Виробництво спіруліни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Інститут заочного та дистанційного навчання

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

з дисципліни Теоретичні основи біотехнології

Виконав: студент 4курсу ІЗДН

групи: БР-401з

напрям підготовки 6.051401

залікова книжка № 13.0208

Федорів Віктор Васильович

Київ 2017

1. Дайте характеристику продуценту при виробництві спіруліни

спіруліна протеїн лимонний кислота

Спіруліна - вибаглива фітотрофна ціанобактерія і для свого росту вимагає збалансованого живильного середовища, до складу якого мають обов'язково входити такі біогенні елементи, як вуглець, азот, фосфор, сірка, магній, натрій, калій, залізо.

Особливе значення має концентрація азоту в середовищі.

Біомаса спіруліни у середньому містить 17-18 % сухої речовини. До складу біомаси спіруліни входять усі групи поживних речовин - білки, вуглеводи, жироподібні речовини та мінеральні сполуки.

Хімічний склад біомаси може істотно змінюватися залежно від умов культивування (склад живильного середовища, освітлення, температура, рН середовища). Шляхом зміни складу середовища, температурного режиму та режиму освітлення можна отримати біомасу спіруліни з різним співвідношенням білків, вуглеводів, жиру. Коливання концентрації білка може становити від 9 до 70 %, безазотистих екстрактивних речовин - від 6 до 38 % та жироподібних речовин - від 4 до 85,6 %.

Наприклад, біомаса спіруліни, вирощена в природних умовах у прісних ставках та водоймищах (Індія), містить 50-55 % протеїну з вмістом 44-45 % білка, а в лужних озерах (Мексика, Східна Африка) - вміст білка сягає 65 %.

Особливе значення має кількість азоту в живильному середовищі. Було випробувано 80 спеціальних середовищ для культивування спіруліни (Piorreck M. and al., 1984). Встановлено, що у водоростей зі зростанням рівня азотного живлення спостерігалося збільшення інтенсивності нарощування біомаси та підвищення вмісту в ній протеїну (з 8 до 54 %).

В умовах достатнього забезпечення світлом, теплом і добре збалансованим за елементами живлення середовищем спіруліна синтезує органічну речовину з високим вмістом протеїну - до 90 %, з яких на білок припадає 60-70 % (табл. 3.1).

Білки спіруліни займають проміжне положення між білками тваринного та рослинного походження, що пояснюється низькою концентрацією лізину в протеїні спіруліни (табл. 3.2).

Суха речовина біомаси спіруліни має високий вміст вітамінів (табл. 3.3), чим і пояснюється її біологічний вплив на організм.

Таблиця 1 Хімічний склад біомаси спіруліни, % на суху речовину (за Кир'яченко С.П., 1994)

Таблиця 2.. Амінокислотний склад протеїну спіруліни порівнянно з протеїнами інших мікроорганізмів (за Кир'яченко С.П., 1997)

Таблиця 3. Вміст вітамінів у сухій речовині спіруліни та хлорели, мг/кг (за Кир'яченко С.П., 1994)

Особливо слід відзначити наявність у спіруліни таких вітамінів, як токоферол, ергостерин, інозитол і кобаламін, роль яких дуже важлива у процесах відтворення. Окрім цього, більшість з названих вітамінів не виробляються в Україні і мають ввозитися зза кордону.

Вміст сирого жиру та його жирокислотний склад у біомасі спіруліни залежать від багатьох факторів, і в першу чергу - від кількості азоту в живильному середовищі. При низькому рівні азоту в середовищі водорості синтезують більше ліпідів, ніж білка. До складу ліпідів спіруліни входять такі ненасичені жирні кислоти, як лінолева і ліноленова, на частку яких може припадати понад 50 % від загальної суми жирних кислот (табл. 3.4). Відомо, що вони за біологічною роллю належать до незамінних, тобто в організмі людини та тварини вони не синтезуються з попередників.

Таблиця 4. Жирокислотний склад «сирого» жиру спіруліни (за Кир'яченко С.П., 1997)

До складу сухої речовини спіруліни входять усі біогенні макро та мікроелементи і вміст їх залежить від наявності цих елементів у живильному середовищі. При культивуванні спіруліни у морській воді або в солоних озерах в біомасі міститься йод. При штучному вирощуванні спіруліни, збільшуючи вміст йоду у стандартних живильних середовищах, можна досягти значного підвищення кількості мікроелементу в біомасі.

Присутність у середовищі для культивування селеніту натрію сприяє збагаченню спіруліни (S.platensis) селеном у зв'язаній з органічними сполуками формі - з білками, пептидами і поліпептидами (Зарецька Є.С. та ін., 2003). Саме такі форми порівняно з неорганічними солями мають найбільшу біодоступність і ступінь утримання в організмі. Суттєвим є також значно менша токсичність органічних форм селену порівняно з селеніті селенат-аніонами. Автори дійшли висновку, що спіруліна є перспективним об'єктом для біотехнологічного одержання нових харчових форм селену. Встановлено, що нестача селену є фактором ризику розвитку онкологічних захворювань, а також призводить до підвищення вірулентності хвороботворних вірусів.

Лабільність мінерального складу спіруліни дає можливість одержувати біомасу з необхідною концентрацією біогенних елементів. За даними Кир'яченко С.П. (1994, 1997), біомаса спіруліни має наступний мінеральний склад (табл.3.5).

Таблиця 3.5. Вміст макро та мікроелементів у сухій біомасі спіруліни

2. Використання біомаси спіруліни

Зважаючи на важливість використання біомаси спіруліни у харчуванні людей, у різних країнах були проведені численні досліди на лабораторних тваринах з вивчення її харчових властивостей та токсикологічні дослідження з метою встановлення мутагенного впливу. Доведено, що тварини, у раціонах яких весь білок був представлений білком спіруліни, мали нормальний ріст і серед них не спостерігалось жодних аномалій і патологій. Дослідження на вагітних тваринах показали відсутність патогенних властивостей та фітотоксичності спіруліни.

Біомаса спіруліни застосовується у годівлі тварин як домішка до раціонів птиці, свиней та риб. Позитивний вплив на м'ясну і яєчну продуктивність курей відмічено китайськими дослідниками при введенні сухої біомаси спіруліни в дозі 5 % від маси раціону. В дослідах Росса й ін. (Ross E., Domini W. Аnd al., 1990) працівникам породи легорн включали до раціону суху масу спіруліни (рис.3.1) у кількості 5, 10, 15 і 20 % до маси раціону. Встановлено сповільнення інтенсивності росту птиці на раціонах, які містили 10-20 % спіруліни, тоді як 5 % давало позитивний результат.

Рис1. Суха маса спіруліни

Введення спіруліни в раціон курей забезпечувало більш інтенсивне забарвлення яєчного жовтка пігментами спіруліни, що дозволило уникнути використання дорогих хімічно синтезованих сполук (Альбер Сассон, 1987).

В Україні в Інституті кормів УААН та в умовах промислового свинокомплексу АТ «Русь» Золотоніського району Черкаської області були проведені досліди щодо з'ясування ефективності використання біомаси спіруліни свиням (Кир'яченко С.П., Прокопенко Л.С., 1994, 1997).

Установлено, що введення в раціони відлучених у місячному віці поросят пастоподібної біомаси спіруліни в кількості 1-2 г на голову на добу підвищує середньодобові прирости живої маси на 8-50 % залежно від пори року. Спостереження показали, що при згодовуванні поросятам спіруліни повністю вдалося запобігти виникненню шлунковокишкових захворювань, стимулювалось прискорення активації ферментативних процесів у шлунку і кишечнику, збуджувався апетит поросят до поїдання кормів, в першу чергу рослинних. Як наслідок, краще збереження поголів'я молодняка на 10-14 %. Згодовування пасти спіруліни супоросним та підсисним свиноматкам у дозі від 2 до 20 г на голову на добу сприяє підвищенню їх резистентності та стійкості до стресів.

Автори вважають, що біологічна доцільність виробництва біомаси спіруліни на корм сільськогосподарським тваринам обумовлена позитивним впливом спіруліни на загальну та протеїнову поживність раціонів, покращенням процесів обміну речовин та підвищенням резистентності тварин.

Одним із напрямів використання біомаси спіруліни є застосування її в аквакультурі: каротиноїди та фікоціаніни впливають на яскравість забарвлення лосося, форелі та ракоподібних, підвищуючи насиченість забарвлення спини та боків. Жирні кислоти з довгим ланцюгом позитивно впливають на продуктивність риби (Вorowtzka L. J. аnd al., 1990).

Згодовування біомаси спіруліни смугастим щукам в кількості 5-10 % від загальної маси раціону вплинуло на забарвлення шкіри - спина риб стала веселковозеленуватосірою, а тулуб з характерною жовтою смужкою. Риби, які отримували замість спіруліни морожену рибу, мали тьмяне забарвлення.

В Японії при годівлі спіруліною декоративного коропа він набуває дуже гарного кольору завдяки пігментам ціанобактерії. Аналізуючи харчові та кормові властивості спіруліни, дослідники виділили декілька факторів, які надають їй переваги над іншими кормами рослинного походження: це вміст білка в сухій речовині, амінокислотний склад білка, концентрація ненасичених жирних кислот у складі ліпідів біомаси та вітамінний склад.

Поряд з використанням біомаси спіруліни як кормового засобу та харчової добавки вона застосовується як сировина для отримання синьозелених пігментів - антоціаніну, фікоціаніну.

В Японії синій барвник застосовується для забарвлення жувальних гумок, безалкогольних напоїв тощо. Фруктові соки, забарвлені фікоціаніном у зелений колір, не втрачають його навіть в умовах зберігання протягом року.

Встановлено, що в умовах культивування спіруліни в різних середовищах продукти життєдіяльності цієї водорості згубно діють на деякі види бактерій. Наприклад, якщо вводили в культуру спіруліни бациллус субтіліс і стафілококус ауреус, вони зникали уже через 24 години, а розвиток дріжджів сповільнювався і клітини не виявляли здатності до брунькування.

Спіруліна використовується також у гуманній медицині як профілактичний та лікувальний засіб [2].

Вуглець. На відміну від наземних рослин, яким доступна лише атмосферна сполука СО₂, водорості можуть використовувати Н₂СО₃ (вуглецеву кислоту) та її іони - бікарбонат (НСО₃--) і карбонат (СО₃^2--). Це залежить від показника рН, солоності води, парціального тиску СО₂ в атмосфері і температури середовища. У кислих розчинах домінує оксид вуглецю (СО₂), але його вплив різко зменшується при значенні рН 7-9, коли домінує бікарбонат (НСО₃--), а в більш лужному середовищі важливу роль починає відігравати аніон СО₃^2--.

Поряд з вуглецем для синтезу органічної речовини водорості використовують водень, кисень, фосфор та азот.

Азот. Спіруліна може асимілювати азот за рахунок його трьох форм: газоподібний, у вигляді неорганічних сполук та азот біополімерів. Здатність фіксувати газоподібний азот виявлено лише у прокаріот, до яких належить і спіруліна. З мінеральних сполук використовуються іони нітрату (NO₃--), нітриту (NO₂--) і амонію (NH₄⁺).

Фосфор необхідний клітинам спіруліни для синтезу нуклеїнових кислот, фосфоліпідів і складних ефірів фосфорної кислоти. Єдиним природним джерелом неорганічного фосфору для спіруліни є ортофосфати. Синьо-зелені водорості здатні накопичувати надлишок фосфору у вигляді гранул.

У водоростей, які ростуть в умовах повного забезпечення, співвідношення трьох основних біогенних елементів C:N:P дорівнює 106:16:1. Це співвідношення відоме як закономірність Редфілда (Redfield et al., 1963). Але популяції водоростей можуть розвиватися і при співвідношенні N:P від 5:1 до 15:1.

Потреба спіруліни у мінеральних речовинах задовольняється за рахунок солей макро та мікроелементів. Для вирощування спіруліни у штучних умовах використовуються стандартні живильні середовища Тамія, Заррука або Громова. Середовище Тамія базується на сполуках магнію та калію, середовище Громова містить переважно сполуки натрію та магнію, тоді як в середовищі Заррука, яке використовується найчастіше, міститься значна кількість бікарбонату натрію (16,8 г/л), що створює рН на рівні 9,5.

Типи живлення спіруліни. Обмінні процеси водорості забезпечуються за рахунок трьох типів живлення: автотрофного, гетеротрофного та міксотрофного.

В умовах інтенсивного освітлення та оптимального теплового режиму у спіруліни переважає автотрофне живлення. При цьому фотосинтетичні процеси відбуваються з використанням мінеральних елементів та вуглекислоти (СО₂) і здійснюються безпосередньо з живильного середовища.

В умовах гетеротрофного живлення частина енергії може надходити за рахунок асиміляції та окислення вуглеводів та інших органічних сполук. Ці процеси проходять переважно у темряві. Третій тип живлення поєднує в собі як автотрофні, так і гетеротрофні процеси обміну.

Промислова технологія нарощування біомаси спіруліни орієнтується на автотрофний тип живлення, тобто культура вирощується на мінеральному середовищі. Коли до живильного середовища додають промислові відходи спиртового, цукрового й інших виробництв, культивування буде проходити в умовах гетеротрофного живлення. Замість вуглекислоти буде використано вуглець органічних сполук - цукрів, спиртів та органічних кислот. Гетеротрофне живлення може відбуватися за умов чергування освітлення та темряви [2].

3. Особливості процесу ферментації при виробництві лимонної кислоти.

Лимонна кислота є основним з підкислювачів. Її частка становить близько 75% обсягу з всіх вироблених підкислювачів. Особливо широко вона використовується у виробництві безалкогольних напоїв, яким надає фруктові і ягідні запахи і смак.

Розширюється сфера застосування лимонної кислоти в технічних цілях - в хімічній, текстильній, шкіряній, металургійній та інших галузях промисловості. Попит на лимонну кислоту безперервно зростає, але в колишніх соціалістичних країнах він задовольняється вкрай слабко, тому в даний час організовуються нові виробничі потужності з випуску цього цінного продукту.

Лимонну кислоту виробляють головним чином шляхом мікробного синтезу, який є важливою галуззю біотехнології. Цей реферат присвячений мікроорганізмам продуцентам лимонної кислоти і сучасним досягненням біотехнології в області біосинтезу органічних кислот. Описані теоретичні основи мікробного синтезу і механізми регуляції біосинтезу органічних кислот, їх зв'язок із загальною фізіологією мікробних клітин. У роботі висвітлено багаторічний досвід авторів у промисловому біосинтезі органічних кислот.

Успіхи глибинної ферментації у виробництві антибіотиків спонукали виробників лимонної кислоти шукати шляхи глибинного культивування її продуцентів. У СРСР першою глибинне культивування продуцентів лимонної кислоти освоїла група дослідників під керівництвом Г.І. Журавського в 50-і рр., застосовуючи синтетичні сахарозні середовища і спеціально селекційно виведений для глибинного культивування штам Aspergillus niger. В якості ж сировини для глибинної ферментації лимонної кислоти може бути використаний широкий набір природних субстратів: меляса, глюкоза, сахароза, рідкі парафіни та інші джерела вуглецю.

Технологія глибинного культивування продуцентів лимонної кислоти представляє собою явно виражений двоступінчастий процес. Перший ступінь включає вирощування посівного матеріалу з конідіоспор в посівному середовищі (на гойдалці і в посівному апараті) при 32-33°С в умовах інтенсивної аерації (0,8-1,0 об'єму повітря на 1 об'єм середовища в хвилину) і при безперервному перемешуванні середовища. Тривалість культивування на стадії вирощування посівного матеріалу - 2 доби (1 добу - на качалка, 1 - на посівному апараті).

Сказане принципово не виключає безпосереднього застосування конідіоспор як посівний матеріал для основної ферментації, проте це суттєво подовжує цикл ферментації: з 7-8 до 12-13 діб.

Основну ферментацію в глибинних умовах здійснюють у виробничому біореакторі при коефіцієнті його заповнення 0,75-0,80 і кількості посівного матеріалу 5-8% від об'єму ферментного середовища. Початкова концентрація цукрів - 10-14%, часто застосовують підживлення свіжим середовищем, особливо в разі застосування мелясних середовищ. Регуляція рН середовища не потрібна, але оскільки лимонна кислота дуже корозійна і для ферментаційного обладнання необхідна стійка до корозії сталь, то для пом'якшення практикують підлужнення ферментного субстрату до рН 3,8-4,2. Процес ферментації має риси двох фаз, або стадій: формування біомаси та кислотоутворення.

Для фази накопичення біомаси характерно об'єднання молодого міцелію в кулясті агломерати, формування яких продовжуються до 70-80 год ферментації. Деяка частина гіфів залишається у вільному вигляді.

Під час інтенсивного росту потреба продуцента в молекулярному кисні складає до 1 кг на кожен кубометр ферментного субстрату на годину. У фазі біосинтезу лимонної кислоти потреба в кисні в деякій мірі знижується і складає 0,5-0,6 кг 0₂/м³-год. Для забезпечення масопередачі кисню в ферментний субстрат вводиться стерильне повітря в кількості 0,8-1,0 об'єму на 1 об'єм середовища в хвилину, одночасно за допомогою мішалки створюється циркуляція середовища зі швидкістю 1,2-1,5 м/с вздовж стінки ферментної установки. Насичення середовища киснем у початковій фазі ферментації має складати 20-25% від повного насичення, у фазі біосинтезу лимонної кислоти - 10-15%.

Температурні режими в ферментних субстратах диференційовані: у фазі росту біомаси - 32-33°С, у фазі кислотоутворення - 30-31°С.

Залежно від особливостей використовуваного мутанта Aspergillus niger застосовують різні варіанти технологічних режимів глибинної технології.

4. Визначення загальної молочної кислоти при виробництві молочної кислоти

Лимонна кислота (С6Н8О7) - трьохосновна оксикислота, широко поширена в природі, відносно багато її міститься в деяких ягодах, фруктах, особливо в цитрусових (лимон 5-10 %), в листі і стеблах деяких рослин. Раніше лимонну кислоту виділяли у вигляді лимоннокислого кальцію з продуктів переробки листя бавовнику, стебел махорки, хвої ялини і в значних кількостях з плодів лимонів. Однак це виробництво є вкрай дорогим і невеликим за обсягом. Тому лимонна кислота була дефіцитним і дорогим продуктом. В даний час лимонна кислота за обсягом виробництва є одним з головних продуктів мікробного синтезу, її загальний випуск в різних країнах сягає до 400 тис. тонн на рік. На початку нашого століття багатьма дослідниками було відмічено, що деякі цвілеві гриби мають здатність утворювати помітні кількості органічних кислот. Надалі шляхом відбору і спрямованої селекції були виділені активні продуценти органічних кислот. Для одержання лимонної кислоти використовують мікроскопічні гриби родів Aspergillus, Penicillium, Mucor, Ustina та ін. В даний час основними продуцентами лимонної кислоти є різні штами гриба Aspergillus niger, які відрізняються великою швидкістю росту, легкістю культивування і високим виходом лимонної кислоти по відношенню до маси субстрату вуглеводу. Вони стійкі до зовнішніх впливів і мають рясне конидиеношение. Спори грибів для одержання лимонної кислоти зберігають тільки в сухому вигляді.

Необхідні для реакції оксалоацетат і ацетил КоА утворюються з двох молекул пірувату: одна молекула пірувату піддається декарбо-ксилированию з утворенням ацетил КоА, друга - карбоксилируется, даючи оксалоацетат. Піруват утворюється за фруктозо-бифосфатному шляху (шляхом гліколізу, Ембдена, Майергофа-Парнаса). Всі ферменти цього шляху, а також пируватдегидрогеназа, пируваткарбоксилаза і цитрат-синтетаза виявлені у A. niger. В результаті розглянутої реакції одна молекула цукру (С6Н12О6) перетворюється в одну молекулу лимонної кислоти (С6Н8О7). Сверхсинтез лимонної кислоти відбувається при лімітуванні росту грибів-продуцентів мінеральними компонентами середовища та одночасному надлишковим вмістом джерела вуглецю.

В умовах лімітування росту гриба недоліком заліза і марганцю після повного поглинання з середовища дефіцитного елемента він припиняє рости, проте продовжує споживати наявний в середовищі джерело вуглецю. При цьому в клітинах гриба починає накопичуватися лимонна кислота, яка в подальшому виділяється в середу. Загальна технологічна схема виробництва лимонної кислоти включає наступні етапи: Підготовка живильного середовища. Мелясу завантажують у варильний котел, розбавляють водою до певної концентрації вуглеводів (16 %), додають джерела азоту, фосфору і мікроелементи. Встановлюють необхідне значення рН середовища (6,8-7,2) додаванням кислоти або лугу. Для осадження солей важких металів (заліза, магнію тощо), що знаходяться в мелясі, її розчин обробляють жовтої кров'яної сіллю. Потім середовище стерилізують і охолоджують до температури ферментації. В окремому цеху вирощують посівний матеріал у вигляді спор (конідій) Aspergillus niger. Потім розмножують його в три стадії: в пробірках, колбах і алюмінієвих кюветах. Тривалість кожної стадії - 2-4 діб при 32 °С. Для вирощування в пробірках використовують тверду агаризованому живильне середовище, а в колбах і кюветах - рідку. Ферментація може здійснюватися поверхневим або глибинним способом. Заводи невеликої або середньої потужності використовують поверхневий спосіб. Глибинний спосіб економічно вигідний тоді, коли потужність заводу перевищує 2500 т лимонної кислоти в рік. 3.1. При поверхневому способі ферментація проводиться на відкритих металевих кислотостійких кюветах висотою 7-20 см, в яких міцелій продуцента розвивається на поверхні середовища. Кювети розміщуються на багатоярусних стелажах в спеціальних камерах при температурі 34-36 °С. До камери подають стерильний кондиційоване повітря. Цикл бродіння закінчується через 8-9 добу. 3.2. При глибинному способі міцелій гриба занурений в живильне середовище у ферментаторах, туди ж подається стерильне повітря. Тривалість культивування - 5-9 діб. Після закінчення ферментації міцелій відокремлюють від культуральної рідини.

При глибинної ферментації - фільтруванням на фільтрах, при поверхневій - вручну, попередньо злив рідина з кювет. Міцелій промивають, висушують і направляють для використання в якості добавки до тваринних кормів. Фільтрована культуральна рідина (фільтрат) являє собою водний розчин лимонної кислоти. В 1 літрі фільтрату міститься 40-50 г лимонної кислоти. Лимонну кислоту виділяють з культуральної рідини у вигляді погано розчинної солі - цитрату кальцію, що утворюється при додаванні крейди. Переклад лимонної кислоти у вільний стан досягається при додаванні строго певної кількості Н2ЅО4 : Цитрат кальцію + Н2ЅО4 Цитрат + Гіпс Гіпс видаляють фільтруванням. Розчин лимонної кислоти освітлюють активним вугіллям, упарюють, зливають у кристалізатори, в яких поступово знижують температуру. Виділилися кристали центрифугують, промивають водою, сушать, фасують. Лимонна кислота використовується в кондитерській промисловості для підкислення карамелі, пастили, вафель, так як вона добре підкреслює фруктовий смак. Цю органічну кислоту в цілях підкислення додають в морозиво, харчові концентрати, маргарин, деякі сорти ковбас і сиру. Лимонну кислоту застосовують для гальмування утворення меланоидинов у згущеному молоці з цукром, її промивають розчином і дезодорують жирове сировину, обробляють перед холодним зберіганням свіже м'ясо, рибу, фрукти з метою стабілізації їх кольору, смаку і запаху. Солі лимонної кислоти використовують для виготовлення шампунів і інших миючих засобів, так як вони стимулюють спінювання і забезпечують механічну стійкість пен.

Отримання молочної кислоти Молочна кислота з 1881 р. виробляється промисловим способом з допомогою молочнокислих бактерій. В СРСР було організовано виробництво молочної кислоти в 1923 р. Для промислового виготовлення молочної кислоти придатні тільки гомоферментативные молочнокислі бактерії, що утворюють до 98 % молочної кислоти. Застосовуються штами Lactobacillus delbrueckii (дельбрюкки), L. bulgaricus не пред'являють високих вимог до живильному середовищі і за короткий час дають високий вихід молочної кислоти. Молочнокислі бактерії перетворюють в молочну кислоту різні вуглеводи, тому для промислового отримання цієї кислоти використовують мелясу, молочну сироватку, глюкозу, мальтозу, сахарозу, лактозу, осахаренный крохмаль та ін. У кожному випадку підбирають найбільш підходящий продуцент. Для зброджування глюкози або мальтози зазвичай застосовують штами Lactobacillus delbrueckii, L. leichmannii або L. bulgaricus. Для зброджування осахаренного крохмалю використовують суміш молочнокислих бактерій L. delbrueckii або з L. bulgaricus, або зі Streptococcus lactis. При зброджуванні мальтози вихід молочної кислоти вище при використанні L. bulgaricus або L. casei. В якості основної сировини використовують мелясу, картопляний осахаренный затор, які розбавляють водою до певної концентрації (12 %), вносять додаткові джерела амінного азоту (вільні амінокислоти), вітамінів та інших біологічно активних речовин у вигляді кукурудзяного або дріжджового екстракту, або витяжку солодових паростків (так як на молочнокисле бродіння біологічно активні речовини надають позитивний вплив). Молочну кислоту в промислових умовах отримують методом анаеробної глибинної ферментації. Концентрація цукру в середовищі повинна бути 5-20 %, температура 44-50 оС, рН 6,3-6,5. Під час ферментації рН середовища підтримують, додаючи крейда. Через 6-7 діб культивування в середовищі залишається 0,5-0,1 % цукрів і 11-14 % лактату кальцію. З 100 г цукру отримують 80-90 г лактату. Осад крейди і колоїди відокремлюють фільтруванням.

Фільтрат упарюють до концентрації 27-30 %, потім охолоджують до 25-30 ° с і витримують у кристаллизаторах 36-48 ч. Кристали лактату відокремлюють центрифугуванням. Молочну кислоту з лактату отримують за допомогою сірчаної кислоти. Реакція йде при 60-70 оС у відповідності з рівнянням: Ca (C3H5O3)2 + H2SO4 CaSO4 + 2C3H6O3 Для відділення іонів заліза молочну кислоту (сирець) при температурі 65 оС обробляють жовтої кров'яної сіллю. Важкі метали осаджують сульфатом натрію. Молочну кислоту обробляють активованим вугіллям, фільтрують і фасують. Кінцевий продукт - у вигляді рідкого концентрату молочної кислоти. Молочну кислоту застосовують для приготування джемів, в яких вона сприяє хорошої консистенції. Молочна кислота як регулятор рН, поліпшувач смаку застосовується у виробництві багатьох сирів, квашенні капусти, в сухому концентраті квасу. В хлібобулочному виробництві молочна кислота і лактати збільшують обсяг м'якушки і покращують скоринку хліба при використанні борошна низької якості. Здатність лактатов утримувати вологу застосовують у виробництві ковбас, сирів, дитячого харчування. Молочну кислоту також використовують для прискорення одержання молочно-білкового згустку при виробництві сиру.

Размещено на Allbest.ru