Роль эндогенных и микробных фитаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла
| Вид материала | Автореферат |
- Разработка технологии этанола из ик-обработанного ячменя на основе получения и сбраживания, 509.47kb.
- Ющие процессами образования земной коры в целом и составных ее частей, сложенных субстратом, 1117.81kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине типы загрязнений окружающей среды, 339.18kb.
- Темы курсовых работ Экономическая сущность и роль финансов в воспроизводственном процессе., 51.84kb.
- Девтический этап получения знаний, который включает начальную школу и V-VII классы, 189.07kb.
- Министерство образования, 162.27kb.
- Совершенствование технологии ржаного и ржано-пшеничного хлеба на основе оптимизации, 307.38kb.
- Роль априорной информации в творческом процессе, 515.3kb.
- Оао "Булочно-кондитерский комбинат", 466.58kb.
- Задание на проектирование Рассчитать оборудование для стадии выщелачивания исходного, 48.05kb.
На правах рукописи
ЖУЛЬКОВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ
Роль эндогенных и микробных фитаз
в процессе получения и сбраживания ржаного сусла
Специальность: 03.00.04 – Биохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва – 2009
Диссертационная работа выполнена на кафедре «Биохимия и зерноведение»
ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»
Научный руководитель: – доктор технических наук,
профессор
Карпиленко Геннадий Петрович
Официальные оппоненты: – доктор технических наук,
профессор
Траубенберг Светлана Евгеньевна
– кандидат биологических наук,
доцент
Шатилова Татьяна Ивановна
Ведущая организация: Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН
Защита состоится «__» декабря 2009 г. в __ часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.212.148.07 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11, ауд.____, корпус ___.
Автореферат размещен на сайте www.mgupp.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.
Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю Совета.
Автореферат разослан «___ » ___________ 2009 г.
Ученый секретарь Совета
д.т.н., ст. н.с. Богатырева Т.Г
1. Общая характеристика работы
1.1. Актуальность темы
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 можно рассматривать как позитивные.
Однако, существующие технологические режимы низкотемпературных механико-ферментативных схем 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 фитазы, 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. Гидролиз фитина способствует снижению расхода ферментных препаратов, так как фитин зернового сырья выступает как ингибитор многих ферментов. Кроме того он позволяет высвободить ценные микроэлементы, такие как кальций, цинк, магний и др.
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, разработки зарубежных ученых свидетельствуют о перспективности их использования.
Выше изложенное свидетельствует о том, что исследования, посвященные разработке научных основ технологии этанола из зерна ржи, базирующейся на изучении данных о распределении фитина в зерне ржи и его гидролиза под действием эндогенных и микробных фитаз, являются актуальными и перспективными.
1.2. 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.
1.3. 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, ферментных препаратов и спиртовых дрожжей.
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.