Главная » 2014 » Сентябрь » 27 » Скачать Роль эндогенных и микробных фитаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла. Жульков, Андрей Юрьевич бесплатно
07:19
Скачать Роль эндогенных и микробных фитаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла. Жульков, Андрей Юрьевич бесплатно
Роль эндогенных и микробных фитаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла
Диссертация
Автор: Жульков, Андрей Юрьевич
Название: Роль эндогенных и микробных фитаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла
Справка: Жульков, Андрей Юрьевич. Роль эндогенных и микробных фитаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла : диссертация кандидата технических наук : 03.00.04 / Жульков Андрей Юрьевич; [Место защиты: Моск. гос. ун-т пищевых пр-в (МГУПП)] - Москва, 2009 - Количество страниц: 165 с. ил. Москва, 2009 165 c. :
Объем: 165 стр.
Информация: Москва, 2009
Содержание:
Введение
1 Обзор литературы
11Рожь - основное сырье для спиртового производства
111 Производство зерна ржи — агропромышленные аспекты
112Особенности переработки зерна ржи в спиртовом производстве
12 Строение и биохимический состав зерна ржи
121 Особенности строения и состава зерна ржи
122 Амилолитические ферменты
123 Протеолитические ферменты
13 Ферментные препараты, используемые в технологии спиртового производства
131 Амилолитические ферментные препараты
132 Протеолитические ферментные препараты
133 Цитолитические ферментные препараты
14 Фитазы - ферменты, гидролизующие фитин
141 Фитазы растений
142 Микробные фитазы
15 Способы подготовки крахмалосодержащего сырья к сбраживанию
151 Режимы механико-ферментативной обработки сырья
16 Влияние состава сусла на эффективность процесса его сбраживания
161 Обмен углеводов
162 Обмен белков
163 Фосфорный обмен
2 Экспериментальная часть
21 Методы исследования
211 Определение физических и химических показателей зерна ржи
212 Определение массовой доли редуцирующих Сахаров
213 Определение белка по методу Лоури
214 Определение фракционного состава белков
215 Определение содержания фитина
216 Определение фитазной активности колориметрическим методом
217 Фракционирование белков методом гель-хроматографии
218 Определение видимой доброкачественности сусла
219 Исследование динамики сбраживания сусла
2110 Определение концентрации спирта и массовой доли экстрактивных веществ в бражке
2111 Определение побочных продуктов брожения методом газовой хроматографии
22 Характеристика исследуемого образца зерна ржи по физическим и химическим показателям
23 Исследование фитазного комплекса зерна ржи
231 Выделение фитазы из оболочек зерна ржи
232 Очистка фитазы ржи с помощью метода гель-хроматографии
233 Определение оптимальных условий действия зерновой фитазы
24 Характеристика ферментного препарата фитазы микробного происхождения
241 Фракционирование ферментного препарата фитазы методом гель-хроматографии
242 Определение оптимальных условий действия микробной фитазы
25 Получение ржаного сусла с использованием зерновой и микробной фитазы
251Разработка метода оценки степени растворения крахмала
252Получение сусла с использованием зерновой фитазы
253 Получение сусла с использованием микробной фитазы
26 Исследование процесса сбраживания ржаного сусла, полученного с использованием зерновой и микробной фитаз
261 Изучение динамики накопления диоксида углерода на модельных опытах
262 Влияние расы спиртовых дрожжей на динамику выделения диоксида углерода при сбраживании сусла, полученного с использованием эндогенной и микробной фитаз
263 Анализ зрелой бражки по содержанию этилового спирта
264 Анализ зрелой бражки по содержанию летучих веществ
Выводы
Введение:
Актуальность темы. Основные этапы производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья основаны на биотехнологических процессах, происходящих при переработке зерна в соответствии с низкотемпературными режимами под действием миробных амилаз, протеаз, целлюлаз, гемицеллюлаз. Причем, ферментные препараты цитолитического действия применяются в основном для получения этанола из ржи и ячменя.
Рожь, наряду с пшеницей, является основным сырьем, перерабатываемым на этиловый спирт. Она из-за проблем, связанных с получением в ряде случаев вязких технологических сред, относится к трудно перерабатываемому сырью. Вместе с тем, рожь имеет, по сравнению с пшеницей, такие особенности биохимического состава, в частности, активный комплекс собственных ферментов, которые при определенных условиях молено рассматривать как позитивные.
Однако, существующие технологические режимы механико-ферментативных схем, так называемых низкотемпературных, переработки сырья, внедренные на отечественных спиртовых заводах, в должной степени не используют этот факт.
Известно, что кроме активных амилаз, протеаз, рожь обладает и фитазной активностью.
Применение физазы, как эндогенной, так и микробной приводит к разложению зернового фитина, который представляет собой смесь кальциевых и магниевых солей фитиновой кислоты и является преобладающей формой накопления фосфора в зерне.
Продукты гидролиза фитина - инозит и фосфорная кислота имеют большое технологическое значение для спиртового производства. Неорганические фосфаты, проявляют свое действие при стерилизации, сохраняя сахара, в слабокислых условиях и при брожении, стабилизируя кислотность бражек. Фосфор необходим для роста и развития дрожжевых клеток. В процессе гидролиза высвобождаются ценные микроэлементы, такие как кальций, цинк, магний и др. Гидролиз фитина способствует снижению расхода ферментных препаратов, так как фитин зернового сырья выступает как ингибитор многих ферментов.
Процесс гидролиза фитина может быть осуществлен под действием как эндогенных, так и микробных фитаз. Следует отметить, что в настоящее время исследователи проявляют значительный интерес к поиску микроорганизмов - продуцентов фитаз. О применении микробных фитаз в промышленных условиях в нашей стране говорить пока рано, однако, научные и практические результаты зарубежных ученых свидетельствуют о перспективности использования ферментных препаратов фитазы.
Выше изложенное свидетельствует о том, что исследования, посвященные разработке научно-практических основ технологии этанола из зерна ржи, базирующиеся на изучении распределения фитина в зерне ржи и его гидролиза под действием эндогенных и микробных фитаз, являются актуальными и перспективными.
Цели и задачи исследования. Целью данной работы является исследование биотехнологических процессов деструкции фитина зерна ржи под действием эндогенной и микробной фитазы и выявлении их роли в процессах получения и сбраживания ржаного сусла.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
• охарактеризовать фитазный комплекс фуражного зерна ржи и его фракций;
• разработать схему выделения и очистки фитазы из фракции шелухи зерна ржи;
• изучить действие зерновой и микробной фитазы на стандартном и зерновом субстрате;
• разработать процессуальную схему получения ржаного сусла с использованием фитаз, на основе дифференцированного способа переработки зерна;
• исследовать процесс получения ржаного сусла с использованием фитаз;
• исследовать процесс сбраживания ржаного сусла, полученного с использованием зерновой и микробной фитаз;
• выявить влияние действия фитаз на содержание этилового спирта и летучих примесей в бражке.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование по изучению фитазного комплекса сырья спиртового производства и выявлена роль эндогенной и микробной фитаз в технологии этанола из зерна ржи.
Разработана схема выделения и очистки зерновой фитазы. Получен препарат фитазы из зерна ржи со степенью очистки 105 раз. Определены оптимумы рН и температуры при действии эндогенной и микробной фитаз на стандартном и зерновом субстрате.
На основе изучения кинетики гидролиза фитина фракции шелухи зерна ржи, научно обоснована эффективность процесса получения ржаного сусла, предусматривающего дифференцированный способ переработки зерна.
В результате проведения модельных опытов установлено, что среди ряда факторов, зависящих от гидролиза фитина и влияющих на процесс сбраживания ржаного сусла, основным является ингибирующее действие фитина на ферменты ржи, ферментные препараты и спиртовые дрожжи.
Впервые выявлено влияние качественных показателей ржаного сусла, полученного с использованием эндогенной и микробной фитаз, на процесс его сбраживания, содержание этанола и летучих примесей в зрелой бражке, в зависимости от используемой расы спиртовых дрожжей.
Практическая значимость. Данные, полученные в ходе проведения экспериментов, позволяют рационально использовать сырье и микробные ферментные препараты с активной фитазой в технологии этанола.
Предложенный дифференцированный способ переработки зерна ржи дает возможность эффективно гидролизовать фитин сырья и повысить качественные характеристики осахаренного сусла.
Рекомендуемые режимы и стадия внесения микробной фитазы позволяет интенсифицировать процесс сбраживания, увеличить выход спирта, при одновременном снижении летучих примесей.
1. Обзор литературы
1.1. Рожь— основное сырье для спиртового производства
