CZ23822U1 - Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy - Google Patents
Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ23822U1 CZ23822U1 CZ201225737U CZ201225737U CZ23822U1 CZ 23822 U1 CZ23822 U1 CZ 23822U1 CZ 201225737 U CZ201225737 U CZ 201225737U CZ 201225737 U CZ201225737 U CZ 201225737U CZ 23822 U1 CZ23822 U1 CZ 23822U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fermentation
- whey
- ethanol
- yeast biomass
- cycle
- Prior art date
Links
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 title claims description 54
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 title claims description 47
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 title claims description 32
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims description 27
- 235000021119 whey protein Nutrition 0.000 title claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 106
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 55
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 52
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 29
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 27
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 27
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 6
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 2
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 2
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 2
- 206010013911 Dysgeusia Diseases 0.000 description 2
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 description 2
- 241000235649 Kluyveromyces Species 0.000 description 2
- 241000235650 Kluyveromyces marxianus Species 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000253911 Saccharomyces fragilis Species 0.000 description 2
- 235000018368 Saccharomyces fragilis Nutrition 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 241001138401 Kluyveromyces lactis Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229960003180 glutathione Drugs 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 150000002597 lactoses Chemical class 0.000 description 1
- JCQLYHFGKNRPGE-FCVZTGTOSA-N lactulose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 JCQLYHFGKNRPGE-FCVZTGTOSA-N 0.000 description 1
- 229960000511 lactulose Drugs 0.000 description 1
- PFCRQPBOOFTZGQ-UHFFFAOYSA-N lactulose keto form Natural products OCC(=O)C(O)C(C(O)CO)OC1OC(CO)C(O)C(O)C1O PFCRQPBOOFTZGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002417 nutraceutical Substances 0.000 description 1
- 235000021436 nutraceutical agent Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 235000016046 other dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 1
- 230000000529 probiotic effect Effects 0.000 description 1
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 1
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Description
Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy
Oblast techniky
Technické řešení se týká nutričně hodnotného komplexu syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy, který se vyrobí semikontinuálním současným získáváním etanolu, nutričně hodnotného komplexu syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy z vysoce koncentrovaných roztoků sladké syrovátky.
Dosavadní stav techniky
Pro výrobu etanolu nebo kvasničné biomasy je využívána celá řada různých uhlíkatých substrátů, nej častěji různých sacharidů. Také mléčný cukr laktóza je často využívaným substrátem pro výrobu těchto produktů. Obvyklým zdrojem laktózy pro průmyslové využití je syrovátka.
Syrovátka dlouhodobě představovala pro mlékárenský průmysl obtížně zpracovatelný odpad. Část syrovátky byla zkrmována, podstatný podíl však byl často bez užitku likvidován mikrobiální degradací a představoval významný ekologický problém.
Díky vývoji moderních ultrafiltračních technologií slouží v dnešní době syrovátka nejčastěji jako surovina pro oddělení syrovátkových bílkovin, ve formě různých izolátů a koncentrátů. Syrovátkové bílkoviny jsou nutričně velmi hodnotné a mají velmi široké spektrum využití v potravinářském průmyslu, včetně potravinových doplňků pro sportovní výživu. Rovněž jsou použitelné ve farmacii a kosmetice. Po ultrafiltrační separaci bílkovin vzniká deproteinovaná syrovátka obsahující zejména laktózu a minerální látky. Deproteinovaná syrovátka představuje stále obtížný odpad s vysokou biologickou spotřebou kyslíku. Může být využita pro izolaci laktózy krystalizací ze zahuštěného roztoku. Tento proces je vzhledem k nízkému obsahu laktózy však dosti nákladný. Proto byla patentována celá řada fermentačních postupů zpracování syrovátky, deproteinované nebo kompletní, eventuálně dalších mléčných produktů, na různé metabolické produkty vznikající asimilací laktózy.
Některé patentované fermentační postupy zpracování syrovátky nebo jiných médií obsahujících laktózu zahrnují mikrobiální výrobu butanolu a acetonu (US 2166047), aminokyselin (JP 58020194, JP 59034894), potravinářských zahušťovacích a emulgačních činidel (US 4444793, NZ 201321, US 4851235), kyseliny propionové (AU 3490884, IE 851036L, CA 1256738), xantanové gumy (US 5434078), bioplynu (EP 1553059), octa (JP 2002335944), kyseliny mléčné a mléčnanů (EP 0265409, RU 2112391, US 5952207) a v nedávné době také probiotických přípravků (např. EU 1502947, BG 108769U) nebo laktulózy (např. CN 1324956, RU 2203959).
Řada patentů se týká fermentační výroby etanolu (GB 477863, GB 1491405, GB 801274, GB 1524618, US 4617861, RU 2105060, EP 1041153, NZ 514253, EP1041153 a EP1918381). Mléčný cukr laktóza patří mezi obtížně asimilovatelné cukry pro kvasinky. Pouze několik kvasničných kmenů disponuje enzymem β-galaktosidázou, který je nezbytný pro Štěpené laktózy na jednoduché zkvasitelné cukry glukózu a galaktózu. Mezi tyto kmeny patří Saccharomyces fragilis, kmeny rodu Kluyveromyces, zejména K. marxianus a K. lactis, některé kmeny rodu Candida, zejména C. pseudotropicalis, nebo Fabospora fragilis.
Řada patentů chrání také fermentační výrobu kvasničné biomasy s využitím laktózy jako zdroje uhlíku a energie (např. ES 2050066, CZ 299782).
Vzhledem k malé asimilovatelnosti laktózy a tudíž nízké efektivitě její konverze na metabolické produkty je však většina fermentačních technologií zmíněných výše málo efektivní pro průmyslové využití.
CZ 23822 Ul
Podstata technického řešení
Výše uvedené nedostatky odstraňuje nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 20 až 80 % hmotn. syrovátkových bílkovin a 10 až 80 % hmotn. kvasničné biomasy.
Nutričně hodnotný komplex podle technického řešení se vyrábí tak, že se syrovátkové médium podrobí v nevětraném fermentoru řízené anaerobní fermentací kvasničnými kmeny asimilují čími laktózu, při teplotě 20 až 45 °C a hodnotě pH 4 až 6, v jejímž průběhu se převážná většina ze 4 až 20 % hmotn. přítomné laktózy přemění na etanol o koncentraci v rozmezí 6 až 10 % hmotn. v médiu, načež se část kompletního prokvašeného média oddělí pro separaci etanolu a sedimentu io syrovátkových bílkovin s kvasničnou biomasou a zbývající část doplní čerstvým syrovátkovým médiem a po dosažení požadované koncentrace etanolu se celý proces periodicky opakuje. Anaerobní fermentace probíhá za působení zejména kvasničným kmenem Fabospora fragilis, případně též Saccharomyces fragilis či lactis nebo některým z kmenů rodu Kluyveromyces či Candida, případně kombinací těchto kmenů. Etanol je z prokvašeného média odebíraného v průběhu a po ukončení semikontinuální fermentace oddělen destilací, nanofiltrací či pervaporací jako jeden z konečných produktů. Sediment syrovátkových bílkovin s kvasničnou biomasou je z prokvašeného média odebíraného v průběhu a po ukončení semikontinuální fermentace oddělen odstředěním jako další konečný produkt. Sediment syrovátkových bílkovin s kvasničnou biomasou je po odstředění vracen společně s čerstvým syrovátkovým médiem zpět do fermentoru pro posílení pro20 cesu etanolové fermentace v dalším cyklu. Sediment syrovátkových bílkovin s kvasničnou biomasou po odstředění může být vracen společně s čerstvým syrovátkovým médiem zpět do fermentoru pro posílení procesu etanolové fermentace v dalším cyklu.
Vzniklý etanol je z odebrané části prokvašeného média oddělen destilací, pervaporací nebo nanofiltrací. Tímto způsobem vyrobený etanol je velmi kvalitní a může být využit například jako potravinářský líh nebo bioetanol do palivových směsí.
Komplex syrovátkových bílkovin s kvasničnou biomasou je z odebrané části prokvašeného média oddělen odstředěním jako další produkt.
Nutričně hodnotný komplex podle technického řešení je zdrojem vysoce ceněných kvalitních bílkovin s nadprůměrným obsahem větvených aminokyselin. Kromě syrovátkových bílkovin obsahuje produkt kvasničnou biomasu v množství 10 až 80 % hmotn., která mu dodává řadu nutričně významných látek, jako jsou beta-glukany, glukomananový komplex, vitaminy skupiny B, esenciální stopové prvky v biologické vazbě, nebo glutation. Některé složky kvasničné biomasy, jako jsou např. nukleové kyseliny, mohou také přispívat ke zvýšení senzorické kvality produktu.
Nutričně hodnotný komplex podle technického řešení vzniká vlastně jako vedlejší výrobek pri zpracovávání velkého množství syrovátky, která je jinak obtížně zpracovatelným vedlejším produktem, ale s vysokým obsahem nutričně významných látek.
Následující příklady provedení nutričně hodnotný komplex pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.
Příklady provedení
Příklad 1
Laboratorní pokus litr sterilního média obsahujícího 20 % hmotn. sušené syrovátky ELIGO, a.s. v EM baňce o objemu 2 litry bylo inokulováno ze šikmého agaru kulturou Fabospora fragilis CCY 51-1-5, S 45 2423333 ze sbírky Výzkumného ústavu potravinářského v Praze, v.v.i. Sušená syrovátka ELIGO,
a.s. obsahuje přibližně 75 % hmotn. laktózy a 12 % hmotn. bílkovin.
-2CZ 23822 Ul
Následující anaerobní fermentace probíhala na stolní rotační třepačce GFL 1083 (GFL Gesellschaft Labortechnik) při 180 kyvech za minutu při absenci větrání, teplotě 30 °C a hodnotě pH 5 až 6. Po 51 hodinách fermentace, když refrakce Rf klesla z původní hodnoty 18,5 na hodnotu 8,5 % a koncentrace etanolu byla 9,02 % objem., byl ukončen 1. fermentační cyklus. V tomto rozsahu koncentrací je hodnota Rf úměrná koncentraci laktózy v médiu a je jí možno použít jako rychlý orientační test pro řízení fermentace. Druhý fermentační cyklus byl iniciován přídavkem dalšího litru sterilního 20% hmotn. vodného roztoku syrovátky ELIGO, a.s. k prokvašenému médiu. Snížením již inhibiční koncentrace etanolu došlo k obnovení fermentačního procesu. Druhý fermentační cyklus byl ukončen po 23 hodinách, kdy hodnota Rf klesla z původních 14,9 io na hodnotu 12 %, při koncentraci etanolu 7,41 % objem. Po ukončení 2. fermentačního cyklu byl odebrán 1 litr prokvašeného média, uschován v chladnici pro další zpracování a nahrazen 1 litrem sterilního 20% hmotn. vodného roztoku syrovátky ELIGO, a.s., čímž byl iniciován 3. fermentační cyklus. Třetí fermentační cyklus byl ukončen po 53 hodinách, kdy hodnota Rf klesla z původních 15,4 na hodnotu 10,5 %, při koncentraci etanolu 8,38% objem. Opět byl odebrán 1 is litr prokvašeného média, uschován v chladnici a nahrazen 1 litrem sterilního 20% hmotn. vodného roztoku syrovátky ELIGO, a.s., čímž byl iniciován 4. fermentační cyklus. Čtvrtý, poslední fermentační cyklus, byl ukončen po 42 hodinách, kdy hodnota Rf klesla z původních 14,8 na hodnotu 11,1 %, při koncentraci etanolu 7,56 % objem. Po ukončení 4. fermentačního cyklu byl celý objem prokvašeného média spojen s dříve odebranými frakcemi prokvašeného média z předchozích cyklů a použit pro oddělení sedimentu, obsahujícího směs vy srážených syrovátkových bílkovin s kvasniěnou biomasou odstředěním a následnou destilaci etanolu ze získaného supematantu. Sediment byl usušen lyofilizací.
Výsledky a hodnocení fermentačního pokusu:
Tabulka 1: Průběh 1. fermentačního cyklu (1 litr 20% hmotn. syrovátky)
| Doba fermentace | Refrakce | Koncentrace etanolu | pH |
| (h) | Rf% | EtOH % (obj./obj.) | |
| 0 | 18,5 | 0 | 5,94 |
| 21 | 13,5 | 4,33 | 5,13 |
| 27 | 11,5 | 5,85 | 5,05 |
| 45 | 8,5 | 8,13 | 5,02 |
| 51 | 8,5 | 9,02 | 5,01 |
Tabulka 2: Průběh 2. fermentačního cyklu (přídavek 1 litru 20% hmotn. syrovátky)
| Doba fermentace | Refrakce | Koncentrace etanolu | PH |
| (h) | Rf% | EtOH % (obj./obj.) | |
| 0 | 14,9 | 4,18 | 5,36 |
| 18 | 12,5 | 6,15 | 5,23 |
| 23 | 12,0 | 7,41 | 5,23 |
Tabulka 3: Průběh 3. fermentačního cyklu (1 litr původní kultury + 1 litr 20% hmotn. syrovátky)
| Doba fermentace | Refrakce | Koncentrace etanolu | pH |
| (h) | Rf% | EtOH%(obj./obj.) | |
| 0 | 15,4 | 3,09 | 5,44 |
| 17 | 14,5 | 3,90 | 5,48 |
| 24 | 12,5 | 5,51 | 5,33 |
| 30 | 12,0 | 6,21 | 5,32 |
| 48 54 | 10,5 | 7,48 8,38 | 5,27 |
-3CZ 23822 Ul
Tabulka 4: Průběh 4. fermentačního cyklu (I litr původní kultury + 1 litru 20% hmotn. syrovátky)
| Doba fermentace | Re frakce | Koncentrace etanolu | pH |
| (h) | Rf% “Ί | EtOH % (obj./obj.) | |
| 0 | 14,8 | 4,10 | 5,47 |
| 18 | 12,5 | 6,04 | 5,35 |
| 24 | 12,1 | 5,23 | 5,37 |
| 42 | n,i | 7,56 | 5,28 |
Cyklus 1 '‘V
.....
10 20 10 40 50
Doba fermentace (h)
Cyklus 2
20,0
0 _ .. * » * (oH/obřl---12,0 - ................**®**<-~
10,0
6,0
4,0 >***
2,0 ------------------------- - -.........
0,0
5 10 15
Doba fermentace (h)
Cyklus 3
20,0
| 18,0 | —*.Rf% | |
| 16,0 | .^.EtOH% | |
| 14,0 | fobjjobJ.T | |
| 12,0 | *> | |
| 10.0 | ||
| 8,0 | ||
| 6.0 | * - - | |
| ........* | ||
| 4,0 | ||
| 2,0 | ............ |
| 20,0 | Cyklus 4 |
| 18,0 | ................ |
| 16.0 ....... 14.0 12,0 | ...........................-* · EtOH% íobpobp................. ........ |
| 10.0 | |
| 30 | |
| 6,0 | ............ -A. . -*** ............ |
0,0
20 40 60
Doba fermentace (h)
4,0 > * ......................................
2,0 -.......- - ------- --------0.0 ...
10 20 10 40 50
Doba fermentoru (hl
Obr. 1: Grafické znázornění průběhu fermentaěních cyklů 1 až 4
-4CZ 23822 Ul
Vypočtené parametry fermentačního pokusu:
Výtěžnost kvasničné biomasy Fabospora fragilis z laktózy: Yvs “ 0,13
Celková výtěžnost etanolu z laktózy: YVs = 0,58
Produktivita tvorby etanolu:
1. cyklus: 1,40 g.l'1 .h'1
2. cyklus: 1,11 g.rl.h '
3. cyklus: 0,77 g.lTh'1
4. cyklus: 0,65 g.l'1 .h'1
Získané produkty:
Roztok etanolu: 520 g, 60 % hmotn., výborné senzorické vlastnosti
Bílkovinný koncentrát: 217 g ve formě prášku světle béžové barvy příjemných senzorických vlastností bez kvasničné pachutě Složení bílkovinného koncentrátu:
Celkový obsah bílkovin: 55,93 % hmotn.
Syrovátkové bílkoviny: 39,7 % hmotn.
Kvasničná biomasa: 32,5 % hmotn.
Laktóza: 14,75 % hmotn.
Minerální látky: 7,47 % hmotn.
Voda: 5,58 % hmotn.
Pozn.: Promytím získaného sedimentu vodou a opětovným odstředěním lze odstranit podstatnou část laktózy a solí a navýšit celkový obsah bílkovin produktu až na přibližně 70 % hmotn.
Příklad 2
Poloprovozní ověření technického řešení
Kultivace probíhala ve sterilním 20% hmotn. syrovátkovém médiu při teplotě 30 °C, hodnotě pH 5,3 až 6,0 ve čtyřech cyklech. Syrovátkové médium bylo připraveno ze sušené syrovátky ELIGO, a.s. Objem fermentačního média byl po celou dobu fermentace udržován na hodnotě 100 litrů. Po poklesu reťrakce na hodnotu Rf 9 % bylo vždy odebráno 50 litrů prokvašeného média. Z odebraného podílu prokvašeného média byl odstředěním na talířové odstředivce WESTFALIA separator SC 6-06-076 oddělen sediment obsahující směs vysrážených syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy, který byl vrácen zpět do fermentoru. Vracením tohoto sedimentu do fermentačního média byla do fermentoru zpětně dávkována vitální kvasničná biomasa, která zvyšovala rychlost produkce etanolu z laktózy ve fermentoru, Supematant byl uschován v chladnici pro destilaci etanolu. Po vrácení sedimentu do fermentoru byl celkový objem fermentačního média vždy doplněn na původní hodnotu 100 l přídavkem sterilního 20% hmotn. vodného roztoku syrovátky ELIGO, a.s.
V průběhu celé fermentace bylo spotřebováno celkově 35 kg sušené sladké syrovátky, postupně dávkované v jednotlivých cyklech (viz Tabulka 5). V průběhu fermentace byly odebírány vzorky prokvašeného média pro stanovení refrakce, Refrakce je v určitém koncentračním rozsahu úměrná obsahu laktózy a lze jí použít jako rychlý test obsahu laktózy a při správném průběhu fermentace také obsahu etanolu ve fermentačním médiu. První fermentační cyklus trval přibližně 44 hodin, každý další cyklus 22 až 24 hodin. Celková doba fermentace byla 113 hodin. Po ukončení 4. fermentačního cyklu byl celý objem prokvašeného média použit pro oddělení sedimentu komplexu syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy odstředěním. Odstředěný sediment byl následně usušen v rozprašovací sušárně Vzduchotorg. Supematant po odstředění byl spojen se supematanty získanými v předchozích cyklech a použit pro rektifikační destilaci etanolu.
-5CZ 23822 Ul
Výsledky a hodnocení fermentačního pokusu:
Tabulka 5: Bilance syrovátkových bílkovin v průběhu poloprovozní fermentace
| Přídavek sušené syrovátky (kg) | Celkový obsah syrovátkových bílkovin ve fermentoru (kg) | |
| I. cyklus (rozkvašování) | 15,0 | 1,80 |
| II. cyklus | 7,5 | 2,70 |
| III. cyklus | 7,5 | 3,60 |
| ] IV. cyklus (dokvašování) | 5,0 | 4,20 |
Vypočtené parametry poloprovozního fermentačního pokusu:
Celková výtěžnost kvasničné biomasy Fabospora fragilis z laktózy: Yx < = 0,13 Celková výtěžnost etanolu z laktózy: Yvs = 0,39 Celková produktivita tvorby etanolu: 0,9 g.l“1 .h1 Získané produkty:
Roztok etanolu: 17 kg, 60 % hmotn., příjemné senzorické vlastnosti io Bílkovinný koncentrát: 11,1 kg ve formě prášku světle béžové barvy příjemných senzorických vlastností bez kvasničné pachutě Složení bílkovinného koncentrátu:
Celkový obsah bílkovin: 50,5 % hmotn.
Syrovátkové bílkoviny: 36,0 % hmotn.
Kvasničná biomasa: 28,8 % hmotn.
Laktóza: 17,1 % hmotn.
Minerální látky: 13,5 % hmotn.
Voda: 4,6 % hmotn.
Pozn.: Promytím získaného sedimentu vodou a opětovným odstředěním lze odstranit podstatnou část laktózy a solí a navýšit celkový obsah bílkovin produktu až na téměř 70 % hmotn. Průmyslová využitelnost
Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy obsahuje vysoce ceněné syrovátkové bílkoviny s nadprůměrným obsahem větvených aminokyselin a radu nutričně významných látek kvasničné biomasy, jako jsou beta-glukany, glukomananový komplex, vitami25 ny skupiny B, esenciální stopové prvky v biologické vazbě nebo glutation. Kromě vysoké nutriční hodnoty vyniká tento komplex také příznivými senzorickými vlastnostmi. V zahuštěné či suché formě může být tento produkt použit do Široké škály potravinářských produktů, včetně funkčních potravin. V hydrolyzované formě může být zdrojem tzv. biologicky aktivních peptidů, které mohou být využity také pro výrobu nutraceutik.
Claims (1)
1. Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy, vyznačující se tím, že obsahuje 20 až 80 % hmotn. syrovátkových bílkovin a 10 až 80 % hmotn. kvasničné biomasy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201225737U CZ23822U1 (cs) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201225737U CZ23822U1 (cs) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ23822U1 true CZ23822U1 (cs) | 2012-05-17 |
Family
ID=46124873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201225737U CZ23822U1 (cs) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ23822U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303827B6 (cs) * | 2012-03-09 | 2013-05-15 | Výzkumný ústav potravinárský Praha, v.i.i. | Zpusob semikontinuální fermentacní výroby etanolu, komplexu syrovátkových bílkovin a kvasnicné biomasy ze syrovátky |
-
2012
- 2012-03-09 CZ CZ201225737U patent/CZ23822U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303827B6 (cs) * | 2012-03-09 | 2013-05-15 | Výzkumný ústav potravinárský Praha, v.i.i. | Zpusob semikontinuální fermentacní výroby etanolu, komplexu syrovátkových bílkovin a kvasnicné biomasy ze syrovátky |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tse et al. | Value-added products from ethanol fermentation—A review | |
| Nangul et al. | Microorganisms: a marvelous source of single cell proteins | |
| TWI558722B (zh) | 酵母萃取物萃取殘渣之利用方法 | |
| Hajar-Azhari et al. | Evaluation of a Malaysian soy sauce koji strain Aspergillus oryzae NSK for γ-aminobutyric acid (GABA) production using different native sugars | |
| Lech | Optimisation of protein-free waste whey supplementation used for the industrial microbiological production of lactic acid | |
| Piwowarek et al. | Use of Propionibacterium freudenreichii T82 strain for effective biosynthesis of propionic acid and trehalose in a medium with apple pomace extract and potato wastewater | |
| Piwowarek et al. | Propionic acid production from apple pomace in bioreactor using Propionibacterium freudenreichii: an economic analysis of the process | |
| Sitepu et al. | Ethanol production in switchgrass hydrolysate by ionic liquid-tolerant yeasts | |
| Kachrimanidou et al. | Valorization of grape pomace for Trametes versicolor mycelial mass and polysaccharides production | |
| CZ2012171A3 (cs) | Zpusob semikontinuální fermentacní výroby etanolu, komplexu syrovátkových bílkovin a kvasnicné biomasy ze syrovátky | |
| Elhalis | Expanding the horizons of saccharomyces cerevisiae: Nutrition, oenology, and bioethanol production | |
| Sun et al. | Simultaneous production of single cell protein and killer toxin by Wickerhamomyces anomalus HN1-2 isolated from mangrove ecosystem | |
| Shen et al. | Characterization, Optimization, and Scaling-up of Submerged Inonotus hispidus Mycelial Fermentation for Enhanced Biomass and Polysaccharide Production | |
| Bechem et al. | Characterization of palm wine yeasts using osmotic, ethanol tolerance and the isozyme polymorphism of alcohol dehydrogenase | |
| Natesuntorn et al. | Selection of protein-rich Saccharomyces cerevisiae from sugarcane mills in Thailand for feed and food applications | |
| CZ23822U1 (cs) | Nutričně hodnotný komplex syrovátkových bílkovin a kvasničné biomasy | |
| Liu et al. | Effect of pH and aeration rate on the production of destruxins A and B from Metarhizium anisopliae | |
| CN118792370A (zh) | 一种n-乙酰神经氨酸的制备方法及应用 | |
| Rachamontree et al. | Selection of Pichia kudriavzevii strain for the production of single-cell protein from cassava processing waste | |
| Frengova et al. | β-carotene-rich carotenoid-protein preparation and exopolysaccharide production by Rhodotorula rubra GED8 grown with a yogurt starter culture | |
| Dudkiewicz et al. | Acid whey as a medium for cultivation of conventional and non-conventional yeasts | |
| Dumitrache et al. | Protein sources for animal feed: yeast biomass of beer and/or wine-review. | |
| Gao et al. | Utilization of shrimp by-products by bioconversion with medical fungi for angiotensin I-converting enzyme inhibitor and antioxidant | |
| RU2536973C1 (ru) | Способ получения бактериальной целлюлозы | |
| Van der Werf et al. | MOS products: not every yeast cell wall is created equal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20120517 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20160307 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20190309 |