ШТАММ ДРОЖЖЕЙ CANDIDA KRUSEI EL - 1Ф ПРОДУЦЕНТ БЕЛКОВО-ВИТАМИННЫХ ВЕЩЕСТВ Советский патент 1994 года по МПК C12N1/16 C12N1/32 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма дрожжей, используемого для получения белково-витаминных веществ из этанола.

Этанол является перспективным видом сырья для микробиологической промышленности. Промышленные штаммы дрожжей - продуценты белково-витаминных веществ должны обладать не только достаточно высокими скоростью роста и выходом биомассы, но и такими производственно ценными признаками, как термотолерантность (рост при температуре 37^оС или выше), ацидотолерантность (рост при рН 4 и ниже), отсутствие потребности в факторах роста. Термотолерантность штамма не только позволяет снизить расход энергии на охлаждение заводского ферментера, но и приводит к снижению уровня посторонней инфекции при выращивании дрожжей в нестерильных условиях. Уменьшения уровня инфекции можно добиться и путем снижения рН, если дрожжи способны активно расти при низких значениях рН, или повышением скорости разбавления среды, если штамм-продуцент обладает высокой скоростью роста.

Известны термотолерантные штаммы этанолусваивающих дрожжей, например штамм дрожжей Pichia farinosa, который способен расти при температуре 37-42^оС (максимум роста - при 37^оС). Однако при такой температуре культивирования он отличается низким выходом биомассы - 70-72% [1] .

Другими недостатками этого штамма являются его потребность в витаминах и требование для оптимального роста высокого значения рН 4,5.

Известны также штаммы этанолусваивающих дрожжей, не нуждающиеся в факторах роста, в частности штамм Candida utilis, способный расти в среде с этанолом, не содержащей факторов роста, при скорости разбавления среды до 0,4 ч^-1, обеспечивая при этом выход сухой биомассы до 83% от потребленного этанола [2] .

Недостатком штамма является низкая оптимальная температура культивирования 30^оС и высокое оптимальное значение рН 4,6. Кроме того, высокий выход у данного штамма можно получить лишь при лимитации роста кислородом, что усложняет технологию процесса, так как часть этанола остается неиспользованной и необходимы дополнительные мероприятия по удалению остаточного этанола из сточных вод. Если дрожжи выращивать при лимитации роста этанолом, то выход падает с 83 до 70% .

Цель изобретения - получение штамма этанолусваивающих дрожжей, не нуждающегося в факторах роста и способного расти при температуре не ниже 37^оС, при рН ниже 4, при скорости разбавления среды выше 0,4 ч^-1 и с выходом биомассы не ниже 75% при лимитации роста этанолом.

Цель изобретения достигается путем создания нового штамма этанолусваивающих дрожжей Candida krusei EL-Iф. Предлагаемый штамм, развиваясь в минеральной среде с этанолом, не содержащей факторов роста, обладает высоким выходом биомассы (75-80% от использованного этанола) и отличается тем, что указанный выход достигается при высокой скорости разбавления среды (до 0,5 ч^-1), при пониженном значении рН 3-3,5, при повышенной температуре (38^оС) непрерывного культивирования с лимитацией роста этанолом.

Основные производственно-ценные характеристики заявляемого штамма Candida krusei EL-Iф представлены в таблице в сравнении с характеристиками штамма Candida utilis и штамма Pichia farinosa.

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что штамм Candida krusei EL-Iф по всем параметрам превосходит известные штаммы.

Штамм EL-Iф получен в результате автоселекции в условиях непрерывного культивирования из штамма EL-I, выделенного из смеси накопительных культур, полученных при засеве колб природными образцами почвы и различных фруктов.

Штамм Candida krusei EL-Iф обладает следующими характеристиками.

Культурально-морфологические признаки. На сусло-агаре штамм образует крупные, серовато-белые (с возрастом слегка темнеющие) колонии с приподнятым центром, матовые, с радиальными складками, поверхность покрыта еле заметными наростами, край неровный, с возрастом вокруг колонии появляется белый ободок. Клетки крупные, удлиненные. Размеры клеток 3-5 х 7-10 мкм. Есть псевдомицелий.

В жидком солодовом сусле образуется муть, осадок, всползающая по стенкам пробирки пленка. Вегетативное размножение осуществляется мультиполярным почкованием. Характер роста на рисовом и водном агаре обычный, телиоспоры не обнаружены. На свекольном, картофельном, морковном и огуречном столбиках, на среде Городковой и ацетатном агаре споры не обнаружены.

Физиологические признаки. Аэроб развивается при 15-45^оС (максимум роста при 30-40^оС), рН 2,5-7 (максимум роста при рН 3-5).

Сбраживает глюкозу, не сбраживает галактозу, сахарозу, мелибиозу, лактозу, рафинозу. Ассимилирует глюкозу, этанол, глицерин, молочную и янтарную кислоты. Не ассимилирует галактозу, сорбозу, сахарозу, мальтозу, целлобиозу, трегалозу, лактозу, мелибиозу, рафинозу, мелицитозу, ксилозу, рибозу, рамнозу, крахмал, инулин, дульцит, маннит, сорбит, α -метил-D-глюкозид, салицин, инозит, L-арабинозу, лимонную кислоту, нитраты, D-арабинозу.

Отношение к витаминам. Штамм хорошо растет в безвитаминной среде.

Осмотический тест. На полноценной среде с содержанием NaCl до 10% наблюдается хороший рост. На среде Ридер ослабление роста обнаруживается при 5% NaCl.

Штамм определен как Candida krusei EL-Iф на основании тестов, используемых в определителе под редакцией Лоддер.

П р и м е р 1. Штамм C. krusei EL-Iф выращивают в ферментере "Биофло" (рабочий объем 300 мл) при температуре 38^оС и рН 3 в условиях непрерывного культивирования с лимитацией роста этанолом. Состав питательной среды: H₃РO₄ 1 мл/л, (NH₄)₂SO₄ 0,4 г/л, KCl 0,7 г/л, FeSO₄ ˙7H₂O 30 мг/л, MgSO₄ ˙ 7H₂O 150 мг/л, MnSO₄x x4H₂O 24 мг/л, ZnSO₄ ˙7H₂O ₄ мг/л, CuSO₄x x5H₂O 300 мкг/л, Na₂MoO₄ ˙ 2H₂O 40 мкг/л, СoSO₄ ˙7H₂O 2 мкг/л, этанол 10 г/л. Выращивание проводят при скорости разбавления среды 0,54 ч^-1. Полученную биомассу отделяют с помощью мембранного фильтра и высушивают до постоянного веса при 105^оС. Концентрация абсолютно сухих веществ (АСВ) 8 г/л, а выход ACB от заданного этанола составляет 80% . Содержание сырого протеина составляет 58% .

П р и м е р 2. Штамм C. krusei EL-Iф выращивают при тех же условиях, что и в примере 1, за исключением того, что в питательной среде содержание H₃PO₄ снижено до 0,45 мл/л и CuSO₄ ˙5H₂O до 150 мкг/л. Скорость разбавления среды 0,53 ч^-1, концентрация ACB 7,5 г/л, выход ACB от заданного этанола - 75% , содержание сырого протеина - 57% .

П р и м е р 3. Штамм C. krusei EL-Iф выращивают при тех же условиях, что и в примере 2, но из состава питательной среды исключен CoSO₄ ˙7H₂O и выращивание проводят при рН 4. Скорость разбавления среды 0,51ч^-1, концентрация ACB 7,6 г/л. Выход ACB от заданного этанола - 76% , содержание сырого протеина - 55% .

Преимуществом предложенного штамма является то, что он способен развиваться в условиях непрерывного культивирования, при этом скорость разбавления, при которой активно растет штамм, на 25% выше, чем у прототипа, и составляет 0,5 ч^-1, за счет чего продуктивность повышается на 25% . Выход сухой биомассы 80% у штамма EL-Iф можно получить в условиях лимитации роста этанолом, в то время как у штамма Candida utilis выход в условиях лимитации этанолом падает до 70% , в результате продуктивность штамма по сравнению с прототипом повышена на 40% .

(56) 1. Патент ФРГ N 2452502, кл. C 12 C 11/08, опублик. 1977.

2. Патент США N 3865691, кл. 435-172, опублик. 1973.

Штамм дрожжей Candida krusei EL - 1ф (Центральный музей промышленных микроорганизмов института "ВНИИгенетика", регистрационный номер ЦМПМ V 202) - продуцент белково-витаминных веществ.