Патент на изобретение №2397244
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМБИНИРОВАННЫЕ ДРОЖЖИ, ПРИГОДНЫЕ ДЛЯ ФЕРМЕНТАЦИИ С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ СПИРТА
(57) Реферат:
Комбинированные дрожжи для проведения ферментации с высокой концентрацией спирта из стандартного сырьевого материала, такого как кукуруза, маниока, пшеница и рис, содержат: термостабильные дрожжи Saccharomyces cerevisiae, кислую протеазу, фитазу, целлюлазу,
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ Настоящее изобретение относится к ферменту, используемому в процессе спиртовой ферментации (брожения), и, в частности, к комбинированным дрожжам, пригодным для ферментации с высокой концентрацией спирта. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ В отечественной промышленности спиртового брожения для получения спирта с максимальным конечным содержанием спирта в заторе 11-12 об./об.% часто используют дрожжи как таковые либо дрожжи в комбинации с кислой протеазой. При дальнейшем увеличении конечного содержания спирта в заторе содержание остаточных редуцирующих сахаров и крахмала в заторе будет довольно высоким, что приведет к снижению выхода спирта по сырьевому материалу и к загрязнению окружающей среды отработанными остаточными редуцирующими сахарами, остаточным крахмалом и спиртовым затором. Таким образом, увеличение конечного содержания спирта в заторе при сохранении количеств остаточных редуцирующих сахаров и остаточного крахмала на относительно приемлемом уровне превращается в серьезную проблему, требующую решения. Как раскрыто в заявке “Комбинированные дрожжи, пригодные для ферментации с высокой концентрацией спирта”, поданной для регистрации 15 декабря 2003 г. настоящим Заявителем, комбинированные дрожжи, включающие термостабильные Saccharomyces cerevisiae, кислую протеазу, фитазу и целлюлазу, используются в качестве фермента для спиртовой ферментации, позволяющего получать из стандартного сырьевого материала, такого как кукуруза, маниока и пшеница, затор с конечным содержанием спирта 14,5-15,5 об./об.%, с остаточным содержанием редуцирующих сахаров, регулируемым в пределах 0,2-0,4 мас./об.%, и содержанием остаточного крахмала, регулируемым в пределах 1,0-2,0 мас./об.%. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Задачей изобретения является предложение комбинированных дрожжей, пригодных для ферментации с высокой концентрацией спирта, которые могут значительно улучшить эффективность ферментации для термостабильных Saccharomyces cerevisiae, дополнительно увеличить конечное содержание спирта в заторе и снизить количество остаточных редуцирующих сахаров и остаточного крахмала по сравнению с известными решениями, благодаря чему снизится нагрузка на окружающую среду. Указанная задача решена с помощью комбинированных дрожжей, пригодных для ферментации с высокой концентрацией спирта, состоящих из термостабильных Saccharomyces cerevisiae, кислой протеазы, фитазы, целлюлазы, термостабильных Saccharomyces cerevisiae – 61-83%, кислой протеазы – 5-30%, фитазы – 3-10%, целлюлазы – 2-10%,
пектиназы – 1-2%. Согласно предпочтительному варианту осуществления соотношения ингредиентов комбинированных дрожжей настоящего изобретения составляют (по массе): термостабильных Saccharomyces cerevisiae – 61-78%, кислой протеазы – 10-20%, фитазы – 3-8%, целлюлазы – 5-8%,
пектиназы – 1-1,5%. Согласно более предпочтительному варианту осуществления соотношения ингредиентов комбинированных дрожжей настоящего изобретения составляют (по массе): термостабильных Saccharomyces cerevisiae – 75%, кислой протеазы – 12%, фитазы – 5%, целлюлазы – 5%,
пектиназы – 1,5%. Термостабильные Saccharomyces cerevisiae в настоящем изобретении представляют собой осахаривающий штамм, который является твердым веществом и находится в форме частиц, с содержанием активных клеток, как правило, 35 млрд/г. Указанные Saccharomyces cerevisiae в процессе спиртового брожения превращают сахар в спирт. К его достоинствам относятся широкий интервал рабочих температур, термостабильность, устойчивость к воздействию спирта и высокая репродуктивная способность. Кроме того, указанные дрожжи пригодны для производства рисового вина, алкогольного напитка, плодового вина, винного спирта, уксуса и тому подобного. Кислая протеаза, фитаза, целлюлаза, Кислая протеаза представляет собой фермент в виде порошка серого цвета с ферментативной активностью выше 50000 Е/г; целлюлаза представляет собой фермент в виде порошка серого цвета с ферментативной активностью выше 1800 Е/г; фитаза представляет собой фермент в виде порошка молочно-белого цвета с ферментативной активностью выше 5000 Е/г; Все исходные материалы, использованные в составе комбинированных дрожжей настоящего изобретения, являются коммерчески доступными. Поскольку комбинированные дрожжи настоящего изобретения представляют собой продукты жизнедеятельности микроорганизмов, ингредиенты измеряют по массе. Например, 100 г комбинированных дрожжей содержат 61-83 г термостабильных Saccharomyces cerevisiae (т.е. более 20 млрд на грамм), 5-30 г кислой протеазы (2500000-15000000 Е ферментативной активности, рассчитанной на основании содержания 50000 Е/г, т.е. 2500-15000 Е/г), 3-10 г фитазы (150000-500000 Е ферментативной активности, рассчитанной на основании содержания 5000 Е/г, т.е. 150-500 Е/г), 2-10 г целлюлазы (36000-180000 Е ферментативной активности, рассчитанной на основании содержания 1800 Е/г, т.е. 36-180 Е/г), 1-2 г При приготовлении комбинированных дрожжей настоящего изобретения описанные выше соотношения ингредиентов могут зависеть от типов исходных материалов, используемых производителем спирта. Ингредиенты тщательно смешивают друг с другом путем механического или ручного перемешивания и затем упаковывают в соответствии с требуемыми стандартами. Преимуществами комбинированных дрожжей настоящего изобретения являются увеличение содержания ферментированного спирта, уменьшение содержания остаточного крахмала и остаточных редуцирующих сахаров, снижение стоимости производственных затрат на ферментацию спирта и увеличение выхода вина. Еще одним преимуществом является легкая доступность сырьевых материалов, простота производственной технологии и удобство применения. Комбинированные дрожжи настоящего изобретения могут быть использованы в качестве фермента для ферментации стандартных сырьевых материалов, таких как кукуруза, маниока и пшеница, позволяя получать заторную жидкость с конечным содержанием спирта 16,0-17,0 об./об.%, остаточными редуцирующими сахарами, регулируемыми в пределах 0,15-0,25 мас./об.%, и количеством остаточного крахмала, регулируемым в пределах 0,6-1,6 мас./об.%, что позволит снизить расходы на защиту окружающей среды. СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение будет дополнительно подробно описано со ссылкой на приведенные ниже примеры; однако объем охраны настоящего изобретения не ограничивается данными примерами. Примеры 1-3 Ингредиенты в Примерах 1-3 точно взвешивают в соответствии с соотношениями, приведенными в Таблице 1, перемешивают до полного смешения и упаковывают, как требуется для получения конечных продуктов.
Пример 4 В данном примере в качестве сырья используют кукурузу, а для спиртового брожения применяют комбинированные дрожжи настоящего изобретения. Протокол, количества каждого из использованных компонентов и результаты представлены ниже. Протокол включает: 1. распыление сырья: кукурузный порошок просеивают через сито с размером ячеек 1,5 мм; 2. увлажнение сырья: добавление в него горячей воды с температурой 60-70°С в соответствии с конечными требованиями к содержанию сахара и увлажнение в течение 30 минут; 3. разжижение: добавление термостабильной амилазы в количестве 10-20 Е/г сырья, разжижение при температуре 95-97°С в течение 1,5-2 ч, охлаждение до температуры 32°С и доведение величины рН до 4,2-4,5 с помощью серной кислоты. 4. ферментацию с добавлением дрожжей: добавление 150-200 Е/г осахаривающего фермента, 0,02% (массовых) комбинированных дрожжей настоящего изобретения и 0,05% (массовых) дигидрофосфата аммония и ферментирование при температуре 30-35°С в течение 65-68 часов. 5. дистилляцию: дистиллирование с помощью обычного процесса винного брожения для получения спирта с конечным содержанием спирта 16,0-17,0 об./об.%, количеством остаточных редуцирующих сахаров 0,15-0,25 мас./об. и количеством остаточного крахмала 0,6-1,6 мас./об.%. Сравнительные результаты, полученные при спиртовом брожении с использованием комбинированных дрожжей настоящего изобретения и с использованием общепринятого фермента, представлены в Таблице 2.
Дополнительные экспериментальные данные Ниже представлены результаты, полученные при спиртовом брожении различного сырья с использованием комбинированных дрожжей настоящего изобретения. Ферментацию осуществляли аналогично протоколу, описанному в Примере 4.
Формула изобретения
1. Комбинированные дрожжи, пригодные для ферментации с высокой концентрацией спирта, содержащие термостабильные дрожжи Saccharomyces cerevisiae, кислую протеазу, фитазу и целлюлазу, отличающиеся тем, что они дополнительно содержат
2. Комбинированные дрожжи по п.1, отличающиеся тем, что имеют следующее соотношение ингредиентов, мас.%:
3. Комбинированные дрожжи по п.2, отличающиеся тем, что имеют
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-глюканазу и пектиназу в заданном соотношении ингредиентов. Помимо обычной ферментации комбинированные дрожжи настоящего изобретения могут разлагать сырьевые материалы, увеличивать содержание питательных ингредиентов в заторе, ускорять рост дрожжей и обеспечивать защиту устойчивости к стрессу. Это способствует увеличению содержания ферментированного спирта, уменьшению содержания остаточного крахмала и остаточных редуцирующих сахаров в спирте. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.