Е. А. Степанова (г. Барнаул); доцент кафедры охэт бти алтгту, к с-х н
|
|
Скачать 1.58 Mb.
|
|
^ В основе жизнедеятельности любого организма лежат процессы обмена веществ, для протекания которых требуется постоянный и непрерывный приток энергии. Большинство организмов для поддержания своей жизни используют энергию, освобождающуюся во время диссимиляции органических веществ, в первую очередь сахара. В дрожжевой клетке диссимиляция сахара может происходить либо аэробным (дыхание), либо анаэробным (брожение) путем. Аэробное расщепление сахаров происходит по циклу Кребса. Образующаяся при этом щавелевоуксусная кислота может реагировать с аммиаком, превращаясь в аспарагиновую кислоту, являющуюся основой белковой структуры клетки. Другой путь питательного превращения углеводов – пентозофосфатный цикл. Предполагается, что основное значение этого цикла – снабжение живого организма пентозами, необходимыми для синтеза нуклеиновых кислот и накопления биомассы. Основная роль в синтезе белка принадлежит нуклеиновым кислотам, которые образуют протоплазму живой клетки. В их состав входят пуриновые или пиримидиновые основания, сахар (пентоза) и фосфорная кислота. Синтез белков происходит в рибосомах клеток за счет энергии, выделяющейся при дыхании и брожении. В улавливании и использовании этой энергии клеткой участвуют макроэргические соединения и в первую очередь аденозинтрифосфорная кислота. Ферментативный синтез белка в живых системах начинается с процесса активирования аминокислот. Для каждой аминокислоты существует свой фермент. Дрожжи рода Saccharomyces не ассимилируют нитраты, так как не имеют ферментов, способных восстанавливать их до ионов аммония. Дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae в аэробных условиях используют глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, на 1/3 раффинозу, очень медленно используют галактозу. Способность к использованию L-сорбозы, трегалозы, мелецитозы, инулина, L-арабинозы, D-рибозы, глицерина, D-маннита, D-сорбита, α-метил-6-глюкозида и молочной кислоты варьирует. В анаэробных условиях трегалозу не используют. Не ассимилируют целлобиозу, лактозу, мелибиозу, крахмал, ксилозу, D-арабинозу, L-рамнозу, эритрит, рибит, дульцит, салицин, янтарную и лимонную кислоты, инозит. Штаммы имеют различную способность расти на средах в отсутствие витаминов. Органические кислоты меласс и глицерин ассимилируются дрожжами в присутствии моно- и диглицеридов. На жизнедеятельность дрожжевых клеток оказывают значительное влияние следующие факторы внешней среды: а) состав питательной среды; б) концентрация осмотически действующих веществ; в) рН; г) температура; д) аэрация. ^ При выращивании хлебопекарных дрожжей готовят питательную среду, обеспечивающую растущие клетки как компонентами, входящими в состав дрожжевых клеток, так и веществами, которые способствуют их быстрому росту и размножению. Для питания дрожжам нужны углерод, азот, фосфор, калий, магний, микроэлементы и ростовые вещества. В качестве источника азота пекарские дрожжи ассимилируют сернокислый аммоний, многие аминокислоты, мочевину. Азот нитратов не используют. Сложные высокомолекулярные углеводы и протеины не усваиваются, так как отсутствуют ферменты, гиролизующие эти вещества. Пекарские дрожжи для роста требуют биотин, источником которого может быть кукурузный экстракт или автолизат дрожжей. Аспарагиновая кислота отчасти может заменить биотин, а L-аспарагиновая кислота вместе с олеиновой кислотой полностью заменяют его. Другие витамины содержатся в мелассе в достаточном количестве или синтезируются дрожжами, но для оптимального роста рекомендуется вносить пантотеновую кислоту, инозит и тиамин. Тиамин поглощается дрожжами практически полностью. Фосфор имеет большое значение в жизнедеятельности микроорганизмов. Он необходим для биосинтеза главных составных частей протоплазмы и коферментов, а также для фосфорилирования углеводов в процессе их биологического окисления. Фосфор особенно важен для молодых растущих клеток. Источники фосфора добавляют в виде фосфорной кислоты или ортофосфата, исходя из того, что в конечном счете в сухих дрожжах, содержащих 7…9,5 % азота, должно быть 2,5…3,5 % Р2О5. В среды добавляют соли марганца, из микроэлементов вносят цинк. Хотя меласса во всем мире служит основным сырьем в производстве пекарских дрожжей, она не считается перспективным сырьем. В качестве сырья могут быть использованы крахмальные материалы после их гидролиза бактериальными или грибными амилазами. Крахмальные субстраты надо использовать сразу или высушивать, поскольку они не стабильны в микробиальном отношении. Перспективным сырьём считают целлюлозу, а также депротеинизированную молочную сыворотку. На практике важно знать вещества, вредно влияющие на дрожжи. Обычно дозы этих веществ, тормозящие бродильную силу дрожжей, значительно выше тех доз, которые задерживают почкование клеток. Кроме того, сахаромицеты более чувствительны к некоторым веществам, чем несахаромицеты. Например, к органическим кислотам и их солям. Неорганические кислоты также неблагоприятно влияют на дрожжи. Присутствие сернистой, азотистой и фтористой кислоты и их солей в ничтожном количестве тормозит рост дрожжей. Сернистый ангидрид тормозит рост дрожжей в концентрации 0,0025 %, нитриты – 0,0005 %. В заводских условиях прессованные дрожжи перед засевом обрабатывают серной кислотой, чтобы освободить их от посторонней микрофлоры, так как дрожжи более устойчивы к действию кислот, чем бактерии. Некоторые тяжелые металлы в малых концентрациях убивают дрожжевые клетки: мышьяк в количестве 0,0005 %, серебро – 0,000001 %, медь – 0,005 %. В концентрациях, не поддающихся учету, при химическом анализе эти металлы тормозят рост дрожжей. Их действие зависит от состава среды, её кислотности, температурных условий и общего количества дрожжевых клеток. Губительно действуют формалин и дезинфицирующие вещества. Антибиотики, например, пенициллин, биомицин в концентрациях 50…100 мкг/л убивают большинство бактерий и не нарушают активности дрожжей при воздействии, даже в течение суток. ^ Скорость роста дрожжей обусловлена осмотическим давлением водорастворимых веществ среды и концентрацией клеточного сока дрожжей. Осмотическое давление внешней среды должно быть ниже, чем осмотическое давление клеточного сока, что способствует усвоению питательных веществ растущей дрожжевой клеткой. Чем больше разница в величине осмотического давления в клетке и среде, тем быстрее накапливается биомасса дрожжей. Количество воды, содержащейся в дрожжевой клетке, может понижаться и повышаться в зависимости от соотношения концентрации сухих веществ в клеточном соке и в окружающем растворе. Количество сухих веществ в клетке будет тем больше, чем выше концентрация сухих веществ в среде. Концентрация сухих веществ в клеточном соке дрожжей хлебопекарных рас колеблется от 3 до 6 % и характеризуется осмотическим давлением 0,8…1,2 МПа, в зависимости от условий выращивания. Осмотическое давление в культуральной среде повышается с повышением в ней концентрации сухих веществ. На практике максимальные выходы дрожжей получают при содержании глюкозы 0,2 г/л. При более высоком содержании сахара наблюдается ингибирование ферментов дыхания, активация ферментов брожения, иначе говоря, проявляется обращенный эффект Пастера (эффект Крэбтри), даже в присутствии кислорода воздуха. Поэтому подкормку дрожжей производят небольшим количеством сахара. При недостаточном добавлении мелассы дрожжи используют при дыхании собственные резервы и в первую очередь гликоген, что уменьшает не только выход, но и качество дрожжей. Эндогенное дыхание (образование углекислого газа за счет запасов гликогена) заметно уменьшает подъемную силу и стойкость дрожжей. Концентрация питательной среды в дрожжевом производстве характеризуется кратностью разбавления, т.е. отношением единицы массы мелассы к количеству воды, в которой она растворена. Кратность разбавления мелассы влияет на выход и качество готовой продукции. В зависимости от стадии выращивания дрожжей готовят мелассное сусло различной кратности разбавления. Так, на начальных стадиях стремятся получить дрожжи физиологически активные, способные к быстрому размножению и сбраживанию углеводов. Поэтому их культивируют в малоразбавленных средах (1:5)…(1:7) при слабой аэрации. В этих условиях часть сахара неизбежно тратится на образование этанола. На конечных стадиях стараются получить как можно больший выход дрожжей, поэтому их выращивают в более разбавленных мелассных средах при интенсивной аэрации. Содержание сахара в среде должно точно соответствовать скорости размножения дрожжей. С этой целью питательную среду вводят в дрожжерастильный аппарат не единовременно, а по мере использования её дрожжами. При соблюдении этого условия получают максимальный выход дрожжей. ^ Дрожжи сохраняют жизнеспособность в широких пределах колебания рН – от 2,5 до 6,5 ед. рН. Оптимальная величина активной кисло-тности питательной среды для размножения дрожжей 4,5…5,5 ед. рН. Отклонение рН среды от оптимального в процессе выращивания приводит к уменьшению выхода и ухудшению качества дрожжей. От величины активной кислотности среды зависит скорость поступления питательных веществ в клетку, активность ферментов в синтезе белка, образование витаминов, а следовательно, и скорость роста дрожжевых клеток. В первые часы размножения дрожжей рН рекомендуется поддерживать на уровне 4,5…4,6, а к концу процесса постепенно повышать до 5,0…5,5, что обеспечивает высокий выход и хорошую подъемную силу дрожжей. В период быстрого прироста биомассы и использования аммонийного азота рН резко понижается, в результате уменьшается накопление дрожжевой массы. В случае подкисления среды ниже 4,0 ед. рН в дрожжерастильный аппарат необходимо вместо сульфата аммония подавать аммиачный раствор и довести рН до нормы. Подщелачивание среды в процессе роста дрожжей обусловлено выделением аммиака, которое наблюдается при наступлении процессов автолиза в дрожжевой клетке. Автолиз возникает при недостатке питательных веществ. При этом клетка сначала быстро использует запасные углеводы, затем наступает протеолиз веществ с распадом до аммиака, который выделяется в среду. Чтобы предотвратить подщелачивание среды, необходимо подачу мелассы и растворов солей отрегулировать в соответствии со скоростью роста и размножения дрожжей. При подщелачивании среды иногда нарушается фосфорное питание дрожжей. Фосфорнокальциевые соли переходят в нерастворимые трикальциевые фосфаты, способствующие пенообразованию. Обильную пену в дрожжерастильном аппарате не удается погасить добавкой пеногасителей (структола, напрола и др.) 1.6.4 Температура Дрожжи относятся к мезофильным микроорганизмам, температурный оптимум 20…30 ºС. В диапазоне температур 20…36 ºС удельная скорость роста повышается прямо пропорционально повышению температуры. При температуре выше 36 ºС удельная скорость роста сахаромицетов резко понижается и практически прекращается при 40 ºС, несахаромицеты при этом продолжают расти. Наилучшая подъемная сила хлебопекарных дрожжей достигается при температуре культивирования 30 ºС. Дрожжи, выращенные при температурах ниже оптимальной, например, 17…22 ºС, имеют более высокую бродильную активность. Повышение температуры культивирования приводит к понижению выхода дрожжей в результате снижения содержания влаги и в связи с этим массы дрожжевых клеток, а также вследствие увеличения расхода питательных веществ на брожение. Одновременно резко ухудшается качество продукции вследствие интенсивного размножения посторонних дрожжей и бактериальной микрофлоры. Инфицирующая микрофлора потребляет субстрат, предназначенный для сахаромицетов и снижает их выход. При температуре 45…50 ºС дрожжи погибают. Минимальная температура для развития дрожжей составляет 5 ºС. Низкие температуры не убивают дрожжи, но приостанавливают их жизнедеятельность. Наступает состояние анабиоза с последующим восстановлением нормальных функций при благоприятных условиях. Дрожжи хорошо переносят минусовые температуры и в замороженном состоянии могут храниться длительное время. При быстром оттаивании и повторном замораживании дрожжи погибают. Поэтому на этикетках дрожжей всегда указывают: оттаивание производить при 4...6 ºС. ^ Аэрация преследует следующие цели: – непрерывное снабжение клеток кислородом; – удаление образующегося углекислого газа; – быструю доставку к клеткам добавляемых питательных веществ; – поддержание клеток во взвешенном состоянии. Кислород, растворенный в окружающей среде, диффундирует через оболочку дрожжевой клетки при наличии разности в его концентрации в среде и протоплазме клетки. В присутствии кислорода дрожжевая клетка усиленно дышит, используя для этого углеводы среды. В процессе дыхания происходит быстрый синтез белка и его распад, превращение углеводов. Таким образом, скорость роста дрожжей связана с интенсивностью дыхания. Расход кислорода среды происходит тем быстрее, чем больше в ней дрожжевых клеток. Расход кислорода на 1 г дрожжей составляет 80…100 мг для молодых растущих клеток и 40…60 мг – для старых. Большая потребность в кислороде молодых клеток связана с формированием безазотистых веществ клетки, на что требуется больше кислорода, чем на формирование белков. По ходу роста дрожжей расход кислорода на 1 г дрожжей различен, что отражено в таблице 1. Таблица 1 – Расход кислорода при выращивании дрожжей по воздушно-приточному способу
При размножении дрожжей по воздушно-приточному способу потребление кислорода с каждым часом возрастает не только из-за увеличения дрожжевой массы, но и в связи с тем, что на разных стадиях роста дрожжи испытывают различную потребность в кислороде. Растворимость кислорода в среде достигает около 7 мг в 1 л, а при потреблении кислорода дрожжами его количество уменьшается до 1,5…1 мг в 1 л. Поэтому аэрация питательной среды должна осуществлять постоянное насыщение её кислородом. При уменьшении концентрации кислорода в среде до 1 мг на 1 л размножение дрожжей почти прекращается. Считается, что на 1 кг мелассы с содержанием сахара 50 % требуется около 19 м3 воздуха. Максимально возможный выход дрожжей (210 % к потребленному сахару) получается, когда на каждый грамм использованного сахара приходится 1,6 г (или более) кислорода. При уменьшении количества кислорода выход дрожжей пропорционально уменьшается. На практике не удается ввести в сусло более 2 г кислорода на 1 дм3 в час (при расходе воздуха 100 м3/(м3·ч)), в связи с чем ограничивается возможность переработки более концентрированного сусла. Подача воздуха в аппарат должна находиться в соответствии с подачей сахара и ожидаемой скоростью размножения дрожжей. На полноценной питательной среде дрожжи выращивают при полном их обеспечении кислородом с аэрацией 100…175 м3/ч воздуха на 1 м3 сусла. Нарушение режима аэрации резко меняет ход дрожжерастильного процесса. ^ воздуха темп размножения и выход клеток начинают снижаться в связи с ростом потребления сахара на образование углекислого газа. Предельная концентрация растворимого кислорода определяется постоянной его растворимости в воде при данной температуре и равна 5,24 г/л при температуре 30 ºС. Это количество растворенного кислорода в течение 10 с полностью поглощается дрожжами (при их концентрации в среде 50 г/л). Скорость поглощения кислорода дрожжами не уменьшается при уменьшении его концентрации до 0,25…0,3 г/л, дальнейшее снижение концентрации кислорода ведет к перестройке клеток на спиртовое брожение. Коэффициент использования воздуха тем выше, чем: – выше столб жидкости в аппарате; – меньше диаметр пузырьков воздуха; – выше турбулентность среды (применяются вращающиеся аэраторы); – меньше объем неаэрируемой зоны в аппарате; – ниже температура среды. Мощность воздуходувных машин относят к основным факторам, определяющим мощность дрожжевых заводов. Неправильное расходование и потери сжатого воздуха резко понижают коэффициент использования мощности предприятия. Основными причинами неэффективного использования воздуха являются ошибки в расчётах воздуховодов и воздухораспределительных систем, ошибки монтажа, а также неудовлетворительное техническое состояние воздухораспределительных систем. На мощность воздуходувных машин и конечное давление воздуха оказывает влияние изменение температуры всасывания воздуха в связи с изменением его плотности. Поэтому в летнее время аэрация среды может оказаться недостаточной (таблица 2). Таблица 2 – Производительность воздуходувных машин в зависимости от температуры воздуха
Изменение относительной влажности входящего воздуха сказывается на температуре культивируемых сред в дрожжерастильных аппаратах: с повышением относительной влажности наружного воздуха температура в аппаратах понижается, с уменьшением – повышается. Это объясняется колебаниями затрат тепла на испарение воды, насыщающей воздух при прохождении его через жидкость. ^ Дрожжевые клетки в процессе роста и развития претерпевают ряд сложнейших биохимических изменений, различных в процессе выращивания их по периодической схеме (воздушно-приточному способу) и по непрерывной схеме (воздушно-проточному способу). При выращивании дрожжей по воздушно-приточному способу наблюдаются три периода: – I период – разбраживание дрожжей (1 ч); – II период – накопление дрожжевой массы (7…14 ч); – III период – дозревание дрожжей (0,5…1,5 ч). При периодическом способе все процессы осуществляются в одном дрожжерастильном аппарате. В I период прессованные задаточные дрожжи, поступившие в дрожжерастильный аппарат переводятся из состояния покоя в состояние почкования. Для этого даётся концентрация сахара в несколько раз больше, чем требуется для размножения дрожжей. В это время перестраивается ферментативный комплекс клетки. При смешивании дрожжей с питательной средой часть сахара моментально расходуется дрожжевыми клетками, расход сахара в момент складки дрожжей составляет до 50 % от общего количества сахара, заданного в дрожжерастильный аппарат перед подачей задаточных дрожжей. Одновременно с сахаром расходуются фосфаты, при этом образуется гексозодифосфаты, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность дрожжей. К концу периода разбраживания оставшийся сахар расходуется на формирование молодых почек дрожжей. Под микроскопом можно заметить выпячивание протоплазмы или молодую почку размером 1…2 мкм. Протоплазма большинства клеток гомогенна и имеет лишь небольшое количество метахроматических включений. Во II периоде выращивания дрожжей начинается собственно рост дрожжевой массы. Мелассное приточное сусло непрерывно с повышенной скоростью поступает в дрожжерастильный аппарат и аэрируется большими количествами воздуха. При этом количество почкующихся клеток быстро растёт. Расход маточных дрожжей составляет от 15 до 35 % к массе мелассы. Возрастание дрожжевой массы обусловлено появлением всё новых и новых поколений клеток. В дрожжерастильном аппарате количество дрожжей постепенно растёт: количество дрожжевой массы сначала удваивается за счёт появления новой генерации клеток. В последующие часы наблюдается бурное почкование всех клеток первой и второй генерации, и дрожжевая масса вновь удваивается. При этом биомасса состоит из дрожжевых клеток разных поколений: старых клеток первой генерации, дочерних клеток второй генерации и молодых клеток третьей генерации. В последующие часы при выращивании по воздушно-приточному способу уже не наблюдается такого закономерного роста дрожжей, как в первые часы культивирования. Это объясняется следующими причинами: а) в среде накапливаются клетки разных генераций, в том числе старые, не способные к вегетации; б) общее количество клеток столь велико, что нарушается их нор-мальное питание. Главная причина этого нарушения связана с недостатком кислорода, что обусловлено несовершенством воздухораспределительных систем. Кроме того, рост дрожжей тормозят продукты их жизнедеятельности. Всё это приводит к замедлению накопления дрожжевой массы. При микроскопировании почкование наблюдается лишь у 40…50 % общего количества клеток, причём клетки разного размера: молодые клетки диаметром 4…5 мкм с равномерной протоплазмой, зрелые клетки с диаметром 6…8 мкм с вакуолями, занимающими иногда всю протоплазму. В III периоде происходит дозревание дрожжевых клеток. Скорость притока мелассы и питательных солей должны соответствовать скорости нарастания дрожжевой массы. При этом сахар и соли должны находиться в среде в концентрациях, оптимальных для диффундирования в дрожжевую клетку. В период интенсивного роста дрожжей азот и фосфор всегда должны находиться в среде с избытком. Их избыточное количество обеспечивает нормальный рост и не расходуется на побочные продукты. Сахар непрерывно проникает в дрожжевую клетку и в присутствии кислорода расходуется на построение протоплазмы клетки, избыток сахара сбраживается в спирт. Причём спирта накапливается тем больше, чем выше избыток сахара. В разные периоды роста дрожжей в среде образуется 0,01…0,15 % спирта, при отклонении от нормального режима – до 0,5…0,7 %. При периодическом выращивании дрожжей в I периоде наблюдается увеличение общего количества азота, что связано с появлением новой сильной генерации дрожжей, в которой активно синтезируются белки. В последующие часы синтез и расщепление белковых веществ находятся в определенном равновесии, а затем при дозревании дрожжей процессы распада белковых веществ преобладают над процессами синтеза, и наблюдается уменьшение общего количества азота в дрожжевых клетках. Такая закономерность наблюдается и в отношении фосфора. К началу дозревания в среде содержатся как клетки, способные к синтезу веществ протоплазмы, так и клетки, в которых начинаются процессы распада белковых веществ. Во время дозревания на 5 % увеличивается масса дрожжей, так как продолжают синтезироваться и углеводные, и белковые фракции дрожжей. Кроме того, усиленно выделяются продукты белкового распада дрожжей – эти вещества обнаруживаются в бражке. Для дозревания требуется в два раза меньший расход воздуха: 30…50 м3/м3·ч. Усиленная аэрация в этот период может быть благоприятна для небольшого числа молодых клеток и вредна для большого числа зрелых. При выращивании дрожжей в разбавленных растворах (450…480 мг сахара на 1 г выросшей дрожжевой массы, что соответствует теоретическому уровню) наблюдается уменьшение размеров дрожжевых клеток и снижение темпа их роста. Увеличение срока выращивания приводит к накоплению в среде мелких, не способных к быстрому росту клеток  (рисунок 4б). При выращивании дрожжей в средах с более высокой концентрацией сахара (640…670 мг) преобладают средние и крупные клетки с высокой генерационной активностью (рисунок 4а). Удельная скорость роста  . а) при нормальном питании; б) при недостатке питания Рисунок 4 – Соотношение дрожжевых клеток с различной генеративной активностью ^ Выращивание хлебопекарных дрожжей осуществляется в двух аппаратах. Первый основной дрожжегенератор используется для непрерывного накопления биомассы, в него непрерывно подается питательная среда и осуществляется аэрация. Из основного аппарата содержимое непрерывно вытекает во второй, где происходит дозревание дрожжей в условиях небольшой аэрации без дополнительного питания. Из второго аппарата суспензия дрожжей подаётся на сепаратор. В основном аппарате задаточные дрожжи в I период в течение 5…7 ч накапливают максимальное количество дрожжевой массы, после чего начинается непрерывный отток во второй аппарат. Рост и размножение дрожжей в непрерывном режиме имеет ряд особенностей. Режим притока мелассы, растворов питательных солей, степень аэрации среды, предусматривает сохранение биомассы дрожжей в состоянии постоянной продуктивности их роста. Поддерживается постоянная удельная скорость роста  Скорость прироста биомассы соответствует скорости оттока бражки с дрожжами. Это и определяет производительность товарного дрожжевого аппарата.Дрожжи, способные к длительному максимальному приросту, имеют ряд морфофизиологических особенностей. При засеве первого дрожжерастильного аппарата задаточными дрожжами в первые часы происходит синхронное отпочкование дочерних клеток с замедленной скоростью,  затем оно ускоряется и к пятому-шестому часу  К этому времени в среде накапливаются дрожжевые клетки, различные как по величине, так и по скорости образования дочерних клеток.Соотношение дрожжевых клеток разного диаметра в процессе накопления биомассы изменяется в зависимости от состава питательной среды и степени её аэрации. В связи с этим изменяются и её ферментативные свойства: зимазная, α-глюкозидазная, дыхательная и генеративная активность. Устойчивая удельная скорость прироста биомассы на полноценных мелассных средах в стадии непрерывного потока составляет 1,15…1,16 ч-1. При этом дрожжевые клетки в процессе роста и развития подвергаются периодически повторяющимся морфофизиологическим изменениям, устанавливается постоянное соотношение количества клеток разных размеров, и биомасса в целом характеризуется определенной ферментативной активностью. Количество молодых мелких клеток не превышает 25…30 %. При нарушении правильного питания биомассы, при отклонениях в температурном режиме или аэрации состав концентрации клеток быстро меняется. При понижении концентрации питательных веществ количество мелких медленно почкующихся клеток возрастает до 60…70 % (рисунок 5), понижается ферментативная активность,   а)  б) а) при нормальном питании; б) при недостатке питания Рисунок 5 – Генеративная активность дрожжей при выращивании их по воздушно-проточному способу По генеративной активности молодые клетки отличаются от зрелых. Быстрому преобразованию молодых клеток способствует наличие в среде оптимальной концентрации глюкозы, азотосодержащих питательных и ростовых веществ, а также кислорода. В условиях стабильного оптимального состава среды и хорошей аэрации дрожжи способны длительно выращиваться с установившейся удельной скоростью роста, с сохранением ферментативных систем в активном состоянии. Дрожжи, выращиваемые в первом аппарате, характеризуются активностью ферментативных систем, попадая во второй аппарат, они должны отличаться стабильностью ферментов, стойкостью в хранении, осмоустойчивостью. Аппарат первой фазы полностью обновляется через 6…7 ч, аппарат второй фазы – через 1,5…2 ч. Таким образом, для непрерывного процесса выращивания хлебопекарных дрожжей требуются два генератора с соотношением их ёмкостей 3:1. ^ Интенсивность накопления биомассы характеризуется скоростью роста и размножения дрожжевых клеток. Скорость роста указывает на увеличение массы клеток, а скорость размножения – на частоту их почкования. Для оценки скорости роста и размножения клеток используют относительную (удельную) скорость роста, которая представляет собой прирост биомассы в единицу времени. Удельную скорость роста μ определяют логарифмическим отношением количества биомассы т1, полученной за время t, к количеству дрожжей т0, засеянных в дрожжерастильный аппарат, по формуле:  (1)Для оценки размножения клеток пользуются понятием «продолжительность генерации», то есть временем, в течение которого обособившаяся молодая клетка вырастает до величины, соответствующей данной расе, и начинает почковаться. Продолжительность генерации определяется по формуле  (2)На практике удельная скорость роста дрожжей на мелассном сусле колеблется от 0,05 до 0,37 ч-1. На конечных стадиях выращивания  Величина  зависит от наличия в культуральной среде необходимых для жизнедеятельности клетки компонентов в требуемых количествах, расовых особенностей, количества маточных дрожжей, обеспеченности клеток кислородом, присутствия в среде активаторов и ингибиторов. Удельная скорость служит основанием для определения почасового расхода питательной среды, а также продолжительности накопления биомассы. Продуктивность, или количество дрожжей, полученных за 1 ч с единицы объёма аппарата (кг/ч·м3), определяется по формуле: (3)где х – концентрация дрожжей, кг/м3. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
 |
Е. Н. Яговдик-Тележная, доцент кафедры инфекционных болезней Учреждения образования «Белорусский |
|
Пояснительная записка Доцент кафедры психиатрии и наркологии учреждения образования «Гродненский государственный медицинский... |
|
Пояснительная записка С. Н. Ильина, доцент кафедры оториноларингологии, офтальмологии и стоматологии Учреждения образования... |
|
Рекомендована к утверждению в качестве типовой Г. М. Авдей, доцент кафедры неврологии Учреждения образования «Гродненский государственный медицинский... |
|
Пояснительная записка С. Н. Ильина, доцент кафедры оториноларингологии, офтальмологии и стоматологии Учреждения образования... |
|
Пояснительная записка С. Н. Ильина, доцент кафедры оториноларингологии, офтальмологии и стоматологии Учреждения образования... |
|
Рекомендована к утверждению в качестве типовой С. В. Латовская, доцент кафедры органической химии Учреждения образования «Витебский государственный... |
|
Рекомендована к утверждению в качестве типовой И. Р. Ерш, доцент кафедры госпитальной терапии Учреждения образования «Гродненский государственный... |
|
«Лабораторная диагностика» В. В. Воробьев, доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом клинической биохимии Учреждения... |
|
Пояснительная записка Э. А. Анин, доцент кафедры патологической анатомии с курсом судебной медицины Учреждения образования... |
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям