ВИКОРИСТАННЯ ІММОБІЛІЗОВАНИХ МІКРООРГАНІЗМІВ В ТЕХНОЛОГІЇ БРОДІННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31073/foodresources2020-15-10Ключові слова:
іммобілізація, мелясне сусло, дріжджі, стебло цукрового сорго, швидкість розбавлення середовища, асиміляція цукрів, етанолАнотація
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.
Завантаження
Посилання
Grushetskij R., Olijnicuk S., Danilova K. (2020). Aktualni napryamky rozvytku spyrtovoij galuzi v umovah privatizatsij [Actual directions of alcohol industry development in the conditions of privatization] Prodovolchi Resursy [Food Resources].14, P.61-67.
Sinitsyn, A., Rainina, E., Lozinskij, V., Spasov, S. (1994) Immobilizovannye kletki mikroorganizmov. [Immobilized cells of microorganisms]. Moscow: Izd-vo MGU. 288 p. [in Russian].
Gerasymenko V.(Ed), Gerasymenko M., Tsvilihovskyj M. (2006) Biotehnologiya [Biotechnology]. Kyiv: INKOS. 647 p. [in Ukraine].
Stasiak-Różańska L., Błażejak S., Miklaszewska A. (2011) Application of Immobilized Cell Preparation Obtained from Biomass of Gluconacetobacter Xylinus Bacteria in Biotransformation of Glycerol to Dihydroxyacetone, Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 10(1), P. 35-49
Коzаr М., Schurskа К., Sаblіi L., Кuzmіnskij E. (2013) Ochyschennya stichnyh vod solodovogo zavodu z oderghannyam biovodnyu [Purification of wastewater of malt factory with biohydrogen production] Vostochno-evropeiskij ghurnal peredovyh tehnologij [East-Vest Journal of advanced technology]. 10(66), P. 33-36 [in Ukraine].
Pirog T., Shevchuk T., Voloshina I., Grеchirchаk N. (2005) Ispolzovanie immobilizovannyh na keramzite kletok nefteokislyayushhikh mikroorganizmov dlya ochistki vody ot nefti [Use of immobilized on the expanded clay cells of oil-oxidizing microorganisms for purification of water from oil] Prikladnaya biohimiya i mikrobiologiya [Applied biochemistry and microbiology]. 41(1). P. 58-63 [in Russian].
Sablii L., Кuzmіnskii E., Ghukova V., Blyashyna M. (2014) Tehnologiya biologichnogo ochyshhennya stichnyh vod ukrayinskoyi antarktychnoyi stanczii “Akademik Vernadskii” [Technology of biological purification of wastewater for Ukrainian antarctic station “Akademik Vernadskii”] Ukrayinskij antarktychnyj ghurnal [Ukrainian Antarctic Journal]. 13. H.281-287. [in Ukraine].
Starovoitova S. (2012) Suchasni aspekty tehnologij immobilizovanyh probiotykiv [Modern aspect technology of Immobilized probiotic]. Biotechnologia Acta. 5(4). P. 9-20. [in Ukraine].
Kalenyuk O., Tarasenko Yu., Geraschenko I. (2015) Mikrobni amperometrychni sensory dlya detektuvannya etanolu ta glyukozy [Microbial amperometric sensors for detection of ethanol and glucose] Poverhnost [Surface].7. P.329-339 [in Ukraine].
Pylypenko L., Danylova O., Pylypenko I., Gayidukevich D. (2014) Biosensory v kontroli yakosti harchovych produktiv [Biosensors of quality control of food products] Naukovi praczi Odeskoyi naczionalnoyi akademiyi harchovyh tehnologiyi [Scientific articles of Odessa National Academy of Food Products]. 46(2). P. 251-255 [in Ukraine].
Samejima H., Nagashima M., Azuma M., Noguchi S. and Inuzuka K. (1984) Semicommercial Production of Ethanol Using Immobilized Microbial Cells. Annals of the New York Academy of Sciences. 434. P. 394–405.
Ronnie Willaert (2000) Beer production using immobilised cell technology. Minerva Biotecnologica. 12(4). P. 319-330.
Farshid Ghorbani, Habibollah Younesi, Abbas Esmaeili Sari, Ghasem Najafpour (2011) Cane molasses fermentation for continuous ethanol production in an immobilized cells reactor by Saccharomyces cerevisiae. Renewable Energy. 36(2). P. 503-509.
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.
Hill Frank Huels. Patent US5070019 (A) Immobilization of yeast in alginate beads for production of alcoholic beverages. Applicant and Patent Attorney Chemische Werke AG; Bjul. 03.03.1991.
Ronald James Neufeld, Denis J. C. M. Poncelet, Sylvain D. J. M. Norton. Patent US5869117A. Immobilized-cell carrageenan bead production and a brewing process utilizing carrageenan bead immobilized yeast cells. Applicant and Patent Attorney Labatt Brewing Company Limited; Bjul. 09.02.1999.
Vucurovic Vesna M., Razmovsky Radojka N. (2012) Ethanol fermentation of molasses by Saccharomyces cerevisiae cells immobilized onto sugar beet pulp. Acta periodica technologica. 4. P. 325-332.
Hairui Ji, Jianliang Yu, Xu Zhang, Tianwei Tan. (2012) Characteristics of an immobilized yeast cell system using very high gravity for the fermentation of ethanol. Appl. Biochem. Biotechnol. 168. P. 21.
Polygalina G. (1999) Tehnohimicheskij control spirtovogo i likero-vodochnogo proizvodstva [Technochemical control of alcohol and alcoholic beverage production] Moskva: Kolos. 334 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори залишаються повноправними власниками своїх робіт без будь-яких обмежень. Редакція отримує лише невиключне право на оприлюднення, розповсюдження та індексацію матеріалів.
Журнал суворо дотримується етичних норм і запобігає плагіату для захисту інтелектуальної власності.
Публікації у збірнику здійснюються на умовах міжнародної ліцензії Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0.
Згідно з цією ліцензією, користувачі мають право вільно копіювати та розповсюджувати матеріали (у будь-якому форматі чи на будь-яких носіях) для навчання та наукових досліджень. При цьому обов’язковим є дотримання таких вимог:
- Атрибуція: належне посилання на авторів, першоджерело та саму ліцензію.
- Некомерційність: заборона використання матеріалів з метою отримання прибутку.
- Без похідних творів: забороняється поширення змінених або перероблених версій оригінального тексту.
Збірник підтримує право авторів на самоархівування всіх версій статей (препринтів, постпринтів або опублікованих версій) в інституційних чи персональних репозитаріях. Доступ до таких матеріалів може бути відкритий негайно, за умови належної атрибуції статті у збірнику «Продовольчі ресурси» та дотримання умов ліцензії CC BY-NC-ND 4.0.
ISSN 
ISSN 
