Способ очистки биомассы микроорганизмов Советский патент 1988 года по МПК A23J1/18 A23J1/20 

Изобретение относится к микробиоi логии и биотехнологии, а именно к

I

способам переработки биомассы микро- I организмов и получению из нее белков липидов и нуклеотидов, и может быть |: использовано в пищевой, химической, медицинской отраслях промьшленности.

Цель изобретения - повьппение качества белкового продукта при одновре- менном получении липидных и нуклеоти ных компонентов.

Способ заключается в том, что :спиртовую экстракцию биомассы проводят в две стадии при содержании спир та в жидкой фазе на первой стадии 150-75%, а на второй стадии 80-96%, ;спиртовые экстракты объединяют н вы- ;деляют из них липидные компоненты, iобезжиренный белковый материал обра- :батывают водными растворами кислот ; при рН 0,7-1,5 в течение 1-5 мин при ;50-100 С, нейтрализуют до рН 2,3-4,5 J и нз полученного экстракта выделяют нуклеотидные компоненты.

Способ осуществляют следующим образом.

Биомассу микроорганизмов, например дрожжей, бактерий, грибные мицелии, выращенные на спиртах, н-пара- финах, углеводсодержащих субстратах, подвергают двухстадийной экстракции низшим спиртом, например метанолом, этанолом, пропанолом, предпочтительно этанолом.

На первбй стадии биомассу обрабатывают в соотношении 1:3 - 1:15 безводным спиртом иогш водно-спиртовым раствором такой концентрации, чтобы содержание спирта в жидкой фазе системы составляло 50-75%. .

Температуру при обработке поддерживают 20-бО С, предпочтительно 40- 60 С, а время обработки 30-60 мин. По окончании обработки экстракт отделяют известным способомJ например це цен трифугированием, фильтрацией,седиментацией.

На первой стадии спиртовой обрабоки в растворитель переходят преимущественно низкомолекулярные гидрофоб- ные компоненты, в том числе токсичные гидрофобные пептиды, плохо экстрагируемые концентрированньми спиртами. Этим достигаются следующие результаты.

Происходит повьшение биологическо

.ценности белкового продукта. Это обусловлено тем, что гидрофобные пепти

0 5

О

0 5

5

0

ды обогащены мелоценными а пищевом отношении аминокислотами и не содержат цистеин и метионин, В результате этого происходит обогащение белкового продукта лимитирующими аминокислотами. ) -изомеры аминокислот при этом не образуются.

Кроме того, такая обработка обеспечивает получение более чистых нук- леотидных компонентов, так как часть гидрофобных компонентов растворяется при сильнокисльгх рН и может экстрагироваться при последующей кислотной обработке.

На второй стадии спиртовой экстракции биомассу в соотношении 1:3- 1:15 обрабатывают безводным спиртом или водно-спиртовым раствором такой концентрации, чтобы содержание спирта в жидкой фазе системы составляло

80-96%. 1

Температуру обработки поддерживают 20-60 С, время обработки 30 - 60 мин.

Достоинством второй стадии спиртовой экстракции, кроме удаления липидов, является то, что она способствует повышению чистоты продукта нуклеотидных компонентов за счет снижения экстрагируемости белковых веществ. При такой обработке в растворитель переходит более 90% содержащихся в биомассе липидов.

Суспензию разделяют известным способом, например центрифугированием, фильтрацией,, седиментацией, на жидкую и твердую фазы и получают спиртовой экстракт липидов и обезжиренный продукт.

Спиртовые экстракты, полученные на первой и второй стадиях, объединяют, под вакуумом отгоняют растворитель и получают товарный продукт сырого микробного жира, содержащий до 75% липидов.

Для получения денуклеинизированно- го белкового продукта и препарата нуклеиновых компонентов обезжиренный и высушенный .для удаления остатков растворителя клеточный продукт смешивают в соотношении 1:5-1:20, предпочтительно 1:5 -1:10, с водным раствором кислоты такой концентрации, чтобы в системе установилось рН 0,7-1,5. Систему нагревают до 50-100 С, выдерживают 1-5 мин, нейтрализуют, например, щелочами до рН 2,5-4,5 и известным способом, например центрифу31А161004

гированием, фильтрацией, седимента- . Пример 1 (по известному спо- цией, разделяют на белковый продукт собу). К 100 г распылительно высушен- и экстракт нуклеиновых кислот. ной биомассы бактерий Methylobacillus

При обработке дрожжевой и грибной methylophilus штамм ВСБ-792 с влаж- биомассы предпочтительны, более жест- ностью 3%, содержанием белка 67% абс. кие условия, бактериальная биомасса с.в., нуклеиновых кислот 10%абс.с.в, обрабатывается в более мягких уело- липидов 10% абс.с.в., углеводов ВИЯХ.4% абс.с.в. приливают 300 г метанола

В качестве кислот предпочтительно ю и при перемешивании вводят 10 г газо- использовать соляную кислоту пищевую, образного аммиака. Содержание спирта ортофосфорную кислоту термическую пи- в жидкой фазе системы составляет 99%, щевую, а нейтрализацию проводить гид- соотношение твердая фаза: жидкая фа- роокисью натрия.за 1:3:1. Полученную суспензию выКислотно-щелочная обработка реша- 15 держивают при 20 С в течение 30 мин ВТ несколько задач.и отделяют клеточный продукт от спирВо-первьк, способствует повышению тового экстракта фильтрованием. Полубиологической ценности белкового про- чают 249 г пасты с влажностью 35%, дукта за счет того, что в нем повыша- которую ресуспендируют в 300 г метается содержание цистеина и метионина,20 нола. Содержание спирта в жидкой фа- а -изомеры не образуются.зе системы составляет 99,8%, соотноВо-вторых, позволяет извлечь более шение твердая фаза : жидкая фаза 90% нуклеиновых кислот, присутствую- 1:5,3.

щих в клеточных массах, и добиться Спиртовой экстракт отделяют от снижения в экстракте белка. 25 клеточного продукта фильтрованием и

В-третьих, происходит дополнитель- объединяют со спиртоаммиачным экстрак- ная очистка белкового продукта от ли- том. Объединенный экстракт освобож- пидных компонентов,дают от растворителя путем вакуум-выЭкстракт нуклеотидных компонентов парки. Растворитель используют пов- сушат распылительно или сублимацион- зо торно. После вакуум-выпарки пoJ Ii чaют но и получают товарный продукт, содер- 17 г кубового остатка, содержащего жащий до 70% абс.с.в. нуклеиновых 35% липидов, 26% белка, 17% нуклеи- кислот.новых кислот..

Если на стадии кислотной обработ- Остаток проэкстрагированной кде- ки для создания необходимого рН рас- 35 массы сушат от растворителя ходуют значительное количество кис- под вакуумом и получают 82 г обезжи- лоты, например в случае использования ренного клеточного продукта , органических кислот, а нейтра- Для экстракции нуклеиновых кислот лизацию проводят слабыми основаниями, клеточный продукт смешивают с водой то кислотные экстракты содержат боль- 40 соотношении 1:10 и интенсивно пе- шое количество солей. В этом случае ремешивают. В системе устана-влива- экстракты подвергают очистке от низ- ется рН 6,9.

комолекулярных компонентов, например, Суспензию нагревают в реакторе до способом гель-фильтрации или ультра- .50°С,вьщерживают 5 мин, охлаждают фильтрации.- Обессоленный продукт со- 45 ° разделяют твердую фазу и держит до 75% абс.с.в. нуклеотидных экстракт центрифугированием, компонентов.Получают 635 мл водного экстракта

Белковый продукт промывают водой содержанием сухих веществ 3%, в и высушивают сублимационно или распы- том числе б.елка 43% абс.с.в., нукле- лительно. Выход продукта достигает др иновых кислот 31% абс.с.в., липидов 70% от исходной биомассы, содержание 1% абс.с.в., углеводов 6% абс.с.в. белка колеблется от 65-70% для дрожзсевой и грибной биомассы и до 90% Пастооб)азную клеточную массу про- для бактериальной, содержаний липи- мывают водой и высушивают сублимаци- дов составляет 0,5-1,0% абс.с.в., - онно. Получают 65 г белкового продук- нуклеиновых кислот - 0,3-0,7% абс.с.в та с влажностью 5%, содержанием бел- Биологическая ценность белкового ка 85% абс.с.в., нуклеиновых кислот продукта превосходит биологическую 1,5% абс.с.в., липидов 4% абс.с.в., ценность исходной биомассы.углеводов 4% абс.с.в.

В таблице представлена биологическая ценность, содержание белка (Б), Нуклеиновых кислот (Н/К) и липидов (Л) (л) в исходной биомассе, белковом g фодукте, кубовом остатке и водном . экстракте.

: Из данных таблицы видно, что при рбработке биомассы в описанных условиях содержание белка в белковом про-ю дукте по сравнению с исходной биомас- ой возрастает на 18% (с 67 до 85%), |эднако биологическая ценность снижает- ря на 20% (с 75% до 55%). Кроме того,

ки получают 14 г кубового остатка представляющего микробный жир с содержанием липидов 75%, белка 10%, нуклеиновых кислот 4%.

Остаток проэкстрагированных кле- . точных масс сушат от растворителя под вакуумом и получают 81 г обезжиренного продукта.

Обезжиренный материал смешивают с 810 мл водного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 0,1 г-моль/л. В системе устанавливается рН . Дальнейшую обработку суспензии проворелковый продукт содержит 4% липидов, 15 дят в двух последовательно соединен- iiTo значительно превышает нормы ИП ных трубчатых теплообменниках. В

первом происходит нагревание суспензии до 70 С и выдержка в течение

мин,

Oл

во-втором - охлаждение до 25|iMH СССР.

j Кубовый остаток после вакуум-вы- }1арки метанола содержит 26% белка,

(17% нуклеиновых кислот и 35% липидов, 20 , После охлаждения суспензию |1 оторые не могут быть выделены в виде нейтрализуют 20%-ным водным раство- Препарата липидных компонентов. ром гидроокиси натрия до рН 3,5 и

разделяют твердую фазу и экстракт центрифугированием.

Кислотный экстракт Подвергают ультрафильтрации на мембране с молекулярной массой удержания 10 тыс.даль-

1 Водный экстракт содержит 43% бел- а и только 31% нуклеотидных компо- ентов, которые не могут быть выделе- 25

ы в виде препарата нуклеотидных компонентов.

Пример 2. На первой стадии спиртовой экстракции к 380 г прессованных дрожжей Saccharomyces cerevi- siae штамм 14-L-1 с влажностью 75%, содержанием белка 44% абс.с.в., нуклеиновых кислот 10% абс.с.в., липидов 12% абс.с.в., углеводов 14% абс.с.в. приливают 1040 г этанола (ректификата) и 100 г воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 70%. Соотношение твердая фаза: жидкая фаза 1:15. Полученную суспензию вьщер- живают при непрерывном перемешивании при в течение 60 мин и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта фильтрованием. Получают 297 г пасты с содержанием 30% абс.с.в.

На второй стадии спиртовой экстракции к пасте приливают 1117 г этанола (ректификата) и 10 г воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 92%, соотношение твердая фаза : жидкая фаза 1:15. Полученную суспензию выдерживают при 60°С в течение 60 мин и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта фильтрованием.

Спиртовые экстракты, полученные

на первой и второй стадиях,объединя- f

ют и освобождают от растворителя путем вакуум-выпарки. Растворитель используют повторно. После вакуум-выпартон. Рететтат промывают водой и вы- с тпивают субЛимационно. Получают 12 г

30

40

продукта с содержанием нуклеотидных компонентов 75% абс.с.в., белка 12 12% абс.с.в., липидов 8% абс.с.в.Пастообразную клеточную массу про- мьшают водой и высушивают распьшитель- 2g но. Получают 60 г белкового продукта с влажностью 5%, содержанием белка 70% абс.с.в., нуклеиновых кислот 0,8% абс.с.в., липидов 0,9% абс.с.в., углеводов 20% абс.с.в.

Из данных таблицы видно, что при обработке дрожжевой биомассы в описанных условиях содержание белка в белковом продукте по сравнению с исходной биомассой возрастает на 26% (с 44 до 70%), тогда как по известному способу этот показатель возрастает только на 18%, биологическая ценность возрастает на 10% (с 75 до 85%), тогда как по известному способу этот показатель снижается на 20%, Содержание липидов и нуклеиновых кислот не , превышает 1% и удовлетворяет требованиям ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ).

Микробный жи.р содержит 75% липидов (по сравнению -с 35% в кубовом остат45

50

55

ке, получаемом по известному способу) и представляет продукт, пригодный для использования в технических целях без дополнительной .

ки получают 14 г кубового остатка представляющего микробный жир с содержанием липидов 75%, белка 10%, нуклеиновых кислот 4%.

Остаток проэкстрагированных кле- . точных масс сушат от растворителя под вакуумом и получают 81 г обезжиренного продукта.

Обезжиренный материал смешивают с 810 мл водного раствора фосфорной кислоты с концентрацией 0,1 г-моль/л. В системе устанавливается рН . Дальнейшую обработку суспензии провомин,

Oл

во-втором - охлаждение до , После охлаждения суспензию йтрализуют 20%-ным водным раство- м гидроокиси натрия до рН 3,5 и

тон. Рететтат промывают водой и вы- с тпивают субЛимационно. Получают 12 г

0

0

продукта с содержанием нуклеотидных компонентов 75% абс.с.в., белка 12 12% абс.с.в., липидов 8% абс.с.в.Пастообразную клеточную массу про- мьшают водой и высушивают распьшитель- g но. Получают 60 г белкового продукта с влажностью 5%, содержанием белка 70% абс.с.в., нуклеиновых кислот 0,8% абс.с.в., липидов 0,9% абс.с.в., углеводов 20% абс.с.в.

Из данных таблицы видно, что при обработке дрожжевой биомассы в описанных условиях содержание белка в белковом продукте по сравнению с исходной биомассой возрастает на 26% (с 44 до 70%), тогда как по известному способу этот показатель возрастает только на 18%, биологическая ценность возрастает на 10% (с 75 до 85%), тогда как по известному способу этот показатель снижается на 20%, Содержание липидов и нуклеиновых кислот не , превышает 1% и удовлетворяет требованиям ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ).

Микробный жи.р содержит 75% липидов (по сравнению -с 35% в кубовом остат5

0

5

ке, получаемом по известному способу) и представляет продукт, пригодный для использования в технических целях без дополнительной .

. Препарат нуклеотидных компонентов содержит 75% нуклеотидов (по сравнению с 31% в водном экстракте, получаемом по известному способу) и представляет полупродукт, пригодный для использования в химической промьшшенности.

Пример 3. На первой стадии спиртовой экстракции к 100 г распылительно высушенной биомассы бактерий Methylobacillus methylophilus штамм ВСБ-792 с влажностью 3%, содержанием белка 67% абс.с.в., нуклеиновых кислот 10% абс.с.в ., липидов 10% абс.с.в углеводов 4% абс.с.в. приливают 162 г изопропанола (азеотрола 88%-ной концентрации) и 118 г воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 50%, соотношение твердая фаза :

жидкая фаза 1:3. Полученную суспензию „ му сравнение достигаемых результатов л лО «л и

выдерживают при 20 С в течение 30 мин при непрерывном перемешивании и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта сепарацией. Получают 255 г пасты с содержанием 35% абс.с.в.

На второй стадии спиртовой экстракции к пасте приливают 719 г изопропанола (азеотропа 88%-ной концентрации) и 10 г воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 80%, соотношение твердая фаза : жидкая фаза 1:10. Полученную суспензию вьщерживают при 20°С в течение 30 мин при непрерывном перемешивании и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта сепарацией.

Экстракт, полученный на второй стадии спиртовой экстракции, освобождают от растворителя путем вакуум- выпарки. Получают 10 г кубового остатка, представляющего микробный жир с содержанием липидов 80%, белка 10%, нуклеиновых кислот 2%. .

Остаток проэкстрагированных клеточных масс сушат от растворителя под вакуумом и получают 78 г обезжиренного продукта.

Обезжиренный материал смешивают с 390 мл водного раствора пищевой соляной кислоты с концентрацией 0,07 г-моль/л. В системе устанавливается рН 1,5. Дальнейшую обработку суспензии проводят в двух последовательно соединенных трубчатых теплообменниках. В первом происходит нагревание системы до 50 С и выдержка в течение 5 мин5 во втором - охлаждение, до 25-30 С. После охлаждения суспензию нейтрализуют водным 20%-ным раст25

30

можно провести не только по относительным, но и по абсолютным показателям.

Из данных таблицы видно, что при обработке бактериальной биомассы,в описанньп: условиях содержание белка в белковом продукте по сравнению с исходной биомассой возрастает на 23% (с 67 до 90%), а по сравнению с известным способом на 5% (с 85 до 90%), биологическая ценность возрастает соответственно на 15% (с 75 до 90%) и на 35% (с 55 до 90%). Содержание липидов и нуклеиновых кислот не пре- вьш1ает 1% и удовлетворяет требовани- 35 ям ИП АМН СССР и ФАО.(ВОЗ).

Микробный жир содержит 80% липи- |дрв (по сравнению с 35% в кубовом остатке, полученном по известному способу) и представляет продукт, пригодный для использования в технических целях без дополнительной очистки.

Препарат нуклеотидных компонентов содержит 75% нуклеотидов (по сравнению с 31% в водном экстракте, полученном по известному способу) и представляет полупродукт, пригодный для использования в химической промьгашенности.

40

45

50

55

Пример 4. На первой стадии спиртовой экстракции к 100 г субли- мационно высушенной биомассы грибов Fusarium Penicillium с влажностью 2%, содержанием белка 38% абс.с.в., нуклеиновых кислот 8% абс.с.в., липидов 10% абс.с.в., углеводов 30% абс.с.в. приливают 735 г метанола и 243 г воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 75%,

вором гидроокиси натрия до рН 4,5 и разделяют тверд фазу и экстракт центрифугированием.

Кислотный экстракт высушивают распылительно и получают 11 г продукта с содержанием нуклеиновых кислот 75% абс.с.в., белка 9% абс.с.в., липидов 9 абс.с.в.

Пастообразную клеточную массу промывают водой и высушивают сублимаци- онно. Получают 70 г белкового продукта с влажностью 5%, содержанием белка 90 абс.с.в., нуклеиновых кислот

0,7% абс.с.в., липидов 0,5% абс.с.в., углеводов 1% абс.с.в.

В примере 3 использована та же бактериальная биомасса,. что и в примере 1 по известному способу,, позтому сравнение достигаемых результатов

можно провести не только по относительным, но и по абсолютным показателям.

Из данных таблицы видно, что при обработке бактериальной биомассы,в описанньп: условиях содержание белка в белковом продукте по сравнению с исходной биомассой возрастает на 23% (с 67 до 90%), а по сравнению с известным способом на 5% (с 85 до 90%), биологическая ценность возрастает соответственно на 15% (с 75 до 90%) и на 35% (с 55 до 90%). Содержание липидов и нуклеиновых кислот не пре- вьш1ает 1% и удовлетворяет требовани- ям ИП АМН СССР и ФАО.(ВОЗ).

Микробный жир содержит 80% липи- |дрв (по сравнению с 35% в кубовом ос татке, полученном по известному способу) и представляет продукт, пригодный для использования в технических целях без дополнительной очистки.

Препарат нуклеотидных компонентов содержит 75% нуклеотидов (по сравнению с 31% в водном экстракте, полученном по известному способу) и представляет полупродукт, пригодный для использования в химической промьгашенности.

Пример 4. На первой стадии спиртовой экстракции к 100 г субли- мационно высушенной биомассы грибов Fusarium Penicillium с влажностью 2%, содержанием белка 38% абс.с.в., нуклеиновых кислот 8% абс.с.в., липидов 10% абс.с.в., углеводов 30% абс.с.в. приливают 735 г метанола и 243 г воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 75%,

соотношение твердая фаза : жидкая фаза 1:10.

; Полученную суспензию выдерживают При 50°С в течение 40 мин и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта сепарированием. Получают 267 г расты с содержанием 35% абс.с.в.. ; На второй стадии спиртовой экстракции к пасте приливают 947 г метанола и .1,5 г воды. Содержание спирта |В жидкой фазе системы составляет 95%, Соотношение твердая фаза ; жидкая |фаза 1:12. Полученную суспензию вы-( держивают при 60 С в течение 30 мин и отделяют клеточный продукт от спир jTOBoro экстракта сепарацией. I Спиртовые экстракты, полученные |на первой и второй стадиях, объеди- 1няют и освобождают от растворителя |путем вакуум-выпарки. Растворитель используют повторно. После вакуум- I выпарки получают 11 г кубового ос- Iтатка, представляющего микробный |жир с содержанием липидов 75%, бел- iка 6%,. нуклеиновых кислот 6%, I Остаток проэкстрагированных кле- точных масс сушат от растворителя под вакуумом, получают 87 г обезжи- :ренного продукта

; Обезжиренный материал смешивают ;с 1740 мл водного раствора фосфор- i ной кислоты термической пищевой с iконцентрацией 1,0 г-моль/л. В системе устанавливается рН 0,7. Дальнейшую обработку суспензии проводят в двух последовательно соединенных трубчатых теплообменниках при избыточном .давлении 1 ати. В первом происходит нагревание системы до

и выдержка в течение 1 мин, во втором - охлаждение до 25-30°С, После охлаждения суспензию нейтрализуют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до рН 2,5 и разделяют твердую фазу и экстракт центрифугированием.

Кислотный экстракт подвергают гель- фильтрации на сефадексе G-25. Нукле- отидные компоненты выходят в свободном объеме колонки. Элюат собирают и высушивают лиофильно. Получают 9 г продукта с содержанием нуклеотидных компонентов 80% абс.с.в., белка 8% абс.с., липидов 10% абс.с.в.

Пастообразную клеточную массу промывают водой и высушивают сублимаци- онно. Получают 58 г белкового продукта с влажностью 5%, содержанием белка 65% абс.с.в., нуклеиновых кислот 0,5% абс.с.в., .тшпидов 0,9% абс.с.в., углеводов 30% абс.с.в.

Из данных таблицы видно, что при обработке грибной биомассы в описан- ных условиях содержание белка в белковом продукте по сравнению с исходной биомассой возрастает на 27% (с

38 до 65%), тогда как по известному способу этот показатель возрастает только на 18%, биологическая ценность возрастает на 10% (с 55 до 65%), тогда как по известному способу этот показатель снижается на

20%. Содержание липидов и нуклеиновых кислот не превьш1ает 1% и удовлетворяет требованиям ПИ АМН СССР и ФАО (ВОЗ) .

Микробный жир содержит 75% липидов (по сравнению с 35% в кубовом остатке, получаемом по известному способу) и представляет продукт, пригодный для использования в технических целях без дополнительной очистки.

Препарат нуклеотидных компонентов содержит 80% нуклеотидов (по сравнению с 31% в водном экстракте,

получаемом по известному способу) и представляет полупродукт, пригодный для использования в химической промышленности.

Пример 5. На первой стадии спиртовой экстракции к 100 г распылительно высушенной биомассы бактерий Acetobacter sp. штамм ВСБ-914 с влаж-; ностью.5%, содержанием белка 70% абс. с.в,, нуклеиновых кислот 13% абс.с.в, липидов 9% абс.с.в,, углеводов 4% абс.с.в., приливают 371 г этанола и воды. Содержание спирта в жидкой фазе системы составляет 75%, соотношение твердая фаза : жидкая фаза 1;5. Полученную суспензию вьщерживают при 30°С в течение 50 мин при непре- рьшном перемешивании и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта сепарацией. Получают 257 г пасты с содержанием 35% абс.с.в.

На второй стадии спиртовой экстракции к пасте приливают 733 г этанола. Содержание спирта в жидкой фазе сис- gg темы составляет 92%, соотношение твердая фаза : жидкая фаза 1:10. Полученную суспензию выдерживают при 30°С в течение 50 мин при непрерывном перемешивании и отделяют клеточный продукт от спиртового экстракта сепарацией .

Спиртовые экстракты, полученные на первой и второй стадиях, объединяют и освобождают от растворителя путем вакуум-выпарки. Растворитель используют повторно. После вакуум-выпарки получают 10 т кубового остатка, представляющего микробный жир с содержанием липидов 75%, белка 16%, нуклеиновых кислот 4%,

Остаток проэкстрагированных клеточных масс сушат от растворителя по вакуумом и получают 84 г обезжирен- ного продукта.

Обезжиренный продукт смешивают с 420 мл водного раствора серной кис - лоты с концентрацией 0,1 г-моль/л. В системе устанавливается рН 1,2. Дальнейшую обработку суспензии проводят в двух последовательно соединенных трубчатых теплообменниках, В первом происходит нагревание системы до и выдержка в течение 3 мин, во втором - охлаждение до 25-30 С. После охлаждения суспензию нейтра- лизуют 10%-ным водным раствором гидроокиси калия до рН 4,0 и разделяют твердую фазу и экстракт центрифуги- рованием.

Кислотный экстракт высушивают суб- лимационно и получают 15 г продукта с содержанием нуклеиновых кислот 75% абс.с.в., белка 19% абс.с.в., липидое 3% абс.с.в.

Пастообразную клеточную массу про №гоают водой и высушивают сублимаци- онно. Получают 71 г белкового продукта с влажностью 5%, содержанием белк 89% абс.с.в., содержанием нуклеиновы кислот 0,4% абс.с.в.,липидов 0,4% абс с.в., углеводов 4% абс.с.в.

Йэ данных таблицы видно, что при обработке бактериальной биомассы в описанных условиях содержание белка в белковом продукте по сравнению с исходной биомассой возрастает на 19% (с 70 до 89%), тогда.как по известному способу этот показатель возрастае на 18%, биологическая ценность воз- растает.на 15% (с 75 до 90%), тогда как по известному способу этот показатель снижается на 20%. Содержание липидов и нуклеиновых кислот не превыщает 1% и удовлетворяет требова ниям ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ).

Микробный жир содержит 75% липи- дов (по сравнению с 35% в кубовом

g

0 5 о

Q

° 5

5

5

остатке, получаемом по известному способу) и предс тавпяет продукт,пригодный для использования в технических целях без дополнительной очистки, . Препарат нуклеотидных компонентов содержит 75% нуклеотндов (по сравнению с 31% в водном экстракте, полученном по известному способу) и представляет полупродукт, пригодный для использования в химической промышленности.

Пример 6. В таблице показаны условия обработки распылительно высушенной биомассы бактерий Aceto- bacter sp. штамм ВСБ-914,

Спиртовую экстракцию проводят изо- пропанолом и выделяют липидные компоненты только из спиртового экстракта, полученного на второй стадии спиртовой экстракции.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором соляной кислоты и нейтрализуют гидроокисью калля. Кислотный экстракт высушивают распылительно. Клеточную массу промывают водой и высушивают,сублимационное

Из данных таблицы видно, что на первой и второй стациях спиртовой экстракции концентрация спирта ниже., чем требуется по предлагаемому способу. Это приводит к тому, что белковый продукт содержит сверхнормативное (5,8%) количество липидов, а биологическая ценность его не yBejm- чивается.

Кроме того, кубовый остаток после .отгонки растворителя содержит 32% белка и 40% липидов, которые не могут быть вьщелены в виде препарата липидных компонентов.

Таким образом, цель изобретения в этих условиях не достигается.

Пример 7.В таблице показаны условия обработки распылительно высушенной биомассы дрожжей Candida maltosa штамм ВСБ-777,

Спиртовую экстракцию проводят в одну стадию в течение 120 мин при 40 С метанолом, из экстракта вьщеля- ют липиды.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором фосфорной кислоты при избыточном давлении (1 ати) Кислотный экстракт без нейтрализации ультрафильтруют по примеру 2, Ретет- тат промывают водой и высушивают суб- лимационно.

Клеточные массы промывают водой и высушивают сублимационно.

Из данных таблицы видно, что спир- трвая экстракция проводится в одну I стадию при концентрации спирта боль- ;шей, чем требуется по предлагаемому изобретению, а кислотный экстракт отделяют без нейтрализации. Это приводит к тому, что содержание белка Б белковом продукте составляет только :63% и не достигает величины (65%), требуемой нормами ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ). Биологическая ценность белкового продукта по сравнению с исход- : ной биомассой снижается на 5% (с 70% :до 65%).

; Кроме того, кислотный экстракт пос : ле ультрафильтрации содержит 45% бел- ка и только 38% нуклеотидов, которые не могут быть выделены в виде препа- - .рата нуклеотидных компонентов. Таким образом, в этих условиях

Из данных таблицы видно, что кис- 20 лотную экстракцию проводят при рН более высоком, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что белковый продукт содержит сверхнормативное количество нукцель изобретения не достигается.

Пример 8. В таблице показаны 25 леиновых кислот (2,6%) и липидов условия обработки распылительно высу- (1,-3%), биологическая ценность белкового продукта не повышается.

Таким образом, в этих условиях цель изобретения не достигается. 30 ПримерЮ.В таблице показаны условия обработки биомассы дрожжей Candida maltosa штамм ВСБ-777.

Спиртовую обработку проводят метанолом и выделяют липидные компоненты из объединенного спиртового экстшенной биомассы дрожжей Candida maltosa штамм ВСБ-777.

Спиртовую обработку проводят этанолом. Липиды выделяют из объединенного спиртового экстракта.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором фосфорной кислоты и нейтрализуют гидроокисью калия. Кислотный экстракт ультрафильт- руют по примеру 2. Рететтат промывают водой и высушивают сублимационно

Клеточные массы промывают водой и высушивают распьшительно.

Из данных таблицы видно, что кислотную экстракцию проводят при рН более низком, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что содержание белка в белковом продукте составляет только 62% и не достигает величины (65%), требуемой по нормам ИП АМН СССР и ФАО (воз). Биологическая ценность белкового продукта снижается на 2% (с 70 до 68%).

Кроме того, кислотный экстракт после ультрафильтрации содержит 30% белка и 43% нуклеотидов, которые не могут быть выделены в виде препарата нуклеотидных компонентов.

Таким образом, в этих условиях . цель изобретения не достигается.

Пример 9.В таблице показаны условия обработки распылительно

35

40

ракта.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором соляной кислоты, нейтрализуют гидроокисью натрия и высушивают распылительно.

Клеточные массы промывают водой и высушивают сублимационно.

50

Из данных таблицы видно, что кис- 45 лотную экстракцию проводят в течение более короткого промежутка времени, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что содержание белка в белковом продукте составляет только 59%, что значительно ниже нормы, требуемой ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ), а содержание нуклеиновых кислот (9%) и липидов (5%) значительно превьшшет эти нормы. Биологическая ценность белкового продукта не повышается.

Кроме того, кислотный экстракт содержит 30% белка и 40% нуклеотидов, которые не могут быть выделены в ви55

высушенной биомассы бактерий Aceto- bacter sp. штамм ВСБ-914.

Спиртовую обработку проводят изо- пропанолом и выделяют липидные компоненты только из спиртового экстрак- . та, полученного на второй стадии спиртовой экстракции.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором фосфорной кислоты и нейтрализуют трехзамещан- ным фocфatoм натрия.

Кислотный экстракт подвергают ультрафильтрации по примеру 2. Ретет- тат промывают водой и высушивают сублимационно .

I«

Клеточные массы промывают водой и

высушивают сублимационно.

Из данных таблицы видно, что кис- лотную экстракцию проводят при рН более высоком, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что белковый продукт содержит сверхнормативное количество нуклеиновых кислот (2,6%) и липидов (1,-3%), биологическая ценность белкового продукта не повышается.

Спиртовую обработку проводят метанолом и выделяют липидные компоненты из объединенного спиртового экст

ракта.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором соляной кислоты, нейтрализуют гидроокисью натрия и высушивают распылительно.

Клеточные массы промывают водой и высушивают сублимационно.

Из данных таблицы видно, что кис- лотную экстракцию проводят в течение более короткого промежутка времени, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что содержание белка в белковом продукте составляет только 59%, что значительно ниже нормы, требуемой ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ), а содержание нуклеиновых кислот (9%) и липидов (5%) значительно превьшшет эти нормы. Биологическая ценность белкового продукта не повышается.

Кроме того, кислотный экстракт содержит 30% белка и 40% нуклеотидов, которые не могут быть выделены в ви

де препарата нуклеотидньк компонентов .

Таким образом, в этих условиях цель изобретения не достигается.

Пример 11. В табдице показаны условия обработки биомассы бактерий Acetobacter sp. штамм ВСБ-914,

Спиртовую, обработку проводят изо- пропанолом и выделяют липидные .ком- поненты только из спиртового экстракта, полученного на второй стадии спиртовой экстракции.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором серной кислот и нейтрализуют водным раствором гидроокиси калия. Кислотный экстракт высушивают сублимационно. Клеточные массы промывают водой и высушивают сублимационно.

Из данных таблицы ввдно, что кислотную экстракцию проводят в течение более длительного промежутка времени чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что биологическая ценность белкового про . дукта не повьшается.

Кроме Того, кислотный экстракт содержит А0% белка и 40% нуклеотидов, которые не могут быть выделены в ви- де препарата нуклеотидньк компонентов.

. Таким.образом, в этих условиях цель изобретения не достигается.

Пример 12. В таблице показаны условия обработки дрожжей Candida maltosa штамм ВСБ-777.

Спиртовую обработку проводят этанолом и выделяют липидные. компоненты И8 объединенного спиртового экстракта.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором фосфорной кислоты при избыточном давлении (1 ати) и нейтрализуют водным раствором гидроокиси натрия. Кислотный экстракт подвергают ультрафильтрации по примеру 2. Рететтат промывают водой и вы- сушивают сублимационно. Клеточные массы промывают врдой и высушивают распылительно.

Из данных таблицы видно, что кис- .лотную экстракцию проводят при температуре более высокой, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что содержание белка в белковом продукте составляет только 59%, что значительно ниже нормы, требуемой НИ АМН СССР и ФАО

ю

is 20

25

«

5

0

5

0

(ВОЗ). Биологическая ценность белкового продукта снижается на 5% (с 70 до 65%).

Кроме того, кислотный экстракт после ультрафильтрации содержит 35% белка и 44% нуклеотидов, которые не могут быть выделены в виде препарата нуклеотндных компонентов.

Таким образом, в этих условиях цель изобретения не достигается.

Пример 13. В таблице показаны условия обработки бактерий Acetobacter sp. штамм ВСБ-914.

Спиртовую обработку проводят изо- пропанолом и выделяют липидные компоненты только из спиртового экстракта, полученного на второй стадии спиртовой экстракгдаи.

Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором соляной кислоты и нейтрализутот водным раствором гидроокиси натрия. Кислотный экстракт высушивают распылительно. Клеточные массы промывают водой и высушивают распылительно.

Из данных таблицы видно, что кислотную экстракцию проводят при температуре более низкой, чем требуется по пpeдлaгae юмy изобретению. Это приводит к тому, что белковый продукт содержит сверхнормативное количество нуклеиновых .кислот (4,1%) и липидов (1,4%). Биологическая ценность белкового продукта не повьш ается.

Пример 14. В таблице показаны условия обработки дрожжей Candida maltosa штамм ВСБ-777.

Спиртовую обработку проводят этанолом и выделяют липидные компоненты из объединенного спиртового экстракта. Экстракцию нуклеиновых кислот проводят водным раствором фосфорной кислоты и нейтрализуют водным раствором гидроокиси калия. Кислотный экстракт подвергают ультрафильтрации по примеру 2. Рететтат промывают водой и высушивают сублимационно.Клеточные массы промывают водой и высушивают сублимационно.

Из данных таблицы видно, что кислотный экстракт нейтрализуют до более высокого значения, чем требуется по предлагаемому изобретению. Это приводит к тому, что белковый продукт содержит только 62% белка, что значительно ниже нормы, требуемой ИП АМН СССР и ФАО (ВОЗ). Биологическая ценность белкового продукта не повышается.

Кроме того, кислотный экстракт после ультрафильтрации содержит 40% белка и 35% нуклеотидов, которые не . могут быть выделены в виде препарата нуклеотидных компонентов.

Суммируя данные таблицы, можн о сделать выводы, что только обработка дрожжевой, бактериальной и грибной биомассы спиртами в две стадии при концентрации спирта в жидкой фазе системы на первой стадии 50-75% и

кой биологической ценностью, кроме того, отсутствует комплексность переработки, т.е. нельзя получить препарат липидных компонентов.

При проведении процесса кислотной экстракции в более мягких условиях, например при более высоких рН или более низких температурах (50°С), получают белковый продукт со сверхнормативным содержанием липидов и нуклеиновых кислот и низкой биологической ценностью.

Проведение процесса кислотной

Изобретение относится к микробиологии, а именно к способам переработки биомассы микроорганизмов и -получения белковых продуктов (БП) пищевого назначения, и может быть использовано в пищевой, химической и медицинской промышленности. Целью изобретения является повышение качества белкового продукта при одновременном получении липидных (ЛК) и .нуклеотидных (НК) компонентов биомассы. Изобретение включает двухстадийнуто обработку биомассы водными растворами низших спиртов при их содержании в жидкой фазе системы 50-75% на первой стадии и 80-96% на второй стадии. Спиртовые экстракты отделяют, объединяют и после вакуум-выпарки растворителя получают препарат ЛК или микробный жир, содержащий не менее 75% липидов. Микробный жир, содержащий 85-90% липидов, можно выделить из спиртового экстракта, полученного на второй стадии спиртовой экстракции. Обезжиренный материал обрабатывают водными растворами кислот при рН 0,7-1,5 в течение 1-5 мин при 50-100 С и нейтрализуют до рН 2,5- 4,5. Кислотный зкстракт отделяют,высушивают и получают препарат НК, содержащий около 70% нуклеотидов. При большом расходе кислоты и щелочи кислотный экстракт перед высушиванием освобождают от низкомолекулярных компонентов ультрафильтрацией или гель-фильтрацией. Клеточные массы промывают водой, высушивают и получают БП с содержанием белка 65-90%, липидов и нуклеинорых кислот не более 1% и с высокой биологической , ценностью. 1 табл. i (/) С 4i CD

на второй стадии 80-96%, последующая is экстракции в течение более длитель- обработка обезжиренного продукта вод- ного времени (5 мин) приводит к ными растворами кислот при рН 0,7- 1,5 в течение 1-5 мин при температуре 50-100 С и нейтрализация до рН 2,520

4,5 позволяют комплексно получать белковый продукт с содержанием белка более 65% и содержанием нуклеиновых кислот и липидов, не превышающим 1%, и повьшенной биологической ценностью, а также препарата липидных и 25 нуклеотидных компонентов с содержанием основного вещества не менее 70%, Проведение процесса в более жестких условиях, например спиртовой экстполучению белкового продукта с низкой биологической ценностью, кроме того, отсутствует комплексность переработки, а именно невозможно выделить препарат нуклеотидных компонентов.

Формула изобретения

Способ очистки биомассы микроорганизмов, включающий обработку ее водными растворами низших спиртов с проведением спиртовой экстракции.

35

ракции в одну стадию или более высо- зо отделение спиртового экстракта и ком содержании спирта ( 75%) , кис-i лотной экстракции при более низком рН (0,7) /или более высокой температуре (100 С), приводит к получению белкового продукта с низким содержанием белка и низкой биологической ценностью. Кроме того, в этих условиях невозможно осуществить процесс комплексно, а именно выделить препарат нуклеотидных компонентов,

К аналогичным результатам приводит проведение кислотной обработки в течение более короткого времени ( «i 1 мин) или нейтрализации до более высокого значения рН ( 1,5),

При проведении спиртовой экстракции при более низкой концентрации спирта (50%) в жидкой фазе системы получают белковый продукт со сверхнормативным содержанием липидов, низ- g,.

40

45

удаление остатков спирта из нее с последующим проведением водной эк ракции и отделением водного экстр та, отличающийся тем, что, с целью повышения качества б кового продукта при одновременном получении липидных и нуклеотидных компонентов, спиртовую экстракцию проводят в две стадии при содержа спирта,в жидкой фазе системы на п вой стадии 50-75% и на второй 80а затем полученные спиртовые экст ты объединяют и вьщеляют из них л пидные компоненты, далее обезжире ный материал обрабатывают водными растворами кислот при рН 7,0-1,5 течение 1-5 мин при температуре 5 100°С, нейтрализуют до рН 2,5-4,5 а из полученного экстракта вьщеля нуклеотидные компоненты.

экстракции в течение более длитель- ного времени (5 мин) приводит к

получению белкового продукта с низкой биологической ценностью, кроме того, отсутствует комплексность переработки, а именно невозможно выделить препарат нуклеотидных компонентов.

Формула изобретения

Способ очистки биомассы микроорганизмов, включающий обработку ее водными растворами низших спиртов с проведением спиртовой экстракции.

отделение спиртового экстракта и

удаление остатков спирта из нее с последующим проведением водной экстракции и отделением водного экстракта, отличающийся тем, что, с целью повышения качества белкового продукта при одновременном получении липидных и нуклеотидных компонентов, спиртовую экстракцию проводят в две стадии при содержании спирта,в жидкой фазе системы на первой стадии 50-75% и на второй 8096%, а затем полученные спиртовые экстракты объединяют и вьщеляют из них ли- пидные компоненты, далее обезжиренный материал обрабатывают водными растворами кислот при рН 7,0-1,5 в течение 1-5 мин при температуре 50- 100°С, нейтрализуют до рН 2,5-4,5, а из полученного экстракта вьщеляют нуклеотидные компоненты.

ОМ г о о 00 «3 оо t OfOO OOOtO

ч- - ч С -f «-Г -ч-in -Ш- -

to аз е;саассюазс; Msec;сая с;шаве;шавс;

a tn 9

r

I О О вч 1Г| «п со О - . ШСО1Л ол1«- мО1Л

«- fc

Осмо evO«ri 0«1Л емоло tnmoo -c4OvO Oin - сог.«- )- со

iftine .г.ео 1О c4ir) en

оо оо оо

чО м СО - -.00 r-J

§

S

о ел

1Л

г

1Л

С1

со1Л

«сг

ш

г

ю ш

1Л

1

о

дJЛО.

ОО

§3

тЧ

g

ы ш

W

II

31 о

ь -и

к Ф

W о

L

ш о

( W

к .

I О

«9 о

I.S

шш &э«1«иа iiua Аяч хе 71& . CU . со а m п с; и S

h «

«.§ S

114 ю аиа гг oioi о

., -о 4J H.U

о е г I

§5

, ю а

1Г1

-

чл

Jk

(ч

ш

«Г|

о m

о о

i

о ш

о о

S

О о

о

ю

о

А

п

о in

о

м

ш

«л

о

«

о

о

k

§

ло о

см

ох

ев

г«м

ON

о

00