Разработка биотехнологий получения иммобилизованных дрожжей и их применения в бродильных производствах

• Автор: Степанов, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 05.18.07, 05.18.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Список сокращений

Глава I. Обзор литературы

1.1. Применение иммобилизованных дрожжевых клеток в виноделии и

используемые при этом методы иммобилизации дрожжей

1.1.2. Производство шампанских вин

1.1.2 Л. Получение шампанских вин по классической технологии

1.1.2.2. Получение шампанских вин резервуарным способом

1.1.3. Иммобилизованные биокатализаторы для производства виноградных вин

1.1.4. Применение иммобилизованных дрожжевых клеток для биологического кислотопонижения вин
1.1.5. Применение иммобилизованных клеток дрожжей для возобновления вялотекущего или остановившегося брожения и устранения недобродов

1.1.6. Иммобилизованные дрожжи в плодово-ягодном виноделии

1.1.7. Стабильность препаратов иммобилизованных клеток дрожжей при хранении
1.2. Криогель поливинилового спирта как носитель для иммобилизации клеток
1.3. Возможности использования иммобилизованных клеток дрожжей в
технологии производства биоэтанола
1.4. Мониторинг метаболической активности клеток, используемых в виноделии в свободном и иммобилизованном виде
Глава II. Материалы и методы
2.1. Материалы
2.1.1. Химические реактивы
2.1.2. Материалы
2.1.3. Микроорганизмы
2.2. Методы
2.2.1. Хранение культур дрожжей
2.2.2. Культивирование клеток и накопление биомассы
2.2.3. Иммобилизация клеток дрожжей в криогель ПВС
2.2.4. Определение pH
2.2.5. Сбраживание шампанских виноматериалов свободными и
иммобилизованными клетками дрожжей «классическим методом»

2.2.6. Определение массовой концентрации кислот методом прямого титрования
2.2.7. Определение давления СОг в бутылках
2.2.8. Определение количества клеток методом прямого микроскопирования
2.2.9. Определение биохимических характеристик дрожжевых клеток
2.2.10. Сбраживание виноградных соков свободными и иммобилизованными клетками дрожжей для получения белых и красных столовых вин
2.2.11. Устранение недобродов и биологическое кислотопонижение вин иммобилизованными клетками дрожжей
2.2.12. Анализ спиртов, сахаров, органических кислот и ароматических веществ
2.2.13. Определение концентрации глюкозы
2.2.14. Определение концентрации внутриклеточного АТФ биолюминисцентным методом
2.2.15. Электронная и световая микроскопия образцов гранул
2.2.16. Определение кинетических параметров роста свободных клеток и брожения, катализируемого свободными и иммобилизованными клетками
2.2.17. Определение общего и свободного диоксида серы методом
йодометрического титрования
2.2.18. Определение периодов полуинактивации биокатализатора
2.2.19. Обработка гранул биокатализатора с целью подавления функции размножения у иммобилизованных клеток дрожжей
2.2.20. Определение сухого веса биомассы дрожжей и биокатализатора
Глава 3. Результаты и обсуждения
3.1. Разработка способа получения иммобилизованного биокатализатора на основе дрожжевых клеток, иммобилизованных в криогель ПВС, и изучение его характеристик
3.1.1. Выбор условий подготовки клеток дрожжей к иммобилизации
3.1.2. Разработка подходов к созданию высокоэффективного биокатализатора на основе иммобилизованных клеток дрожжей
3.1.2.1. Исследование различных способов подавления роста клеток в процессе шампанизации вина при использовании иммобилизованных дрожжей
3.1.2.2. Оптимизация процесса формирования биокатализатора
3.2 Применение разработанного биокатализатора в процессе шампанизации вина и исследование свойств биокатализатора
3.2.1. Получение игристых вин бутылочным способом

3.2.2. Исследование возможности многократного использования биокатализатора на основе иммобилизованных клеток дрожжей в процессе бутылочной шампанизации вина
3.2.3. Получение шампанского резервуарным периодическим и непрерывным способом
3.2.4. Исследование свойств разработанного биокатализатора
3.2.4.1. Стабильность биокатализатора при хранении
3.2.4.2 Влияние формы биокатализатора на его метаболическую активность
3.3. Применение разработанного биокатализатора в технологии получения
различных видов вин
3.3.1 Получение белых столовых вин при использовании свободных и иммобилизованных клеток дрожжей
3.3.2. Применение разработанного биокатализатора в технологии приготовления красных столовых вин
3.3.3. Применение иммобилизованных в криогель ПВС клеток дрожжей для устранения недобродов
3.3.4. Применение иммобилизованных в криогель ПВС клеток дрожжей для биологического кислотопонижения вин
3.4 Применение разработанного биокатализатора для получения спирта из различных субстратов
3.4.1. Применение иммобилизованных в криогель клеток дрожжей в технологии получения спирта из отходов переработки сои
3.4.2. Применение разработанного в данной работе иммобилизованного биокатализатора в технологии получения спирта из различного целлюлозосодержащего сырья
Выводы
Список литературы
Приложение

2.2.5. Сбраживание шампанских виноматериалов свободными и иммобилизованными клетками дрожжей «классическим методом»
Для сбраживания использовали белые сухие виноматериалы, которые смешивали с тиражным ликером для получения тиражной смеси, с концентрацией сахарозы 22-24 г/л. В среду для сбраживания вносили свободные клетки дрожжей или гранулы биокатализатора. Начальную концентрацию дрожжевых клеток в ферментационной среде варьировали от (0,5 х 105) -*■ (4 х Юб) кл/мл. Брожение с использованием свободных и иммобилизованных клеток проводили в шампанских бутылках объемом 0,375 л или пенициллиновых флаконах объемом 15 мл (Рис. 5) в анаэробных условиях при 15°С в 28-35 суток.
Рис. 5. Проведение процесса шампанизации вина классическим методом с использованием иммобилизованных клеток дрожжей.
Периодически отбирали пробы для определения концентрации свободных клеток в шампанизируемом вине, определяли давление СО2, титруемую кислотность, концентрации спирта и сахарозы, а также концентрацию внутриклеточного АТФ в свободных и иммобилизованных клетках дрожжей.
2.2.6. Определение массовой концентрации кислот методом прямого титрования
Определение титруемой кислотности основано на прямом титровании отмеренного объема вина раствором щелочи до нейтральной реакции, устанавливаемой при помощи индикатора.
Приборы и реактивы: коническая колба объемом 250-300 мл; бюретка на 25 мл; пипетка на 10 мл; стеклянная палочка; нагревательный прибор; 0,1 и 1,0 М растворы гидроксида натрия или калия; 0,4% раствор бромтимолового синего (0,4 г индикатора