Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Ставрополь, Россия
Ставрополь, Ставропольский край, Россия
Ставрополь, Россия
Получение концентратов и изолятов сывороточных белков основано на мембранном фракционировании подсырной сыворотки. Побочным продуктом технологии является сывороточный пермеат, сухой остаток которого в основном состоит из лактозы и минеральных веществ. Пермеат не может напрямую сбрасываться в канализацию в качестве сточных вод, поскольку оказывает серьезное негативное воздействие на окружающую среду из-за его высокой биологической (БПК ≈ 30 000–50 000 мг/л О2) и химической (ХПК ≈ 60 000–80 000 мг/л O2) потребности в кислороде. Это является причиной того, что поиск безопасного и экономически выгодного способа переработки сывороточного пермеата в продукты с добавленной стоимостью представляет большой интерес для молочной промышленности. В данном исследовании была оценена возможность применения пермеата молочной сыворотки в качестве сырья для ферментированного напитка с использованием инкапсулированных дрожжевых клеток. Для сравнительного анализа были использованы образцы пермеата молочной сыворотки, заквашенные дрожжевой суспензией культуры Kluyveromyces marxianus в количестве 6,5 × 104 КОЕ/г, и микрокапсулами, содержащими суспензию дрожжей Kluyveromyces marxianus с равным количеством микроорганизмов. Результаты показали, что утилизация лактозы при использовании инкапсулированных микроорганизмов была более интенсивной. При этом, в первые 48 часов ферментации наличие дрожжей в образце, ферментированном инкапсулированными Kluyveromyces marxianus, не обнаружено. Спустя 72 часа ферментации, количество дрожжей в образце составило 1,1 × 102 КОЕ/г, тогда как в образце, заквашенном суспензией свободных Kluyveromyces marxianus, было обнаружено 6,1 × 106 КОЕ/г. Таким образом, проведенные исследования показали, что способ удержания дрожжевых клеток в альгинатных микрокапсулах позволяет избежать попадания и интенсивного роста дрожжей в питательной среде, не препятствуя утилизации лактозы и образованию основных метаболитов.
пермеат, молочная сыворотка, Kluyveromyces marxianus, альгинат, инкапсуляция
1. Залашко, М. В. Биотехнология переработки молочной сыворотки / М. В. Залашко. – М.: ВО Агропромиздат, 1990. – 192 с.
2. Евдокимов, И. А. Деминерализованный пермеат, как альтернатива молочному сахару / И. А. Евдокимов, Д. Н. Володин, В. К. Топалов, В. А. Михнева // Молочная промышленность. 2013. № 2. С. 38. https://www.elibrary.ru/pvnbpt
3. Мельникова, Е. И. Состав и функционально-технологические свойства пермеата подсырной сыворотки / Е. И. Мельникова, Е. В. Богданова, Д. А. Павельева // Хранение и переработка сельхоз-сырья. 2022. № 1. С. 223–232. https://doi.org/10.36107/spfp.2022.258; https://www.elibrary.ru/zqqsaa
4. Guimarães, P. M. Fermentation of lactose to bio-ethanol by yeasts as part of integrated solutions for the valorisation of cheese whey / P. M. Guimarães, J. A. Teixeira, L. Domingues // Biotechnology advances. 2010. Vol. 28(3). P. 375–384. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2010.02.002
5. Hensing, M. Production of extracellular inulinase in high-cell-density fed-batch cultures of Kluyveromyces marxianus / M. Hensing [et al.] // Applied Microbiology and Biotechnology. 1994. Vol. 42. P. 516–521. https://doi.org/10.1007/BF00173914
6. Drężek, K. Development of a Continuous System for 2-Phenylethanol Bioproduction by Yeast on Whey Permeate-Based Medium / K. Drężek [et al.] // Molecules. 2021. Vol. 26(23). 7388. https://doi.org/10.3390/molecules26237388
7. Christensen, A. D. Production of bioethanol from organic whey using Kluyveromyces marxianus / A. D. Christensen [et al.] // Journal of industrial microbiology & biotechnology, 2011. Vol. 38(2). P. 283–289. https://doi.org/10.1007/s10295-010-0771-0
8. Ozmihci, S. Comparison of yeast strains for batch ethanol fermentation of cheese-whey powder (CWP) solution / S. Ozmihci, F. Kargi // Letters in applied microbiology. 2007. Vol. 44(6). P. 602–606. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2007.02132.x.
9. Hoffmann, A. Utilization of delactosed whey permeate for the synthesis of ethyl acetate with Kluyveromyces marxianus / A. Hoffmann [et al.] // Applied Microbiology and Biotechnology. 2023. Vol.107. P. 1635–1648. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12419-1
10. Арсеньева, Т. П. Разработка пивоподобного напитка на основе пермеата молочной сыворотки / Т. П. Арсеньева, Е. В. Борздая, О. Н. Стрижнева // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2015. № 3. С. 136–141. https://www.elibrary.ru/ukityx
11. Bevilacqua, A. Microencapsulation of Saccharomyces cerevisiae into Alginate Beads: A Focus on Functional Properties of Released Cells / A. Bevilacqua [et al.] // Foods. 2020. Vol. 9(8). 1051. https://doi.org/10.3390/foods9081051
12. Duan, F. Recent innovations in immobilization of β-galactosidases for industrial and therapeutic applications / F. Duan [et al.] // Biotechnology advances. 2022. Vol. 61. 108053. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2022.108053
13. Osojnik Črnivec, I. G. Polysaccharide Hydrogels for the Protection of Dairy-Related Microorganisms in Adverse Environmental Conditions / I. G. Osojnik Črnivec [et al.] // Molecules. 2021. Vol. 26. 7484. https://doi.org/10.3390/molecules26247484
14. Chen, C. C. Enhanced repeated-batch bioethanol fermentation of red seaweeds hydrolysates using microtube array membrane-encapsulated yeast / C. C. Chen [et al] // Journal of Biobased Materials and Bioenergy. 2020. Vol. 14. №. 1. P. 138–145. https://doi.org/10.1166/jbmb.2020.1932
