Способ получения l(+) молочной кислоты

 

Проводят прямую ферментацию пшеничной муки или помола зерен сорго микроорганизмом Streptococcus bovis. Способ позволяет упростить и удешевить процесс получения L(+) молочной кислоты при сохранении ее свойств и физико-химических показателей.

Изобретение относится к области микробиологической промышленности, а именно к способу производства молочной кислоты из крахмалсодержащего сырья.

Известен способ получения молочной кислоты на различном углеводсодержащем сырье (Смирнов В.А. Пищевые кислоты. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, 264 с. ). Согласно этому способу молочная кислота получается ферментацией источников, содержащих сбраживаемые сахара (сахар сырец, рафинадная патока, свекловичная меласса) при помощи штаммов бактерий Lactobacillus delbrueckii.

Недостатком такого способа производства является относительно высокая стоимость субстратов и, как следствие, высокая себестоимость конечного продукта.

Известен также способ получения молочной кислоты из крахмалсодержащего сырья (Галкина Г.В., Илларионова В.И., Горбатова Е.В. Возможность получения пищевых кислот из отходов крахмального сырья./ Пищевая промышленность Инф. Сб. АгроНИИТЭИПП, 1993, вып.2, с. 18-20) при помощи штаммов L. delbrueckii. Известный способ является наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату и принят за прототип.

Недостатком способа является необходимость стадии предварительного гидролиза, поскольку все промышленно используемые штаммы молочнокислых бактерий не обладают амилолитической активностью и не сбраживают крахмал.

Цель изобретения - упрощение и удешевление способа получения молочной кислоты при сохранении ее свойств и физико-химических показателей.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что молочную кислоту получают путем ферментации крахмалсодержащего сырья - пшеничной муки или помола зерен сорго, Streptococcus bovis.

Предлагаемый способ позволяет следующее.

1) Упростить и удешевить процесс получения за счет исключения дорогостоящей стадии предферментационной обработки и гидролиза субтрата.

2) Сократить себестоимость получаемой молочной кислоты.

Предложено использовать в качестве продуцентов для производства молочной кислоты из крахмала сорго представителей рода Streptococcus, в частности вида Streptococcus bovis, способные гидролизовать сырой зерновой крахмал до ферментируемых сахаров и одновременно производить L(+) молочную кислоту. Использование такого продуцента позволяет исключить энергоемкую стадию предферментационного разжижения и осахаривания крахмала и приводит к сокращению как себестоимости продукта, так и продолжительности процесса. Невысокие пищевые потребности S. bovis, выгодно отличающие этот вид от других молочнокислых бактерий, позволяют использовать для молочнокислой ферментации различное крахмалсодержащее сырье, без необходимости внесения дополнительных ростовых факторов. В отличие от используемых в настоящее время процессов, где во избежание катаболитной репрессии применяется дробная дозированная подача субстрата, в данном способе весь субстрат может подаваться в начале, что приводит к упрощению процесса.

Поскольку α-амилаза продуцента гидролизует лишь α-1-4-глюкозидные связи крахмала, добавление небольших количеств препарата глюкоамилазы к ферментационной среде приводит как к более полной конверсии субстрата в молочную кислоту, так и к значительному сокращению продолжительности ферментации.

Пример 1. а) Получение стартовой культуры.

Из 1 г крахмала, 0,5 г пептона, 0,5 г дрожжевого экстракта, 0,02 г нитрата аммония и 50 мл воды приготовляли жидкую питательную среду, которую в течение 30 мин стерилизовали при 121^oС. После охлаждения среды питательную среду засевали штаммом Streptococcus bovis ATCC - 49133. Культуру выращивали в течение 24 ч при 37^oС и рН 6,5.

б) Стерилизация субстрата.

110 г пшеничной муки второго сорта заливали 400 мл 0,04-0,1 н серной кислотой и выдерживали в течение 4-6 ч, после выдерживания для нейтрализации добавляли прокипяченное меловое молочко с содержанием СаСО₃ 40 г, затем объем ферментационной среды доводили до 800 мл стерильной водой.

в) Получение L(+) молочной кислоты.

В ферментер емкостью 1 л, снабженный мешалкой, заливали обеззараженную среду, после чего засевали стартовую культуру и добавляли 40 мг препарата глюкоамилазы активностью 2000 ед./г. Периодически перемешивая, культивировали ее в течение 96 ч при t=37^oC. По истечении этого времени почти весь крахмал был утилизирован, и концентрация молочной кислоты достигла 90 г/л.

Пример 2. а) Получение стартовой культуры.

Аналогично примеру 1а) приготовляли жидкую питательную среду, засевали тем же штаммом. Культуру выращивали в течение 24 ч при 37^oС и рН 6,5.

б) Стерилизация субстрата.

90 г помола зернового сорго заливали 400 мл 0,04-0,1 н серной кислотой и выдерживали в течение 4-6 ч, после выдерживания для нейтрализации добавляли стерильный мел в количестве 32 г, затем объем ферментационной среды доводили до 800 мл стерильной водой.

в) Получение L(+) молочной кислоты.

Ферментер емкостью 1 л, описанный в примере 1а), загружали стерильную питательную среду с помолом сорго, в качестве субстрата, засевали стартовую культуру, как и в примере 1а) добавляли 32 мг препарата глюкоамилазы с активностью 2000 ед./г и культивировали в течение 84 ч. По истечении срока ферментации почти весь присутствующий в среде крахмал был утилизирован, и концентрация молочной кислоты достигла 72 г/л.

Таким образом, предлагаемое техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень, промышленно применимо и позволяет упростить и удешевить способ получения молочной кислоты при сохранении ее свойств и физико-химических показателей.

Формула изобретения

Способ получения L(+) молочной кислоты путем прямой ферментации крахмалсодержащего сырья микроорганизмом, вызывающим молочнокислое брожение, отличающийся тем, что в качестве сырья используют пшеничную муку или помол зерен сорго, а в качестве микроорганизма - Streptococcus bovis.