Способ получения биомассы кормовых дрожжей

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(7 3)Научно-производственное объединение Алмалы и Институт молекулярной биологии и биохимии им. МААйтхожина(56) Авторское свидетельство СССР Мг 1036741, кл. С 12 М 1/22, 1983. Авторское свидетельство СССР Мг 1218927, кл. С 12 М 1/22. 1986. Авторское свидетельство СССР Ме 699014, кл. С 12 К 1/00. 1979. Авторское свидетельство СССР Мг 902462, кл. Н 05 К 13/О 2. 1982. Романовская ТН Романовский НА Кац А.М. и Носенко В.Е. Усовершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок. Тезисы докл. молодых ученых и специалистов. Киев. 1989. Авторское свидетельство СССР Мг 795024. кл. Н 03 Н 9/001981. Авторское свидетельство СССР Мг 1117317, кл. С 12 М 1/22,1984 Авторское свидетельство СССР Мг 782381. кл. С 12 М 1/16. 1979.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ(57) Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цель изобретения обогащение питательной среды биологически активными веществами. увеличение выхода биомасы и обеспечение экологической чистоты технологического процесса. Способ заключается в том. что готовят питательную среду для выращивания дрожжей. вводят в нее ферментный препарат, осуществляют гидролиз растительного сырья. входящего всреду, выра щивают на гиролизате дрожжи. В качестве ферментного препарата используют/З-глюкозидазу в количестве 16-24 мг/п. полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 8 З мкмоль/мин - мг или из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1,9 мкмоль/мин мг. 1 зпфлы. 2 табл.Известны различные способы интенсификации процесса дрожжегенерации. такие как химические стимуляторы (кислотный или щелочной гидролиз). физические (обработка ультразвуком. лазером и тд.) и биохимические (добавление органических кислот И различных ПОВЕОХНОСТНЫХ НЭПОПНИТЕПВЙ).Известен способ приготовления питаТВПЬНОЙ среды ДЛЯ выращивания кормовых дрожжей. предусматривающий обработку гиролизате перекисью водорода в концентрации 0.О 1-О.О 3.Известен способ выращивания дрожжей путем воздействия на сырье О 510 НЫМ раствором КИСЛОТЫ ИЛИ щелочи.Указанные способы повьтитают вьтход биомассы дрожжей. но являются экологически вредными для окружающей средыИзвестен способ выращивания дрожжей предусматривающий обработку сырья и питательной среды физическими методами воздействия.Известен способ выращивания дрожжей, предусматривающий облучение азотным лазером суспензии с линой волны 3370 А интенсивность 1510 эрг/смг в течение 8 109 с, Известен способ выращивания дрожжей путем обработки гелиево-неоновьвми. гелиево-кадмиевьтми лазерами различной интенсивности.Методами физических воздействий добиваются повышения синтеза дрожжевых клеток, но сам технологический процесс может быть осуществлен после реконструкции существующих технологических схем путем введения новых приборов и узлов для осуществления обработки. Приборы и автоматы. осуществляющие способ обработки. как правило. остродефицитньт и дорогостоящи.Известен простой способ введения различных добавок растительного происхождения с целью обогащения питательной средь ростовыми компонентами и питательньтми элементами. способствующими образованию биомассы.Известен способ выращивания дрожкей путем введения коричневого сока зеленых растений в количестве 40 50 от объема среды.Известен способ выращивания дрожжей, в котором предгидролиз осуществляют разбавлением сырья водной вытяжкой активного ила с естественной кислотностью.Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому эффекту является способ выращивания кормовых дрожжей на Поспеспиртовой барда. предусматривающий введение комплексных цитолитических препаратов в барду. гидролиз ее и выращивание на гидролизате дрожжей в присутствии минеральных солей. Из гемицеллюлозных ферментных препаратов по этому способу используют целлокандин ГЗХ. из культуры (Зеотгдсгтттгл сапойоит И целловидин Г 3 х из культуры Тгспооегта иное в количествах соответственно 10-12 ед. С и 52- 62 ед, С на 100 г барды, Эти ферменты оказывают влияние на гидролиз трудноусвояемои целлюлозы и не влияют на содержание редуцирующих рорм сахаров. те. на сумму моно- и дисахаэидов. Кроме того. питательная среда приотовпена из дорогостоящего сырья тослеспиртовой бражки.Цель изобретения обогащение питательной среды биологически активными веществами, увеличение выходца биомассы и обеспечение экологической чистоты технологического процесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выращивания кормовых дрожжей из растительного сырья, включающему введение ферментных препаратов и необходимых минеральных солей в питательную среду. гиролиз и выращивание на гидролизате дрожжей, в качестве фермент ного препарата используют/Зчлюкозидглзу,Полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 8.6 глкмоль/мтлн мг или из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1.9 мкмоль/мин г мг.-Глюкозидаза из сладкого миндаля является глюкопротеином с мол. массой 130 кд и проявляет наибольшую активность в пределах рН 50-55. Этот фермент обладает широкой специфичностью по отношению к углеводной части молекулы субстрата,гидролизуя как/ чалактозидьт. так и -гл юкозиды. Процесс получения/ тлюкозидазы из зерен сладкого миндаля является мнотоэтапным и включает ионообменную хроматографию (ИОХ) на КМ-БЗ. ДЕ 32-целлюло 3 е, гель-фильтрацию на сефадексе 6 100 и два этапа ульфтрафильтрации через мембраны Амикон ХМ-Б.Имеется коммерческий препарат этого фермента. выпускаегиьтй фирмой ЗетаБолее дешевым источником/д-глюкозидазы могут быть соцветия полыни однолетней (Агтетйзйа аппигтъ). Процесс выделения Ч тлтокозидазы из этого сырья достаточно прост и включает высаливание сернокислым аммонием ИОХ и гель-хроматографии. Высокоочищенньте препараты Б-глюкозидазы могут быть получены после ИОХ на КМ-цеплюлозе. Фермент имеет мол. массу 100-120 кД и проявляет наибольшую активность в пределах рН 44-48./9 -Глюкозида 3 а из полыни. полученная по приведенной схеме. способна гидролизоватьукак/-гл юкозиды. так и г талактозидьт. Близость физико-химических свойств ферментов из сладкого миндаля и полыни делает их взаимозаменяемыми в процессе ферментации растительного сырья. но в цепях удешевления тенологического процесса необходимо учесть большую доступность полыни как сырья для получения -гпюкозидазьт.Сущность способа заключается в следующем.Готовят питательную среду из растительного сырья. например яблочных выжи 5мок. Предгидролиз проводят в гидромодуле то, при 95-1 оос в течение 45 мин. Если дрожжевание осуществляют на жидкой фазе, субстрат отжимают.Питательную среду остужают до 28 З 2 С и вносят В -глюкозидазу, полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 8,6 мкмоль/мин - мг, или Б-глюкозидазу. полученную из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1,9 мкмоль/мин мг. Оптимальная доза внесения ферментного препарата установпена экспериментальным путем и составляет 20 мг на 1 л питательной среды.З -Глюкозидаза способствует расщеплению дисахарида мальтозы на две молекупы мальтозы и дисахарида сахарозы на глюкозу и фруктозу. Введение ферментного препарата активизирует этот процесс.После внесения ферментного препарата определяют содержание редуцирующих сахаров.Недостаток солей азота и фосфора восполняется внесением минеральных солей аммофоса, диаммонийфосфата, сернокислого аммония, карбомида и др. Расчет необходимого количества питательных солей ведут по количеству сахара в среде, После внесения расчетного количества минеральных солей питательную среду тщательно перемешивают и разливают в качалочные колбы по 100 мл. Предварительно готовят засевную культуру дрожжей на синтетической среде Ридера по общепринятой методике.Для приготовления засевной культуры на синтетической среде Ридера готовят 1 л 23-ного водного раствора автолизата дрожжей, добавляют. г глюкоза 10(МН 4)25 О 4 2,1 КН 2 РО 4 1 Мп 5 О 4 0,2 К 5 Оа 0,2. Полученный раствор разливают в стерильные качалочньте колбы. кипятят до хорошо видимого прохождения пара через ватно-марлевую пробку. остужают до 28 З 2 С и засевают в стерильных условиях чистую культурудрожжей Сапогов тгорйсанз Мг 36. Культивирование ведут на качапках при 90 об/мин при 32 С в течение 18 ч без продувания воздухом. В засевной культуре должно быть не менее 5 - 107 кл, В качалочные колбы вносят засевную культуру дрожжей до концентрации 0.51 млн. клеток в 1 мл питательной среды. Счет клеток ведут в счетной камере Горяева.После 16 ч культивирования определяют концентрацию дрожжевых клеток в биомассе методом центрифугирования и влажность их высушивания до постоянного веса по общепринятым методикам.П р и м е р. Для выращивания кормовых дрожжей готовят питательную среду следующим образом. Сухую яблочную выжимку(влажность 8) заливают водопроводной холодной водой в гидромодуле 10. Предгидролиз проводят при 95 С в течение 45 мин. Содержание РВ при этом 25. После введения расчетного количества минеральных солей питательную среду охлаждают до 28 С и вводят З -глюкозидазу в количестве 16 мг/л. полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 13 мк - моль/мин - мг. Тщательно перемешивают и вносят засев ную культуру дрожжей. Засевная культура должна готовиться на культуре Сапойоа тгорйсапэ М 36 из расчета 10 к общему объему питательной среды (5 -10 В кл). Дрожжи культивируют в качалочных колбах на качалках при 32 С и 90 об./мин без продувания воздуха в течение 18 ч. На питател ьной среде, содержащей глюкозидазу в количестве 16 мг/л, вес сырой биомассы составляет 68 г/л, на контрольной среде т 62,97 г/л, т.е. прирост биомассы составляет 7,4 (табл.1).П р и м е р 2. Для выращивания кормовых дрожжей готовят питательную среду следующим образом. Сухую яблочную выжимку (влажность 8) заливают холодной водой в гидромодуле 10, Предгидролиз проводят при 1 ООС в течение 45 мин. Содержание РВ при этом 2,5. После введения расчетного количества минеральных солей питательную среду охлаждают до 32 С И ВВОДЯТ ВЧЛЮКОЗИДЭЗУ В количестве 20 мг/л, полученную из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1,9 мк т моль/мин -мг, тщательно перемешивают и вводят засевную культуру дрожжей Салоша тгордсапз М 36 из расчета 10 к объему питательнй среды (5 108 кл), Культивирование дрожжей проводят по примеру 1 при 32 С. На питательной среде, содержащей З -глюкозидазу в количестве 20 мг/л. вес сырой биомассы составляет 76,6 г/л, на контрольной среде - 63.1 г/л, т.е. прирост биомассы составляет 17,6 (табл.1).П р и м е р 3, Выращивание дрожжей проводят в условиях примера 2. но в опытные колбы вносят фермент в количестве 24 мг/л. Вес биомасы при этом не превышает уровень по примеру 2 и составляет 76.5 г/л, т.е. увеличение количества внесенного фермента свыше 20 мг/л не влияет на накопление биомассы (табл.1).Таким образом, предлагаемый способ выращивания кормовых дрожжей из растительного сырья с использованием З-глюкозидазы в концентрации 20 мг/л (табл.2)7 8 является наиболее оптимальным. увепичи переработки, обогащенный минеральными вает выход биомассы на 17,6, а увеличе- веществами и углеводами. ние выхода в процентах к контролю по Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я абсолютно сухому весу- 18.5. 1, Способ получения биомассы кормовых дрожжей из растительного сырья, вклюВ табл.2 показано влияние З-глюкози- чающий введение ферментного препарата в дазы на количественный и качественный со- питательную среду, гидролиз и выращивастав биомассы. С ние на гидролизате дрожжей, о т л и ч а ю Культивирование дрожжей в присутст- щ и й с я тем, что. с целью обогащения вии ферментного препаратаН-глюкозидазы питательной среды биологически активныобеспечивает расщепление полисахаридов ми веществами, увеличения выхода биомасна простыелегко усвояемые моно-идисаха- сы и обеспечения экологической чистоты риды (пентоз. гексоз и т.д.). Способ позво- технологического процесса, в качестве ферляет упростить процесс и исключить ментного препарата используют -глюкоглубокий термический предгидролиз зидазу в количестве 16-24 мг/л.(табл.2), а также щелочной или кислотный 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я гидролиз. что обеспечивает экологическую тем. что используют члюкозидазу. полчистоту технологического процесса. Сырь- ученную из сладкого миндаля с удельной ем для приготовления питательной среды активностью 8,3 мк моль/мин - мг или из является яблочная выжимка отходы соко- соцветий полыни однолетней с удельной аквого производства. Это дешевый продукт тивностью 1,9 мк моль/мин - мг.онцентра- Остаточный РЕ среды че- Интенсифи- Сырой вес. г/л Увеличение Абсолютно сухом вес. г/л Увеличение ция препа- рез 18 ч роста дрожжей. кация про- выхода. Выхода. Ь рдтдь 1 0 цесса к контролю К КОНТРОЛЮ-гпюковида- К ОП (ПО-оста- к ОП ПП СЫООМУ К ОП 3 б 3 ды, км/д точн) весу но сухому (то) 100 весу 16 0.19 0.16 15 35.1 38.6 тел 4.6 5.12 20 0.18 0.14 16,7 187 5.1 34 1542 15.8П р и м е ч а н и е. К-хонтрольный вариант дрожжи, культивируемый без фермента ОП- опытный вариант - дрожжи, культивируемые в присутствии фермента. Содержание в полученных дрожжах общего белка составляет 42-59 д. истинного - 369-5181Показатели Известный способ Гидромодуль т Температура, С 48-52 Время, мин 50-60 Концентрация фермента 31-37 Выход а.с. дрожжей. 7,6-18,7Составитель Л. ПаШИнИна Верстка Казпатент, Исполнитель В.Я. Генкина Ответственный за выпуск Э.3.ФаИз 0 ва