Способ получения белкового корма Советский патент 1990 года по МПК C12N1/14 C12N1/14 C12R1/645 A23K1/12 C12P21/00 

Изобретение относится к микробиологической промьппленности, к способу получения белкового корма путем усовершенствования процесса радиолиза соломы и использования более продуктивного штамма.

Целью изобретения является повышение выхода и качества кормового продукта, снижение величины поглощения дозы и времени облучения, сокращение продолжительности культивирования микроорганизмово

Сущность способа заключается в следующем.

Целлюлозосодержащее сырье, в частности солому злаковых, обрабатывают 6-JO%-HHM раствором азотно-кислого аммония (гидромодуль 1:1) до содержания влаги 40-50%, затем облучают пучком ускоренных электронов энергией 1,8-2,0 МэВ, дозой 140200 кГр при помощи дозы 0,12-0,15МГр в течение 15-20 с, затем измельчают.

Обработку солоны осуществляют при пропускании ее в непрерывном режиме с заданной скоростью под пучком электронов. Для этой цели используют устройство, имеющее рабочую поверхность для облучения материала и транспортер ленточного типа, а также систему транспортеров, подающих солому на облучение и отводящих ее из рабочей камеры.

Затем на основе обработанной соломы готовят питательную среду и культивируют штамм гриба Penicillium verruculosum ЦМПМ-Р-275 или ассоциативную культуру,, состоящую КЗ указанного готамма гриба и црожке л Candida utllis Кр-9.

Предварительное смачивание conoMijt Солями аммония способствует более интенсивному радиолизу, позволяет снизить дозу облучзния.

Увлажнение соломы солями аммония в сочетании с ее обработкой ускоренными электронами повышает выход углеродосодержащих компонентов в среде по сравнению с субстратом, подвергнутым только электронному облучению, что отражено в табл. I.

Штамп Penicillitim vefructilosxim UMIIM-F-275 хранится в центральном музее промьшшеяных микроорганизмов института ВНИИГеиетика.

При получении указанного штамма ему присвоен номер 49 БИМ Г-140Р.

Штамм гриба ff 49 БИМ Г-140Р получен из моноспорового варианта гриба Penicillium verruculosura 49 БИМГ-140 в результате естественного отбора в условиях периодического и непрерывного культивирования на среде с радиолизованной соломой,

Штамм имеет следующие культурально-морфологические признаки.

На сусло-агаре колонии гриба быстрорастущие, белые, пушистые, с возрастом выделяют в агар ярко-ораижевый пигмент. Мицелий обладает грибным ароматом. Гифы многочисленные, средней величины, часто ветвящиёся.

На картофеледекстрозном агаре колонии замедленно растущие, серо-зеленые, плоские. Гифы имеют утолщения типа тяжей.

Штамм обладает незначительным конидиальным спороношением.

Микроскопическое изучение штамма: кисточки двухъярусные, конидиеносцы 60-80x1, 8x2,8 мкм, гладкие. Конидии четко шиповатые, при старении зеленого цвета.

Отношение к углеродному питанию: усваивает глюкозу, фруктозу, ксилозу, сахарозу, лактозу, мальтозу, крахмал, янтарную, молочную, гликолевую кислоты.

Отношение к азотному питанию: усваивает аммонийный и нитратный азот. Не нуждается в биофакторах роста.

Отношение к температуре: оптимальная температура роста 28-30С. Отношение к кислотности среды: растет в пределах рН 3,5-6,5, оптимальный рН 5,0.-5,5.

Отношение к кислороду: аэроб, способен развиваться в условиях с пониженной аэрацией.

Токсикологические исследования, проведенные в Белорусском научноисследовательском институте ветеринарии, показали безвредность как самого штамма, так и продукта, полученного путем вырагцивания гриба на радиолизованной соломе.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример I. Соломенную резку увлажняют до 40-50% раствором ,.концентрация соли 6-10%, ; гидромодуль 1:1. Полученный субст. рат подвергают действию ускоренных электронов на ускорителе типа ИПУ при поглощенной дозе 1.40 кГр (0,1А.МГр), мощности дозы 10 кГр/с и энергии пучка 2,0 МэВ, Радиолизо ванную солому измельчают до размер частиц 0,05-0,5 мм и на ее основе Готовят питательную среду следующе го состава, %: солома 2,0-3,0, 0,1, MgSO 0,05, кукурузный экстракт 1,0, кукурузная мука 0,5, вода - остальное. Исходный рН среды 5,0-5,5. Сред гтерилизуют в течение 30 мин при из быточном давлении 0,75 атм, охлажда ют и засевают суспензией мицелия гриба Penicillium verruculostra ЦМПМ-Г-275. Культивирование осущест вляют в ферментерах при уровне аэра ции 0,5:1 и скорости перемещения . 200 об/мин. Время культивирования 2А ч. После выращивания гриба проду отделяют фильтрованием. В табл. 2 приведены показатели культивировани гриба (выход продукта и содержание общего белка) в сравнении с результатами, полученными на соломе, не смоченной перед облучением раствором азотно-кислого аммония. Таким образом, смачивание субстр та 6-10%-ным раствором азотно-кисло го аммония до влажности,40-50% с последующим облучением дозой 0,14MF позволяет увеличить на 20% выход ко нечного продукта и на 23,5% повысит в нем содержание общего белка. Низкие концентрации азотно-кислого аммония эффекта не обнаруживают, оптимальной является его концентрация 6-10%, о чем свидетельствуют данные табл. 3. В табл. 4 представлены данные о влиянии дозы облучения на выход и содержание общего белка. Значительное (27,9%) увеличение выхода общего белка обеспечивает доза 0,14 МГр, Дальнейшее увеличение дозы эффекта не оказывает. В табл. 5 приведены данные культивирования гриба Penicillium verruculosum ЦМПМ-Г-275 по предлагаемому способу в сравнении с известным faBT. св. № 869742). Для дальнейшего повышения выхода конечного продукта и увеличения содержания протеина возможно ассоциативное культивирование гриба Penicillium verruculosum ЦМПМ-Р-275.с дрожжами Candida utilis KP-9i Штамм дрожжей получен с Бобруйского гидро-:. лизного завода.. Пример 2. Гриб Penicillium verrucuIoBVun ЦМПМ-Г-275 выращивают, как описано в примере I. Через 20 ч подсевают культуру д|Х)жжей Candida utilis КР-9 в количестве 5-Ю об,%, которая ассимилирует продукты разложения целлюлозы. Ферментацию ведут еще 20 ч. Затем продукт . фepмeнтaци«f отделяют фильтрованием. В табл.6 представлены результаты совместного культивирования в сравнении с данными, полученными в монокультуре. Таким образом, предлагаемый способ по схеме совместного выращивания позволяет по сравнению с известным сократить общее время получения конечного продукта на 15-32. ч. (на 22-44%)i повысить общее содержание протеина в продукте на 42-70%. Обработка соломы раствором азотно-кислого аммония и ионизирующим облучением дозой 0,14 МГр и использование штамм(гриба Penicillium verruculosum ЦМПМ- F-275 позволяют улучшить способ получения кормового продукта по авт св. № 983140 путем обогащения соломы грибным белком, о чем свидетельствуют данные табл. 7, В табл. 8 представлен аминокнсотный состав белков биомасс, полуенных предлагаемым способом, в сравнеиин с аналогичными данными, риведенными в авт. ев, № 983140. Как видно из табл. 8, предлагаеый способ позволяет улучшить качетвенный состав продукта, так как величение общего количества белка опровождается увеличением содержаия незаменимых аминокислот, в тбм исле гистидина, треоннна, лнзнна, I,4-2,2 раза. Предлагаемый способ получения ормового продукта обеспечивает слеующие преимущества: Снижение величины поглощенной До-, ы (с 0,25 до 0,14 МГр) и времени блучения (с 14-58 ч до 15-20 .с). Значительное сокращения продолительности культивирования (24-ЗОч место 72-75 ч)о., Повьшение выхода конечного про- , укта на 14,8%, Повышение содержания в продукте минокислот. Процесс облучения по предлагаеому способу непрерывен.

Осучествление способа по схеме совместного выращивания позволяет сократить общее время получения конечного продукта на 15-32 ч, повысить содержание протеина в продукте на 4270% и выход продукта - на 33-50%.

Таблица I

Влияние смачивания соломы азотнокислыми С.ОЛЯ1Л1 перед облучением на выход углеродсодержащих компонеитов

Т а б л и

ц а

Влияние предварительного смачивания соломы азотно-кислым аммонием на выход и качество продукта

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО КОРМА, предусматривающий приготовле иие питательной среды путем облучения целлюлоэосодержащего сырья ускоренными электронами, измельчения обработанного сырья и введенияминеральных солей, засев среды микроорганизмами - продуцентами белка и их культивирование, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества корма, целлюлозосодержашее сырье перед облучением смачивают . 6-10Х-ным раствором азотно-кнслого аммония, облучение целлюлозосодержащего сырья г осуществляют до поглощения дозы (Л 0,12-0,15 МГр, а из продуцентов белj ка используют штамм гриба Peniciljixun verruculosum lJMnM-F-275.

Контроль (облучение соломы без предварительногоувлажнения)

Влияние концентрации азотно-кислого аммония на выход продукта и содержание белка в нем

Влияние дозы облучения на выход продукта и содержание белка в нем

28,8 15,0 4,3 28,8 5,0 4,3

Выход продукта, г/л 15 18 20

Содержание общего белка, % 7 21 23,5

Таблица 3

Таблица 4

28,8 28,0 28,0 27,0 26,6 27,2 25,А Влияние времени культивирования на содержание протеина в продукте

Показатель Извест- Предла- ПрибавОбщее время культи- « « вирования ч 72-75 24-30 60-65

Содержание jpoTeHHa, Z 17,.6 20,2 14,8

Сравнительные данные по культивированию гриба Penicillium verruculosum ЦМПМ-Г-275 щ eдлaгaв в tм способом в монокультуре и в ассоциации с дрожжами

оказательМонокуль- СовместноеПрнтура гри- вьтраЕцивание бавка, ба Р. ver- гриба Р. ver- Z rucvilosvun ruculosura с

ыход.проукта, г/л 18-19 24-27 30-50

20,2 25-30 24-25 11-19

12629508

Продолжение табл.4

4,6

7,0

27,9 5,5

30,2 5,6

32,5 5,7

37,2 5,9 5,5

. Таблица 5 ный гаемый ка, Z способ способ

Таблица 6 дрожжаьм Candida utilis. КР-9

23-48

24-25

Сравнительные данйые по получению белкового корме известным и предложенным способами

tZ RaOH (по авт

св. 983140)

4

Ионизирующее излучение OJ4 игр (по предлагаемому способу)

Прибавка, %

Величина прибавки, например,

выхода продукта определяется по

формуле:

2bS2e S2- CS§55 §e lf2I X S2 52 r SSS2S S2 j II 29X SlIi« 5i f х 100%. Выход по способу автТ св7 № 983140 --.--

Таблица8

Аминокислотный состав белков, полученнык известным (по авт св. № 983140) и предлагае1«1(м способами.

1262950

10 Таблица 7

135-140 36-48

150-155

24 33-50 II

1

126295012

Продолжение табл.8