Спиртовая промышленность

Производство ферментных препаратов

Значение ферментных препаратов в народном хозяйстве

Использование ферментов известно давно, однако их использовали для ввода в продукт вместе с перерабатываемым сырьем (солодом или специальными микроорганизмами).

В последние годы используются ферментные препараты, которые получают из культур микроорганизмов (плесневых грибов или бактерий). Применение ферментных препаратов в пищевой и легкой промышленности улучшает технологию производства и дает значительный экономический эффект.

В спиртовой промышленности культуры плесневых грибов позволяют заменить солод, что дает экономию зерна и повышает выход спирта из 1т крахмала. В пивоварении ферментные препараты позволяют заменить 50% солода не соложеным зерном. В фруктово-ягодном соковом производстве препараты ферментов повышают выход сока на 15-20% и осветляют соки, в виноделии повышают выход сусла и улучшают качество вина. Применение ферментных препаратов в производстве хлебного кваса ускоряет процесс его производства. Амилолитические ферменты можно применять в производстве крахмальной и мальтозной патоки. В последнем случае ферменты заменяют солод.

Протеолитические ферменты и фермент глюкооксидаза должны найти применение для повышения стойкости пива. Ферментные препараты используются в других отраслях промышленности: хлебопекарной, мясной, молочной (сыроделие), рыбной, медицинской, кожевенной, текстильной.

Плесневые грибы и способ их выращивания

В производстве ферментных препаратов применяют плесневые грибы из рода аспергиллов: Аспергиллюс оризе, Аспергиллюс авамори, Аспергиллюс нигер и др. Известно много штаммов этих видов, выведены новые.

Грибы из рода аспергиллов, как и другие плесневые грибы, являются типичными аэрофилами. Поэтому они могут развиваться только на поверхности твердой или жидкой питательной среды, либо в жидкой, которая достаточно аэрируется. Высокая влажность питательной среды и воздуха благоприятно сказывается на их развитии. Оптимальная температура для развития грибов Аспергиллюс оризе, Аспергиллюс авамори, Аспергиллюс нигер и накопления ими амилолитических ферментов 30-32°С. Грибы в процессе роста интенсивно дышат и выделяют значительное количество тепла; тепло отводят продуванием воздуха. В производстве ферментных препаратов необходимо обеспечить возможно полную стерильность технологического процесса; инфекция угнетает рост грибов и инактивирует образовавшиеся ферменты.

Выращивание плесневых грибов из рода аспергиллов ведут поверхностным и глубинным способами. Поверхностный способ характеризуется развитием мицелия гриба на поверхности твердого или жидкого субстрата, который укладывается тонким слоем для обеспечения аэрации. Выращивание гриба на жидком субстрате поверхностным способом для накопления амилолитических ферментов не применяется, так как содержащийся в жидкой среде сахар в этих условиях превращается в органические кислоты, инактивирующие амилазу.

Глубинный способ характеризуется выращиванием грибов в жидком субстрате во взвешенном состоянии при продувании воздуха.

Поверхностный способ выращивания плесневых грибов

Этим способом плесневые грибы выращиваются для спиртовой, пивоваренной и соковой промышленности. Для спиртовой и пивоваренной промышленности выращивают Аспергиллюс оризе или Аспергиллюс авомори, для соковой промышленности — Аспергиллюс нигер.

Питательной средой для выращивания плесневого гриба Аспергиллюс оризе являются пшеничные отруби. Аспергиллюс нигер выращивают из пшеничных отрубей и плодово-ягодных выжимок. Питательную среду стерилизуют, охлаждают, засевают маточной культурой гриба, увлажняют до определенной влажности и раскладывают в кюветы с сетчатым дном. Кюветы — это противни из оцинкованного железа размером 600×800 мм.

Высота слоя питательной среды в кювете 20-25 мм. Кюветы устанавливают в несколько рядов на этажерки, которые затем помещают для выращивания грибов в растительные камеры. Растительная камера представляет собой герметично закрывающееся помещение, снабженное обеспложиваемым воздухом определенной температуры и влажности. По окончанию выращивания сырой ферментный препарат дробят и высушивают. В спиртовом производстве сырой препарат может непосредственно применяться для осахаривания. Все устройства, посуда и помещения перед началом выращивания тщательно моют и стерилизуют. Воздух также подвергается кондиционированию по температуре и влажности и микробиологической очистке на специальных фильтрах.

1 - элеватор; 2 - бункер для отрубей; 3 - автоматические весы; 4 - стерилизатор; 5 - бак для стерилизации воды; 6 - подача холодной воды в стерилизатор; 7 - рольганг с кюветами; 8 - этажерка для кювет на тележке; 9 - подача острого пара в стерилизатор; 10 - подача маточной культуры в стерилизатор; 11 - подача стерильной воды в стерилизатор; 12 - растительная камера; 13 - этажерка с кюветами; 14 - кювета; 15 - сырой ферментный препарат; 16 - дробилка; 17 - ленточный транспортер; 18 - сушилка; 19 - охлаждающий шнек; 20 - весы для взвешивания сухого ферментного препарата. Рисунок 1 - Схема производства неочищенного ферментного препарата плесневого гриба Аспергиллюс оризе
1 — элеватор; 2 — бункер для отрубей; 3 — автоматические весы; 4 — стерилизатор; 5 — бак для стерилизации воды; 6 — подача холодной воды в стерилизатор; 7 — рольганг с кюветами; 8 — этажерка для кювет на тележке; 9 — подача острого пара в стерилизатор; 10 — подача маточной культуры в стерилизатор; 11 — подача стерильной воды в стерилизатор; 12 — растительная камера; 13 — этажерка с кюветами; 14 — кювета; 15 — сырой ферментный препарат; 16 — дробилка; 17 — ленточный транспортер; 18 — сушилка; 19 — охлаждающий шнек; 20 — весы для взвешивания сухого ферментного препарата.
Рисунок 1 — Схема производства неочищенного ферментного препарата плесневого гриба Аспергиллюс оризе

Производство ферментного препарата для пивоваренной промышленности

Технологический процесс состоит из следующих стадий:

  1. Получение маточной культуры плесневого гриба Аспергиллюсоризе для использования в качестве производственного посевного материала.
  2. Подготовка и стерилизация производственной питательной среды, засев ее маточной культурой и раскладка в кюветы.
  3. Выращивание плесневого гриба в растительных камерах.
  4. Дробление, сушка, расфасовка ферментного препарата.

Маточная культура плесневого гриба

В настоящее время в пивоваренной промышленности применяют плесневой гриб Аспергиллюс оризе штамм 476-И. Производственный посевной материал получают размножением чистой культуры гриба в питательной среде из пшеничных отрубей. Размножение производят последовательными посевами в три стадии: пробирка → колба стеклянная→ колба алюминиевая→ посевная кювета

Выращивание маточной культуры производится в специальной растительной камере чистой культуры — в посевных кюветах. Гриб в кюветах растет до появления обильного спороношения. По окончании выращивания для лучшей сохранности и измельчения культуры ее в кюветах подсушивают пропусканием через растительную камеру сухого теплого обеспложенного воздуха в течение нескольких часов. Подсушенную культуру вплоть до ее использования в производстве хранят в специальном шкафу.

Подготовка, стерилизация питательной среды, засев ее маточной культурой и раскладка в кюветы

Пшеничные отруби, используемые для выращивания гриба Аспергиллюс оризе, являются хорошей питательной средой, в которой полно и в благоприятном соотношении содержатся необходимые для гриба питательные составные части: крахмал, аминокислоты, минеральные вещества и стимуляторы роста. Отруби и отходы, получаемые при помоле и переработке других зерновых культур, не имеют такого состава. Отруби для выращивания гриба должны отвечать определенным требованиям:

  1. Отруби должны быть крупными, широколопастными.
  2. Содержание крахмала в отрубях должно быть не ниже 20%.

Отруби, поступающие для приготовления питательной среды, содержат большое количество микроорганизмов. Для освобождения от них отруби стерилизуют паром в специальном стерилизаторе. По окончании загрузки отрубей, до обработки паром, в стерилизатор добавляют формалин и соляную кислоту. Формалин способствует полной стерилизации. Соляная кислота добавляется для подкисления отрубей до pH 4,8-4,9. Это улучшает стерилизацию и создает необходимые условия для развития гриба. Кроме того, при подкислении питательной среды получаемый ферментный препарат обладает меньшей протеолитической активностью. Это условие необходимо для пивоваренного производства, так как иначе происходит слишком глубокий распад белков и снижается качество пива. При производстве ферментного
препарата для других отраслей промышленности подкисление отрубей не требуется.

Стерилизацию отрубей паром производят при давлении 0,3 ати (103-104°С )в течение 1-2 ч в зависимости от качества отрубей. После стерилизации отруби охлаждают до 40°С пропусканием через рубашку стерилизатора холодной воды и подачей холодного обеспложенного воздуха в стерилизатор. Охлажденную питательную среду в стерилизаторе засевают маточной культурой гриба в количестве 0,3% от количества отрубей. Помимо освобождения от микроорганизмов, питательная среда в процессе стерилизации должна быть доведена до определенной влажности. Часть влаги поступает с паром, вторую часть воды вводят в стерилизатор. К обсемененной питательной среде добавляют охлажденную кипяченную воду до влажности 57-59%, являющейся оптимальной для роста гриба и накопления ферментов. После этого обсемененную питательную среду раскладывают в кюветы равномерным слоем высотой не более 25 мм. Заполненные кюветы устанавливают на этажерку и отвозят в растительную камеру.

Выращивание плесневого гриба в растительной камере

В растительной камере поддерживают оптимальные условия для роста гриба и накопления им ферментов: температура 30°С, относительная влажность воздуха 97-100%; длительность выращивания 24-26 ч. Гриб в процессе своей жизнедеятельности потребляет кислород и выделяет в окружающую среду продукты обмена, а также большое количество тепла. Поэтому воздух в растительных камерах должен систематически обмениваться и уносить с собой избыточное тепло. Обеспложивание воздуха производится пропусканием его через висциновые и ватные фильтры. Для экономии воздуха, часть его возвращают в виде рецирку-
ляционного с пропуском его через воздухоохладитель.

Весь цикл выращивания гриба можно разделить на две стадии.

В первой стадии происходит набухание и прорастание спор. Рост мицелия невооруженным глазом не заметен. Дыхание гриба и связанное с этим выделение тепла практически не ощутимы. Температуру в первой стадии поддерживают 32°С, обмен воздуха двух-, трехкратный в час, относительная влажность воздуха не ниже 95-98%. Продолжительность первой стадии 8-10 ч.

Во второй стадии интенсивность роста гриба усиливается, через 14-15 ч проращивания образуется видимый невооруженным глазом мицелий гриба. Температура прорастающей среды повышается, и может происходить интенсивное испарение влаги и подсыхание питательной среды, что губительно влияет на развитие гриба и образование ферментов. Поэтому, начиная с 10 ч после посева, постепенно снижают температуру воздуха, доводя ее к 15-16 часам до 27-28°С, а относительную влажность воздуха повышают до 100%. Нельзя допускать в процессе выращивания гриба спорообразования, которое резко снижает ферментативную активность гриба. Через 24-26 ч выращивания отруби в кюветах схватываются мицелием гриба. Они имеют форму и консистенцию плотного пирога и готовы для съема на сушку. Влажность полученного препарата 38-40%.

Дробление, сушка и расфасовка ферментного препарата

По окончании выращивания гриба сросшуюся мицелием массу питательной среды осматривают для удаления зараженных мест, а затем измельчают и высушивают.

Дробление осуществляется на дробилке, а затем в дезинтеграторе. Измельченный сырой ферментный препарат поступает в непрерывно-действующую барабанную сушилку. Высушивание проводят горячим воздухом при 86-90°С. Из-за интенсивного испарения температура высушиваемого препарата не должна превышать 45°С. Длительность пребывания каждой высушиваемой частицы препарата в сушилке 7-8 мин. Высушенный препарат с влажностью 10-11% охлаждают до комнатной температуры, перемешивают для получения однородного продукта и упаковывают в мешки.

Согласно техническим условиям, ферментный препарат плесневого гриба Аспергиллюс оризе должен отвечать следующим требованиям:

  • мелкозернистый продукт с включением небольших гранул диаметром не более 5 мм;
  • желтовато-коричневого или серого цвета;
  • влажность 10-12%;
  • осахаривающая способность (ОС) не ниже 100 амилазных единиц (на воздушно-сухое вещество). Осахаривающую способность препарата выражают числом амилазных единиц в 100г сухого препарата. За амилазную единицу принимается стократная доза того количества фермента, которая в строго определенных условиях — концентрация крахмала, температура и pH — осахаривает крахмал с такой интенсивностью, когда константа гидролиза равна 0,01;
  • протеолитическая способность (ПС) не ниже 125 единиц (на воздушно-сухое вещество). Протеолитическая способность препарата выражается числом граммов казеина, гидролизуемых 100 г препарата за 1 ч при 50°С;
  • водная вытяжка ферментного препарата не должна быть мутной; допускается легкая опалесценция. Ферментный препарат должен храниться при температуре не выше 25°С. Влажность ферментного препарата не должна повышаться более 14%. Более значительное увлажнение снижает ферментную активность.

Выращивание ферментного препарата в спиртовой промышленности

В спиртовом производстве поверхностным способом выращивают плесневые грибы Аспергеллюс авамори и Аспергиллюс оризе в основном при таком же режиме, как и в пивоваренном производстве. Длительность выращивания плесневых грибов в растительной камере 32-36 ч. По окончании выращивания сырую культуру гриба смешивают с водой, к смеси добавляют для дезинфекции формалин и используют для осахаривания разваренного крахмалистого сырья. Если выращенная культура гриба предназначена для отправки на другие заводы, ее высушивают и транспортируют в сухом виде.

Выращивание плесневых грибов в непрерывно-действующей установке

Существует несколько типов непрерывно-действующих установок для выращивания плесневых грибов на сыпучих средах. Единый агрегат, разработанный ВНИФСа, в котором осуществляют все технологические операции выращивания микроорганизмов, показан на рисунке 2. Технологический режим выращивания плесневых грибов на этой установке: длительность выращивания 36 ч; температура питательной среды в процессе роста 32°С, аэрацию и охлаждение среды производят воздухом при 28-30°С и начальной относительной влажности 98-100%, начальная влажность питательной среды 60%; конечная влажность выросшей культуры 55-56 %.

1 - бункер для отрубей; 2 - транспортер; 3 - камера стерилизации; 4 - мерник; 5 - дозатор; 6 - сборник посевной культуры; 7 - распределительные барабаны; 8 - зубчатые ворошители; 9 - лотки; 10 - цепной транспортер; 11 - сепаратор; 12 - туннельная сушилка; 13 - вращающаяся щетка; 14 - разгрузочный бункер; 15 - транспортер; 16 - опрокидывающее устройство; 17 - щетка с капроновой щетиной; 18 - моечная камера; 19 - камера стерилизации лотков. Рисунок 2 - Схема непрерывно-действующей установки для выращивания плесневых грибов
1 — бункер для отрубей; 2 — транспортер; 3 — камера стерилизации; 4 — мерник; 5 — дозатор; 6 — сборник посевной культуры; 7 — распределительные барабаны; 8 — зубчатые ворошители; 9 — лотки; 10 — цепной транспортер; 11 — сепаратор; 12 — туннельная сушилка; 13 — вращающаяся щетка; 14 — разгрузочный бункер; 15 — транспортер; 16 — опрокидывающее устройство; 17 — щетка с капроновой щетиной; 18 — моечная камера; 19 — камера стерилизации лотков.
Рисунок 2 — Схема непрерывно-действующей установки для выращивания плесневых грибов

Пшеничные отруби из бункера 1 поступают на стальную ленту транспортера 2. Непрерывно перемещаясь с движущей лентой, отруби проходят через камеру стерилизации 3, где их нагревают до 140°С и затем около 30 мин выдерживают при данной температуре. После этого на стерилизованные отруби сверху дозатором 5 из мерника 4 подают холодную стерильную воду, которая увлажняет их до 40-45% и охлаждает до 40-45°С. Затем на отруби подают посевную культуру из сборника 6 в количестве 0,6% от количества отрубей и остальную стерильную воду, чтобы довести конечную влажность засеянной среды до 60%. Отруби, вода и посевная культура одновременно поступают на два вращающихся распределительных барабана 7, которыми они переводятся во взвешенное состояние. При этом отруби тщательно перемешиваются с водой и посевной культурой и ложатся на движущиеся под барабанами лотки цепного транспортера, где можно производить вторичное перемешивание с помощью зубчатых ворошителей 8. Загруженные лотки 9 цепного транспортера 10 перемещаются, переходя из одного горизонтального участка на следующий (нижележащий). Лотки с питательной средой движутся в камере, что исключает попадание инфекции с окружающего воздуха.

Камера ращения разделена на три зоны соответственно трем фазам роста. В первой зоне, в которой проходят пять ветвей транспортера, в течение 10-12 ч набухают конидии гриба, при этом культура не выделяет тепла, поэтому в первую зону для поддержания температуры питательной среды около 30°С подается 1-2% воздуха от общей потребности.

Во второй зоне, где движется десять ветвей транспортера, происходит активный рост грибов с выделением тепла до 75 ккал/кг час. В эту зону подают до 96-98% расходуемого воздуха для обеспечения культуры плесневых грибов кислородом и отвода выделяемого ими тепла. Продолжительность второй фазы 12-16 ч, рост гриба в этой фазе в основном заканчивается.

В третьей зоне движется пять горизонтальных участков, продолжительность ее 10-12 ч; эта фаза характеризуется накоплением ферментов в выросшей культуре; выделение тепла почти не происходит. Количество подаваемого воздуха составляет 1-2% от общего его расхода.

Во все зоны подают кондиционированный воздух при температуре 28-30°С и относительной влажностью 98-100%. Сепаратор 11 служит для отделения частичек воды из кондиционированного воздуха, подаваемого в камеру ращения. На самую нижнюю ветвь транспортера лотки поступают с выросшей культурой, имеющей влажность около 55%. Здесь они проходят небольшую туннельную сушилку 12, в которой культуру подсушивают теплым воздухом (60-65°С)до влажности 12%. Из сушилки лотки поступают к разгоузочному устройству; вращающаяся цилиндрическая щетка 13с набором стальных проволок снимает отдельные частицы культуры, которые поступают в разгрузочный бункер 14, а из него транспортером 15 — на расфасовку. Лоток, выходя из-под стальной щетки, автоматически переворачивается опрокидывающим устройством 16 на 180° и попадает под вторую щетку 17 с капроновой щетиной, которая окончательно очищает его внутреннюю поверхность. Освобожденные лотки поступают в моечную камеру 18, где горячей водой смывают оставшиеся частицы. Из камеры мойки лотки поступают в камеру стерилизации лотков 19. Лотки нагревают паром через змеевики или при помощи электрических нагревательных элементов.

Стерилизованные лотки по выходе из камеры стерилизации поднимаются по вертикальному участку транспортера на повторную загрузку питательной средой; во время подъема поддерживают стерильные условия, для охлаждения лотков подают кондиционированный воздух. Выращивание плесневых грибов на установке ВНИИФСа характеризуется следующими преимуществами: 1) себестоимость продукции ниже; 2) исключается ручной труд.

Глубинный способ выращивания плесневых грибов

В спиртовой промышленности наряду с поверхностным способом выращивания плесневых грибов применяют более простой глубинный способ. По этому способу выращивают гриб Аспергеллюс нигер и Аспергеллюс узамии.

Питательной средой служит отход спиртового производства — картофельная или зерновая барда. Для выращивания грибов (рисунок 3) барда поступает в сборник 1, откуда ее подают насосом 11 на фильтр 2. Далее грубый фильтрат барды подают в приемные сосуды 3, где барду подщелачивают окисью магния до pH 5,5-5,6 и добавляют 1 % крахмала в виде муки или разваренной массы картофеля (зерна). Окись магния и крахмал в дальнейшем увеличивают активность ферментов. Затем питательную среду стерилизуют нагреванием в подогревателе 4 до 125-130°С и в выдерживателе 5, после чего охлаждают в теплообменнике 6 до 30-32°С.

Маточную культуру гриба размножают в герметически закрытом чане (маточнике) 7, которую засевают конидиальной культурой гриба, выращенной в аппарате чистой культуры или в колбах.

Выращивание в маточнике производят в течение 24-30ч при 30-31 °С и непрерывной аэрации. Дальнейшее выращивание культуры гриба производят в ферментаторах 8. Ферментатор представляет собой герметически закрытый аппарат, снабженный водяной рубашкой. На дне ферментатора установлены форсунки-аэраторы 9 для подачи стерильного воздуха. В ферментаторе плесневой гриб выращивают при тех же условиях, что и маточнике. Во время роста гриба в ферментаторе поддерживают давление 0,15-0,2 ати продуванием стерильного сжатого воздуха. Готовая культура поступает в сборник 10.

Кроме указанного периодического метода, применяют и полунепрерывный метод выращивания плесневых грибов — метод пере гака. В этом случае выращивание глубинной культуры производится в две фазы:

  1. интенсивное размножение мицелия;
  2. созревание мицелия и накопление ферментов. Обе фазы осуществляются при аэрации и перемешивании.
1 - сборник барды; 2 - фильтр; 3 - приемные сосуды; 4 - подогреватель; 5 - выдерживатель; 6 - теплообменник; 7 - маточник; 8 - ферментаторы; 9 - форсунка-аэратор; 10 - сборник готовой культуры. Рисунок 3 - Технологическая схема выращивания плесневых грибов глубинным способом
1 — сборник барды; 2 — фильтр; 3 — приемные сосуды; 4 — подогреватель; 5 — выдерживатель; 6 — теплообменник; 7 — маточник; 8 — ферментаторы; 9 — форсунка-аэратор; 10 — сборник готовой культуры.
Рисунок 3 — Технологическая схема выращивания плесневых грибов глубинным способом

Получение очищенных ферментных препаратов

Неочищенные ферментные препараты плесневых грибов успешно используют в спиртовой промышленности и пивоварении. В ряде производств: хлебопечении, пивоварении (для повышения стойкости пива) и других требуются очищенные ферментные препараты. Получение очищенных ферментных препаратов из сухой культуры плесневого гриба Аспергиллюс оризе по схеме, разработанной Калашниковым Е.Я., состоит из следующих операций:

  1. экстрагирование ферментов,
  2. очистка ферментной вытяжки,
  3. осаждение ферментов и отделение выпавших осадков
  4. сушка, измельчение и упаковка ферментных препаратов.

Сухая культура гриба обычно содержит 60% нерастворимых веществ (остатки отрубей), 10% воды и 30% экстрактивных веществ. Для освобождения от балластных сухих веществ сухую культуру гриба экстрагируют водой, при этом ферменты и другие экстрактивные вещества переходят в раствор. Экстракцию производят по принципу противоточного выщелачивания в батарее из нескольких диффузоров при 20-25°С. Вода, проходя последовательно через все диффузоры, обогащается экстрактивными веществами, в частности ферментами, и получается ферментная вытяжка.

При установившемся режиме работы диффузионной батареи загружают один диффузор за другим сухой культурой гриба. После загрузки каждый из них заполняют вытяжкой из предыдущего диффузора и отбирают из головного диффузора ферментную вытяжку. Вода поступает в хвостовой диффузор, после чего выгружают выщелоченную культуру гриба, из которой извлечены почти все экстрактивные вещества, а воду подают на следующий диффузор. При батарее, состоящей из шести-восьми диффузоров, вытяжка содержит 10-11 % экстрактивных веществ. При увеличении числа диффузоров до 14 и изменении режима работы батареи, при котором отбор вытяжки производить не из каждого головного диффузора, а через три, заполненных свежим препаратом, то концентрацию можно повысить близкой до концентрации экстрактивных веществ в сухом препарате (до 30-36%). Полученную ферментную вытяжку фильтруют через асбестовую фильтрмассу, фильтрационный картон или обычную фильтровальную бумагу для отделения механических примесей. После фильтрации вытяжку подвергают диализу. Диализ — это диффузия растворенных веществ через мембрану (полупроницаемую перегородку), которая проницаема только для тех веществ, размеры молекул которых меньше диаметра ее пор.

Ферменты — это специфические белки, т.е. высокомолекулярные соединения, они не проходят через поры перегородки, другие же растворенные низкомолекулярные вещества проходят через нее. Диализ осуществляется в специальном сосуде — диализаторе током воды в течение 20-24 ч до удаления из ферментной вытяжки 55-60% балластных растворимых веществ. В качестве мембраны используют растительный пергамент, целлофан отдельных марок и хлопчатобумажную или шелковую ткань, пропитанную специальным составом из желатина, двухромовокислого аммония и глицерина. При том, если не требуется высокая степень очистки, диализ не применяется, но при этом концентрация сухих веществ в вытяжке не должна превышать 20%.

В специальном аппарате-осадителе выделяют ферменты в осадок добавлением этилового или изопропилового спирта. Для осаждения ферментов требуется 70%-ный этиловый или 55%-ный изопропиловый спирт. При этом расход 95%-ного этилового спирта составляет 2,8 объема на один объем ферментной массы. Расход 95%-ного изопропилового спирта на тот же объем составляет 1,4 объема. Осаждение ферментов изопропиловым спиртом в пять раз дешевле, чем осаждение этиловым.

Выпавший осадок ферментов отделяют на центрифуге и высушивают. Сушку производят при обычном атмосферном давлении и температуре не выше 40°С в течение 6-8 ч. Влажность высушенного ферментного препарата — 8-10%. Его измельчают на мельнице и расфасовывают в герметически закрывающуюся стеклянную или жестяную тару. Спирт, оставшийся после осаждения, перегоняют для укрепления с целью повторного использования. Технологическая схема получения очищенного ферментного препарата показана на рисунок 4.

1 - весы; 2 - насос для подачи воды на диффузию; 3 - диффузионная батарея; 4 - фильтр; 5 - сборник отфильтрованной ферментной вытяжки; 6 - диализатор; 7 - сборник диализированной ферментной вытяжки; 8 - насос; 9 - напорный мерник ферментной вытяжки; 10 - напорный мерник спирта; 11 - осадитель; 12 - центрифуга; 1 3 -суш илка; 1 4 -мельница; 15 - сборник фугата; 16 - аппарат для перегонки спирта; 17 - сборник регенерированного спирта; 18 - сборник для хранения спирта Рисунок 4 - Технологическая схема получения очищенных ферментных препаратов
1 — весы; 2 — насос для подачи воды на диффузию; 3 — диффузионная батарея; 4 — фильтр; 5 — сборник отфильтрованной ферментной вытяжки; 6 — диализатор; 7 — сборник диализированной ферментной вытяжки; 8 — насос; 9 — напорный мерник ферментной вытяжки; 10 — напорный мерник спирта; 11 — осадитель; 12 — центрифуга; 1 3 -суш илка; 1 4 -мельница; 15 — сборник фугата; 16 — аппарат для перегонки спирта; 17 — сборник регенерированного спирта; 18 — сборник для хранения спирта
Рисунок 4 — Технологическая схема получения очищенных ферментных препаратов

Выход очищенных ферментных препаратов составляет 2-2,5% к количеству взятой сухой культуры гриба Аспергиллюс оризе. В результате очистки в комплексных препаратах концентрация ферментов по сравнению с сухой культурой повышается в 25-50 раз.

Известны и другие схемы получения очищенных ферментных препаратов. Балластные примеси, содержащиеся в ферментной вытяжке гриба Аспергиллюс оризе, можно удалять повышением pH до 8,2-8,6 с последующим центрифугированием образовавшегося осадка: добавление к вытяжке 0,1 -0,2% хлористого кальция способствует выпадению осадка. После отделения его степень чистоты препарата увеличивается в 2-2,5 раза.

Ферментную вытяжку после диализа можно подвергнуть выпариванию под вакуумом (температура кипения не выше 32°С). Полученный сироп высушивают до образования порошка.

Кроме очищенных комплексных ферментных препаратов можно получить отдельно амилолитические и протеолитические ферменты. Из ферментной вытяжки сухой культуры плесневого гриба Аспергиллюс оризе после диализа сначала слабым раствором этилового спирта осаждают протеолитические ферменты, отделяют их на центрифуге, а затем в оставшемся растворе более крепким спиртом осаждают амилолитические ферменты. Осадки ферментов после отделения на центрифугах высушивают, измельчают и упаковывают.

Можно также для получения очищенных ферментных препаратов, обладающих одним видом ферментной активности, подобрать такие виды и штаммы микроорганизмов, которые продуцируют, главным образом, амилолитические или протеолитические ферменты.

Так, например, плесневый гриб Аспергиллюс флявус обладает высокой протеолитической способностью и некоторые штаммы его не образуют амилолитических ферментов. Концентрированные ферментные препараты могут выпускаться в виде сгущенного ферментного сиропа. Для этого полученную после диализа ферментную вытяжку упаривают в выпарном аппарате под вакуумом и затем разливают в трех-, пятикилограммовые бидоны.

Очищенные ферментные препараты можно получить и из глубинных культур микроорганизмов. Однако выделение ферментов из глубинных культур на барде затруднительно, так как в ней остается много веществ, не используемых грибом.

Для получения очищенных ферментных препаратов глубинную культуру гриба выращивают на искусственной питательной среде. Так, для получения препаратов амилазы рекомендуется питательная среда из кукурузной муки, азотнокислого натрия и других солей. При выращивании на этой среде гриба Аспергиллюс оризе (штамм 3-9-15) в нем образуются амилолитические ферменты и отсутствуют протеолитические. Выделение очищенного препарата из такой культуры проще, чем из поверхностной. Вся амилаза содержится в культуральной жидкости, и мицелий гриба отделяют фильтрованием. Отфильтрованный раствор упаривают под вакуумом (32-33°С) и осаждают ферменты из упаренного раствора этиловым спиртом. Выпавший ферментный осадок отделяют на центрифуге, промывают спиртом и высушивают в сушилке под вакуумом.