Технологічні аспекти отримання ергостерину

В промисловості ергостерин отримують, використовуючи дріжджі Sacch. cerevisiae, Sacch. carlsbergensis, а також міцеліальні гриби. Засів проводять великою кількістю інокуляту. Культивування проводять за високої температури і сильного аерування середовища, що містить великий надлишок джерел вуглецю по відношенню до джерела азоту.

Максимум поглинання ергостерину знаходиться за довжини хвилі світла 280 нм. Саме це випромінювання збуджує окремі зв’язки кілець А і В в молекулі ергостерину і викликає його перетворення у вітамін D₂. Опромінення проводять ультрафіолетовими лампами із довжиною хвилі 280 – 300 нм. Опромінюють або сухі дріжджі, або тонкий шар їхньої 5 %-ї суспензії. Під впливом більш коротко- або довгохвильових випромінювань збільшується вихід інших сполук стеринової природи.

На вихід вітаміну D₂ (і утворення інших сполук) впливають тривалість опромінення, температура, наявність домішок. Тому опромінення ергостерину, що використовується в якості харчових добавок, проводять з більшою обережністю.

Провітамін D₂ отримують із маси, що залишається після фільтрування культуральної рідини. Біомасу промивають, висушують, розмелюють і двічі оброблюють за 78 °С трикратним об’ємом спирту.

Спиртові екстракти згущують до 70 %-го вмісту сухих речовин. Таким чином отримують ліпідний концентрат. Його омилюють розчином гідроксиду натрію, стерини залишаються в неомиленій фракції. Кристали ергостерину випадають із розчину за 0 °С. Очищення кристалів проводять шляхом перекристалізації, послідовним промиванням 69 %-м етиловим спиртом, сумішшю етилового спирту і бензолу (4:1) і повторним перекристалізуванням. Отримані кристали ергостерину висушують, розчиняють в ефірі і опромінюють, Після цього ефір випаровують, а розчин вітаміну концентрують і кристалізують.

Для отримання олійного концентрату розчин вітаміну після фільтрування розводять олією до стандартного рівня.

Джерелом отримання ергостерину також може слугувати міцелій грибів, що залишається як відхід антибіотичної промисловості і виробництва лимонної кислоти [1].

Крім провітаміну D (ергостерину) в дріжджах містяться вітаміни групи В: В₃, В₆, Н, Вс, холін, інозит, р-амінобензойна кислота. За виключенням ергостерину, що розчинний в жирах, всі інші вітаміни, що містяться в дріжджах розчиняються у воді. В дріжджах також містяться фосфоліпіди, ферменти і нуклеїнові кислоти. Відповідно, раціональна технологічна схема переробки дріжджів повинна базуватися на процесах, що забезпечують повну екстракція вітамінів, що містяться у дріжджах, та збереження дріжджового білку.

Проте, екстрагування із дріжджів ергостерину та водорозчинних вітамінів пов’язано із значними складнощами, оскільки вітаміни міцно зв’язані із білковою частиною дріжджової клітини. Тож для вилучення вітамінів необхідно руйнувати білкові комплекси клітин, що може здійснюватися різними методами, зокрема гідролізом або автолізом дріжджової біомаси.

Гідроліз білку може здійснюватись шляхом нагрівання і кип’ятіння дріжджів, розведених і підкислених молочною або соляною кислотою до рН 5, під невеликим тиском в автоклаві. За допомогою цього методу можливим є комплексне використання дріжджів з отриманням концентрату вітамінів групи В, кристалічного ергостерину і білкової кормової сировини.

За методом ферментативного гідролізу дріжджову біомасу піддають автолізу за температури 45 °С. В процесі автолізу фермент, що міститься в дріжджах, руйнує білкові речовини протоплазми, звільнюючи вітаміни, що входять в їх склад.

Автолізовані або гідролізовані дріжджі обробляють спиртом для вилучення вітамінів групи В і для забезпечення належної здатності до фільтрації. Спиртом або іншим розчинником екстрагують стерини, а дріжджовий шріт після вилучення спирту використовують як кормовий продукт.

Для зневоднення дріжджових клітин та коагуляції білку біомасу обробляють спиртом. Дріжджові клітини стають щільними, легко осідають на дно і добре фільтруються.

Тож, для максимального вилучення вітамінів і використання цінних поживних властивостей дріжджового шроту, технологічну схему варто будувати наступним чином:

1. Для вилучення вітамінів, міцно зв’язаних із білково-ферментними комплексами, і збільшення таким чином їхнього виходу, необхідно піддавати дріжджі гідролізу і автолізу.

2. Для забезпечення належної консистенції необхідно автолізовану (гідролізовану) дріжджову масу піддавати обробці спиртом з екстракцією водорозчинних вітамінів групи В.

3. Для вилучення стеринів і фосфоліпідів висушений дріжджовий шріт варто піддавати додатковій обробці спиртом або іншим розчинником.

4. Отриманий після екстракції стеринів та видалення спирту білково-дріжджовий шріт можна використовувати для харчових або кормових цілей, а також для отримання нуклеїнових кислот [2].