Файл: Технология гидролизных производств учебник..pdf

Биохимические и физиологические свойства наиболее типичных культур белковых кормовых дрожжей приведены в табл. 20. Благодаря более полному использованию органических веществ гидролизных сред дрожжеподобные грибы рода Candida являются самыми урожайными, дающими высокий выход биомассы и со­ держащими наибольшее количество белка. Наиболее часто встре­

Наибольший интерес представляют небродящие дрожжеподоб­ ные грибы вида Candida scottii штаммов Кр-9в, Астр-1, Тул-1, выделенные соответственно из микрофлоры Красноярского, Астраханского и Тулунского дрожжевых заводов. Они обладают высокой активностью по усвоению всех компонентов гидролизных

Рис. 50. Дрожжеподобные грибы:

а — C andida scottii; б — Candida tropicalis; в — Candida utilis

сред, в том числе арабинозы, и являются прототрофными, синте­ зируя большое количество витаминов по сравнению с другими культурами. Однако эти дрожжи менее устойчивы в среде с по­ вышенным содержанием фурфурола и других вреднодействующих веществ и требуют подсева чистой культуры. Поэтому в дрожжерастильных аппаратах наряду с основными производственными культурами развиваются более устойчивые, но менее урожайные

является также дрожжеподобный гриб Trichosporon cutaneum. По скорости роста он уступает С. scottii, в производстве вызывает сильное пенение, что затрудняет технологический процесс. Однако по выходу биомассы и по накоплению белка он не уступает урожайным дрожжам. Поэтому развитие грибов рода Trichosporon совместно с дрожжами не снижает выход и качество продукции и является целесообразным.

На заводах, перерабатывающих сульфитные щелока, состав микрофлоры более однородный. Наиболее устойчивой и неприхот­ ливой производственной культурой являются дрожжеподобные грибы Candida utilis, которые ранее обозначались как Torulopsis utilis. Почти на всех заводах они составляют 80— 100% всей дрожжевой массы. В последнее время в условиях непрерывного

224

226

выращивания дрожжей, кроме одиночных почкующихся клеток, в этой культуре появились ветвистые формы. По биохимическим признакам, по выходу биомассы, содержанию белка эти расы не отличаются друг от друга. Дрожжи С. utilis отличаются устойчи­ востью к содержанию сернистого ангидрида (до 0,06—0,08%) и не.нуждаются в готовых витаминах или витаминоподобных веще­ ствах. На сульфитно-щелоковых средах развиваются также ветви­ стые дрожжи С. arborea и С. tropicalis расы Ск-5, Сов-2, выделен­ ные соответственно из микрофлоры Сокольского и Советского ЦБК, и пылевидная культура Сл-1 (Слокский дрожжевой завод). Дрожжи вида С. tropicalis устойчивы к действию S 0 2, фурфурола, более урожайны, более полно используют сахара среды по сравне­ нию с дрожжами С. utilis. Но они более чувствительны к наруше­ нию технологического режима, и, в отличие от С. utilis, не синте­ зируют биотин. Поэтому в производственных условиях дрожжи С. tropicalis часто вытесняются дрожжами С. utilis или развива­ ются совместно с последними, составляя 20—40% всей дрожжевой массы. Смешанные культуры, развивающиеся в ассоциации, дают наилучший производственный эффект по утилизации сахаров-, выходу биомассы, урожайности, так как при совместном выращи­ вании дрожжи С. utilis, синтезируя все витамины, создают условия для роста С. tropicalis, нуждающихся в биотине.

Условия размножения и роста пентозных дрожжей. Размноже­

ние и биосинтез дрожжей представляет собой ряд последователь­ ных взаимосвязанных процессов. Для того чтобы дрожжи активно размножались и с максимальной скоростью накапливали био­ массу, необходимо создать им оптимальные условия развития.

Скорость накопления биомассы дрожжей в дрожжерастильном чане зависит от целого ряда факторов: состава и концентрации в питательной среде углеродсодержащего энергетического мате­ риала (сахара, органических кислот), наличия минеральных элементов и биостимуляторов, обеспеченности кислородом, кон­ центрации дрожжей, скорости размножения их, зависящей от вида дрожжей и их физиологического состояния.

Среда для выращивания дрожжей должна содержать все пита­ тельные вещества, из которых клетки синтезируют свою цито­ плазму и другие структурные элементы. Источником углерода являются углеводы и органические кислоты. Углеводы — это основной энергетический и строительный материал клетки. Со­ держание углеводов в питательной среде должно составлять 1,5—2,5%, в этом случае создаются оптимальные условия нара­ стали биомассы. Концентрация сахаров в питательной среде может быть и выше, но в этом случае необходимо увеличить в ней количество растворенного кислорода. Существует определенная закономерность в утилизации сахаров дрожжеподобными грибами. Наиболее быстро и полно усваивается глюкоза, затем другие гексозы. Медленнее усваивается галактоза. Ксилоза утилизиру­ ется после глюкозы; арабинозу полностью .усваивают только дрожжеподобные грибы вида С. scottii, дрожжи С. tropicalis

усваивают ее слабо, а С. utilis практически арабинозу не используют. По мере использования углеводов прирост биомассы дрожжей идет за счет энергетического материала неуглеводного характера.

Пентозные дрожжи используют органические кислоты среды и

и в качестве единственного источника углерода. Наиболее полно и быстро с большим выходом биомассы усваиваются уксусная и янтарная кислоты. В смеси с глюкозой и ксилозой уксусная кислота потребляется раньше, чем ксилоза. Медленнее ассими­ лируются левулиновая, фумаровая, пировиноградная кислоты. Муравьиная потребляется дрожжеподобными грибами в слабых концентрациях (0,1—0,2%), но дает низкий выход биомассы. Дрожжеподобные грибы рода Candida расы Кр-9в используют все органические кислоты, в том числе и уроновые. Гриб Trichosporon' в процессе дыхания окисляет все органические кислоты, кроме левулиновой. Он интенсивно растет в среде с муравьиной кислотой и дает выход биомассы до 60%.

Азотистые соединения входят в состав белков и нуклеиновых кислот клетки и необходимы для размножения дрожжеподобных грибов. Последние могут использовать только азот, находящийся в усвояемой форме. Хорошим источником азота является аммиач­ ный азот, а также аминокислоты. Степень утилизации углеводов гидролизного сусла и барды, а также глубина использования дру­ гих углерод- и азотсодержащих компонентов зависят от вида и расы дрожжеподобных грибов. Для их размножения и развития необходимы минеральные вещества, особенно соединения фосфора, калия, серы, магния, железа и др. В очень небольших количествах необходимы также микроэлементы, без которых нарушается правильное формирование дрожжевой клетки. Так, микро­ элементы Zn, Со, Ni, U и другие необходимы для стимуляции раз­ вития и роста дрожжей (они катализируют сложные физиологи­ ческие процессы). Биостимуляторы в дрожжевое сусло добавлять не нужно, так как дрожжеподобные грибы рода Candida синте­ зируют необходимые для их жизнедеятельности витамины. Если дрожжеподобные грибы ослаблены или не синтезируют какойлибо витамин, в питательную среду добавляют, например, дрож­ жевой автолизат, содержащий биотин.

Для выращивания дрожжей, для их интенсивного размножения и роста необходим кислород, т. е. необходима аэрация питатель­ ной среды, так как синтез веществ цитоплазмы новых молодых клеток связан с затратой энергии, получаемой дрожжами в про­ цессе дыхания. Дрожжеподобные грибы непрерывно потребляют кислород из жидкой среды потому, что только растворенный, мелко диспергированный кислород проникает в дрожжевую клетку через ее наружную оболочку. Скорость растворения кислорода в питательной среде зависит от количества поступающего воздуха, от конструкции дрожжерастильного аппарата и его воздухорас­

228