Комплексная переработка кофейного шлама с получением белково-углеводной кормовой добавки и сырого экстракта кофейного масла
На правах рукописи
Башашкина Елена Валерьевна Комплексная переработка кофейного шлама с получением белково-углеводной кормовой добавки и «сырого» экстракта кофейного масла Специальность: 03.01.06 – Биотехнология (в т.ч. бионанотехнологии)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва – 2011
Работа выполнена на кафедре биотехнологии Российского химико технологического университета им. Д.И. Менделеева
Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Шакир Ирина Васильевна
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Винаров Александр Юрьевич ОАО ГосНИИсинтезбелок доктор технических наук, профессор Борисенко Евгений Георгиевич Московский государственный университет пищевых произ водств
Ведущая организация: ФГБ ОУ ВПО Московский госу дарственный университет инже нерной экологии
Защита состоится «22» ноября 2011 г. в 10 ч. 30 мин. на заседании объединенного диссертационного Совета ДМ 212.204.13 в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева по адресу: 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9, в аудитории 443 (конференц-зал).
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ им. Д.И. Менделеева.
Автореферат диссертации разослан «21» октября 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 212.204.13 Шакир И.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одним из важных направлений современной биотех нологии является эффективное использование возобновляемых источников сырья, целлюлозосодержащих отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности для получения ценных продуктов и решения экологических проблем.
Кофе – это широко распространенная сельскохозяйственная культура пищевого назначения, перерабатываемая во всем мире, в том числе и в России. Несмотря на то, что кофейный рынок в нашей стране еще молод, производство продуктов на основе кофейных бобов (кофе в зернах, молотый кофе, растворимый кофе и др.) на террито рии России в течение последнего десятилетия стабильно растет, и в 2010 году объем данного сегмента рынка составил около 140 тыс. т по готовой продукции, основная доля которой (80 %) приходится на растворимый кофе [Столярова А.Н., 2010].
При производстве растворимого кофе накапливаются значительные количест ва отходов, такие как кофейный шлам, некондиционные зерна кофе, кофейная ше луха, кофейная пыль, дробленые частицы кофейного полуфабриката. Из 1 т кофей ных зерен обычно получают всего лишь 0,33-0,37 т порошка растворимого кофе, при этом образуется свыше 0,5 т отходов, большую часть которых составляет ко фейный шлам [Жуков А.В. с соавт., 2003]. Таким образом, на отдельно взятом пред приятии, производящем растворимый кофе, образуется в среднем около 10-20 тыс. т в год кофейного шлама.
В настоящее время предлагается ряд технологий переработки кофейного шлама, такие как извлечение ароматических и красящих веществ, получение пектина [Мохна чев И.Г. с соавт., 1998;
Донченко Л.В. с соавт., 2006], одним из наиболее перспектив ных подходов является получение кофейного масла – ценного растительного продук та, используемого в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической про мышленности [Ряшко Г.М., 2006]. Однако указанные технологии не нашли широкого применения, что обусловлено жесткими условиями проведения технологических ста дий, трудоемкостью процессов, значительными капитальными вложениями, а также наличием существенных отходов после извлечения целевого продукта из кофейного шлама. Основная масса кофейного шлама просто подвергается захоронению, нанося вред окружающей среде, либо используется в качестве наполнителя в строительных смесях, что является нерациональным использованием богатого вторичного сырья.
Анализ научной и патентной литературы свидетельствует об эффективности биотехнологических переработок растительных отходов с получением таких цен ных продуктов как витамины, органические кислоты, антибиотики, аминокислоты, кормовая микробная биомасса. В связи с этим микробиологическая конверсия ко фейного шлама может рассматриваться как один из перспективных способов ути лизации данного крупнотоннажного отхода пищевой промышленности, что позво лит решить не только экологические проблемы, но и повысить экономическую эф фективность производства.
Цель исследований. Разработать комплексную технологию переработки ко фейного шлама в «сырой» экстракт кофейного масла и белково-углеводную кормовую добавку. Для достижения цели поставлены следующие задачи:
– определить химический и микробиологический состав различных партий кофей ных отходов;
– исследовать способы извлечения жировой составляющей кофейного шлама («сырого» экстракта кофейного масла) и оценить ее влияние на питательную ценность субстрата;
– отобрать микроорганизмы-деструкторы отходов производства растворимого кофе;
– разработать способы предобработки субстрата для повышения степени биокон версии кофейного шлама;
– оценить ростингибирующий эффект «антипитательных» веществ кофейного шлама и выявить возможные пути его устранения;
– разработать лабораторный регламент комплексной переработки кофейного шлама в белково-углеводную кормовую добавку и «сырой» экстракт кофейного масла. Оценить ожидаемый эколого-экономический эффект от внедрения разработанной технологии.
Научная новизна работы.
• Проведена сравнительная оценка грибных культур (Aspergillus flavus, Asp. niger, Asp. awamori;
Penicillium funiculosum, P. chrysogenum;
Trichoderma viride, Tr. har sianum;
Fusarium poae, F. moniliforme, F. culmorum;
Phanerochaete chrysosporium;
Pleurotus ostreatus) по таким критериям как накопление биомассы, степень биодест рукции клетчатки, содержание сырого протеина в конечном продукте в ходе их твер дофазного культивирования на нативном кофейном шламе. В качестве наиболее ак тивного деструктора отобран штамм Trichoderma viride.
• На основании скрининга дрожжевых культур (Saccharomyces cerevisiae штамм SL 100, а также промышленные расы “Я”, II, XII, S. carlsbergensis, Candida tropicalis, C.
utilis и C. maltosa, Rhodotorula rubra, Torulopsis fumata и T. utilis, Yarrowia lipolytica) по таким критериям как удельная скорость роста, накопление биомассы, содержание сы рого протеина в конечном продукте при их глубинном гетерофазном культивировании на гидролизованном кофейном шламе отобран штамм Saccharomyces cerevisiae II, наиболее полно усваивающий компоненты кофейных отходов.
• Впервые показано, что снижение ростингибирующего эффекта «антипитатель ных» веществ кофейных отходов может быть достигнуто: введением в среду культи вирования поливинилпирролидона и дигидрокверцетина;
направленной адаптацией микроорганизмов к компонентам субстрата на стадии подготовки посевного мате риала;
экстракционным извлечением жироподобных веществ из кофейного шлама органическими растворителями.
• Установлено повышение эффективности биоконверсии кофейных отходов при осу ществлении предварительной обработки субстрата, включающей экстракционное из влечение «антипитательных» веществ ацетоном, кислотный гидролиз целлюлозосо держащих компонентов обезжиренного кофейного шлама, и последующего глубинного гетерофазного культивирования дрожжей Saccharomyces cerevisiae II, что явилось науч ной основой для разработки комплексной технологии переработки кофейного шлама.
Практическая значимость. Разработана комплексная технология переработки кофейного шлама в белково-углеводную кормовую добавку и «сырой» экстракт ко фейного масла, включающая экстракционное извлечение жироподобных веществ из кофейного шлама органическим растворителем (ацетоном);
регенерацию экстрагента с получением «сырого» экстракта кофейного масла;
кислотный гидролиз обезжирен ного кофейного шлама и последующее глубинное гетерофазное культивирование дрожжей Saccharomyces cerevisiae II, адаптированных в отношении компонентов субстрата, что позволяет получить белково-углеводную кормовую добавку, содер жащую не менее 49,0 % сырого протеина. Разработаны лабораторный регламент и основные исходные технологические данные для создания опытной установки ком плексной переработки кофейного шлама при расчетной мощности производства 10000 т в год по перерабатываемому сырью. Проведена технико-экономическая оценка эффективности ее реализации.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Всероссий ской конференции «Молодые ученые и инновационные технологии» (Москва, 2008 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Наука-Производство-Экология» (Киров, 2008 г.;
Киров, 2009 г., Киров, 2010 г.), Конференции молодых ученых и специа листов отделения «Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Москва, 2009 г.), V и VI Московских Международных Конгрессах «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009 г.;
Москва, 2010 г.), 8-й Международной конфе ренции «Сотрудничество для решения проблемы отходов» (Харьков, 2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в жур налах, рекомендованных ВАК, 8 тезисов докладов, получен 1 патент РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введе ния, обзора литературы, материалов и методов, результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы. Работа изложена на 187 страницах машинописно го текста, содержит 16 рисунков, 27 таблиц и 5 приложений. Библиография включает 195 наименований, из них иностранных источников – 47.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ В обзоре литературы рассмотрены особенности технологий получения раство римого кофе, общая характеристика и химический состав отходов, образующихся на отдельных стадиях технологического процесса. Представлены способы переработки кофейного шлама (физико-химические и биотехнологические). Описаны современные подходы к переработке растительных отходов и пути интенсификации процессов их микробной конверсии в продукты кормового назначения. На основе проведенного анализа научно-технической литературы сделан вывод о целесообразности использо вания кофейного шлама в качестве сырья для получения «сырого» экстракта кофейно го масла и белково-углеводной кормовой добавки.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Основным объектом исследования являлись отходы производства растворимого кофе (кофейный шлам), предоставленные предприятием «Московская кофейня на па яхъ». Отходы отбирали из шламосборника после предварительного выдерживания в течение 1-20 суток.
В качестве микробных объектов были использованы культуры грибов, отно сящиеся к родам Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Fusarium, Phanerochaete, Pleurotus, и дрожжей – Saccharomyces cerevisiae штамм SL-100, а также промыш ленные расы “Я”, II, XII, S. carlsbergensis, Candida tropicalis, C. utilis и C. maltosa, Rhodotorula rubra, Torulopsis fumata и T. utilis, Yarrowia lipolytica, полученные из коллекции кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева.
Выделение и исследование характеристик автохтонных культур микроорга низмов проводили с использованием стандартных методов (Градова Н.Б. с соавт., 2004;
Нетрусов А.И. с соавт., 2006).
Жировую составляющую кофейного шлама («сырой» экстракт кофейного мас ла) выделяли экстракцией ацетоном с последующим упариванием до полного удале ния органического растворителя при температуре 45 С под вакуумом с использо ванием классической установки для простой перегонки.
Предварительная обработка кофейного шлама включала кислотный гид ролиз (в лабораторном автоклаве при температуре 112 и 121 С в интервале рН от 0,5 до 3,0) и ферментативный гидролиз комплексными ферментными препа ратами – Целловиридин (целлюлолитическая активность – 1700 ед./г) и Целло Люкс-F(целлюлолитическая активность – 2000 ед./г).
Грибы и дрожжи культивировали в глубинных условиях в колбах Эрленмейе ра объемом 250 мл (100 мл среды) при инкубировании на качалках New Brunswick Scientific G10 (150 об/мин) при температуре 30-32 С и 28-30 С, соответственно, а также в лабораторном ферментере Фермус-3 НПО «Биоавтоматика» (коэффициент массопередачи по кислороду – 800-850 ч-1) объемом 5 л с заполнением питательной средой на 70 % и постоянном перемешивании с интенсивностью 250 об/мин. Твер дофазное культивирование грибов осуществляли при температуре 30 С в течение суток в чашках Петри (влажность субстрата поддерживалась на уровне 80 %). В ка честве минеральной основы среды использовали среду Ридера. Накопление микроб ной биомассы определяли прямым подсчетом клеток в камере Горяева, гравиметри ческим методом и косвенно по содержанию нуклеиновых кислот.
Содержание сырого протеина, истинного белка, общих углеводов и общих жиров в исследуемом субстрате и продукте определяли в соответствии с ГОСТ 28178-89. Содержание клетчатки определяли по методу «сырой клетчатки» по Ген несбергу и Штоману. Содержание фенольных соединений – модифицированным методом Фолина-Чокальтеу. Острую токсичность микробной биомассы – с помо щью тест-культуры инфузорий Tetrachymena pyriformis [ГОСТ 28178-89].
Статистическую обработку данных проводили с использованием пакетов программ «Excel», «Statistica 6.0».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Химические и микробиологические показатели отходов производства растворимого кофе Кофейный шлам представляет собой порошок темно-коричневого цвета с запа хом кофе. Основным компонентом отхода является клетчатка (54,0-56,0 %), содержа ние сырого протеина составляет 12,0-14,0 %, общих жиров – 12,5-14,5 % (табл. 1).
При изучении микробиологических показателей кофейных отходов установ лена высокая степень их обсемененности, которая зависит от времени выдержива ния в шламосборнике. Так, при выдерживании кофейного шлама в течение 20 суток общая обсемененность субстрата повысилась с 34,4 до 180,0 млн. кл/г, при этом значительно возросла численность бактерий, сохранился уровень обсемененности плесневыми грибами, также обнаруживались единичные клетки дрожжей.
В ходе работы было Таблица 1.
выделено 8 отдельных Состав кофейного шлама культур, 6 из которых были Показатель, % Литературные Эксперименталь отнесены к бактериям, одна данные ные данные культура – к плесневым «Сырая» клетчатка 44,5-60,0 55,0±1, грибам и одна – к дрож- Сырой протеин 9,5-14,0 13,0±1, Общие жиры 10,5-17,0 13,5±1, жам. При исследовании ак тивности роста выделен- Экстрагируемые углеводы 0,5-2,0 1,2±0, Фенольные соединения 3,5-5,0 4,0±0, ных изолятов при глубин ном и твердофазном способах культивирования на кофейных отходах было показано, что бактерии и грибы способны развиваться и осуществлять биодеструкцию кофейного шлама, тогда как для дрожжей этого выявлено не было. Однако содержание сырого протеина в конечном продукте не превышало 30,0 %, что говорит о бесперспективности использования автохтонных микроорганизмов для биоконверсии кофейного шлама.
Выделение «сырого» экстракта кофейного масла Исследования химического состава кофейного шлама показали, что в нем содержится 13,5 % жироподобных веществ, что позволяет использовать его в качестве сырья для производства кофейного масла. «Сырой» экстракт кофейного масла получали экстракцией такими органическими растворителями как этиловый спирт, ацетон. При разработке способов экстракции было изучено влияние про должительности процесса и начального содержания субстрата в экстракцион ной смеси на степень извлечения жироподобных веществ из кофейного шлама.
степень экстракции, % от максимального ацетон ацетон этиловый спирт 90 этилов ый спирт степень экстракции, % от максимального 0 6,3 9 10 11 12,5 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 3 5 18 22 начальное содерж ание кофейного шлама, масс. % время, ч Рис. 2. Влияние начального содержания Рис. 1. Влияние продолжительности экс- кофейного шлама на степень извлечения тракции на степень извлечения жироподоб- жироподобных веществ (продолжитель ных веществ из кофейного шлама (началь- ность экстракции – 3 часа) ное содержание субстрата – 9,0 масс. %) Установлено, что максимальная степень извлечения липидов из отходов произ водства растворимого кофе в ходе экстракции органическими растворителями (темпе ратура – 22-24 °С, непрерывное перемешивание с интенсивностью 60 об/мин, началь ное содержание субстрата – 9,0 масс. %) достигается на 18 час процесса. Следует от метить, что при использовании в качестве экстрагента ацетона уже к 3 часу извлекает ся свыше 95 % жироподобных веществ кофейного шлама (рис. 1).
При исследовании влияния начального содержания кофейного шлама в экс тракционной смеси на степень извлечения жироподобных веществ из кофейных отхо дов доказано, что максимальная степень экстракции органическими растворителями наблюдается при начальной концентрации субстрата не менее 9,0 масс. % (рис. 2).
Таким образом, для максимально полного извлечения липидов из кофейных от ходов могут быть рекомендованы следующие условия: экстрагент – ацетон, начальное содержание кофейного шлама – 9,0 масс. %, продолжительность – 3 часа, что позволяет получить обезжиренный кофейный шлам и ценный дополнительный продукт – «сы Таблица 2. рой» экстракт кофейного Характеристики обезжиренного кофейного шлама и «сыро- масла (табл. 2). Следует го» экстракта кофейного масла, полученных после экстрак- отметить, что характери ции ацетоном в подобранных условиях стики полученного образ Обезжиренный кофейный шлам «Сырой» экстракт кофейного масла ца «сырого» экстракта ко «Сырая» клетчатка – 60,0-62,0 % цвет – коричневый фейного масла удовлетво Сырой протеин – 12,5-14,5 % внешний вид – вязкая жидкость Фенольные соединения – аромат – кофейный ряют требованиям, предъ 2,65-3,15 % являемым к товарной Фенольные соединения в экс- плотность (25°С) – 836-849 кг/м форме кофейного масла, тракте – 0,265-0,275 г/л кислотное число – 7,2-7,8 мг КОН/г описанным в литературе рН (25°С) – 4,5-5, [Паньковский Г.А., 2004].
Отбор микроорганизмов-деструкторов кофейного шлама Следующий этап работы посвящен биотрансформации кофейного шлама. По скольку обработка субстрата органическим растворителем могла сказаться на его пита тельной ценности, то отбор микроорганизмов-деструкторов кофейных отходов прово дился при культивировании на питательных средах, содержащих как нативный, так и обезжиренный кофейный шлам. Микробную конверсию кофейного шлама осуществ ляли как твердофазным способом с использованием в качестве биодеструкторов гриб ных культур, так и глубинным – с использованием грибов и дрожжей.
Отбор микроорганизмов-деструкторов кофейного шлама при твердофазном культивировании В качестве биодеструкторов кофейных отходов с учетом химического состава и литературных данных были отобраны культуры грибов, относящиеся к родам Aspergillus, Trichoderma, Pleurotus, Penicillium, Fusarium и Phanerohaete, способные разрушать биополимеры кофейного шлама (целлюлозу, гемицеллюлозу и др.). Резуль таты исследований показали, что все отобранные штаммы грибов в ходе твердофазно го культивирования способны усваивать компоненты как нативного, так и обезжирен ного кофейного шлама. Лучшие результаты при культивировании на нативном ко фейном шламе:
– по степени биодеструкции клетчатки наблюдаются при культивировании Tr. viride и Asp. niger – 73,0 и 71,0 %, соответственно;
– по накоплению биомассы – Asp. niger, Asp. awamori и Tr. viride – 135,0, 214,0 и 445,0 г/кг, соответственно;
– по содержанию сырого протеина в конечном продукте – 31,0 % в случае использова ния Tr. viride (табл. 3).
Таблица 3.
Ростовые характеристики грибов при их твердофазном культивировании на нативном кофейном шламе Культура Степень био- Линейная Накопление Содержание в биомассе, % деструкции скорость роста, биомассы, сырой «сырая» клетчатки, % см/сутки г/кг клетчатка протеин Asp. flavus 57,7±0,67 2,5 114,5±5,7 27,9±0,43 18,3±0, Asp. niger 71,0±0,45 2,3 135,0±6,0 19,4±0,34 20,3±0, Asp. awamori 67,0±0,47 1,6 214,0±10,0 21,6±0,38 23,9±0, Pen. funiculosum 64,7±0,50 1,0 85,7±4,1 24,9±0,40 19,3±0, Pen. chrysogenum 60,0±0,37 0,6 130,0±4,5 26,1±0,35 19,9±0, Tr. viride 73,0±0,30 2,3 445,0±13,0 17,0±0,25 31,0±0, Tr. harsianum 64,7±0,35 1,65 94,2±4,8 24,9±0,30 18,6±0, Fus. poae 55,9±0,39 0,15 110,5±3,9 28,0±0,32 18,6±0, Fus. moniliforme 53,6±0,71 0,2 131,0±4,0 30,1±0,53 18,0±0, Fus. culmorum 60,0±0,45 0,1 92,6±3,7 25,2±0,40 16,0±0, Phan. chrysosporium 53,5±0,77 3,1 78,0±2,6 30,6±0,62 16,7±0, Pleurotus ostreatus 36,2±0,65 0,1 12,8±0,28 45,0±0,72 15,0±0, Следует отметить, что при твердофазном культивировании грибов на обезжи ренном кофейном шламе максимальное содержание белковых веществ в микробной биомассе также наблюдается при использовании штамма Tr. viride. Однако по сравне нию с нативным кофейным шламом накопление сырого протеина снизилось и соста вило 23,0 % (табл. 4).
Таблица 4.
Ростовые характеристики грибов при их твердофазном культивировании на обезжиренном кофейном шламе Культура Степень био- Линейная Накопление Содержание в биомассе, % деструкции скорость роста, биомассы, сырой «сырая» клетчатки, % см/сутки г/кг клетчатка протеин Asp. flavus 55,0±0,54 2,7 140,0±10,0 28,2±0,33 18,5±0, Asp. niger 71,1±0,42 2,4 136,0±7,3 19,8±0,24 20,6±0, Asp. awamori 56,8±0,38 0,6 137,0±5,1 28,7±0,20 20,3±0, Pen. funiculosum 60,7±0,47 1,2 139,0±8,2 29,2±0,29 22,3±0, Pen. chrysogenum 57,5±0,62 0,6 100,5±5,4 27,1±0,25 18,0±0, Tr. viride 72,0±0,55 1,1 215,4±10,0 16,4±0,49 23,0±0, Tr. harsianum 62,0±0,46 1,4 146,4±7,3 25,0±0,27 20,0±0, Fus. poae 53,2±0,73 0,16 115,0±5,8 29,0±0,44 19,5±0, Fus. moniliforme 51,5±0,48 0,25 120,0±5,4 31,0±0,31 19,0±0, Fus. culmorum 56,0±0,54 1,0 85,4±2,6 26,3±0,35 15,5±0, Phan. chrysosporium 65,4±0,75 3,8 101,3±1,8 24,9±0,21 19,0±0, Pleurotus ostreatus 42,3±0,82 0,12 15,0±0,9 38,6±0,25 18,0±0, Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что в случае твер дофазного способа биоконверсии исследуемых отходов наиболее целесообразно ис пользовать нативный кофейный шлам, а в качестве микробного деструктора – Trichoderma viride.
Отбор микроорганизмов-деструкторов кофейного шлама при глубинном культивировании При исследовании биоконверсии нативного кофейного шлама глубинным гетерофазным способом при использовании ряда штаммов грибов степень биоде струкции клетчатки составила 60,0-70,0 % к 5 суткам роста (табл. 5).
Таблица 5.
Ростовые характеристики грибов при их глубинном культивировании на питательных средах, содержащих нативный кофейный шлам (50 г/л) Культура Степень биодеструк- Накопление Содержание в биомассе, % ции клетчатки, % биомассы, г/л «сырая» клетчатка сырой протеин Asp. flavus 19,9±0,25 16,0±0, 70,0±0,52 4,7±0, Asp. niger 44,0±0,92 39,2±0,67 17,1±0, 4,8±0, Asp. awamori 45,8±0,80 33,2±0,65 18,0±0, 5,7±0, Pen. funiculosum 58,0±0,60 3,0±0,10 20,7±0,33 16,0±0, Pen. chrysogenum 33,6±0,90 2,3±0,10 40,7±0,65 15,3±0, Tr. viride 22,1±0,38 17,5±0, 64,0±0,55 4,2±0, Tr. harsianum 3,6±0,12 21,7±0,35 15,0±0, 63,0±0, Fus. poae 38,5±0,70 2,2±0,10 38,8±0,60 14,4±0, Fus. moniliforme 23,3±0,93 1,9±0,10 47,3±0,70 14,7±0, Fus. culmorum 59,0±0,58 3,3±0,11 24,8±0,40 15,6±0, Phan. chrysosporium 58,0±0,60 3,5±0,12 26,1±0,38 15,2±0, Pleurotus ostreatus 36,0±0,75 38,0±0,55 16,8±0, 3,7±0, В случае глубинного культивирования грибов на питательных средах, содержа щих обезжиренный кофейный шлам, лучшие результаты по накоплению биомассы бы ли выявлены при использовании Asp. niger, Asp. flavus и Pleurotus ostreatus и составили 23,2, 13,2 и 12,8 г/л, соответственно, тогда как наибольшее содержание сырого протеина характерно для биомассы, полученной при культивировании Pen. funiculosum – 29,0 %.
Поскольку дрожжи Таблица 6.
Ростовые характеристики дрожжей при их глубинном культивиро- не обладают целлюлолити вании на питательных средах, содержащих предобработанный на- ческими ферментами, но, тивный кофейный шлам (50 г/л) согласно литературным µ, ч- Культура Накопление сырой протеин, данным, успешно исполь биомассы, г/л % зуются для биоконверсии Candida tropicalis 5,4±0,25 0,06 21,6±0, предобработанных субстра Candida utilis 1,8±0,16 0,03 16,9±0, тов с получением белково Candida maltosa 3,6±0,40 0,09 18,9±0, Rhodotorula rubra 6,7±0,65 0,10 21,1±0,23 углеводных продуктов, то в Yarrowia lipolytica 6,6±0,50 0,10 21,1±0, ходе работы была проведе Torulopsis utilis 1,8±0,15 0,03 17,1±0, на сравнительная оценка Рост незначительный Torulopsis fumata роста дрожжей (родов Sac Рост незначительный S. cerevisiae SL- Рост незначительный S. cerevisiae “Я” charomyces, Candida, Toru S. сerevisiae II 7,1±0,33 0,08 22,0±0, lopsis, Rhodotorula и Yar Рост незначительный S. cerevisiae XII rowia) при их глубинном ге Рост незначительный S. carlsbergensis терофазном культивирова нии на питательных средах, содержащих гидролизованный кофейный шлам. Предвари тельную обработку кофейного шлама с целью повышения его биодоступности для мик роорганизмов осуществляли кислотным гидролизом в модельных условиях при рН 2, и 112 оС в течение 30 минут (табл. 6). Лучшие результаты при культивировании на пи тательных средах, содержащих предобработанный нативный кофейный шлам, были выявлены для Saccharomyces cerevisiae II, Candida tropicalis, Rhodotorula rubra и Yar rowia lipolytica, максимальное накопление биомассы которых достигало 5,4-7,1 г/л, а со держание сырого протеина в конечном продукте – 21,1-22,0 %.
Следует отметить, что при использовании в качестве сырья обезжиренного ко фейного шлама повышаются ростовые характеристики всех дрожжевых культур. При этом наибольшая степень биоконверсии кофейных отходов достигается при культиви ровании дрожжей Saccharomyces cerevisiae II: максимальное накопление биомассы со ставляет 15,5 г/л, а содержание сырого протеина в конечном продукте – 31,8 %.
Таким образом, при Таблица 7.
глубинном гетерофазном Ростовые характеристики дрожжей при их глубинном культивирова культивировании лучшие нии на питательных средах, содержащих предобработанный обезжи ростовые характеристики и ренный кофейный шлам (50 г/л) µ, ч- Культура Накопление сырой протеин, качество продукта наблю биомассы, г/л % дались в случае дрожжей Candida tropicalis 8,2±0,30 0,07 25,6±0, Saccharomyces cerevisiae II Candida utilis 3,5±0,23 0,05 18,7±0, при использовании в каче- Candida maltosa 5,8±0,45 0,09 20,2±0, стве субстрата обезжирен- Rhodotorula rubra 11,4±0,56 0,10 23,5±0, Yarrowia lipolytica 13,8±0,27 0,10 23,8±0, ного кофейного шлама.
Torulopsis utilis 2,0±0,25 0,05 17,5±0, Повышение эффек- Torulopsis fumata 1,5±0,20 0,04 16,8±0, тивности биоконверсии ко- S. cerevisiae SL-100 6,3±0,31 0,05 22,7±0, фейных отходов при куль- S. cerevisiae “Я” 3,7±0,22 0,05 18,5±0, S. сerevisiae II 15,5±0,45 0,10 31,8±0, тивировании дрожжей на S. cerevisiae XII 3,0±0,27 0,05 16,5±0, питательных средах, содер- S. carlsbergensis 4,1±0,32 0,04 19,4±0, жащих обезжиренный ко фейный шлам, может быть обусловлено тем, что в них содержатся вещества, оказы вающие негативное влияние на микроорганизмы, снижая тем самым скорость роста и качество образующейся биомассы. Большинство таких веществ кофейного шлама яв ляются жирорастворимыми и, следовательно, переходят в экстракт при извлечении ор ганическими растворителями. В связи с этим был исследован ростингибирующий эф фект «сырого» экстракта кофейного масла.
Исследование ростингибирующего эффекта «антипитательных» веществ кофейного шлама Антимикробную активность «сырого» экстракта кофейного масла по отно шению к используемым в настоящей работе микробным культурам определяли диско-диффузионным методом. Исследования показали, что жироподобные веще ства, содержащиеся в кофейном шламе, оказывают токсическое влияние на боль шинство дрожжевых культур (табл. 8), в то время как для мицелиальных грибов этого выявлено не было. Следует отметить, что данные результаты согласуются с ранее полученными ростовыми характеристиками грибов и дрожжей при их куль тивировании как на нативном, так и на обезжиренном кофейном шламе.
Спектрофотометрический Таблица 8.
анализ «сырого» экстракта кофей Антимикробная активность «сырого» экстракта кофей ного масла в отношении дрожжей ного шлама показал наличие мак Чувствительность к действию кофейного масла симума поглощения в ультрафио чувствительные малочувстви- устойчивые летовой области при 271-273 нм, тельные что соответствует таким соедине S. cerevisiae “Я” Candida utilis Rhodotorula rubra S. cerevisiae XII Candida tropicalis Yarrowia lipolytica ниям, как танин и кофеин, содер S. cerevisiae Candida maltosa Torulopsis utilis жащихся в кофейных зернах, а SL-100 S. сerevisiae II Torulopsis fumata также, согласно литературным S. carlsbergensis данным, в кофейных отходах.
Таким образом, для реализации эффективной технологии биоконверсии кофей ных отходов с использованием в качестве посевного материала дрожжей обязательной является стадия выделения «сырого» экстракта кофейного масла не только с целью получения ценного дополнительно продукта, но и для снижения ростингибурующего эффекта «антипитательных» веществ кофейного шлама.
Интенсификация биодеструкции кофейного шлама предварительным гидролизом субстрата Поскольку кофейный шлам является лигноцеллюлозным отходом (содержа ние клетчатки 55,0 %), одним из способов повышения эффективности его биокон Таблица 9.
Ростовые характеристики Saccharomyces cerevisiae II при культивировании на питательных сре дах, содержащих предобработанный кислотным гидролизом кофейный шлам Кофей- рН Температура Концентра- Общие сахара Накопление биомассы Сырой ный обработки, ция субстра- в гидролизате, протеин, г/л г/г о шлам С та, г/л г/кг % 0,5 112 50 320±15,0 10,0±0,31 0,20 17,6±0, 121 390±16,2 13,6±0,25 0,27 21,5±0, 0,8 112 50 290±14,3 12,1±0,27 0,24 19,2±0, 121 370±16,5 17,0±0,30 0,34 25,3±0, 1,0 112 50 270±13,0 16,5±0,22 0,33 22,6±0, 121 380±15,0 19,3±0,75 0,39 29,1±0, 1,5 112 50 260±11,4 15,2±0,20 0,30 22,9±0, 121 350±13,2 17,7±0,34 0,35 25,6±0, нативный 2,0 112 50 64±3,7 7,1±0,33 0,14 22,0±0, 121 90±5,0 10,2±0,30 0,20 24,0±0, 2,5 112 50 63±3,1 5,4±0,27 0,10 14,3±0, 121 80±4,0 5,6±0,28 0,11 14,6±0, 1,0 121 30 370±14,5 11,7±0,48 0,39 28,8±0, 1,0 121 50 380±15,0 19,3±0,75 0,39 29,1±0, 1,0 121 70 390±14,7 27,0±0,50 0,38 28,4±0, 1,0 121 100 360±16,0 36,1±0,55 0,36 27,5±0, 1,0 121 130 300±15,0 37,7±0,41 0,29 26,7±0, 1,0 121 160 260±13,2 35,2±0,45 0,22 23,3±0, 1,0 121 200 204±10,4 30,0±0,38 0,15 19,4±0, 1,0 121 30 575±15,0 18,3±0,43 0,61 48,0±0, обезжи ренный 1,0 121 50 580±20,0 29,7±0,33 0,60 47,7±0, 1,0 121 70 570±10,5 40,5±0,25 0,58 46,5±0, 1,0 121 100 520±13,8 59,3±0,52 0,59 45,8±0, 1,0 121 130 500±16,3 50,6±0,48 0,39 39,2±0, версии является предварительное расщепление биополимеров до легкоусваиваемых низкомолекулярных соединений. Сравнительная оценка способов предобработки как нативного, так и обезжиренного кофейного шлама с помощью ферментативного и кислотного гидролиза показала, что наиболее эффективен химический гидролиз.
При этом установлено, что оптимальными условиями кислотного гидролиза как на тивного, так и обезжиренного кофейного шлама являются рН 1,0, концентрация суб страта не более 100 г/л, температура 121 оС, о чем свидетельствуют содержание об щих сахаров в полученных гидролизатах (нативный шлам – 360-390 г/кг, обезжирен ный шлам – 520-580 г/кг) и показатели роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae II при их глубинном гетерофазном культивировании – выход биомассы: нативный шлам – 0,36-0,39 г/г, обезжиренный – 0,58-0,61 г/г (табл. 9).
Снижение ростингибирующего эффекта «антипитательных» веществ кофейного шлама Кофейный шлам содержит «антипитательные» вещества, удаление которых может быть достигнуто экстракционной обработкой органическим растворителем. Однако для их полного извлечения необходимо проведение многократной экстракции или увеличе ние продолжительности процесса, что является экономически невыгодным. Подобран ный ранее режим экстракции (экстрагент – ацетон, продолжительность – 3 часа, началь ное содержание субстрата – 9,0 масс. %) позволяет снизить количество «антипитатель ных» веществ, но не избавиться от них полностью. В связи с этим для повышения эффек тивности переработки кофейных отходов был проведен поиск альтернативных способов снижения токсического эффекта «антипитательных» веществ кофейного шлама.
Снижение ростингибирующего эффекта «антипитательных» веществ кофей ного шлама введением в питательную среду специфических соединений Для устранения угнетающего влияния «антипитательных» веществ кофейного шлама было исследовано введение в питательные среды таких соединений как поли винилпирролидон и дигидрокверцетин, которые, согласно литературным данным, используются для защиты клеток от фенольных соединений.
Таблица 10.
Влияние введения в питательные среды поливинилпирролидона и дигидрокверцетина на ростовые характеристики дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Показатели кон- Поливинилпирролидон, г/л Дигидрокверцетин, г/л троль 0,01 0,1 0,01 0, 1,0 1, Накопление био- 19,3±0,75 21,1±0,50 22,9±0,33 26,8±0,35 21,5±0,41 22,6±0,25 23,4±0, массы, г/л µ, ч-1 0,12 0,12 0,13 0,12 0, 0,14 0, «Сырая» клетчатка, 20,0±0,23 20,2±0,19 19,3±0,25 16,7±0,16 19,7±0,20 18,9±0,19 16,4±0, % Результаты исследований по влиянию поливинилпирролидона и дигидроквер цетина на ростовые характеристики дрожжей Saccharomyces cerevisiae II при культи вировании на гидролизованном нативном кофейном шламе показали, что они сни жают ростингибирующий эффект «антипитательных» веществ субстрата, о чем сви детельствует увеличение максимального накопления биомассы на 17,5 % при ис пользовании дигидрокверцетина и на 28,0 % в случае добавления поливинилпирро лидона (табл. 10). При культивировании на гидролизованном обезжиренном кофейном шламе введение в питательные среды поливинилпирролидона и дигидрокверцетина не оказало видимого влияния на ростовые характеристики Saccharomyces cerevisiae II.
Однако требуемые количества поливинилпирролидона и дигидрокверцетина (1,0 г/л) при введении в питательные среды снижают экономическую эффективность процесса, приводя к существенному повышению себестоимости конечного продукта.
Снижение ростингибирующего эффекта «антипитательных» веществ кофейного шлама направленной адаптацией микроорганизмов к компонентам субстрата на стадии подготовки посевного материала Ростингибирующий эффект «антипитательных» веществ субстрата может быть снижен направленной адаптацией микроорганизмов на стадии подготовки посевного ма териала. Адаптацию проводили многократными последовательными пересевами дрож жей Saccharomyces cerevisiae II на среды, содержащие гидролизованный как нативный, так и обезжиренный кофейный шлам, при начальной концентрации субстрата 50 г/л.
В результате адаптации к компонентам нативного кофейного шлама к 5 пассажу повысилась удельная скорость роста микроорганизмов и выход биомассы с 0,12 до 0,14 ч-1 и с 0,38 до 0,48 г/г (с 19,3 до 24,2 г/л), соответственно. Также наблюдалось уве личение содержания сырого протеина с 29,1 до 39,8 % (рис. 3, табл. 11).
В случае проведения адаптации дрожжевого штамма Saccharomyces сerevisiae II в отношении обезжиренного кофейного шлама лучшие результаты достигались в 4 пасса же, при этом максимальное накопление биомассы и удельная скорость роста увеличились на 7,0 и 12,5 %, и составили 31,8 г/л и 0,16 ч-1, соответственно (рис. 4, табл. 11).
Было отмечено, что проведение адаптации дрожжей Saccharomyces cere visiae II к компонентам кофейных отходов позволяет получить субпопуляцию, практически устойчивую к «антипитательным» веществам кофейного шлама.
0, удельная скорость роста, 1/ч 0, удельная с корос ть рос та, 1/ч выход биомас с ы, г/г выход биомассы, г/г 0, 0, 0, 0,3 0, 0, 0, 0, 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 пассаж пассаж Рис. 4. Адаптация дрожжей Saccharomyces Рис. 3. Адаптация дрожжей Saccharomyces cer cerevisiae II к компонентам гидролизованно evisiae II к компонентам гидролизованного на го обезжиренного кофейного шлама тивного кофейного шлама Однако при пересеве дрожжей Saccharomyces cerevisiae II, адаптированных к ко фейным отходам, на стандартные углеводсодержащие жидкие/твердые питательные среды стимулирующий эффект, достигнутый в ходе адаптации, утрачивается.
Таблица 11.
Ростовые характеристики дрожжей Saccharomyces cerevisiae II и состав белково-углеводных кор мовых добавок, получаемых биоконверсией кофейного шлама (50 г/л) Показатели Исходный кофейный шлам Обезжиренный кофейный шлам Неадаптирован- Адаптирован- Неадаптирован- Адаптирован ная культура ная культура ная культура ная культура Накопление биомассы, г/л 19,3±0,75 24,2±0,46 29,7±0,33 31,8±0, µ, ч-1 0,12 0,14 0,14 0, Время генерации, ч 5,8 4,9 5,3 4, Сырой протеин, % 29,1±0,37 39,8±0,22 47,7±0,25 49,0±0, Истинный белок, % 23,0±0,25 31,7±0,31 37,2±0,22 38,6±0, «Сырая» клетчатка, % 20,0±0,23 16,5±0,19 8,1±0,25 7,6±0, Фенольные соединения, % 2,7±0,20 1,2±0,15 1,2±0,10 1,0±0, Таким образом, для осуществления биоконверсии кофейных отходов на стадии подготовки посевного материала следует проводить 4-5-кратное пассивирование дрож жей Saccharomyces сerevisiae II на питательные среды, содержащие кофейный шлам.
Исследование влияния режимов культивирования на эффективность переработки обезжиренного кофейного шлама и качество продукта Отработку режимов культивирования осуществляли в лабораторном ферментере (объем 5 л, заполнение на 70 %). Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что при использовании дрожжей Saccharomyces сerevisiae II в процессе биоконвер сии кофейных отходов возможно использование как отъемно-доливного, так и непре рывного способов культивирования. Вымывания дрожжей не наблюдается в отъемно доливном режиме при 14,0 % (об.) отъема культуральной жидкости в час, а в случае не прерывного режима – при скорости протока 0,14 ч-1, при этом содержание сырого про теина и истинного белка составляют 48,0 и 46,7, 37,8 и 36,6 %, соответственно (табл. 12).
Таблица 12.
Характеристики процессов биоконверсии обезжиренного кофейного шлама (50 г/л) дрожжами Saccharomyces сerevisiae II при различных режимах глубинного культивирования (А – периоди ческое;
Б – отъемно-доливное;
В – непрерывное) Характеристики А Б В µ, ч-1 0,14* 0,14** 0, Накопление биомассы, г/л 31,8±0,25 29,5±0,22 29,2±0, Состав биомассы, % • сырой протеин 49,0±0,27 48,0±0,31 46,7±0, • истинный белок 38,6±0,19 37,8±0,23 36,6±0, * – доля отъема культуральной жидкости каждый час ** – скорость протока культуральной жидкости Таким образом, для получения белково-углеводной кормовой добавки на основе кофейных отходов, рекомендуется гетерофазное культивирование дрожжей Saccharo myces сerevisiae II в отъемно-доливном режиме.
Концентрирование и сушка биомассы В связи с использованием глубинного гетерофазного культивирования дрожжей наиболее целесообразным и перспективным способом концентрирования полученной биомассы является фильтрация [Панфилов В.И., 2004 г]. В ходе исследования эффек тивность фильтрующих материалов оценивали по таким технологическим параметрам как удельная скорость фильтрации (G) и степень пропускания клеток фильтром (П).
Проведенные эксперименты по подбору фильтрующего материала показали, что применение капронового фильтра и бельтинга позволяют достичь наиболее вы соких показателей фильтруемости микробной суспензии, при этом скорость фильт рации составляет 390 и 542 л/(м2·ч), соответственно, а степень пропускания клеток – менее 1,0 % (табл. 13).
Таблица 13.
Подбор фильтрующих материалов для концентрирования биомассы Фильтрующий материал Скорость фильтрации, G, Степень пропускания л/(м2·ч) клеток, П, % Бумажный фильтр 227 0, Бельтинг 542 0, Капроновый фильтр (d = 40 мкм) 138 2, Капроновый фильтр (d = 50 мкм) 390 0, Фильтр РХ 315-07 200 0, Фильтр РХ 339-07 222 2, Фильтр NPX 700-41 191 5, Следует отметить, что полученный таким образом концентрат биомассы может быть отправлен на сушку без применения дополнительных методов концентрирования. В ходе исследований также установлено, что образующийся на стадии концентрирования фильтрат культуральной жидкости может быть повторно использован для приготовления питательной среды в количестве до 70 % в ходе не менее 5 последовательных пассажей без видимого снижения ростовых характеристик дрожжей Saccharomyces сerevisiae II.
Технологическая схема комплексной переработки кофейного шлама в «сырой» экстракт кофейного масла и белково-углеводную кормовую добавку На основе проведенных исследований разработана принципиальная блок схема комплексной переработки кофейного шлама в «сырой» экстракт кофейного масла и белково-углеводную кормовую добавку, предусматривающая:
• экстракцию жироподобных веществ из кофейного шлама органическим растворителем;
• упаривание экстракта до получения «сырого» экстракта кофейного масла;
• предобработку обезжиренного кофейного шлама кислотным гидролизом;
• подготовку посевного материала многократным пассивированием дрожжей Sac charomyces cerevisiae II на среды, содержащие кофейный шлам;
• глубинное гетерофазное культивирование дрожжей Saccharomyces cerevisiae II в отъемно-доливном режиме;
• концентрирование биомассы фильтрацией и сушку (рис. 5).
Технико-экономические параметры биоконверсии кофейных отходов мощно стью 10 000 т/год по объему перерабатываемого кофейного шлама в белково углеводную кормовую добавку с содержанием сырого протеина не менее 49,0 % при одновременном получении «сырого» экстракта кофейного масла приведены в табл. 14.
Предварительный расчет эколого-экономического эффекта от внедрения разра ботанной технологии с выбранной мощностью показал, что за счет снижения плате жей за размещение отходов экономия предприятия составит более 7,5 млн. руб.
Рис. 5. Принципиальная блок-схема, включающая основные стадии технологического процесса (ТП) комплексной переработки кофейного шлама в «сырой» экстракт кофейного масла и белково углеводную кормовую добавку Таблица 14.
Технико-экономические показатели комплексной переработки кофейного шлама в белково углеводную кормовую добавку и «сырой» экстракт кофейного масла № п/п Наименование показателя Единица измерения Значение показателей Годовой выпуск продукции а) в натуральном выражении • белково-углеводная кормовая добавка т • «сырой» экстракт кофейного масла т б) в оптовых ценах • белково-углеводная кормовая добавка тыс. руб. за т 13, • «сырой» экстракт кофейного масла тыс. руб. за т Капитальные затраты тыс. руб.
2 95962, Полная себестоимость годового выпуска тыс. руб.
3 126567, Себестоимость единицы продукции • белково-углеводная кормовая добавка тыс. руб. за т 3, • «сырой» экстракт кофейного масла тыс. руб. за т 104, Стоимость годового выпуска продукции тыс. руб./т 5 493706, Прибыль годовая тыс. руб.
6 367138, Рентабельность:
а) производственных фондов % 58, б) продукции % 74, Срок окупаемости капитальных вложений год 8 1, ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Разработана стадия экстракционного извлечения из кофейных отходов жироподоб ных веществ органическим растворителем (экстрагент – ацетон, продолжительность – 3 часа, начальное содержание субстрата – 9,0 масс. %), позволяющая получить обез жиренный кофейный шлам и «сырой» экстракт кофейного масла. При исследовании антимикробной активности «сырого» экстракта кофейного масла показано, что жи роподобные вещества, содержащиеся в кофейном шламе, оказывают угнетающее влияние на рост большинства дрожжевых культур и не оказывают подобного влия ния на мицелиальные грибы.
2. Разработан способ кислотного гидролиза кофейного шлама (рН 1,0, концентрация субстрата не более 100 г/л, температура 121 оС), повышающий биологическую цен ность кофейных отходов. Так, при культивировании дрожжей Saccharomyces cerevisiae II на питательных средах, содержащих гидролизованный нативный и обез жиренный кофейный шлам, максимальное накопление биомассы и содержание сы рого протеина составляют 19,3 г/л и 29,1 %, 29,7 г/л и 47,7 %, соответственно.
3. Показана возможность получения белково-углеводной кормовой добавки на ос нове кофейных отходов:
• твердофазным культивированием Trichoderma viride на нативном кофейном шламе – содержание сырого протеина в конечном продукте достигает 31,0 %;
• глубинным гетерофазным культивированием дрожжей Saccharomyces cerevisiae II при использовании гидролизованного нативного кофейного шлама – содержание сырого протеина в конечном продукте достигает 39,8 %;
• комплексной переработкой кофейного шлама, включающей экстракционное извле чение «антипитательных» веществ ацетоном с получением дополнительного продук та – «сырого» экстракта кофейного масла, кислотный гидролиз целлюлозосодержа щих компонентов обезжиренного кофейного шлама, и последующее глубинное гете рофазное культивирование дрожжей Saccharomyces cerevisiae II – содержание сырого протеина в конечном продукте достигает 49,0 %.
4. Показано, что ростингибирующий эффект «антипитательных» веществ кофейного шлама может быть снижен:
• введением в питательные среды специфических веществ, таких как поливинилпир ролидон и дигидрокверцетин;
• направленной адаптацией микроорганизмов к компонентам кофейного шлама на стадии подготовки посевного материала.
5. Предварительная технико-экономическая оценка реализации разработанной ком плексной технологии переработки кофейного шлама при расчетной мощности произ водства 10000 т в год по перерабатываемому сырью позволит получить свыше 5000 т белково-углеводной кормовой добавки и 1000 т «сырого» экстракта кофейного масла.
Полная себестоимость годового выпуска продукции составит 127 млн. руб., годовая прибыль – 360 млн. руб. Расчет эколого-экономического эффекта от внедрения разра ботанной технологии показал, что за счет снижения платежей за размещение отходов в пределах лимита экономия предприятия составит более 7,5 млн. руб.
Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:
1. Башашкина, Е. В. Использование кофейного шлама в качестве сырья для получения белковой кормовой добавки / Е. В. Башашкина, И. В. Шакир, Н. А. Суясов, В. И. Пан филов // Химическая промышленность сегодня. – 2010. – № 6. – с. 28-33.
2. Башашкина, Е. В. Интенсификация процесса биоконверсии отходов пищевой про мышленности в дрожжевую биомассу кормового назначения / Е. В. Башашкина, В. Д. Смирнова, И. В. Балакирев, Н. А. Суясов, И. В. Шакир, В. И. Панфилов // Химиче ская промышленность сегодня. – 2010. – № 8. – с. 10-15.
3. Башашкина, Е. В. Биоконверсия отходов производства растворимого кофе в продук ты кормового назначения / Е. В. Башашкина, И. В. Шакир, Н. А. Суясов, В. И. Панфи лов // Экология и промышленность России. – 2010. – №1. – с. 18-19.
4. Патент РФ № 2393719. Способ получения биомассы кормовых дрожжей / Е. В. Башашкина, В. И. Панфилов, И. В. Шакир, Н. А. Суясов, А. А. Пашинин. – № 2008122535/13;
заявлено 06.06.2008;
опубликовано 10.07.2010. Бюл. № 19, 5 с.
5. Башашкина, Е. В. Кофейный шлам как сырье для получения кормовой до бавки / Е. В. Башашкина, Н. А. Суясов // IV Международный конгресс молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2008». – с. 71-72.
6. Башашкина, Е. В. Кофейный шлам как сырье для получения кормовой добавки / Е. В.
Башашкина, Е. А. Пашинина, И. В. Шакир, Н. А. Суясов // Всероссийская научно техническая конференция «Наука-производство-Экология». – Киров. – 2008. – с. 240-242.
7. Башашкина, Е. В. Переработка отходов производства кофе в кормовые белковые про дукты / Е. В. Башашкина, Н. А. Суясов, И. В. Шакир // V Московский Международный Конгресс «Биотехнология: Состояние и перспективы развития». – 2009. – с. 389-390.
8. Башашкина, Е. В. Биоконверсия отходов производства кофе в биомассу кормового на значения / Е. В. Башашкина, Н. А. Суясов, И. В. Шакир, В. И. Панфилов // Всероссийская на учно-техническая конференция «Наука-производство-Экология». – Киров. – 2009. – с. 102.
9. Башашкина, Е. В. Культивирование дрожжей на гидролизатах кофейного шлама с целью получения кормовой добавки / Е. В. Башашкина // Хранение и переработка сель скохозяйственной продукции, Россельхозакадемия. – 2009. – с. 62- 65.
10. Башашкина, Е. В. Использование кофейного шлама для культивирования гриб ных культур / Е. В. Башашкина, Н. А. Суясов, И. В. Шакир, В. И. Панфилов // VI Московский Международный Конгресс «Биотехнология: Состояние и перспективы развития». – 2010. – с. 217-218.
11. Башашкина, Е. В. Исследование автохтонной микрофлоры кофейного шлама / Е. В. Ба шашкина, А. О. Жигалова, В. И. Панфилов, И. В. Шакир, Н. А. Суясов // Всероссийская на учно-техническая конференция «Наука-производство-Экология». – Киров. – 2010. – с. 53-55.
12. Башашкина, Е. В. Использование кофейного шлама для получения кофейного масла и микробной кормовой добавки / Е. В. Башашкина, Н. А. Суясов, И. В. Ша кир // 8-я Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов». – Харьков, Украина. – 2011. – с. 45.