Деталі
Опубліковано: Вівторок, 22 грудня 2020, 12:25
Перегляди: 475
10. ВИКОРИСТАННЯ ІММОБІЛІЗОВАНИХ МІКРООРГАНІЗМІВ В ТЕХНОЛОГІЇ БРОДІННЯ
https://doi.org/10.31073/foodresources2020-15-10
Данілова К. О., Олійнічук С. Т., Грушецький Р. І.
Сторінки: 91-101
Повна стаття PDF
 
Короткий огляд
Cобівартість біотехнологічної продукції, зокрема етилового спирту, залежить від таких факторів, як вихід продукції з одиниці сировини і витрат енергоресурсів. Збільшення фізіологічної активності дріжджів-продуцентів етилового спирту шляхом іммобілізації сприяє оптимізації цих факторів. Іммобілізація клітин – це процес, який використовується для закріплення клітини на твердому носії з метою підвищення ефективності їх використання. Мета роботи – обґрунтування процесу зброджування цукровмісної сировини в біоетанол ферментними системами іммобілізованих клітин Saccharomyces cerevisiае з багаторазовим використанням дріжджової біомаси. Проведення скринінгу носіїв для іммобілізації дріжджових клітин показало ступінь іммобілізації клітин на рівні 89,7%, 71,4% та 78,7% для насадки на основі полівінілового спирту, делігніфікованої целюлози сорго та часточок стебла сорго, відповідно. З урахуванням вартості носія та простоти його використання найбільш перспективним носієм для іммобілізації дріжджових клітин визначено частки стебла цукрового сорго. Найвищий відсоток адсорбованих клітин на носії був при використанні дріжджів, вирощених на мелясному суслі концентрацією 12 % СР. Дослідження ефективності асиміляції цукрів іммобілізованими дріжджами в залежності від швидкості розбавлення середовища показали, що за низьких значень швидкості асиміляція цукрів становить 73%, однак вихід етилового спирту зменшується і становить 96-98%. Зі зростанням кількості цукрів в середовищі та скороченні терміну його перебування в реакторі рівень асиміляції цукрів дріжджовими клітинами знижується і за швидкості 0,19 становить всього 46% від введеного цукру. За умови швидкості розбавлення середовища на рівні 0,1-0,13 досягається стан системи, за якого не відбувається надмірного виносу клітин з середовища, при цьому ефективність ферментації цукрів в етанол є оптимальною.За рахунок іммобілізації дріжджів на твердому носії зменшується їх приріст у порівнянні з вільними клітинами, а швидкість споживання зброджуваних цукрів збільшується. Це сприяє збільшенню виходу спирту за рахунок зменшення витрат цукрів на синтез біомаси.
Ключові слова: іммобілізація, мелясне сусло, дріжджі, стебло цукрового сорго, швидкість розбавлення середовища, асиміляція цукрів, етанол
 
 
Бібліографія
1. Грушецький Р. І., Олійнічук С. Т., Данілова К. О. Актуальні напрямки розвитку спиртової галузі в умовах приватизації. Продовольчі ресурси. 2020. №14. С.61-67.
2. Синицын А. П., Райнина Е. И., Лозинский В. И., Спасов С. Д. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М.: Изд-во МГУ, 1994. 288 с.
3. Герасименко В. Г., Герасименко М. О., Цвіліховський М. I.. Біотехнологія: Підручник; За ред. В.Г. Герасименка. К.: Фірма «ІНКОС», 2006. 647 с.
4. Stasiak-Różańska L., Błażejak S., Miklaszewska A. Application of Immobilized Cell Preparation Obtained from Biomass of Gluconacetobacter Xylinus Bacteria in Biotransformation of Glycerol to Dihydroxyacetone. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 2011, 10(1). P. 35-49
5. Козар М. Ю., Щурська К. О., Саблій Л. А., Кузьмінський Є. В. Очищення стічних вод солодового заводу з одержанням біоводню. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. №10(66). С.33-36
6. Пирог Т. П., Шевчук Т. А., Волошина И. Н., Гречирчак Н. Н. Использование иммобилизованных на керамзите клеток нефтеокисляющих микроорганизмов для очистки воды от нефти. Прикладная биохимия и микробиология. 2005. Т. 41, № 1. С. 58-63.
7. Саблій Л. А., Кузьмінський Є. В., Жукова В. С., Бляшина М. В. Технологія біологічного очищення стічних вод української антарктичної станції «Академік Вернадський». Український антарктичний журнал. 2014. № 13. C.281-287.
8. Старовойтовa C.O. Сучасні аспекти технології іммобілізованих пробіотиків. Biotechnologia Acta. 2012. Т. 5, № 4. С. 9-20.
9. Каленюк Г.О., Тарасенко Ю. О., Геращенко І.І. Мікробні амперометричні сенсори для детектування етанолу та глюкози. Поверхность. 2015. 7. С. 329-339.
10. Пилипенко Л.М., Данилова О.І., Пилипенко І.В., Гайдукевич Д.К. Біосенсори в контролі якості харчових продуктів. Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій. 2014. Вип. 46(2). С. 251-255.
11. Samejima H., Nagashima M., Azuma M., Noguchi S. and Inuzuka K. Semicommercial Production of Ethanol Using Immobilized Microbial Cells. Annals of the New York Academy of Sciences. 1984. 434. P. 394–405.
12. Ronnie Willaert Beer production using immobilised cell technology.Minerva Biotecnologica. 2000. 12(4). P. 319-330.
13. Farshid Ghorbani, Habibollah Younesi, Abbas Esmaeili Sari, Ghasem Najafpour, Cane molasses fermentation for continuous ethanol production in an immobilized cells reactor by Saccharomyces cerevisiae. Renewable Energy.2011. V. 36 (2). P. 503-509.
14. Fei Shen, Yongmei Zeng, Shihuai Deng, Ronghou Liu (2011) Bioethanol production from sweet sorghum stalk juice with immobilized yeast. Procedia Environmental Sciences. 11. P. 782-789
15. Патент US5070019A. Hill Frank Huels. Immobilization of yeast in alginate beads for production of alcoholic beverages. Заявник і патентовласник Chemische Werke AG; Опубл. 03.03.1991.
16. Патент US5869117A Immobilized-cell carrageenan bead production and a brewing process utilizing carrageenan bead immobilized yeast cells/ Ronald James Neufeld, Denis J. C. M. Poncelet, Sylvain D. J. M. Norton Заявник: Labatt Brewing Company Limited, опубл. 09.02. 1999
17. Vucurovic Vesna M., Razmovsky Radojka N. Ethanol fermentation of molasses by Saccharomyces cerevisiae cells immobilized onto sugar beet pulp. Acta periodica technologica. 2012.4. P. 325-332.
18. Hairui Ji, Jianliang Yu, Xu Zhang, Tianwei Tan. Characteristics of an immobilized yeast cell system using very high gravity for the fermentation of ethanol. Appl. Biochem. Biotechnol. 2012. 168. P. 21
19. Полыгалина Г.В. Технохимический контроль спиртового и ликеро-водочного производства. Москва: Колос, 1999. 334 с.

naas logo mes logo