Штамм дрожжей CaNDIDa SсоттII, используемый для получения жидкого кормового продукта на высококонцентрированных средах Советский патент 1990 года по МПК C12N1/16 C12N15/00 C12N1/16 C12R1/72 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается штамма дрожжей, способного расти на гидролизатах крахмалсодержащего сырья (фуражное зерно, зерноотходы, дефектный картофель, нестандартная фракция картофеля, картофельная мезга крахмального производства с добавлением свеклосахарной мелассы и без нее) с высоким содержанием редуцирующих веществ (РВ) среды с цепью получения жидкого кормового продукта с высоким содержанием сухих веществ за счет высокой концентрации биомассы дрожжей,

Целью изобретения является получение штамма дрожжей, способного расти на высококонцентрированных средах с высоким выходом биомассы и высоким экономическим коэффициентом (выход биомассы от РБ среды) при высокой биосинтетической способности по белку.

Изобретение заключается в том, что в качестве продуцирующего организма используют штамм Candida scottii БИМ Д-137 осмофильный с уникальными свойствами роста и биосинтеза белка на среде с содержанием РВ 10-14%. В качестве сырья используют фуражное зерно, зерноотходы, дефектный картофель, нестандартную фракцию картофеля, картофельную мезгу крахмального производства и другие крахмалсо- держащие отходы„

Средой для выращивания дрожжей служит грубый фильтрат кислотного или ферментативного гидролизата крахмалистого сырья с добавлением свеклосахарной мелассы или без нее. Добавление мелассы обусловлено тем что концентрация гидролизатов при наиболее эффективном гидролизе 20%-ной суспензии муки зернофуража 055%-ной серной кислотой при ,0- 1Э5 ати в течение 40 мин достигает 10-12%, а дан получения среды с более высоким содержанием РВ и рекомендуется использовать мзлассу - отход свеклосахарного производства,

Исходным штаммом служили дрожжи Candida scottii ТУЛ-1, используемые в гидролизно-дрожжевой промышленности для получения кормовых дрожжей из гидролизатов древесины и сельскохозяйственных отходов. В промышленности этот штамм выращивают яа питательных средах с низким содержанием РВ (О,9-1,2%),о

Предлагаемой штамм Candida scottii ВКПМ У-925 осмсфильный получек путем длительной адаптации штамма Candida scottii ТУЛ-i к субстрату ага- ризованного гидролизата зерноотходов с РВ выше 5% и многократным отбором в условиях периодического роста на качалке, а также автоселехциеч в условиях полунепрерывного роста в лабораторных ферментерах. Штамм отличается от исходного штамма повышенной способностью к росту на средах с концентрацией РВ до 16%. Штамм депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов института ВНИИгенетика под номером ВКПМ У-925. Культура хранится в музее культур Института микробиологии АН БССР под номером БИМ Д-137 осмофильный, а так же в коллекции промышленных микроорганизмов ВНИИгенетика.

0

0

5

5

§0

55

Условия хранения: культура хранится на агаризованном неразбавленном сусле, рН 5,5-6,0 при 4-5°С, пересев производится два раза в год. При хранении в течение 3 лет уровень биосинтетической активности штамма не изменялся. Контаминация штамма-продуцента не выявлена, штамм представляет собой чистую культуру.

Штамм имеет следующую характеристику.

Морфолого-культуральные свойства.

На сусло-агаре и агаризованном гидролизате зернофуража у трехсуточной культуры при комнатной температуре клетки овальные до удлиненных (1,6-4,0)к(3,2-12,1) мкм, собраны в цепочки и одиночные. Образуется псевдомицелий. Через месяц роста штрих обильный, серовато-кремовый, матовый, плотный, сухой, поверхность шероховатая.

Рост в жидком сусле и гидролизате зернофуража при комнатной температуре з трехдневной культуре клетки удлиненные (1,3-6,7)(4,0-16,1) мкм, расположены единично или парами, иногда образуют цепочки. Размножение происходит путем апикального (концевого) почкования. Может образовывать псевдомицелий. Образуется умеренно плотный осадок.

Физиолого-биохимические признаки.

Штамм нетоксичен, непатогенен.

Отношение к кислороду - аэроб,

Отношение к углеводам; сахара не сбраживает. Асимилирует глюкозу, Ф -сорбозуэ сахарозу, мальтозу, цел- лобиозу, трегалозу, лактозу, рафино- зу} мелезитозу, D-ксилозу, о4-рамно- зу, этанол, глицерол, галактитол, D-манитол, D-глюцитол, салицин.

Ассимиляция источников азота: используют аммонийный азот, нитратный;, органический, азот мочевины.

Растет на безвитаминной среде.

Технологическая характеристика.

Оптимальная температура роста 28- 30°С„ Растет в широких пределах рН от 4,0 до 7,5 с оптимумом 5,0-6,0. На гидролизатах крахмалсодержащего сырья с РВ среды от 5,0 до 14% выход биомассы от использованных РВ 70-72,5%, содержание протеина в клетках дрожжей 54-58%.

Пример 1. Для отбора наиболее активного штамма, способного эффективно расти на высококонцентрированных средах, проводят адаптацию рожжей Candida scottii ТУЛ-1, Can™ ida humicola 100 и Candida utilis T-03 к субстрату с РВ выше 5%, После длительной адаптации, многократного отбора и пересевов на твердую и жидкую питательные среды адаптированные дрожжи С. scottii, С„ humicola и С. utilis выращивают на грубом фильтрате гидролизата фуражной зер- носмеси с содержанием РВ 10 и 8% и отбирают наиболее продуктивный штамм. В качестве минерального питания используют, г/л: сернокислый аммоний 6,0$ мочевину 4,5, фосфорнокислый аммоний двухзамещенный 4,5; хлористый калий 1,5 при РВ среды 10%. Количество солей, вносимых в среду с содержанием РВ больше или меньше 10%, изменяют пропорционально.

В качестве посевного материала используют трехсуточную культуру дрожжей, выращенных в колбах на качалке на гидролизатах зерносмеси с минеральными солями при содержании РВ в среде 5%, и вносят в виде отиеятри- фугированной биомассы тз количестве 10% от Р.В среды. Выращивают дрожжи периодически в лаЬораторном ферментере АНКУМ-2 емкостью Зле полезным объемом среды i,6 л. Интенсивность аэрации 2-3 л/л-мин при скорости вращения мешалки 300 об/мин. Температура культивирования 28-30°С, рН среды поддерживают в пределах 5,0-5,5 путем добавления аммиачной воды или серной кислоты.

Редуцирующие вещества среды определяют по методу Самнера в модификации Миллера, активную кислотность среды (рН) - потенциометрически. От- деление биомассы от культуральной жидкости проводят центрифугированием при 3500 об/мин в течение 20 мин с последующей двухкратной промывкой водой. Биомассу высушивают в термостате при 60°С Выход биомассы в граммах на литр среды по сухому весу определяют взвешиванием высушенного до постоянного веса при 105°С осадка сырой биомассы, отцентрифугирован- ного из определенного объема культуральной среды, и пересчитывают на литр. Общий азот определяют колориметрически с реактивом Несслера, для определения сырого протеина исполь- зуется коэффициент 6,25. Сухие вещества определяют весовым методом, ами. 15710616

нокислотный состав белка - акализаторе,

Результаты выращивания . лены в табл. 1,

C

Полученные результаты свидетельствуют, что из трех штаммов, предварительно адаптированных к повышенным концентрациям РВ среды,, лучшим является Candida scottii У-925, получивший дальнейшем индекс БИМ Д-137 ос- мофильный. Предлагаемый продуцент отличается высокой биосинтетической

c способностью по биомассе к по протеину. При периодическом выращивании дрожжей продуктивность культуры по биомассе (1,69-1,35 ) и по про- теи - у (0,9-0,95 г/л-ч) выше, чем

0 у дрожжей Candida humicola :-i Candida utilis за счет высокой концентрации абсолютно сухих дрожжей (54s 0- 59,1 г/л) с высоким содержанием протеина (53s I-51s4%) при меньшей (32 ч)

5 продолжительности роста. Выход биомассы от использованных РВ также выше и составляет 71,1-65,7%,

Л р и м е р 2. В целях оптимизации питательной среды для выращива0 ния дрожжей Candida bcoftii BIfflM У-925 в ее сост.в в качестве цополнителььс-- го источника углеродного питания и для увеличения содержания РВ среды вводят свеклосахарную мелассу« За основу принимают грубый фильтрат гид- ролизата зерносмеси с содержанием РВ 12%. Для увеличения РВ до 16% добавляют мелассу и в эту среду вносят минеральные соли в количестве, г/л:

д сернокислый аммоний 10, мочевину 7,5/ фосфорнокислый аммоний двухзамещенный 7,5 калий хлористый 2,5; рК среды доводят аммиачной водой до 5,0- 595. Основу среды с концентрацией

§ РВ 16% разводят водой до нужной концентрации. Условия периодического роста дрожжзй те же, что и в примере 1 о Данные роста дрожжей Candida scottii ВКПМ У-925 на средах с кФн ент0 раиией РВ от 5 до 16% привгде ны в , 2.

Полученные данные свидетельствуют о высокой биосинтетическсй способности и высокой продуктивности штам5 ма Candida scottii ВКПМ У-925 на вы- сококониектрированных средах с содержанием РБ до 16%. С ростом концентрации РВ среды повышается содержание сухих веществ дрожжевой суспек5

зли с 7,2 до 18%, Оптимальной концентрацией среды является 14,2% РВ. Г лход абсолютно сухих дрожжей от использованных РВ 72,5% при-высокой концентрации биомассы (91,3 г/л). При периодическом культивировании продуктивность культуры довольно высокая и составляет по биомассе 2,54 г/л-ч и по протеину 1,39 г/л.ч. Содержание протеина в дрожжевой биомассе 54,8%.

П р и м о р 3, Для сравнения биосинтетической способности предлагаемого штамма и прототипа выращивают дрожжи на гидролизате зерносмеси с зерновой дробиной с нормой расхода зеркосмеси 100 г/л против 60 г/л в прототипе, а также на гидролизате зерносмеси с дробиной при норме расхода 100 г/л с добавпением мелассы до содержания РВ в среде 12,5%„ Количество минеральных солей вносят в таком же соотношении к содержанию РВ среды, как в примере 1 и 2 Выращивают дрожжи в лабораторных ферментерах АК-10 емкостью 10 л с полез кым объемом среды 6 л, Условия выращивания такие же9 как в примере 1 и 2. Результаты выращивания представлены в табл„ 3.

Полученные данные свидетельствуют, что предлагаемый продуцент превосходит прототип по всем показателям , Содержание сухих веществ жидкого дрожжевого продукта на основе гид ролизата зерносмеси с зерновой дробиной при расходе зерна 100 г/л с применением предлагаемого штамма 7,8-8,0%5 в том числе концентрация общей биомассы (смесь выросших дрожжей и зерновой дробины) 51-66 г/л против 5,0-6,6% сухих веществ и 35- 45 г/л биомассы в прототипе. Содержание сырого протеина в жидком продукте также йыше и составило 3,0- 4,1% против Ij, 8-2,3% в прототипе. Пр увеличении РВ среды до 12S5% добавлением мелассы жидкий дрожжевой продукт содержит 15,5% сухих веществ за счет высокой концегтрации общей биомассы (88,7 г/л) и высокого содержания в ней сырого протеина (51,0%). Содержание сырого протеина в жидком продукте 5,1%.

О кормовой и биологической цен™ .ности продукта можно судить на основнии аминокислотного состава и соот

0

ношения незаменимых аминокислот в белке исследуемого дрожжевого продукта (табл. 4).

Белок общей биомассы, предстзв- ляющий собой смесь зерновой цробияы и выросших на гидролизате прсжжей Candida scottii BKIIK У-925, по сумме незаменимых аминокислот соответствует норме ФАО, а лз содержанию лиглна, тирозина и фенилаланина превосходит ее. Общая сумма аминокислот в жидком дрожжевом продукте, полученном на основе гидролизата зерносмеси с дробиной при расходе зерна 100 г/л; 2,53 г/100 г жидкого продукта, который содержит все незаменимые амино- кис лоты.

Таким образом, предлагаемый штамм имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: ооладает высокой биосинтетической способностью на высококонцентрированных средах с

5 содержанием редуцирующих веществ , 14%, при этом концентрация биомассы дрожжей 91,3 г/л с содержанием протеина в клетках дрожжей 54,8%, выход биомассы дрожжей от использованQ ных РВ высокий 72,5%/ позволяет получить продукт с содержанием сухих веществ до 16% против 5,0-6,6% в прототипе за счет высокого содержания общей биомассы (88,7 г/л против 35- 45 г/л в прототипе) с высоким содержанием протеина в ней (51,0%),содержание сырого протеина в жидком дрожжевом продукте 5,1% против 1,8-2,3% в прототипе, общая биомасса сбалансирована по аминокислотному составу, количество незаменимых аминокислот соответствует норме ФАО, а по содержанию лизина, тирозина и фенилаланина превосходит ее; использование высоко5 концентрированных сред для получения жидкого кормового продукта снижает энергозатраты на приготовление среды и выращивание дрожжей, повышенное содержанье сухих веществ в готовом продукте исключает энергоемкий процесс концентрации и снижает расходы на транспортировку.

5

0

0

Формула изобретения

Штамм дрожжей Candida scottii ВКПМ У-925, используемый для получения жидкого кормового продукта на высококонцентрированных средах.

Таблица

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к штамму дрожжей, обладающему высокой биосинтетической способностью на высококонцентрированных средах. Целью изобретения является получение штамма дрожжей, способного расти на высококонцентрированных средах с высоким выходом биомассы при высокой биосинтетической способности по белку. Штамм дрожжей CANDIDA SCOTTII ВКПМУ-925 культивируют на гидролизатах крахмалсодержащего сырья с добавлением мелассы или без нее с содержанием редуцирующих веществ (РВ) в среде 10-14% при PH 5,0-5,5 и температуре 28-30°С. В результате культивирования штамма на высококонцентрированной среде содержание сухих веществ в жидком кормовом продукте достигает 16% за счет высокой концентрации биомассы (88,7 г/л), а содержание протеина составляет 5,1%. Штамм получают путем длительной адаптации штамма CANDIDA SCOTTII ТУЛ-1 к агаризованному гидролизату зерноотходов с РВ выше 5%. Растет на сусло-агаре, образует псевдомицелий. Размножается почкованием, не токсичен, не пантогенен. Аэроб, сахара не сбраживает, растет на безвитаминной среде. 4 табл.

С. scottii ТУЛ-1 Гидролизат с (прототип)дробиной,

расход зерна

60 г/л

С. scottii ВКПМ Гидролизат с У-925дробиной,

расход зерна 100 г/л

С. scottii ВКПМ Гидролизат с У-925дробиной,

расход зерна

на 100 г/л +

меласса

Таблица 2

Таблица 3

5,0-6,6 1,8-2,3

51,1-53,5 7,8-8,0 3,0-4,1

51,0 15,5

5,1

Редактор 0.Спесивых

Составитель В.Голимбет Техред М.Ходанич

Заказ 1486

Тираж 505

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Таблиц

Корректор Н„Король

Подписное