Brevet FR2137076A1 — publié le 19721229

La présente invention se réfère à un procédé pour ltobten- tion, par submersion, des enzymes amylc,lytiques destinées à la saccharification de matières premières à contenu d'amidon, utilisées dans la fabrication de l'alcool, et à une souche qui produit ces enzymes amylolytiques. La tendance de remplacer, dans la fabrication de l'alcool, le malt par des préparations à enzymes est bien connue. Dans les procédés traditionnels, la saccharification des matières premières à contenu d'amidon se réalise surtout par l'action des amylases alpha et béta sur l'amidon gélifié. Les enzymes amylolytiques, produites par des micro-organismes qui agissent sur l'amidon ne peuvent pas être toutes obtenues par la culture du même micro-organisme. La plupart des souches de micro-organismes utilisées dans ce but (Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus awamori , Aspergillus usamii, Bacilhs subtilis, Bacillus mesentericus, etc.) produisent principalement une seule enzyme, tandis que les procédés de saccharification utilisent pour le moins deux souches développées séparément. On procède souvent d'abord à une fluidification de l'amidon à l'aide d'une petite quantité de malt vert, suivie de la saccharification successive avec les enzymes produites par des moisissures. Ces procédés présentent les désavantages de ne pas éliminer complètement le malt vert de la saccharification et,d'autre part, les enzymes qui réalisent la saccharification doivent cotre produites par au moins deux souches de micro-organismes. Ces souches produisent, à un pH au-dessus de 4,6 - 4, 8, des quantités importantes d'alpha-amylase, en rendant ainsi difficile le maintien de- la stérilité des milieux de culture. I1 est, d'autre part, difficile de trouver des souches qui puissent produire, dans les mêmes conditions de milieu, autant de l'alpha-amylase que de l'amyloglucosidase, et transformer ainsi directement l'amidon gélifié en glucose ( monosaccharide directement fermentescible). La présente invention élimine ces désavantages. n effet, pour obtenir par submersion des enzymes amylolytiques pour la saccharification des matières premières à contenu d'amidon, utilisées dans la fabrication de l'alcool, il est prconis d'employer des cultures de la souche Aspergillus niger 49 A-N (Cz) dans un milieu obtenu par la filtration des drêches de céréales -pommes de terre et farine de mals, de pommes de terre ou autres céréales, à un pH initial de 5,5, ou eau-farine de mas,pommes de terre ou autres céréales, à un pH initial de 4 à 4,5, qui est maintenu pendant la multiplication, à une valeur de 4,2 jus qutà 5,4 par addition d'ammoniaque. Cn réussit ainsi à assurer une bonne stérilité du milieu de culture, de sorte que, même en utilisant des installations ouvertes, la souche respective de moisissure produira de grandes quantités d'amylase et d'amyloglucosidase, qui effectueront l'hydrolyse complète de l'amidon qui sera ultérieurement transformé en alcool par la fermentation alcoolique connue. On donne ci-dessous des exemples d'application de l'invention. Exemple 1. Dans un appareil à fermentation de laboratoire, on introduit 5 1 de drêche filtrée de mais, dont on ajuste le pH à 5,5, à l'aide d'une solution d'ammoniaque; on y ajoute 1 à 4% de farine de mals, on fait bouillir le tout à 1300C, pendant 2 heures. Après refroidissement jusqu'à 30qu, le milieu est ensemencé d'une quantité de 1-5 g de spores de la souche de moisissure 49 A-N (Cz) préparée dans le laboratoire. Après ensemencement, 3 le milieu est aéré à un débitd'air de 3-15 mm de milieu par heure, durant 20 heures, à une température de 30"C. Lorsque cet appareil ne peut assurer une stérilité parfaite du milieu, le pH sera maintenu à 4,0 -4,5 à l'aide de l'ammoniaque. Après un développement de 20 à 35 heures, le contenu de l'appareil est ensemencé dans un autre appareil de fermentation de 50 1 avec un milieu dont la composition est la même que ci-dessus. Toutes les opérations sont identiques à celles pour l'appareil de 5 1. Après 30-48 heures la souche 49 A-N (Cz) développe une activité de 20-50 uniates SKB/ml pour l'alpha amylase et de 2,0 à 4,8 unités GU/ml pour 1 l'amyloglucosidase. A la fin du développement, le mycélium avec le milieu de culture est utilisé tel quel dans une proportion de 2,5-10% pour la saccharification de la trempe de mais, cuite à 140 C pendant 2 heures et demie, puis refroidie à 60"C. A cette température la saccharification dure 1 heure, après quoi la trempe est refroidie à 30"C et ensemencée par la méthode connùe. La fermentation dure de 4 & à 65 heures. Les résultats obtenus sont -pH de la trempe fermentée 3,9 - 4,0 -augmentation de rendement en alcool,en comparaison avec la saccharification au malt vert (rapporté à l'amidon) 3,9% -sucre résiduel dans la trempe fermentée 0,017 % -extrait apparent dans la trempe fermentée ("Balling) 1,20 Exemple 2. Toutes les opérations sont identiques à celles du premier exemple, avec la différence qu'au lieu de drêche de mals on utilise de l'eau de robinet et qu'après addition de la farine, le pH est fixé, à l'aide de l'acide sulfurique, à 4,0 - 4,5. Au cas où l'appareil à cuisson n'est pas construit en matière antiacide, le pH sera ajusté dans l'appareil à fermenter, après que la température de la trempe est tombée à 70-80t ou même plus bas. Les résultats obtenus sont -pH dans la trempe fermentée 3,9 -augmentation de rendement en alcool en comparaison avec la saccharification au malt vert (rapporté à l'amidon) 1,5% -sucre résiduel dans la trempe fermentée 0,020% -extrait apparent dans la trempe fermentée (OBalling) -0,900 Exemple 3. Toutes les opérations sont identiques à celles de l'exemple 1, avec la différence qu'au lieu de drêche de mais on utilise de la drêche d'autres céréales ou de pommes de terre et qu'au lieu de mais on utilise, pour la préparation des trem pes de fermentation, les céréaLes dont provient la drêche, ou bien des pommes de terre. Les résultats obtenus lors de l'utilisation de la drêche de pommes de terre et, respectivement, des pommes de terre,sont: -pH dans la trempe fermentée 4,2 -augmentation du rendement en alcool en compa raison avec la saccharification au malt vert (rapporté à l'amidon) 3,8% -sucre résiduel dans la trempe fermentée 0,0z0S -extrait apparent dans la trempe fermentée ("Balling) -0,950 L'application de l'invention présente les avantages suivants: : -substitution du malt par des préparations a'enzymes amylolytiques obtenues en milieux de culture peu coûteux; -élimination des pertes d'amidon pendant la germination de l'orge pour le malt et augmentation du rendement en alcool de 1,5 - 3,9%; -par l'utilisation des préparations d'enzymes amylolytiques, d'importantes quantités d'orge deviennent disponibles, et peuvent ainsi être employées comme fourrage pour les animaux, ou bien les superficies agricoles respectives resteront disponibles pour d'autres cultures; -obtention des deux enzymes amylolytiques par une seule couche de micro-organismes; -obtention de l'alpha-amylase, utilisée pour l'amélioration de la qualité du pain et des produits de boulangerie. REVENDICATIONS. 1. Procédé pour l'obtention par submersion des enzymes amylolytiques destinées à la saccharification des matières premières à contenu d'amidon, utilisées dans la fabrication de l'alcool, caractérisé par la culture d'une souche de moisissure, dans un milieu à base de filtrat de drêche de céréales-pommes de terre et farine de mais, pommes de terre, ou autres céréales, à un pH initial de 5,5, ou eau - farine de mals, pommes de terre ou autres céréales, à un ph initial 4 - 4,5, qui est maintenu durant la multiplication à 4,2 - 5,4 par addition d'ammoniaque, les enzymes produites par la souche de moisissure effectuant l'hydrolyse complète de l'amidon qui est ultérieurement transformé en alcool par une fermentation alcoolique connue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la culture d'une nouvelle souche de moisissure, Aspergillus niger 49 A-N (Cz1 qui produit en grande quantités de l'alpha-amylase et de l'amyloglucosidase, celles-ci effectuant l'hydrolyse complète de l'amidon qui sera ultérieurement transformé en alcool par une fermentation alcoolique connue. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la multiplication de la souche de moisissure à partir des spores jusqu' au mycélium, en vue de la saccharification en deux phases au plus, en utilisant une quantité suffisante de spores et en maintenant le pH à max.4,5 et assurant ainsi une bonne stérilité du milieu de culture, même lorsqu'on travaille dans une installation ouverte.