Выделение, изучение свойств микроорганизмов и их использование для выполнения подготовительных процессов переработки овчинно-мехового сырья
Как видно из
данных табл. 6–8, на протяжении всего периода культивирования наблюдается
увеличение протеолитической активности, которая указывает на разрушение белка.
Так, минимальная величина протеолитической активности после 96 ч
культивирования была характерна для составов с Wetter HAC (культура типа 7) и
Гамма (культура типа I')
и составила по 12,88 ед/г каждая. Постепенно микроорганизмы начинали вовлекать
в конструктивно-энергетический обмен и шерстный жир, который входил в состав
жидких синтетических сред, поэтому ферментный препарат обладал и липолитической
активностью. Так, максимальное значение данной величины наблюдалось для сред,
содержащих в своем составе Wetter HAC (культура рода Listeria sp 7) – 85,71
ед/г, Гамма (культура типа 3) – 76,0 ед/г и 57,14 ед/г – для Превоцелл W-OF-7
(культура типа I').
Повышение липолитической активности наблюдалось на конечной стадии развития
прокариотических организмов, так как в это время жировые вещества наиболее
полно вовлекаются в метаболические процессы. Преобладание липолитической
активности над протеолитической составило 3–4 раза.
Таким образом,
можно сделать вывод о том, что максимальная степень деструкции характерна для
СПАВ типа Превоцелл W-OF-7 (85,3%), Wetter HAC (79,3%). Максимальная
липолитическая и минимальная протеолитическая активности наблюдались у
экзофермента, продуцированного на среде, содержащей СПАВ Гамма (культура типа
3) – 76,0 ед/г и 13,72 ед/г соответственно, у белка, продуцированного Wetter
HAC (культура типа 7) – 85,71 и 12,88 ед/г, а также у белка, продуцированного
Превоцелл W-OF-7 (культура типа I') – 57,14 и 13,16 ед/г. У выше перечисленных СПАВ наблюдается
и максимальная концентрация белка. Следовательно, у ферментных препаратов,
продуцируемых на синтетических средах культурами рода Listeria sp 3,7, I', содержащих такие СПАВ,
как Гамма, Wetter HAC и Превоцелл W-OF-7. Данные СПАВы наиболее полно
вовлекались в конструктивно-энергетический обмен и были использованы для
дальнейших исследований при разных значених активной реакции среды.
Для дальнейшего
эксперимента готовили среды, содержащие в качестве источника углерода Превоцелл
W-OF-7, Wetter HAC, Гамма и создавали различные рН (кислая, нейтральная и
щелочная). В среду с Превоцелл W-OF-7 вводили со скошенного агара культуру рода
Listeria sp I', c Wetter HAC – культуру
типа 7 и с Гамма – культуру типа 3. Культивирование проводили при температуре
(38±0,5)0С при
переменном механическом воздействии на «Shaker Type» с частотой колебания 250
об/мин и амплитудой 6 в течении 72 ч. Через каждые 24 ч снимали
следующие показатели: КОЕ, рН, кислотность, мутность, концентрацию белка (г/дм3),
а также липолитическую и протеолитическую активности. Данные определений
представлены в табл. 9.
Как видно из табл.
9, величина КОЕ во всех случаях увеличивается. На это указывает увеличение
мутности в кислой и нейтральной средах. В щелочной среде роста для всех СПАВ и
культур не налюдается, но о развитии микроорганизмов говорит резкое повышение
мутности после 48 ч культивирования в 2–3 раза и увеличение концентрации
белка с 0,36 до 1,57 г./дм3 – для Превоцелл W-OF-7, с 0,18 до 0,55 г./дм3
– для Wetter HAC и с 0,22 до 0,53 г./дм3 – для Гамма. Максимальная
концентрация белка наблюдается при рН=7,35 у cреды, содержащей в качестве
источника углерода Превоцелл W-OF-7 (2,85 г./дм3) и при рН=4,85 у
cреды с Wetter HAC (2,69 г./дм3).
В кислой и
щелочной средах, частично в кислой, средах наблюдается уменьшение величины
активной реакции среды, что связано с деструкцией жировых веществ с
образованием жирных кислот.
Минимальное
значение протеолитической активности характерно для среды, содержащей в своем
составе Wetter HAC при рН=4,85 (7,96 ед/г) и Превоцелл W-OF-7 при рН=7,35 (7,13
ед/г) после 72 ч культивирования. В щелочной среде данный показатель во
всех случаях был практически одинаковый. Максимальной липолитической
активностью (деструкцией жировых веществ) обладали те же СПАВ: Wetter HAC
(рН=4,85), Превоцелл W-OF-7 (рН=7,35 и рН=8,55) и ее значение составило 85,50;
89,47; 72,55 ед/г соответственно.
Таким
образом, синтетическую среду, содержащую ферментный препарат, продуцируемый
культурой рода Listeria sp I', и Превоцелл W-OF-7 при всех значениях активной реакции среды (рН<7,
рН~7, рН>7), а также
Wetter HAC и ферментный препарат, продуцируемый культурой рода Listeria sp 7
при рН<7, могут быть использованы для дальнейшего проведения процесса
обезжиривания.
3.3
Изучение возможности проведения процесса обезжиривания I с применением ферментного
препарата
Целью данного
этапа эксперимента было получение ферментных препаратов на средах, содержащих в
качестве источника углерода СПАВ (Превоцелл W-OF-7 с рН<7, рН~7, рН>7 и Wetter HAC с
рН<7) и шерстный жир, с последующим их применением для проведения процесса
обезжиривания I меховой овчины.
В результате
выполненных ранее экспериментов были разработаны оптимальные условия
культивирования культур рода Listeria sp I' и 7 c целью получения комплексного ферментного препарата с
заданными свойствами. Состав синтетических сред представлен в табл. 10.
Таблица 10. Состав
синтетических сред
Расход химматериалов, г/дм3
Компоненты
среда, содержащая
Превоцелл W-OF-7
Wetter HAC
NaH2PO4
1,0
1,0
NH4NO3
1,0
1,0
KCl
0,5
0,5
MgCl2
0,1
0,1
Превоцелл W-OF-7
0,5
-
Wetter HAC
-
0,5
Шерстный жир
1,0
1,0
Среды
культивировали в течение 72 ч при температуре (38±0,5)0С при переменном
механическом воздействии на «Shaker Type» с частотой колебаний 250 об/мин и
амплитуде 6.
В начале
культивирования (0 ч) и через 72 часа (перед обезжириванием) снимали
следующие показатели: рН, кислотность, мутность, концентрацию белка, КОЕ,
липолитическую и протеолитическую активности, которые представлены в табл. 11.
Как видно из
данных табл. 11, величина КОЕ во всех случаях возрастает, что подтверждается
увеличением мутности (для Превоцелл W-OF-7 c рН=4,82 показатель мутности изменяется
с 0,12 до 0,30). Увеличение КОЕ объясняется ростом числа микробных продуцентов
за счет достаточного количества субстрата. Наблюдаемое уменьшение активной
реакции среды и увеличением кислотности, вероятно, происходит за счет
деструкции жировых веществ с образованием жирных кислот.
Таблица 11. Влияние
вида СПАВ и активной реакции среды на свойства ферментного препарата,
продуцированного культурами рода Listeria
Синтетическая среда, содержащая
Показатели
Время культивирования, ч
Превоцелл
W-OF-7 (рН<7)
Превоцелл
W-OF-7 (рН=7)
Превоцелл
W-OF-7 (рН>7)
Wetter HAC (рН<7)
рН
0
72
4,82
4,75
7,10
6,90
8,70
8,40
4,95
4,90
Кислотность, г/дм3
0
72
0,21
0,24
0,36
0,42
-
-
0,24
0,30
Мутность, D2540
0
72
0,12
0,30
0,15
0,20
0,18
0,25
0,22
0,30
Lg КОЕ
0
72
3,25
3,43
2,95
3,76
3,15
4,02
3,12
3,98
Концентрация белка, г/дм3
0
72
0,45
0,86
0,62
0,84
0,15
0,36
0,68
0,92
Концентрация СПАВ, г/дм3
0
72
0,48
0,47
0,51
0,36
0,50
0,29
0,49
0,25
Липолитическая активность, ед/г
0
72
32,45
56,42
36,23
51,31
25,00
41,66
41,55
61,64
Протеолитическая активность, ед/г
0
72
10,22
11,15
9,56
10,38
12,09
12,98
8,85
9,38
Это связано с
тем, что возрастает продуцирование ферментного препарата на промежутке времени
0–72 часа, так как данный промежуток времени соответствует логарифмической фазе
развития прокариотических организмов. Возрастание липолитической и протеолитической
активностей для всех составов связано с вовлечением СПАВ и жировых веществ в
конструктивный и энергетический обмен.
Следующий
этап эксперимента заключался в проведении обезжиривания с применением
ферментных препаратов, полученных на жидких средах с Превоцелл W-OF-7 (при
разных значениях рН) и с Wetter HAC (при рН<7). Овчину после процесса
отмоки, проведенного по типовой методике отбирали методом асимметрической
бахромы в соотвествии с п. 2.2.15. Обезжиривание проводили при жк=12,
температуре (40±2)0С,
продолжительности 45 мин и при непрерывном механическом воздействии на
встряхивателе «Shaker Type-357» со скоростью 80 об/мин, амплитуде 7. В качестве
контрольного варианта было проведено обезжиривание по типовой методике. Для
проведения процесса обезжиривания с применением ферментного препарата, с каждым
из исследуемых СПАВ с различными значениями активной реакции среды было
приготовлено по 3 обезжиривающих ванны, содержащих культуральную жидкость,
полученную после 72 ч инкубирования. Ванны под номерами 1,2,3 содержали
ферментный препарат, продуцированный на среде, содержащей в качестве источника
углерода шерстный и Превоцелл W-OF-7 с рН=4,75 с начальной концентрацией,
разбавленный в 2 и 3 раза. Аналогично готовили ванны с Превоцелл W-OF-7 при
рН=6,9 были обозначены номерами 4,5,6, при рН=8,40 – 7,8,9, а также с Wetter
HAC (рН=4,90) 10,11,12. Ванну, приготовленную по типовой методике, обозначили
номером 13.
Таблица 12. Состав
обезжиривающих ванн
Тип обезжиривающей ванны
Состав
Ферментный препарат, продуцированный
Превоцелл W-OF-7 (рН<7)
Превоцелл W-OF-7 (рН=7)
Превоцелл
W-OF-7 (рН>7)
Wetter HAC (рН<7)
Типовая методика
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Ферментный препарат, г/дм3
1,84
0,92
0,61
2,85
1,43
0,95
1,57
0,79
0,52
0,55
0,28
0,18
-
СПАВ, г/дм3
0,27
0,14
0,09
0,36
0,18
0,12
0,29
0,15
0,10
0,25
0,13
0,08
8,0
Формальде-гид, см3/дм3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,5
Карбонат натрия, г/дм3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,5
До и после
обезжиривания определяли концентрацию СПАВ (п. 2.2.12), рН (п. 2.2.13),
кислотность, мутность (п. 2.2.7), КОЕ (п. 2.2.2), а также содержание
жира в волосяном покрове и кожевой ткани (п. 2.2.16), связь волоса с
кожевой тканью (п. 2.2.17), белизну (п. 2.2.18).
Таблица 13. Влияние
состава обезжиривающей ванны, содержащей ферментный препарат, на свойства
полуфабриката