Способ детоксикации госсипола в обезжиренном материале Советский патент 1990 года по МПК C12N1/14 C12N1/14 C12R1/785 

Изобретение относится к биотехнологии и касается детоксикации госсипола, содержащегося в ядре хлопковых семян, с помощью штамма плесневого гриба.

Целью изобретения является улучшение качества конечного продукта за счет повышения содержания в нем белка,

Способ осуществляют следующим образом.

Хлопковый шрот, содержащий 0,2 - Оj6% госсипола, измельчают до частиц диаметром 0,5-1,0 мм, смешивают с водой в соотношении 1:10-4:15 и ино- кулируют суспензией штамма плесневого гриба Mucor hiemalis ВКПМ F-312 (штамм Ташкентский). Культивирование ведут при 25-30 С в течение 18-24 ч.

Штамм вьщелен из воздуха микробио- логической лаборатории путем высева пробы воздуха на увлажненный хлопко- вый шрот, содержащий 3,0-3,5% госсипола .

Штамм хранят на среде, приготовленной на основе риса Для этого 3-4 г риса помещают в пробирку, заливают двойным объемом воды и стерилизуют при 0,5 атм в течение 20 мин. ;0существляют посев удсолом. Пробирки хранят в холодильнике. Пересев осуществляют 1 раз в 5-6 мес.

Характеристика штамма. Колонии быстрорастущие, хорошо споронослщие. Воздушный мицелий рыхлопушистьп, вато- образный, слегка шелковистый, 4,5 - 5,0 см высоты, вначале 6ejibrii, затем палевого цвета. Стилоспорангиёносиы

W

О)

прямые, длинные, простые, 10-25 мкм п диаметре. Стилоспорангии шаровидные, 80-110 мкм в диаметре, с гладкой нерастворяющейся кутинизированной оболочкой,

Колонка полушаровидная (18-20 30 - 3.5 мкм), а иногда грушевидная (30- З5 37-40 мкм), -неокрашенная.

Спорангиоспоры круглые (8-10 мкм) или овальные и яйцевидные (7,5 х X 12,5 мкм) 5 неокра енные.

Хламидоспоры многочисленные, эллиптические, эллиптически-шаровидные и цилиндрические размером - 12 х X 16. мкм.

Образования зигоспор не наблюдают

Наиболее бурный рост и развитие достигается на третьи сутки культи

ют термообработке при 80°С в течение 60 мин. Затем охлаждённый до ЗО С шрот инокулируют суспензией чистой культуры штамма в количестве 3-5% от массы шрота и осуществляют культивирование в течение 18-24 ч.

. Результаты экспериментов, характеризующие эффективность воздействия штамма на госсипол в госсиполо- вой фракции шрота, представлены в табл. 1 .

Из табл. 1 видно, что независимо от исходного содержания госсипола в сьфье конечный продукт имеет процент нативного госсипола (до 0,016%) ниже стандартного, а кроме того, наряду с детоксикацией госсипола наблюда

Изобретение относится к биотехнологии и касается детоксикации госсипола, содержащегося в ядре хлопковых семян, с помощью штамма плесневого гриба. Цель изобретения - улучшение качества конечного продукта за счет повышения содержания в нем белка. Способ заключается в измельчении хлопкового шрота, содержащего 0,2-0,6% госсипола, до частиц диаметром 0,5-1,0 мм, смешивании его с водой в соотношении 1:10-1:15 и выращивании штамма плесневого гриба MUCORHIEMALIS ВКПМТ-312 при температуре 25-30°С в течение 18-24 ч. После окончания процесса содержание нативного госспола в конечном продукте составляет 0,011-0,012%, а общего белка 44-9-45,4%. 6 табл.

вирования штамма на среде Чапека, ув-20 бтся повшиение общего белка в продуклажненном шроте и питательной среде из риса. Максимальная активность штамма по расщеплению госсипола также происходит на -третьи сутки культивирования на шроте, содержащем гос- сипол и количестве 0,02-3,5%.

Штамм мезафильный. Максимальная температура роста 42-43°С, оптимальная 25-30°С, минимальная . Оптимальный рН 5-6.

Для выявления активности штамма плесневого г риба М. liiemalLS ВКГГМ F-312 и эффективности его воздействи на госсипол используют обогащенную госсиполом фракцию шрота, полученную прямой экстракцией высушенного тонкоизмельченного ядра хлопковых семян во взвешенном состоянии с последующим фракционированием обезжиренного материала на белковую и госсиполовую фракции шрота. Такая переработка ядра позволяет концентрировать содер- жимьш в сырье,госсипол в госсиполо- вой фракции, имеющей следующий соста

50

%: масло 0,86-0,98; нативный госсипол д при среднем размере частиц 0,05 мм, 3,457-3,674; общий белок (сьгрой протеин) 44,3-45,1; белок водорастворимый 8,2-8,6, белок солерастворимый 28,2-28,5; белок щелочерастворимый 15,,8; лузга 11,5-13,4; клетчатка 14,7-17,2,

Готовят различные разведения гос- сиполовой фракции в воде, в которых (Содержание нативного госсипола сос- тавляет 3,5| 1,0; 0,5; 0,1; 0,05 и 0,01%.

С целью ликвидации случайной микрофлоры, содержащейся в составе гос-. сиполовой фракции шрота, ее подверга55

а более тонкое измельчение не вызывает существенного уменьшения содержания токсичного госсипола, хотя тре бует дополнительных затрат. Наряду с этим повышается содержание общего азота и его растворимьпг фракций. -На основании полученных данных оптималь ной принимают степень измельчения шрота, соответствующую размеру частиц 0,5-1,0 мм.

На развитие гриба влияет соотношение фаз вода:шрот. Исследуя ука- занньй фактор, измеряют его в пределах от 1:2 до 1:20.

0

5

.те на 2,0-1,5%.

Оптимальные условия биологической детоксикации шрота выявляют на основе исследований среднего грануломет7 рического состава материала, который изменяют от прохода через сито с диаметром пор 4 мм до 100%-ного прохода через сито с дна-, метром.пор О,25.мм.

В табл. 2 представлены данные влияния степени измельчения шрота на эффективность его облагораживания.

Результаты, представленные в табл.-2, показывают, что с уменьшением размера частиц эффективность процесса дотоксикации повышается.При тостировании шрота с размером частиц более 1 мм не достигается продукт с нижестандартным содержанием токсичного госсипола. Дальнейшее увеличение степени измельчения позволяет снизить содержание госсипола в шроте . до нижестандартного (0,006-0,011%). Однако указанный процент достигается

при среднем размере частиц 0,05 мм,

а более тонкое измельчение не вызывает существенного уменьшения содержания токсичного госсипола, хотя требует дополнительных затрат. Наряду с этим повышается содержание общего азота и его растворимьпг фракций. -На основании полученных данных оптимальной принимают степень измельчения шрота, соответствующую размеру частиц 0,5-1,0 мм.

На развитие гриба влияет соотношение фаз вода:шрот. Исследуя ука- занньй фактор, измеряют его в пределах от 1:2 до 1:20.

Влияние соотношения фаз на эффект облагораживания шрота дано в табл.3.

Данные табл. 3 свидетельствуют об увеличении эффекта процесса деток- сикации с повьш1ением количества воды в смеси до 1:15. При этом достигается шрот с нижестандартным содержанием нативного госсипола. Дальнейшее разбавление целесообразно ввиду некоторого увеличения содержания токси- на в продукте и дополнительного расхода воды, что требует увеличения размеров ферментеров. Оптимальность соотношения фаз 1:10-1:15 доказывается и максимальным содержанием общего белка и его растворимых фракций.

Влияние температурного режима на облагораживание шрота изучают, изменяя температуру от 15 до . При температурах процесса до 25°С продукт облагораживания содержит 0,004-0,052% нативного госсипола, что значительно допустимого. В интервале 25-30°С получают шрот с содержанием токсина 0,010-0,013%, т-.е. нижестандартный, а повьш ение температуры вьш1е ЗО с ведет к увеличению содержания нативного госсипола до 0,027-0,064%. Таким образом, оптимальной является температура 25-30 с.

С целью определения оптимальной .продолжительности облагораживания шрота изучают ее влияние в интервале от 1 до 48 ч на эффект детоксикации нативного госсипола. Результаты экспериментов, представлены в табл.4.

Из табл.4 видно, что процесс эффективен в пределах до 24 ч, а шрот с нижестандартным содержанием натив- но го госсипола получают при длительности ферментации не менее 18 ч. Увеличение времени облагораживания более 24 ч неэффективно ввиду снижения нативного госсипола на очень малую величину и отсутствия положительного влияния на содержание общего белка и его растворимых фракций.

Конечный продукт характеризуется следующими показателями (табл. 5): содержание общего белка увеличивается после 24-часовой белковой обработ- ки на 2,2%, а после 36-часовой - на 3% по сравнению с исходным (заводским) шротом; улучшается фракционный состав белка за счет снижения нерастворимого остатка и одновременного увеличения водо- и солерастворимых фракций; снижается уровень содержания сырой клетчатки на 8-10%.

10

15

20

25

30

35

40

45

В табл. 6 представлены данные содержания аминокислот в шроте до и после микробиологической детоксика- ции.

Из табл. 6 видно, что процесс ферментации обусловливает некоторое увеличение валина и аргинина при снижении содержания некоторых аминокислот (аланин, глицин).

Пример 1. Хлопковый шрот, содержащий 0,2-0,4% нативного госсипола после стерилизации, смешивают с водой в соотношении 1:2 и инкубируют посевной культурой штамма в коли- честве 4% от массы перерабатываемого шрота. Смесь равномерным слоем в 2,5- 3,0 см укладывают на кюветах и помеща в растительную камеру. После 36-часовой экспозиции при 28-30 0 шрот измельчают и высушивают. Взятые на анализ пробы дают следующие показатели: содержание нативного госсипола О ,012% а общего белка 45,4%.

Пример 2. Госсиполовую фракцию шрота с содержанием 1,75-2,14% госсипола подвергают стерилизации при 85-90 0 в течение 3Q мин. После ох.паж дения до 25-30° С сырье перемешивают со стерилизованной водой в соотношении 1:2 и посевной культурой штамма плесневого гриба в количестве 4% от массы перерабатываемого материала. Кюветы со смесью выдерживают в растительной камере при 25-28°С в течение 36 ч при интенсивности продувки воздуха 8 м /ч на 1 кг перерабатываемого материала. После окончании процесса продукт измельчают и высушивают до влажности 9-9,5%. -Результаты полученного продукта: содержание нативного госсипола.0,011%, а общего белка 44,9%.

Формула изобретения

Способ детоксикации госсипола в обезжиренном материале, предусматривающий измельчение материала, добав- ление воды и последующую обработку,

50 отличающийся тем, что, с целью улучшения качества конечного продукта за счет повьшзения содержания в нем белка, измельчение материала осуществляют до частиц диаметром

55 ,0 мм, смешивание его с водой ведут в соотношении 1:10-1:15, а обработку осуществляют путем выращивания штамма гриба Mucor hiemalis ВКПМ

F-312 при 25-30°С в течение 18-24

ч.

0

5

0

5

0

5

0

В табл. 6 представлены данные содержания аминокислот в шроте до и после микробиологической детоксика- ции.

Из табл. 6 видно, что процесс ферментации обусловливает некоторое увеличение валина и аргинина при снижении содержания некоторых аминокислот (аланин, глицин).

Пример 1. Хлопковый шрот, содержащий 0,2-0,4% нативного госсипола после стерилизации, смешивают с водой в соотношении 1:2 и инкубируют посевной культурой штамма в коли- честве 4% от массы перерабатываемого шрота. Смесь равномерным слоем в 2,5- 3,0 см укладывают на кюветах и помещают в растительную камеру. После 36-часовой экспозиции при 28-30 0 шрот измельчают и высушивают. Взятые на анализ пробы дают следующие показатели: содержание нативного госсипола О ,012% а общего белка 45,4%.

Пример 2. Госсиполовую фракцию шрота с содержанием 1,75-2,14% госсипола подвергают стерилизации при 85-90 0 в течение 3Q мин. После ох.паж- дения до 25-30° С сырье перемешивают со стерилизованной водой в соотношении 1:2 и посевной культурой штамма плесневого гриба в количестве 4% от массы перерабатываемого материала. Кюветы со смесью выдерживают в растительной камере при 25-28°С в течение 36 ч при интенсивности продувки воздуха 8 м /ч на 1 кг перерабатываемого материала. После окончании процесса продукт измельчают и высушивают до влажности 9-9,5%. -Результаты полученного продукта: содержание нативного госсипола.0,011%, а общего белка 44,9%.

Формула изобретения

F-312 при 25-30°С в течение 18-24

ч.

0,347-0,475 0,107-0,124 0,048-0,053 0,014-0,018 0,009-0,012 0,010-0,013

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Т а

лица

68,4-70,1 71,0-71,6 71,1-71,4 71,3-72,0 71,6-72,4 71,4-72,8

т а в

л II ц а

Таблицаб