Способ детоксикации госсипола в обезжиренном материале

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается детоксикации госсипола, содержащегося в ядре хлопковых семян, с помощью штамма плесневого гриба. Цель изобретения - улучшение качества конечного продукта за счет повышения содержания в нем белка. Способ заключается в измельчении хлопкового шрота, содержащего 0,2-0,6% госсипола, до частиц диаметром 0,5-1,0 мм, смешивании его с водой в соотношении 1:10-1:15 и выращивании штамма плесневого гриба MUCORHIEMALIS ВКПМТ-312 при температуре 25-30°С в течение 18-24 ч. После окончания процесса содержание нативного госспола в конечном продукте составляет 0,011-0,012%, а общего белка 44-9-45,4%. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4324338/31 — 13 (22) 20. 07. 87 (46) 07. 10. 90. Бюп. К - 37 (71) Ташкентский политехнический институт им. A.P.Áèðóíè (72) P.Ìèðçàêàðèìoâ, С.Х.Абдуразакова, Ш.И.Хакимова, M.À.Ðàõèìäæàíoâ, P.H.Êèì и Л.С.Тарнопольский (53) 663.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 718964, кл . А 23 J 1/14, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 590330, кл. С 11 В 1/io, 1976. (54) СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ГОССИПОЛА В

ОБЕЗЖИРЕННОМ МАТЕРИАЛЕ, (57) Изобретение относится к биотех-. нологии и касается детоксикации госИзобретение относится к биотехнологии и касается детоксикации госсипола, содержащегося в ядре хлопковых семян, с помощью штамма плесневого гриба.

Целью изобретения является улучшение качества конечного продукта за счет повышения содержания в нем белка.

Способ осуществляют следующим образом.

Хлопковый шрот, содержащий 0,2

0,6Ж госсипола, измельчают до частиц диаметром 0,5-1,0 мм, смешивают с водой в соотношении 1:10-4:15 и инокулируют суспензией штамма плесневого гриба Mucor hiemalis ВКПМ F-312 (штамм Ташкентский). Культивирование ведут при 25-30 С в течение 18-24 ч.

„.Яу„„ш9 дв (51)5, С 12 N 1/14//(С 12 И 1/,4, С 12 R 1:785) сипола, содержащегося в ядре хлопковых семян, с помощью штамма илесневого гриба. Цель изобретения — улучшение качества конечного продy KTQ за счет повышения содержания в нем белка. Способ заключается в иэмельчении хлопкового шрота, содсржащего

0,2-0,6Х госсипола, до частиц диаметром 0,5-1,0 мм, смешивании его с водой в соотношении 1:10-1:15 и выращивании штамма плесневого гриба Миcar hiemalis BKIINF-312 при 25-30 С с в течение 18-24 ч. После окончания процесса содержание нативногс госсипола в конечном продукте составляет 0,011-0,012Х, а общего белка

44,9-45,4Х. 6 табл.

Штамм выделен из воздуха микробио/логической лаборатории путем высева пробы воздуха на увлажненный хлопковый шрот, содержащий 3,0-3,5Е госсипола.

Штамм хранят на среде, приготовленной на основе риса. Для этого

3-4 r риса помещают в пробирку, заливают двойным объемом воды и стерили,зуют при 0,5 атм в течение 20 мин.

1 Осуществляют посев уколом. Пробирки хранят в холодильнике. Пересев осуществляют 1 раэ в 5-6 мес.

Характеристика штамма. Колонии быстрорастущие, хорошо спороносящие.

Воздушный мицелий рыхлопушистьЛ, вато. образный, слегка шелковистый, 4,5

5,0 см высоты, вначале бельп, затем палевого цвета. Стилоспорангиеноспы

1597383 прямые, длинные, простые, 10-25 мкм в диаметре. Стилоспорангии шаровидные, 80-110 мкм в диаметре, с гладкой нерасI âîðÿþùåéñÿ кутинизированной оболочкой.

Колонка полушаровидная (18-20 30

35 мкм), а иногда грушевидная (3035>37-40 мкм), неокрашенная.

Спорангиоспоры круглые (8-10 мкм} 1п или овальные и яйцевидные (7,5 х х 12,5 мкм), неокра.. нные.

Хламидоспоры многочисленные, эллиптические,эллиптически-шаровидные и ци- линдрические размером 20 35 — 12 х х 16 мкм.

Образования зигоспор не наблюдают.

Наиболее бурный рост и развитие достигается на третьи сутки культивирования штамма на среде Чапека, ув- 20 лажненном шроте и питательной Среде из риса. Максимальная активность штамма по расщеплению госсипола также происходит на третьи сутки культивирования на шроте, содержащем госсипол в количестве 0,02-3,5%.

Штамм мезафильный. Максимальная температура роста 42-43 С, оптимальная 25-30 С, минимальная 1-3 С. Оптимальный рН 5-6.

ЗО

Для выявления активности штамма плесневого гриба М. hiemalis ВКПМ

F-312 и эффективности его воздействия на госсипол используют обогащенную госсиполом фракцию шрота, полученную прямой экстракцией высушенного тонкоизмельченного ядра хлопковых семян во взвешенном состоянии с последующим фракционированием обезжиренного материала на белковую и госсиполовую 0 фракции шрота. Такая переработка ядра позволяет концентрировать содержимый в сырье госсипол в госсиполовой фракции, имеющей следующий состав, %: масло 0,86-0,98; нативный госсипол <5

3,457-3,674; общий белок (сырой протеин) 44,3-45,1; белок водорастворимый 8,2-8,6; белок солерастворимый

28,2-28,5; белок щелочерастворимый

15,3-15,8; лузга 11,5-13,4; клетчатка 14,7-17,2, Готовят различные разведения госсиполовой фракции в воде, в которых ,содержание нативного госсипола составляет 3,5," 1,0; 0,5; 0Ä1; 0,05 и 0,01%.

С целью ликвидации случайной микрофлоры, содержащейся в составе гос-, сиполовой фракции шрота, ее подвергают термообработке при 80 С в течение 60 мин. Затем охлажденный до 30 С шрот инокулируют суспензией чистой культуры штамма в количестве 3-5% от массы шрота и осуществляют кудьтивирование в течение 18-24 ч.

Результаты экспериментов, характеризующие эффективность воздействия штамма на госсипол в госсиполовой фракции шрота, представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что независимо от исходного содержания госсипола в сырье конечный продукт имеет процент нативного госсипола (до 0,016%) ниже стандартного, а кроме того, наряду с детоксикацией госсипола наблюдается повышение общего белка в продукте на 2,0-1,5%.

Оптимальные условия биологической детоксикации шрота выявляют на основе исследований среднего гранулометрического состава материала, который изменяют от 100%-ного прохода через сито с диаметром пор 4 мм до i00% — íîão прохода через сито с диаметром.пор 0,25 мм.

Б табл. 2 представлены данные влияния степени измельчения шрота на эффективность его облагораживания.

Результаты, представленные в табл..2, показывают, что с уменьшением размера частиц эффективность процесса дотоксикации повышается.При тостировании шрота с размером частиц более 1 мм не достигается продукт с нижестандартным содержанием токсичного госсипола. Дальнейшее увеличение степени измельчения позволяет снизить содержание госсипола в шроте до нижестандартного (0,006-0,011%).

Однако указанный процент достигается при среднем размере частиц 0,05 мм, а более тонкое измельчение не вызывает существенного умен шелия содержания токсичного госсипола, хотя требует дополнительных затрат. Наряду с этим повышается содержание общего азота и его растворимыж фракций. На основании полученных данных оптимальной принимают степень измельчения шрота, соответствующую размеру частиц 0,5-1,0 мм.

На развитие гриба влияет соотношение фаэ вода:шрот. Исследуя указанный фактор, измеряют его в пределах от 1:2 до 1:20.

5 159

Влияние соотношения фаз на эффект облагораживания шрота дано в табл.3.

Данные табл. 3 свидетельствуют об увеличении эффекта процесса детоксикации с повышением количества воды в смеси до 1:15. При этом достигается шрот с нижестандартным содержанием нативного госсипола. Дальнейшее разбавление целесообразно ввиду некоторого увеличения содержания токси на в продукте и дополнительного расхода воды, что требует увеличения размеров ферментеров. Оптимальность соотношения фаз 1:10-1:15 доказывается и максимальным содержанием общего белка и его растворимых фракций.

Влияние температурного режима на облагораживание шрота изучают, изменяя температуру от 15 до 60 С.

При температурах процесса до 25 С продукт облагораживания содержит

0,004-0,0527 нативного госсипола, что значительно выше допустимого. В интервале 25-30 С получают шрот с содержанием токсина 0,010-0,013Х, т.е. нижестандартный, а повышение темперао туры выше 30 С ведет к увеличению содержания нативного госсипола до

0,027-0,0647. Таким образом, оптималь ной является температура 25-30 С.

С целью определения оптимальной продолжительности облагораживания шрота изучают ее влияние в интервале от 1 до 48 ч на эффект детоксикации нативного госсипола. Результаты экспериментов.представлены в табл .4 .

Иэ табл.4видно, что процесс эффективен в пределах до 24 ч, а шрот

t с нижестандартным содержанием нативного госсипола получают при длительности ферментации не менее 18 ч. Увеличение времени облагораживания более

24 ч неэффективно ввиду снижения нативного госсипола на очень малую величину и отсутствия положительного влияния на содержание общего белка и

его растворимых фракций.

Конечный продукт характеризуется следующими показателями (табл. 5): содержание общего белка увеличивается после 24-часовой белковой обработки на 2,27, а после 36-часовой — на

37 по сравнению с исходным (заводским) шротом; улучшается фракционный состав

1. белка за счет снижения нерастворимого остатка и одновременного увеличения водо- и солерастворимых фракций; снижается уровень содержания сырой клетчатки на 8-107.

7383

В табл. 6 представлены данные содержания аминокислот в шроте до и после микробиологической детоксика ции.

Из табл. 6 видно, что процесс ферментации обусловливает некоторое увеличение валина и аргинина при снижении содержания некоторых аминокислот (алании, глицин).

Пример 1. Хлопковый шрот, содержащий 0,2-0,4Х нативного госсипола после стерилизации, смешивают с водой в соотношении 1:2 и инкубируют посевной культурой штамма в коли,честве 47 от массы перерабатываемого шрота. Смесь равномерным слоем в 2,53,0 см укладывают на кюветах и помещают в растительную камеру, После 36-часовой экспозиции при 28-30 С шрот изо 1 мельчают и высушивают. Взятые на анализ пробы дают следующие показатели: содержание нативного госсипола 0,012Х ! а общего белка 45,47.

Пример 2. Госсиполовую фрак -. цию шрота с содержанием 1,75-2, 14Х. госсипола подвергают стерилизации при

85-90 С в течение 30 мин. После охлаждения до 25-30 С сырье перемешивают со стерилизованной водой в соотношении 1:2 и посевной культурой штамма плесневого гриба в количестве 47. от массы перерабатываемого материала.

Кюветы со смесью выдерживают в растительной камере при 25-28 С в течение 36 ч при интенсивности продувки воздуха 8 м /ч на 1 кг перерабатываемого материала. После окончании процесса продукт измельчают и высушивают до влажности 9-9,5Х..Результаты полученного продукта: содержание нативного госсигола.0,011Х, а общего белка

44,97.

Формула изобретения

Способ детоксикации госсипола в обезжиренном материале, предусматривающий измельчение материала, добавление воды и последующую обработку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества конечного продукта за счет повышения содержания в нем белка, измельчение материала осуществляют до частиц диаметром

0,5-1,0 мм, смешивание его с водой ведут в соотношении 1:10-1:15, а обработку осуществляют путем выращивания штамма гриба Mucor hicmalis BKIIM

F-312 при 25-30 С в течение 18-24 ч.

1597383

Таблица 1

Содержание в госсиполовой фракции шрота, 7

Опыт до ферментации после ферментации нативного госсипола общего белка нативного госсипола общего белка

44,3-45,1

0,012-0,016

0,011-0,015

0,007-0,008

0,007-0,008

Следы

Та блица 2

Степень измельчения

Содержание в облагороженном шроте, Е шрота, проход через сито с диаметром, мм нативного госсипола общего азота растворимых фракций белка

0,047-0,054

0,029-0,036

0,012-0,019

0,006-0,011

0,007-0,010

44,8-4 5,6

45,1-45,6

46,0-46,4

46,2-46,7

46,2-46,5

70,1-70,6

70,4-71,2

71,3-71,7

71,2-71,7

70,8-71,6

Таблица 3

Соотношение фаз

Содержание в облагороженном шроте, нативного госсипола общего белка растворимых фракций белка

70,4-?0,7

71, 1-7(,5

70,8-7.1,8

71,6-71,9

71,3-72,4

Таблица 4

Содержание в облагороженном шроте, Х

Время ферментации, ч нативного госсипола общего белка растворимых фракций белка

43,7-44,5

44,1-45,1

44,6-45,3

45,4-46,1

46,0-46,6

46,2-46,7

68,4-70,1

71,0-71,6

71, 1-71,4

71,3-72,0

71,6-72,4

71,4-72,8

2

4

1,:2

1:5

1:10

1:15

1:20

3

12

18

24

3,352-3,675

1,085-1,054

0,534-0,613

0,134-0,159

0,050-0,063.

0,025-0 035

3

0,5

0,25

0,125-0,168

0,042-0,056

0,007-0,013

0,017-0,023

0,021-0,027

0,347-0,475

0,107-0,124

0,048-0,053

О, 014-0, 018

О, 009-0, 012

О, 010-0, 013

44,4-45,2

45,1-45,9

45,7-46,6

45,8-46,4

46,1-46,5

45,8-46,2

46,3-46,5

46,2-46,4

46,1-46,3

46,2-46,5

46,3-46,4

1597383 таблица 5

Содеркание, Х

Время ферменШрот

Обций белок

Белковые фракции растворимые в Нераствоводе 1ОХ-ной NaC1 0,2Х-ной Na

pBNbtA остаток

Насличность

Клетчатка тации, Облагорокеиный.

24

45,0-45,4

45,6-45,9

44,0-44,2

21,3-22,8 19,7-21,0

22,6-23,7 19,8-21,5

12,8-13,6 13, 1-15, 7

19,3-20,0

18,9-19,2

24,8-27,3

39,7-36,2 1,4-1,5

38,7-35,6 1,39-1,5

49,3-43,4 1,41-1,5

13,0-13,5

12,2-12,8, 13,9.-t4,1

Заводской

Таблица 6

Содержание аминокислоты, r/êã

Аминокислота

Заводской шрот Отработанный шрот

61,5

62,7

30,2

15, 15

15,38 l4,22

30,8

15,5

13,55

12,92

Составитель И.Привалова

Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Редактор И.Дербак

Заказ 3032 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при . К Т HT СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагар

fl

Г га ина 101

Лизин

Метионин

Лейцин

И зол ейцин

Фенилаланин

Треонин

Валин

Триптофан

Аргинин

Гистидин

Глютаминовая кислота

Аспарагиновая кислота

Серин

Глицин

Алании

7,22

4,05

20,05

16,1

18,53

12,62

13,59

4,76

48, 07.

9,58

8,2

5,4

23,7

17,3

t8,74

12,67

15,1

5,79

51,8

11,67