СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОЙ БИОМАССЫ Российский патент 1999 года по МПК C12P21/00 C12N1/14 C12N1/14 C12R1/645 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам получения белка путем микробиологического синтеза.

Известен способ получения белковой биомассы путем глубинного культивирования в аэробных условиях гриба Pleurotus ostreatus (Fr) Kummer ИMБF-1300 на питательной среде, представляющей собой специальным образом обработанную творожную молочную сыворотку (pH культивирования 5,8 - 6,2) с последующим отделением биомассы. Получаемая биомасса имеет грибной запах /1/.

Особенностью способа, удорожающей его реализацию, является использование в качестве основного компонента питательной среды творожной молочной сыворотки, которая сама по себе находит применение в пищевой промышленности как продукт дальнейшей переработки, и в сельском хозяйстве - как кормовой продукт для сельскохозяйственных животных, а также ее обработка перед культивированием гриба. На продолжительность осуществления данного способа влияет также и длительность приготовления посевного материала культуры. Предварительное выращивание посевного материала осуществляют в колбах с отбойниками в течение 6 суток. Затем пленку выращенного в стационарных условиях поверхностного мицелия разбивают на качалке. Однородный инокулят используют далее для посева в колбы и выращивание продолжают на качалке в течение 4 суток. Таким образом, процесс приготовления посевного материала для ведения процесса в полупромышленных условиях требует около 10 суток, что делает в целом данный способ достаточно сложным и продолжительным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения белковой биомассы, предложенный нами ранее /2/, путем глубинного культивирования в аэробных условиях гриба Pleurotus ostreatus ВКПМF-697 на питательной среде, содержащей компоненты, не требующие специальной обработки.

Процесс ферментации ведут в течение 24 - 48 часов в присутствии поверхностно-активных веществ при предпочтительном "захолаживании" посевного материала и pH 6,8 - 7,2. По окончании ферментации биомассу отфильтровывают, промывают и высушивают при 50 - 60^oC. Выход сухой биомассы составляет 13 - 23 г на литр питательной среды, выход протеина 20 - 50% на ACB.

Недостатком способа, удорожающего его реализацию, является использование в каждом ферментационном цикле для приготовления посевного материала поверхностной культуры гриба. Недостатком способа является и завершение процесса ферментации через 48 часов сливом всей культуральной жидкости, что в производственных условиях значительно увеличивает риск нестерильных ферментаций.

Задачей изобретения является упрощение процесса культивирования за счет сведения до минимума стадии поверхностной культуры гриба и разработка процесса ферментации отъемно-доливным методом, что позволяет при высоком выходе биомассы 20 - 25 г с одного литра питательной среды получать стабильно высокий уровень протеина (до 50 % на ACB), для использования в пищевой промышленности, кормопроизводстве, медицине.

Это достигается описываемым способом получения белковой биомассы, включающим глубинное культивирование гриба Pleurotus ostreatus в условиях аэрации на питательной среде отъемно-доливным методом с последующим отделением биомассы, причем отличительными особенностями способа является то, что используют новый штамм Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720 и культивирование ведут при pH 6,0 - 7,5.

Предлагается в процессе культивирования использовать отъемно-доливной метод, для чего через каждые 30 часов с момента посева гриба производят отбор культуральной жидкости и одновременно долив питательной среды. При этом количество ПАВ в питательной среде не превышает 0,1 - 1 об. % на объем питательной среды.

Предпочтительно использовать "захолаживание" исходной посевной культуры при 4 - 12^oC в течение 4 - 8 часов. Это позволяет сократить процесс получения биомассы за счет стабильно повторяющихся по времени максимумов в динамике роста культуры.

Применяемый в способе штамм-продуцент Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720 является новым, выделен из родительского штамма Pleurotus ostreatus ВКПМ F-697. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов и хранится в частной коллекции автора.

В целом предлагаемый способ позволяет не только получать высокоценную белковую биомассу с широким ароматическим спектром и высоким содержанием белка, но и значительно упростить процесс ее получения.

Благоприятно сказывается на интенсификацию роста и развития биомассы применение такого приема как "захолаживание" посевного материала, т.е. температурный шок посевного материала при температуре (4 - 12^oC в течение 4 - 8 часов).

Способ осуществляется следующим образом.

Пример.

Культуру выращивают на агаризованной среде. Затем переносят ее в колбы на 150 - 200 мл со средой, состоящей из неохмеленного пивного сусла (4^o по Баллингу) и 0,3% пептона pH 6,0 - 7,5. Выращивание культуры проводят на качалке при 26 - 28^oC в течение 48 - 72 часов. Полученную культуру "захолаживают" при 4 - 8^oC в течение 4 - 8 часов и используют как посевной материал на следующей стадии (ферментация). Выход биомассы на этой стадии 25 г/л питательной среды.

Для ферментации используют 15-литровые пли 100-литровые, или 300-литровые ферментеры, заполненные жидкой питательной средой с добавкой 0 ,1 - 1% ПАВ по объему.

Процесс ферментации продолжается 30 часов в условиях аэрации (V_возд. = 0,5 л/среды в минуту). Через 30 часов с момента посева культуру сливают в стерильных условиях в количестве 40 - 50% к объему всей жидкости. Долив стерильной питательной среды осуществляют непосредственно после отъема культуральной жидкости. При этом ПАВ не добавляют.

Процесс отъема культуры производят через каждые 30 - 35 часов с момента новой загрузки в течение 2,5 - 3 месяцев, после чего всю культуральную жидкость сливают и процесс начинают с использования в качестве посевного материала поверхностной агаризованной культуры. По окончании ферментации биомассу отфильтровывают, промывают и высушивают при 50 - 60^oC. Выход сухой биомассы 13 - 20 г/л среды, выход протеина 20 - 50% ACB.

Предлагаемый способ может быть воспроизведен на различных средах, применимых для штамма Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720. При этом на некоторых средах аромат получаемой биомассы отличается от традиционного (грибного), получают биомассу с яблочным, лимонным, карамельным ароматом.

Ниже приводятся данные по накоплению биомассы и белка штаммом Pl. ostreatus ВКПМ F-720 при глубинном культивировании отъемно-доливным методом в 100-литровом ферментере через 30 часов культивирования (таблица 1)
В процессе ферментации оценку качества глубиной культуры проводят как на основании определения содержания белка, так и накопления биомассы. Одним из важных показателей является микроструктура самого мицелия и наличие у него хорошо развитых "пряжек". Микроскопический контроль осуществляют не реже одного раза в сутки (таблица 2).

Использование всех приемов в описываемом способе глубинного культивирования позволяет получать глубинную культуру Pleurotus ostreatus в течение не менее 2 месяцев в полунепрерывном режиме, при этом микроструктура мицелия не отличается от микроструктуры поверхностной культуры гриба. Полученный таким способом глубинный мицелий полностью сохраняет способность к образованию типичных плодовых тел при твердофазном культивировании.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1244179, 1986
2. Патент Российской Федерации N 2092559, 1997.

Предлагается способ получения белковой биомассы на основе нового штамма гриба Pleurotus ostreatus ВКПМF-720. Процесс ведут в глубинных условиях при рН 6,0-7,5 и 26-28°С. В основе лежит отъемно-доливной метод, через каждые 30 ч проводят слив культуральной жидкости в количестве не более 50% от общего объема. Предпочтительно использовать прием "захолаживания" посевного материала при 4-12^oС в течение 4-8 ч. Технический результат состоит в ускорении и интенсификации процесса получения биомассы и наличии у нее нетрадиционных ароматов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения белковой биомассы путем глубинного культивирования гриба Pleurotus ostreatus на питательной среде в условиях аэрации с последующим отделением биомассы, отличающийся тем, что используют штамм Pleurotus ostreatus ВКПМ F-720 и культивирование ведут при рН 6,0 - 7,5. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивирование ведут отъемно-доливным методом в течение 30 ч с отъемом культуры в количестве не более 50% от общего объема культуральной жидкости. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе культивирования используют посевной материал указанного штамма, подвергнутый температурному шоку при 4 - 12^oС в течение 4 - 8 ч.