2. Технологическая схема производства ферментных препаратов

При пр-ве ФП из растит сырья и жив тканей технология сводится к экстрагир фермента и очистке от сопутств балласт в-в. А технология МБ ФП более сложна т.к. она включ в себя культивирование.

МБ технологичский процесс:

1)Получение посевного материала;

2)Получние производственной культуры МО методам пов или глуб культивирования;

3)Получение из готовой культуры технических или очищенных препаратов;

Технология производства Глюкаваморина Гх (культура продуцента Asp. awamori 466).

Культура: способен утилизировать в кач-ве источника УВ крахмал, сахарозу, мальтозу, глюкозу; в кач-ве источника азота органический (в составе аминокислот), аммонийную форму и нитраты азота.

Топт роста 35^оС, как и все грибные обладают аэр дыханием, хранение его осущ-ют субкультивир-ем на агаризованных ПС Чапека, с сахарозой в кач-ве источника углерода.

Частота пересева 1раз в 3месяца, Т м/у хранениями 5-4^оС

Основным сырьем для приготовления ПС на стадии осн ферментации явл-ся кукурузная мука или разваренная масса из крахмалистого (зерно кукурузы, ржи, пшеницы или их смеси). При организации пр-ва данного ферментного препарата на спиртовом заводе, разваренная масса отбирается сразу из варочных аппаратов спиртового пр-ва.

Кач-во сырья явл-ся важным условием для МАХ синтеза фермента. Его проверяют с помощью пробных ферментной культуры в колбах, а также 2 пробы фермента в произв-ых условиях.

• Получение посевного мат-ла: в неск стадий, пробирки с исх культурами, колбы 750мл с сод-ем среды до 300мл, рН=4.8-5, Т=26-30^оС, 30-36ч. Частота вращения колбы 220 обор./мин.

• Стадия посева в аппараты объемом 500л, рН=4.8-5, К_З=0.5, степень аэр=1.

• Стадия осн ферментации: V посевного мат-ла передаваемого на стадию осн ферментации до 10%.

ПС: кукурузная мука-5%, экстракт кукурузы 1%, в пр-ссе культивирования подтитровка щелочью или серной к-той. Основа это кукурузная мука, кот для разжижения обраб-ют сначала водно-мучной суспензией и разваривают при Т=130^оС в течение 30мин. Охлаждают до 60-63^оС и обраб-ют ячменным солодом или бактериальной α-амилазой (из расчета: ячменный солод – 1-3% по массе от сырья, α-амилазой – 1-1.5% осахаренной акт-ти на 1г крахмала). Гидролиз проводят в течении 10-15мин при рН=4.8-5.5, сод-ем СВ не менее 16-20%, затем в ферментер подают посевной материал и проводят ферментацию в течение 6-7суток при степени аэр=0.8-1, исп-ют стандартный ферментер на 100м³, кот снабжен 2хярусной турбинной мешалкой 120обор/мин. По окончании культивирования жидкость сливают в сборник (жидкость густая от желтого до светло-коричневого цвета, с грибным запахом), СВ 12-15% , посторонняя микрофлора – 10⁵мл, время хранения составляет 200ч при Т=12-15^оС. Акт-ть готового ферментного препарата в зав-ти от используемого сырья: 200±20 – высший сорт, 150±15 – 1 сорт, 120±12 – 2 сорт, 90±9 – 3 сорт. Опт условия д-я ферментного препарата при рН=3.5-6.0 (глюкоамилаза опт 4.7) Т = 50-60^оС.

Получение посевного материала.

Посевной материал получают на заводской или музейной коллекции в пробирках на скошенном агаре или в ампулах в леофилизированном состоянии. Каждая культура имеет паспорт, в котором указаны название, коллекционный №, серия и дата изготовления, средняя активность серии, срок годности, характеристики для выращивания культуры и хранения. Посевной материал подвергают тщательному МБ и БХ контролю. Культуры в производственных условиях поддерживают:

1)Субкультивированием

2)Хранение в условиях низкой температуры;

3)Лиофилизация;

4)Высушивание;

5)Хранение под мин маслом;

Получение производственной культуры

А) Поверхностным способом (споры МО)

Пробирка→колба→посевная кювета→растильная камера→большая произв кювета

- Музейные культуры в пробирки (1-5г ПС)

- Колбы 750мл (40-100мл ПС)

- Посевные кюветы (3 колбы на 20-25кювет). Толщина кюветы 1,5см.

- Кювету погружают в растильную камеру (Т=25-35С, влажность 70-95%, во 2 сутки влажность 68-75%, в 3-и 55-64%, Т=20-26С). МАХ спорообр чрез 3 суток. Культуру хранят не > 4-6 суток при 4С.

- производственная кювета (Культура + вода + ПАВ). Посевная доза (0,02-0,05)% от объема ПС.

Глубинное культивирование (для грибов и бактерий)

Пробирка→колба→инокулятор→ферментер

- Музейные культуры в пробирки (1-5г ПС)

- Смыв стерильной водой культуры в колбы 750мл (50-100мл ЖПС)

- на качалку (Т=28-39С, 18-36 часов)

- Готовую культуру стерильно переносят в инокулятор (заполнен стерильной ПС) 2- 4 суток.

- Суспензию подают в посевной ферментер Vинокулята/ Vферментера=1/10; Исп-ют 10-12% инокулята, выращивают 1 сутки, посевной материал готовят 5-10% от Vпитат.среды.

Для пересевов (увелич чистоты культур) минуют стадию инокулята, т.е. засев из колб в ферментер. Чаще исп-ют периодич пр-сс выращ-ия, т.к. при непрерывн выращ-ии св-ва инокулята сниж-ся.

Получение из готовой культуры технических или очищенных препаратов

Культуры МО, выращенные тем или иным способом, содержат много балластных в-в. Выделение и очистка ферментов трудоемкий пр-сс. Если ФП можно исп-ть в неочищ виде, то их так и исп-ют. Чистые дорогие. В кожевенной и спиртовой пром-ти, с/х (получение биопрепаратов) можно исп-ть неочищ препараты. В медицине и исследованиях - очищенные.

Этапы очистки ферментных препаратов:

А) Экстракция (для пов культур)

Осущ-ся водой (Т=25-30С)

Оборудование: многосекц, экстракц установки, соед-ые последоват в батареи. Экстракц установки им коническое днище. Норма загрузки 60кг. Батарея работает в непрерывном режиме. Длит-ть экстракции в 1 аппарате 30 мин. Экстракция осущ-ся последоват прохождением экстрагента от начала к концу батареи. Этим искл-ся разбавление, содержащихся сух в-в после экстракции. Производит-ть батареи 3-4 т/сутки. Потери на этой стадии 10-12%.

Б) Фильтрация (фильтры барабанного или ленточного типа, фильтры-прессы) потери 5-15%.

В) Концентрирование (выпаривающие установки плёночного типа, Т р-ра не >35С, T греющего пара 60-85С, потери 25%) Иногда исп-ют стабилизаторы (разб р-ры солей, белки(козеин), метаболизат корм дрожжей). В посл время вместо выпаривания исп-ют ультрафильтрацию (мембр фильтры (полиамидные) dпор=3-100нм) Потери 15%

Г) Осаждение (исп-ют орг р-ли: спирты, ацеон, эфиры, концентраты, сод сух в-в 40-50%. Осажд ведут в емкости осажд-я в теч от 30 мин до неск часов). Потери 15 %. Если вместо орг. р-лей исп-ть сульфаты 0,1-0,5%, то нахожд в емкости осажд 3-24 часов, но осажд фермент содержит 30-80% солей).

На этом этапе конец технологии ферментации.

Д) Сорбционная очистка (иониты, сефадексы, биофильтрация) потери 15%.

Е) Стандартизация фермента:

1)распыление для пищевых ферментов;

2)сублимация (без потерь)

Исп-ют метод лиофилизации. На входе теплоноситель Т=130С, на выходе Т=50-70С, сушка с наполнителем NaCl, потери 10%. Стандартизация наполнителей (NaCl, крахмал, кукурузная мука)

m(наполнителя)=((Аисх-М)/Астандарт)-М; М-масса фермента; А-активность;