Условия применения культур дрожжей в спиртовой отрасли

Условия применения культур В настоящее время особен­но актуальны исследования, направленные на использование в спиртовой промышленности новых культур микроорганиз­мов, обладающих способностью к более активному продуциро­ванию этанола, чем традиционно применяемые дрожжи Saccharomyces cerevisiae p.XII .

Зарегистрированы наиболее перспективные культуры

Задачей исследо­ваний явилось выявление бакте­рий для сбраживания крахмалсодержащего сырья в созданных технических условиях спирто­вого производства. Использова­ли процесс брожения с бактерией Zymomonas mobilis, полученной из МГУ, кафедра микробиоло­гии. Сбраживали осахаренное ржаное сусло, используя рожь, самое распространенное в спиртовой промышленности сырье, с содержанием крахма­ла 58,8%. Ржаной замес готови­ли механико-ферментативным способом с мягким разварива­нием муки.

Исследования зарубежных авторов выявили наиболее перспективные культуры анаэроб­ных бактерий рода Zymomonas, включающие два вида: Z. mobilis и Z. anaerobia. Используемые в нашей работе бактерии вида Zymomonas mobilis, обладают более мощной окислительно-восстановительной системой, позволяющей осуществлять спиртовое брожение с большей эффективностью. Учеными установлено, что удельная скорость роста бакте­рий находится в зависимости от высоких концентраций этанола. Это объясняется тем, что процессы катаболизма (скорость потребления субстрата) и ана­болизма (скорость роста) разоб­щены. Бактерии обладают в 3-4 раза более высокой продуктив­ностью, чем дрожжи, при оди­наковых концентрациях биомассы, а по выходу этанола пре­восходят дрожжи (97% от тео­ретического, для дрожжей обычно 89%).

Требования к дозировкам по утвержденным нормам расхода материалов

Для осахаривания ржаного замеса применяли ферментные препараты отечественного производства Амилосубтилин ГЗХ и Глюкаваморин ГЗХ в дозиров­ках, соответствующих утвержденным нормам расхода осахаривающих материалов в произ­водстве спирта.

Все исследования проводи­ли с помощью метода бродиль­ных проб, разработанного во ВНИИПБТ. Начальный этап работы был направлен на подбор ко­личества задаваемой культуральной жидкости. Дальнейшие исследования были направлены на исследова­ние возможности использова­ния Zymomonas mobilis для сбраживания крахмалсодержащего сырья (ржи), подготовлен­ного определенным способом. Ржаной замес готовили двумя способами:

1. Традиционным;

2. Механико-ферментативным.

Исследования показали, что Zymomonas mobilis плохо сбра­живает сусло, приготовленное традиционным способом под давлением, по сравнению с сус­лом, приготовленным механи­ко-ферментативным способом.

Выводы и условия применения исследований на практике

Учитывая вышесказанное, можно сделать следующий вы­вод: применение Zymomonas mobilis в технологическом про­цессе с использованием тради­ционной схемы разваривания считать нецелесообразным, все дальнейшие ис­следования проводить на сусле, приготовленном механико-ферментативным способом.

Анализ готовой зрелой бражки показал, что при ис­пользовании бактерий культуры Zymomonas mobilis концентра­ция спирта несколько ниже (7,8 :8,3), чем в контрольных образ­цах (8,2:9,03), а содержание несброженных углеводов выше, чем с применением дрожжей. Величина кислотности в браж­ках существенно различалась, при применении бактерий кис­лотность бражки — 0,95, что свя­зано с тем, что основными побочными продуктами брожения Zymomonas mobilis являются уксусная и молочная кислоты.

Наи­более оптимальным является процесс сбраживания с совмес­тным культивированием бактерий и дрожжей, при этом по­вышается выход спирта и зна­чительно снижается уровень несброженных углеводов по сравнению с бактериями, при­мененными в объеме 10%.