Способ гидролиза растительного сырья Советский патент 1980 года по МПК C12D13/02 C13K1/06 

1

Изобретение относится к микробйологичес1 ой промьвопенности, а именно к способу гидролиза растительного .сырья, и может быть использовано при производстве этилового спирта, производимого из зерна, комбикормов, кормовых дрожжей и других микроорганизмов .

Известен способ гидролиза растительного сырья микроорганизмами-продуцентами целлюлозолитических ферментов из высших базидиальных грибов в смеси и амилолитическими ферментными препарами 1.

Однако используемый ферментный комплекс по известному способу не позволяет гидролизовать все углеводы, входящие в состав растительного сырья.

Целью изобретения является проведение более глубокого гидролиза углеводов сырья и расширение ассортимента применяемых микроорганизмов.

Поставленная цель достигается тем, что из высших базидиальных грибов используют грибы рода Corlolus, штаммы Corf о1us h t rsutu$;Б-1,Б-2, 2-S, 3-S; или Corlolus pubesceus Quel Б-3, или Corlolus versicolor

Quel Б-5, Б-6, 6-S,7-S,8-S,9-S, или Coriolus zonatus Quel Б-2,Б-3.

При этом в качестве пительной среды используют фильтровальную бумагу как источник углерода и древесные опилки различных пород деревьев с добавлением необходимых минеральных солей.

Сущность способа заключается в следующем.

Растительное сырье обрабатывают культуральной жидкостью грибов рода Coriolus, штаммами Coriolus hirsutus Б-1, В-2, 2-S, 3-S. или Corlolus, pubescens Quel Б-3 или Corlolus versicolor Quel Б-5,Б-6, Б-9, 6-S,7-S, 8-S,9-S, или Coriolus zonetus Quel Б-2,Б-3, в смеси с амилолитическими ферментами, например Aspergillus ojyzae.

Баэидиальные грибы выращивают на жидкой питательной среде, содержащей в качестве источника углерода фильтровальную бумагу с добавлением к ней измельченных для порошкообразного состояния древесных опилок, различных пород деревьев, например осины, тополя, ольхи в присутствии минеральных солей следующего содержания, г/л: 2,0, 0,6; К2НР04 0,4; MgS04 0,5, остальное вода. Активность внеклеточных гидролитических ферментных систем фильтрата культуральной жидкости Corlolus hir sutus штаммов Б-1,Б-2, 2-S,3-S характеризуются следующими показателями: целлюлозная 92,5-179,4 мг/100 мл экзоклюканазная 29,6-47,0 мг/100 мл эндоглюканазная 40-59,7% , ft -глюкозида ная 31,0-42,0 мг/100 мл, глюкоамилазная 44,5-52,0 мг/100 мл, Штаммы Coriolus hirsutus Б-1,Б-2 2-S,3-S имеют следующую, характерно.тику. Гифы ткани гиалиновые, толстостенные, часто даже без просвета, извилистые, упругие, более рыхлые к поверхности, 1,5-2-5 мкм толщиной субгеминеальные гифы тонкостенные, 1,5-2 мкм в диаметре; гифы трамы трубочек бесцветные, 2-3-3,5 мкм толщиной, толстостенные, реже тонко стенные, с редкими перегородками; гимениальный слой плотный, базидии 12-154-5 мкм; споры гладкие, бесцветные, почти цилиндрические, прямые или слегка согнутые, у основания слабо оттянутые, 6-8x2-3 мкм. В гимениальном слое встречаются особы гроздевидные, отличающие с я насной структурой гифовые пучк 15-36 мкм в диаметре, выступакядие над его поверхностью до 50 мкм. Эти штаммы способны расти при благоприятных условиях в течение всего года в качестве сапрофита на различных лиственных породах, чаще всего на осине, тополях, ольхе и других, как исключение на ели и пихте; космополит. В Советском Союзе относится к чи слу обычных грибов и встречается всюду в более или менее влажных лесах и на валеже, пнях, реже на дровах. Гниль белая, кольцевая; пораженная древесина распадается на тонкие пластинки по годичным кольцам. Активность внеклеточных гидролитических ферментных систем фильтрата культуральной жидкости Coriolus pubescens duel Б-3 характеризуется следуквдими показателями: целлюлозна 65,6-110,8 мг/100 мл, экзоглюканаз ная - 58,0-65,0 мг/100 мл, эндоглю каназная - 55-65%, /)-глюкозидазна 40,0-50,0 мг/100 мл, глюкоамилазна 60,0-70,0 мг/100 мл. Штамм имеет следующую характери тику. Гкфы трамы шляпки извилистые, скудно разветвленные, бесцветные и почти бесцветные, перепутанные, то стостенные, с узким просветом, ино да совсем сплошные, но встречаются и тонкостенные, лентовидные, места со спавшимися стенками, 3-6,5 мкм толщиной; гифы трубочек несколько тоньше, 2,5-3,5 мкм толщиной: базиии 12-15X4-5 мкм, споры бесцветные, цилиндрические, с одной стороны приавленные или слегка согнутые, несколько оттянутые у основания,5-8 2-2,5x5-3,0 мкм с неясными 1-2 капельками . Растет во вторую половину вегетационного периода на отмерших стволах, ветвях и особенно пнях различньлх лиственных пород, чаще березы, ольхи, дуба и осины; космополит. В Советском Союзе встречается повсюду, где имеется подходящий субстрат. Деструкция древесины довольно активная, при этом происходит окрашивание древесины в белый цвет. Активность внеклеточных гидролитических ферментных систем фильтрата культуральной жидкости штаммов Corioius versicoVor Quel Б-5,Б-6,Б-9,6-S, 7-S,8-S,9 -S характеризуется следующими показателями: целлюлазная - 82,087,2 мг/100 мл, экзоклюканазная - 40,0-62,1 мг/100 мл, эндоглюканазная39-60% , -глюкозидазная - 38,0 -. 59,0 мг/100 мл,глюкоамилазная 92,0-118,0 мг/100 мл. икеют следующую характеристику. Гифы толстостенные, иногда совсем без просвета, в траме 2-4 мкм толщиной, плотно сплетенные, к поверхности шляпки более рыхлые до 6 мкм толщиной; базидии 10-15x4-5 мкм с 2 и 4 длинными (до 4 мкм) стеригмами, споры бесцветные, цилиндрические, с одной стороны приплюснутые или слабо вогнутые и едва оттянутые у основания, 5-7x2-2,5 мкм, кроме базидии в гименее можно наблюдать особые гроздевидные, с неясной структурой, острудневевшие или инкрустированные пучки гиф, выступающие над его поверхностью до 40 мкм, при толщине в 1837 мкм. Растет в середине лета и до поздней осени, обычно в качестве сапрофита на разных лиственных деревьях, как исключение на ели космополит. В СССР принадлежит к числу самьк обыкновенных, повсюду встречаемых грибов, особенно на пнях, опавших ветвях, дровах и т.д. Вызывает белую сердцевидную гниль; гниение и деструкция древесины довольно активные. Активность внеклеточных гидролитических ферментных систем фильтрата культуральной жидкости Coriolus bnatus Quel штаммов Б-2 и Б-3 характеризуется следующими показателями: целлюлазная - 20,7-56,3 мг/100 мл, экзоклюканазная 10,2-37,2 мг/100 мл, эндоглюканазкая 45,1-55,9%, J -глюкозидазная 22,0-30,0 мг/100 мл, глюкоамил зная 29,0-35,0 мг/100 мл.

Штаммы имеют следующую характеристику.

Гифы большей частью от толстостенных до сплошных, извилистые, бесцветные, у старых образцов слабо окрашенные, 2,5-6 мкм, гифы трубочек тоньше 1,5-5 мкм, базидии 15-20 х. 4-5 мкм: споры бесцветные, почти цилиндрические , с одной стороны слабо приплюснутые или слегка согнутые 5-6X2,53 мкм, В гимении иногда можно наблюдать выступающие гроздевидные гифовые пучки из очень трудно различимых, бесцветных инкрустированных гиф до 40 мкм длиной и 12-18 мкм толпдиной.

Растет обычно во вторую половину вегетационного периода до MoipoaoB на -отмерших стволах, ветвях и овобенно-J пнях различных лиственных и, как исклю ение, хвойных пород; по-видимому , космополит.

в СССР встречается повсеместно, несколько чаще в средней полосе Европейской части, и принадлежит к числу весьма обычных грибов. Встречается в Западной Европе, Центральной и Южной Азии, Северной Америке и некотор«х других местах.

Вызывает белую гниль, подвергая быстрой деструкции некоторые виды древесины лиственных пород.

Пример 1. Осуществляли гидролиз растительного углеводного сырья подсолнечной лузки или свекловичного жома. Для этого в растительное сырье задают 20% культурешьного фильтрата штамма Coriolus hirsutus Б-1,Б-2 или 3-S в смеси Asp ergil us oryzae в количестве 0,5-1 ед АС на 1 г крахмала. Гидролиз ведут при 55°С. Тосле интенсивного перемешивания задают остальнь 80% культуральной жидкости. Гидролизуемую массу перемешивают до снижения температуры до 30°С, центриЛугируют, разделяя гидролизат на осадок и жидкую фракцию, осадок направляют на силосование, а жидкую фракцию, содержащую 8-15% растворимых углеводов, на производство кормовых дрожжей.

Пример 2.То же самое, что по примеру 1, только в качестве целлюлозолитических ферментов используют штамм Coriolus pubescens duel Б-3

Пример 3. То же, что и в примере 1, только в качестве целлюлозолитических ферментов используют штаммы Б-5 или Б-6 в смеси с солодом в количестве 0,5 ед. АС на 1 кг крахмала.

Пример 4. То же самое, что по примеру 1, только в качестве целлюлозолитических ферментов используO ют штаммы Coriolus zonatus Quel Б-2 или Б-3.

Предлагаемый способ за счет использования указанных штаммов, обладающих целлюлозной, экзоглюканазной, 5 эндоглюканазной, -глюкозидазной и глюкоамилазной активностью, позволяет осуществлять более глубокий гидролиз углеводов, растительного сырья, а также расширяет ассортимент микроQ организмов, используемых с этой целью.

Формула изобретения

1.Способ гидролиза растительного 5 сырья микроорганизмами-продуцентами

целлюлозолитических ферментов из высших базидиальных грибов в смеси с амилолитическими ферментными препаратами, отличающийся тем, что, с целью более глубокого гидроли0за углеводов сырья и расширения ассортимента применяемых микроорганизмов, из высших базидиальных грибов используют грибы рода Coriо us, штаммы Coriolus hirsutus Б-1 ,Б-2 , 2т-$ f

5 3-S; или CorfoJus pubescens Quel Б-3 или Coriolus verslcolor Quel Б-5, Б-6, б-S, 7-S, 8-S, 9-S, или Coriolus zonatus Quei Б-2, Б-3.

2.Способ no П.1, отличаю0щий с я тем, что в качестве питательной среды используют фильтровальную бумагу как источник углерода и , древесные опилки различных пород деревьев с добавлением необходимых минеральных солей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 648605, кл. С 12 D 13/02, 1977.