Plant waste juices as raw material for yeast biomass production Part I. Lucerne waste juice

Lucerne waste juice has been estimated from the point of view of its usability for the production of yeast biomass. Two Candida strains, isolated from lucerne, grew well in this parent medium in the whole vegetation season, but the substantial variability of the chemical composition, particularly the concentration of sugars and nitrogen had an essential eff ect on both finał cell mass and the dynamics of yeast growth. The highest increments of biomass from 9.4 to 20.4 g dry matter/dm³ were obtained at the outset of the vegetation season. Later, together with the drop in sugar concentration the increment of biomass was decreasing. The growth rate of yeast also fell to 0.26 h⁻¹. Yeasts were cultivated in a fermenter and on a shaker under non-sterile conditions at pH 3.8 to 3.9.

Oceniano odciek lucerny w okresie od końca maja do połowy września 1977 r. pod kątem jego przydatności do produkcji biomasy drożdży. Stosowano dwie kultury drożdży C. utilis Z-2 i C. brumptii Z-1, wyizolowane wcześniej z samorzutnie zafermentowanego soku lucerny. Obydwa szczepy rosły dobrze w badanych odciekach w pH 3,8-3,9. Występowała duża zmienność składu chemicznego odcieków otrzymywanych z lucerny w różnym okresie sezonu wegetacyjnego, zwłaszcza wahania stężenia cukrów i azotu, które miały istotny wpływ zarówno na plon biomasy, jak i na dynamikę wzrostu drożdży. Poziom azotu wahał się od 50 do 150 m% natomiast stężenie cukrów od 0,35 do 3%, przy czym najwyższe było na początku sezonu wegetacyjnego (rys. 1). W sumie cukrów występowały dobrze metabolizowane przez drożdże: glukoza, fruktoza i sacharoza. Jedynie na przełomie czerwca i lipca pojawiały się niewielkie ilości maltozy, rafinozy i niezidentyfikowany cukier o wyższym od poprzednich Rf. Najwyższe przyrosty biomasy drożdży, od ok. 10 do 20 g ss/dm³ osiągano w odciekach z początku sezonu wegetacyjnego (tab. 1 i 2). Później ze spadkiem stężenia cukrów plon biomasy obniżał się do ok. 6 g/dm³. Wydajność biomasy, zwłaszcza w środowiskach o niskiej zawartości cukrów była wysoka, znacznie przekraczała wartość teoretyczną 0,5, wskazując że drożdże wykorzystywały ze środowiska jeszcze inne, niecukrowe związki w charakterze źródła węgla i energii. Potwierdzeniem tej koncepcji jest ujawnianie się diauksji w przebiegu wzrostu droż dży w środowiskach zawierających wyjściowo poniżej 0,7% cukrów (rys. 2.). C. utilis rosła w odciekach lucerny szybciej niż C. brumptii. Najwyższą specyficzną szybkość wzrostu tego szczepu, 0,66 h⁻¹, stwierdzano w soku zawierającym 2,46% cukrów. Wraz z obniżeniem stężenia cukrów w środowisku ulegał a również obniżeniu szybkość wzrostu drożdży, do ok. 0,3 h⁻¹ (tab. 3). Możliwe okazało się również prowadzenie hodowli drożdży w soku, z którego nie wydzielono wcześniej białek. W wyniku tego procesu środowisko zostało pozbawione cukrów, niekorzystnych w procesie termicznej koagulacji białek soku roślinnego, ponadto wyraźnie wzrósł udział azotu białkowego w ogólnej puli obecnego w środowisku azotu, z 69% do 93% (rys. 3).