СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ГРИБА RHIZOPUS ORYZAE Российский патент 2024 года по МПК C12N1/14 

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способам получения грибной биомассы.

Биомасса гриба Rhizopus oryzae перспективна для использования в медицине и ветеринарии, в системах водоочистки в качестве сорбента [Няникова, Г. Г. Сорбционные свойства гриба Rhizopus oryzae/ Г. Г. Няникова [и др.] // Известия СПбГТИ (ТУ). - 2015. - №29. - С. 61-65.]. Клеточная стенка Rhizopus oryzae представляет собой хитин-хитозан-глюкановый комплекс.

Известны способы получения лактатсодержащих растворов с использованием гриба R. oryzae [RU 2355766 C1], а также способы культивирования R. oryzae [CN 107362091, CN 106754421], обеспечивающие высокий выход молочной кислоты. Однако в этих условиях невозможно получение большого количества биомассы ввиду наличия большого количества углеродсодержащих источников, в частности - глюкозы, которая под влиянием фермента лактатдегидрогеназы конвертируется в молочную кислоту и другие продукты метаболизма, и недостатка азотсодержащих компонентов, наличие которых положительно сказывается на ростовых свойствах R. oryzae.

Известен способ культивирования Rhizopus oryzae [CN 104726502]. Недостатком этого способа является низкий выход биомассы (10,96 г/л) и малое содержание хитозана в итоговом продукте (13,6 %).

Известен способ культивирования Rhizopus oryzae [CN 108483680] для получения сорбента для извлечения тяжелых металлов из сточных вод. Недостатком данного метода является сложность его проведения: приготовление сфер иммобилизованных клеток, включающее в себя измельчение исходного крахмалсодержащего сырья и многостадийный процесс изготовления многокомпонентной питательной среды.

Известен способ культивирования Rhizopus oryzae [CN 104818221]. Недостатком данного метода является использование дорогостоящего сырья (мальтоза). Сырьё «порошок из соломы сельскохозяйственных культур» обладает неоднородностью состава: включает в себя солому, остаточные фрагменты растений, сорняки, навоз животных и др., а «порошок из отходов лесного хозяйства» содержит кору, ветки, древесные опилки и др., что в результате не может обеспечить стандартизованный состав питательной среды и будет влиять на выход получаемой биомассы гриба Rhizopus oryzae.

Прототипом заявляемого является способ получения биомассы Rhizopus oryzae [Комиссарчик, С.М. Получение биосорбентов для выявления синтетических пищевых красителей в напитках: дис. … канд. техн. наук: 03.01.06 / С.М. Комиссарчик. - СПб., 2011. - 170 с.] на картофельном отваре. Согласно описанному способу питательную среду готовили следующим образом: картофельный отвар, приготовленный из картофеля в соотношении 200 г картофеля на 1 л воды, разливали в стерильные колбы, добавляли глюкозу в количестве 50 г/л и аммония сульфат в количестве 15 г/л, после чего автоклавировали при давлении 9,8⋅10⁵ атм в течение 30 минут. Данный способ позволяет повысить выход биомассы Rhizopus oryzae до 18,2 г/л.

Недостатками прототипа являются: выращивание продуцента с использованием питательной среды, содержащей дорогостоящие компоненты (глюкоза) в большом количестве, также для приготовления 1 литра отвара требуется большое количество картофеля.

Задачей нашего изобретения является снижение стоимости питательной среды без существенных потерь для количественного выхода биомассы Rhizopus oryzae. Для получения грибной биомассы выращивают Rhizopus oryzae на жидкой питательной среде, содержащей следующие компоненты: горох - 50 г, аммония сульфат - 10 г, глюкоза - 5,0 г, вода водопроводная (СанПиН 2.1.4.1074-01) - 1000 мл. При этом горох предварительно вымачивают в воде водопроводной в течение 12 ч при (2-8)°C. Культивирование ведут с использованием качалочной установки на скорости вращения 3,67 с^-1, при температуре (27-29)°C в течение 70-74 ч. Для засева используют споровый материал культуры Rhizopus oryzae. Количество получаемой биомассы - (17,16 ± 0,98) г/л.

Биомасса R. oryzae, полученная на предлагаемой среде, будет иметь значительно более низкую стоимость, чем биомасса, полученная на других средах, так как в состав питательной среды для культивирования входит дешёвый крахмалсодержащий отход сельского хозяйства и пищевой промышленности - горох. Кроме того, количество вносимых добавок аммония сульфата и глюкозы мало по сравнению с прототипом, указанные субстанции дёшевы и доступны. Использование воды водопроводной по СанПиН 2.1.4.1074-01 обеспечивает присутствие дополнительных микроэлементов в составе питательной среды, а предварительное вымачивание в ней гороха при температуре (2-8)°C способствует более полному высвобождению питательных веществ из горохового зерна. Вдобавок, в рамках одного технологического цикла возможно получение других ценных продуктов (выделение из культуральной жидкости): ферменты (амилаз, глюкоамилаз, протеаз), а также молочной кислоты, что существенно снизит материальные затраты и стоимость продуктов, а также решит проблему утилизации отходов производства.

Изобретение относится к области биотехнологии. Для получения грибной биомассы выращивают Rhizopus oryzae на жидкой питательной среде, содержащей горох - 50 г, аммония сульфат - 10 г, глюкозу - 5,0 г, воду водопроводную - 1000 мл. Горох предварительно вымачивают в воде водопроводной в течение 12 ч при 2-8 °C. Культивирование ведут с использованием качалочной установки на скорости вращения 3,67 с^-1, при температуре 27-29 °C в течение 70-74 ч. Для засева используют споровый материал культуры Rhizopus oryzae, штамм ВКПМ F-814 (ATCC 9363). Изобретение позволяет получить биомассу Rhizopus oryzae. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ получения биомассы Rhizopus oryzae, включающий в себя культивирование на крахмалсодержащей среде с добавками аммония сульфата и глюкозы, отличающийся тем, что в качестве источника крахмала используется горох с проведением его предварительной холодной экстракции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горох использован в количестве 25 г/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительная холодная экстракция проводится при температуре 2-8 °C в течение 12 ч.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что аммония сульфат вносится в питательную среду в количестве 10 г/л.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что глюкоза вносится в питательную среду в количестве 5 г/л.