ШТАММ ГРИБА PLEUROTUS OSTREATUS - ПРОДУЦЕНТ БЕЛКОВОЙ БИОМАССЫ Российский патент 1999 года по МПК C12N1/14 C12P21/00 C12N1/14 C12R1/645 

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

Известен штамм-продуцент белка Flammulina velutipes ИБКF-112, который можно выращивать как в глубинной, так и в поверхностной культуре. Получаемая биомасса может быть использована как полноценная по белку кормовая добавка /1/. Однако недостатком штамма является использование его для выращивания глюкозы и других пищевых сахаров, а также отходов пищевой промышленности, которые сами по себе являются кормовыми добавками.

Известен штамм-продуцент белка Pleurotus ostreatus Kum. ИМБF-1300, способный расти как в глубинной, так и в поверхностной культуре, биомасса которого имеет грибной аромат и содержит значительное количество белка /2/. Недостатком данного штамма является необходимость использования для его выращивания сложных многокомпонентных питательных сред и недостаточно высокая его продуктивность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является штамм-продуцент белка Plecurotus ostreatus ВКПМ F-697, предложенный нами ранее, способный расти как в поверхностной, так и в глубинной культуре на широком наборе относительно дешевых и простых по составу питательных сред, а также обладающий новыми, не характерными для данного рода и вида гриба ароматическими свойствами Штамм является относительно высоко продуктивным по белку. Получаемая биомасса может быть использована как в пищевой промышленности, так и при производстве кормов в сельском хозяйстве.

Однако к недостаткам штамма можно отнести сравнительно невысокую продуктивность штамма по биомассе и необходимость использования для его выращивания в глубинных условиях дополнительных источников азота.

Задачей изобретения является получение нового штамма, более продуктивного по биомассе, способного расти на простых по составу питательных средах без дополнительных источников азота, с использованием отходов пищевого производства (мучного и крахмального), имеющего широкий ароматический спектр.

Предлагаемый штамм Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720 получен селекционным путем из штамма Pl. ostreatus ВКПМ F-697 и депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ F -720. Штамм хранят при 4-6^oC на нейтральной картофельно-глюкозной среде в частной коллекции автора.

Культурально-морфологические свойства.

При поверхностном культивировании на сусло-агаре, картофельно-глюкозном агаре, овсяном агаре через 3-6 суток роста при 26-28^oC появляются колонии диаметром до 60 мм белые, войлочные с грибным ароматом. При старении колонии местами буреют, наблюдается развитие плодовых тел со зрелыми базидиоспорами. Споры гладкие бесцветные, размером 8-12 х 4-8. Гифы бесцветные, разветвленные, септированные, толщиной 3-6 с многочисленными "пряжками". Участки гиф распадаются на оидии.

При выращивании на жидком сусле в течение 3-6 суток 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 твердофазном культивировании образуются плодовые тела с интенсивно окрашенными шляпками и укороченными плотными плодоножками, морфологически сильно отличающиеся от традиционных плодовых тел.

При глубинном культивировании на средах с пептоном, дрожжевым автолизатом, кукурузным экстрактом, пивным суслом глюкозой, крахмалсодержащих средах, минеральной среде растет в виде мицелиальных шариков в течение 24-72 часов при 26-28^oC.

Гифы с многочисленными "пряжками"
Физиолого-биохимические признаки
Аэроб. Растет при температуре 20-30^oC. Оптимум pH 6,0-7,5. Отношение к источникам углерода: ассимилирует глюкозу, галактозу, рафинозу, сахарозу, мальтозу, ксилозу, лактозу маннит, крахмал, целлюлозу, лигнин.

Отношение к источникам азота: используют пептон, аспарагин, мочевину.

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

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

Клетки штамма выращивают на агаризованной полноценной среде, после чего такой поверхностной культурой засевают колбы с посевной средой. Колбы устанавливают на круговую качалку (150-180 об/мин) и выращивают культуру при 26-28^oC в течение 48-72 час. Выращенный посевной материал сначала захолаживают в холодильнике (4-10^oC) и используют для посева в ферментеры.

Стадия ферментации осуществляется 48-72 часа в аэробных условиях на средах различного состава.

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

Пример.

Клетки штамма Pl., ostreatus ВКПМ F-720 выращивают на агаризованной среде поверхностным способом при 26-28^oC. Мицелиальной смесью засевают колбы на 500 мл со 150 мл среды и ведут выращивание культуры 48-72 часа.

Таким образом получают посевной материал для засева в ферментеры.

Выход биомассы на этой стадии 24-72 г/л.

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

По кончании ферментации биомассу отфильтровывают, промывают и высушивают. Выход протеина в полученной биомассе 40-50% на АВС.

Штамм Pl. ostreatus ВКПМ F - 720 был испытан в лабораторных условиях на различных жидких питательных средах.

Сусло пивное (4^o по Баллингу), pH 6,0 - 7,5
2. Среда с пептоном (г/л):
глюкоза 20,0, пептон 1,0, K₂HPO₄ 1,5, KCl 1,2, вода водопроводная до 1 л, pH 6,0 - 7,5
3. Минеральная среда с мелассой (г/л):
меласса 20,0, (NH₄)₂SO₄ 2,5, K₂HPO₄ 1,2 дрожжевой автолизат 2, вода водопроводная до 1 л, pH 6,0 - 7,5
4. Соево-крахмальная среда (г/л):
соевая мука 15,0, крахмал 15,0, вода водопроводная до 1 л, pH 6,0 - 7,5
5. Кукурузно-крахмальная среда (г/л)
соевая кукурузная мука 15,0, крахмал 15,0 вода водопроводная до 1 л., pH 6,0 - 7,5
6. Пшенично-крахмальная среда (г/л)
мука пшеничная 15,0, крахмал (негидролизованный) 20,0, вода водопроводная до 1 л., pH 6,0 - 7,5
7. Рисово-крахмальная среда (г/л):
рисовая "мучка" (отход при переработке риса) 20,0 крахмал 15,0, вода водопроводная до 1 л., pH 6,0 - 7,5
8. Пшеничная с крахмальным отходом" среда (г/л):
мука пшеничная 15,0, отход от производства крахмала 30,0 вода водопроводная до 1 л., pH 6,0 - 7,5
Установлено, что на некоторых средах описываемый штамм образует биомассу, обладающую нетрадиционными ароматами (яблочный, карамельный, пряный и др.)
Анализ содержания биомассы при культивировании штамм Pl.ostreatus ВКПМ F - 720 в глубинных условиях на различных крахмалсодержащих средах представлен в таблице N 1.

Данные роста при глубинном культивировании гриба Pl. ostreatus ВКПМ F - 720 в зависимости от различных концентраций пептона представлены в таблице 2
Зависимость накопления белка грибом Pl.ostreatus ВКПМ F - 720 при глубинном культивировании на различных питательных средах показано в таблице 3.

Был исследован химический состав биомассы описываемого штамма. Анализ показал следующие данные:
Влажность, % - 6,5
Содержание на АСВ
- золы - 4,4
- сырого протеина - 43,7
- липидов - 2,7
- углеводов - 53,0
Фракционный состав суммарных липидов представлен следующим образом (% от суммы)
фосфолипиды - 27,3
стерины - 9,5
моноглицериды - 10,8
диглицериды - 18,1
триглицериды - 27,4
свободные жирные кислоты - 15,4
эфиры стеринов - 3,9
Состав микроэлементов следующий:
P - 12500 мг/кг
K - 5663 мг/кг
Na - 970 мг/кг
Ca - 1800 мг/кг
Mg - 840 мг/кг
Fe - 70 мг/кг
Состав аминокислот образца биомассы гриба Pl.ostreatus ВКПМ F - 720
триптофан - 0,62, лизин - 2,4, гистидин - 2,4, аргинин - 1,8, аспарагиновая кислота - 4,2, треонин - 2,0, серин - 1,9 глутаминовая кислота - 5,5, пролин - 1,6, глицин - 1,8, аланин - 2,3, цистин - следы, валин - 0,8, метионин - 0,8, изолейцин - 1,9, тирозин - 1,2, фенилаланин - 1,9 E = 34,1
Таким образом, описываемый штамм Pl.ostereatus ВКПМ F - 720 обладает способностью обеспечить высокий выход белковой биомассы на самых различных по составу питательных средах, характеризуется высоким уровнем продуктивности по белку. Наряду с этим штамм является и высоко продуктивным по биомассе, что делает его применение в производстве весьма перспективным.

Белковая биомасса данного штамма обладает широким 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 может быть использована как в пищевой промышленности в качестве белкового обогатителя, так и в сельском хозяйстве бак белковая кормовая биодобавка для производства кормов.

Предлагаемый штамм Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720 образует высокобелковую биомассу при глубинном культивировании на разнообразных питательных средах. При этом получаемая биомасса обладает нетрадиционными ароматами. Содержание белка (50%) позволяет использовать ее в пищевых и кормовых целях. Штамм растет при рН 6,0-7,5 и температуре 26-28°С. Технический результат состоит в высоком содержании белка в биомассе гриба. 3 табл.

Штамм гриба Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720 - продуцент белковой биомассы.