Способ культивирования гриба-продуцента белково-ферментного комплекса

 

.СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ГРИБА-ПРОДУЦЕНТА БЕЛКОВО-ФЕРМЕНТНОГО КОМПЛЕКСА, предусматривающий измельчение целлюлозосодержащего сырья с последующим приготовлением питательной среды, содержащей целлюлозосодержащее сырье в качестве источника углерода, источники азота и фосфора. источник микроэлементов и воду, и вьфащиванием на ней гриба-продуцента в глубинных условиях при аэрации и перемешивании среды, отличающийся тем, что, с целью цовышения активности белково-ферментного комплекса и снижения энергоемкости процесса, в качестве гриба-продуцента используют штамм Myceliophtoга thermophila F-2148i), выращивание гриба осуществляют в течение 1624 ч при 45-47°С, непрерывной аэрации 0,5-0,7 об/об питательной среды и при интенсивности перемешивания 100-150 об/мин, а в питательную среду в качестве источника углерода вводят льняную костру, в качестве (Л источника микроэлементов и ростовых веществ - стоки мочки льна при содержании , мас.%: Льняная костра 2,0-10,0 Источник азота 0,4-0,8 Источник фосфора 0,1-0,3 Стоки мочки льна 20,0-40,0 ts9 О ю сп

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО J1AM ИЗОБ ЕТЕНИй V О1НРЫТИй опислни изоБГктеНиЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬ :ТВУ (21) 35951 79/28-1 3 (22) 07. 04. 83 (46) 15. 11. 84. Бюл. К- 42 (72) В.В.Алексеева, Г. Б. Бравова, К.А. Калунянц, А. А. Складнев, Л. Г. Логинова, Е. И. Булгакова, Л.Г.Бурденко и Э П.Гужова, (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт и Институт микробиологии АН СССР (53) 576.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

У 577230, кл. С 12 N 1/14, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 255890, кл. С 12 N 1/14, 1968, (54) (57) .СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

ГРИБА-ПРОДУЦЕНТА БЕЛКОВО-ФЕРМЕНТНОГО

КОМПЛЕКСА, предусматривающий измельчение целлюлозосодержащего сырья с последующим приготовлением питательной среды, содержащей целлюлозосодержащее сырье в качестве источника углерода, источники азота и фосфора,,.SU„„1124026 А

1 зШ С 12 N 1/14; С 12 R 1,/645 источник микроэлементов и воду, и выращиванием на ней гриба-продуцента в глубинных условиях при аэрации и перемешивании среды, о т л и ч ающийcÿ тем, что, сцельюповышения активности белково-ферментного комплекса и снижения энергоемкости процесса, в качестве гриба-продуцента используют штамм bfyceliophtora thermophila F-21486, выращивание гриба осуществляют в течение 1624 ч при 45-47 С, непрерывной аэрации 0,5-0,7 об/об питательной среды и при интенсивности перемешивания

100-150 об/мин, а в питательную среду в качестве источника углерода вводят льняную костру, в качестве источника микроэлементов и ростовых веществ — стоки мочки льна при сод ржании, мас.7:

Льняная костра 2,0-10,0

Источник азота 0,4 -0,8

Источник фосфора 0,1-0,3

Стоки мочки льна 20,0-40,0

1 1124

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам культивирования микроскопических грибов.

Известен способ культивирования грибов s течение 7 сут при 30 С на о 5 качалке (220 об/мин) на питательной среде, содержащей свекловичный том в качестве источника углерода, источники азота и фосфора и солодовые ростки. Активность культуральной жидкости по фильтровальной бумаге

18 ед/мп (1 $.

Недостатками данного способа являются использование в качестве источника углерода свекловичного то. ма — отхода пищевой промышленности, который является остродефицитным сырьем, а также длительность культивировании, требующая значительных затрат. энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ культивирования гриба-продуцента белково25 ферментнoro комплекса, предусматривающий измельчение целлюлозосодержащего сырья с последующим приготовлением питательной среды, содержащей ,целлюлозосодержащее сырье в качестве

30 источника углерода, источники азота и фосфора, источник микроэлементов и воду, и выращиванием на ней грибапродуцента в глубинных условиях при аэрации и перемешивании среды (2 j.

Согласно известному способу используют питательную среду следующего состава:

Солома (степень помола

257), Ж 0,5-2

NaNO» г/л 3 40

КН 2Р04 у г/л 1

- KC1, г/л 0,5

MgSO г/л 0,5

Ре 804, г/л 0,.01

Кукурузный экстракт,% 0,5

Культивирование гриба Aspergil lus

terreus 17Р осуществляется при температуре выращивания 40 С в течение

4 сут при постоянной работе мешалки

300 об/мин в аэрации при расходе воз-50 духа 1,5 об/об питательной среды.

В результате целлюлозная активность культуральной жидкости составляет по Na-КИЦ 0,72 мг РВ/мл, по хлопку

0,12 РВ/мл.

Указанный состав питательной среды и условия. культивирования предложены для получения активного целлю026 2 лозного комплекса, максимальная активность которого образуется грибом

Aspergillus terreus 17Р на 4-е сут культивирования. Данные по содержанию сырого протеина в биомассе не приводятся.

Недостатком указанного состава питательной среды является то, что в ней в качестве источника углерода используется измельченная солома, которая является нелокализованным отходом сельского хозяйства. Сбор и транспортировка соломы для обеспечения бесперебойного круглогодичного процесса производства накладывает на ее себестоимость значительные транспортные затраты, что соответственно влечет за собой значителььое увеличение себестоимости конечного продукта.

В предложенной питательной среде используется в достаточно большом количестве (0,57) кукурузный экстракт.

Недостатками способа культивирования гриба Aspergillus terreus 17Р также являются длительность культивирования (4 сут), значительный расход стерильного воздуха (1,5 об/об питательной среды), что требует большаго расхода электроэнергии. Кроме того, для улучшения аэрации дополнительно предлагается интенсивное перемешивание культурной жидкости (300 об/мин), что связано с большим расходом электроэнергии; при указанных условиях культивирования, требующих значительного расхода электроэнергии, и образуется целлюлозный комплекс, обладающий низкой активностью.

Цель изобретения — повышение активности белково-ферментного комплекса и снижение энергоемкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу культивирования гриба-продуцента белково-ферментного комплекса, предусматривая1ему измельчение целлюлозосодержащего сырья с последующим приготовлением питательной среды, содержащей пеллюлозосодержащее сырье и качестве источника углерода, источники азота и фосфора, источник микроэлементов и воду, и выращиванием на ней гриба продуцента в глубинных условиях при аэрации и перемешивании средьi, в качестве гриба-продуцента используют штамм Myceliophtora thermophi

1а Р-2148D, выращивание i-риба осу1124026 4

-ется в качестве источника углерода и как субстрат, подвергающийся прямой биотрансформации известным штаммом микроскопического гриба Mycelio5

phtora thermophi la F-2148D т В качестве источника азота ис-, а пользуются соли аммония (сульфаты,. нитраты), аммонийные удобрения. В качестве источника фосфора - фосФорнокислые соли калия, фосфорные удобрения.

Количество, мг/л Компонент Количество, мг/л

Компоненты

Уксусная кислота

2700-4800

10-15

Пропионовая кислота

Са +

800-1600!

30-250

Валериановая кислота

50-350

75-100

К +

20-!40

Масляная кислота

Ре 2+

600-1900

20-100

10-6О

0,16-0,30

0,70-2,00

0,05-0,08

Изовалериановая кислота

Мо +

200-400

75-250 Сахар .Азот

0 03-О,06

С02+

3 ществляют в течение 16-24 ч при

45-47 С, непрерывной аэрации 0,50,7 об/об питательной среды и при интенсивности перемешивания 100—

150 об/мин, а в питательную среду в качестве источника углерода вводя льняную костру, в качестве источник микроэлементов и ростовых веществ— стоки мочки льна при содержании, мас.7:

Льняная костра 2,0-10,0

Источник азота 0,4-0,8

Источник фосфора 0,1-0,3

Стоки мочки льна 20,0-40,0

Сущность способа заключается в следующем.

Льняная костра (отход льноперерабатывакицей промышленности) используПример 1. Myceliophtora

thermophila F-2 148D культивировали на питательной среде 1прототипе), имеющей следующий состав:

Солома, Ж 1,0

ИаИб, г/л.

КН РО, г/л .. 1

КС1, г/л 0,5

MgS0,г/л 0,5

Ге80, г/л 0,01

Кукурузный экстракт,X 0,5

Культивирование длилось 24 ч при

45 С, непрерывной аэрации 1,5 об/об питательной среды и при постоянной

В качестве источника микроэлементов и органических веществ, способствующих биосинтезу, используются стоки мочки льна.

Состав стоков мочки льна представлен в таблице.

4б работе мешалки 300 об/мин. В результате целлюлозная активность по Na-КИЦ составила 0,8 ед./мл, по фильтрсвальной бумаге — 0,08 ед./мл.

Содержание сырого протеина в био50 массе 14,5Х.

Пример 2. M. thermophila

F-. 2148D культивировали на питательной среде следующего состава, вес.Ж:

51 Льняная костра 2,0 (ИН 4) 2 30., 0,4

КН PO 0,1

Стоки мочки льна 20.0

1124026 бумаге 0,2 ед./мл, по Na-ИЩ—

1,3 ед./мл. Количество сырого протеина в биомассе 15Х.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает использование льняной

Составитель В. Голимбет

Техред;C Мигунова Корректор Г. Решетник

Редактор М.Дылын

Заказ 8208/24 Тираж 52i Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Вода водопроводная Остальное рН 5,0.

Культивировани осуществляли в те чение 16 ч при 45 С, непрерывной аэрации (0,6 об/об питательной среды) и при перемешивании (100 об/мин), Активность культуральной жидкости по фильтровальной бумаге составила

0,5 ед./мл, по Na-КМЦ вЂ” 1,7 ед./мл.

Количество сырого протеина в биомас- 10 се 25Х.

Пример 3. Питательная среда для выращивания М.thermophila

F-2 148D имела следующий состав, вес.Х; 15

Льняная костра 5 0

+ 3

0,6

Суйерфосфат

0,2

Стоки мочки льна 30,0

Вода вопопроводная Остальное 20 рН 5,3

Гриб культивировали 20 ч при 47 С, при непрерывкой аэрации 0,7 об/об питательной среды и перемешивании .

120 об/мин. Активность культуральной 25 жидкости по фильтровальной бумаге ,,составила 0,4 ед./мл, по Na-ИЯ— 1,6 ед./мл. Содержание сырого протеина в биомассе 18Х.

Пример 4. N. thermophila

F-2148D культивировали на питательной среде следующего состава, вес.Х:

Льняная костра 10,0

Сульфат аммония 0,8

Суперфосфат 0,3

Стоки мочки льна 40,0

Вода водопроводная Остальное рН 5,5 в течение 24 ч при 46 С,непрерывной аэрации 0,6 об/об питательной среды и интенсивности перемешивания l50 об/мин. Активность культуральной жидкости составила по фильтровальной костры — основного отхода льноперерабатывающей промышленности (составляющего 60-70Х от объема производ-, ства), которая в настоящее время сжигается и лишь незначительная ее часть (10-15K) используется для изготовления костроплит (для мебели), стоков мочки льна — неутилизируемого в настоящее время отхода льноперерабатывающей промьппленности, что снимае r необходимость очистки стоков, сокращает расход воды на технические цели и исключает дополнительные расходы на сырье, интенсификацию процесса производства за счет сокращения процесса культивирования в 4-6 раз и высокой температуры культивирования (45 С), которая способствует ускоренному выращиванию микроорганизма и в сочетании с низким рН питательной среды (5,0-5,5) предотвращает возможность инфицирования посторокней микрофлорой, за период культивирования

16-24 ч накапливается целлюлоза, в

2 раза превыпающая активность прототипа.

В процессе биосинтеза гриба в биомассе накапливается до 25Х сырого протеина„ что позволяет испольвать ее в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных. Кроме того, предложенкый способ по сравнению с известным позволяет снизить энергозатраты за счет сокращения степени аэрации в 2 раза, за счет уменьшения интенсивности в 2-3 раза, а эа счет сокращения длительности культивирования в 4-6 раз.