СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ МИКРОБНЫМ БЕЛКОМ Российский патент 1998 года по МПК C12N1/16 C12N1/20 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам обогащения растительного сырья микробным белком.

Известен способ получения кормового белка путем культивирования консорциума амилолитических и кормовых дрожжей на питательной среде с последующим выделением целевого продукта (а.с. СССР N 1601115, кл. C 12 N 1/16).

Данный способ характеризуется недостаточными питательными свойствами целевого продукта (содержание сырого протеина составляет 18 - 36%). Способ сложен в осуществлении, так как включает операцию стерилизации питательной среды. Кроме того, длительность осуществления одного цикла способа составляет не менее 36 ч, что ограничивает его промышленное применение.

Прототипом изобретения является способ получения кормового белка путем культивирования на питательной среде консорциума микроорганизмов, состоящего из штаммов дрожжей и бактерий (а.с. СССР N 1674771, кл. C 12 N 1/16). Способ характеризуется высоким выходом целевого продукта (содержание сырого протеина 50,0%). Однако способом предусмотрены строгое соблюдение соотношения между микроорганизмами, входящими в консорциум (1:1:20), и параметров режима культивирования (температура 30 - 34^oC и pH 5,0 - 5,5). Кроме того, для культивирования используется слабоконцентрированная питательная среда (до 5 г/л), в качестве которой используют патоку, зерновую дерть, комбикорм или муку. При этом для выращивания консорциума микроорганизмов на зерновой дерти последнюю смешивают с водой в соотношении 1:20 и варят в течение 2 ч при температуре 80 - 90^oC с последующим добавлением крахмала. Это обусловливает низкую эффективность способа и сложность его практического осуществления в условиях непрерывного культивирования.

Достигаемый в результате осуществления предлагаемого способа технический результат заключается в повышении эффективности способа за счет увеличения концентрации питательной среды и содержания сырого протеина в биомассе при одновременном его упрощении за счет сокращения количества компонентов в консорциуме микроорганизмов, снятия ограничений на их соотношение, а также расширения диапазона параметров режима культивирования.

Сущность изобретения заключается в том, что кормовой белок получают путем культивирования на питательной среде бактерий Acinetobacter species (calcoace ticus) ВКПМ В-6966, характеризующихся высокой амилолитической аткивностью, а растительное крахмалосодержащее сырье подвергают термообработке при температуре 60 - 70^oC в течение не менее 45 мин.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Приготавливают суспензию из сырья растительного происхождения и проводят ее термообработку при температуре 60 - 70^oC в течение не менее 45 мин. Затем вводят при перемешивании минеральное питание и инокулируют в питательную среду суспензию бактерий Acinetobacter species (calcoace ticus) ВКПМ В-6966 в количестве 5 - 10% от рабочего объема питательной среды. Время выращивания в условиях хемостатного культивирования при температуре t_к в интервале 30 - 42^oC и pH 5,5 - 7,0 составляет 6 - 10 ч (скорость разбавления D = 0,10 - 0,16 1/ч).

При исследовании способа в лабораторных условиях для приготовления питательной среды в качестве растительной основы использовали 10 - 15%-ную суспензию ржаной муки (М), пшеничных отрубей (О), мелкоизмельченного зерна (МЗ) и их смеси (М + О, М + МЗ) в соотношении 1:1, а также минеральное питание в количестве 20 мл на литр среды в виде раствора следующего состава, г/л:
MgSO₄•7H₂O 35,00, FeSO₄•7H₂O 6,70, ZnSO₄•7H₂O 1,45, MnSO₄•5H₂O 0,85, KCl 49,00 и 52 мл концентрированной H₃PO₄. В раствор дополнительно вводится 4 мл/л 20%-ного раствора (NH₄)₂SO₄.

Засев проводится суспензией бактерий Acinetobacter species (calcoace ticus) ВКПМ В-6966 (18 - 24 часовая культура в колбах на качалке на минеральной среде того же состава и 5% пшеничных отрубей или муки). Содержание сырого протеина в обогащенном растительном субстрате определяли методом Кьельдаля.

Пример осуществления способа.

В лабораторный ферментер заливают 2700 мл воды и засыпают при перемешивании 300 г ржаной муки. Полученную суспензию термообрабатывают при температуре t_т = 60^oC в течение T_т = 45 мин и вводят при перемешивании 60 мл/л минерального питания и 12 мл 20%-ного раствора сульфата аммония. В полученную таким образом питательную среду вводят 200 мл суспензии бактерий и осуществляют процесс выращивания в условиях хемостатного культивирования, поддерживая скорость разбавления D равной 0,16 1/ч, температуру среды - 34^oC, а pH 7,0. В итоге получается биомасса с содержанием сырого протеина 53,0%.

Результаты реализации различных вариантов способа, осуществленных в соответствии с изложенным примером, приведены в таблице. Из приведенных в ней данных следует, что предложенный способ позволяет довести содержание сырого протеина С_п до 53%. При этом возможно использование растительной основы питательной среды с концентрацией до 15%, в то время, как верхний предел концентрации для известного способа 5%. Благодаря этому повышаются скорость переработки растительного сырья и производительность технологического процесса в целом, так как увеличивается количество получаемой биомассы.

Предложенный способ характеризуется менее жесткими по сравнению с известным требованиями к режиму культивирования по температуре t_к и водородному показателю pH, а также отличается меньшей продолжительностью осуществления самого процесса T_к (сокращается до 17 ч). В совокупности с возможностью осуществления хемостатного культивирования это значительно повышает эффективность промышленного применения способа. Кроме того, упрощение способа достигается также и за счет использования вместо консорциума одного штамма микроорганизмов. Таким образом, повышение эффективности способа при одновременном его упрощении подтверждается результатами экспериментальных исследований.

Изобретение является новым, так как получение кормового белка вышеописанным способом из уровня техники не известно. Оно имеет изобретательский уровень, поскольку возможность получения указанного технического результата предложенным способом явным образом не следует из уровня техники. Промышленная применимость изобретения подтверждена экспериментально.

Таким образом, данное изобретение удовлетворяет всем условиям патентоспособности.

Использование: в биотехнологии при обогащении растительного сырья микробным белком. Сущность изобретения: приготавливают суспензию из сырья растительного происхождения и проводят ее термообработку при температуре 60 - 70^oC в течение не менее 45 мин. Затем вводят при перемешивании минеральное питание и инокулируют в питательную среду штамм бактерий Acinetobacter species ВКПМ В-6966 (Calcoace ticus). 1 табл.

Способ обогащения растительного сырья микробным белком, включающий приготовление питательной среды на основе термообработанной суспензии растительного крахмалосодержащего сырья, инокулирование ее микроорганизмами и хемостатное культивирование, отличающийся тем, что термообработку суспензии растительного крахмалосодержащего сырья осуществляют при 60 70^oС в течение не менее 45 мин, а в качестве микроорганизмов используют штамм бактерий Acinetobacter species (calcoace ticus) ВКПМ В-6966.