Биотрансформация отходов сахарного производства

Перспективен способ получения кормового белка путем выращивания бактерий Cellulomonas на выжимках свеклы или сахарного тросника (багассы). Для повышения усвояемости целлюлозы микроорганизмами рекомендуется проводить предварительную обработку сырья щелочью, которая вызывает частичную деполимеризацию и делигнификацию субстрата.

Совместное культивирование Cellulomonas и Alcaligenes значительно повышает выход биомассы и несколько улучшает аминокислотный состав белка.

В Индии на 1 %-ной багассе методом глубинной ферментации выращивают гриб Aspergillus terreus CN1. К концу ферментации выход белка составляет 16,4 %. Целлюлоза багассы начинает потребляться только на третьи сутки, в первые двое суток утилизируются растворимые сахара выжимок. Для лучшего усвоения микроорганизмами багассу предварительно обрабатывают горячей щелочью.

В Египте получали белковые препараты пpи твердофазном культивировании мутанта Trichoderma viride 253 M-l 6 на обработанной NaOH тростниковой багассе. Содержание белка в экстракте из культуры больше, чем в твердом остатке, состоящем из грибной биомассы и неусвоенной багассы. По сравнению с инкубацией в течение 15 сут., после ферментации в течение 30 суток, содержание белка увеличивалось на 39, а в твердом остатке - на 66,7 %. Содержание белка после ферментации возрастало в 10 раз (до 22 %), содержание лигнина снижалось в 2 раза (до 10,5%).

На территории СНГ ежегодно получают более 65 млн.т свекловичного жома. Это сырье богато ценными биологически активными веществами и содержит (в%): пектиновых веществ - 50, целлюлозы - 24, гемицеллюлозы – 23, белков - 22,1, свободных аминокислот - 0,3-0.5, а также витамины группы В, микроэлементы. Отобраны штаммы термофильных грибов родов Allesheria, Humicola, Sporotrichum, Mucor, Cononascus, Aspergillus, Penicillium, Therinoascus максимально утилизирующие углеродсодержащие компоненты свекловичного жома и образующие значительное количество биомассы высоким содержанием белка в условиях глубинного и поверхностного культивирования при температуре 42-45⁰С. Это позволяет обогатить исходное сырье протеином в 6-11 раз. Свекловичный жом является дефицитным сырьем и вряд ли может быть использован в производстве кормовых белковых препаратов.

Современные технологии переработки продукции растениеводства.

1. Биология получения сока с применением ферментов.

В плодоводческих хозяйствах значительную часть урожая составляет нестандартная продукция - плоды с ушибами, вмятинами, надколами, сильно загрязнённая. Внедрение современных способов переработки может дать готовую продукцию высокого качества. Организация переработки сырья в районах его сбора позволяет использовать дополнительные сырьевые ресурсы в результате снижения потерь при транспортировке.

В числе современных технологий переработки плодовой продукции с целью получения соков - применение различных ферментных препаратов, повышающих сокоотдачу перерабатываемого сырья. Наиболее перспективно применение ферментов, действующих на клеточные структуры, удерживающие жидкости.

Для производства плодово-ягодных соков особенно важны гидролитические ферменты, к которым можно отнести пектиназы.

Пектолитические ферменты используются в консервной промышленности для обработки мезги и соков плодов с высоким содержанием пектина. С этой целью употребляются препараты промышленного производства из Aspergillus foetidus (пектофоетидин) и А.awamory (пектоаваморин). Ферментные препараты имеют вид зернистого порошка светло-коричневого или темно-коричневого цвета, представляют собой очищенную и высушенную культуральную жидкость, полученную в результате выращивания гриба-продуцента пектиназ,

Эти ферменты способствуют увеличению выхода сока за счет мацерирования (мацерация – (от лат. Macero - размягчаю), разъединение клеток в растительных или животных тканях в результате растворения межклеточного вещества. Применяется при обработке льна, производстве бумаги ит.д.) клеточных стенок и гидролиза пектина. Применение ферментов позволяет повысить выход виноградного сока на 3,5-6,0%, а из таких труднодобываемых плодов как слива, алыча, абрикосы, персики - на 25-30%. Ферментные препараты пектиназ (П10х и Г10х) применяются в количестве 0,01-0,1% к массе перерабатываемого сырья.

Технологическая схема практически не претерпевает изменений. Добавляется этап инкубирования мезги с определенным значением кислотности в присутствии ферментного препарата. При температуре 40-45°С и рН среды 4,5 время обработки составляет 1,5-3 часа.

Соки, обработанные пектолитическими ферментами, быстрее осветляются, лучше фильтруются и легче подвергаются концентрированию, так как пектиновые вещества гидролизованы и не образуют при вакуум-упаривании коллоидов, мешающих приготовлению сиропов.

Основным ограничением для использования пектолитических ферментов при получении соков и вин из плодов является накопление в растворе в результате действия пектинэстераз метилового спирта. Его содержание может достигнуть критических величин, если объект содержит значительное количество пектина, например, при обработке яблочных и персиковых выжимок. Однако это несущественно, если такие соки производятся для переработки на вино.