КОНСОРЦИУМ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS И ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCOPSIS FIBULIGERA - ПРОДУЦЕНТ БЕЛКА НА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ СПИРТОВУЮ БАРДУ И ЗЕРНОСЫРЬЕ Российский патент 2002 года по МПК C12P21/00 C12N1/20 C12N1/16 C12P21/00 C12R1/01 C12R1/645 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности, к производству белка, и представляет собой новый консорциум, состоящий из штаммов бактерий и дрожжей, способный синтезировать белок на среде, в состав которой входят спиртовая барда и зерносырье.

Известен штамм дрожжей Candida famata ВКПМ У-2207, способный расти на смешанном углеводо-углеводородном субстрате в широком диапазоне параметров процесса культивирования, обеспечивающий содержание сырого протеина в биомассе до 45% (RU, патент 2090610). Однако данный штамм, выращиваемый как монокультура, требует наличия в питательной среде ферментолизата зерна или зерносырья с добавлением н-парафинов, что значительно усложняет процесс и повышает себестоимость готового продукта за счет необходимости проведения ферментативного гидролиза зерносырья и очистки н-парафинов, вводимых в среду для культивирования. Кроме того, данный штамм, относящийся к роду Candida, является условно патогенным.

Известен штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ У-760 - продуцент белка и биологически активных веществ (SU, а.с. 1575570). Данный штамм выращивают на питательной среде, содержащей углеводы (сахароза, меласса или др. ). Продуктивность процесса при этом составляет 2,07-2,57 г АСВ/м³•час. Недостатком данного штамма является недостаточно высокая продуктивность процесса при достаточно высоком расходном коэффициенте, а также необходимость использования углеводов в питательных средах.

В настоящее время актуальной проблемой является получение белковой биомассы из источников, представляющих собой отходы той или иной отрасли промышленности с целью их утилизации и одновременного удешевления процесса получения белка.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке консорциума микроорганизмов для переработки смеси спиртовой барды и зерносырья в белок.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в повышении содержания сырого протеина в белковом продукте, получаемом на основе спиртовой барды и зерносырья до 59-62%.

Для достижения указанного технического результата предлагается использовать консорциум штаммов бактерий Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379 и дрожжей Saccharomycopsis (Eudomycopsis) fibuligera ВКПМ У-2173, взятых в соотношении 1: 10-1: 5 - продуцент белка на питательной среде, содержащей спиртовую барду и зерносырье.

Сущность изобретения состоит в совместном культивировании вышеуказанных штаммов, взятых при соотношении 1:10-1:5, на питательной среде, содержащей отходы производства спирта (спиртовую барду) и отходы переработки злаковых культур или зерносырья.

Качественный состав консорциума обеспечивает возможность утилизации крахмала, содержащегося в зерносырье, за счет расщепления его до декстринов и свободных сахаров штаммом дрожжей Sacchoromycopsis fibuligera. Скорость роста штамма бактерий Rhodococcus erythropolis и потребления им продуктов расщепления крахмала обуславливает выбранное в консорциуме соотношение штаммов.

Культурально-морфологические признаки
Культурально-морфологические признаки штамма бактерий Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379. Штамм выделен из почвы. Образует на мясо-пептонном агаре колонии кремового цвета округлой формы с ровным краем. Клетки - кокки, культура может образовывать цепочки из кокков, аэроб. Депонирован во Всесоюзной коллекции микроорганизмов под номером S-1379.

Штамм дрожжей Saccharomycopsis fibuligera ВСБ-12 выделен из сельскохозяйственных отходов. На сусло-агаре образует колонии с ровным краем, размером 4-10 мм, выпуклого профиля. Светло-коричневого цвета. Морфология клеток: овальные клетки (4-6) - (6-12) мкм, сепарированный мицелий, образует аскоспоры. Физиологическая характеристика: овальные клетки (4-6) - (6-12) мкм, септированный мицелий, образует аскоспоры. Физиологическая характеристика: сбраживает глюкозу, крахмал, аэроб. Депонирован в ВКПМ под номером У-2173.

Физиолого-биохимические признаки консорциума
Тип консорциума - симбиоз на основе комменсализма. Дрожжи Saccharomycopsis fibuligera расщепляют крахмал, образуя декстрины и свободные сахара, являющиеся источником энергии и углерода для бактерий Rhodococcus erythropolis. Соотношение культур в инокуляте выбирают в интервале от 1:5-1:10, учитывая скорости роста бактерий Rhodococcus erythropolis и дрожжей Saccharomycopsis fibuligera.

В таблице 1 приведены данные, показывающие как меняется содержание белка в готовом продукте при изменении соотношения бактериальных и дрожжевых клеток в момент засева биореактора. Содержание белка определяли по методу Кьельдаля.

Пример 1
В питательную среду, содержащую воду, спиртовую барду и зерно, взятых в соотношении 2:1 по сухому весу (суммарное содержание сухих веществ при засеве составило 6%), вносили минеральные соли:
сернокислый аммоний - 3 г/л
фосфорнокислый однозамещенный калий - 2 г/л
сернокислый магний - 0,5 г/л
сернокислый марганец, пятиводный - 0,02 г/л
сернокислое железо, семиводное - 0,02 г/л
сернокислый цинк, семиводный - 0,02 г/л
Засевали консорциум бактерий и дрожжей ВСБ-12 в соотношении 1:10. Выращивание проводили при Т=30-32^oС, рН 5,5, перемешивании 800 об/мин в течение 12 часов. В результате получали продукт, содержащий 58% сырого протеина.

Пример 2
Выращивание проводили так же, как показано в примере 1. Бактерии и дрожжи засевали в соотношении 1: 10. В качестве субстрата использовали смесь спиртовой барды и зерна, взятых в соотношении 1,2:1 по сухому весу, при этом суммарное содержание сухих веществ при засеве составило 13%. В результате получали продукт, содержащий 65% сырого протеина.

Пример 3
Выращивание проводили так же, как показано в примере 1. Бактерии и дрожжи засевали в соотношении 1:5. В качестве субстрата использовали смесь спиртовой барды и зерна, взятых в соотношении 1,2:1, при этом суммарное содержание сухих веществ составило 6%. В результате был получен продукт с содержанием сырого протеина 57%.

На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод о том, что предлагаемый консорциум является перспективным продуцентом белка, активно растущим на питательной среде, содержащей отходы производства - спиртовую барду и зерносырье, который обеспечивает получение полноценного белкового корма.

Предлагается новый продуцент белка - консорциум штаммов бактерий Rhodococcus erythropolis ВКПМ-1379 и дрожжей Saccharomycopsis fibuligera ВКПМ У-2173, взятых в соотношении 1:10-1:5. Консорциум выращивают на питательной среде, в состав которой входят отходы производства - спиртовая барда и зерносырье. Это позволяет одновременно утилизировать отходы пищевой промышленности и обеспечить выход белка в конечном продукте до 65%. 1 табл.

Консорциум штаммов бактерий Rhodococcus erythropolis ВКПМ S-1379 и дрожжей Saccharomycopsis fibuligera ВКПМ У-2173, взятых в соотношении 1: 10-1: 5, - продуцент белка на питательной среде, содержащей спиртовую барду и зерносырье.