СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВЫХ ДОБАВОК Российский патент 1997 года по МПК C12N1/20 A23K1/10 A23J3/20 

Изобретение относится к области производства кормов животного происхождения и может быть использовано на предприятиях мясной промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства белково-витаминного концентрата с содержанием собственно белка 5е0% для чего культивируют микроорганизмы типа Candida guithermondie; Candida tropicalis; Candida lipolytica; Candida utilis; Sacchoromuces fragilies; Saccharomuces lactis; Denteromacetes; Geotrichum Candidum в питательном бульоне, содержащем растительный или животный жир в качестве углеродно-энергетического источника, а также аммонийные соли в качестве источника азота. Проводят аэрирование питательной среды с интенсивностью 150-300 м³ воздуха на 1 м² площади ферментатора в течение 1 часа. Полученную биомассу отделяют от питательной среды (см. патент США N 3966554, кл. А 23 1/18, опубл. 1976 г.) и используют для кормления животных.

К недостаткам прототипа относится использование грибков рода "Кандида", которые вызывают заболевание под названием кандидамикоз, что снижает биологическую ценность прототипа.

Предлагаемый способ направлен на увеличение выхода биомассы и увеличение ее биологической ценности.

Способ получения биомассы осуществляется следующим образом: готовят питательный бульон, вносят в него микроорганизмы, а в последствии отделяют биомассу. Способ отличается тем, что с целью увеличения выхода и питательной ценности биомассы, в качестве бульона используют гидролизат твердых отходов очистки сточных вод мясокомбината, в качестве микроорганизмов Bacillus mucilaginosus штамм ВКМВ 1А46D в количестве 0,1-0,2 г/л.

Вместе с тем необходимо отметить, что твердые отходы получают путем фильтрования (процеживания) сточных вод мясокомбината через фильтрующее полотно с ячейками диаметром 1 мм. Химический и компонентный составы выделенных отходов приведены в табл. 1 и 2. Фильтрат имеет коричневый, нерезкий специфический запах, содержит пептиды и свободные аминокислоты, является хорошим источником питания микроорганизмов азотом.

После фильтрования производственного стока мясокомбината твердый осадок из расчета 100 г/л воды смещают (или корректируют) рН до 4,0-6,0 добавлением 50 мл концентрированной серной кислоты и подвергают гидролизу при температуре 120-123^oС. в течение 2,0-2,5 часов. Гидролизат нейтрализуют до рН 7,4-7,6 20%-ным раствором гидроокиси натрия. Образовавшийся осадок удаляют из раствора фильтрованием или центрифугированием. Затем гидролизат разливают в колбы по 100 мл и производят посев культуры Bacillus mucilaginosus штамм ВКМВ 1А46D из расчета 0,1-0,2 г на 1 л гидролизата. Для этого готовят 1%-ную микробную суспензию на стерильном физиологическом растворе и вносят по 2 мл этой суспензии на 100 мл среды (гидролизата). Культивирование осуществляют при температуре 37-38^oС. в течение 24 часов.

Выход биомассы определяют весовым методом. Для этого микробные клетки выделяют из культуральной жидкости центрифугированием, трехкратно промывают физиологическим раствором для удаления остатков среды и взвешивают.

Выход с 1 л гидролизата твердых отходов из стока мясокомбината составил 21,2 г сырой биомассы.

Результаты лабораторных опытов, поставленных в трехкратной повторности, показали оптимальный выбор и соотношение указанных выше параметров.

Смещение рН 4,0 требует дополнительных затрат кислоты, вызывает нежелательное разложение ряда аминокислот, что ухудшает питательные свойства гидролизата, приводит к снижению выхода биомассы. Напротив, проведение гидролиза при рН выше 6,0 для обеспечения требуемой степени разложения продукта требует значительного увеличения продолжительности гидролиза, больших энергозатрат.

Температурный и временный режимы гидролиза необходимы и достаточны для обеспечения наиболее полного разложения содержащегося в продукте белка до пептидов и аминокислот и перехода их в раствор. Использование более высоких температур не повышает качество гидролизата и не увеличивает выход биомассы. Проведение гидролиза при температуре ниже 120^oС требует значительного увеличения продолжительности процесса, не обеспечивает необходимой степени разложения продукта и приводит к замедлению роста микроорганизма.

Нейтрализация рН гидролизата до 7,4-7,6 проводится с целью создания в нем концентрации водородных ионов, совпадающей с рН основных тканей и секретов организма. Общеизвестно, что этот показатель у теплокровных заключен в диапазоне 7,4-7,6. Соблюдение рН в этих пределах также способствует оптимизации роста Bacillus mucilaginosus штамм ВКМВ-1А46D.

Культивирование Bacillus mucilaginosus штамм ВМКВ 1А46D происходит при температуре от 37 до 39^oС. Этот параметр у подавляющего большинства теплокровных животных соответствует значениям температуры кишечника и таких тканей как кровь.

Количество посевного материала оказывает существенное влияние на выход биомассы. Установлено, что оптимальной посевной дозой Bacillus mucilaginosus штамм ВКМВ 1А46D при культивировании на гидролизатах твердых отходов мясокомбината является 0,1-2 г сухой биомассы на 1 литр сpеды. При уменьшении, либо увеличении посевной дозы выход биомассы варьирует. (табл.3).

Способ поясняется конкретными примерами его осуществления.

Пример 1 Полученный после фильтрования производственных отходов мясокомбината твердый продукт с влажностью 75% заливают водой 1:10. Добавление серной кислоты смещают рН до 5,0 и проводят гидролиз при температуре 122^oС в течение 2,2 часа. Полученный гидролизат нейтрализуют 20% раствором NaOH до рН 7,5 и отделяют осадок. В полученную среду производят посев культуры Bacillus mucilaginosus штамм ВКМВ-1А46D из расчета 0,2 г/л по сухому веществу и культивируют при температуре 38^oС в течение 24 часов. Полученную биомассу выделяют из раствора центрифугированием. При этом выход сырой биомассы с 1 л гидролизата составляет 21,2 г.

Пример 2. Способ гидролиза и условия культивирования такие же, как и в примере 1, с той разницей, что рН среды устанавливают на уровне 6,0 и гидролиз проводят при температуре 123^oС в течение 2,5 часов. Нейтрализацию ведут до рН 7,4; при этом гидролиз проходит достаточно глубоко и питательные свойства полученного субстрата (табл.4) обеспечивают достаточно высокий уровень получения биомассы.

Изобретение позволит утилизировать выделяемые при фильтровании производственных стоков мясокомбината отходы, получая при этом с каждого килограмма более 200 г сырой биомассы.

Использование: биотехнология, кормопроизводство. Сущность изобретения: разработка способа получения биомассы для выработки высокопитательных протеиновых добавок в животные корма, а также утилизации образующихся в процессе очистки производственных стоков мясокомбинатов твердых отходов. Это достигается тем, что отходы подвергают гидролизу при рН 4-6 и температуре 120-130^oC в течение 2-2,5 часов, нейтрализуют и вносят штамм Bacillus mucilaginosus в количестве 0,1-0,2 г/л. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ получения биомассы для производства кормовых добавок, включающий приготовление питательного бульона, внесение микроорганизмов, их выращивание и последующее отделение биомассы, отличающийся тем, что в качестве бульона используют гидролизат твердых отходов очистки сточных вод мясокомбинатов, в качестве микроорганизмов штамм Bacillus mucilaginosus ВКМ В-1А46D в количестве 0,1 0,2 г/л. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют гидролизат, полученный в результате гидролиза твердых отходов сточных вод мясокомбината при рН 4 6 и 120 130^oС в течение 2,0 2,5 ч с последующей нейтрализацией рН 7,4 - 7,6.