Штамм дрожжей тriсноsроrоn сuтаnеuм - источник белковой биомассы "биогил" и способ ее получения

 

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и касается нового штамма дрожжей - источника белковой биомассы и способа ее получения с использованием в качестве источника углерода гидролизного лигнина . Целью изобретения является штамм дрожжей Trichosporon cutaneijra ВКПМ У-495, позволяющий получить в процессе культивирования более высокий выход биомассы с повышенным содержанием в ней белка. Изобретение заключается в том, что штамм T.cuta- neiim ВКГГМ У-495 выращивают на питательной среде, содержащей 7,5-12,5 г/л гидролизного лигнина, 1-2 г/л аммония фосфорнокислого двузамещенного, а в качестве водной основы добавляют до 1 л декантат. последрожжевой бражки, являющийся отходом гидролизно-дрожжевого производства. После 48 ч культивирования штамма ВКПМ У-495 на предлагаемой питательной среде выход лигнобиомассы составляет 13 г/л. Содержание в ней сырого протеина 19-21 г/л, лигнина Класона 37-40%. 2 с.п. ф-лы, 4 табл. S сл 4 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1430402

А1 (s!) С 12 И 1/16// (С )2 N 1/16, С 12 В 1:645) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4191784/28-! 3 (22) 09.02.87 (46) 15.10.88. Бюл. № 38 (71) Институт микробиологии АН БССР и Научно-производственное объединение Белбиотехнология (72) И.В. Стахеев, Э.И. Коломиец, В.P. Ваакс, Т.В. Романовская, Л.А. Орлова, Д.А. Гирис, Т,Е.Гуща

А. Т. Иванов, Б.Ю. Вадецкий и Н. А. Здор (53) 663.15(088,8) (56) Озолиня Н.P., Крейцберг З.Н.

Образование мицелия дереворазрушающими грибами.-Химия древесины, 1979, ¹ 55, с. 93-94.

Авторское свидетельство СССР № 1117315, кл.С 12 N 1/14, 1983. (54) ШТАММ ДРОЖЖЕЙ TRICHOSPORON CUTANEUM — ИСТОЧНИК БЕЛКОВОЙ БИОМАССЫ

"БЩ)ГИЛ" И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ; (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма дрожжей — источника белковой биомассы и способа ее полу-чения с использованием в качестве источника углерода гидролизного лигнина. Целью изобретения является штамм дрожжей Tricnosporon cutaneum

ВКПМ У-495, позволяющий получить в процессе культивирования более высокий выход биомассы с повышенным содержанием в ней белка. Изобретение заключается в том, что штамм Т.cutaneum ВКПМ У-495 выращивают на питательной среде, содержащей 7,5-12,5 г/л гидролизного лигнина, 1-2 г/л аммо ния фосфорнокислого двуэамещенного, а в качестве водной основы добавляют до 1 л декантат. последрожжевой бражки, являющийся отходом гидролизно-дрожжевого производства. После

48 ч культивирования штамма ВКПМ

У-495 на предлагаемой питательной среде выход лигнобиомассы составляет 13 г/л. Содержание в ней сырого протеина 19-21 г/л, лигнина Класона

37-40Х. 2 с.п. ф-лы, 4 табл.

1430402

Изобретение относится к микробиологической промьппленности и касается нового штамма дрожжей - источника белковой биомассы и способа ее получения с использованием в качест5 ве источника углерода гидролизного лигнина.

Целью изобретения является штамм дрожжей Trichosporon cutaneum, позволяющий получить в процессе культивирования более высокий выход биомассы с повьппенным содержанием в ней .белка.

Изобретение в части штамма Tricho- 15

sporon cutaneum заключается в следующем.

Штамм Т. cutaneum Д-46 был получен на штампе Т. cutaneum 70 следующим образом. 20

Водную суспензию культуры Т.cutàneum 70 рассевали в чашки Петри с агаризованной средой Чапека-Докса, l содержащей в качестве источника углерода тонкоизмельченный гидролиэ- 25 ный лигнин. Добивались получения отдельных колоний. Через 4 сут выращивания наиболее крупные колонии использовали для засева жидкой питательной среды с гидролизным лигнином. 30

Глубинное культивирование проводили в колбах на качалке в течение 3 сут ° В получаемой лигнобиомассе определяли содержание белка и лигнина Класона. 3атем иэ глубинной культуры делали пассаж на чашки Петри с агариэованной средой и отбирали однородные коло— нии, которые снова выращивали в глубинных условиях. После 3-кратного пассажа получили штамм, накапливаю- 40 щий до 22 сырого протеина и разлагающий до 25 лигнина Класона. Штамм о хранят на сусло-агаре при 10-15 С.

Пересев производят один раз в 3 мес.

При хранении и пассеровании на сусло- 45 агаре уровень биосинтетической активности штамма не снижается.

Штамм. Т. cutaneum Д-46 депонирован во Всесоюзной коллекции промьнпленных микроорганизмов под номером BKIIN

У-495 и имеет следующую характеристику е

Культурально-морфологические признаки.

В односуточной культуре на солодовом сусле клетки овальные, удлиненно-овальные, собраны в цепочки и одиночные (иногда неправипьной формы), размером 2,4-6,4 4,2-2,1 мкм.

В 1О-суточной культуре на суслоагаре образует хорошо развитый мицелий, распадающийся на артроспоры, встречается псевдомицелий. На гифах часто встречаются дополнительные выросты.

Сусло — агар. Штрих обильный, сухой, матовый, воэвьппающийся, морщинистый, покрыт светлым пушком. Для 7суточной культуры характерны колонии сероватого цвета, белая замшевость остается только в центре, заметно начало ослизнения колоний. Поверхность крупноскладчатая, основание о полупрозрачное.

Солодовый сусло-агар. Штрих обильный, серовато-кремовый с крупноскладчатой поверхностью, профиль выпуклый, край фестончатый, консистенция плотная. Для 7-суточной культуры характерны колонии серовато-кремовые, округлой-формы, выпуклые, с возвьппающимся складчатым центром. Край фес-. стончатый. Основание колонии менее опушено, почти прозрачное.

Агар Чапека-Докса с гидролизным лигнином. Штрих беловатого цвета, складчатый, слабовыпуклый, поверхность матовая, бархатистая. Для 7суточной культуры характерны беловатого цвета колонии округлой формы, матовые, слабовыпуклые, край фестончатый. На верхушке колоний ободок с углублением.

Физиолого-биохимические признаки.

Отношение к углеводам. Сахара не сбраживает. Ассимилирует глюкозу, галактозу, сахарозу, фруктозу, лактозу, рафиноэу, ксилозу, Д-арабинозу, рамнозу, слабее — сорбоэу, трегалозу, мелибиозу, мелицитоэу. Расщепляет крахмал, целлюлозу.

Отношение к спиртам. Усваивает

E глицерин, дульцит, маннит, сорбит, этанол.

Отношение к кислотам. Усваивает молочную, янтарную, лимонную, уксусную, муравьиную, фумаровую, яблочную, щавелевую кислоты.

Отношение к источникам азота. Использует аммонийный азот, нитратный, азот аспарагина, пептона, мочевины.

Не усваивает нитриты и азотнокислый калий.

Стимулирующие рост витамины — тиамин и биотин. Культура хорошо растет на гидролизном лигнине, являясь деструктором данного субстрата.

1430402

Отношение к температуре. Оптимум роста при 30-35 С, выдерживает температуру до 40 С.

Отношение к кислороду. Аэроб.

Растет в широких пределах РН

3 5-8,3 с оптимумом 4,5-5,5.

Токсикологические исследования, проведенные в Белорусском научно-исследовательном институте ветеринарии, показали безвредность как самого штам ма, так и продукта, полученного путем глубинного выращивания культуры на гидролизном лигнине °

Способ получения белковой биомассы заключается в следующем.

В состав питательной среды, содержащей 7,5-12,5 г/л (по сухой массе) гидролизного лигнина, 1-2 г/л аммония фосфорнокислого двузамещенного, в качестве водной основы добавляют до

1 л декантат последрожжевой бражки, являющейся отходом гидролизно-дрожжевого производства (табл. 1)

Из данных табл. 1 видно, что более высокие или низкие концентрации компонентов приводят либо к резкому уменьшению выхода лигнобиомассы, либо к ухудшению ее качественного состава за счет снижения содержания сырого протеина и увеличения лигнина Класона, что одинаково экономически не выгодно.

Последрожжевая бражка является основным компонентом сточных вод Бобруйского гидролизного завода и имеет следующий состав: редуцирующие вещества 0,09-0,27, органические кислоты 0,12-0,27 (в пересчете на уксусйую), летучие кислоты 0,015-0,037, азот 90-120 мг/л, Р 0 50-70 мг/л.

Необходимость декантации бражки перед добавлением в питательные среды обусловлена наличием в ней остаточного количества дрожжевой биомассы, искажающей истинный процесс деструкции гидролизного лигнина штаммом Т.

cutaneum BKIIM У-495. Декантат бражки содержит все ее основные растворимые компоненты и является дополнительным источником легкоусвояемого углерода, азота, фосфора в среде.

Полученный после выращивания штамма ВКПМ У-495 на предлагаемой среде белковый продукт пБиогил" имеет химический состав, приведенный в табл.2

По сравнению с исходным субстратом "Биогил" обогащен фосфором, содер жит в 10-13 раз больше белка и значи30

40 тельно меньше трудногидролизуемых компонентов — лигнина Класона и целлюлозы. В связи в этим перевариваемость лигнобиомассы почти в 4 раза вьппе перевариваемости гидролизного лигнина и достигает 407. По содержанию нуклеиновых кислот (qo 1, 27.) "Бногил"., приближается к обычным продуктам питания (мясу, печени), и его использование в кормовых рационах не создает опасности нарушения пуринового обмена у животных. Кормовая ценность лигнобиомассы повьппается, благодаря наличию в ней легкоусвояемого жира, в составе которого преобладают ненасьпценные жирные кислоты, в том числе незаменимые — линолевая, линоленовая и арахидоновая, обладающая Р-витаминной активностью.

Жирнокислотный состав липицов продукта "Биогил" следующий, 7 от общего количества:

Лаурнновая С z.о 0,46

25 Миристиновая С,4,р О, 52

Пентадекановая С,с,„Î

Пальмитиновая С„, 13,15

Пальмитолеиновая С, .< 1,03

Маргариновая С„т. 0,61

Гептадеценовая С,, 0,23

Стеариновая С,>.о 3,59

Олеиновая С,п, 4б,03

Линолевая С, . 27,40

Линоленовая С,п q 2,40

Нонадекановая С, „ 0,13

Арахиновая С о и 2,79

Арахидоновая С „.< 0,51

Неидентифицированная фракция: 0,24

Насьпценных кислот 21,37

Ненасьлценных кислот 77,60

Ненасьпценных/

/насьпценным 3,6:1

45 Пример 1 ° Для сРавнения лигнолитической (определяемой по снижению лигнина Класона в лигнобиомас-:

I сах) и белоксинтезирующей активности предлагаемого и известного 0 штаммов культивирование Т.cutaneum

ВКПМ У-495 проводят в колбах Эрленмейера емкостью 300 мл, содержащих

100 мл среды, на качалке (200 об/мин) в -течение 48 ч при 30 С на известной питательной среде следующего состава, r/л: измельченный гидролизный лигнин 10 (по сухой массе), NH1, КН РО 1 MgS040,5 кукурузный экст ракт 4, вода водопроводная до 1 л.

1430402

Таблица

Состав,лигнобиомассы, l

Содержание компонентов г/л

Вариант среды

Лигнобиомасса, г/л

Сырой протеин

Лиг нин

Класона

36-38

18-20

5,9-6,5 е

S,0

1,5

37-39

19-20

9,5-)1,5

7,5

l,5

l0,0

1,5

37-40

1 9-21

13-14

40-42

)8-)9

14-15

12,5

1,5

44-46

12-14

15-16

15,0

1,5

37-40

14-16

12-13

10,0

0,5

12-14

37-40

18-19

10,0

1,0

19-21

37-40

13-14

10,0

1,5

9 Гидролизный лигнин (ИН4) НРО

39-4) 20-21

13-14

10,0

2,0

13-14

42-44

20-22

10,0

2,5

10,0

1,5

40-42

16-18

9-10

До 1 л

Вода

П р и м е ч а н и е: В качестве жидкой фазы во всех вариантах, за исключением последнего, использован декантат последрожжевой бражки.

Компонент

1 Гидролизный лигнин (NH 4) НРЭ4

2 Гидролизный лигнин (NH ),НРО, 3 Гидролизный лигнин (NH 4 ) НРО4

1, 4 Гидролизный лигнин (NH ) НРО4

5 Гидролизный лигнин (NH 0) НР04

6 Гидролизный лигнин (ИН4) НРО4

7 Гидролизный лигнин

4) 4

8 Гидролизный лигнин (?)н,), нРо, l0 Гидролизный лигнин (НН4) НРО4

11 1 идролизный лигнин (ИН4) 1)РО4

Оптимизация питательной среды для глубинного культивирования штамма Tric? osporon си?.апептп BKIIM У вЂ” 495

1430402

Таблица 2

Гидролизный лигнин 2, 0-2, 6 О, 8-1, 2

4,5-5,0 Следы, 57-59 26,6-28,0

5,5."6,0 lр,5-2,0 36,4-39,7 12,6-14, Е

0,1-0,2

0,7-li2

"Виогил" 21 3-22,9 Е0,2-12р5

Таблица 3

Состав лигнобиомассы, Е

Прод.олжительКультура

Выход лигнобиомас сы,г/л

Лигнин

Класона

Сырой протеин ность выращивания,ч

Т.cutaneum

У-495

12-13 18-20 40-44

0,23-0,25

0,14

20

Таблица 4

Состав культуральной жидкости, г/л

Состав биомассы, Е

Выход лигнобиоСырой протеин

Лиг нин

Класона массы

РВ Лигнин

Класона

Исходная питательная среда

2,0

5,7

57,0

10,0

2,3

I0,5

5,5

52,6

1,8

I1,3

14,2

1,2

12,4

16,1

5 3

0,7

12,7

41,5

16,9

12,9

0,6

17,5

0,6

13,0

18,6

5,2

13,1

0,5

39,7

14,3

0,5

22,9

21,8

13,8

0,5

Penicillium

roseopurpureum

Dierckx 010

Длительность культивирования, ч

Продуктивность по лигнобиомассе, г/л.ч

1 430402

Продолже ни е та бл . 4

Состав культуральной жидкости, г/л

Длительность культивирования, ч

Состав биомассы, 2

Выход лигнобиоЛигнин

Хиасона

Сырой протеин массы

РВ Лигнин

Класона

0,4 4,9

13,5

36,4

l9,7

0,4

)2,9

19,2

0,4

l9,0

0,4 4,2

l0,4

I8 2

40,8

Составитель Л. Минеева

Техред А.Кравчук

Корректор О. Кравцова

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 5302/23 Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4