СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ COPRINUS CINEREUS Российский патент 1995 года по МПК C12N1/14 A23K1/12 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу выращивания Coprinus cinereus, и может быть использовано для получения посевного мицелия или спор, а также в сельском хозяйстве для повышения питательной ценности соломы и в научно-исследовательской работе.

Известен способ "Биологическое превращение соломы в корм для животных" [1].

Известен также способ приготовления корма для жвачных животных [2].

Основным недостатком этих способов является то, что наблюдаются большие потери (до 50%) несвязанного аммиака, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Кроме того, в прототипе из-за удлиненной лагфазы могут развиваться посторонние (неидентифицированные) грибы. Не учитываются и потребности грибов в ионах фосфора, натрия, магния, калия, серы и железа, необходимых для роста и развития гриба. В данных условиях рост Coprinus cinereus может быть крайне замедленным ввиду отсутствия в среде активаторов роста (соапсток), оказывающих стимулирующее влияние на интенсивность развития гриба и его целлюлозолитическую и ксиланазную активности.

Цель изобретения - повышение интенсивности роста и ферментативной активности гриба и создание экологически чистых условий для культивирования гриба.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что создаются селективные условия (определенный состав среды, необходимое значение pH среды, температура культивирования и влажность субстрата), обеспечивающие предоминантное развитие Coprimus cinereus, который, как установлено в опытах, обладает способностью синтезировать уреазу и использовать азот мочевины. Выделяющийся в результате гидролиза мочевины аммиак препятствует развитию посторонней микрофлоры.

П р и м е р 1. Для приготовления питательной среды минимального состава вносят следующие компоненты, мг/100 г (на сухое вещество): Мочевина 1000,0 Хлористый натрий 73,0
Фосфорнокислый дву- замещенный калий 54,8 Сернокислый магний 18,3 Сернокислое железо 0,073 Соапсток 73,0
Водопроводная вода до 50-60% влажности
Измельченную солому или древесные опилки смачивают до 50-60% влажности предварительно приготовленной питательной средой герметически закрывают и ставят в термостат.

Внесение в среду указанных минеральных веществ обеспечивает определенную буферность и необходимое значение pH среды. При этом обеспечиваются пищевые потребности Coprinus cinereus в ионах фосфора, натрия, магния, калия, серы и железа, необходимых для интенсивного развития мицелия, получения спор и процессов метаболизма ферментов.

Введение в питательную среду соапстока усиливает интенсивность роста гриба и его целлюлозолитическую и ксиланазную активности.

Исходное значение pH питательной среды 7-9 и температура культивирования 25-35^оС.

Как было установлено в опытах, для более быстрого прорастания грибных спор инкубацию в течение первых 4-5 сут проводят в анаэробных условиях (без доступа воздуха), а затем в аэробных.

П р и м е р 2. Для приготовления питательной среды оптимального состава используют следующие компоненты, мг/100 г (на сухое вещество): Мочевина 1500,0 Хлористый натрий 109,5
Фосфорнокислый дву- замещенный калий 73,0 Сернокислый магний 36,5 Сернокислое железо 0,083 Соапсток 365,0 Водопроводная вода до 50-60%
влажности
Культивирование проводят как в примере 1.

П р и м е р 3. Для приготовления питательной среды максимального состава вносят следующие компоненты, мг/100 г (на сухое вещество): Мочевина 2000,0 Хлористый натрий 146,0
Фосфорнокислый дву- замещенный калий 91,3 Сернокислый магний 54,7 Сернокислое железо 0,102 Соапсток 730,0
Водопроводная вода до 50-60%
влажности
Культивирование проводят как в примере 1.

Данные по влиянию соотношений компонентов питательной среды на интенсивность роста и ферментативную активность гриба представлены в табл.1.

Уменьшение компонентов приводит к снижению роста и ферментативной активности гриба, тогда как увеличение заграничных параметров вызывает ингибирование развития гриба.

П р и м е р 4. Для доказательства воздействия на метаболическую активность гриба, таких факторов, как температура, pH и влажность субстрата был проведен специальный опыт (см. табл.2).

Из табл.2 следует, что оптимальные условия для выращивания Coprinus cinereus создаются при исходном значении pH среды 7-9, температуре культивирования 25-35^оС и влажности субстрата 50-60%. При излишнем увлажнении снижается интенсивность прорастания субстрата, а при более низкой влажности пpоисходит быстрое высыхание субстрата и биосинтетическая активность гриба значительно снижается.

В табл. 3 приведены результаты сравнительной оценки эффективности исследований метаболической активности Coprinus cinereus при использовании известного и предлагаемого способов.

Как видно из табл.3, при использовании предлагаемого способа удается стимулировать интенсивность синтеза белка на 12,2%, а целлюлозолитическую и ксиланазную активности - на 19,0 и 12,3% соответственно. При визуальных наблюдениях отмечается наиболее бурный рост.

Применение среды и создание оптимальных условий как и в опытах с соломой дает возможность успешно культивировать Coprineus cinereus и на древесных опилках лиственных пород деревьев. На этом субстрате гриб также хорошо растет, синтезирует целлюлазу и ксиланазу. Следовательно, древесные опилки могут быть перспективным сырьем для культивирования Coprineus cinereus. Однако активность целлюлазы (2,5±0,2 ед/г) и ксиланазы (41,46±2,43 ед/г) при выращивании гриба на древесных опилках была несколько ниже, чем на измельченной соломе.

Установлено, что инокулирование субстрата посевным мицелием или спорами с использованием предлагаемого способа выращивания в значительной степени способствует интенсификации роста гриба и его ферментативной активности.

Исследованиями также показано, что использование мицелия в качестве инокулюма в экспоненциальной фазе роста гриба увеличивает его начальную скорость, что приводит к сокращению срока ферментации на 2-5 сут. Это имеет важное практическое значение при приготовлении корма для сельскохозяйственных животных.

Одним из главных требований, предъявляемых к корму, является отсутствие токсических соединений. Как показали исследования, экстракт мицелия Coprinus cinereus при инкубации с выделенными из рубца жвачных инфузориями не оказывал на их жизнедеятельность отрицательного воздействия. Это свидетельствует о безвредности мицелия для жвачных животных.

Обогащенная грибом солома, используемая в среде в качестве единственного источника питания, лучше обеспечивает рост амилолитических, протеолитических, молочно-кислых и усваивающих азот мочевины бактерий, обитающих в рубце жвачных животных, по сравнению с нативной и обработанной 1,5%-ным раствором аммиака соломой, т.е. значительно повышается доступность питательных веществ микорма для микрофлоры в опытах in vitro (см. табл.4). Так установлено, что наиболее интенсивный рост амилолитических, молочно-кислых, протеолитических и усваивающих азот мочевины бактерий обеспечивается на средах с микормом, используемым в качестве единственного источника питания, по сравнению с нативной и обработанной аммиаком соломой.

Применение этого способа культивирования позволяет более глубоко изучить физиолого-биохимические свойства гриба и механизмы, контролирующие биосинтез ферментов, и с учетом этих свойств, а также пищевых потребностей, можно проводить направленное воздействие на его жизнедеятельность.

Важным фактором является и то, что при использовании предлагаемого способа культивирования повышается интенсивность роста гриба и его ферментативная активность, исключается загрязнение окружающей среды аммиаком, сокращается лагфаза развития гриба, тем самым сокращается срок феpментации и ингибируется развитие нежелательной микрофлоры.

Следует также отметить, что увлажнение предлагаемой средой соломы значительно повышает ее питательную ценность.

Использование: микробиологическая промышленность, а именно в способе выращивания Coprinus cinereus. Для повышения интенсивности роста и ферментативной активности гриба в качестве источника азот а вместо аммиака используют мочевину, а субстрат увлажняют питательной средой, содержащей дополнительно хлористый натрий, фосфорнокислый двузамещенный калий, сернокислый магний, сернокислое железо и соапсток. Оптимальные условия культивирования гриба при использовании среды: исходный рH 7 - 9, температура культивирования 25 - 35°С и влажность субстрата 50 - 60%. Инкубацию ведут в течение первых 4 - 5 сут. в анаэробных, а затем в аэробных условиях. При использовании предлагаемого способа культивирования повышается интенсивность роста гриба и его ферментативная активность, исключается загрязнение окружающей среды аммиаком, сокращается лагфаза развития гриба, тем самым сокращается срок ферментации субстрата и подавляется развитие нежелательной микрофлоры. Изобретение может быть использовано для получения посевного мицелия или спор, а также в сельском хозяйстве для повышения питательной ценности соломы и в научно-производственной практике. 4 табл.

СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ COPRINUS CINEREUS при 25 - 35^oС и pH 7-9 на субстрате, содержащем измельченную солому или древесину, увлажненную водой до 50 - 60% влажности, отличающийся тем, что используют субстрат, содержащий дополнительно мочевину, хлористый натрий, фосфорнокислый двузамещенный калий, сернокислый магний, сернокислое железо и соапсток при следующем соотношении компонентов, мг/100 г субстрата (на сухое вещество):
Мочевина - 1000 - 2000
Хлористый натрий - 73 - 146
Фосфорнокислый двузамещенный калий - 54,8 - 91,3
Сернокислый магний - 18,3 - 54,7
Сернокислое железо - 0,073 - 0,102
Соапсток - 73 - 740