Штамм соматических структур гриба @ @ ВКМГ-2475Д,разлагающий лигнин и целлюлозу в растительных отходах Советский патент 1984 года по МПК C12N15/00 C13K1/02 C12R1/645 

Изобретение относится к микроби ологической промышленности и касается нового штамма соматических структур гриба, используемого для получения легкоусвояемых кормов, обогащенных биомассой грибов, выращенных на отходах дерёвоперерабатывающей промьшленности и сельск го хозяйства. В растительных отходах целлюлоза связана в труднодоступной для ферментативного воздействия компле с лигнином. Лигнин ухудшает перева риваемость отходов сельскохозяйственными животными и деградацию эти отходов с помощью микроорганизмов. Известно, что удаление четвертой части лигнина из растительных субстратов увеличивает их перевариваемость с 15 до 60%. Известны химические методы предобработки отходов. В одних случая растительные субстраты предварительно обрабатывают щелочными раст ворами при и вьппе с целью делигнификации или проводят кислый гидролиз целлюлозы до легкодоступных углеводов. Лишь некоторые штам мы грибов способны расти на растительных лигносодержащих отходах бе их предварительной обработки, испо зуя в качестве источника лигнин и/или/целлюлозу. Трудно разлагаются лигнин и цел люлоза соломы. Известна культура Cyathus sterco reus, разлагающая 45% лигнина и 20% целлюлозы в пшеничной соломе за . 62 дня 1 J. Цзвестно, что съедобные грибы ро да Panus являются продуцентами биомассы на различных источниках углерода . Известен штамм Panus tiginus ИКБ-131, даюш;ий высокий выход культурального мицелия при росте на отходах пищевой промышленности (свекловичный жом, клеточный сок картофеля, картофельная мезга и т.д.) в условиях глубинной ферментации 2 Указанные отходы пищевой промъш ленности -содержат легкодоступные для гриба источники углерода - глюкозу, сахарозу, крахмал. Но гриб Р. tiginus ИКБ-131 не способен деградировать лигнин. Известна культура Peniophora cremea Р-131, которая в условиях твердофазной ферментации (березовые блоки 10x10x10 мм, увлажненные средой, содержащей глюкозу, соли, витамины, и автоклавированные перед посевом) за 30 сут разрушает 50% лигнина и 2% целлюлозы ГЗ 3. Однако такую длительность процесса разложения лигнина и целлюлозы нельзя считать удовлетворительной. Кроме того, этот штамм недостаточно гидролизует целлюлозу. Целью изобретения является ускорение процесса разложения лигнина и целлюлозы в растительных отходах. Поставленная цель достигается использованием штамма соматических структур съедобного гриба Panus tiginus BK TF-2475 Д,который культивируют. на растительных отходах,увлажненных средой с добавками минеральных солей, но без внесения дополнительных органических источников углерода и витаминов. В качестве растительных отходов могут быть.использованы древесные опилки и солома злаковых. Процесс проводят в течение 10-15 сут при 25-ЗО С и влажности субстратов 60-80%. В этих условиях гриб активно разлагает лигнин, целлюлозу и обогащает субстраты белком. Предлагаемый штамм соматических структур гриба Panus tiginus BKMF2475Д вьщелен из плодового тела гриба в Ленкоранском районе Аз. ССР. Гриб поддерживается на скошеннном сусло-агаре. На агаре воздушный мицелий, бельпЧ пушистый. Плодовое тело образовывается на смоченных средой опилках в течение 15-20 дней. Штамм имеет следующую характеристику. Морфологические признаки. Шляпка 1-3 см в диаметре, воронковидная, неправильная, с завернутым краем с темными чешуйками. Пластинки ниспадающие, узкие, сг неровным зубчатым краем. Ножка 2-4/0,3-0,4 см, к основанию утончающаяся, корневидновытягивающаяся, с чешуйками, расположенными концентрическими кругами. Мякоть в шляпке белая, в основании ножки темная, при поранении краснеющая . Колония гриба (мицелиальная форма) на сусло-агаре при 29 С на седьмой день достигает 10 см в диаметре. Колония белая, плотная, ватообразмая, обратная сторона не. окрашена, состоит из плотно переплетенных тон ких гиф (ширина 1,4-1,8jiu) с пряжками (3,0-3,5 X 1,6-2,0/.х), равномерно расположенными по всей длине. Гриб в погруженных условиях усва ивает глюкозу, сахарозу, глицерин, целлюлозу, в качестве источников азота используют KNO, , NaNO, , мочевину. Идентификацию штамма гриба проводили по определителю Агариковые (шляпочные) грибы (Дж, Г. МеликХачатрян, изд. Ереванского университета, Ереван, 1980), согласно которому для определения видовой принадлежности штаммов высших грибов иных, кроме морфологических, признаков не требуется. Гриб депонирован во Всесоюзной коллекции микроорганизмов и имеет номер F 2475 Д. Пример 1. Воздушно-сухие бе резовые опилки увлажняют синтетичес 764 кой средой в соотношении 1:0,6. Состав среды, в г/л: . 0,2; KHjPO. 0,6; MgS047H20 0,5; СаСОзО,2, 0,2; рН 5,0. Влажный субстрат (6 г) помещают в культиваторы и стерилизуют 1 ч при 1 ати. В каждый культиватор вносят 1 мл 4-диевного инокулятагриба Panus tiginus BKMI2475Д и культиваторы присоединяют к воздушному трубопроводу (расход воздуха 100 мл/мин, температура 28°С). Приготовление инокулята. Стериль ная среда, содержащая, г/л: глицерин 5; пептон 5; соевая мука 5; KNOj 2, MgS04-7H,0 0,5; 2Н20 0,2; (pEl 6,0), - засевается кусочком агара с грибом 1x1 см, и гриб подращ11вается при 28 С. Через -15 сут обнаруживается потеря в содержании лигнина и целлюлозы (активность гриба Panus tiginus представлена в таблице).

Штамм соматических структур гриба Panus tiginus ВКМР-2475Д (депонирован во Всесоюзной коллекции микроорганизмов), разлагающий лигнин и целлюлозу в растительных отходах .

По аминокислотному составу содержание белка в опилках на 15-е сутки составляет 5,6%.

Целлюлозу определяют по методу: Updeg raff D.M. А nal Biochem 32, 420-424(1969).

Лигнин по методу: Ladrasil F., Brunnert М. Eur. I. Арр, 1. Microb. Biotechen 9.37-44 (1980).

Белок по Лоури в модификации: Термхитарова И.Г., Шульга А.В. Прикладная биохимия и микробиология, 1974, 10, 928-930,

Расчет потребления субстрата до. и после проведения процесса проводят по формуле

фс-ц

100 оставшаяся целлю-

исц2 лоза, % ,

где фс - субстрат после фермента0ции, г

исходньй субстрат, г/

ис

ц целлюлоза после ферментации, г,

целлюлоза в исходном субц

5 страте, г.

Оставшийся лигнин определяют по этой же формуле,

П р и м е р 2. Пшеничную солому (2-5 обрабатывают, засевают гри0бом Panus tiginus ВКМР-2475Д и культивируют, как описано в примере- 1 .

После 15 сут культивирования обнаруживают 20% потери лигнина и 40%

5 потребления целлюлозы, обогащение белком - на 30% от исходного количества.

Таким образом, предлагаемый штамм позволяет в несколько раз .быстрее разложить лигнин и целлюлозу в растительных отходах (гриб Panus tiginus ВКМР-2475Д разрушает лигнин на 69% и целлюлозу на 71% за 15 сут, а гриб Peniopfora cremea Р-В1 разрушает лигнин на 50% и целлюлозу на 2% за 30 сут). Кроме

того, повьшается степень обогащения растительных отходов белком (1,3-9 оаз).

Предлагаемый штамм не требует добавок дефицитных пищевых компонентов (глюкозы, витаминов, экстрактов солода и т.д.) в среде для увлажнения.