Разработка интенсивной технологии этанола на основе целенаправленного применения мультиэнзимных систем и новых РАС спиртовых дрожжей

• Автор: Кадиева, Альбина Таймуразовна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил

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 аамилазы

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.З.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
vii 5Т
Список использованной литературы
Приложения
Приложение 1. Технологическая инструкция по применению термотолерантной и осмофильной расы дрожжей
vii 5Т в спиртовом производстве.
Приложение 2. Технологическая инструкция по применению
комплексного ферментного препарата КФПА в спиртовом производстве
Приложение 4. Акт внедрения нового комплексного ферментного препарата КФПА на Мичуринском экспериментальном
заводе.
Приложение 5. Акт внедрения нового ферментного препарата КФПА и новой термотолерантной и осмофильной расы дрожжей vii 5Т на ООО Российская Слава.
Общая характеристика работы
Актуальность


Связанные фосфаты в крахмале повышают вязкость клейстеров и их загущающую способность. По данным многочисленных исследователей 3, , , , 9, 6, 3, 0 определен характер влияния липидов на свойства крахмалов. Липиды понижают водосвязывающую и набухающую способность зерен крахмала за счет образования амилознолипидных комплексов, а также уменьшают растворимость зерновых крахмалов. По сравнению с картофельным крахмалом, где содержание белковых веществ 0,6 , в зерновых крахмалах их значительно больше, и составляет 0,0,5 , 3, 3, 7. Повышение температуры клейстеризации крахмала и уменьшение вязкости водных дисперсий, объясняется взаимодействием белков с полисахаридами крахмала, снижением гидратации ангидроклюкозных единиц и степени набухания зерен , , ,8, 7. Наряду с крахмалом другие вещества зерна также играют важную роль в спиртовом производстве как с точки зрения выхода спирта, так и самого хода технологического процесса , 3, 1. Белки важнейшие вещества, входящие в состав живой клетки. Показатель содержания белка немаловажен в производстве этанола, т. Кроме того, имеют значения коллоидные и другие свойства протеинов. Для различных злаковых культур показатель содержания белковых веществ различен. Так для пшеницы он колеблется в пределах от 9,2 до ,8 , для ржи от 9 до и для ячменя от 7 до , . Следует отметить, что в зернах твердой пшеницы содержание белков больше, чем в зернах мягкой. Также неравномерно распределены белковые вещества и по отдельным тканям зерна пшеницы. Наиболее богат белками алейроновый слой. Много белка и в зародыше. В пределах эндосперма белок распределен также неравномерно. Если его периферийческие слои имеют высокую концентрацию белков, то центральная часть наиболее бедна белками по сравнению со всеми остальными частями зерна. По данным Кретовича В. Л. и Казакова Е. Д субалейроновый слой твердой краснозерной пшеницы содержит белка, а внутренний . В партиях зерна озимой пшеницы по мере уменьшения размеров зерна относительное содержание в нем белка возрастает. Наибольшее количество белка содержит неполноценное зерно. В ряде работ отмечено отсутствие четкой зависимости между размерами зерна пшеницы и содержанием в нем белка. Следует учитывать многообразные формы проявления физиологобиохимической разнокачественности зерна. Необходимо различать мелкое, но нормально развитое, и щуплое зерно. Мелкое, нормально развитое зерно по своему составу и качеству ближе к здоровому, крупному, чем щуплое зерно. Для оценки пищевого достоинства зерна пшеницы большое значение имеет аминокислотный состав белков. В наибольшем количестве содержится глютаминовая кислота в среднем ,9, в наименьшем триптофан 0,8, цистин 1,1, метионин 1,4 и тирозин 1,8. Аминокислоты в зерне пшеницы распределены неравномерно. Зародыш наиболее богат незаменимыми аминокислотами, и, прежде всего, лизином. Белки в разных частях эндосперма различаются соотношением содержания отдельных аминокислот. Многие из них содержатся в периферийных частях эндосперма в большем количестве, чем в центральных. Опытами установлено, что содержание белка и его аминокислотного состава в зерне разной окраски различно. Отмечено, что темные и желтые зерна красной озимой пшеницы отличаются друг от друга по этому признаку. В темных зернах содержание белка колеблется от , до , в среднем , , в желтых от , до , в среднем , 3, , . По многочисленным данным биохимической лаборатории ВИР, содержание белка в зерне ржи колеблется от 9 до . В зависимости от места выращивания разница в содержании белка у одного и того же сорта может достигать и более. Повышение процента белка в зерне ржи наблюдается с северозапада на юговосток и с севера на юг. По содержанию белка зерно ржи несколько уступает зерну пшеницы 3. Белки зерна ржи в связи с более высоким содержанием незаменимых аминокислот лизина, треонина и фенилаланина более ценные в пищевом отношении, чем белки зерна пшеницы. Различий в аминокислотном составе зерна озимой и яровой ржи не обнаружено. Аминокислотный состав отдельных частей зерна ржи неодинаков.