Штамм гриба pleurotus ostreatus - продуцент белковой биомассы

 

Использование: биотехнология, микробиология, пищевая промышленность. Сущность изобретения: новый штамм гриба Pleurotus ostreatus ВКПM F-697 - продуцент белковой биомассы. Штамм получен селекционным путем. Штамм дает высокоценную биомассу с высоким содержанием белка (до 45%), причем в зависимости от состава среды, на которой он выращивается, дает биомассу с нетрадиционными (помимо обычного грибного) ароматами. Получаемая белковая биомасса пригодна в качестве белковой пищевой и кормовой добавки. 6 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма продуцента белка, который может найти применение как белковый обогатитель пищи или корма в сельском хозяйстве.

Известны штаммы грибов, применяемые для получения кормового и пищевого белка. Так, описаны штаммы продуценты белка Fusarium graminearum [1] или Penicillium notatum [2] позволяющие получать при глубинном культивировании на сложных синтетических средах белковую массу с общим содержанием азота до 7% Недостатком данных штаммов является невысокое содержание белка в биомассе и необходимость использования для их выращивания многокомпонентных синтетических сред.

Известен штамм продуцент белка Flammulina velutipes НБК F-112, который выращивают как в глубинной, так и в поверхностной культуре. Получаемая биомасса может быть использована как полноценная по белку кормовая добавка [3] Однако недостатком штамма является использование для его выращивания минеральных сред с высоким содержанием глюкозы, а также отходов пищевой промышленности, которые сами по себе являются кормовыми добавками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является штамм Pleurotus ostreatus Kummer ИМВ F-1330, способный расти как в глубинной, так и в поверхностной культуре, биомасса которого имеет грибной аромат и содержит значительное количество белка [4] Недостатком является необходимость использования сложных многокомпонентных питательных сред и недостаточно высокая продуктивность штамма.

Задачей изобретения является получение нового штамма, более продуктивного по белку, способного расти на более широком спектре относительно дешевых и простых по составу питательных сред, а также обладающего новыми, не характерными для данного рода и вида гриба свойствами.

Предлагаемый штамм Pleurotus ostreatus ВКПМ F-697 получен селекционным путем из штамма Pleurotus ostreatus ВКМ F-2466 и депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ F-697.

Штамм хранится при 4-6^oC на нейтральной картофельно-глюкозной среде.

Культурально-морфологические свойства.

При поверхностном культивировании на сусло-агаре, картофельно-глюкозном агаре, овсяном агаре через 4-5 сут роста при 26-28^oC появляются колонии диаметром до 40 мм, белые, войлочные, с грибным запахом. При старении местами буреют, наблюдается развитие плодовых тел со зрелыми базидиоспорами. Споры гладкие бесцветные, размером 6-10 х 3-5 мкм. Гифы бесцветные, разветвленные, септированные, толщиной 2-4 мкм с многочисленными "пряжками". Участки гиф распадаются на оидии.

При выращивании на жидком пивном сусле в течение 3 сут при 26-28^oC появляется пушистая войлочная мицелиальная пленка с грибным ароматом. При длительном выращивании мицелий местами буреет, на поверхности образуются зрелые плодовые тела.

При глубинном выращивании на средах с пептоном, дрожжевым экстрактом, кукурузным экстрактом, пивным суслом, мелассой, глюкозой, крахмалосодержащих средах, минеральной среде растет в виде мицелиальных шариков в течение 3-х суток при 26-28^oC. Толщина гиф 2-4 мкм с многочисленными "пряжками".

Физиолого-биохимические признаки.

Аэроб. Растет при температуре 24-29^oC. Оптимум pH 6,8-7,5.

Отношение к источникам углерода: ассимилирует глюкозу, галактозу, рафинозу, сахарозу, мальтозу, ксилозу, лактозу, маннит, крахмал, целлюлозу, лигнин.

Отношение к источникам азота: использует нитратный азот, пептон, аспарагин, мочевину.

Рост в культуре стимулируется добавками растительного происхождения: кукурузным экстрактом, картофельным отваром, отварами кормовых растений.

Культивирование описываемого штамма с целью получения белковой биомассы проводится следующим образом.

Клетки штамма выращивают на агаризованной полноценной среде, затем засевают колбы с посевной средой. Колбы устанавливают на круговую качалку (120-180 об/мин) и выращивают культуру при 26-28^oC в течение 48-72 ч. Выращенный посевной материал сначала захолаживают в холодильнике (4-6^oC) и используют для посева в ферментеры.

Стадия ферментизации осуществляется 48-72 ч в аэробных условиях на средах различного состава.

Биомассу отделяют фильтрованием и сушат при 50-60^oC.

Пример. Клетки штамма Pl. ostreatus ВКПМ F-697 выращивают на агаризованной среде поверхностным способом при 26-28^oC. Мицеальной смесью засевают колбы на 500 мл со 150 мл среды и ведут выращивание культуры 48-72 ч.

Таким образом получают посевной материал для засева в ферментеры.

Выход биомассы на этой стадии 23,5 г/л.

Процесс выращивания в ферментерах (15 или 100 л) продолжается 24 или 48 ч в условиях аэрации, скорость мешалки 150-300 об/мин.

По окончании ферментации биомассу отфильтровывают на нутч-фильтре, промывают, высушивают. Выход протеина в полученной биомассе 20-50% на АСВ.

Штамм Pl. ostreatus ВКПМ F-697 был испытан в лабораторных условиях на различных жидких питательных средах.

I. Сусло пивное (4^oC по Баллингу), pH 6,0-7,5.

II. Среда с пептоном (г/л): глюкоза 15,0; пептон 1,0; K₂HPO₄ 1,5; KCl 1,2; 0,25; вода водопроводная до 1 л; pH 6,0-7,5.

III. Минеральная среда с мелассой (г/л): меласса 15,0; (NH₄)₂SO₄ 2,5; K₂HPO₄ 1,2; дрожжевой экстракт 2,0; вода водопроводная до 1 л; pH 6,0-7,5.

IV. Минеральная среда с глюкозой (г/л): глюкоза 20,0; NH₄Cl 2,0; KH₂PO₄ 2,0; KCl 1,2; MgSO₄·7H₂O 0,25; вода водопроводная до 1 л, pH 6,0-7,5.

V. Соево-крахмальная среда (г/л): соевая мука 15,0; крахмал 20,0; вода водопроводная до 1 л; pH 6,0-7,5.

VI. Кукурузно-крахмальная среда (г/л): кукурузная мука 15,0; крахмал (негидролизованный) 20,0; вода до 1 л; pH 6,0-7,5.

VII. Картофельно-глюкозная среда (г/л): картофель 200,0; глюкоза 15,0; вода до 1 л; pH 6,0-7,5.

Установлено, что при выращивании на некоторых средах описываемый штамм дает биомассу, обладающую нетрадиционными ароматами (цветочный, лимонный и др.).

Данные накопления биомассы штамма Pl. ostreatus ВКПМ F-697 на картофельно-глюкозной среде при различных начальных значениях среды в поверхностной культуре приведены в табл.1.

Данные роста при глубинном культивировании гриба Pleurotus ostreatus ВКПМ F-697 в зависимости от различных концентраций пептона в среде представлены в табл.2.

Влияние концентрации глюкозы на рост гриба Pl. ostreatus ВКПМ F-696 при глубинном культивировании на минеральной среде показаны в табл. 3.

Влияние добавок растительных отваров на накопление биомассы гриба Pl. ostreatus ВКПМ F-697 при культивировании в течение 7 сут показано в табл. 4 (фасоль, клевер, кукуруза 20 г/л, горох 15 г/л, картофель 200 г/л, геркулес 20 г/л).

Данные о накоплении биомассы грибом Pl. ostreatus ВКПМ F-697 на различных крахмалосодержащих средах при культивировании в глубинных условиях приведены в табл. 5 (72 ч культивирования, крахмал не гидроизолирован, содержание крахмала в средах 2%).

Зависимость накопления белка грибом Pl. ostreatus ВКПМ F-697 при глубинном культивировании на различных питательных средах показано в табл. 6.

Был исследован химический состав биомассы описываемого штамма. Анализ показал следующие данные: Влажность, 7,2 Содержание, на АСВ: Золы 4,7 Сырого протеина 27,8 Липидов 8,4 Углеводородов 56,8 Фракционный состав суммарных липидов (в от Σ ): Фосфолипиды 15,6 Стерины 9,5
Моноглицериды 10,8
Диглицериды 18,1
Триглицериды 27,4
Свободные жирные кислоты 15,4
Эфиры стеринов 3,9
Состав аминокислот образца биомассы гриба Pl. ostreatus ВКПМ F 697: триптофан 1,18, лизин 1,79, гистидин 0,90, аргинин 1,54, аспарагиновая кислота 2,32, треонин 1,66, серин 1,62, глутаминовая кислота 2,82, пролин 0,62, глицин 0,60, аланин 0,76, цистин-сл, валин 0,76, метионин 0,45, изолейцин 0,42, лейцин 0,64, тирозин 0,41, фенилаланин 0,68, _S 19,08.

Таким образом, описываемый штамм Pl. ostreatus ВКПМ F-697 обладает способностью обеспечивать высокий выход белковой биомассы на самых различных по составу питательных средах, характеризуется высоким уровнем продуктивности по белку.

Самым важным новым свойством описываемого штамма является возможность получения белковой биомассы, обладающей расширенным ароматическим спектром при культивировании на средах определенного состава. Это открывает широкие возможности для применения его в нетрадиционном качестве. Биомасса гриба, полученная как в поверхностной, так и в глубинной культуре, одинаково пригодна как для применения в пищевой промышленности, так и в сельском хозяйстве как белковая биодобавка для кормления животных.

Формула изобретения

Штамм гриба Pleurotus ostreatus ВКПМ F 697 продуцент белковой биомассы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2