Перегляд за Автор "Mudrak, Tatiana"

Зараз показуємо 1 - 9 з 9

Effect of nitrogen and mineral composition of the high-concentrated wort made from starch-containing raw materials on the cultivation of yeast
(2017) Shiyan, Peter; Mudrak, Tatiana; Kyrylenko, Roman; Kovalchuk, Svitlana
We theoretically substantiated and experimentally confirmed the feasibility of enriching highly-concentrated wort made from starch-containing raw materials with nitrogen and mineral nutrition for yeast cells. The influence of nitrogen nutrition, as amine and ammoniac nitrogen, as well as mineral nutrition as nanoparticles and ions of metals was investigated. It was established experimentally that in the course of cultivating the yeast on wort with a concentration of 20, 28 % DS, a necessary precondition is the adjustment of nitrogen nutrition through additional introduction of glycine to serve as amine nitrogen, the concentration of 0.7 g/dm3 of wort, and ammoniac nitrogen (to serve as carbamide) in the amount of 800 g/m3, which would make it possible to increase the concentration of yeast cells to 280−430 mln/cm3 in the process of culturing the yeast depending on the concentration of wort and the type of nitrogen nutrition, respectively. Based on results of the present research on the influence of mineral nutrition in the nano- and ionic form on the yeastgeneration process, it was determined that the largest positive effect on the synthesis of yeast cells was exerted by Zn and Mg and the mixtures of these metals, both in nano- and in ionic form, whose concentration was 1.2 mg/cm3 and 50 g/m3, respectively; in this case, the number of yeast cells ranged from 360 to 480 mln/cm3 depending on the concentration of wort and the type of mineral nutrition. We have proven the feasibility of cyclic use of mineral nutrition, both in ionic and in nano forms, when cultivating yeast, in order to obtain cells with high physiological-biochemical activity. The use of mineral and nitrogen nutrition allowed us not only to obtain a high concentration of yeast cells, but also reduce the duration of yeast-generation to 15–20 hours and ensure their high regenerative and physiological activity during fermentation of wort with high concentrations of dry substances. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність збагачення високонцентрованого сусла із крохмалевмісної сировини азотним та мінеральним живленням для дріжджових клітин. Досліджено вплив азотного живлення в якості амінного та аміачного азоту, а також мінерального живлення в якості наночастинок та іонів металів. Експериментально встановлено, що додавання азотного і мінерального живлення дозволяє отримати високу концентрацію дріжджових клітин, з високою фізіолого-біохімічною активністю, а також скоротити тривалість дріжджегенерування.
Effectof the concentration of dry matter in wort on the characteristics of osmophilic alcoholic races of yeast.
(2021) Kovalchuk, Svitlana; Mudrak, Tatiana
The main factors of the influence of the culture medium on the growth and development of different races of distiller’s yeast have been studied. To study how the dry matter concentration of the wort effects on the morphophysiological features of distiller’s yeast cells, the following S. cerevisiaeraces were selected: DO-16, DO-11, K-81, and XII. The novelty of the work consists instudying how the dry matter concentration of the wort effects on the morphophysiological features of distiller’s yeast and in screening alcoholic races for fermentation of highly concentrated wort. There are not enough research data on the morphology of cells of alcoholic races of the yeast S. cerevisiaecultured on a starch-containing medium. It has been found that the cells of the racesS. cerevisiaeDO-16 and DO-11 were smaller than those of the thermotolerant and mesophilic S. cerevisiaeraces K-81 andXII at the DM concentration of the wort 28%. However, the S. cerevisiaeraces DO-16 and DO-11 have larger quantities of yeast cells. During fermentation of the highly concentrated wort, these parameters characterise the increase of the working surface of the yeast in the fermented medium, which allows intensifying the fermentation process. It has been studied how the dry matter concentration effects on the size and shape of giant colonies of alcoholic races of yeast. The culture samples were taken in the stationary growth phase. The studies of the giant colonies of alcoholic yeast races cultured on wort with the DM concentration 28% indicate that the S.cerevisiaerace DO-16, unlike other races, can withstand high concentrations of wort. The size and shape of the giant colonies of this race indicate that the yeast cells are in a satisfactory physiological condition. To ferment the highly concentrated wort, the distiller’s yeast of the races S.cerevisiae DO-16, DO-11, K-81, XII, with thermotolerant and osmophilic properties, has been screened according to its morphophysiological characteristics. Based on the theoretical and experimental studies, it has been found that the morphophysiological characteristics of the yeast race S.cerevisiaeDO-16 obtained by selection make it superior to the races DO-11, K-81, XII in fermentation of the highly concentrated wort. Thus, to ferment highly concentrated wort from grain raw materials, S.cerevisiaeDO-16, a highly productive race of distiller’s yeast with increased osmophilicity, has been selected. Досліджено основні фактори впливу середовища культивування на ріст та розвиток різних рас спиртових дріжджів. Для досліджень впливу концентрації сухих речовин сусла на морфофізіологічні особливості дріжджових клітин спиртових дріжджів підібрані наступні промислові раси: S.cerevisiaeДО-16, ДО-11, К-81, XII. Новизна роботи полягає в дослідженнях впливу концентрації сухих речовин сусла на морфофізіологічні особливості спиртових дріжджів, скринінгу спиртових рас для зброджування висококонцентрованого сусла. Морфологія клітин спиртових рас дріжджів S. cerevisiae, які культивовані на крохмалевмісному середовищі вивчені недостатньо. Встановлено, що клітини раси спиртових дріжджів S.cerevisiaeДО-16 та ДО-11 мали менші розміри клітин в порівнянні з термотолерантною та мезофільною расами S.cerevisiaeК–81 та XIIпри концентрації сухих речовин сусла 28%. Проте, досліджувані осмофільні раси S.cerevisiae ДО-16 та ДО-11 синтезують більшу кількість клітин в умовах культивування на суслі із зернової сировини високих концентрацій сухих речовин у порівнянні з расами К-81 та XII. При зброджуванні висококонцентрованого сусла дані показники характеризують збільшення робочої поверхні дріжджів в зброджуваному середовищі, що дозволяє інтенсифікувати процес бродіння. Проведені дослідження по впливу концентрації сухих речовин на розмір та форму гігантських колоній спиртових рас дріжджів. Проби культур відбирали в стаціонарній фазі росту. Дослідження гігантських колоній спиртових рас дріжджів, культивованих на суслі концентрацією 28% сухих речовин вказують що, раса S.cerevisiaeДО-16, в порівнянні з іншими расами, здатна витримувати високі концентрації сусла. Адже, розміри та форма гігантських колоній досліджуваної раси вказують, що дріжджові клітини знаходились в задовільному фізіологічному стані. За морфофізіологічними ознаками проведено скринінг спиртових дріжджів раси S.cerevisiaeДО-16, ДО-11, К-81, XII з термотолерантними та осмофільними властивостями для зброджування висококонцентрованого сусла. На основі теоретичних та експериментальних досліджень встановлено, що селекціонована раса дріжджів S.cerevisiaeДО-16 за морфофізіологічними ознаками маєперевагинад расами ДО-11, К-81, XII для зброджування сусла високих концентрацій. Отже, длязброджування висококонцентрованогосусла із зернової сировини підібрано високопродуктивну расу спиртових дріжджів з підвищеною осмофільністю S.cerevisiaeДО-16.
Investigation of the influence of nanoparticles of metals on fermenttation of wort of high concentrations
(2017) Kovalchuk, Svitlana; Shiyan, Peter; Mudrak, Tatiana; Kuts, Anatoly; Kyrylenko, Roman
There was theoretically grounded and experimentally proved the expedience of enriching high-concentrated wort of the starch-containing raw material with such additional source of mineral nutrition for yeast cells as nanoparticles of metals. There was studied the influence of nanoparticles of metals on hydrolysis of biopolymers of the raw material and biosynthesis of organic compounds at wort fermentation. It was experimentally established, that the most positive influence of biosynthetic properties of yeast cells is realized by zinc and magnesium. At using zinc and magnesium, yeast biomass and alcohol content in mashes increase. Best chemical-technological indices of mashes were received at adding nanoparticles of zinc and magnesium at the stage of batch dilution.There was experimentally studied the synthesis of volatile organic admixtures in marsh distillates depending on point of adding nanoparticles of metals. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність збагачення високонцентрованого сусла із крохмалевмісної сировини додатковим джерелом мінерального живлення для дріжджових клітин, в якості наночастинок металів. Досліджено вплив наночастинок металів на гідроліз біополімерів сировини та біосинтез органічних сполук при зброджуванні сусла. Експериментально встановлено, що найбільш позитивний вплив на біосинтетичні властивості дріжджових клітин має цинк та магній. При застосуванні цинку та магнію біомаса дріжджів та вміст спирту в бражках зростає. Найкращі хіміко-технологічні показники бражок отримані при додаванні наночастинок цинку та магнію на стадії розрідження замісу. Експериментально досліджено синтез летких органічних домішок в бражних дистилятах залежно від точки внесення наночастинок металів
Optimizing nitrogen and mineral composition of the highly concentrated mash of raw starch
(2016) Kuts, Anatoly; Mudrak, Tatiana; Kovalchuk, Svitlana
For yeast cultivation race used the yeast Saccharomyces cerevisiae DO-11 corn mash with a concentration of 20 and 26% solids, amino nitrogen concentration was adjusted by making the wort amino acids glycine and urea.The use of zinc ions and magnesium in step yeast generation possible to obtain seeding yeast with increased physiological of up to 500m/cm³ and shorten the duration yeast generation to 12 hours. It is proved that the addition of metal nanoparticles in ionic form and should be carried out cyclically at a ratio of 2-3 cycles of metal, and as much without metals.Thus, based on the studies identified the optimal concentration of nitrogen and mineral nutrition by culturing yeast to obtain a large number of physiologically active yeast for fermentation of wort of high concentrations. Для культивування дріжджів використовували расу дріжджів Saccharomyces cerevisiae ДО-11, сусло із кукурудзи концентрацією 20 і 26 % СР, концентрацію амінного азоту коригували шляхом внесення в сусло амінокислоти гліцин та карбаміду. Використання іонів цинку і магнію на стадії дріжджегенерування дозволило отримати засівні дріжджі з підвищеною фізіологічною в кількості до 500 млн/см3 та скоротити тривалість дріжджегенерування до 12 годин. Доведено, що додавання металів у нано- та іонній формі потрібно проводити циклічно у співвідношенні 2-3 цикли з металами, та стільки ж без металів. Таким чином, на основі проведених досліджень визначені оптимальні концентрації азотного та мінерального живлення при культивуванні дріжджів з отриманням великої кількості фізіологічно активних дріжджів для зброджування сусла високих концентрацій.
Research on the ultrathin structure of cells of different distillers’ yeast races and its dependence on the concentration of dry matter in wort.
(2020) Mudrak, Tatiana; Kovalchuk, Svitlana; Kuts, Anatoly; Dotsenko, Viktor
There are a number of directions of introducing the resource-saving and energy-efficient technology of alcohol washes into alcohol production. One of them is the use of highly concentrated wort from grain raw materials. Application of highly productive strains of distillers’ yeast is the basis of resource-saving and energy-efficient technologies, a way to reduce the cost of ethanol and increase the profitability of its production. To develop the technology of highly concentrated wash from grain raw materials, it is necessary to select the appropriate yeast races and study their morphological and physiological properties. Diagnostics of the physiological state of microorganisms has been performed. It has been studied how the concentration of dry matter in the wort effects on the specific morphological and cytological features of the structure of yeast cells (distillers’ yeast S. cerevisiae, races DO-16, DO-11, K-81, XII) when they are cultured on media from starch-containing raw materials. The concentration of dry matter in the wort was 20 and 28%. It has been found that the S. cerevisiaerace DO-16 bred by selection synthesises the largest number of yeast cells when the dry matter concentration is 28%. The osmophilic S. cerevisiae races DO-16 and DO-11 had smaller sizes and areas of their cells in comparison with the thermotolerant and mesophilic races of S. cerevisiaeK-81 and XII at the 28% concentration of DM in the wort. During fermentation, these parameters characterise the increase in the working surface of the yeast in the medium fermented. This allows accelerating the fermentation process and ensuring microbiological purity of the medium, which is especially important for highly concentrated wort. The morphological and cytological studies of the S. cerevisiaerace DO-16 have proved its advantages over the races DO-11, K-81, XII in fermenting highly concentrated wort. The studies of the intracellular structure of the yeast S.cerevisiaeDO-16, DO-11, K-81, XII have allowed establishing the relationship between the formation of glycogen in yeast cells and the DM concentration of the wort. When culturing industrial yeast at the DM concentration 28%, the glycogen content in the cells ofS. cerevisiaeDO-16 was significantly higher compared with the races under study. This indicates that these conditions of the culture medium are favourable for this race.
Selection of the technological parameters of fermentation of high-concentration wort with osmophilic yeast races for obtaining bioethanol
(2021) Kovalchuk, Svitlana; Mudrak, Tatiana
Bioethanol production is a key issue that helps meet the growing demand for energy resources and ensure a sustainable economy. A promising direction is producing bioethanol by using the technology of fermentation of grain high-concentration wort.The purpose of this work is researching of thefermentation process of the high concentrations wort by distiller’s yeast osmophilic races at high acidity and selection of technological parameters forbioethanol production.Selective breeding of a new strain of the yeast Saccharomyces cerevisiae DO-16 has allowed obtaining ethanol producers able to ferment grain wort with the dry matter concentration 24–34% at pH 3.0–6.0, with alcohol accumulation in the fermented wash up to 17% vol.It has been studied how the pH of wort affects the dynamics of yeast cell synthesis by the distiller’s yeast races Saccharomyces cerevisiaeDO-11 and Saccharomyces cerevisiaeDO-16. It has been established that at the pH values2.5, 3.0, 3.5, and 4.0, the concentration of yeast cells in the race Saccharomyces cerevisiaeDO-16 was higher by 2.6, 1.7, 1.5, and 1.4 times respectively, as compared withSaccharomyces cerevisiaeDO-11. It has been found that culturing industrial yeast of these races at low pH values will provide not only the required sterility of the substrate, but also a high content of yeast cells, which is 250–320 million/cm³.The chemical and technological parameters of the fermented wash obtained by using theyeast races Saccharomyces cerevisiaeDO-11 and DO-16 at the wort concentration 20–34% DM have been studied. It has been found that under all research conditions, the yeast of the race Saccharomyces cerevisiaeDO-16 synthesised more ethanol than the strainSaccharomyces cerevisiaeDO-11 did.The use of a new high-productive strain of Saccharomyces cerevisiae DO-16 will allow fermenting wort with a high ethanol concentration in the wash. It will also reduce the consumption of heat expended on isolating alcohol from the wash and of water expended on cooling, and lessen the amount of post-alcohol stillage. Для задоволення зростаючого попиту на енергетичні ресурси і забезпечення стійкої економіки, ключовим питанням є виробництво біоетанолу. Перспективним напрямом для одержання біоетанолу є застосування технології зброджування сусла із зернової сировини з високим вмістом сухих речовин. Мета представленої роботи –дослідження процесу зброджування сусла високих концентрацій осмофільними расами спиртових дріжджів при підвищеній кислотності середовища тапідбір технологічних параметрів для отримання біоетанолу. Шляхом селекції нового штаму дріжджівSaccharomyces cerevisiae ДО–16 одержано продуценти спирту етилового, які спроможні зброджувати зернове сусло з концентрацією сухих речовин 24–34% при рН 3,0–6,0 з накопиченням спирту в зрілій бражці до 17% об. Проведено дослідження щодо впливу рН сусла на динаміку накопичення дріжджових клітин Saccharomyces cerevisiae ДО–11 та Saccharomyces cerevisiae ДО–16. Встановлено, що при значеннях рН 2,5; 3,0; 3,5 та 4,0 у раси Saccharomyces cerevisiaeДО–16 концентрація дріжджових клітин була вищою в 2,6; 1,7; 1,5 та 1,4 рази відповідно порівнюючи з Saccharomyces cerevisiaeДО–11. Встановлено, що культивування виробничих дріжджів досліджуваних рас при низьких значеннях рН забезпечить не тільки необхідну стерильність субстрату, але й високий вміст дріжджових клітин –250–320 млн/см³. Досліджено хіміко-технологічні показники зрілої бражки при застосування дріжджів раси Saccharomyces cerevisiaeДО-11 та ДО-16 при концентрації сусла від 20 до 34% сухих речовин. Встановлено, що за всіх умов досліджень, дріжджі раси Saccharomyces cerevisiae ДО-16 синтезували більше етанолу порівняно із расою Saccharomyces cerevisiaeДО-11. Застосування нового високопродуктивного штаму Saccharomyces cerevisiae ДО–16 дозволить зброджувати сусло з підвищеною концентрацією спирту етилового в бражці, а також знизити витрати теплової енергії на виділення спирту із бражки і води на охолодження, та зменшення кількості післяспиртової барди за умов її використання на приготування замісу.
Selection of the complex of enzyme preparation for the hydrolysis of the constituents of grain at the fermentation of the wort of high
(2018) Mudrak, Tatiana; Kuts, Anatoly; Kovalchuk, Svitlana; Kyrylenko, Roman; Bondar, Nikolai
In this work we have selected the optimal complex of enzyme preparations for hydrolysis of constituents of grain raw materials at fermentation of wort of high concentrations. In the selection of enzyme systems, their effect on the technical and chemical parameters of mature broods during fermentation of wort is investigated. For research, corn starch of 69.0% was used. Based on experimental studies, it was found that the use of a complex of enzyme preparations - amylolytic Amylex 4T, saccharifying - Diazim TGA, proteolytic (Alfalase AFP), cytolytic (Laminex 750) and complex complex AF β-glucanase and xylanase XL combinations of their concentrations contributed to the intensification of the fermentation process of the wort and increase the accumulation of the target product - ethanol by 0.8-1.4%, depending on the concentration of the wort. The highest amount of ethanol was accumulated at the maximum dosage of additional enzyme preparations.
Study of the alcohol quality obtained by fermentation of highly concentrated grain wine by different races of yeast
(2021) Kovalchuk, Svitlana; Mudrak, Tatiana; Nakonechna (Martyniuk), Alina
Requirements for the quality of ethyl alcohol produced for further use in the production of alcoholic beverages are constantly increasing. This is due to the growing competition of producers of alcoholic beverages (improving the range and quality of products) and the revision of standards for products. New directions in the alcohol technology development require increasing the dry matter concentrations of the wort; fermentation at elevated tempera-tures and concentrations of alcohol in the brew; ensuring the reduction of the cost of alcohol by saving raw materials and energy resources. In such conditions, highly productive breeds of yeast with increased osmophilicity, thermotolerance and fermentation activity are required. Research related to the search for new strains producers of ethyl alcohol, and the technology development for highly concentrated mash from grain raw materials are relevant issues for the alcohol indus-try. Purpose and methods. Investigation of the alcoholic yeast races influence on the synthesis of metabolites during fermentation of highly concentrated wort from grain raw materials.For research methods common to the alcohol and alcoholic beverages have beenused. Results. The influence of races of alcoholic yeast on the quality indicators of alcohol has been studied. It was found that the selected race of yeast S. cerevisiae DO-16 in the process of life synthesizes significantly fewer side metabolites compared to other studied races DO-11, K-81 and XII. The use of the selected race of S. cerevisiae DO-16 makes it possible to ferment highly concentrated wort from grain raw materials. It has been experimentally proved that at a concentration of DM concentration of the wort 28 %, the selected osmophilic strain of the yeast S. cerevisiae DO-16 provides regulated indicators of the hydrocarbon composition of mature brews and synthesizes up to 14.40 % vol. alcohol, respectively. To improve the qualitative sensory characteristics of eth-anol, the possibility of metabolically adjusting the synthesis of volatile alcohol impurities using different races of alcoholic yeast was investigated. Conclusions and discussions. Scientific nov-elty lies in the selection race for the yeast fermentation of corn mash highly concentrated with reduced alcohol content related impurities. The influence of yeast race on the formation of al-cohol metabolites has been studied. The practical significance of the obtained results lies in the industrial implementation of the selected race of alcoholic yeast for fermentation of highly concentrated wort from grain raw materials. Prospects for further research are the possibility of in-fluencing the quality of alcohol as a raw material for high-quality alcoholic beverages. During the fermentation of wort from grain raw materials, the qualitative and quantitative composition of volatile impurities of alcohol largely depends on the race of alcoholic yeast. The results of re-search on the biosynthesis of volatile impurities of alcohol allow you to adjust the quality of alcohol for the production of high quality alcoholic beverages.Вимоги до якості етилового спирту, що виробляється для подальшого застосування у виробництві алкогольних напоїв, постійно підвищуються. Це пов’язано зі зростаючою конкурентної боротьбою виробників алкогольних напоїв (удосконалюються асортимент і якість продукції) і з переглядом стандартів на продукцію, що випускаєть-ся. Нові напрямки розвитку технології спирту вимагають підвищення концентрацій сухих речовин сусла; проведення бродіння за підвищених температур та концентрацій спирту в бражці; забезпечення зменшення собівартості спирту за рахунок економії сировини та енергоресурсів. У таких умовах необхідні високопродуктивні раси дріжджів із підвищеною осмофільністю, термотолерантністю та бродильною активністю. Дослідження, пов’язані з пошуком нових штамів – продуцентів етилового спирту, та розробка технології високо-концентрованих бражок із зернової сировини є актуальними питаннями для спиртової галузі. Мета і методи. Дослідження впливу рас спиртових дріжджів на синтез метаболі-тів при зброджуванні висококонцентрованого сусла із зернової сировини. Для досліджень застосовували методики, загальноприйняті для спиртової та лікеро-горілчаної галузі. Ре-зультати. Досліджено вплив рас спиртових дріжджів на якісні показники спирту. Встановлено, що селекціонована раса дріжджів S. cerevisiae ДО-16 у процесі життєдіяль-ності синтезує значно менше побічних метаболітів у порівнянні з іншими досліджувани-ми расами ДО-11, К-81 та ХII. Застосування селекціонованої раси S. cerevisiae ДО-16 дає можливість зброджувати висококонцентроване сусло із зернової сировини. Експеримен-тально доведено, що при концентрації сусла СР 28 % селекціонований осмофільний штам дріжджів S. cerevisiae ДО-16 забезпечує регламентовані показники вуглеводневого складу зрілих бражок та синтезує до 14,40 % об. спирту відповідно. Для підвищення якісних сен-сорних характеристик етанолу досліджено можливість метаболічним шляхом корегувати синтез летких домішок спирту, застосовуючи різні раси спиртових дріжджів. Висновки та обговорення. Наукова новизна роботи полягає в підборі раси дріжджів для зброджу-вання висококонцентрованого зернового сусла зі зменшеним вмістом супутніх домішок спирту. Досліджено вплив раси дріжджів на утворення метаболітів спирту. Практичне значення одержаних результатів полягає у промисловому впровадженні селекціонованої раси спиртових дріжджів для зброджування висококонцентрованого сусла із зернової сирови-ни. Перспективи подальших наукових розробок полягають у можливості впливу на якісні показники спирту як сировини для високоякісних алкогольних напоїв. При зброджуванні сусла із зернової сировини якісний та кількісний склад летких домішок спирту значною мірою залежить від раси спиртових дріжджів. Результати досліджень біосинтезу летких до-мішок спирту дозволяє корегувати якісні показники спирту для виробництва алкогольних напоїв високої якості.
The use of poliheksametyleneguanidine (PHMG) salts in alcohol production from starch containing raw materials
(2012) Bondar, Nikolai; Shiyan, Peter; Mudrak, Tatiana; Kyrylenko, Roman
Expediency of the use of poliheksamethyleneguanidine (PHMG) salts is reasonable as the antiseptic preparation «Polidez» in alcohol production from starch-containing raw materials. In working environment its influence on the course of microbiological and biochemical processes, quality of semiproducts and alcohol was investigated and efficiency of the preparation «Polidez» for inhibition of contaminating microflora growth was confirmed.