Штамм дрожжей candida sсоттii, используемый для получения жидкого кормового продукта на высококонцентрированных средах

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к штамму дрожжей, обладающему высокой биосинтетической способностью на высококонцентрированных средах. Целью изобретения является получение штамма дрожжей, способного расти на высококонцентрированных средах с высоким выходом биомассы при высокой биосинтетической способности по белку. Штамм дрожжей CANDIDA SCOTTII ВКПМУ-925 культивируют на гидролизатах крахмалсодержащего сырья с добавлением мелассы или без нее с содержанием редуцирующих веществ (РВ) в среде 10-14% при PH 5,0-5,5 и температуре 28-30°С. В результате культивирования штамма на высококонцентрированной среде содержание сухих веществ в жидком кормовом продукте достигает 16% за счет высокой концентрации биомассы (88,7 г/л), а содержание протеина составляет 5,1%. Штамм получают путем длительной адаптации штамма CANDIDA SCOTTII ТУЛ-1 к агаризованному гидролизату зерноотходов с РВ выше 5%. Растет на сусло-агаре, образует псевдомицелий. Размножается почкованием, не токсичен, не пантогенен. Аэроб, сахара не сбраживает, растет на безвитаминной среде. 4 табл.

СО10З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ку °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ЛО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4472535/31-13 (22) 04.08,88 (46) 15,06.90. Бюл, Р 22 (71) Институт микробиологии AH БССР (72) В.С.Олешко, И.С.Важинская, И.В.Стахеев и Т.Я.Батурина (53) 663.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II - 1020432, кл. С 12 N 1/00, !981.

Технологическая инструкция по произвоДству кормового дрожжевого продукта. Минск, 1986, с. 16. (54) IIITANN ДРОЖЖЕЙ CANDIDA SCOTTIL

ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЫЩКОГО

КОРМОВОГО ПРОДУКТА НА ВЫСОКОКОНЦЕНТ-.

РИРО ВАННЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к микробиологической промьппленности, а именно к штамму дрожжей, обладающему высокой биосинтетической способностью ,на высококонцентрированных средах, Целью изобретения является получе,ние штамма дрожжей, способного расти на высококонцентрированных средах с

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается штамма дрожжей, способного расти на гидролизатах крахмалсодержащего сы.рья (фуражное зерно, зерноотходы, дефектный картофель, нестайдартная фракция картофеля, картофельная мез-. га крахмального производства с добавлением свеклосахарной мелассы и без нее) с высоким содержанием редуцирующих веществ (PB) среды с целью получения жидкого кормового про„„ЯУ„„1571 О61 (Sr)S С 12 N 1/16, 15у 00// (С 12 N 1/16 С 12 R 1 72) 2 высоким выходом биомассы при высокой биосинтетической способности по белку, Штамм дрожжей Candida scottii

ВКПМУ-925 культивируют на гидролизатах крахмалсодержащего сырья с добавлением мелассы или без нее с со-, держанием редуцирующих веществ (PB) в среде 10-14ь при рН 5,0-5,5 и температуре 28-30 С. В результате культивирования штамма на высококонцентрированной среде содержание сухих веществ в жидком кормовом продукте достигает 16Х за счет высокой концентрации биомассы (88,7 г/л), а содержание протеина составляет 5,1Х.

Штамм получают путем длительной адаптации штамма Candida scottii ТУЛ-1 к агаризованному гидролизату зерноотходов с РВ выше 57. Растет на суслоагаре, образует псевдомицелий. Размножается почкованием, не токсичен, не патогенен, Аэроб, сахара не сбраживает, растет на безвитаминной среде. 4 табл, дукта с высоким содержанием сухих веществ за счет высокой концентрации биомассы дрожжей.

Целью изобретения является получение штамма дрожжей, способного расти на высококонцентрированных средах с высоким выходом биомассы и высоким экономическим коэффициентом (выход биомассы от РВ среды) при высокой биосинтетической способности по бел- .

1571061

Изобретение заключается в том, что в качестве продуцирующего организма используют штамм Candida scottii

БИМ Д-137 осмофильный с уникальными

5 свойствами роста и биосинтеза белка на среде с содержанием PB 10-.14 . В качестве сырья используют фуражное зерно, зерноотходы, дефектный картофель, нестандартную фракцию картофеля картофельную мезгу крахмального производства и другие крахмалсодержащие отходы.

Средой для выращивания дрожжей служит грубый фильтрат кислотного или ферментативного гидролизата крахмалистого сырья с добавлением свеклосахарной мелассы или без чее. Добавление мелассы обусловлено тем что концентрация гидролизатон при наиболее эффективном, гидролиэе

20%-ной суспензии муки зернофуража

0,5 -ной серной кислотой при 1,01,5 ати н течение 40 мин достигает

10-12, а для получения среды с более высоким содержанием РВ и рекомендуется использовать мелассу — отход свеклосахарного производства. Исходным штаммом служили дрожжи

Candida scottii ТУЛ-1, используемые в гидролизно дрожжевой промышленнос" ти для получения кормовых дрожжей из гидролизатон древесины и сельскохозяйственных .отходон. В ромышленности этот штамм выращивают на питатель35 ных средах с ни"-,èì содержанием РВ (О, 9-1, 2 ) ..

Предлагаемый штамм СапйЫа scottii

BIGIN У-925 осмсфильный получен путем длительной адаптации штамма СапЙхйа зсо Ых ТУП-1 и субстрату агаризованного гидролиэата зерноотходов с РВ выше 5 . и многократным отбором в условиях периодического роста на качалке, а также антоселекцией в условиях полунепрерывного роста в лабораторных ферментерах. Штамм отличается от исходного штамма повышенной способностью к росту на средах с концентрацией PB до 16%. Штамм депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмон института

ВНИИгенетика под номером BMIN У-925.

Культура хранится в музее культур

Института микробиологии АН БССР поц номером БИМ -137 осмофильный, а так

I же в коллекции промьипленных микроорганизмов ВНИИгенетика.

Условия хранения: культура хранится на агаризонанном неразбавленном сусле, рН 5,5-6 0 при 4-5 С, пересев производится два раза н год, При хранении в течение 3 лет уровень биосинтетической активности штамма не изменялся, Контаминация штамма-продуцента не выянлена, штамм представляет собой чистую культуру.

Штамм имеет следующую характеристику.

Морфолого-культуральные свойства.

На сусло-агаре и агаризованном гидролизате зернофуража у трехсуточной культуры при комнатной температуре клетки овальные до удлиненных (1,6-4,0)х(3,2-12,1) мкм, собраны в цепочки и одиночные, Образуется гсендомицелий. Через месяц роста штрих обильный, серовато-кремовый, матовый, плотный, сухой, поверхность шероховатая.

Рост н жидком сусле и гидролизате зернофуража при комнатной температуре н трехдневной культуре клетки удлиненные (1,3-6,7)«{4,0-16,!) мкм, расположены единично или парами, иногда образуют цепочки. Размножение происходит путем апикального (концевого) почкования. Может образовывать псевдожцелий, Образуется умеренно плотньй осадок.

Физиолого-биохимические признаки.

Штамм нетоксичен, непатогенен.

Отношение к кислороду — аэроб..

Отношение к углеводам: сахара не сбраживает. Асимилирует глюкозу, @i-сорбозу, сахарозу, мальтозу, цел-. лобиозу, трегалозу, лактоэу, рафинозу, мелезитозу, Э-ксилозу, 0С-рамнозу, этанол, глицерол, галактитол, В-манитол, D-глюцитол, салицин.

Ассимиляция источников азота . используют аммонийный азот, нитратный, органический, азот моченины.

Растет на безвитаминной среде.

Технологическая характеристика.

Оптимальная температура роста 2830 С. Растет в широких пределах рН от 4,0 до 7,5 с оптимумом 5,0-6,0.

На гидролизатах крахмалсодержащего сырья с РВ среды от 5,0 до 143 выход биомассы от использованных PB

70-72,5 . содержание протеина в клет. ках дрожжей 54-58 ..

Пример 1. цля отбора наиболее активного штамма, способного эффективно расти на нысококонцентриро1571061 ванных средах, проводят адаптацию дрожжей Candida scot tii ТУЛ-1, Candida humicola 100 и Candida utilis

Т-03 к субстрату с РВ выше 5Х, После длительной адаптации, многократного отбора и пересевов на твердую и жидкую питательные среды адаптированные дрожжи С. scottii, С. humicola и С. utilis выращивают на грубом фильтрате гидролизата фуражной зерносмеси с содержанием РВ 1О и 8Х и отбирают наиболее продуктивный штамм.

В качестве минерального питания используют, г/л: сернокислый аммоний

6,0 мочевину 4,5, фосфорнокислый аммоний двухэамещенный А,5; хлористый калий 1,5 при РВ среды 10Х. Количество солей, вносимых в среду- с содержанием РВ больше или меньше 10Х, изменяют пропорционально.

В качестве посевного материала используют трехсуточную культуру дрожжей, выращенных в колбах на качалке на гидролизатах зерносмеси с минеральными солями при содержании РВ в среде 5Х, и вносят в виде or;;eíòðèфугированной биоь,ассы в количестве

10Х от PB среды, Выращивают дрожжи периодически в лабораторном ферментере АНКУМ-2 емкостью З.л с полезным объемом среды l 6 л, Интенсивность аэрации 2-3 л/л мин при скорости вращения мешалки 300 об/мин, Температура культивирования 28-30 С, pH среды поддерживают в пределах 5,0-5,5 путем добавления аы.иачнсй. воды или серной кислоты, Редуцирующие вещества среды определяют по методу Самнера в модификации Миллера, активную кислотность среды (pH) — пстенциометрически. От- деление биомассы ст культуральной жидкости проводят центрифугированием при 3500 об/мин в те- ение 20 мин с последующей двухкратной промывкой водой, Биомассу высушивают в термоо стате при 60 С. Выход биомассы в граммах на литр среды по сухому весу определяют взвешиванием высушенного до постоянного веса при 105ОС осадка сырой биомассы, отцентрифугированного из определенного объема культуральной среды, и пересчитывают на литр, Общий азот определяют колориметрически с реактивом Несслера, для определения сырого протеина исполь зуется коэффициент 6,25. Сухие вещества определяют весовым методом, аминокислотный состав белка — на аминоанализаторе.

Результаты выращивания представ —лены в табл, Полученные результаты свидетельствуют, что из трех штаммсв, прецварительно адаптированных к повышенным концентрациям PB среды, лучшим является Candida scottii У-925, получивший -. дальнейшем индекс БИМ Д-137 осмофильный. Предлагаемый продуцент отличается высокой биссинтетической способностью по биомассе и по протеину. При гериодическсм выращивании дрожжей продуктивность культуры по биомассе (1,69-1, 35 г/л ч) и но протеи .у .0,9-0,95 г/л:ч) выше, чем

2О у ppomей Ca d а 1 umic Lа I Can 11dа

utilis за счет высокой концентрации

Яб солю .. нс сg"õè Дрожжей (54 р, 059,1 г/л) с высоким содержанием протеина (53,1-51„47) при меньшей (32 ч)

25 продслжительнссти роста, Выход биомассы oт использованных PB также выше и соcòaâëÿeò 71,1-65,7Х.

Пример 2. В цаплях Опти> .за-ции питательной среды для выращива30 ния дрожжей Candida sco"..t i BKIIN У-925 в ее состав в качестве дополнительного источника углеродного питания и для увеличения содержа iHsi PB среды вводя-, свеклосахарную мелассу. 3а основу принимают грубый фильтрат гид35 рслизата зерносмеси с содержанием

РВ 12Х, Для увеличения iF. до 16Х добавляют мелгссу и в эту среду вносят минеральные соли в количестве, г/л:

4О ернскислый аммонлй 10; мочевину 7,5 фосфорнскислый аммоний двухзам щенный 7,5 калий хлсристьгй 2,5 pk среды,цсвсдят .ммиачнОи вОдси до 3 0

5,,5. Сснову среды " концентрацией

45 РВ 16Х развОДЯT ВОДОЙ ДО нужной кОн центрации. Условия периодического роста дрслакей те же, что и в примере

1. Данные роста дрожжей Candida scottii ВКПМ У-925 на средах с. каьй ент5О рацией PB î- 5 до 16Х приведены в

-рабл. 2.

Полученные данные свидетельствуют о высокой биосинтетическсй способности и высокой продуктивности штам55 ма Candida scot ii ВКПМ У-925 на высоксконцентрированных средах с содержанием РВ до 16Х. С ростом концентрации РВ среды повышается содержание сухих веществ дрожжевой суспен1571061 ни с 7,2 до 18%. Оптимальной концентрацией среды является 14,2% PB.

Выход абсолютно сухих дрожжей от использованных РВ 72,5% при-высокой концентрации биомассы (91,3 г/л).

При периодическом культивировании продуктивность культуры довольно высокая и составляет по биомассе

2>54 г/л ч и по протеину1,39 г/л ч, Содержание протеина в дрожжевой биомассе 54,8;, П р и м о р 3. Для сравнения биосинтетической способности предлагаемого штамма и прототипа выращивают дрожжи на гидролизате зерносмеси с зерновой дробиной с нормой расхода зерносмеси 100 г/л против 60 г/л в прототипе, а T >;å на гидролизате зерносмеси с дробиной при норме расхода 100 г/л с добавлением мелассы до содер>кания РВ в среде 12,5%. Количество минеральных солей вносят в . таком же соотношении к содержанию

РВ среды, как в примере 1 и 2, Вы-. ращивают дрожжи в лабораторных фер— ментерах AI(-10 емкостью 10 л с полезным объемом среды 6 л, Условия выращивания такие же„ как в примере 1 и

2. Результаты выращивания представлены в табл. 3.

Полученные данные свидетельствуют, что предлагаемый продуцент превосходит прототип по всем показателям, Содержание сухих веществ жидко;о дрожжевого продукта на основе гидролизата зерносмеси с зерновой дробиной при расходе зерна 100 г/л с применением предлагаемого штамма d0

7,8-8 0% в том числе концентрация общей биомассы (смесь выросших .дрожжей ч зерновой дробины) 51-66 г/л против 5 0--6,6% сухих веществ и 3545 г/л биомассы в прототипе. Содержание сырого протеина в жицком продукте так>юе выше и составило 3,04,1% против 1,8-2,3% в прототипе. При увеличении РВ "ðåäû до 12,5% добав— лением мелассы жидкий дрожжевой продукт содержит 15,5% сухих веществ за счет высокой концентрации общей биомассы (88,7 г/л) и высокого содержания в ней сырого протеина (51,0%).

Содержание сырого протеина в жидком

55 продукте 5,1%.

0 кормовой и биологической цен,ности продукта можно судить на основании аминокислотного состава и соот; ношения незаменимых аминокислот в белке исследуемого дрожжевого r-,родукта (табл. 4).

Белок общей биомассы, представляющий собой смесь зерновой дробины и выросших на гидролизате дрожжей

СапйЫа scottii ВК?П", У-925, по с эмме незаменимых аминокислот ссответ твует норме ФАО, а по содержанию лизина, тирозина и фенилаланина превосходит ее. Общая сумма аминокислот в жидком дрожжевом продукте, полученном на основе гидролизата зерносмеси с дробиной при расходе зерна 100 г/л

2,53 г/100 r жидкого продукта, который содержит все незаменимые аминокисло ты о

Таким образом, предлагаемый штамм имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: обладает высокой биосинтетической способностью на высококонцентрированных средах с содержанием редуцирующих веществ .

14%, при этом концентрация биомассы дрожжей 91,3 г/л с содержанием протеина в клетках дрожжей 54,8%, выход биомассы дро>окей от использованных PB высокий 72,5% позволяет получить продукт с содержанием сухих веществ до 16% против 5,0-6,6% в прототипе за счет высокого содержания общей биомассы (88,7 г/л против 3545 г/л в прототипе) с высоким содержанием протеина в ней (51,0%),сорержание сырого протеина в жидком дрожжевом продукте 5,1% против 1,8-2,3% в прототипе, общая биомасса сбалансирована по аминокислотному составу, количество незаменимых аминокислот соответствует норме ФАО, а по содержанию лизина, тирозина и фенилаланина превосходит ее; использование высококонцентрированных сред для получения жидкого кормового продукта снижает энергозатраты на приготовление среды и выращивание дрожжей, повышенное содержание сухих веществ в готовом гродукте исключает энергоемкий процесс концентрации и снижает расходы на транспортировку.

Формула изобретения

Штамм дрожжей Candida scotti-

ВКПИ У"925, используемый для получения жидкого кормового продукта на высококонцентрированных средах.

15?1061

Таблица 1

РВ, F.

Штамм дрожжей

Продолжитель

АСЛ

Протеин в биомассе

Продуктивность г/л ч г/л

Х от исполь ность конеч" ного исхсщной по био- по промассе теину

X г/л роста,ч продукта среды зованных РВ

32

32 .48

48

36

53,1

51,4

49,8

50,0

48,6

45,4

28,67

30,38

l8,13

23ь20

17,01

18,48

0 90

0,95

0,38

0,48, 0,47

0,51

С, SCOttii

С. scottii

С. humicola

С. humicola

utilis

С. utilis

8i0

10,0

8,0

10,0

8,0

10,0

0,4 54,0 7!,i

l,0 59,1 65,7

0,2 36,4 50,6

0,8 46,4 50,4

0,7 35,0 47,9

0,9 40,7 44,7

l,69

1,85

0,76

0,97

0,97

1,13

Таблица 2

PB среды, Х

Продуктивность, г/л.ч

ПродолжительПротеин н биомассе

Концентрация дрожжей (АСД) г/л

Сухие в-ва

Выход

АСД от ислольначаль- конечное ное ность роста,ч дрожж вой г/л по при- по проросту теину биомассы зсванных PBi о суспен зии, Е

0,4 24

0,5 32

1,6 36

1,6 36

2,6 48

5,4

8,0

12,3

14,2

16 0

36,0

54,2

74,9

91,3

&9,7

0i88

0,91

1,15

1,39

0,78

58,4

54,0

55 2

54,8

54,0

21,02

29,27

41,34

50,03

37,64

72,0

72,3

70,0

72,5

52 0

1,50

1,69

2,08

2,54

l,45

7,2

10,5

14„6

Iá,1

I8,0

Таблица 3

РВ, Х

Культура дрожжей

Используемая среда

Протеин н общей биомассе, 7.

Концентрация общей биомассы, г/л исходной просреды дукта

CÔ SCOtt11 ТУЛ-1 (прототип) 3,5-4,5 0,5 35-45

5,0-6,6

1,8-2 3

С. Scottii ВКПИ

У-925

3,0-4, l

)2,5

С е scotйэ 1 ВКПМ

У-925

0,5 88,7

51,0

5,1

Гидролизат с дробиной, расход зерна

60 г/л

Гидролиэат с дробиной, расход зерна 100 г/л

Гидролизат с дробиной, расход зерна на 100 г/л +

+ меласса

Сухие ве- Протеин в щестна жид жидком проксга про- дукте, Х дукта, Ж

5,5-6,0 0,5 51-66 51,1-53,5 7,8-8 0

1571061

Таблица 4

Содержание аминокислот

Норма

ФАО, г/100 r белка

Аминокислоты г/100 r белка общей биомассы г/100 r общей биомассы г/100 r жидкого дрожжевого продукта

7,55

1,07

4,11

5,5

2,16

0,42

1,61

0,15

0,10

0,23

Лизин

Гистидин

Аргинин

Аспарагиновая. кислота

Треонин 4,0

Серии

Глутаминовая кислота

Пролин

Глицин

Алании

Валин 5,0

Цистин + метионин 3,5

Изолейцин 4,0

Лейцин 7,0

Тирозин + фенилаланин 6,0

Сумма незаменимых АК 35,0

Общая сумма АК

7,94

4,37

3 65

3,11

1,32

1,43

0,25

0,16

0,16

9,08

1,71

3,21

4,62

1,68

23, 18

4,36

8 20

9,79

5,03

0,62

0,09

0,16

0,17

0,08

1,53

4,23

7,42

1,00

1,46

2,71

0,03

0,05

0,10

7,57

3,75 0,18.

0,75

2,53

13,98

39,17

37,70

100,00

Составитель В.Голимбет

Техред M,Õoäàíè÷ Корректор Н. Король

Редактор О.Спесивых

Тираж 505

Подписное

Заказ 1486

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101