автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка интенсивной технологии этанола на основе целенаправленного применения мультиэнзимных систем и новых РАС спиртовых дрожжей

кандидата технических наук
Кадиева, Альбина Таймуразовна
город
Москва
год
2003
специальность ВАК РФ
05.18.07
цена
450 рублей
Диссертация по технологии продовольственных продуктов на тему «Разработка интенсивной технологии этанола на основе целенаправленного применения мультиэнзимных систем и новых РАС спиртовых дрожжей»

Автореферат диссертации по теме "Разработка интенсивной технологии этанола на основе целенаправленного применения мультиэнзимных систем и новых РАС спиртовых дрожжей"

*

I

I

На правах рукописи

Кадиева Альбина Таймуразовна

РАЗРАБОТКА ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЭТАНОЛА НА V - ОСНОВЕ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

МУЛЬТИЭНЗИМНЫХ СИСТЕМ И НОВЫХ РАС СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

*

Специальность 05.18.07 — Биотехнология пищевых продуктов

(по отраслям)

АВТОРЕФЕРАТ

| диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2003

Работа выполнена в Государственном Научном Учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой

биотехнологии Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИПБТ РАСХН)

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Доктор технических наук, профессор Римарева JI.B.

Доктор технических наук, профессор Иванова Л. А.

Доктор технических наук, профессор Ермолаева Г. А.

Кандидат технических наук, ст.н.с. Пыхова C.B.

ГУ «Всеросийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности»

Защита состоится ^ ноября 2003 года в 11 часов на заседании Диссертационного Совета К 006.036.01 по специальности 05.18.07 Всеросийского научно-исследовательского института пищевой биотехнологии (ГНУ ВНИИПБТ РАСХН) по адресу: 111033, Москва, Самокатная ул., д4б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИПБТ РАСХН.

Автореферат разослан « Ж октября 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного орвета, кандидат технических наук

Чередниченко B.C.

\ ^ Общая характеристика работы

Актуальность темы

Важнейшим направлением развития спиртовой отрасли является повышение эффективности производства, увеличение выхода и качества целевой продукции, снижение ее себестоимости.

За последние 10 лет вследствие сокращения объемов выпуска алкогольной продукции, нестабильности работы спиртовых заводов, низкой рентабельности производства значительно понизился уровень технической оснащенности предприятий. Поэтому, создание новых ресурсосберегающих технологий без больших материальных затрат с целью интенсификации спиртового брожения, снижения потерь сырья, сокращения расхода теплоэнергетических ресурсов, г повышения качества и конкурентоспособности продукции является важной и актуальной задачей спиртовой отрасли.

Повышение рентабельности спиртового производства возможно на основе ♦ использования высокоактивных биологических катализаторов различного спектра действия, а также новых рас дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами.

Одним из перспективных направлений в совершенствовании технологии спирта становится рациональное использование всех высокомолекулярных полимеров зернового сырья с целью его экономии и повышения выхода конечного продукта - спирта.

Разрабатываемые научные основы новой технологии будут учитывать состав белковых веществ и некрахмальных соединений различных видов зернового сырья, для повышения степени биоконверсии которых планируется исследовать и подобрать специальные мультиэнзимные композиции целевого назначения. Применение новых комплексных ферментных препаратов (ФП) позволит эффективно использовать компоненты зернового сырья, интенсифицировать биотехнологические процессы, повысить выход спирта.

Новые направления развития технологии производства спирта ставят также » такие задачи, как повышение концентрации перерабатываемого сусла, проведение брожения при повышенных температурах и повышенной крепости этанола в бражке. В таких-условиях необходимы дрожжи, обладающие осмофильностью, , термостабильностью и высокой бродильной активностью. Поэтому скрининг активных рас дрожжей и исследование их физиолого-биохимических свойств является также перспективным направлением совершенствования технологии производства спирта.

Цель и задачи исследования Целью настоящей работы является создание интенсивной технологии получения спирта на основе комплексного использования мультиэнзимных систем целевого назначения и новых рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

• провести анализ и исследовать биохимическую характеристику ферментных препаратов различного спектра действия для разжижения и осахаривания крахмала сырья, протеолиза белковых

полисахаридов зернового сырья; I библиотека' 1

! оэп"»л 1

• научно обосновать и разработать мультиэнзимные комплексы целевого ! назначения, обеспечивающие повышение эффективности биоконверсии ' высокомолекулярных полимеров основных видов зернового сырья, используемого в спиртовом производстве; '

• провести анализ промышленных и новых отселекционированных рас спиртовых дрожжей и осуществить скрининг дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами; 1

• изучить влияние температуры, концентрации сухих веществ зернового сусла и ' спирта на жизнедеятельность дрожжей; '

• разработать и развить подходы к совершенствованию технологии спирта на основе выявления физиолого-биохимических особенностей дрожжей, обуславливающих условия брожения и качество получаемого спирта; <

• провести производственные испытания по применению комплексных ферментных препаратов и новых рас дрожжей для интенсификации процессов дрожжегенерации и спиртового брожения. *

Научная новизна

На основании установленных закономерностей выявлен механизм интенсификации спиртового брожения при использовании ферментативных систем с различной специфичностью действия и новых рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами.

Исследована зависимость действия подобранных ферментативных комплексов на степень деструкции высокомолекулярных полимеров зернового сусла от длительности гидролиза, дозировки и соотношения глюкоамилазы, |

протеаз, р-глюканазы, ксиланазы и целлюлазы, входящих в комплекс.

Впервые установлена взаимосвязь между степенью биоконверсии ,

полимеров зерна и эффективностью сбраживания зернового сусла. Получен новый экспериментальный материал по изучению закономерностей влияния I

ферментативных систем с различной специфичностью действия на степень гидролиза крахмала, белка и Р-глюкана зернового сырья, на скорость процессов генерации дрожжей, спиртового брожения и образование этанола. \

Установлен синергизм действия ферментов подобранных комплексов на степень биоконверсии полимеров зерна и сбраживания зернового сусла.

Впервые проведены сравнительные исследования различных рас спиртовых <

дрожжей, используемых в производстве, по морфологическим, физиолого-биохимическим и культуральным признакам. Осуществлен скрининг наиболее активных рас спиртовых дрожжей 985-Т и 987-0 с термотолерантными и осмофильными свойствами. Изучено влияние температуры, концентрации спирта и сухих веществ сбраживаемого сусла на физиолого-биохимические свойства исследуемых рас дрожжей.

В результате проведенных исследований впервые установлена биосинтетическая способность дрожжей р. 985-Т и 987-0 к целенаправленному синтезу этанола и пониженному синтезу побочных метаболитов по сравнению с дрожжами р.ХП. Исследованы закономерности образования этанола и побочных продуктов брожения в зависимости от используемой расы дрожжей, субстрата, температуры брожения и осмоса. Впервые исследовано влияние экстремальных температур и осмоса на образование спирта и сопутствующих метаболитов.

Исследована динамика сбраживания новыми расами спиртовых дрожжей зернового сусла с повышенной концентрацией сухих веществ, обработанного подобранными ферментативными комплексами. Теоретически обоснованы и экспериментально проверены в работе пути интенсификации процессов дрожжегенерации и спиртового брожения. Практическая значимость

На основе установленных закономерностей подобраны ферментативные системы, обеспечивающие эффективный гидролиз высокомолекулярных полимеров пшеницы, ржи и ячменя; разработаны нормы расхода ферментов комплекса протеолитического, Р-глюканазного, ксиланазного и целлюлазного действия.

' Проведенные исследования по сравнительному анализу спиртовых дрожжей

позволили дать обоснованные рекомендации по выбору расы дрожжей, которые позволяют эффективно вести технологический процесс и получать спирт « высокого качества с пониженным содержанием побочных продуктов брожения.

На основе экспериментального материала предложен новый интенсивный способ спиртового брожения с сокращением общей длительности биотехнологических процессов на 30-40 ч (дрожжегенерации - на 8-10 ч и основного брожения на 22-30 ч).

Научно обоснована и экспериментально подтверждена разработанная технология интенсификации спиртового брожения на основе целенаправленного использования комплексных ферментных препаратов и новых рас дрожжей, позволяющая:

- интенсифицировать технологические процессы осахаривания, генерации дрожжей и спиртового брожения;

- повысить степень использования зернового сырья, улучшить реологические свойства сусла;

- перерабатывать высококонцентрированное сусло, сократить объем барды;

< - снизить образование побочных метаболитов, повысить качество и выход

спирта.

Результаты работы подтверждены в производственных условиях , Мичуринского экспериментального завода, Северо-Осетинского «Рос.Слава» и Костромского спиртовых заводов, разработаны Технологические инструкции по применению комплексного ферментного препарата КФПА и новой расы дрожжей ЗассЬаготусез сегеу1Бае 985-Т (ТИ №10-22623-02) в спиртовом производстве. Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы представлены на следующих конференциях: Международная конференция молодых ученых «От фундаментальной науки к новым технологиям» (Москва-Тверь, 2001 г); Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания» (Москва, 2002г); Научно-практическая конференция «Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения» (Углич, 2002г).

Публикации !

По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания <

материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Диссертационная работа изложена на ''Устраницах машинописного текста, содержит рисунков и ^ таблиц.

Структура исследований представлена на схеме: >

*

ш

щ

Экспериментальная часть

Материалы и методы исследования

Исследования осуществляли в лабораторных и промышленных условиях на базе ГНУ ВНИИПБТ, МЭЗ и ряда заводов спиртовой отрасли.

Объектами исследований служили зерновые культуры - пшеница, рожь и ячмень, зерновое сусло, ячменный ß-глюкан, а также различные расы спиртовых дрожжей, выделенные из промышленных культур или полученные из музея чистых культур ВНИИПБТ. Всего исследовано 7 рас; в качестве основных дрожжевых культур в работе использовали:

- Saccharomyces cerevisiae раса XII - промышленная культура дрожжей;

- Saccharomyces cerevisiae 985-Т - термотолерантный штамм, выделенный ' во ВНИИПБТ;

- Saccharomyces cerevisiae 987-0 — осмофильный штамм, выделенный во ВНИИПБТ.

к На разных этапах работы объектами исследований являлись также

ферментные препараты (ФП) протеолитического, амилолитического и целлюлолитического действия различного микробного происхождения, которые использовали на стадии осахаривания зернового сусла. Всего исследовано 37 образцов. ФП характеризовали по различным ферментативным активностям: а-амилазной (АС), протеолитической (ПС), ксиланазной (КС), пуллуланазной (ПлС), ß-глюканазной (ß-ГкС) и целлюлазной (КМЦ), позволяющим составить представление о качественном и количественном составе отдельных ферментных препаратов того или иного комплекса, а также направленности его действия.

В работе применены общепринятые и специальные физико-химические, биохимические, микробиологические, хроматографические, спектрофото-метрические, колориметрические и полярографические методы анализа.

Исследовали влияние ФП различного спектра действия и новых рас дрожжей на качество получаемого сусла и эффективность биоконверсии высокомолекулярных полимеров зернового сырья в этанол. Модельные опыты I проводили по аналогии с технологическими схемами подготовки сырья с развариванием под давлением (125°С; 1,5-2,0 часа) Для приготовления сусла использовали водно-мучную суспензию гидромодуль 1:4 - 1:2, с концентрацией ( сухих веществ от 17 до 30% в зависимости от условий опыта.

Анализ процесса сбраживания осуществляли с учетом изменения основных технологических показателей - концентрации дрожжевых клеток, остаточных углеводов, содержания спирта и побочных метаболитов, определяющих связь энергетического и конструктивного обмена дрожжевой клетки. Исследование морфологических особенностей дрожжевых клеток проводили на микроскопе «Olympus» с увеличением в 1000 раз.

В отгонах зрелой бражки определяли летучие вещества газохроматографическим методом на газовом хроматографе HP "Agilent" 6850 по методике, разработанной для анализа содержания токсичных микропримесей в водке и спирте этиловом ГОСТ 30536-97.

Результаты исследований и их обсуждение 1. Подбор ферментативных систем, обеспечивающих высокую степень осахарнвания и эффективное сбраживание пшеничного сусла На первом этапе работы исследовали влияние различных ферментативных систем на степень гидролиза зернового сырья. Были проведены анализ и биохимическая характеристика ФП, применяемых в спиртовой промышленности. Ферментные препараты были подразделены на несколько основных групп: источники а-амилазы, глгокоамилазы, пуллуланазы, бактериальных и .грибных протеаз, ксиланазы, Р-глюканазы и целлгалазы.

Так как амилазы давно и тпадиционно применяются в спиртовой промышленности, особое внимание уделяли ферментным препаратам протсолитического и целлюлолитического действия, необходимых для осуществления более полного гидролиза всех высокомолекулярных компонентов зернового сырья.

Результаты исследований по динамике сбраживания углеводов пшеничного сусла, осахарснного различными источниками глюкоамилазы, показали, что иатипные ферментные препараты в виде культуральной жидкости давали наиболее эффективные результаты. По-видимому, это связано с наличием в ней сопутствующих ферментов, повышающих степень гидролиза крахмала и некрахмальных полисахаридов, а также с содержанием дополнительного органического питания длЯ дрожжей (рис.1). Из анализа литературных данных известно, что применение протеаз стимулирует физиологическую активность дрожжевых клеток, способствует повышению их продуктивности в результате обогащения сусла легкоусвояемым азотистым питанием. Особенно эффективны грибные протеоли-тичсские комплексы, содержащие активные пептидазы.

Исследованные протеолити-ческие ФП различались по специфичности действия на растительный белок. Протеолитические комплексы грибного происхождения более эффективно гидролизо-пали белки пшеничного сусла, чем бактериальные протеазы. В --•-• Глюкозим —Конверзим

результате протеолиза концентра- д -Сан Супер —Глюкаваморин ГЗх ция аминного азота в сусле под .. п.. Диаэим глюкаваморин Гх

действием Амилопротооризина

КФПА увеличивалась более, чем в 2 раза и составила 1,32 мг/мл, против 0,62 мг/мл для Протосубтилина (табл.1).

О4.

8

2 7 ч

§ б

о

2 и <а в X

о. ■ ю

и

N ••

л

\\

0

и 10 ¿'.

Время брожения, ч

Рис. 1 Динамика сбраживания

углеводов пшеничного сусла, усахаренного различными источниками глюкоамилазы

Аналогичная закономерность наблюдалась и при изучении аминокислотного состава пшеничного сусла: содержание высвобождаемых аминокислот (АК) в свободной форме при использовании грибных протеаз составило 5,29-7,05% от общего количества, что в 2,5 раза превысило их концентрацию в исходном сусле. Для бактериальных протеаз эти показатели были значительно ниже: 3,34% свободных аминокислот, что всего на 19% больше контрольных показателей.

Таблица 1

Влияние протеолитических ферментных препаратов (ФП) на аминокислотный состав пшеничного сусла

Концентрация Концентрация свободных аминокислот

аминокислот в (АК) после действия ФП, г/100г

исходном 24 ч, 30°,

Аминокислоты пшеничном 1 ч, 50°, рН5,5 рН4,0

сусле, г/100 г

Об- свобод Амилопро Проте Прото Амилопро

щих ных тооризин аза субти тооризин

(КФПА) ее ЛИН (КФПА)

Аспарагиновая 1,88 0,08 0,15 0,12 0,08 0,35

Треонин 0,85 0,02 0,06 0,04 0,03 0,23

Серин 1,18 0,04 0,08 0,06 0,05 0,26

Глутаминовая 7,27 0,08 0,24 0,20 0,12 0,48

Глицин 1,08 0,02 0,03 0,03 0,02 0,25

Алании 1,43 0,04 0,08 0,07 0,05 0,27

Валин 1Д2 0,04 0,12 0,06 0,06 0,54

Цистеин 0,03 - - - - 0,01

Метионин 0,22 0,01 0,02 0,01 0,01 0,15

Изолейцин 0,47 0,01 0,06 0,03 0,01 0,38

Лейцин 1,75 0,05 0,18 0,16 0,10 0,73

Тирозин 0.79 0,03 0,10 0,06 0,05 0,52

Фенил ал анин 1,34 0,03 0,07 0,06 0,04 0,43

Лизин 0,57 0,02 0,07 0,06 0,03 0,43

Гистидин 0,45 0,01 0,04 0,03 0,02 0,23

Аргинин 0,80 0,05 0,18 0,11 0,08 0,52

Пролин 2,38 0,10 0,18 0,15 0,12 0,61

Суммарное кол-во 23,61 0,63 1,66 1,25 0,87 6,39

% от общего кол-ва 100 2,77 7,03 5,29 3,34 27,0

Прирост своб. АК

по отношению к

исход.,% - - 155 89 19 870

Концентрация

аминного азота,

мг/мл - 0,54 1,32 0,81 0,62 4,95

Полученные результаты подтвердили установленные ранее в работах Римаревой JI.B. с соавторами данные о наличии в составе протеолитической системы Амилопротооризина комплекса активных амино- и карбоксипептидаз. В основном увеличение аминного азота происходило за счет высвобождения из связанного состояния большинства анализируемых АК: треонина, глутаминовой 1 кислоты, изолейцина и лейцина, тирозина, лизина, гистидина и аргинина; их содержание в свободной форме увеличивалось в 3 и более раз. Наблюдалось также увеличение вдвое концентрации валина, метионина, фенилаланина и ; пролина. Наиболее высокая степень гидролиза пшеничного белка была достигнута в результате воздействия Амилопротооризина КФПА при моделировании условий процесса брожения в течение 24 ч при температуре 30°С, 1 рН 4,0. Выход свободных аминокислот составил 27%, т.е. их концентрация 1 увеличилась в 10 раз. При протеолизе пшеничного сусла в течение 1 часа только | 7% аминокислот переходило в свободное состояние. В результате исследований выявлен наиболее эффективный ферментный препарат протеолитического 4 действия Амилопротооризин КФПА, синтезируемый микромицетом Aspergillus oryzae 387, который селекционирован во ВНИИПБТ. Поэтому дальнейшие исследования мы проводили с Амилопротооризином КФПА. 1

В результате изучения влияния исследуемых протеолитических ферментов 1 на показатели процесса брожения и выход спирта при сбраживании пшеничного 1 сусла было показано, что введение грибных протеаз интенсифицирует процессы генерации дрожжей и спиртового брожения. I

Так, на 48 часов концентрация остаточных углеводов составила 0,24-0,29%, тогда как в контроле без протеаз - 0,58%. Оптимальной дозировкой является 1,5 ед. ПС/г белка, что соответствует 0,3 ед. ПС/г крахмала. Целесообразность этой дозировки подтверждена сочетанием эффективности воздействия препарата на протекание биотехнологических процессов и его небольшого расхода. При этом увеличивается выход спирта на 1% (табл. 2).

В дальнейшем исследовали динамику сбраживания углеводов пшеничного сусла с концентрацией сухих веществ 17 и 24%, осахаренного различными I дозировками глюкоамилазы и протеаз. Анализ данных показал, что при сбраживании сусла с концентрацией сухих веществ 17% и дозировке 1 глюкоамилазы свыше 7 ед.ГлС/г крахмала процесс брожения заканчивался уже j практически к 40 часам, в то время как при более низких дозировках j глюкоамилазы аналогичные показатели были достигнуты только к 48 часам. , При этом, следует отметить, что увеличение концентрации глюкоамилазы с 9 до 15 ед/г крахмала практически не сказывалось на глубине выбраживания сусла. Введение протеаз позволило увеличить скорость размножения дрожжевых клеток, интенсифицировать процесс брожения и сократить его до 32 часов с одновременньм увеличением выхода спирта. Аналогичная закономерность была отмечена при сбраживании пшеничного сусла с концентрацией сухих веществ 24% (рис. 2).

>

I

На следующем этапе работы проводили исследование влияния пуллуланазы на степень гидролиза и показатели процесса брожения. Введение пуллуланазы в составе амилолитического комплекса позволяет повысить степень осахаривания крахмала с образованием растворимых углеводов 11,9-14,5% против 9,0-12,8% в контроле и снизить дозировку глюкоамилазы на осахаривание (табл.3). Отмечена также тенденция к увеличению выхода спирта. Таблица 3

Влияние пуллуланазы на процесса сбраживания пшеничного сусла

Состав ферментного комплекса РВ,% (после осахаривания) РВ,% ОРВ,% Спирт, см3/100г крахмала

18ч 62 ч 18ч 62 ч

Контроль 4 ед ГлС 9,0 5,8 0,28 7,1 0,49 66,4

6 ед ГлС Опыт 12,8 5,2 0,23 6,8 0,36 67,3

4 ед ГлС+0,1 ед ПлС И,9 4,9 0,24 5,3 0,39 67,3

6 ед ГлС+0,1 едПлС 14,5 4,5 0,20 5,0 0,32 67,6

Таблица 2

Влияние концентрации протеолитических ферментов на процесс _сбраживания пшеничного сусла и выход спирта_

Дозировка Несброженные

ФП, ед Дрож- углеводы, % Выход спирта

Условия опыта ПС/г жи

крах бел млн/мл 18ч 48 ч 72 ч см3/100г %к

мала ка на 18 ч контр

Конц. СВ17%

темп. 35°С

Контроль без

протеаз - - 60 4,7 0,58 0,25 65,9 100,0

Амилопрото- 0,05 0,25 68 4,3 0,50 - 65,9 100,0

оризин КФПА 0,1 0,5 79 2,2 0,37 - 66,1 100,3

0,2 1,0 85 1,5 0,29 - 66,2 100,4

0,3 1,5 97 1,0 0,27 - 66,4 100,8

0,5 2,5 104 1,0 0,26 - 66,4 100,8

0,8 4,0 105 1,8 0,24 - 66,5 100,9

Конц. СВ 17%

темп. 30°С

Контроль - - 72 5,3 0,83 0,27 66,0 100,0

Амилопрото- 0,2 1,0 98 3,5 0,40 0,20 66,4 100,6

оризин КФПА 0,3 1,5 105 3,3 0,39 0,19 66,6 100,9

0,5 2,5 107 3,3 0,38 0,19 66,7 101,1

Конц. СВ 21%

темп. 30°С

Контроль - - 75 6,8 0,98 0,35 65,8 100,0

Амилопрото- 0,2 1,0 89 5,0 0,52 0,29 66,3 100,8

оризин КФПА 0,3 1,5 92 4,5 0,48 0,26 66,6 101,2

0,5 2,5 99 4,4 0,48 0,25 66,8 101,5

• ч о

о

и с

5

н4

из

£3

га

ю 0

Я I

*

Р-1 «3

°0

а.)

То 24 32 40 48 56 Время брожения, ч

-я— 4 ед ГлС -л- ■ ■ о ■ • 6 ед ГлС-«— • -л • • 7 ед ГлС - •

9 ед ГлС 15 ед ГлС

' 7 ед ГлС +0,3 ед ПС

- 9

•в о

8 7

Е б

* 5

о 3

§ 4

8 3

5 2

ч

• % V

V \

\ ч

\

х

0 16.24 з: г 40 4; 56 64 72

а. '

ю п О и

Время брожения, ч

-о--6 ед ГлС" - 30 ед ГлС л • - 7 ед ГлС •—*—7 ед ГлС + 0,3 ед ПС •Аг' 9 ед ГлС —9 ед ГлС + 0,3 ед ПС 15 ед ГлС —•—15 ед ГлС + 0,3 ед ПС

Рис.2 Динамика сбраживания углеводов пшеничного сусла, осахаренного различными дозировками глюкоамилазы а)17%СВ; 6)24%СВ

В результате проведенных исследований и выявленных закономерностей подобран комплекс ферментов, обеспечивающий интенсификацию сбраживания пшеничного сусла, состоящий из глюкоамилазы, пуллуланазы и грибных протеаз (табл. 4).

Таблица 4

Влияние ферментативного комплекса и длительности гидролиза полимеров пшеничного сусла на интенсивность брожения

Комплекс ферментов ца стадии осахариваиия Время гидролиза, ч Характеристика брожения Выход спирта, см3/100 г крахмала

Сбраживаемые углеводы, %

18 ч 42 ч 62 ч 72 ч

Для сусла 17 % с.в.

б ед. ГлС+0,1 ед. ПлС •л 4,9 0,46 0,24 - 66,9

2 4,1 0,40' 0,22 - 67,0

4 3,2 0,26- • 0,20 - 67,1

бед. ГлС+0,1 ед. ПлС+0,3 ед. ПС 1 2,0 0,22 - - 67,8

2 1,4 0,20 - - 67,9

Для сусла 24% с.в.

7 ед. ГлС+0,1 ед. ПлС 1 8,1 0,75 0,52 0,42 65,8

2 7,8 0,69 0,46 0,38 66,2

4 6,8 0,65 0,40 0,36 66,4

7 ед. ГлС+0,1 ед. ПлС+0,3 ед. ПС 1 2,8 0,52 0,35 - 67,0

Т 2,1 0,36 0,29 - 67,3

Использование подобранных комплексов способствует снижению сроков сбраживания пшеничного сусла до 42ч (17%СВ) и 62ч (24%СВ). Пуллуланаза, входящая в комплекс, позволяет повысить степень и скорость гидролиза крахмала в результате более полной деструкции амилопектина и повышения эффективности действия глюкоамилазы. Наличие протеолитических ферментов в составе комплекса обеспечивает биоконверсию белковых веществ пшеничного сусла, способствует повышению физиологической активности дрожжей в результате обогащения среды лекгоусвояемым азотистым питанием, при этом повышается доступность крахмала к действию амилолитических ферментов, снижается пенообразование сусла, снимаются белковые отложения на * технологическом оборудовании и коммуникациях.

2. Подбор ферментативных систем, обеспечивающих полноту осахаривания и эффективное сбраживание ржаного и ячменного щ сусла

Известно, что рожь и ячмень содержат больше некрахмалистых полисахаридов, чем пшеница. Их содержание составляет около 25%. Растворимая в воде фракция некрахмальных полисахаридов характеризуется высокой вязкостью и объединяется под общим названием слизистых веществ или гумми-веществ. Слизи препятствуют набуханию крахмала, что снижает атакуемость его ферментами. Для получения нормативных показателей бражки при переработке кожурного зерна необходима мультиэнзимная композиция ферментов, сочетающая амилолитические ферменты и гидролазы, расщепляющие некрахмальные полисахариды, особенно р-глюканазы и ксиланазы.

В результате анализа большого массива экспериментальных данных установлена зависимость реологических и биохимических характеристик ржаного и ячменного сусла, а также показателей бражки от концентрации гемицеллюлаз. Подобраны оптимальные дозировки Р-глюканазы, ксиланазы и целлюлазы обеспечивающие эффективное сбраживание сусла с одновременным

I увеличением выхода спирта (табл. 5). В связи с тем, что ячмень отличается от других зерновых культур высоким содержанием клетчатки (до 8%), наряду с Р-глюканазой и ксиланазой вводили-целлюлазу. - - -, Расход ферментов для биокатализа полимеров ржаного сусла составил (ед/г

сырья): Р-глюканазы - 0,025 ед Р-ГкС/г, ксиланазы - 0,05 ед КС/г. Дальнейшее повышение концентрации ферментов не оказывало существенного влияния на технохимические показатели бражки. Как видно из представленных в табл.5 данных, действие Р-глюканазы в большей степени сказывалось на образовании этанола. Очевидно, в результате гидролиза глюканов сырья происходит дополнительное высвобождение глюкозы, что способствует повышению выхода спирта. Ксиланолитическое действие фермента оказывает более существенное влияние на реологические свойства сусла, вязкость которого под действием этого фермента снижалась более чем в 2 раза.

Для повышения эффективности переработки ржаного и ячменного сусла изучали воздействие различных мультиэнзимных композиций, в основе состава

Таблица 5

Влияние концентрации целлюлолитических ферментов на процесс _сбраживания ржаного и ячменного сусла _

Расход ферментов, ед/г сырья Вязко сть, Содержание РВ, % Конц ОРВ, Конц. спирта, Выход спирта

Па*с % % об. см3/100г %к

Р-ГкС КС КМЦ 18ч 42ч 66ч крахм. контр

Ржаное сусло, 24%СВ

0 0 0 2,8 9Д 2,3 0,88 1,10 10,5 64,56 100,0

0,025 0 0 1,8 8,5 2,0 0,60 0,70 11,1 65,30 101,3

0 0,05 0 1,2 8,0 1,9 0,76 0,87 10,7 64,95 100,6

Ячменное сусло, 24%СВ

0 0 0 1,9 6,4 1,15 0,90 0,99 9,6 64,23 100,0

0,03 0 0 1,4 5,8 0,93 0,79 0,88 9,9 64,79 100,9

0 0,15 0 0,8 5,9 0,93 0,85 0,94 9,7 64,55 100,5

0 0 0,35 1,7 6,1 0,98 0,89 0,98 9,8 64,70 100,7

которых были исследованные ферменты: Р-глюканаза, ксиланаза, целлюлаза и комплекс грибных протеаз. Композиции гидролаз создавали с учетом подобранных дозировок индивидуальных ферментов.

Оптимальный ферментативный комплекс гемицеллголаз для ржаного сусла состоял из Р-глюканазы - 0,025 ед Р-ГкС/г и ксиланазы - 0,05 ед КС/г сырья. При этом суммарное воздействие этого комплекса на полноту его сбраживания было более эффективным, чем суммируемое действие ферментов комплекса, |

используемых по отдельности: выход спирта увеличивался на 2,6% против 1,6%. '

Введение протеаз в состав исследуемого комплекса в дозировке 0,05 ед ПС/г I

сырья еще в большей степени способствовало интенсификации процесса )

брожения и увеличению выходу спирта на 3,2%. Полученные экспериментальные I

данные свидетельствуют о синергизме действия ферментов, входящих в состав | подобранных мультиэнзимных комплексов (табл. 6).

Известно, что слизи ржи представляют собой сложный гетерополисахарид -белково-углеводный комплекс. По-видимому, деструкция белковой ^ составляющей этого комплекса под действием протеаз еще в большей степени способствует гидролизу полисахаридов зерна, а также облегчает действие амилаз на крахмал. Кроме того, дополнительное количество образовавшейся глюкозы в результате действия р-глюканазы ферментативной системы необходимо сбалансировать по аминокислотам. Этому балансу способствуют протеазы комплекса, в результате действия которых происходит высвобождение аминокислот, ассимилируемых дрожжами и снижение расхода глюкозы на конструктивный обмен дрожжевой клетки. Таким образом дополнительное количество глюкозы сбраживается в этанол, что приводит в конечном итоге к увеличению выхода спирта.

При исследовании зависимости показателей процесса сбраживания ячменного сусла от состава ферментативного комплекса было установлено оптимальное соотношение ферментов: р-глюканазы — 0,03 ед Р-ГкС/г, ксиланазы

- 0,15 ед КС/г и целлюлазы - 0,35 ед КМЦ/г сырья. Основными ферментами комплекса, как и в случае использования ржи, являются ксиланаза и Р-глюканаза. Применение целлюлазы может быть рекомендовано в случае переработки сырья с повышенным содержанием целлюлозы. Введение протеаз в состав комплекса

Таблица 6

(0,05 ед ПС/г сырья) также способствовало повышению степени сбраживания ячменного сусла (табл. 7).

Результаты этих исследований подтвердили полученные данные о синергизме действия ферментов комплекса на эффективность биоконверсии полимеров зернового сырья при получении этанола. I Анализ полученных данных показал, что при переработке ржи и ячменя

важным фактором является степень гидролиза некрахмальных полисахаридов. При этом большое значение играет наличие в ферментной системе р-глюканазы и ( ксиланазы. В результате воздействия этих ферментов происходит не только

гидролиз гемицеллюлозы, но и повышается атакуемость крахмала амилазами, происходит интенсификация процессов осахаривания и сбраживания углеводов. Отмечается тенденция к увеличению выхода спирта, что, по-видимому, связано с гидролизом р-глюкана и образованием дополнительных количеств сбраживаемых углеводов.

Поэтому в дальнейшем определенный интерес представляло изучение на модельных опытах сравнительного действия различных источников р-глюканазы на гидролиз ячменного Р-глюкана, полученного по методу Н.В.Покровской на МЭЗ. Гидролиз 2%-ного раствора Р-глюкана осуществляли ферментными препаратами при 50°С в течение 1ч. Ферменты дозировали из расчета 1,0 ед р-ГкС/г глюкана, что соответствует средней дозировке фермента 0,025 ед/г сырья (рис.3).

Влияние различных ферментативных комплексов на процесс _сбраживания ржаного сусла (24% СВ)_

Расход ферментов,

ед/г сырья Содержание РВ, % Конц Конц. Выход спирта

ОРВ, спирта, см3/100г %к

Р-ГкС КС ПС 18ч 42ч 66ч % % об. крахм. контр

0 0 0 9,2 2,6 0,85 0,95 10,6 64,50 100,0

0,025 0 0 8,6 2,1 0,65 0,78 11,0 65,21 101,1

0 0,05 0 8,4 2,0 0,72 0,82 10,8 64,82 100,5

0 0 0,05 8,5 2,0 0,70 0,89 10,7 64,63 100,2

0,025 0,01 0 8,5 2,0 0,60 0,75 11,0 65,34 101,3

0,025 0,025 0 8,2 1,9 0,55 0,70 11,2 65,85 102,1

0,025 0,05 0 8,0 1,6 0,54 0,67 11,4 66,18 102,6

0,025 0,15 0 7,9 1,7 0,53 0,65 11,4 66,24 102,7

0,025 0,25 0 7,8 1,6 0,53 0,64 11,5 66,37 102,9

0,025 0,05 0,05 6,8 1,0 0,49 0,57 11,7 66,56 103,2

Таблица 7

Влияние различных ферментативных комплексов на процесс _сбраживания ячменного сусла (24% СВ)__

Расход ферментов, ед/г Содержание Конц Конц. Выход спирта

сырья. РВ, % ОРВ, спирта,

% % об. см3/100г.

Р-ГкС КС КМЦ ПС 18ч 42ч 66ч крахм. %

0 0 0 0 6,5. 1,17 0,91 0,97 9,7 64,31 100,0

0,03 0 0 0 6,0 1,01 0,78 0,90 9,8 64,82 100,8

0 0,15 0 0 6,3 0,96 0,86 0,93 9,7 64,63 100,5

0 0 0,35 0 6,4 0,99 0,88 0,98 9,7 64,70 100,6

0 0 0 0,05 6,1 0,98 0,82 0,82 9,7 64,50 100,3

0,03 0,15 0,35 0 6,0 0,84 0,51 0,62 10,2 65,92 102,5

0,025 0,15 0,35 0 6,0 0,85 0,53 0,58 10,0 65,66 102,1

0,03 0,10 0,35 0 6,3 0,88 0,58 0,65 9,9 65,47 101,8

0,03 0,15 0,35 0,05 5,8 0,78 0,48 0,56 10,5 66,17 102,9

5 -

I

ф с

и

о

3 -

2 10 -

1 8-

ъг

2 6

а)

1 ч; 50°С

6)

1 ч; 50°С

□ Контроль без ферментов ш Зимафилт вАмилопрртоорлзин г" Рис. 3 Влияние различных источников р-глюканазы на степень гидролиза ячменного р-глюкана (а) и образование глюкозы (б)

Полученные результаты подтвердили высокую гидролитическую способность подобранных ферментных препаратов по отношению к глюкану ячменя: в течение 1ч около 5% глюкана было прогидролизовано до глюкозы; при увеличении длительности процесса до 12 ч процент гидролиза повышался в 3 раза (14,9%). ФП Амилопротооризин КФПА, Ксилоглюканофоетидин и Зимафилт -источники р-глюканазы, наиболее глубоко гидролизовали глюкан с образованием глюкозы, которая сбраживается дрожжами, что в итоге приводит к синтезу дополнительного количества этанола. Этим можно объяснить повышение выхода спирта при сбраживании сырья, обработанного ферментативными комплексами, содержащими р-глюканазу.

4

£2 -

1

о

Таким образом, на основании полученных данных следует, что наибольшей гидролитической способностью обладала ферментативная система, в состав которой наряду с а-амилазой и глюкоамилазой входил комплекс грибных протеаз, Р-глюканаз и ксиланаз. Подобраны мультиэнзимные комплексы, обеспечивающие эффективное сбраживание ржаного и ячменного сусла.

Таблица 8

Состав ферментативных комплексов

¡)

Показано, что повышение эффективности сбраживания ржаного и ячменного ' сусла происходит в результате сенергизма действия ферментов подобранного

комплекса на высокомолекулярные полимеры зернового сусла, которые находятся во взаимосвязи друг с другом.

3. Исследование влияния новых рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами на эффективность биоконверсии зернового сырья в этанол

Повышение рентабельности спиртового производства возможно на основе использования как высокоактивных биологических катализаторов различного действия, так и новых рас дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами. Проведен сравнительный анализ физиолого-биохимических свойств 7 рас спиртовых дрожжей, исследованы их бродильная активность и термо- и осмостабильность. Наилучшими термотолерантными и осмофильными свойствами обладали расы 985-Т и 987-0. Дальнейшей задачей явилось проведение исследований по влиянию новых рас спиртовых дрожжей 985-Т и 987-0 на эффективность биоконверсии зернового сырья в этанол с целью г) интенсификации спиртового брожения.

Известно, что основная масса колоний спиртовых рас дрожжей отличается, как правило, по морфологическим и культуральным свойствам. Поэтому на I первом этапе работ проводили сравнительные исследования отобранных новых

рас 985-Т и 987-0 и применяемых в отрасли рас XII и К-81. Исследование морфологических особенностей этих рас дрожжей осуществляли на пшеничном сусле с концентрацией сухих веществ 17% и 28% при температурах 30°С и 37°С в зависимости от условий эксперимента. Дрожжи, культивируемые на пшеничном сусле с концентрацией сухих веществ 17% в стандартных условиях, различались только по морфологическим признакам (рис. 4). При микроскопировании клетки исследуемых рас дрожжей 985-Т и 987-0 по сравнению с р.ХП были так же крупными, округлыми, отмечено наличие клеток овальной, несколько удлиненной формы. Клетки р.К-81 были более мелкими и отличались более округлой формой.

При повышении температуры клетки рас XII, 987-0 и К-81 претерпевали некоторые морфологические и культуральные изменения: преобладали клетки с утолщенными стенками, количество мертвых клеток на 18 ч брожения составило 19%, 12% и 9% соответственно. Повышенная температура (37°С) не сказывалась

Вид сырья Нормы расхода ферментов, ед/г сырья

рГкС КС ПС КМЦ

рожь 0,025 0,05 0,05 -

ячмень 0,03 0,15 0,05 0,35

17%СВ; 30°С

Рис.4 Морфологические особенности дрожжей расы XII, 985-Т, 987-0 и К-81 при культивировании на пшеничном сусле в стандартных условиях

(17%св, е=зо°с)

на изменении морфологических признаков у расы 985-Т, которая проявила наибольшую термоустойчивость (рис. 5).Количество мертвых клеток составило всего 2% против 9-19% у остальных исследуемых рас дрожжей. Сбраживание сусла проходило за 48 часов с нормативными показателями; отмечена тенденция к увеличению выхода спирта (табл. 9).

Установленная возможность интенсификации процесса брожения при повышенных температурах с использованием термотолерантных дрожжей р.985-Т обусловлена прежде всего термоустойчивостью этой расы: повышение температуры не снижает бродильную способность клеток и увеличивает их продуктивность. Эффект интенсификации процесса при 37°С связан также с повышением гидролитической активности глюкоамилазы за счет сдвига температурного режима в сторону оптимальных значений. Кроме того, в результате более интенсивного брожения и выведения дрожжами продуктов ферментативного гидролиза скорость воздействия глюкоамилазы на субстрат также возрастает. Все вышеперечисленные факторы обеспечивают сокращение

| Рис.5 Влияние повышенной температуры на морфологические признаки

' дрожжей рас XII, 985-Т, 987-0 и К-81 при культивировании их на

пшеничном сусле (17%СВ, £=37°ф " длительности сбраживания зернового сусла практически на сутки при

нормативном расходе осахаривающих материалов.

При сравнении воздействия высоких концентраций сбраживаемого сусла V (СВ 28%) на исследуемые дрожжи наилучшие показатели имели расы 985-Т и

987-0. Развитие рас ХП и К-81 несколько затормаживалось, снижался процент почкующихся клеток и повышалось содержание мертвых; как и при повышенной температуре, ухудшались показатели брожения.

Повышенный осмос практически не оказывал влияния на физиологическук активность культуры дрожжей 985-Т и 987-0: концентрация клеток составилг 140-151 млн/мл, концентрация почкующихся клеток-10%, мертвые клетга> I отсутствовали. Сусло было сброжено за 72 часа с нормативными показателям*

I брожения (табл. 9).

При микроскопировании отмечена хорошая упитанность клеток дрожжей рас 985-Т и 987-0, преобладание округлых и овальных форм. В то время как ) рас ХП и К-81 повышалась зернистость клеток, отмечалось преобладающее наличие вытянутых форм, снижались их концентрация в среде и процент почкую-

Таблица 9

Влияние различных рас дрожжей на процессы дрожжегенерации и брожения при различных температурах и концентрациях пшеничного сусла.

КФ св 1, Количество клеток на т, РВ, Выход спирта

Раса ПА С 18ч час г/100

дрож- млн/мл Почк. Мерт. мл см3/100 г %к

жей % % крахм. контр

- 17 30 125 12,3 - 68 0,24 66,5 100,0

- 17 37 65 1,5 19,0 72 1,65 64,0 96,2

ХП - 28 30 85 1,0 5,0 72 0,90 65,1 97,9

+ 28 30 148 3,6 - 72 0,32 66,2 99,5

- 17 30 145 13,1 65 0,23 66,5 100,0

985-Т - 17 37 133 12,5 2,0 48 0,23 66,6 100,2

- 28 30 140 9,8 - 72 0,34 66,3 99,7

+ 28 30 180 11,9 - 68 0,29 67,0 100,8

- 17 30 142 12,6 - 68 0,24 66,6 100,2

987-0 - 17 37 81 2,5 12,0 72 0,80 65,4 98,3

- 28 30 151 10,0 - 72 0,34 66,4 99,8

+ 28 30 200 9,2 - 68 0,28 67,1 100,9

К-81 - 17 30 160 9,6 - 72 0,26 66,4 99,8

- 17 37 110 4,1 9,0 72 0,68 65,6 98,6

- 28 30 115 1,0 8,0 72 0,60 65,8 98,9

+ 28 30 158 5,5 1,5 72 0,34 66,4 99,8

щихся, повышалось содержание мертвых клеток (рис. 6).

Введение в высококонцентрированное сусло подобранного комплекса ферментов (КФГТА), содержащего протеазы, способствовало повышению устойчивости дрожжевых клеток к осмосу в результате обогащения сусла легкоусвояемым аминным азотом, улучшению их физиологического состояния, интенсификации процесса брожения и увеличению выхода спирта на 1,0-1,6%. Клетки были более упитанными, их концентрация была значительно выше (рис.7, — табл. 9). — —

Проведенные исследования по устойчивости новых рас дрожжей к повышенным концентрациям спирта и осмосу подтвердили, что наилучшие показатели были получены в случае применения расы 985-Т. Так было установлено, что раса 985-Т устойчива к концентрациям спирта до 14%, о чем свидетельствует прирост спирта в бражке, адекватный введенному количеству (табл. 10).

Поэтому, применение дрожжей, толерантных к основному продукту их жизнедеятельности (этанолу) - одна из возможностей интенсифицировать биохимические процессы спиртового брожения, особенно при биоконверсии высококонцентрированных сред.

Результаты, полученные при сбраживания ржаного сусла с концентрацией сухих веществ 28% дрожжами рас 985-Т и 987-0, подтвердили их высокую продуктивность (рис. 8).

28%СВ; 30°С

Рис.6 Влияние повышенного осмоса на морфологические признаки

дрожжей рас ХП, 985-Т, 987-0 и К-81 при культивировании их на пшеничном сусле (28%СВ, Ь=30°С)

Таким образом, новые расы дрожжей 985-Т и 987-0 с осмофильными свойствами перспективны для сбраживания высококонцентрированного зернового сусла, что позволит создавать на их основе ресурсосберегающие технологии и повысить рентабельность производства спирта. Установлено, что новая раса дрожжей 985-Т наряду с термотолерантными обладает и осмофильными свойствами, позволяющими интенсифицировать процесс брожения, осуществляя его при повышенных температурах или концентрациях сусла.

• Одним из способов интенсификации биотехнологического процесса является рациональное использование расы спиртовых дрожжей: термотолерантных - для сбраживания зернового сусла при повышенных температурах, и осмофильных - при переработке высококонцентрированных сред. При этом необходимо контролировать процессы накопления не только этанола, но и других продуктов, синтезируемых при брожении, чтобы сократить сроки брожения и получить высококачественный спирт.

{

28%СВ; 30°С; КФПА

р.985-Т

Рис.7 Влияние протеолитических ферментов на морфологические признаки дрожжей рас XII, 985-Т, 987-0 и К-81 при сбраживании высококонцентрированного сусла (28%СВ, 1=30"С)

Таблица 10

Влияние различных концентраций спирта на жизнедеятельность дрожжей 8.сегеУ181ае 985Т

Добавка этанола на 24 ч. броже-ния,% об. Количество дрожжей, млн./мл Характеристика брожения

на 24ч роста на 48 ч роста РВ, г / 100 мл Спирт % об. Прирост спирта,%

всего мертвых^ 48 ч 72 ч 48ч 72ч

- 110 81 - 0,27 - 6,5 9,2 0

3 98 74 13,6 0,66 0,5 9,5 12,0 2,9

5 105 68 29,5 1,81 0,85 11,5 13,9 4,7

7 110 38 41,0 2,9 3,05 13,5 14,0 4,8

7

В связи с этим были проведены исследования по влиянию температуры на физиолого-биохимические свойства р.985-Т и 987-0 при сбраживании ржаного сусла с концентрацией сухих веществ 17,2%. Контролем служила раса XII

Установлено, что исследуемые расы дрожжей отличались друг от друга по количеству синтезируемых побочных метаболитов. При повышенной температуре наряду с интенсификацией процесса брожения термотолерантная раса 985-Т образовывала меньше всего примесей: суммарное количество основных летучих веществ было на 40% меньше, чем у расы XII (табл. 11).

10 24 Ю 24 0 24 Продолжительность роста, ч

1 - р.ХП 2-р.985-Т 3 - р.987-0 Рис. 8 Продуктивность новых рас дрожжей при сбраживании высококонцентрированного ржаного сусла

Таблица 11

Сравнительная характеристика сбраживания ржаного сусла (СВ = 17,2%) различными расами дрожжей при температурах 30° и 36°С

г брожения Дрожжи (раса) млн/см3 РВг/ЮОсм5 Выход спирта, см3/100гкрахм. Суммарная концентрация основных примесей, мг/дм3

18 часов 18ч. 42ч. 66ч. 42 ч 66 ч 42 ч 66 ч

36°С 985-Т 78/28% почк. 3,7 0,51 0,49 66,6 66,9 3272,7 3734,2

987-0 62/15% почк. 5,7 0,66 0,59 65,5 65,9 3710,3 3884,9

XII 60/8% почк. 6,9 0,78 0,62 65,2 65,9 4631,9 6710,8

30° С 985-Т 81/18% почк. 5,05 0,72 0,52 65,3 66,7 3646,1 3992,2

987-0 79/17% почк. 4,9 0,72 0,51 65,2 66,6 3828,3 4175,0

XII 80/14% почк. 5,2 0,76 0,53 65,2 66,5 4273,5 5011,7

Аналогичные результаты были получены и при повышенном осмосе (рис.9).

Как и повышение температуры, так и повышение концентрации сусла отрицательно сказывалось на метаболизме р. XII. Уровень образования побочных метаболитов был выше,чем у расы 985-Т. Исследуемые виды зерновых культур не оказывали существенного влияния на образование сопутствующих метаболитов.

Таким образом, применение термотолерантной и осмофильной расы 985-Т позволяет не только ' интенсифицировать процесс брожения и повысить технологические показатели, но и улучшить качество целевого продукта. Как видно из данных приведенных в таблице 12, при использовании этой расы снижается накопление в бражке высших спиртов, альдегидов и сложных эфиров. При стандартных условиях (30°С и 17% с.^раса 985-Т синтезирует на 20% меньше побочных метаболитов, чем раса XII, в основном, за счет снижения образования высших спиртов и альдегидов. При повышении температуры до 36°С суммарное количество побочных летучих веществ у расы XII увеличивается на 28%. У расы 985-Т количество образуемых метаболитов при повышенной температуре практически не изменяется и их количество на 40% меньше, чем у расы XII при тех же условиях, в основном, за счет снижения синтеза высших спиртов, альдегидов и сложных эфиров. Повышение концентрации сбраживаемого сусла также негативно сказывается на метаболизме расы XII: количество побочных метаболитов увеличивается на 20%, в то время как у расы 985-Т количество ■сопутствующих веществ не изменяется и на 30% их образуется меньше, чем у *

— расы XII. - - __ ____

4. Комплексное использование подобранных мультиэнзимиых систем и -

новой расы дрожжей дли интенсификации производства этанола ,

В результате проведенных исследований и установленных закономерностей были подобраны мультиэнзимные композиции целевого назначения, обеспечивающие высокую' степень конверсии полимеров зернового сусла; разработаны нормы их расхода в зависимости от вида перерабатываемого сырья, изучены. , новые расы дрожжей, способствующие интенсификации технологических процессов и переработке высококонцентрированного сусла. Полученные данные послужили фундаментом для создания интенсивной технологии этанола на основе комплексного использования подобранных ферментативных систем и новых рас дрожжей.

с 2

К о и

а с о

«

о ж о

о

17 26 17 26 17 26 пшеница рожь ячмень Концентрация сусла, %

□ 985-Т

■ XII •

Рис. 9 Синтез побочных метаболитов дрожжами рас 985-Т и XII при сбраживании зернового сусла

Таблица 12

}

»

I

(

и

На рисунке 10 представлены технологические параметры производства и ' стадии применения подобранных мультиэнзимных композиций и новой расы

*>' дрожжей.

1 Разработана Технологическая инструкция по применению термотолерантной и

* осмофильной расы дрожжей ЗассУттотпусев сегеУ1з1ае 985-Т в спиртовом

• производстве (ТИ 10-22623-02) и Технологическая Инструкция по применению ( комплексного препарата КФПА в спиртовом производстве Проведены 1 промышленные испытания разработанной интенсивной технологии производства

спирта на МЭЗ и Северо-Осетинском «Рос. Слава» спиртовом заводе. 1 Полученные результаты подтвердили, что комплексное использование

< подобранной мультиэнзимной системы, содержащей ферменты

протеолитического и целлюлолитического действия дополнительно к 1 традиционно применяемым амилолитическим ферментам и новой расы дрожжей

985-Т позволяет интенсифицировать процессы дрожжегенерации и брожения на ' 30-40%, отмечена тенденция к увеличению выхода спирта (табл. 13).

1

! 25

I

Состав побочных летучих веществ при сбраживании __ржаного сусла дрожжами расы 985 Т и XII

Основные примеси, мг/дм3 Концентрация СВ сусла, %

17,8 26,5

30°С 36°С 30°С

985 Т ХП - 985 Т ХП 985 Т ХП

Высшие 3688 4639 3304 5794 3519 5208

спирты (79%) (100%) (57%) (100%) (67%) (100%)

Альдегиды 70 141 139 502 197 435

(50%) (100%) (28%) (100%) (45%) (100%)

Сложные 239 244 295 427 342 529

эфиры (98%) (100%) (69%) (100%) (65%) (100%)

Органические 385 438 411 440 484 479

кислоты (88%) (100%) (93%) (100%) (101%) (100%)

Ароматические спирты 456 (91%) 498 (100%) 475 (101%) 470 (100%) 412 (89%) 461 (100%)

Суммарное 4838 5960 4624 7633 4954 7118

количество (81%) (100%) (60,5%) (100%) (70%) (100%)

% от общего

количества в

зависимости от 100 100 95 128 102 120

условий брожения

Зерно

Сухой или мокрый помол

Глюкоамилаза, Протеаза

и

Зерновое сусло

Разжижение и декстринизация

Осахаривание крахмала; гидролиз полимеров зерна

Дрожжегенер ация р.985-Т t=32"C

а-амилаза Т протеаза Б р-глюканаза ксиланаза

Спиртовое брожение 1=35-37 "С

Глюкоамилаза Пуллуланаза Протеаза ГК Р-глюканаза Ксиланаза, КМЦ

Рис. Ю.Процессуальная схема интенсивной технологии этанола на основе комплексного использования подобранной ферментативной системы и новой расы дрожжей

Таблица 13

Технохимические показатели процесса сбраживания ржаного сусла по интенсивной технологии в производственных

условиях

Расход ФП, ед/г сырья Раса дрожжей, 1;0С Дрожже-генерация Брожение

т, ч СВ, % млн /мл т, ч СВ, % РВ, % Спирт% об.

Контроль 1,5 ед АС 6,0 ед ГлС 0,1 едр-ГкС р.ХГ! (30°С) 0 22 17,5 6,3 96 0 72 16,8 0,8 0,52 8,3

р.985-Т (32-36°С) 0 16 17,9 5,8 110 0 60 16,7 0,7 0,45 8,4

Опыт 1,5 едАС 6,0 ед ГлС 0,025 ед р-ГкС 0,05 КС 0,05 ПС (КФП) р.985-Т (33-36°С) 0 12 18,0 5,0 165 0 48 16,9 0,7 0,40 8,7

р.985-Т (30-32°С) 0 12 20,5 6,2 175 0 72 22,3 0,8 0,48 11,2

Основные разработанные приемы и способы интенсификации процесса получения этанола и достигнутые результаты обобщены в таблице 14.

Таблица 14

Пути интенсификации процесса получения спирта на различных технологических этапах и достигнутые результаты

Технологичес кая стадия

Новые способы и параметры

Достигнутый результат

Осахаривание

Подготовка дрожжевого сусла

Выбор расы дрожжей

Дрожже-генерация

Спиртовое брожение

Спиртовое брожение

Введение подобранного комплекса ферментов (ед/г) в зависимости от вида сырья

ПС В-ГкС КС цс

Пшеница 0,15 -

Рожь 0,05 0,25 0,05 -

Ячмень 0,05 0,03 0,15 0,35

Доведение рН до 4,0-4,5 Введение протеаз ПС = 0,05-0,15 ед/г

Учитывать физиолого-морфо-логические, технологические особенности расы 985-Т

раса 985-Т+ протеаза (ПС) 1=3 2°С

Использование расы 985-Т 1=35-37°С

Комплексное использование подобранной ферментативной системы (КФП) и дрожжей р.985-Т 1=35-37°С

Повышение степени осахаривания сусла, снижение вязкости, гидролиз полимеров, увеличение количества аминного азота в 2,5 раза, количество свободных аминокислот-в 10 раз

Повышение степени осахаривания и протеолиза сусла

Устойчивость к 1-ре - до 38°С; осмосу - до 30% СВ;

спирту - до 15%. Сокращение времени генерации дрожжей в 1,8 раз, повышение дрожжевой биомассы в 1,5-2 раза.

Снижение образования побочных метаболитов на 40-60%; сокращение времени спиртового брожения на 20%.

Стабилизация процесса, интенсификация спиртового брожения на 30-40%, сбраживание концентрированного сусла(22-26%); повышение выхода (на 1,5-

Выводы

1. Исследована зависимость степени деструкции высокомолекулярных полимеров пшеницы, ржи и ячменя от концентрации глюкоамилазы, протеазы, р-глюканазы, ксиланазы и целлюлазы. Установлены оптимальные дозировки ферментов, обеспечивающие высокую степень гидролиза крахмала - до 85%, (3-глюкана - до 15%, белка до 26%.

2. Показано, что дополнительное введение в пшеничное сусло протеаз (0,3 ед ПС/г) и пуллуланазы (0,1 ед ПлС/г) позволяет сократить длительность брожения до 40 часов для 17%-ного сусла, и до 48-60 часов для 24% -ного сусла. Изучены закономерности влияния различных ферментативных систем и времени гидролиза крахмала на длительность спиртового брожения и выход спирта.

3. На основе теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных данных разработаны оптимальные ферментативные комплексы, обеспечивающие интенсификацию спиртового брожения на 20-30% и увеличение выхода спирта на 2,1-2,9% при сбраживании ржаного и ячменного сусла.

4. Проведен сравнительный анализ морфологических и физиолого-биохимических свойств различных рас спиртовых дрожжей. Установлено, что р.985-Т и 987-0 наиболее устойчивы к высокому осмосу - до 30%, к повышенным концентрациям спирта - до 15%; р.985-Т устойчива к повышенной температуре - до 38°С.

5. Впервые исследованы физиолого-биохимические особенности дрожжей рас 985-Т и 987-0 и установлено, что эти расы образуют в 1,4- 2,0 раза меньше побочных метаболитов, чем раса ХП. Показано, что дрожжи р.985-Т синтезируют стабильный уровень метаболитов в диапозоне температур 30-37°С и концентрации сусла 15-30% СВ.

6. Подобраны оптимальный комплекс ферментов и расы дрожжей 985-Т и 987-0 для сбраживания высококонцентрированного сусла, что позволяет повысить реологические свойства сусла, снизить его вязкость, интенсифицировать процессы сбраживания различных видов зернового сырья в 1,2 раза, улучшить нормативно-технологические показатели бражки и сократить образование барды.

7. Научно обоснованы, разработаны и экспериментально подтверждены в производстве биотехнологические процессы интенсификации спиртового брожения на основе комплексного использования ферментативных систем целевого назначения и новых рас дрожжей, обладающих термотолерантными и осмофильными свойствами. Установлено, что использование подобранных ферментативных комплексов и отобранной расы дрожжей 985-Т позволяет интенсифицировать процессы осахаривания, дрожжегенерации и спиртового брожения в 1,5 раза с одновременным увеличением выхода спирта.

8. Разработаны Технологические Инструкции по применению дрожжей расы 985-Т и подобранных ферментативных комплексов в спиртовом производстве; проведены производственные испытания. Раса 985-Т внедрена более, чем на 30 заводах отрасли. Экономическая эффективность от внедрения новой технологии на заводе производительностью 3000 дал/сутки составит около 5 млн. рублей в год.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации:

f I

i

I

v i

)

I

к

P

I >

k

I

i

(

I »

I »

L Кадиева A.T., Иванова Jl.A., Римарева Л.В. Роль гидролитических мультиэнзимных систем в технологии спирта // Сборник докладов. Юбилейная международная научно-практическая конференция «Пищевые продукты XXI века», Москва 2001г.- с.288-289.

2. Кадиева А.Т., Иванова Л.А., Римарева Л.В. Разработка гидролитических мультиэнзимных композиций для создания высокоэффективной технологии спирта // Сборник докладов. Международная конференция молодых ученых «От фундаментальной науки к новым технологиям», Москва-Тверь 25-28 сентября 2001г.-с.71-72.

3. Кадиева А.Т., Иванова Л.А., Римарева Л.В. Анализ рас спиртовых дрожжей // Сборник докладов. Всероссийская научно-техническая конференция-выставка с международным участием «Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания», Москва 2002г.-с. 195-196.

4. Кадиева А.Т., Иванова Л.А., Римарева Л.В. Научные аспекты применения протеолитических ферментных препаратов в спиртовом производстве // Сборник докладов. Всероссийская научно-техническая конференция-выставка «Высокоэффективные пищевые технологии. Методы и средства для их реализации», - Москва, 21 октября 2003г.-с.56-58

5. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Кадиева А.Т., Шелехова Т.М., Веселовская О.В. Рациональный выбор расы спиртовых дрожжей // Производство спирта и ликероводочных изделий - 2001 - №2.-с. 19-21.

6. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Кадиева А.Т., Шелехова Т.М. Технологические аспекты получения высококачественного спирта // Производство спирта и ликероводочных изделий - 2002 - №3.-с.16-19.

7. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Кадиева А.Т., Шелехова Т.М. Технологические аспекты повышения эффективности биоконверсии зернового сырья в этанол // Сборник материалов научно-практической конференции «Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения» - Углич, 11-14 сентября 2002г.-с.433-437.

8. Кадиева А.Т., .Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Шелехова Т.М., Римарева Л.В Влияние условий спиртового брожения на физиолого-биохимические особенности новых рас спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 985-Т и 987-0 // Хранение и переработка сельхозсырья - 2003 -№11.

9. Кадиева А.Т., .Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Римарева Л.В

Влияние экстремальных температур и осмоса на культурально-морфологические свойства новых рас спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 985-Т и 987-0 // Производство спирта и ликероводочных изделий - 2003 - №4.

Подписано в печать Формат 30x42 1/8. Бумага типографская № 1. Печать офсетная. Изд. № . Уч.-изд. л. II . Печ. л. Ц. Тираж Щ экз. Заказ

125080, Москва, Волоколамское ш., 11 Издательский комплекс МГУПП

P 1 9 5 75

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Кадиева, Альбина Таймуразовна

Введение.

1 Обзор литературы.

1.1 Состав зерна и характеристика высокомолекулярных полимеров пшеницы, ржи и ячменя:.

1.1.1 Крахмал.

1.1.2 Белки.

1.1.3 Некрахмальные полисахариды.

1.2 Ферментные препараты, необходимые для гидролиза высокомолекулярных полимеров зернового сырья:.

1.1.1 Амилолитические ферментные препараты.

1.2.1.1 а-амилазы.

1.2.1.2 Глюкоамилаза.

1.2.1.3 Пуллуланаза.

1.2.2 Ферменты, гидролизующие некрахмальные полисахариды.

1.2.3 Протеолитические ферментные препараты.

1.3 Спиртовые дрожжи.

2 Экспериментальная часть.

2.1 Материалы и методы исследований.

2.1.1 Объекты исследований.

2.1.1.1 Сырье.

2.1.1.2 Промышленные расы спиртовых дрожжей. Чистые культуры.

2.1.1.3 Ферментные препараты микробного происхождения.

2.1.2 Методы исследований.

2.1.2.1 Определение ферментативных активностей.

2.1.2.2 Общие методы анализа.

2.1.2.3 Исследование процессов дрожжегенерации.

2.1.2.4 Колориметрическое определение общего количества растворимых несброженных углеводов.

2.1.2.5 Определение содержания побочных продуктов брожения.

2.2 Результаты и обсуждение.

2.2.1 Исследование влияния различных ферментативных систем на степень гидролиза зернового сырья. Скрининг мультиэнзимных комплексов, способствующих эффективному сбраживанию крахмалистого сырья в этанол.

2.2.1.1 Анализ и биохимическая характеристика ферментных препаратов.

2.2.1.2 Исследование влияния ферментативных комплексов различного спектра действия на степень гидролиза высокомолекулярных полимеров зернового сырья.

2.2.1.3 Подбор мультиэнзимных комплексов, способствующих эффективному сбраживанию различных видов зернового сырья.

2.2.2 Исследование влияния новых рас спиртовых дрожжей на эффективность биоконверсии зернового сырья в этанол с целью интенсификации спиртового брожения.

2.2.2.1 Исследование влияния повышенных температур и осмоса на морфологические и культуральные особенности спиртовых рас дрожжей.

2.2.2.2 Изучение устойчивости новых рас дрожжей к повышенным концентрациям спирта и осмоса.

2.2.2.3.Интенсификация процесса брожения с применением термотолерантных рас дрожжей.

2.2.2.4 Исследование метаболизма спиртовых рас дрожжей и его влияние на качественный состав летучих веществ, синтезируемых в процессе брожения.

2.2.3 Исследование влияния новой расы дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами и комплекса гидролитических ферментов на эффективность сбраживания зернового сусла в производственных условиях.

2.2.4 Расчет экономической эффективности процесса брожения при использовании подобранного комплекса ферментов и расы дрожжей

Saccharomyces cerevisiae 985-Т.

Выводы.

Введение 2003 год, диссертация по технологии продовольственных продуктов, Кадиева, Альбина Таймуразовна

Актуальность темы

Важнейшим направлением развития спиртовой отрасли является повышение эффективности производства, увеличение выхода и качества целевой продукции, снижение ее себестоимости.

За последние 10 лет вследствие сокращения объемов выпуска алкогольной продукции, нестабильности работы спиртовых заводов, низкой рентабельности производства значительно понизился уровень технической оснащенности предприятий. Поэтому, создание новых ресурсосберегающих технологий без больших материальных затрат с целью интенсификации спиртового брожения, снижения потерь сырья, сокращения расхода теплоэнергетических ресурсов, повышения качества и конкурентоспособности продукции является важной и актуальной задачей спиртовой отрасли.

Повышение рентабельности спиртового производства возможно на основе использования высокоактивных биологических катализаторов различного спектра действия, а также новых рас дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами.

Одним из перспективных направлений в совершенствовании технологии спирта становится рациональное использование всех высокомолекулярных полимеров зернового сырья с целью его экономии и повышения выхода конечного продукта - спирта.

Разрабатываемые научные основы новой технологии будут учитывать состав белковых веществ и некрахмальных соединений различных видов зернового сырья, для повышения степени биоконверсии которых планируется исследовать и подобрать специальные мультиэнзимные композиции целевого назначения. Применение новых комплексных ферментных препаратов (ФП) позволит эффективно использовать компоненты зернового сырья, интенсифицировать биотехнологические процессы, повысить выход спирта.

Новые направления развития технологии производства спирта ставят также такие задачи, как повышение концентрации перерабатываемого сусла, проведение брожения при повышенных температурах и повышенной крепости этанола в бражке. В таких условиях необходимы дрожжи, обладающие осмофильностью, термостабильностью и высокой бродильной активностью. Поэтому скрининг активных рас дрожжей и исследование их физиолого-биохимических свойств является также перспективным направлением совершенствования технологии производства спирта.

Цель и задачи исследования Целью настоящей работы является создание интенсивной технологии получения спирта на основе комплексного использования мультиэнзимных систем целевого назначения и новых рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

• провести анализ и исследовать биохимическую характеристику ферментных препаратов различного спектра действия для разжижения и осахаривания крахмала сырья, протеолиза белковых веществ и гидролиза некрахмальных полисахаридов зернового сырья;

• научно обосновать и разработать мультиэнзимные комплексы целевого назначения, обеспечивающие повышение эффективности биоконверсии высокомолекулярных полимеров основных видов зернового сырья, используемого в спиртовом производстве;

• провести анализ промышленных и новых отселекционированных рас спиртовых дрожжей и осуществить скрининг дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами;

• изучить влияние температуры, концентрации сухих веществ зернового сусла и спирта на жизнедеятельность дрожжей;

• разработать и развить подходы к совершенствованию технологии спирта на основе выявления физиолого-биохимических особенностей дрожжей, обуславливающих условия брожения и качество получаемого спирта;

• провести производственные испытания по применению комплексных ферментных препаратов и новых рас дрожжей для интенсификации процессов дрожжегенерации и спиртового брожения.

Научная новизна

На основании установленных закономерностей выявлен механизм интенсификации спиртового брожения при использовании ферментативных систем с различной специфичностью действия и новых рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами.

Исследована зависимость действия подобранных ферментативных комплексов на степень деструкции высокомолекулярных полимеров зернового сусла от длительности гидролиза, дозировки и соотношения глюкоамилазы, протеаз, р-глюканазы, ксиланазы и целлюлазы, входящих в комплекс.

Впервые установлена взаимосвязь между степенью биоконверсии полимеров зерна и эффективностью сбраживания зернового сусла. Получен новый экспериментальный материал по изучению закономерностей влияния ферментативных систем с различной специфичностью действия на степень гидролиза крахмала, белка и р-глюкана зернового сырья, на скорость процессов генерации дрожжей, спиртового брожения и образование этанола.

Установлен синергизм действия ферментов подобранных комплексов на степень биоконверсии полимеров зерна и сбраживания зернового сусла.

Впервые проведены сравнительные исследования различных рас спиртовых дрожжей, используемых в производстве, по морфологическим, физиолого-биохимическим и культуральным признакам. Осуществлен скрининг наиболее активных рас спиртовых дрожжей 985-Т и 987-0 с термотолерантными и осмофильными свойствами. Изучено влияние температуры, концентрации спирта и сухих веществ сбраживаемого сусла на физиолого-биохимические свойства исследуемых рас дрожжей.

В результате проведенных исследований впервые установлена биосинтетическая способность дрожжей р. 985-Т и 987-0 к целенаправленному синтезу этанола и пониженному синтезу побочных метаболитов по сравнению с дрожжами р.ХП. Исследованы закономерности образования этанола и побочных продуктов брожения в зависимости от используемой расы дрожжей, субстрата, температуры брожения и осмоса. Впервые исследовано влияние экстремальных температур и осмоса на образование спирта и сопутствующих метаболитов.

Исследована динамика сбраживания новыми расами спиртовых дрожжей зернового сусла с повышенной концентрацией сухих веществ, обработанного подобранными ферментативными комплексами. Теоретически обоснованы и экспериментально проверены в работе пути интенсификации процессов дрожжегенерации и спиртового брожения. Практическая значимость

На основе установленных закономерностей подобраны ферментативные системы, обеспечивающие эффективный гидролиз высокомолекулярных полимеров пшеницы, ржи и ячменя; разработаны нормы расхода ферментов комплекса протеолитического, Р-глюканазного, ксиланазного и целлюлазного действия.

Проведенные исследования по сравнительному анализу спиртовых дрожжей позволили дать обоснованные рекомендации по выбору расы дрожжей, которые позволяют эффективно вести технологический процесс и получать спирт высокого качества с пониженным содержанием побочных продуктов брожения.

На основе экспериментального материала предложен новый интенсивный способ спиртового брожения с сокращением общей длительности биотехнологических процессов на 30-40 ч (дрожжегенерации — на 8-10 ч и основного брожения на 22-30 ч).

Научно обоснована и экспериментально подтверждена разработанная технология интенсификации спиртового брожения на основе целенаправленного использования комплексных ферментных препаратов и новых рас дрожжей, позволяющая:

- интенсифицировать технологические процессы осахаривания, генерации дрожжей и спиртового брожения; i) - повысить степень использования зернового сырья, улучшить реологические свойства сусла;

- перерабатывать высококонцентрированное сусло, сократить объем барды;

- снизить образование побочных метаболитов, повысить качество и выход спирта.

Результаты работы подтверждены в производственных условиях Мичуринского экспериментального завода, Северо-Осетинского „ «Рос.Слава»; разработаны Технологические инструкции по применению комплексного ферментного препарата КФПА и новой расы дрожжей Saccharomyces cerevisae 985-Т (ТИ №10-22623-02) в спиртовом производстве. Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы представлены на следующих конференциях: Международная конференция молодых ученых «От фундаментальной науки к новым технологиям» (Москва-Тверь, 2001 г); Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания» (Москва, 2002г); Научно-практическая конференция «Технологические ® аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения» (Углич, 2002г).

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Диссертационная работа изложена на 208 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 33 таблицы.

Заключение диссертация на тему "Разработка интенсивной технологии этанола на основе целенаправленного применения мультиэнзимных систем и новых РАС спиртовых дрожжей"

Выгоды

1. Исследована зависимость степени деструкции высокомолекулярных полимеров пшеницы, ржи и ячменя от концентрации глюкоамилазы, протеазы, р-глюканазы, ксиланазы и целлюлазы. Установлены оптимальные дозировки ферментов, обеспечивающие высокую степень гидролиза крахмала - до 85%, р-глюкана — до 15%, белка до 26%.

2. Показано, что дополнительное введение в пшеничное сусло протеаз (0,3 ед ПС/г) и пуллуланазы (0,1 ед ПлС/г) позволяет сократить длительность брожения до 40 часов для 17%-ного сусла, и до 48-60 часов для 24%-ного сусла. Изучены закономерности влияния различных ферментативных систем и времени гидролиза крахмала на длительность спиртового брожения и выход спирта.

3. На основе теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных данных разработаны оптимальные ферментативные комплексы, обеспечивающие интенсификацию спиртового брожения на 20-30% и увеличение выхода спирта на 2,1-2,9% при сбраживании ржаного и ячменного сусла.

4. Проведен сравнительный анализ морфологических и физиолого— биохимических свойств различных рас спиртовых дрожжей. Установлено, что р.985-Т и 987-0 наиболее устойчивы к высокому осмосу - до 30%, к повышенным концентрациям спирта - до 15%; р.985-Т устойчива к повышенной температуре - до 38°С.

5. Впервые исследованы физиолого-биохимические особенности дрожжей рас 985-Т и 987-0 и установлено, что эти расы образуют в 1,4- 2,0 раза меньше побочных метаболитов, чем раса ХП. Показано, что дрожжи р.985-Т синтезируют стабильный уровень метаболитов в диапозоне температур 30-37°С и концентрации сусла 15-30% СВ.

6. Подобраны оптимальный комплекс ферментов и расы дрожжей 985-Т и 987-0 для сбраживания высококонцентрированного сусла, что позволяет повысить реологические свойства сусла, снизить его вязкость, интенсифицировать процессы сбраживания различных видов зернового сырья в 1,2 раза, улучшить нормативно-технологические показатели бражки и сократить образование барды.

7. Научно обоснованы, разработаны и экспериментально подтверждены в производстве биотехнологические процессы интенсификации спиртового брожения на основе комплексного использования ферментативных систем целевого назначения и новых рас дрожжей, обладающих термотолерантными и осмофильными свойствами. Установлено, что использование подобранных ферментативных комплексов и отобранной расы дрожжей 985-Т позволяет интенсифицировать процессы осахаривания, дрожжегенерации и спиртового брожения в 1,5 раза с одновременным увеличением выхода спирта.

8. Разработаны Технологические Инструкции по применению дрожжей расы 985-Т и подобранных ферментативных комплексов в спиртовом производстве; проведены производственные испытания. Раса 985-Т внедрена более чем на 30 заводах отрасли. Экономическая эффективность от внедрения новой технологии на заводе производительностью 3000 дал/сутки составит около 5 млн. рублей в год.

Библиография Кадиева, Альбина Таймуразовна, диссертация по теме Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)

1. Алексеев В П., Грунин Е. А. Качество ректификованного спирта // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2001 - № 1 — с. 34.

2. Алтухов А. И. Проблемы формирования и развития зернового рынка в России. Москва, 1998-298с.

3. Андреев Н. Р. Научное обеспечение комплексной переработки ржи на крахмал, корма и спирт. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1999 -№1 -с.28-29.

4. Андреев Н. Р. Основы производства нативных крахмалов. — М.: Пищепромиздат, 2001 289с.

5. Андреев Н. Р., Карпов В. Г. Структура, химический состав и технологические признаки основных видов крахмал содержащего сырья // Хранение и переработка сельхозсырья — 1999 № 4- с.30-33.

6. Андреев Н. Р., Юрьев В. П. Термодинамические и структурные свойства зерновых крахмалов, выделенных из различных сортов пшеницы, ржи, ячменя. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1999 №11 — с.7-10.

7. Артюхов В.Г., Нагурная Н. А. Влияние летучих примесей на качество пищевого этилового спирта. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1983. - 29с.

8. Бабаева С. А. Роль азотного и углеводного состава среды и условий сбраживания на процесс образования высших спиртов дрожжами. // Автореф. дис. .канд. техн. наук. Москва, 1966. - 24с.

9. Бабьева И. П., Чернов И. Ю. Биология дрожжей. // Москва, 1992 96 с.

10. Бекер М. Е., Лиепный Г! К. и др. Биотехнология. // М.: Агропромиздат, 1990 334с.

11. Белозерский А.Н., Проскуряков Н.И. Практическое руководство по биохимии растений. -М.: Сов. наука, 1951. С. 130-131.

12. Беренштейн А. Ф., Мамбиш И. Е. Подработка пленчатых культур для производства спирта. — Москва, 1951. — 75с.

13. Берри Д. Биология дрожжей. // М.: Мир, 1985 98с.

14. Бобровник JI. Д., Лезенко Г. А. Углеводы в пищевой промышленности. — ® К.: Урожай, 1991.-112с.

15. Бондарь М. В. Разработка технологии получения и сбраживания осветленного сусла при переработки зернового сырья на этанол // Автореф. дис. канд. техн. наук. — Воронеж, 1999 — 20с.

16. Братерский Ф. Д. Ферменты зерна. М.: Колос, 1994 - 196с.

17. Братерский Ф. Д., Пелевин А. Д. Оценка качества сырья и комбикормов. -М.: Колос, 1983.-244с.

18. Бригаденко М. К. Осахаривание крахмалистых заторов смесью ферментов из поверхностной культуры гриба Аспергиллус авамори и0 солода в спиртовом производстве. // Автореф. дис. . канд. техн. наук. —1. Воронеж, 1973.-24с.

19. Брауштейл А. Ферменты. // М.: Наука, 1964 — 311с.

20. Васильева Н.Я., Римарева Л.В., Двадцатова Е.А.,Окованцева М.А., Широкова Т.Ю. Сбраживание крахмалсодержащего сырья анаэробными бактериями рода Zymomonas. // Производство спирта и ликероводочных изделий. -2001. № 1.- с. 18-20.

21. Васильева Н. Я., Цурикова Н. В., Широкова Т. Ю. и др. Сбраживание ^ крахмалсодержащего сырья с применением ферментного препарата

22. Целловиридин Г2х. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2001. №4. - с.46-47.

23. Вербина Н. М., Каптерева Ю. В. Микробиология пищевых производств. — М.: Агропромиздат, 1988. 256с.

24. Винникова Л. Г., Дудкин М. С., Патюков С. Д., Черно Н. К. //Изв. Вузов СССР. Пищ. Технология. 1990. - №2-3. - с.52-54.

25. Витол И.С., Кобелева И. Б., Траубенберг С. Е. // М., 2000 МГПП- 80с.

26. Воронина Т. Ю., Рязанова Т. В. и др. Использование зерна злаковых культур для биохимической переработки (для производства пищевогоэтанола) // Сиб. Экологич. журнал 1997. — Т.4., №5. - с.515-519.

27. Востриков С. В., Бондарь М. Б. Влияние Протосубтилина Г10 х на эффективность разделения зернового сусла // Изв. вузов. Пищевая технология. 1999. - № 2-3. - с. 45 - 46.

28. Востриков С. В., Мальцева О. Ю., Федорова Е. В. Динамика накопления примесей этилового спирта при сбраживании различных видов сусла // Изв. вузов // Пищевая технология — 1999 № 1-е. 19 — 21.

29. Востриков С.В., Шуваева Г. П., Губрий Г. Г., Бондарь М. В. Новые аспекты биоконверсии крахмалсодержащего сырья при производстве спирта. // Известия вузов. Пищевая технология.,-1998-№1.-с.22-24.

30. Гильзин В. М. Исследование биохимических особенностей различных частей зерна ржи и промежуточных продуктов его помола с целью рационального формирования сортов ржаной муки. // Дис. . канд. биол. наук. Москва, 1977. — 183с.

31. Гинзбург А. С., Громов М. А. Теплофизические свойства зерна, муки, крупы. М.: Колос, 1984. - 304с.

32. Главарданов Р. Ферменты Ново — Нордиск в современном производстве спирта // Современные технологии спиртовой и ликеро-водочной промышленности: Докл. Межд. науч. прак. конф. — Москва, 1997 — с.79— 86.

33. Голенков В. Ф. Проблемы биохимии ржи в связи с оценкой ее качества. // Автореф. дис. докт. техн. наук. Москва, 1973. — 46с.

34. Горбатюк В. И. Процессы и аппараты пищевых производств. // М.: Колос, 1999-335с.

35. ГОСТ 20264.4 74. Препараты ферментные. — Методы определения амилолитической активности.

36. ГОСТ 20264.0 74. Препараты ферментные. — Правила приемки и методы отбора проб. - 3 с.

37. ГОСТ 20264.3 81. Препараты ферментные. — Методы определения активности пектолитического комплекса.

38. ГОСТ 20264.1 74. Препараты ферментные. - Методы определения органолептических, физико-химических и микробиологических показателей.-12с.

39. ГОСТ 20264.2 74. Препараты ферментные. - Метод определения протеолитической активности. -13с.

40. ГОСТ 30536 97. Водка и спирт этиловый. Газохромотографический метрод определения содержания токсичных микропримесей.

41. Грачева И. М. Биосинтез высших спиртов дрожжами. //Итоги науки и техники. Серия микробиолог., 1972, - №1 - 97с.

42. Грачева И. М. Технология ферментных препаратов. // М.: Пищ. пром-сть., 1975-392с.

43. Грачева И. М. Технология ферментных препаратов. (Издание второе) // М.: Агропромиздат., 1987 412с.

44. Грачева И. М., Иванова Л. А., Кантере В. М. Технология микробных белковых препаратов аминокислот и биоэнергия. //М.: Колос, 1992 383 с.

45. Грачева И. М., Кривова А. Ю. Технология ферментных препаратов. (Издание третье.) // М.: Элевар, 2000 512с.

46. Громковская J1. К. Реологическая характеристика замесов из зерна, используемого для получения спирта. // Изв. вузов Пищевая технология — 1996-№ 1 -2-е. 27-29.

47. Грязнов В. П. // Ферментная и спиртовая промышленность. — 1964. №6.с.26-29.

48. Губрий Г. Г. Исследование и разработка дифференцированного способа получения этанола из зернового сырья с использованием целлюлаз. Автореф. дис. канд. техн. наук —Москва, 1994 — 22 с.

49. Двадцатова Е. А., Комарова Г. И. Микроорганизмы вредители спиртового производства —М.: ЦНИИТЕИ хлебопродуктов, 1993 — 52 с.

50. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. // Перевод с английского. // Изд. "Мир", М.: 1966,- с.171.

51. Дудкин М. С. Исследование химического состава, строения, свойств полисахаридов и использование отходов переработки зерна. // Автореф. дис. докт. техн. наук. — Рига, 1963. — 41с.

52. Дудкин М. С. и др. Определение содержания пищевых волокон и их компонентов в пшеничных и ржаных отрубях. // Вопросы питания. — 1988.- №1

53. Егоров Н. С. Промышленная микробиология. М.: Высшая школа 1989 — с. 688.

54. Егоров Г. А. Гидротермическая обработка зерна. — М.: Колос, 1968. — 96с.

55. Егоров Г. А. Технологические свойства зерна. М.: Агропромиздат,1985. -334с.

56. Есин С. Б. Технология шелушения зерна крупяных культур в процессе гидротермической обработки. Дис. . канд. техн. наук. — Барнаул, 1997. — 159с.

57. Жеребцов Н.А. Амилолитические ферменты в пищевой промышленности. М.: Легкая и пищ. пром., 1984г. - 160 с.

58. Жвирблянская А. Ю., Бакушинская О. А. Микроорганизмы, используемые при производстве спирта // Микробиология, 1966. — с. 15.

59. Жушман А. И., Векслер Р. И., Грачева Е. В. Технология новых окисленных крахмалов картофеля и некоторых зерновых культур. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1996. №8 — с.36.

60. Забродский А. Г. Водно — тепловая обработка сырья в спиртовом производстве / Под ред. Философова М. С. Киев, 1959 - 158 с.

61. Ильященко Н. Г., Каптерева Ю. В., Шабурова JI. Н. Основы морфологии и физиологии микроорганизмов пищевых производств (Учебное пособие). М.: Изд. МГУПП, 1997. - 80 с.

62. Имменецкий А. А., Логинова Л. Г. Микробиология 1944, Т 13, № 4 — с.136.

63. Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства / Под общ. ред. А. П. Рухлядевой. — М.: Агропромиздат, 1986 400 с.

64. Казаков Е. Д. Зерноведение с основами растениеводства. — М.: Колос, 1983.-352с.

65. Казаков Е. Д., Кретович В. Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки. М.:Агропромиздат, 1989.— 368с.

66. Калунянц К. А., Шаненко Е. Ф., Зайцева Л. В. Итоги науки и техники. Серия: Химия и технология пищевых продуктов. Современные способы ферментативного гидролиза целлюлоза содержащих материалов. Том 1. — М.: Изд во ВИНИТИ, 1988. -190 с.

67. Кислухина О., Юодулас И. Биотехнологические основы переработки растительного сырья. Каунас: Технология, 1997. — 183с.

68. Кириллов П. К, Петрушенков П. А Кавитационное измельчение зерна в производстве пищевого спирта. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1998. №1. -с.49-51.

69. Кичакова Н. А., Павлова И. Н., Захарова И. Я. Очистка и идентификация амилолитических ферментов Bacillus licheniformis. // Прикладная биохимия и микробиология. 1998, том 34, №5. — С.503-507.

70. Ковальская JI. П. Технология пищевых производств // М.: Колос, 1999 — с.750.

71. Козьмина Н. П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. — М.: Колос, 1976.-357с.

72. Концепция развития зернового рынка России на период 2000 — 2005 г. — М.: Зерновой союз, 1999г.

73. Котенко С. Ц., Котенко М. Е. Активность ферментов зимазного комплекса дрожжей Saccharomyces cerevisiae. // Хранение и переработка сельхоз.сырья 2000 - №4 - с. 32 - 33.

74. Кошевая В. Н., Емельянова Н. А., Салманова JI. С., Мальцев П. М. Содержание и физико-химические свойства некоторых некрахмальных полисахаридов ржи. // Прикладная биохимия и микробиология. — 1978. — Т. XIV. вып.5. - с.742-745.

75. Крахмал и крахмалопродукты. // Под ред. Н. Г. Глюка. -М.:Агропромиздат, 1985.-240с.

76. Кретов И. Т., Антипов С. Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности // Изд. Воронеж. Гос. Универ. 1997 — 621с.

77. Кретович В. JL Биохимия зерна и хлеба. — М.: Наука, 1991. 136с.

78. Кретович В. JL Биохимия растений. — М.: Высшая Школа, 1986. 503с.

79. Кретович В. Л., Яровенко В. Л. Ферментные препараты в пищевойпромышленности // М.: Пищ. пром сть. — 1975 — с.535.

80. Кухаренко А. А. Комплексная биотехнология БАВ на базе производства этилового спирта из зерносырья. Автореф. дис. . докт. техн. наук. — М., 2000.-40с.

81. Кухаренко А. А. Ультразвуковая предподготовка растительного сырья в производстве этанола // Аграрная наука. 2000 - № 3 — с. 30 — 34.

82. Кухаренко А. А., Плохов А. Ю., Бельчаков И. В. Экологические аспекты производства этилового спирта из зерносырья // Пиво и напитки. — 2000 -№ 4 с. 68-69.0 86. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств /

83. Под ред. Л. П. Ковальской. М.: Агропромиздат, 1991 - 335 с.

84. Лазарева А. Н. Интенсификация производства спирта из крахмалистого сырья с помощью ферментов микробиологического происхождения. // Дис.канд. тех.наук.; М.: ВНИИПбр, 1977г.

85. Ларри В. Пекоус. Рынок этанола США: технология и экономика. // Современные прогрессивные технологии и оборудование в спиртовой и ликероводочной промышленности. // М.: Пищепромиздат, 2000 156 с.

86. Лихтенберг Л. А. Производство спирта из зерна. Приготовление замеса и его обработка. //Пищевая промышленность, 1997 №3. - с.22 — 24.

87. Лихтенберг Л. А. Производство спирта из зерна. Приготовление бражки.

88. Пищевая промышленность, 1997 №6 — с.60 - 63.

89. Лихтенберг Л. А. Производство спирта из зерна. Лаборатория.//Пищевая промышленность, 1997 №12 - с.70 — 71.

90. Лихтенберг Л. А. Производство спирта из зерна. // Пищевая промышленность. — 1998. №№ 1-6.

91. Лихтенберг Л. А. Спиртовое производство России на пороге XXI века. // Пищевая промышленность. 2000. -№7. - с.52-54.

92. Лихтенберг Л. А., Лозанская Т. И., Худякова Н. М. Производство сухих кормовых дрожжей из зерновой барды // Пиво и нмпитки. 2000 - № 5 — с. 74-75.

93. Лихтенберг Л. А., Чередниченко В. С., Пискарева Е. Н. Использование неуглеводных компонентов зерна при производстве спирта. // Пиво и напитки. 1999. - №4. - с.52-53.

94. Логинова М. В. Разработка технологии и применения новых продуктов из ржи при производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Дис. канд. наук. М.,1996. - 192с.

95. Лукерченко В. Н. Процесс сбраживания сусла в спиртовом производстве на установках малой и средней мощности. // Пищевая промышленность. — 1999. №7. - с.80-81.

96. Q. Лукерченко В. Н. Технология спиртового производства на установках средней и малой мощности. // Пищевая промышленность. — 1999. №8. — с.80-81.

97. Лукерченко В. Н. Ферментные препараты для производства спирта на установках малой и средней мощности. Части I-II. // Пищевая промышленность. — 1999. №№ 9-10.

98. Лукерченко В. Н. Процесс осахаривания крахмалистого сырья в спиртовом производстве на установках средней и малой мощности. // Пищевая промышленность. — 1999. №12. — с.38-40.

99. Лукерченко В. Н. Некрахмалистые углеводы зерна и их значение для спиртового производства. // Пищевая промышленность. 2000. - №1. -с.62-63.

100. Лукерченко В. Н. Воднотепловая обработка крахмалистого сырья в спиртовом производстве на установках малой и средней мощности // Пищевая промышленность. 2000 - № 11 - с. 66 - 67.

101. Мазур Н. С. Ферментный гидролиз некрахмалистых полисахаридов и их роль в технологии спирта. // Дис. к.т.н. М.: 1979г.

102. Маринченко В.А., Кислая Л. В. Применение в спиртовом производстве высокодисперсных помолов зерна. // Ферментная промышленность. — 1982. №8.-с.8-11.

103. Мееров Р. И. Витамины, коферменты и ферменты. М.: Высшая школа, 1985.-327с.

104. Мосичев М. С., Складнев А. А., Котов В. Б. Общая технология микробиологических производств. // М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982 — 264 с.

105. Мудрак Т. Е. Подбор термотолерантных штаммов дрожжей и разработка технологии сбраживания ими сусла спиртового производства // Автореф. дис. к.т.н. Киев, 1987 г.

106. Мудрецова Висс К.А. Микробиология. - М.: Экономика, 1985. — 256с.

107. Нахманович Б. М. Зависимость удельной скорости роста дрожжей от исходного количества посевной культуры. // Ферм, и спирт, пром — сть, 1978-№1 с. 21.

108. Нахманович Б. М., Яровенко В. Л., Макеев Д. М., Белов Е. М. О побочных продуктах и тратах сахара при непрерывном спиртовом брожении крахмалистых сред. /Ферм, и спирт, пром сть, 1976 - №2 — с.8.

109. Наумов И. А. Совершенствование кондиционирования и измельчения пшеницы и ржи. М.: Колос. - 1975.

110. Новое в технологии производства этанола. // Bioprocessing Technolody.- 1986. 8, №1.

111. Нумада Рэйносук., и др. Спиртовое брожение. / Патент Японии № 48 — 24273, 1973 г.

112. Оверченко М. Б., Римарева Л. В. Новые высокопродуктивные расы дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами. / Сб. Пути совершенствования технологического процесса производства спирта. М.:- 2001 — с.27-31.

113. Огурцова В.Е., Лифшиц ДБ., Яровенко В.Л. Содержание гемицеллюлоз в пивоваренном ячмене и солоде. // Прикладная биохимия и микробиология, 1975, XI, вып.З, с.433-436.

114. Огурцова В.Е., Лифшиц Д.Б., Дышкант, М.Г., Яровенко В.Л. Гидролиз гемицеллюлоз ячменя под действием ферментных препаратов. // Прикладная биохимия и микробиология, 1976, 12, вып.5, с.727-733.

115. Пахомов А. И. Проблемы рынка зерна и эффективности его использования в спиртопроизводстве. // Автореф. дис. . канд. техн. наук.- Воронеж. 1994. - 18с.

116. Пичко В. Б., Ельчиц С.В., Зубченко B.C. и др. Воздействие магнитного поля на клетки Sacch. cerevisiae. // Пищевая промышленность. — 1990. -№6. с.50-52.

117. Покровская Н.В., Нефедова Ю.В., Ермакова Р.А. Разработка способа получения Р-глюканов ячменя. // Ферментная и спиртовая промышленность. 1972. - №4. - с. 19-21.

118. Полыгалина Г. В. Технохимический контроль спиртового и ликероводочного производства. — М.: Колос, 1999. — 334с.

119. Поляков В. JI. Состояние и перспективы развития спиртовой и ликероводочной отрасли. //Научно-технический прогресс в спиртовой и ликероводочной отрасли. Третья междунар. научно-практ. конференция. // М.: Пищепромиздат., 2001- с.5-22.

120. Поляков В. А., Римарева Л. В. Концентрированные ферментные препараты для спиртовой промышленности. // Ликероводочное производство и виноделие. 2000 - №9 - с.6-10.

121. Поляков В. А., Римарева Л. В. Перспективные ферментные препараты и особенности их применения в спиртовой промышленности. // Пиво и напитки. 2000 - №2. с.52-55.

122. Поляков В. А., Римарева Л. В., Оверченко М. Б., Трифонова В. В. Сравнительная характеристика ферментных препаратов протеолитического действия по степени гидролиза микробного белка. // Прикладная биохимия и микробиология. — 2000 — Т. 36 № 3 — с. 299.

123. Поляков В.А., Угрюмова В.Н., Веселов И .Я. Определение содержания Р-глюкана в ячмене и солоде. // Ферментная и спиртовая пром-сть, 1976, №1, с.38-39.

124. Римарева Л. В. Роль протеолитических ферментов в интенсификации процессов дрожжегенерации и спиртового брожения // Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н., М.: 1980- 196 с.

125. Римарева Jl. В. Перспективы использования протеолитических ферментных препаратов. // Пищевая промышленность, 1996 - № 3 — с. 44 -45.

126. Римарева Л.В. Биотехнология комплексных препаратов кислых протеаз и их роль в интенсификации технологических процессов в перерабатывающих отраслях АПК: Дис. докт. техн. наук. — М.: 1997г.

127. Римарева Л. В. Использование комплексного ферментного препарата Амилопротооризина для гидролиза дрожжевого белка. // Хранение и переработка сельхозсырья 1998 - № 3- с. 39 -40.

128. Римарева Л. В. Новые расы дрожжей для повышения эффективности спиртового производства // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2000 - № 1 - с. 18 - 20

129. Римарева Л. В. Новые расы дрожжей для повышения эффективности спиртового производства // Современные прогрессивные технологии и оборудование в спиртовой и ликероводочной промышленности, М.: Пищепромиздат, 2000 - с. 63 - 73.

130. Римарева Л. В. Перспективные направления НИР и современные аспекты совершенствования технологии производства спирта // Сб. Пути совершенствования технологического процесса производства спирта. М.: -2001 -с. 2-7.

131. Римарева J1.B. Ферментные препараты для спиртовой промышленности. // Сб. Пути совершенствования технологического процесса производства спирта, М.: 2001 — с. 17 — 24.

132. Римарева Л.В., Макеев Д.М., Устинников Б.А. Влияниепротеолитических ферментов на выход спирта. // Пищевая промышленность, 1993 - № 2 - с. 29.

133. Римарева Л.В., Оверченко М.Б. Активная раса дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами для спиртового производства. // Ликероводочное производство и виноделие, 2000 - № 6 -с. 8-10.

134. Римарева Л. В., Оверченко М. Б., Гернет А. М. Скрининг активных рас ^ дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами дляинтенсификации производства этанола. // Пиво и напитки. 2000. - №1. — с.34-35.

135. Римарева Л. В., Оверченко М. Б. Перспективные расы дрожжей для спиртового производства // Состояние и перспективы развития биотехнологических процессов в пищевой промышленности. Сб. науч. трудов. — М.: Пищепромиздат, 2001 — с. 93 — 101.

136. Римарева Л. В., Оверченко М. Б. и др. Осмофильные дрожжи для сбраживания высококонцентрированного сусла. // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2001. - . №1. - с.21-23.

137. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Трифонова В.В., Игнатова Н.И. Осмофильные дрожжи для сбраживания высококонцентрированного сусла И Производство спирта и ликероводочных изделий, 2001 - № 1 — с. 21-22.

138. Римарева J1. В., Оверченко М. Б., Игнатова Н. И., Кадиева А. Т., Шелехова Т. И., Веселовская О. В., Рациональный выбор расы спиртовых дрожжей. // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2001 - № 2 -с. 19-21.

139. Римарева JI.B., Яровенко B.JL, Милюкова Т.Б., Устинников Б.А. Использование протеолитического ферментного препарата из Aspergillus oryzae в спиртовом брожении. П Прикладная биохимия и микробиология -1993.-том 29. вып.6.

140. Рихтер М., Аугустат 3., Ширбаум Ф. Избранные методы исследования крахмала. // Перевод с нем. под ред. Н. П. Козьминой.

141. Росляков В.Я., Тарасенко И.С. и др. Гематология и трансфузиология. 1984- №3.-^.50-52.

142. Рухлядева А. П. Техно-химический контроль спиртового производства // М.: Легкая и пищ. пром сть. - 1974 - 355 с.

143. Рухлядева А. П., Полыгалина Г. В. Методы определения активности гидролитических ферментов. // М.: Легкая и пищ . пром сть - 1983. — 288с.

144. Рябченюк Л.М. Динамика гумми-веществ и полигликозидазной активности ферментов ячменя в процессе производства солода. // Автореферат канд. дисс. Киев, КТИПП, 1971г.

145. Салманова Л. С. Цитолитические ферменты в пищевой промышленности // М: Легкая и пищ. пром сть - 1982 - 206с.

146. Сборник положений и инструкций по сырью для спиртовых заводов. ВНИИПрБ. -М.,1985. 357с.

147. Сергиенко Н. Н., Бригаденко М. К. Зависимость качества спирта от дозировок осахаривающих материалов. // Пиво и напитки. — 1999. №2. — с.61-62.

148. Сергиенко Н. Н., Устинников Б. А., Бригаденко М. К. Переработка ячменя на спирт без применения других культур зерна. // Пиво и напитки. 1999. - №4. - с.56-57.

149. Системы для непрерывного сбраживания с использованием иммобилизованных клеток. // Godia F., Casas С., Sole С. // Proc. Biochem. — 1987-22, N2-pp. 43 -48.

150. Слюсаренко Т. П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 — 208 с.

151. Смирнов В. А. Технология спирта. // М: Легкая и пищ. пром сть, -1981-415 с.

152. Смирнова Т. А., Кострова Е. И. Микробиология зерна и продуктов его переработки. М.:Агропромиздат, 1989.— 159с.

153. Способ отделения спирта с помощью полупроницаемых мембран. // ОНТИТЭИмикробиопром, Э-И, Микробиологическая промышленность, Заруб, опыт. 1988. - вып. 5. - 24с.

154. Способ подготовки зернового крахмалсодержащего сырья для спиртового брожения. // Бондаренко В. А., Касперович В. Л., Буцко В. А., Манеева Э Ш. Патент РФ №2145354, 2000.

155. Способ получения этанола с применением несахаромицетов: эк. пат. 252843, ГДР, С12С 11/02. 30.12.87.

156. Способ производства этанола. // Сотников В. А., Курамшин Р. А., Климчак Е. Б. и др. Патент РФ № 2111252, 1998.

157. Способ производства этилового спирта. // Федоров А. Д.,Кесель Б. А., Дьяконский П. И. и др. Патент РФ № 2138555, 1999.

158. Способ производства этилового спирта из зернового сырья. // Губрий Г. Г., Устинников Б. А., Сергиенко Н. Н. и др. Патент РФ № 2127760, 1999

159. Способ производства этилового спирта из зернового сырья. //Свиридов Б. Д., Лебедев Ю.А., Зарипов Рю X. и др. Патент РФ № 2165456, 2001.

160. Способ производства этилового спирта из зернового сырья. // Устинников Б. А., Сергиенко Н. Н., Губрий Г. Г., Пыхова С. В., Мазур Н. С. и др. Патент РФ № 2041950, 1995.

161. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль. // В. Л. Яровенко, Б. А. Устинников и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 336с.

162. Стабников В. Н Перегонка и ректификация этилового спирта. — М.: Пищевая промышленность, 1969 — 456 с.

163. Стабников В. Н. и др. Этиловый спирт. — М.: Пищевая промышленность, 1976. — 272 с.

164. Стабников В. Н., Ройтер И. М., Процюк Т. Б Этиловый спирт // М.: Пищепром 1976 — 271 с.

165. Стрелков Е. В. Теоретические и практические основы функционирования зернового рынка России (Состояние, проблемы и тенденции развития). Автореф. дис. докт. техн. наук. -М, 1998 46 с.

166. Техническая микробиология пищевых продуктов. // Под ред. А. Я. Понкратова. — М: Пищевая промышленность 1968 — 744 с.

167. Технология крахмала и крахмалопродуктов. // Под ред. Н. Н. Трегубова — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981 — 472 с.

168. Технология спирта. // Под ред. В. Л. Яровенко — М.: Колос, 1999 464с.

169. Трофимова И. И. Исследования и разработка способа сбраживания высококонцентрированного сусла из крахмалистого сырья. // Дисс. к.т.н., М.: 1979г.

170. Уайт Д. Технология дрожжей // М.: Пищепром., 1957 316 с.

171. Усов А. И. Структура и функция полисахаридов клеточной стенки растений // Химия и биология углеводов: Тез. Докл. VIII Всес. конф. — Тбилиси, 1987-с. 7.

172. Устинников Б. А., Трофимова И. И. Исследования режимов сбраживания высококонцентрированного сусла. // Ферм, и спирт пром — сть, 1977-№8-с. 32.

173. Федоров А. Ф., Миляков В. Т. Образование метанола и других летучих примесей при переработке на спирт крахмалистого сырья и сахарной свеклы М.:ЦНИИТЭИпищепром, 1974 - 36 с.

174. Фертман Г. И., Шойхет М. И. Химико — технологический контроль спиртового и ликероводочного производства // М.: Пищ. пром сть, 1975 - с. 440.

175. Фертман Г. И., Шульман М. С. Физико — химические основы производства спирта. М.: Пищепромиздат, 1960. - 259 с.

176. Фогарши В. М. Микробные ферменты и биотехнология // М.: Агропромиздат, 1986. - 107с.

177. Фурсов О. В., Аникеева JI. А., Идгеев Б. К., Дарканбаев Т. Б. Атакуемость крахмальных гранул зерна пшеницы а — амилазой. // Изв. АН Казахской ССр, Сер. Биотехнология. Алма - Ата. - 1982. - № 6. — с. 16-18.

178. Фурсов О. В., Аникеева JI. А., Кузовлер В. А. и др. Особенности ферментативного гидролиза крахмальных гранул зерна злаковых. // Прикладная биохимия и микробиология. 1990, том 26, вып. 3 - с. 371 — 377.

179. Ханухов Э. Р. Концепция становления и развития рынка алкогольной продукции России. // Пищевая промышленность. — 2001. № 5. - с. 32 -33.

180. Цурикова Н. В., Васильева Н. Я., Иванов В. В. и др. Применение термостабильной а амилазы Bacillus licheniformis в спиртовомпроизводстве // Хранение и переработка сельхозсырья 2001 - № 5 - с. 30 ® -33.

181. Чередниченко В. С. Контроль и учет в производстве спирта. // Пищевая промышленность. 2000 - № 6 - с. 60.

182. Чередниченко В. С. Пути повышения качества спирта. Роль сырья в органолептической оценке спирта. // Сб. Пути совершенствования технологического процесса производства спирта — М.: 2001. Научно — практ. семинар.

183. Чередниченко В. С., Абрамова И. М., Воробьева Т. Г. Ферментные препараты в производстве спирта // Производство спирта и0 ликероводочных изделий, 2000 № 1 - с. 30.

184. Чешинский JI. С. Рынок зернового сырья для производства спирта // Пиво и напитки. 1999. - № 5 - с. 38

185. Чистяков Ф. М., Мудрецова Висс К. А. Микробиология // М.: Г.И.Т.Л., 1962-с. 284.

186. Шлегель Г. Общая микробиология // М.: Мир, 1987 с. 566.

187. Юдицкий Д. Г. Пути дальнейшего совершенствования непрерывного разваривания крахмалистого сырья // Ферментная и спиртовая

188. Ф промышленность. — 1972 № 2 - с. 13-16.

189. Яровенко В. Л. Технология спирта // М.: Колос, 1999 с. 464.

190. Яровенко В.Л., Пономарева А.Н. R-комплекс растений и пуллуланаза Aerobacter aerogenes // Ферментная и спиртовая промышленность — 1975 -№4-с. 21-25.

191. Яровенко В. Л., Устинников Б. А., Богданов Ю. П., Громов С. И. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохим. контроль // М.: Легкая и пищ. пром сть, 1981 - с. 336.

192. Ярунин С. В. О возможности комплексной переработки пшеницы на предприятиях спиртовой отрасли // Ликероводочное производство ивиноделие 2000 - № 9 - с. 11 - 12.

193. Abdullah М., Catley B.J., Lee E.Y.C., Robyt J., Wallenfels K., Whelan W.J., Ceneral Chem., Vol. 43, №1, 111,1966.

194. Abdullah M., French D., Nature, Vol. 210, №5032, 200, 1966.

195. Andrea Cal. // Food Process (USA). 1986. - 47, №7. - p.37.

196. Basarova G. Aminosauren wahrend der Bierherstellung // Brauwissenschaft. 1974.-27, №9.-c. 244.

197. Begtsson St. Studies on structures and properties of soluble cell-wall polysaccharides in rye and barley: Dissertation .- Uppsala, 1991 112 p.

198. Bender H., Lehmann J., Wallenfels K., Biochem. Biophys. Acta, Vol. 36, №2,309, 1956.

199. Bender H., Wallenfels K., Biochem. Ztachr, 334, №2, 309,1956.

200. Berger В., Carty C.E., Ingram L. Alkohol-induced changes in the phospholipid molecular species of Escherichia coli // J. Bacteriol. 1980. 142, №3.-p. 1040.

201. Biston I., Castille J. P., Dardenne P. e. a. Qualite et teneur en proteines des bles. Gembloux., 1985 - 63 h.

202. Balni C., Masson P Effect of High pressure on proteins //Food Rev/ Inst. -1993 Vol. 9, № 4 - pp. 611 - 628.

203. Brown D.H., Illingworth Brown В., Cori C.F., Archives of Biochem. and Biophys, Vol. 116, №1-3,479,1966.

204. Bulthuis B.A., Frankena J., Koningstein G.V. // Proc.4th Eur. Congr. Biotechnol. Amsterdam. 1987. - vol. 3.

205. Dahlgwist A. Determination of maltase and isomaltase activities with a glucose-oxydase reagent. « Biochem. J.», 1961.

206. Dellweg H., Luca S.F. // Proc. Biochem. 1988. - 23, №4. - 325-329.

207. Dengate H. N., Meredith P. The Pasting Characteristics of Various Sizes of Starch Granule from Wheat // Starc/Starke. 1984 (36). - № 9, S. 305 - 309.

208. Goslich V. // Branntweinwirtschaft. 1990. - №15. - 254-260.

209. Immel St., Lichtenthaler F. W. The hydrophobic topographies of amylose and its blue jodine complex // Starch/Starke. 2000 (52). - № 1. - S. 1.

210. Kersting J., Nierle W. Rheologisch Characterisierung der Affihitatseigenschaften zwischen Starke und naturlichen komplexen Begleitstoffen Starkeeigentschaften. // Getreidt, Mehl und Brot. 2000 (54). -№2.-s.81-85.

211. Lee E.Y.C., Whelan W.J., Archives of Biochem. and Biophys, Vol. 116, №1-3,162,1966.

212. Lineback D. R. The starch granule, organisation and properties. // Baker's -Dig.-1984.58.-pp.558-563.

213. Lipids and rheological properties of starch. // Starch/Starke. 1999. -42,№7. — pp.24-29.

214. Luchsinger W.W. The role of barley and malt gums in brewing. Brew. Dig., 1967,42. №2, pp. 56-63.

215. Mitchell S.L., Marshall R.T. // J. Dairy Sci. 1989. - 72, №4. - p.864.

216. Montalvo S.J., Almeida M.P. // Biotechnol. Lett. 1992. - 14, №21. - 10931098.

217. Morrison W. R. Lipids in cereal starches :A. reviw // J. Cereal Sc 1998. -Vol. 8,№1.-p.1-15.

218. Nelson N. A photometric adaption of the Somogyi method for the determination of glucose. «J. Biol. Chem.», 1944, 153p.

219. Patent (USA) № 4617270. 14.10.86.

220. Patent (Japan) № 63-8755 -24.02.88.

221. Patent( USA) №4879235 1989.23S. Patent (Japan) № 3- 143387- 1991.

222. Patent(USA)№5231017-27.07.93.//SolvayEnzymes,Inc.- 1993.

223. Patent (FRG)№ 4241801-16.06.94.

224. Pieper H.J. // Zeitschrift fur Lebensmittel-Tedhnologie und Verfahrenstechnik. 1980. -31, №5. - 200-204.

225. Plant A.R., Clemens R.M., Daiel R.M., Morgan H.W. Purification and preliminary characterization of an extracellular pullulanase from Thermoanaerobium // Appl. Microbiol. And Biotechnol, 1987. 26., №5, 427233.

226. Preece I. Praktische Gesichtspunkte uber die Kohlehydrate beim Brauen und Malzen. Brauwissenschaft, 1965, Jg.l8,№4,150-151.

227. Preece I. Bhuian M. A. // J Inst. Brew. 1964. - 70, № 4 - pp. 314 - 321.

228. Richard C. Confectionary ingredients from starch // Food Technol. — 1991 — 45 № 3 — pp. 149-150.

229. Rochlich M. Die Getreidearten / Das Getreidearten, I Teil, 1966 S. 1368.

230. Rohlich M, Friedel K., Rajani Ch. Isolierung und Characterisierung der Endosperm Protein des Weizen: ein Beitrag zur Erklaruuung der Kleberbildung // Z. Lebensmittel - Untersuchung und Forschung. - 1972 - V. 147. - № 6 - S319- 331.

231. Starch/Starke. -1999 V. 43. - № 9 - pp. 12 - 16.

232. Schimogaki H., Takeuchi K., Nishino T. // Agr. and Biol. Chem. — 1991. — 55,№9. — p.2251.

233. Schuster K., Narziss L., Kumada J. Uber die Gummistoffe der Gerste und ihr Verhalten. Brauwissenschalft, 1967, Jg. 20, H.4,125-135.

234. Siebtai Y., Gutnik D. L. Exocellular esterase and emulsan release from the cell sirfase of Acienetobacter calcoaceticus. J. Bacteriol — 1985 №3 — pp. 1176-1181.

235. Smietana M. S. Badania interakcji skrobi zbozowych z teuszczwcani, ^ indukowanych cieplinie w procesach technologicznych // Techhnologiaalimentorum. 1982 - № 24 - B. 2840 - 2859.

236. Somogi M. Notes on sugar determination. «J. Biol. Chem.», 1952, 195p.

237. Spreinat A., Antranikian G. Purification and synergistic action of pullulanases and maltohexaose forming-amylase // Starke. 1992/ - 44 .№*. -c. 305-312.

238. Swinkel J. J. M. Cjvpjsition and Properties of Commercial Native Starches // Starc/Starke 1985(37) - № 1, S. 1 - 5.

239. Vasanthan Т., Bhatty R. S. Physicochemical properties of small and large 0 granule starches of waxy, regular, and high amylose barleys // Cereall Chem- 191 V. 73-pp. 199-207.

240. Vinkx C. J. A., Reynaert H. R., Grobet P. J., Delcour J. A. Physicochemical and functional properties of rye nonstarch polysaccharides. Variability in the structure of water soluble arabinoxylans // Cereal Chem. - 1993 - Vol. 70, № 3.-pp. 311 -317.

241. Von Houben H., Scholz H. // Technische Mitteilungen Krupp Werksberichte. 1983. - №2. - 109-111.

242. Ф 260. Whaffam I., Cornell H. I. Distribution and composition of the lipids in starchfractions from wheat flour // Die Starke. 1991 - № 4 - pp. 152 - 156.

243. Zimmermann R., Kroll J. Zu den funktionellen Eigenschaften der Kohllenhydrate unter besoderer Berucksichtigung der Starke/Bericht uder die 8. Tagung "Internationale Probleme der modernen Getreideferarbeitung und Getreidechemie". 1980 - S. 147 - 160.

244. Zur Differenzierung und Systematisierung der Starkekorner // Die Starke/ 29. Jahrg. 1977 № 9 - S. 291 - 295.

245. Zydorczyk M. S., Biliaderis C. G. Effect of molecular size physical properties of wheat arabinoxylan // J. Agr. Food Chem. 1992 - Vol. 40, № 4,pp. 561 -568.