Способ приготовления твердофазных питательных сред из зерна злаковых для культивирования грибов

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОФАЗНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ИЗ ЗЕРНА ЗЛАКОВЫХ для КУЛЬТИВИГОВАНИЯ ГРИБОВ , предусматривающий увлажнение зерна, термообработку, охлаждение, внесение компонентов питательной среды, стерилизацию с последующим охлаждением и засев инокулянтом, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода биомассы с повышенным содержанием в ней белка и ускорения процесса приготовления среды, увлажнение зерна осуществляют до 12-20%, термообработку проводят путем нагрева до 180-260 С и вьздерживании при ней в течение 2-10 мин, охлаждение осуществляют в токе стерильного воздуха с относительной влажностью 92-98%, а после стерилизации в охлажденную среду вводят дополнительно для Дрдтазажс S6 нения стерильную воду. 2. Способ по п. 1, отличающийсл с я тем, что стерилизащио среды проводят в течение 15-20 мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4

I 1 ! а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3542318/28-13 (22) 06.12.82 (46) 15.11.85. Бюл. Р 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (72) Л. Ф. Иванов, P. Г. Козлова, Л. С. Лосякова, В. А. Есеновский и Н. В. Сафонова (53) 663.11 (088.8) (56) Калунянц К. А., Голгер Л. И. Микробные ферментные препараты. М.: Пищевая промышленность, 1979, с. 30 — 32.

Дудка И. А. Промышленное культивирование съедобных грибов. Киев: Наукова думка", 1978, с. 24. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДО— . ФАЗНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ИЗ ЗЕРНА

ЗЛАКОВЫХ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ГРИБОВ, предусматривающий увлажнение зерна, термообработку, охлаждение, внесение компонентов питательной среды, стерилизацию с последующим охлаждением и засев инокулянтом, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода биомассы с повышенным содержанием в ней белка и ускорения процесса приготовления среды, увлажнение зерна осуществляют до 12 — 20 o, термообработку проводят путем нагрева до 180 — 260.С и вьщерживании при ней в течение 2 — 10 мин, охлаждение осуществляют в токе стерильного воздуха с относительной влажностью

92 — 98%, а после стерилизации в охлажденную. среду вводят дополнительно для )(оувлаж-. нения стерильную воду.

PQ

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что стерилизацию среды проводят в течение 15 — 20 мин.

1191463

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к приготовлению твердофаэных питательных сред иэ зерна злаковых для культивирования грибов, и может быть использовано для получения ферментов, антибиотиков, органических кислот, кормового белка и тп.

Цель изобретения — увеличение выхода биомассы с повышенным содержанием в ней белка и ускорение процесса приготовления 10 среды.

Сущность способа заключается в том, что питательную среду, содержащую зерно злаковых при влажности 12 — 20%,предварительно прогревают при 180 — 260 С в течение 2 — 10 мин,15 а затем резко охлаждают до 30 — 40 С током стерильного воздуха, насыщенного водяными парами с относительной влажностью

92 98%, далее среду достерилиэовывают в течение 15 — 20 мин при температуре 115 — . э0

120 С, охлаждают до 30 — 40 С, доувлажняют стерильной водой до влажности 60 — 62% и инокулируют посевным материалом в количестве 2 — 5% от исходной воздушно-сухой среды.

При этом в результате кратковременного на- 25 грева частиц среды при высокой температуре и низкой влажности в стесненном объеме внутреннее парциальное давление воды в элементах питания увеличивается в десятки раз и приводит к частичному разрыву внутренних связей структур и увеличению их объема. Стесненный объем и высокая механическая прочность частиц не позволяют полностью разрушить частицу среды при используемых параметрах обработки;

При переходе частиц среды, имеющих высокое внутреннее парциальное давление паров в область низких давления и температуры, происходит дальнейшйй разрыв внутренних связей элементов структуры и набухание .частиц.

Резкое охлаждение внешней поверхности частицы не разрушает ее полностью, а только

40 изменяет форму и объем. Использование воздуха для охлаждения с относительной влажностью 92 — 98% позволяет проводить охлаждение более интенсивно за короткий промежуток времени, кроме того, происхо45 дит адсорбция молекул водяного пара в порах частиц, что важно в процессе культивирования.

Пример 1. Питательную среду, со- >0 стоящую из зерна пшеницы, увлажняют водой до влажности 12%, а затем нагревают в экструдере электронами до 260 С и выдерживают в течение 2 мин, после чего резко сбрасывают давление, производят охлаждение стерильным воздухом с относительной влажностъю 98% и достерилизовывают в автоклаве при 121 С в течение 20 мин, предварительно добавляют к среде дополнительные компоненты в виде мела 0,5% и гипса 20%. Стерильную среду охлаждают до

30 С, доувлажняют стерильной водой с одновременной инокуляцией посевным материалом гриба Agaricus 1isporus шт. 117 в количестве 5% от исходной воздушно-сухой среды. Засеянную среду выращивают в термостате при 25 С. По окончании процесса определяют количество потребленного крахмала и образованной биомассы.

Результаты испытания приведены в таблице, из которой видно, что потребление крахмала по сравнению с известным способом приготовления, среды возросло в 1,9 раза, количество биомассы — в 2 раза, а содержание белка в ней — в 1,8 раза.

Пример 2. Приготовление питательной среды проводят, как описано в примере 1, но при исходном увлажнении питательной среды 16%, температуре термообработки 220 С, продолжительности тепловой обработки 6 мин, относительной влажности воздуха 95%. Приготовление среды в таком режиме способствует увеличению потребления крахмала в 2 раза по сравнению с контролем, а также количества биомассы в культуре и содержания белка в. ней.

Пример 3. Приготовление питательной среды проводят, как описано в при. мере 1, при увлажнении питательной среды

20 o, температуре термообработки 180 С, продолжительности термообработки 10 мин и относительной влажности воздуха 92%. Полу- . ченные данные свидетельствуют о том, что все определяемые показатели также возрастают по сравнению .с контролем.

Пример 4. Приготовление питательной среды проводят, как описано в примере 1, при исходной влажности среды 10%, температуре термообработки 260 С, продолжительности термообработки 2 мин и относительной влажности воздуха 98%.

Пример 5. Приготовление питательной среды проводят, как описано в примере 4, при увлажнении питательной среды 25%, температуре термообработки 180 С, продолжительности термообработки 10 мин и относительной влажности воздуха 92%.

Как видно из результатов, представленных в таблице, изменение условий приготовления питательной среды (примеры 4 и 5) не позволяет достигнуть оптимальных результатов, которые получены при предельных значениях параметров приготовления питательной среды (примеры 1-3). Следовательно, исходная влажность 12 — 20%, температура термообработки 180 — 260 С, продолжитель-

63 4 температура (180 С), чем при влажности среды 12% (260 С). Температура тепловой обработки находится в обратной зависимости от продолжительности выдержки среды, при этом увеличение времени выдержки среды при 260 С приводит к частичному подгоранню элементов питания и снижению их питательной ценности. Оценку влияния. этих „ параметров на разрыв внутренних связей частиц проводят по насыпному весу абсолютно сухой среды. Приготовление питательнои среды при исходной влажности среды 12—

20, температуре термообработки 180-260 Ñ, продолжительности обработки 2 — 10 мин и относительной влажности воздуха 92 98% позво-. ляет значительно снизить удельный объем питательной среды. Так, объем исходной сре-, ды, приготовленной по известному способу, равен 0,7 г/смэ, использование предлагаемого способа снижает этот показатель до . 0,3 г/см, при этом, как видно из таблицы, значительно возрастают основные показатели, характеризующие конечный продут т.

Таким образом, преимуществами предлагаемого способа по сравнению с .известным являются ускорение процесса приготовления питательной среды в среднем в 4 раза (110 мин — время подготовки среды в известном способе, 17 — 30 мин — в предлагаемом. способе увеличение коэффициента использова-" ния питательной среды в среднем с

0,2 — 0,3 до 0,38 — 0,47 за счет увеличения активной поверхности частиц субстрата и доступности питательных веществ для потреб. ления, а также экономия исходного сырья. в расчете на 1 т белково-ферментного продукта на 23%, а при получении посевного мицелия съедобных грибов — более чем в 2 раза.

Потребление крахмала, % от исходного

Пример

Исходная влажность

Относительная влажность воздуха, %

Продолжительность тепловой обработки, мин

Количество биоКоличество белка в биомассе, % емпература епловой обаботки, С питательной среды, % массы в готовом продукте, %.Контроль

121

60

1.5

7,2

260

12

28

220

42

7,5

40

20

180

92

7,3

3 11914 ность термообработки 2-10 мин и относительная влажность воздуха 92 — 98% являются оптимальными. Снижение влажности исходной среды ниже 12% или увеличение свыше 20% снижает в среднем потребление- крахмала в

1,45 раза, количество биомассы в готовом продукте в 1,42 раза и количество белка в биомассе в 1,54 раза.

Пример 6. Приготовление питательной среды проводят, как описано в примере 1.

У

Приготовленную питательную среду инокулируют грибом Pleurotus ostreatus 23. Засеянные колбы выращивают при 24 С в течение 7 сут. Полученную культуру анализируют по тем же показателям, что н Agaricus

isporus (пример 1). При этом потребление крахмала (таблица) возрастает в 1 6 раза, накопление биомассы и белка в ней в .2,0 раза по сравнению со способом выращивания этой же культуры на среде, приготовленной по известному способу., Пример 7. Приготовление питательной среды проводят, как описано в примере

1, и засевают грибом Aspergillus oryzae А740.25

Засеянные колбы выращивают при 30 С в течение 2 сут. Анализ полученной культуры проводят по тем же показателям, что и в

- примере 1 (таблица).

Экспериментально установлено, что при при3п готовлении твердофазной питательной среды между исходной влажностью субстрата и температурой его термообработки существует обратная зависимость, .т,е., чем выше исходная. влажность среды, тем ниже температура ее термообработки.

При более высокой исходной влажности частиц среды (20%) для достижения внутренних паров воды требуется более низкая

1191463

Продолжение таблицы в

5,2

260.

29

5,0

180

92

18

Конт-.

121

28

5,4

18 роль

260

12

10,5

Контроль

120

60

60!

5,2

180

20

Составитель А. Горбачева

ТЕхред А. Бабинец Корректор С. Шекмар .

Редактор Т. Колб

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

Заказ 7121/24 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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