Способ получения биомассы дрожжей

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ ДРОЖЖЕЙ, включающий выращивание их в условиях аэрации на питательной среде , содержащей углеводороды в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и минеральные соли, тепловую обработку полученной биомассы с последующим отделением водной фазы, отлич ающийс я тем, что, с целью улучшения качества биомассы за счет снижения содержания зольных компонентов и углеводородов , а также улучшения ее свойств к увлажнению и осаждению, тепловую обработку ведут при 6080 С в присутствии лизата дрожжевой биомассы, при этом содержание органически связанного азота в лизате 2-8 мас.% от органически связанного азота клеток дрожжей, а отделение (Л водной фазы осуществл5пот до содержания 16-28 мас.% абсолютно сухих дрожжей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 С 12 Б 1/16//(С 12 N -1/16

С 12 R 1:00) ф.ъ м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (89) 155287 BD (21) 7771827/28-13 . (22) 26.05,81 (3l) MP С 12 D/221 748 (32) 11.06.80 (33) DD (46) 07.10.86. Бюл. У 37 (71) ФЕБ Петрохемишес Комбинат

Пведт (DD) (72) Густав-Адольф Любберт, Гюнтер .Хаиденраих, Райнгард Клингер, Урсула Райтер, Нарберт Бинек, Райнхард Хинч,Вальтер Брендлер, Херберт

Генч и Иоахим Баух (DD) (53) 663.14(088.8) (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ

ДРОЖЖЕЙ, включающий выращивание их в условиях аэрации на питательной среде, содержащей углеводороды в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и минеральные соли, тепловую обработку полученной биомассы с последующим отделением водной фазы, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения качества биомассы эа счет снижения содержания зольных компонентов и углеводородов, а также улучшения ее свойств к увлажнению и осаждению, тепловую обработку ведут при 60о

80 С в присутствии лизата дрожжевой биомассы, при этом содержание органически связанного азота в лизате

2-8 мас.Х от органически связанного

Ф азота клеток дрожжей, а отделение водной фазы осуществляют до содержания 16-28 мас.Ж абсолютно сухих дрожжей.

1261947

50 шенного соотношения водорастворимых органических компонентов к водораст- воримым неорганическим компонентам в конечной фазе сушки принимает зна.— чительную аморфную поверхностную структуру частиц сухих дрожжей.

Эта аморфная структура создает лучшие предпосыпки для смачиваемости и для диффузионных процессов при

Изобретение относится к микробио- логической промьппленности, в частности к способам получения сухих дрожжей, используемых в качестве корма.

Известен способ производства дрожжей, в котором полученную биомассу очищают смесью бензина и спирта (патент ГДР У 124057, кл. С !2 С 11/24 опублик. 1977)

К недостаткам этого способа относится то, что при противоточной экстракции происходит вынос не экстрагировавших дрожжей с экстракционным средством.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения биомассы дрожжей, включающий выращивание их в условиях аэрации на питательной среде, содержащей углеводороды в качестве источника углерода, источники азота, фосфора и минеральные соли, тепловую обработку полученной биомассы в присутствии воды с последующим отделением водной фазы (патент ГДР Р 110644, кл. 64 а 1/01, опублик. 1976).

Недостатком известного способа является высокое содержание зольных компонентов в биомассе, низкая способность дрожжей к увлажнению и осаж дению.

Цель изобретения — улучшение качества биомассы за счет снижения содержания зольных компонентов и углеводородов, а также улучшение ее свойств к увлажнению и осаждению.

Значительная селективная отдача преимущественно неорганических компонентов из дрожжевых клеток в водную среду достигается при достаточной термической обработке дрожжевой суспензии, если в водной суспензии дрожжей уже до термической обработки имеются водорастворимые компоненты сырого протеина или сходный по химическому составу сырому протеину комплекс вещественных групп.

В этом случае отдача водорастворимых протеинов из клеток в водную среду может уменьшаться до 10 мас.X общепринятого при данных термических ус-. ловиях значения. Одновременно достигается отдача. калия (до 95 мас.7) и фосфора (до 20 мас.7.) в водную фазу суспензии.

Для достижения достаточного эффекта регулируют количество лизата

1О

I5

45 так, что органически связанный азот лизата составляет 2-8 мас.7 связанного в клетках дрожжей органического азота суспензии.

Подготовленную суспензию нагревао ют до 60-80 С и отделяют водную среду до 16-28 мас.7, предпочтительно

18-28 мас.Ж АСД повышают концентрацию для широкого механического удаления водной среды. Эта суспензия может быть переработана любым образом в сухие продукты: если затем сухой продукт подвергается непрерывной противоточной экстракции, то применяют оросительно-осушительный способ. Получаемая при центрифугировании или при сепарации водная фаза, которая содержит отделенные от клетки калий и магний, фосфор, а также преобладающую часть ранее прибавленного лизата, может быть применена в подобной установке для приготовления питательного раствора или прибавлена к питательному раствору. В ферментационных процессах, в которых лизат не/или только частично утилизируется микроорганизмами, можно уменьшать необходимые дополнительные количества лизата. Водорастворимый компонент сырого протеина можно получить частичным или полным термолизом или гидролизом из дрожжевой суспензии, или из побочных или отходящих продуктов микробиологической промьппленности. Он имеет следующий состав относительно сухого вещества, мас.7: аминокислоты 10-30; протеины 40-60; нуклеиновые кислоты 10-30.

Преимущество способа выражается в том, что содержание протеина в полученном сухом продукте, несмотря на термолитическую обработку высушиваемой суспензии и механическое отделение водной фазы этой суспензии, повьппается благодаря уменьшениюсодержания золы.

При сушке суспензии по известным техническим условиям получается продукт, который на основе сильно повы1261947

1 э9

90-110

20-60

Из данных, приведенных в табл. I видно, что с возрастающим количеством55 водорастворимых компонентов сырого протеина термолизная отдача органических соединений азота из дрожжевых необходимой в данном случае экстракции сухих дрожжей с органическими растворителями.

Н р и м е р 1. На опытной установке для производства кормовых дрожжей 5 на основе нефтяного дистиллята получают 5%-ную суспензию дрожжей в пересчете на сухое вещество. о

Эту суспензию нагревают до 80 С для получения лизата в течение

10 2700 с и затем постоянно сепарируют.

Прозрачная фаза содержит 1400 мг/л органически связанного азота, который был связан в аминокислотах 24Х, в протеинах 48Х и в нуклеиновых кислотах 28Х.

Одновременно в маленьком ферментере с объемом -500 л выращивают дрожжи рода Loddегоmyces etongisporus на н †парафин при нормальных

1 условиях.

Из ферментера постоянно отбирают

40 л/ч ферментационной смеси, которая представляет собой дрожжевую суспензию со следующими данными:

Температура, К 326 рН 4,0-4,2

Содержание, мг/л дрожжей,% АСД калия 30 фосфора органического азота 70-150

Эту суспензию непрерывно добавляют в так ..м количестве от названной 35 прозрачной фазы, чтобы уровень органического азота в смеси составлял

150, 250 и 350 мг/л, т.е. 2,5, 4,2 и 6,0% содержащегося в дрожжевых клетках азота. Смесь нагревают в те- 40 о чение 2100 с при 80 С. С помощью соплового сепаратора .отделяют конденсат дрожжей с содержанием сухого вещества 22,5 мас.Х.

Полученную прозрачную фазу аналц- 45 зируют по органическому азоту и калию и отданное из дрожжевых клеток количество калия и органического asoта пересчитывают в мг/л АСД.

Показатели качества биомассы в за-50 висимости от содержания азота в лизате представлены в табл. 1.

3,9

2 54,7

3 57,1

Пример 2. Аналогично примеру

1 проводят опыт при применении н -парафинсодержащих нефтяных дистиллятов, как источников углерода. Получают приблизительно равные соотношения по концентрации биомассы и устанавливающимся концентрациям органического азота и калия.

Термолизную обработку проводят о при 60 С после установки уровня

350 мг/л органически связанного азота в течение 2100 с.

Для получения концентрата дрожжей отделяют при добавке 1,2 г/кг неионогенного тензида из окиси этилена и окиси пропилена неиспользованный нефтяной дистиллят и затем водную прозрачную фазу.

Концентрированную дрожжевую суспензию с 23 мас.Х. сухих дрожжей высушивают в распылительной сушилке о при 95 С на выходе вторичного пара.

Получают дрожжевые порошки (при спектре зерен 9?% в пределе 25140/ф) следующего состава, мас. Х: клеток почти прекращается, кроме того, независимая от этого высокая се-. лективная отдача калия 18 мг/г равна

90 мас.X.

Отделенную калий- и лизатсодержащую прозрачную фазу применяют полностью для приготовления питательного раствора для ферментационного процесса.

Опытный ферментер эксплуатируют еще несколько дней непрерывно. При использовании всего количества прозрачной фазы для приготовления питательного раствора в ферментере после одного дня устанавливается уровень 150 мг/г неиспользованного органичесКи связанного азота.

При дальнейшем проведенчи опыта при концентрировании органического азота перед подогревом и сепарацией количество свежих компонентов сырого протеина сокращают до 30 мас.Х. На отдельных стадиях испытания производят образцы сухого продукта и анализируют на содержание сырого протеина и эолы.

Получены следующие значения:

Сырой протеин Зола, Х

1 53,2 4,2

Таблица 1

Содержание калия, мг/л

Биомасса

Отдача органического

Специфическая отдача, мг/г дрожжей в водной фазе сепарационной смеси в прозрачной фазе после подогрева и сепарации азота в сепав прозрачной фазе покалия фосфора из дрожжей,мг/г

АСД рационной смеси перед подогревом сле поперед подогревом догрева и сепаPGUHH

540

153

365

120

252

37I

260

690

3,4

382

1,6

17,5 4,1

3 1261

Содержание сырого протеина 57,4

Углеводороды 4,1

Липиды 8,5

Зола 2,5

Вода 9,2

От этого продукта экстрагируют

5 проб прерывно в 4 ступени со смесью из бензина, предел кипения

338-378 К, и этилового спирта. Температура экстракции 298 К, соотношение твердое вещество/растворитель

1:5.

Смесь оставляют в 2-метровом сосуде при интенсивном перемешивании в течение 600 с и затем осаждают.

На первой ступени экстракции определяют часть всплывающих, не смачиваемых сухих продуктов, а также среднее время осаждения. После 4-й ступени фильтруют сухой продукт, через нутч-фильтр засасывают его воздушно-сухим и остаток растворителя

Содержание органически связанного азота, мг/л

947 Ь отгоняют при 110 С. Затем проводят полный гидролиэ и определяют не ..страгированные остаточные углеводороды.

В 6-ой графе (табл ° 2) .

Сравниваемый сухой продукт (6-я графа, табл. 2) содержит 7 мас.Е золы и 52,9 мас.Е сырого протеина.

Показатели качества биомассы по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 2.

Таким образом, биомасса, полученная предлагаемым способом, согласно данным, представленным в табл. 2, имеет лучшие свойства (ниже содержание остаточных углеводородов, меньше золообразователей, вьппе содержание белка) по сравнению с биомассой, полученной известным способом.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

1261947

Показатели

1 4 J 5

0,3 0,1 0,2 0,2 0,1 7,4

Время осаждения, с .

14 13 16 15 13

Содержание остаточнык

0,l 0,08 0,12 0,1. 0,05 0,21

Составитель Л. Пашинина

Редактор И.. Дербак Техред И.Ходаиич Корректор В. Вутяга

Заказ 5297/19 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 йроизводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Всплывшие в

1 ступени, мас.X углеводородов после 4-й экстракции, мас.Х

Пробы продукта 2 З

В

Таблица 2

Вспомогательный продукт (6)