Способ выращивания мицелиальных грибов на твердом субстрате

 

СО!03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я! 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.Ь, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ .

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ предусматривающий заполнение фер— ментера твердым субстратом, увлажп ние субстрата стерилизацию, добавление инокулята, термостатиро| ание и азрацыо, о тл и ч а ющи и с я

ТрМ что, с целью увеличения выхода биомассы за счет глубинного рост,< мицелия, увлажнепие субстрата ведут питательным раствором до полного насыщения, аэрацию проводят импульсно путем подачи сжатого возду.;а до достижения давления в фермептерс

0,04-0,06 М1а, вытесняемую нз ферментера газожидкостную смесь используют для разбавления инокулята, который подают в ферментер вместе со сжатым воздухом, при этом процесс осуществляют в режиме циркуляции газожидкостной смеси. (? ) 3538451/28 — 13 (22) 01. 02.83 (46) 30.05.86. Бюл.1!"- 20 (7!) Институт биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР (72) Ю.IÇ.Редикульцев, JI.À.Ëèòâèíåíêî, Е.Л.Головлев, Д.H.×åðìåíñêèé, Jl.Ë.Ãîëîâëåâà, О.Н.Окунев и Г.К.Скрябин (53) 663.18(088.8) (56) Виестур У.Э. Биореактор для твердофазной ферментации. Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума "Биоll конверсия растительного сырья т.2, Рига, 1982.

Заявка Японии - 56-9317, кл. С ) 2 N l/00,,1981. (54)(57) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МИЦЕЛИАЛЫ1ЫХ ГРИБОВ НА ТВЕРДОМ СУБСТРАТЕ, „„SU„„1234422 А 1!

234422

50 ности поверхностного роста мицелия на твердой питательной среде в одном бъеме. Оптимальная толщина слой при максимальном выходе продукта по данному способу составляет не более 3 см, поэтому выход биомассы невысок.

Цель изобретения — увеличение выхода биомассы за счет глубинного роста мицелия.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу выращивания мицелиальных грибов на твердом суб— страте,предусматривающему заполнение ферментера твердым субстратом, увлажне — ние субстрата, стерилизацию, добав,гение инокулята, термостатирование

Изобретение относится к технической микробиологии, а именно к способу выращивания мицелиальных к грибов, способных использовать в качестве питательных субстратов компоненты растительного материала— целлюлозу, гемицеллюлозы, лигнин, и может быть использовано в микробиологической, медицинской промышленности, в сельском хозяйстве при обо- 10 гащении микробным белком грубых растительных кормов, а также в научно-исследовательской практике, Известен способ выращивания мицелиальных грибов, предусматривающий предварительную обработку исходного субстрата, внесение инокулята, аэрирование, термостатирование периодическое, механическое перемешивание субстрата.

Известен также способ выращива- 20 пия мицелиальных грибов на твердом

:.óáñòðàòå, предусматривающий заполнение ферментера твердым субстра1 том, увлажнение субстрата, стерилизацию, добавление инокулята, термо- статирование и аэрацию.

Указанный способ заключается в том, что твердый субстрат, инокулированный .спорами или мицелием, помеяают в зазоры между гофрированными 30 .::ластинами теплообменника, ширина которого составляет 3-5 см, и проводят его аэрацию. Гофрированные пластины позволяют обеспечить равномерное распределение воздуха по каждому из заполненных субстратом зазору и его увлажнение за счет конденсации влаги на поверхностях гофр при теплообмене. Такой способ выращивания микроорганизмов позволяет максимально использовать возможи аэрацию, увляжнение субстрата ведут питательным раствором до полного насыщЕния,, аэрацию проводят импульсно путем подачи сжатого воздуха до достижения давления в ферментере 0,04-0,06 ИПа, вытесняемую при этом из ферментера газожидкостную смесь используют для разбавления инокулята, который подают вместе со сжатым воздухом, при этом процесс осуществляют в режиме циркуляции газожидкостной смеси. Целесообразно циркуляцию газожидкостной смеси осуществлять в направлении сверху вниз, На чертеже изображена технологи— ческая схема осуществления способа.

Согласно схемы ферментер, применяемый для осуществления способа, представляет собой сосуд 1, в полость которого через крышку установлен патрубок 2 для подачи питательного раствора, инокулята и сжатого воздуха. К ферментеру подсоединена ячейка-смеситель 3, которая с помощью обратных клапанов 4 и трубопроводов 5 образует контур циркуляции газожидкостной смеси. К верхней части ячейки-смесителя 3 через фильтр 6 подключен источник 7 сжатого воздуха (например, пневмогенератор) и емкость 8 с инокулятом.

При осуществлении способа весь объем ферментера i загружают твердым измельченным субстратом, сма ивают его питательным раствором. Ферментер герметизируют и стерилизуют в автоклаве. Затем ферментер термостатируют и в ячейку-смеситель 3 вносят инокулят в жидкости, объем которой соответствует полному насыщению субстрата из емкости 8. Через фильтр

6 с помощью пневмогенератора 7 проводят импульсную подачу сжатого воздуха до достижения давления в ферментере 0,04-0,06 МПа. Часть образующейся газожидкостной смеси отбирают и жидкую фракцию используют для разбавления инокулята, который пода-. ют вместе со сжатым воздухом.

При таком циклическом воздействии сжатым воздухом посредством обратных клапанов 4 и трубопроводов 5 образуется контур циркуляции газожидкостной смеси, состоящей из питательной среды, инокулята, экстракта, выделившегося из субстрата и воздуха.

3 1234422

При таком ведении процесса дости- щ гают роста мицелия грибов во всем г объеме ферментера. О, Пример l. В ферментер объ- 1 э емом 3 дм загружают березовые опил- 5 а ки, которые заполняют весь рабочий Ц объем ферментера. Опилки увлажняют с при перемешивании 500 мл среды слеч. дующего состава, г/л: К НР0 0,2; ф

КН РО4 0,6; ИяЬО 7Н20 0,5; СаСО 1О л

0,2; NH4NO 0,2; рН 5,0, до влажно- Ч сти 85%. Ферментер стерилизуют при м

l атм1ч.

20

Та блица 1

Характеристика продукта ферментации березовых опилок грибом Panus tigrinus F-2475D.

Потребление, %

Влажность, Анализируемые слои лигнина целлюлозы белка

Верхний

Π— 4 см

4.6-42

42-37

3,8

53-49

75-72

70-72

2,7

4 — 8 см

Средний

8-12 см

2,1

47-45 37-35

50 43

70-74

3,0

Пристеночный

" Содержание белка в исходном субстрате 0,6%

Пример 2. Культивирование проводили как в примере !, но использовали штамм гриба Pholiota tuber- 50

culosa 151/120 и инокулят вносили в середину ферментера. Давление в ферментере 0,05 МПа, частота импульсов 15 имп./мин, объем отбираемой газожидкостной смеси 1/20 объ- 55 ема ферментера. Активный рост наблюI дали через 2 сут. Результаты представлены в табл.2.

2,13

2,15

32,0

30,5

Верхний

Средний

Содержимое ферментера инокулируют

150 мл 4-суточного мицелия гриба

Panus tigrinus F-2475D, выращенйого на среде, г/л: глицерин 5; пептон 5; соевая мука 5; KN0 2; MgSO 7Н О

0,5; СаС1 2Н О 0,1; рН 6,0,инокулят вносят в объем посредством циклической рециркуляции. Ферментацию о проводят при 24-26 С, аэрацию осуествляют импульсной подачей сжатоо воздуха до избыточного давления

04 МПа. Частота импульсов имп./мин, При таком воздействии эрирующим воздухом из ферментера иклически отбирают газожидкостную месь в объеме, составляющем !/IO асть от объема ферментера. Жидкую ракцию газожидкостной смеси исольэуют для разбавления инокулята. ерез 2 сут наблюдают активный рост ицелия по всему объему ферментера.

Через 2 недели ферментационная масса, представляющая собой остатки опилок и мицелий гриба, проанализирована .на различных уровнях и на разном расстоянии от стенок ферментера на. содержание белка, целлюлозы, лигнина и влажность. Данные, представленные в табл.1, показывают, что рост гриба происходит не только по поверхностям раздела фаз, но и по всей толщине субстрата.

Таблица 2

Обогащение белком и потребление целлюлозы при ферментации опилок грибом Pholiota tuberculosa 151/120

12 344?2 табл,2

J Г а б и и ц а

11родолжение

7. д

2,8 37,0

11иж н ий

11ристеночный 2,05 27

1n I penJIesll e цел)!н)лозы, Ан();!и з пру емые Белок, сопи Е

М.

?1

7,4

Верхний

8,5

Средний

Нижний

1(ристеночны!! 8, 3

30

Состави fåët 1:.11е.(!Опт!,(ва

Редактор М.К(пемсш Техре)! В.Кадар Корректор И.Муск!) ." l к э з 29 ) 4/ 3 I

Ти раж - 90 ПО Ц)и(: НО Е

13НИ1П!И Рос °,!)арстве:)ll(» о комитет:i СССР пО gt(Jilt I и .! 06pf Ге !иЙ il От к 1)ытий

11 303 ), Москва, Ж-3 ), Р(!Уш(кая наб., p,,4/5 г . Ужгород, ул.lIp()eктная,ч

11рои )в(д. тв(!filo; ()IIIII рафи !е(к(п пре)!приятие, Содержание влаги I)o всех cJIo)tx ()ДИ)1(t КОВ О Содержание белка в исходном субстрате 0„65%.

i1 р и м е р 3. Ky)II it!It!!pot!at!He

ll )oHОди)1и к(п В примере Ио инО к,лят вно(или сверху. Давление в ,;-рментере 0,06 11Па, частота подачи сздуха 30 имп./мин, объем отбира— ,l ОЙ азожидкостноЙ cM(cH 1/50 от :.ЬЕМа фЕРМЕНтЕРа. ЛКтИВНЫй РОСТ .:l: инапся через 3 сут. ()бога!ценив ." -.) Ком о:IHпок ферментации 2,35% редняя ))роб!)), потребление це,!)!)()).!о— 9,5%.

1T р и м () p 4. Кул)зтивирование ..()))Оди!!и как B lðèìeðå 1, но ис...". --зовапи гриб СTtaetolttium tr:: let е— ! е С11..л rs 24К,, субстратом служила (ни !Вал Опоил, -1а стОт "l под(1чи ,. =пуха (0 III1lt. /IIHH, объем отбирагазожидкостн )Й смеси 1/100

Р б " . е и.-) m P p 1 е и т е p l) .

Обо! ащение белком и потребление цепи!олозы при ферментации пшенич!!Ои

<.Опомы грибом С1)ае!.omium tг) 1аге! а а

СItivers 24К

Содержание белка в исходном субстрате 5,(!%.

Таки)! образом, пред)!Оженнь!й спо—

coG к yJII> f HÂHPÎÁß.IIHß миЦе)IH(i J!ьных ГР !в б,1) позволяет достичь гJfубинно! 0 р()ста iitiiieJIH» во всем объеме фермсн— тера, то увеличивает Выход биомассы и потребление Tftердoi о субс" рата.

Кроме того, способ осуц)ествим бсз

;!еремешивак)щих устройств, чг(уве))!I (ивает попезнь)Й объем ферме! тeðà.