Эффективность применения кормовых дрожжей зависит от содержания в них не только белка, но и витаминов. В ряде зарубежных стран, в частности в США, дрожжи ценятся в основном как источник витаминов группы В. Обогащение кормовых дрожжей витаминами может осуществляться тремя основными путями: а) в процессе выращивания; б) при облучении и в) путем добавки готовых витаминов в дрожжевой концентрат.

В зависимости от необходимости эти мероприятия могут осуществляться раздельно или комплексно.

ПОЛУЧЕНИЕ ВИТАМИНОВ В ПРОЦЕССЕ ВЫРАЩИВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ

Несмотря на то, что производство кормовых дрожжей у нас в стране является молодой отраслью промышленности, научными работниками ВНИИгидролиза и бывшего Московского отделения ВНИИГС проделана большая работа по изучению и отбору культур дрожжей по способности их в процессе выращивания •синтезировать различные витамины. Были изученыпроизводственные дрожжи различных предприятий гидролизной и сульфитно-спиртовой промышленности.

Исследования показали, что содержание витаминов в дрожжах в большой степени зависит от рода и вида дрожжей, а также от условий культивирования, т. е. от состава питательной среды, интенсивности аэрации, условий упаривания и сушки.

Данные проведенных в 1952 г. исследований выращивания дрожжей на послеспиртовой барде различных предприятий приведены в табл. 15, которая показывает, что содержание витаминов в дрожжах изменяется в зависимости от вида дрожжей и условий их выращивания.

Дрожжи, выращенные на сульфитно-спиртовой барде Соликамского ЦБК, беднее витаминами Bb B₂, но по содержанию других витаминов почти не отличаются от дрожжей, полученных на гидролизных заводах. Дрожжи из рода Candida при выращивании на гидролизной барде содержали витаминов B₁ и B₂ больше, чем дрожжи Torulopsis utilis.

Дрожжи Хорского завода, выращенные на барде, полученной после сбраживания гидролизатов кедровой древесины, имели меньше фолиевой кислоты и эргостерина, чем дрожжи других гидролизных заводов. Изменение состава древесины при гидролизе существенно изменяет состав витаминов в дрожжах. Развиваясь в среде, содержащей витамины или «осколки» молекул витаминов, дрожжи легче синтезируют и накапливают витамины в клетках.

Таблица 15

Примечания: 1. Микрограмм (Мгк) – 1 миллионная доля грамма. 2. Дрожжи пекарские были взяты после перехода Московского дрожжевого завода на новую расу, отличающуюся значительно большим содержанием эргостерина по сравнению со многими другими культурами пекарских дрожжей.

По сравнению с пекарскими дрожжи гидролизных заводов беднее витамином B₁, но содержат значительно больше витамина B₂ и никотиновой кислоты.

Кормовые дрожжи можно обогатить витамином B₂ (рибофлавином) путем культивирования дрожжеподобного гриба Ermothecium ashbyii. Обогащение дрожжей рибофлавином можно проводить поверхностным способом, используя твердые или полужидкие питательные среды, а также глубинным способом, используя разбавленную суспензию дрожжей.

Обычно на производстве в аппаратах имеется смесь нескольких видов дрожжей. В одних и тех же условиях каждый дает особый результат по накоплению витаминов. Путем подбора и культивирования отдельных или смеси нескольких видов дрожжей можно достичь желаемых результатов по накоплению витаминов. По мере развития техники и технологии гидролизного и целлюлозного производства меняется и режим на отдельных стадиях. Изменение режима гидролиза, а также варки целлюлозы изменяет качество гидролизата и сульфитного щелока. А это в свою очередь приводит к изменению состава витаминов в дрожжах. Замечено, что с течением времени, по мере изменения режима гидролиза, качество дрожжей на заводах также изменилось. Так, в 1959 г. показано, что состав дрожжей за несколько лет на ряде заводов изменился (табл. 16).

Таблица 16

На всех гидролизных заводах преобладающей культурой является Candida Sp. (раса Кр-9), отличающаяся высоким содержанием рибофлавина, что и обусловило йовышенное количество витамина в гидролизных дрожжах по сравнению с сульфитными, основной культурой при производстве которых являются дрожжи Candida utilis, бедные рибофлавином·

На Выборгском ЦБК замечено изменение состава витаминов даже по времени года. Поскольку специальных наблюдений не проводилось, можно предположить, что основной причиной этого явления было изменение режима варки в связи с переходом на производство целлюлозы другого качества.

За 7 лет изменился состав витаминов в кормовых дрожжах на гидролизных заводах. Сравнивая показателя содержания некоторых витаминов в дрожжах Красноярского и Лобвинского завода по табл. 15 и 16, можно заметить увеличение количества рибофлавина и никотиновой кислоты. В этом случае причиной является также изменение режима гидролиаа и подготовки гидролизата к получению спирта и выращиванию дрожжей.

Кормовые дрожжи содержат все витамины группы В₁ кроме, как правило, витамина В₁₂.

Лабораторными опытами, проведенными в 1957–1958 гг. [9], было установлено, что дрожжи способны адсорбировать растворенный витамин В₁₂ как в процессе роста, так и при перемешивании массы дрожжей с раствором витамина В₁₂. В качестве дешевого источника витамина В₁₂ можно использовать сброженный в анаэробных условиях осадок сточных вод. В результате адсорбции витамина В₁₂, экстрагированного из ила, содержание его доходит до 0,28 мкг в 1 г сухих дрожжей. При длительном перемешивании питательной среды (гидролизной барды) с илом витамин B₁₂ почти полностью переходит из него в раствор. После этого рост дрожжей протекает нормально. Дрожжи адсорбируют витамин B₁₂. Однако, при последующей обильной промывке дрожжи теряют большую часть поглощенного ими из раствора витамина. Промывка должна быть умеренной.

ПОЛУЧЕНИЕ ВИТАМИНА D₂ МЕТОДОМ ОБЛУЧЕНИЯ ДРОЖЖЕЙ

Содержащийся в различных количествах в дрожжах эргостерин методом облучения ультрафиолетовыми лучами можно перевести в витамин D₂. В производственных условиях дрожжи облучают в сухом и жидком виде. Сухие, или порошкообразные, дрожжи облучают ультрафиолетовыми лучами на движущейся ленте (рис. 63).

Рис. 63. Витаминизатор (облучатель) сухих дрожжей:
1 – бункер; 2 – дозатор; 3 – дисковая мельница; 4 – питатель;
5 – кварцевые лампы; 6 – ленточный транспортер; 7 – бункер для приема облученных дрожжей

Сухие дрожжи с влажностью не более 5–6% предварительно истираются, для этого они из бункера 1 через дозатор 2 поступают в дисковую мельницу 3, где происходит измельчение до лорошкообразного состояния. Из мельницы дрожжи питателем 4 насыпаются на непрерывно движущуюся прорезиненную ленту транспортера 6 слоем 1–1,5 мм. Ленточный транспортер закрыт металлическим коробом, в верхней части которого поперек ленты расположены кварцевые лампы 5, имеющие форму трубок. По мере движения ленты находящиеся в тонком слое дрожжи под воздействием прямых ультрафиолетовых лучей от кварцевых ламп облучаются. Для того чтобы облучение проходило равномерно по всей поверхности измельченных частиц дрожжей на ленте, их взрыхляют при помощи цепочек, перекинутых через ленту и свободно на ней лежащих. Для питания кварцевых ламп подведен электрический ток. Каждая лампа работает параллельно, потребляя в рабочем состоянии 4 а при 150 в. Количеcтвo ламп колеблется в зависимоёти от степени облучения. Для -лучшего облучения дрожжи на ленте пропускаются мимо кварцевых ламп несколько раз. В ГДР на заводе фирмы «Анкерман» кормовые дрожжи, полученные с завода «Агфа», при семи лампах и двух-, трехкратном облучении содержали до 1500 условных международных единиц витамина D₂. Этим же путем содержание витамина D₂. можно довести до 8000–10 000 условных единиц. За облучением дрожжей в порошкообразном состоянии требуется тщательный контроль, так как при слишком интенсивном воздействии ультрафиолетовыми лучами в дрожжах разрушается и омертвляется белок, становясь вредным и ядовитым веществом. Поэтому облучение дрожжей в сухом виде без ограничения нельзя признать приемлемым.

Облучение дрожжей в жидком виде имеет преимущество перед облучением их в сухом. Кормовые дрожжи в виде суспензии после сепараторов облучаются в специальных витаминизаторах различной конструкции прямым воздействием ультрафиолетовых лучей или же через стенки стеклянных трубок, по которым циркулирует дрожжевая суспензия.

Прямое воздействие ультрафиолетовых лучей на дрожжи, находящиеся в дрожжевой суспензии, осуществляется в витаминизаторах каскадного или полочного типа. В этом случае дрожжевая суспензия из верхнего распределительного ящика стекает тонким слоем по расположенным в виде каскада полкам. Кварцевые лампы, расположенные вблизи стекающей пленки суспензии, облучают дрожжи, превращая эргостерин в витамин D₂. Для увеличения витаминного состава суспензия по каскаду пропускается многократно.

Витаминизаторы с облучением через стенки кварцевых трубок пока имеют небольшую производительность. Один из типов таких витаминизаторов установлен французской фирмой «Сорис» в дрожжевом цехе Ингурского целлюлозно-бумажного комбината (рис. 64) и работает по следующей схеме. Дрожжевую суспензию после сепараторов с содержанием сухих веществ 13– 15% при температуре 30–35° насосом пропукают через систему кварцевых трубок, собранных в пакеты с параллельным питанием их. Подводящая труба для суспензии диаметром 30 мм разделяется при входе в витаминизатор на два отвода, которые в свою очередь также раздваиваются. Всего в аппарате 24 трубки, расположенные в четыре яруса. Длина каждой трубки 1000 мм, диаметр 12 мм. Трубки, собранные в пакеты, помещены в прямоугольный ящик размером 1500х600х400 мм. Между кварцевыми трубками внутри ящика имеется три группы ртутно-кварцевых ламп, облучающих дрожжи. Каждая группа состоит из двух последовательно соединенных ртутно-кварцевых ламп (тип CPV-FP-12-14,9 или CPS-FP-12-1928). Лампы работают под напряжением 600 в. Каждая лампа потребляет 113 вт. На облучение 1 г сухих дрожжей, по данным Ингурского ЦБК, расходуется 30 квт•ч электроэнергии. Паспортная характеристика витаминизатора – 2000 л. дрожжевой суспензии в час с содержанием 15% сухих веществ при температуре 15–17°. При этой производительности и в указанных условиях фирма гарантировала получение витамина D₂ в дрожжах в количестве до 4000 интернациональных единиц в 1 г при начальном содержании эргостерина в дрожжах 0,6%.

Рис. 64. Витаминизатор дрожжейв жидком виде производительностью 3000 м/ч:
1 – электропитающий кабель; 2 – отводящая труба диаметром 32/36

Практика эксплуатации такого витаминизатора показала, что при указанных содержании сухого вещества и температуре суспензия имеет повышенную вязкость, а следовательно, низкую проточность в трубках, в результате чего на внутренней стенке образуется дрожжевая пленка. Повышение температуры суспензии до 30–35° улучшило прохождение суспензии и увеличило производительность. На витаминизаторе Ингурского ЦБК удавалось доводить содержание витамина D₂ до 5000 интернациональных единиц в 1 г дрожжей. Для многократной циркуляции облучаемой жидкости аппарат снабжен специальным насосом. На степень витаминизации влияет целый ряд обстоятельств. Например, ультрафиолетовые лучи воздействуют на поверхность дрожжей, поэтому дрожжи, находящиеся в толще жидкости, подвергаются облучению в малых дозах. Для того чтобы дрожжи полностью облучить по мере прохождения суспензии в трубках, требуется ее интенсивное перемешивание. В пищевой и винодельческой промышленности в витаминизаторах применяются специальные устройства для перемешивания, для превращения ламинарного потока в турбулентный. Одним из способов усиления степени витаминизации является многократная циркуляция облучаемой дрожжевой суспензии.

Проникновение ультрафиолетовых лучей в толщу облучаемой жидкости зависит от ее прозрачности. Чем прозрачнее жидкость, тем эффективнее степень облучения. Сгущенные дрожжи облучаются медленнее. Целесообразно поэтому максимально осветлять облучаемую суспензию. Прохождению ультрафиолетовых лучей может препятствовать образующийся дрожжевой осадок на внутренних поверхностях трубок. Чем гуще суспензия, тем больше бывает осадка. Поэтому следует подобрать такую концентрацию супензии, на которой создавалась бы минимальная дрожжевая пленка. Поскольку образование пленки неизбежно, требуется ежесменно промывать трубки горячей водой. Для этого около витаминизатора устанавливают бачок емкостью 50 л, в котором готовят горячую воду путем подогрева паром. Воду через трубки прокачивают центробежным циркуляционным насосом.

Методом облучения можно значительно повысить содержание витамина D₂ в кормовых дрожжах. Опытами доказано, что содержание витамина D₂ в 1 г облученных кормовых дрожжей доходит до 8–10 тыс интернациональных единиц. В кормовые смеси для птиц требуется добавлять дрожжи, содержащие в 1 г 1000 интернациональных единиц D₂, а для животных–100 интернациональных единиц.

ДОБАВКА ГОТОВЫХ ВИТАМИНОВ В ДРОЖЖЕВОЙ КОНЦЕНТРАТ

 Несмотря на то что кормовые дрожжи содержат большой комплекс различных витаминов, часто требуется в рационе питания животных или птиц обязательно иметь необходимое содержание каких-либо витаминов, которых не достает в выпускаемых на данном заводе дрожжах. Тогда необходимые витамины добавляют в процессе производства дрожжей. Для этих целей витамины растворяют в чистой воде и в виде раствора дозировочным плунжерным насосом подают в поток, непосредственно в трубопровод для дрожжевого концентрата. Витамины B₁ и BP (B₅) хорошо растворяются в воде, а витамин Вг растворяется хорошо лишь при содержании его 0,125 г/л.

Кормовые дрожжи сорбируют на себе витамины из введенного в дрожжевой концентрат раствора, и в дальнейшем сухие дрожжи сохраняют в своем составе значительную часть витаминов.

Требуется соблюдать строгий температурный режим на последующих стадиях производства дрожжей – выпарке и сушке, чтобы не допустить разрушения витаминов. Как правило, большинство витаминов не выдерживает температуру 90–100° и выше. Поэтому выпарка дрожжей должна осуществляться при температуре не более 80–85°. Распылительная сушка дрожжей обычно проводится при подаче воздуха с температурой 200–300°. В связи с весьма кратковременным пребыванием дрожжевой частицы в сушильной камере и быстрым спадом температуры до 90° основная масса витаминов сохраняется. Для окончательного определения влияния сушки и выпарки на изменение витаминного состава необходимо проводить специальные исследования на каждом заводе.