CC BY
88
9
l 11 ё X II в химии и химичваюй технологии. Том XXIII. 2009. №10(103)
Гель хроматофамма полученной фракции представлена на рис. 2, На следующем этапе исследовали процесс осаждение р-лактоглобулина и а-лакгоальбумина методом высаливания. Из литературных данных известно, что глобулины осаждаются сульфатом аммония при концентрации равной 50% от насыщения, а альбумины - при 100%-ной. Для увеличения выхода глобулиновой фракции в растворе установили значение рН 5, соответствующее изоэлектрической точке глобулинов, после чего добавили сульфат аммония до 50% насыщения.
Надосадок отделили центрифугированием, а осадок лактоглобулина растворили в дистиллированной воде и провели диафильтрацию для очистки от минеральных компонентов и лактозы. Далее белок осадили спиртом и высушили. В надосадок, полученный в первом эксперименте, добавили сульфат аммония до 100% насыщения, после центрифугирования осадок растворили в дистиллированной воде, провели диафильтрацию, белок осадили спиртом и высушили.Полученнью изоляты содержали 60-70 % белка, а после переосаждения из водно-спиртового раствора удалось повысить содержание основного вещества до 85-90%. Это соответствует требованиям, предъявляемым к препаратам пищевого назначения.
1. Храмцов А.Г., Нестеренко II.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки. М.: Дели принт, 2004. 587 с.
2. Залашко М.В. Биотехнология переработки молочной сыворотки. М.: Аг-ропромиздат, 1990. 192 с.
3. Храмцов А.Г. Молочная сыворотка. М.: Агропромиздат, 1990. 240 с.
4. Кравченко Э.Ф., Волкова ТА. Использование молочной сыворотки в России и за рубежом //Молочная промышленность, 2005. № 4. С. 15-19.
5. Резервы повышения эффективности переработки творожной сыворотки. Обзорная информация. | В.А. Павлов [и др.]; М.: АгроНИИТЭИММП, 1987. 127 с.
УДК 579.66:663.14.031
В. Д. Смирнова. Т. В. Кузнипова, П. А. Карпов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Today it is seen apparent increasing of products from soy beans. This necessarily leads to wastes generation, such as carbohydrates extract, solid residue and aqueous wastes. The investigation showed the perspective of byconversion of such wastes in yeast product. When forming the culture medium, it is more efficient to combine 3 types of wastes. -
Библиографические ссылки
БИОКОНВЕРСИЯ
ОТХОДОВ
ПРЕДПРИЯТИЙ,
ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ СОЮ
0 ñ 0 X íl в ХИМИИ и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 10 (103)
На сегодняшний день наблюдается существенное увеличение объемов производства продуктов на основе сои. Это неизбежно приводит к образованию значительных количеств отходов: углеводный жстракт сон, твердый остаток, сточные воды. Проводимые нами исследования показали перспективность биологической конверсии данных отходов в кормовую добавку. Наиболее целесообразным является совместное использование отходов при формировании питательной среды для культивирования микроорганизмов.
Экономичность и экологическая безопасность на сегодняшний день являются основными требованиями, которые предъявляются к современным технологиям. Причем, использование биотехнологических методов для осуществления технологических стадий позволяет наиболее полно реализовать указанные задачи. В связи с этим, все большее значение приобретает биологическая конверсия отходов различных отраслей промышленности с использованием, как цельных клеток микроорганизмов, так и отдельных ферментов и ферментных препаратов, в том числе микробного происхождения.
Рост объемов производства продуктов на основе такой сельскохозяйственной культуры как соя, содержание протеина в которой до 40 %, направлено на решение стоящей в настоящее время проблемы дефицита пищевого белка. Это неизменно влечет за собой увеличение количества отходов, образующихся на различных стадиях получения соевого белка [1]. На предприятиях комплексной переработки сои образуется 3 типа отходов (схема 1).
Отходы, образ перерабо ■ющиеся при тке сои
Соевая меласса - углеводный экстракт, образующийся на стадии получения концентрата белка сои. Богатые иизкомолекулярными белками и углеводами сточные воды образующиеся в ходе производства соевого изолята.
Твердый остаток, образующийся при экстракционном извлечении растворимой фракции, соевого белка.
Схема I, ( Пояснения в тексте).
На кафедре биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева разрабатывается комплексная, малоотходная технология переработки сои. В рамках данной работы подобраны оптимальные режимы получения концентратов и изолятов белка сои, а также исследовано влияние параметров технологических стадий на характеристики образующихся отходов.
Следует отметить, что оптимальным путем переработки указанных отходов является их биоконверсия в продукты кормового назначения, поэтому целью данной работы явилось использование отходов переработки сои в качестве сырья для получения белкового кормового продукта
Материалы и методы. Основным объектом исследования явились отходы, образующиеся при производстве концентрата и изолята белка сои.
В качестве микробного объекта были выбраны штаммы дрожжей из коллекции кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева. Куль-
С fl § I II в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009, № 10 (103)
тивирование проводили в колбах объемом 250 мл (100 мл среды) при перемешивании (150 об/мин) и в ферментере объемом 5 л с заполнением питательной средой на 70 % при перемешивании (250 об/мин).
Содержание сырого протеина, истинного белка, общих углеводов, общего жира, нуклеиновых кислот в микробной биомассе определяли в соответствии с ГОСТ 28178-89 [2]. В качестве минеральной среды использовали среду Ридера,
Результаты и обсуждение. В ходе исследований установлено, что полученный после спиртовой экстракции углеводов из соевого шрота раствор, представляет собой многокомпонентную смесь, в состав которой помимо моносахаров входят те вещества сои. которые способны растворяться в 70 % этаноле. Другими словами полученный экстракт является полноценной средой для культивирования микроорганизмов. Исследование роста микроорганизмов на данном субстрате показало, что наилучшие ростовые характеристики обнаружены при культивировании дрожжеподобного гриба Endomycopsis fibuligera, при этом удается достичь удельной скорости роста -0,23ч"' . максимального накопления биомассы около 10 г/л, с содержанием истинного белка в биомассе 47 % и степенью усвоения субстрата не менее 95 %.
Твердый остаток после экстракционного извлечения растворимой фракции соевого белка предварительно подвергнутый кислотному гидролизу может быть использован при глубинном гегерофазном культивировании дрожжей. Подобраны оптимальные условия кислотного гидролиза: значение pH среды - 3,0, давление - 1 атм., время гидролиза 60 мин. Анализ доброкачественности полученного гидролизата проводили путем культивирования различного рода дрожжей (табл. 1).
Как видно из приведенных данных наиболее полно рассматриваемый субстрат утилизируют дрожжи Candida tropicalis. При этом накопление биомассы составляет 8.8 г/л, а содержания белковых веществ в продукте - 42 %. Анализ стоков, образующихся при производстве соевого изолята, показал, что начальное значение ХПК составляет 80000 мгО, /л. При таком высоком показателе ХПК могут возникнуть существенные затруднения при очистке сточных вод, связанные с использованием дорогого и более сложного в аппаратурном оформлении оборудования.
Установлено, что вышеуказанные сточные воды способны ассимилироваться микроорганизмами, причем ХПК стоков в этом случае снижается на 20, 34, 36, 30 и 17 % для дрожжей Candida scottii, S. cerevisiae раса II . ХП, Я и S. carlsbergensis соответственно. При этом максимальное накопление биомассы характерно для микроорганизма Candida, scottii и составляет 3,4 г/л. Введение в состав питательной среды соевой мелассы в количестве 5,7 г/л по сухому веществу приводит к приросту максимального накопления биомассы для Candida scottii с 3,4 до 11,5 г/л. Для S. cerevisiae рас П, ХП, Я увеличение накопления биомассы составляет 78,6; 75 и 84 % соответственно. Наибольший прирост биомассы наблюдается для дрожжей S. carlsbergensis и соответствует 6,5 г/л, что на 88,0 % превышает этот же показатель при культивировании на стоках.
С И 0 X И в >«мии и химической технологии. Том XXIII. 2009. №10 (103)
Табл. 1. Исследование биологической ценности гндролиэата
Микроорганизм Остаточные сахара, г//л Степень усвоения, % | Накопление биомассы, г/л Экономический коэффициент Удельная скорость роста, ч" 1 Истинный белок, % Сырой протеин, %
S. cerevisiae II 2,8 55,5 5,1 0,50 0,18 24,4 34,8
S. cerevisiae Я 4,2 37,1 1,0 0,12 0,18 28,0 40,0
С. maltosa 3,4 48,0 4,5 0,46 0,19 24,5 35,0
С. tropicalis 0,6 91,3 8,8 0,71 0,20 29,7 42,4
С. utilis 4,6 29,4 2,0 0,24 0,10 19,6 28,0
Y. lipolytica 3,5 46,2 5,8 0,61 0,12 22,1 31,5
Rh. rubrum 4,3 34,5 5,6 0,65 0,18 22,4 31,9
Т. utilis 0,9 86,3 3,7 0,31 0,15 25,5 36,5
End. fibuligera 3,0 54,3 2,0 0,20 0,19 16,8 23,9
Табл. 2. Культивирование микроорганизмов на отходах производства изолнтов и концен тратов белка
Candida S. cere- S. cere- S. cere- s.
scottii visiae раса II visiae раса XII vis. раса Я carls- bergen- sis
Сточные воды Прирост биомассы. 3.4 1,7 2,8 1,5 2,9
при пр~ г/л
ве изо- ХПК мг 50500 44000 40100 47500 56500
лятов* О,/л
Сточные воды + Прирост биомассы. 11,5 8.1 9,6 9,4 6,4
соевая г/л
меласса, ХПК мг О, /л 64000 66800 62400 68000 68000
А - начальное содержание ХПК в стоках 8Ö00Ü мг О , /л
Полученные данные показывают снижение остаточных Сахаров в кулыуральной жидкости, однако это снижение не приводит к существенным изменениям в конечном показателе ХПК, который меняется незначи-
5 It $ £ 11 з химии и химической технолоши. Тон XXJII. 2009. № 10 (103)
тельно. Необходимо отметить, что в результате совместного использования стоков производства изолятов и соевой мелассы при культивировании дрожжей суммарное значение ХПК значительно снижается.
Полученные в работе данные показывают целесообразность использования отходов переработки сои для культивирования разного рода микроорганизмов.
Библиографические ссылки
1. Доморощенкова М. Л. Современные технологии получения белков из соевого шрота. И Пищевая промышленность, 2001. Кг 4. С. 6-10.
2. ГОСТ 28178-89 Дрожжи кормовые. Методы испытаний. [Введен 01.07.90; переиздание 1999]. /7 Комбикорма. 1999. Ч. 6. С. 50
УДК 577.114.083
Хоанг Тхи Минь Нгует, Чан Тхи Хан г Нга
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ПОЛУЧЕНИЕ СТАХИОЗЫ И РАФФИНОЗЫ ИЗ ДЕПРОТЕИНИЗИРОВАННОГО БЕЛОГО ЛЕПЕСТКА СОИ
Chosen the best possible conditions enzymatic hydrolysis of oligosaccharides from de-proleinizational white petals soybean. Found that extraction of carbohydrates useful to conduct; enzyme preparations celloviridin with a concentration 10% of dry matter substrate for 1.5 h at room temperature. To separate the allocation of carbohydrates suggested method of deposition of water-alcohol solution. Obtain raffinose and stachyose for technical purposes.
Подобраны оптимальные условия ферментативного гидролиза олигосахаридов из депротеинизированного белого лепестка сои. Установлено, что извлечение углеводов целесообразно проводить: ферментным препаратом целловиридином с концентрацией 10% от СВ субстрата в течение 1,5 ч при комнатной температуре. Для раздельного выделения углеводов предложено использовать метод осаждения из водно-спиртового раствора. Получены препараты раффинозы и стахиозы технического .назначения.
Соя - самая распространенная белково-масличная культура. Химический состав зерна сои: 35-40% белка, 20-25% масла, 25-27% углеводов, много разных минеральных веществ и витаминов. Благодаря богатому и разнообразному химическому составу соя имеет большое многостороннее, продовольственное, целебное, кормовое, техническое и агротехническое значение. Углеводы в сое представлены растворимыми сахарами — глюкозой, фруктозой (моно-), сахарозой (ди-), раффинозой (три-), стахиозой (гетра-) сахарами, а также гидролизуемыми полисахаридами (крахмалом и др.) и нерастворимыми структурными полисахаридами (гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, слизями и другими соединениями, образующими клеточные
