3.1. Разработка режимов иммобилизации на основе альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira.

В связи с осложнением геополитической и экономической ситуации в Украине возникла необходимость поиска местных источников сырья с целью использования их в качестве носителя иммобилизованных дрожжей. Нами было проанализировано 10 образцов альгината натрия, полученных из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira и предоставленных нам Институтом Биологии Южных морей (г. Севастополь). Контролировались такие параметры, как вязкость и её стабильность при нагревании, плотность и pH.

В результате проведенных исследований установлено, что представленные образцы отличались между собой по этим показателям. Для использования альгината натрия в качестве носителя иммобилизованных дрожжей имеет значение стабильность геля после пастеризации. Было отмечено, что при нагревании до 75- 80 С гели альгината натрия теряли вязкость и, как следствие, утрачивали желирующие свойства.

Нестабильность свойств образцов геля затрудняла подбор режимов иммобилизации дрожжей: в частности соотношение концентраций носителя и осадителя.

При разработке режимов иммобилизации дрожжей в геле альгината натрия необходимым условием является получение гранул сферической формы. Основополагающим моментом при этом служит подбор соотношения концентраций носителя и осадителя. Для этого необходимо получить рабочий раствор носителя с вязкостью, обеспечивающей свободное прокапывание и получение сферических гранул и плотностью бльшей, чем у раствора-осадителя,

чтобы обеспечить погружение гранул. Представленные образцы альгинатов не соответствовали этим требованиям, поскольку имели высокую вязкость рабочего раствора, сочетающуюся с низкой плотностью, при которой не происходило погружения гранул в растворе-осадителе.

Из некоторых образцов всё же удалось получить гранулы иммобилизованных дрожжей. Однако, после окончания вторичного брожения с помощью полученных гранул отмечено их частичное разрушение, появление посторонних тонов и окрашенности кюве за счет плохой очистки альгината.

На основании проведенных исследований были разработаны технологические требования к альгинату натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira для использования в качестве носителя иммобилизованных дрожжей, которые сводятся к следующему:

•внешний вид — в виде сухих волокон не более 5 см длиной и 0,2 см толщиной;

•цвет — кремовый с сероватым оттенком;

•плотность рабочего раствора — не менее 1, 005 г/см3;

•pH 1% - ного раствора — нейтральный и стабильный при нагревании;

•пластическая вязкость рабочего раствора — 0,5 - 1,0 Па°С.

Образец альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira, полученный в соответствии с нашими требованиями, был предоставлен ЧП “Росинтех” (г. Севастополь). Образец контролировался по следующим показателям: кинематическая вязкость (V), плотность (р) и pH. Контролем служил альгинат натрия из водоросли рода Laminariae. Сравнительная характеристика гелей представлена в таблице 3.1.

Из представленных данных видно, что кинематическая вязкость раствора альгината натрия из водоросли рода Laminariae с массовой концентрацией 30 г/дм3 в два раза ниже, чем у аналогичного раствора альгината натрия из водоросли рода Cistozeira. При этом плотность раствора альгината из водоросли рода Laminariae оказалась на 0,005 г/см3 выше.

Таблица 3.1

Характеристика альгинатов натрия из различных водорослей

Массовая

концентрация,

г/дм3

Альгинат натрия из

водоросли рода Laminariae

Альгинат натрия из

водоросли рода Cistozeira

N, мм2 р, г/см3 рн V, мм2 р, г/см3 рн
10 12,5 1,005 5,5 15,5 0,998 6,6
30 134,8 1,012 5,5 268,4 1,009 6,5

Таким образом, в результате сравнительной оценки установлено, что альгинат натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira отличается от альгината натрия из водоросли рода Laminariae более высокой вязкостью и низкой

плотностью.

При подработке режимов для иммобилизации на основе использования нового носителя — альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira, предусматривался подбор оптимальных концентраций носителя и осадителя. Визуально оценивали форму, величину и однородность получаемых гранул.Исследовали массовые концентрации носителя от 20 до 40 г/дм3 (А 0,5) и осадителя от 10 до 20 г/дм3 (А 0,25).

Использование концентрации альгината натрия менее 30 г/дм3 приводило к формированию гранул неправильной формы. При использовании концентрации раствора-осадителя более 15 г/дм3 гранулы не погружались в раствор-осадитель. Показано, что при использовании массовых концентраций альгината натрия от 35 до 40 г/дм3 и хлорида кальция от 10 до 12,5 г/дм3 и объёмном соотношении носительюсадитель -1:3 формируются однородные сферические гранулы.

Таким образом, для использования альгината натрия из черноморской водоросли рода Cistozeira были определены следующие режимы иммобилизации:

•массовая концентрация альгината натрия - 40 г/дм3;

•массовая концентрация хлорида кальция - 10 г/дм3;

•объёмное соотношение дрожжи:гель - 1:10;

•объёмное соотношение носителыосадитель - 1:3.

Эти режимы отличаются от разработанных ранее [38, 39] для альгината натрия из водоросли рода Laminariae по концентрациям носителя и осадителя (массовая концентрация альгината натрия — 50 г/дм3 и хлорида кальция — 20 г/дм3).

Одна из наиболее важных проблем использования иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом — это выход клеток из матрицы носителя.

С целью выбора рас дрожжей, дающих минимальный выход клеток из матрицы при иммобилизации в альгинате из водоросли рода Cistozeira, был проведен скрининг шампанских рас дрожжей.

Проведенная ранее работа [97] по анализу характера роста культур на жидкой питательной среде позволила выбрать для работы следующие расы: 53, 149, 611, 612, 299, 520, 524, 525, 527, 584,585, 588.

На отобранных расах в лабораторных условиях в колбах Фрейденрейха проводилось вторичное брожение. Исходная концентрация дрожжей в геле — 40±0,5 млн/см3, тиражной смеси — 1,0±0,1 млн/см3. Контроль осуществляли при визуальном осмотре и микроскопировании кюве и гранул по окончании вторичного брожения. Отмечали степень прозрачности кюве и характер осадков, формируемых вышедшими клетками.

Все использованные расы дрожжей в иммобилизованном состоянии успешно провели вторичное брожение. Наиболее интенсивно этот процесс проходил на расах: 520, 525, 524, 584, 585, 588 и закончился через 14-15 суток с момента закладки; менее интенсивно - на расах: 53, 149, 611, 612, 299 и 527: процесс вторичного брожения продлился около 20 суток.

Визуальная оценка выявила значительную разницу в характере осадков и степени прозрачности кюве, полученных на разных расах (табл. 3.2). Свойства рас
давать пылевидные осадки на жидкой питательной среде сохраняется и при иммобилизации.

Таблица 3.2

Влияние расы дрожжей на их концентрацию и значения мутности кюве после вторичного брожения

Раса Кол-во дрожжей, млн/см3 Характеристика кюве Мут­

ность

ф.е.

гранулы кюве
исходное конечное
1 2 3 4 5 6
53 39,7 66,7 1,7 Кюве прозрачное, осадок хлопьевидный, при встряхивании даёт сильное помутне-ние, на гранулах адсорбированы конглоииераты дрожжей 16
149 39,2 71,6 2,9 Кюве опалесцирует, осадок плотный, липкий, разнородный, при встряхивании даёт сильное помутнение, на гранулах адсорбированы

дрожжи

25
611 39,8 69,9 2,4 Кюве опалесцирует, осадок хлопьевидный, при встряхивании даёт сильное помутне»«ие, на гранулах адсорбированы дрожжи 20
612 39,5 72,3 3,6 Кюве опалесцирует, осадок разнородный: хлопьевидный и пылевидный, при встря­хивании даёт сильное помутнение, на гранулах адсорбированы дрожжи 42
299 39,3 65,8 2,5 Кюве прозрачное, осадок песковидный, при встряхивании даёт сильное помутнение, на гранулах адсорбированы дрожжи 25
524 39,5 64,7 2,9 Кюве прозрачное, лёгкий хлопьевидный осадок, при встряхивании даёт помутнение, на гранулах адсорбированы дрожжи 27
520 39,8 59,9 0,6 Кюве прозрачное, слабый хлопьевидный осадок, на гранулах адсорбированы конгломераты дрожжей 4
525 39,5 60,5 0,7 Кюве прозрачное, очень небольшой осадок,

при встряхивании дымок, гранулы чистые

5

Продолжение таблицы 3.2

1 2 3 4 5 6
584 39,3 69,9 7,5 Кюве опалесцирует, осадок плотный, песковидный, при встряхивании даёт силь­ное помутнение, на гранулах адсорбированы

дрожжи

65
585 39,0 71,5 7,3 Кюве опалесцирует, плотный хлопьевидный осадок, при встряхивании даёт сильное помутнение, на гранулах адсорбированы

дрожжи

63
588 39,7 67,8 1,9 Кюве опалесцирует, осадок хлопьевидный, при встряхивании даёт сильное помутнение, на гранулах адсорбированы дрожжи 17

Примечание: исходная мутность виноматериала 0,2 ф.е.

Самые высокие показатели мутности установлены в кюве, сброженных расами 584 и 585 — 65 и 63 ф.е. соответственно, а самые низкие — 4 и 5 ф.е. — расами 520 и 525.

Микробиологический контроль показал, что мутность обусловлена вышедшими из носителя клетками дрожжей, а также мелкими частичками альгината натрия. При этом установлена зависимость между показателями мутности и концентрацией вышедших в кюве клеток.

Наименьший выход клеток дрожжей из матрицы обеспечили расы 520 и 525: 0,6 и 0,7 млн/см3 соответственно. В большей степени процессу деиммобилизации оказались подвержены расы 584 и 585, о чем свидетельствует концентрация свободных клеток дрожжей в кюве — 7,3 - 7,5 млн/см3 (табл. 3.2).

Таким образом, в результате проведенных исследований были выбраны две расы, которые в наибольшей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к дрожжам при иммобилизации, т.е. дающие минимальный выход клеток из матрицы. Это расы Saccharomyces bayanus Севастопольская-23 и Saccharomyces cerevisiae Шампанская-7-10С.

<< | >>
Источник: СОГОЯН КАРИНЭ РУДОЛЬФОВНА. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ДРОЖЖЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИГРИСТЫХ ВИН БУТЫЛОЧНЫМ СПОСОБОМ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ялта, 1998. 1998

Скачать оригинал источника

Еще по теме 3.1. Разработка режимов иммобилизации на основе альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira.:

  1. 3.2.1 Особенности вторичного брожения с использованием дрожжей, иммобилизованных в геле альгината натрия из водоросли рода Cistozeira.
  2. Основы управления и взаимодействия ВСМК в режимах ее деятельности.
  3. РАЗРАБОТКА УГРОЗОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ ПОСТРОЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РЕШАЮЩИХ ПРАВИЛ НА ОСНОВЕ ПАТОМЕТРИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА
  4. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ПИЩЕВЫХ РАЦИОНОВ. РЕЖИМ ПИТАНИЯ
  5. Перспективы разработки превентивного лечения болезни Паркинсона на основе мобилизации системы молекулярных шаперонов
  6. 1.1.4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ОБЛАСТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ЧС - КАК ОСНОВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ И МОНИТОРИНГА ПРИ ЕЕ РАЗРАБОТКЕ И РЕАЛИЗАЦИИ
  7. Использование водорослей человеком
  8. Анатомо-функциональная организация и механизмы работы мозга человека при длительных нарушениях сознания как инновационная основа для разработки лечения этой патологии
  9. РАЗРАБОТКА ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ РЕКОМБИНАНТНОГО ЦИТОКИНА TRAIL И ЕГО МУТАНТОВ DR5-A И DR5-B С ПОВЫШЕННОЙ СПЕЦИФИЧНОСТЬЮ К РЕЦЕПТОРУ СМЕРТИ DR5
  10. Спирулина из царства сине-зеленых водорослей
  11. Тиопетал натрия.
  12. Нарушение баланса натрия
  13. Определение натрия
  14. Культивирование микроскопических водорослей спирулина
  15. Нарушения реабсорбции ионов натрия и воды.
  16. Нарушение обмена натрия, калия, магния.
  17. Показания и способы транспортной иммобилизации
  18. Транспортная иммобилизация.
  19. Реакция иммобилизации бледных трепонем.
  20. 8 Выделение и идентификация грибов рода Candida
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Психология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Физиология -