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур за счет использования нативных ферментов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур, предусматривающего их нагревание с последующей стерилизацией получаемого автолизата, согласно изобретению, нагревание проводят постадийно, а именно на первой стадии равномерно подогревают в течение 0,5-1 ч до температуры 32-38°С, выдерживают в данном режиме 1,5-2 ч и одновременно подают воздух 0,8-0,9 л/л среды в минуту, на второй стадии проводят равномерный нагрев в течение 0,5-1 ч до температуры 53-56°С и выдерживают в данном режиме 8-10 ч, стерилизуют автолизат при температуре 120-125°С в течение 35-40 секунд и используют в виде суспензии в качестве белково-витаминной добавки. Белково-витаминную добавку получают, в частности, путем автолиза отработанных пивных дрожжей.

Технический результат, объективно проявляющийся при осуществлении способа и использовании продукта, полученного непосредственно способом, воплощающим изобретение, состоит в следующем:

- сокращена длительность процесса до 11,5-14,5 часов по сравнению с 26-29 часами в известных технологиях (например, патент РФ № 2105503);

- предложенные режимы осуществления способа позволяют исключить использование каких-либо активаторов процесса, что существенно удешевляет процесс.

Вся совокупность существенных отличительных признаков позволила значительно повысить эффективность автолиза, получить экологически чистый продукт повышенной усвояемости при упрощении технологии и снижении затрат.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Выращивание чистой культуры дрожжей осуществляют по любому известному способу, принятому в дрожжевом производстве (Семихатова Н. М. Хлебопекарные дрожжи. Современная технология. М., Пищевая промышленность, 1980, с.97-102).

Автолиз дрожжей по предлагаемому способу, предусматривающий их нагревание с последующей стерилизацией получаемого автолизата, ведут в следующем режиме. Нагревание ведут постадийно. На первой стадии дрожжевую суспензию равномерно подогревают в течение 0,5-1 ч до температуры 32-38°С, выдерживают в данном режиме 1,5-2 ч и одновременно подают воздух 0,8-0,9 л/л среды в минуту. На второй стадии проводят равномерный нагрев в течение 0,5-1 ч до температуры 53-56°С и выдерживают в данном режиме 8-10 ч. Полученный автолизат подвергают стерилизации при температуре 120-125°С в течение 35-40 секунд и используют в виде суспензии в качестве белково-витаминной добавки.

Проведение автолиза дрожжевой биомассы указанным способом позволяет сократить длительность процесса, упростить технологию получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур за счет использования нативных ферментов. В предложенном способе в качестве исходного сырья для получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур можно использовать отработанные пивные дрожжи.

К преимуществам их использования для получения белково-витаминной добавки путем автолиза по заявленному способу можно отнести, во-первых, использование отходов производства, которые по принятой в настоящее время технологии после термической стерилизации сбрасываются в канализацию, во-вторых, появляется возможность отказаться от операции сепарации.

По результатам испытаний объемная концентрация дрожжей после автолиза по предложенному способу уменьшается в 5-6 раз, т.о. весовая концентрация клеточных оболочек в автолизате - 2-3%.

В известных технологиях производства автолизатов пивных дрожжей для пищевого применения исходная дрожжевая суспензия подвергалась 5-10-кратному разбавлению водой с добавкой соли (отмывка - осмос горечи клеточных оболочек). Далее оболочки отделялись методом сепарации жидкой фазы и сбрасывалась в канализацию.

При осуществлении заявленного способа получения белково-витаминной добавки путем автолиза отработанных пивных дрожжей сепарация нецелесообразна по следующим соображениям:

1. Исходная суспензия дрожжей до поступления на активный автолиз подвергается частично нативному автолизу под действием ферментов, присущих культуре пивных дрожжей. Т.о. при сбросе фугата (жидкой фазы) в канализацию теряется до 10% органических веществ (в т.ч. - автолизата).

2. Главное - такая отмывка по балансовому расчету снижает «горечь» (остаток экстракта хмеля) ˜ в 5-6 раз. Но после сушки автолизата по известньм технологиям она увеличивается ˜ в 9-10 раз.

3. Перегружаются очистные сооружения. При этом клеточные оболочки (концентрат сепаратора - суспензия автолизата) с концентрацией клеточных оболочек не более 30% сбрасывается в канализацию. Это - потеря автолизата, клеточных оболочек с остаточным содержанием белка, нагрузка на очистные сооружения.

По принятым дозировкам автолизат подается в составе комбикорма в количестве 0,1-1%. Т.о. условное разбавление «горечи» в комбикорме - сотни раз.

Предлагаемая добавка может быть использована для корректировки кормов по содержанию белка, аминокислот и витаминов путем введения в комбикорма и кормовые смеси для всех возрастов и видов сельскохозяйственных животных и птицы. По экономической эффективности применения предлагаемая добавка превосходит традиционные кормовые добавки (соевый шрот, кормовые дрожжи и другие).

Пример 1.

Для получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур в качестве исходного сырья использованы пекарские дрожжи.

Автолиз пекарских дрожжей по предлагаемому способу, предусматривающий их нагревание с последующей стерилизацией получаемого автолизата, ведут в следующем режиме, который представляется оптимальным. Нагревание ведут постадийно. На первой стадии дрожжевую суспензию равномерно подогревают в течение 0,5 часа до температуры 36°С и выдерживают при этой температуре в течение 1,5 часа. Одновременно осуществляют аэрацию путем подачи воздуха с расходом 0,8 л на 1 л суспензии. На второй стадии проводят равномерный нагрев дрожжевой суспензии до температуры 55°С в течение 1часа и выдерживают в данном режиме 8 часов.

Полученный автолизат подвергают стерилизации при температуре 120°С в течение 40 секунд и используют в виде суспензии в качестве белково-витаминной добавки. При этом в получаемом автолизате до 65-70% клеточной основы переведено в растворимое состояние, что является определяющим показателем процесса. По известным технологиям этот показатель не превышает 60%.

Пример 2.

Для получения белково-витаминной добавки путем автолиза дрожжевых культур в качестве исходного сырья использованы отработанные пивные дрожжи. Процесс ведут согласно условиям, приведенным в примере 1. В результате получен готовый продукт (белково-витаминная добавка) в виде суспензии со следующим химический составом и набором витаминов, макро- и микроэлементов:

Химический состав добавки Табл.1
Наименование	% от АСВ	Наименование	% от АСВ
Триптофан	0,58	Глицин	2,2
Лизин	5,0	Аланин	4,1
Гистидин	1,4	Цистин	0,5
Аргинин	2,1	Валин	3,1
Аспарагиновая кислота	4,7	Метионин	0,98
Треонин	2,85	Изолейцин	3,3
Серин	2,5	Лейцин	3,8
Глутаминовая кислота	7,0	Тирозин	1,78
Пролин	1,55	Фенилаланин	2,6

Витамины, макро- и микроэлементы Табл.2
Витамины	мг/кг	Макро- и микроэлементы	г/100г
В1 (тиамин)	12,7	К	2,32
В2 (рибофлавин)	61,5	Na	0,52
ВЗ (пантотеновая кислота)	145	Са	0,08
В6 (пиридоксин)	27	Mg	0,25
РР (никотиновая кислота)	501	Р	1,92
Холин		Si	0,045
Фолиевая кислота	3,4	S	0.016
Биотин	2,0	Fe, Mn, Zn, Cu	следы

Предложенный способ позволяет получить экологически чистый продукт повышенной усвояемости при упрощении технологии и снижении затрат.