Способ получения биомассы кормовых дрожжей

(51)5 С 1 16,(С 12 й 1/16,1.72) ЕТЕН МАССЫ г. тся к микробиолои.способы интеегенерации. тяторы (кислофизические (ором и т,д.) и биганических киых наполните приготовления питаащивания кормовых ивающии обработку водорода в концентИзвестентельной средьдрожжей, пргиролизата перации 0.01-0,способ1 для выредусматррекисью03%,нсиакие тный бра- охислот лей),пособ ейств ыращивания дрожна сырье 0,5 - 100/или щелочи. Известенй путем во ислот м раство ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-производственное обьединение "Алмазы" и Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А,Айтхожина (72) Б.М.Калтаева, Л,И,Бекетаева, Р,М.Кунаева, К.Р,Балтабаева и Н.С.Кудабаева (53) 663,14(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР й 1036741, кл, С 12 И 1/22, 1983.Авторское свидетельство СССР М 1218927, кл. С 12 И 1/22. 1986.Авторское свидетельство СССР 1 Ф 699014, кл. С 12 К 1/00, 1979.Авторское свидетельство СССР В 902462, кл. Н 05 К 13/02, 1982.Романовская Т.Н., Романовский Н.А Кац А.М, и Носенко В,Е, Усовершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок. Тезисы докл. молодых ученых и специалистов, Киев. 1989.Авторское свидетельство СССР М 795024, кл. Н 03 Н 9/00. 1981.Авторское свидетельство СССР М 1117317, кл. С 12 й 1/22, 1984.Авторское свидетельство СССР М 782381, кл, С 12 К 1/16. 1979,Изобретение относи гической промышленност Известны различные фикации процесса дрожж как химические стимул или щелочной гидролиз). ботка ультразвуком. лазе мические (добавление ор и различных поверхностн(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ (57) Изобретение относится к гической промышленности. Ц ния - обогащение питател биологически активными вещ личение выхода биомасы и обе логической чистоты техно процесса, Способ заключает готовят питательную среду д ния дрожжей, вводят в нее препарат, осуществляют гид тельного сырья.,входящего в щивают на гиролизате дрожж ферментного препарата испол козидазу в количестве 16-24 м ную из сладкого миндаля активностью 8,3 мкмоль/мин соцветий полыни однолетне активностью 1,9 мкмоль/мин лы. 2 табл. микробиолоель изобретеьной среды ествами, уве- спечениеэкологического ся в том, что ля выращиваферментный ролиз расти- среду, выра- и, В качестве ьзуют Р-глюг/л, полученс удельноймг или из й с удельнойУказанные способы повышают выход биомассы дрожжей, но являются экологически вредными для окружающей среды,Известен способ выращивания дрожжей, предусматривающий обработку сырья и питательной среды физическими методами воздействия,Известен способ выращивания дрожжей, предусматривающий облучение азотным лазером суспензии с линой волны 3370 А интенсивность 1,5-10 эрг/см в течение 8 10 с,Известен способ выращивания дрожжей путем обработки гелиево-неоновыми, гелиево-кадмиевыми лазерами различной интенсивности.Методами физических воздействий добиваются повышения синтеза дрожжевых клеток, но сам технологический процесс может быть осуществлен после реконструкции существующих технологических схем путем введения новых приборов и узлов для осуществления обработки. Приборы и автоматы, осуществляющие способ обработки, как правило, остродефицитны и дорогостоящи.Известен простой способ введения различных добавок растительного происхождения с целью обогащения питательной среды ростовыми компонентами и питательными элементами, способствующими образованию биомассы,Известен способ выращивания дрожжей путем введения коричневого сока зеленых растений в количестве 40- 50 О/, от обьема среды.Известен способ выращивания дрожжей, в котором предгидролиз осуществляют разбавлением сырья водной вытяжкой активного ила с естественной кислотностью,Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому эффекту является способ выращиваний кормовых дрожжей на послеспиртовой барде. предусматривающий введение комплексных цитолитических препаратов в барду, гидролиз ее и выращивание на гидролизате дрожжей в присутствии минеральных солей, Из гемицеллюлозных ферментных препаратов по этому способу используют целлокандин ГЗХ, из культуры Сеотпсг 1 ов сапбЫвгп и целловидин ГЗх из культуры Тпспобегща ч псе в количествах соответственно 10 - 12 ед, С и 52 - 62 ед, С на 100 г барды. Эти ферменты оказывают влияние на гидролиз трудноусвояемой целлюлозы и не влияют на содержание редуцирующих форм сахаров, т,е, на сумму моно- и дисахаридов. Кроме того, питательная среда приготовлена из дорогостоящего сырья - послеспиртовой бражки,5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Цель изобретения - обогащение питательной среды биологически активными веществами, увеличение выхода биомассы и обеспечение экологической чистоты технологического процесса,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выращивания кормовых дрожжей из растительного сырья, включающему введение ферментных препаратов и необходимых минеральных солей в питательную среду, гиролиз и выращивание на гидролизате дрожжей, в качестве фермент- ного препарата используют/3-глюкозидазу, полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 8,8 мкмоль/мин мг или из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1.9 мкмоль/мин мг,/3 -Глюкозидаза из сладкого миндаля является глюкопротеином с мол, массой 130 кД и проявляет наибольшую активность в пределах рН 5,0 - 5,5, Этот фермент обладает широкой специфичностью по отношению к углеводной части молекулы субстрата, гидролизуя как/З-галактозиды, так и/3-глюкоэиды. П роцесс получения/3 -гл юкозидазы из зерен сладкого миндаля является многоэтапным и включает ионообменную хроматографию (ИОХ) на КМ, ДЕ-целлюлозе, гель-фильтрацию на сефадексе 8 100 и два этапа ульфтрафильтрэции через мембраны Амикон ХМ.Имеется коммерческий препарат этого фермента, выпускаемый фирмой "Яегча" (Ш веция).Более дешевым источником/3-глюкозидазы могут быть соцветия полыни однолетней (Агеаээ эппоа,). Процесс выделения Р -глюкозидазы из этого сырья достаточно прост и включает высаливание сернокислым аммонием ИОХ и гель-хроматографии, В ысокоочищенн ые препараты /3-гл юкозидэзы могут быть получены после ИОХ на КМ-целлюлозе. Фермент имеет мол, массу 100 - 120 кД и проявляет наибольшую активность в пределах рН 4,4 - 4,8.Р -Глюкозидаза из полыни, полученная по приведенной схеме, способна гидролизовать как Р-глюкозиды, так и /3-галактозиды, Близость физико-химических свойств ферментов из сладкого миндаля и полыни делает их взаимозаменяемыми в процессе ферментации растительного сырья, но в целях удешевления тенологического процесса необходимо учесть большую доступность полыни как сырья для получения Р -глюкозидазы.Сущность способа заключается в следующем,Готовят питательную среду из растительного сырья, например яблочных выжимок. Предгидролиз проводят в гидромодуле 10, при 95 - 100 С в течение 45 мин. Если дрожжевание осуществляют на жидкой фазе, субстрат отжимают.Питательную среду остужают до 28 - 32 С и вносят Р -глюкозидазу, полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 8,6 мкмоль/мин мг, или 3-глюкозидазу, полученную из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1,9 мкмоль/мин мг, Оптимальная доза внесения ферментного препарата установлена экспериментальным путем и составляет 20 мг на 1 л питательной среды.Р -Глюкозидаза способствует расщеплению дисахарида мальтозы на две молекулы мальтозы и дисахарида сахарозы на глюкозу и фруктозу. Введение ферментного препарата активизирует этот процесс,После внесения ферментного препарата определяют содержание редуцирующих сахаров.Недостаток солей азота и фосфора восполняется внесением минеральных солей: аммофоса, диаммонийфосфата, сернокислого аммония, кэрбомида и др. Расчет необходимого количества питательных солей ведут по количеству сахара в среде.После внесения расчетного количества минеральных солей питательную среду тщательно перемешивают и разливают в качалочные колбы по 100 мл. Предварительно готовят засевную культуру дрожжей на синтетической среде Ридера по общепринятой методике,Для приготовления засевной культуры на синтетической среде Ридера готовят 1 л 2 - 3%-ного водного раствора автолизата дрожжей, добавляют, г: глюкоза 10; (МН 4)2304 2,1; КН 2 РО 4 1; МПЯО 4 0,2; КЯО 4 0,2. Полученный раствор разливают в стерильные качалочные колбы. кипятят до хорошо видимого прохождения пара через ватно-марлевую пробку, остужают до 28 - 32 С и засевают в стерильных условиях чистую культуру дрожжей Сапйба тгорса а М 36. Культивирование ведут на качалках при 90 об/мин при 32 С в течение 18 ч без продувания воздухом, В засевной культуре должно быть не менее 5 10 кл,7В качалочные колбы вносят засевную культуру дрожжей до концентрации 0.5 - 1 млн. клеток в 1 мл питательной среды. Счет клеток ведут в счетной камере Горяева,После 16 ч культивирования определяют концентрацию дрожжевых клеток в биомассе методом центрифугирования. и влажность их высушивания до постоянного веса по общепринятым методикам, 10 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р, Для выращивания кормовых дрожжей готовят питательную среду следующим образом. Сухую яблочную выжимку (влажность 8 О/о) заливают водопроводной холодной водой в гидромодуле 10, Предгидролиз проводят при 95 С в течение 45 мин. Содержание РВ при этом 2,5;. После введения расчетного количества минеральныхсолей питательную среду охлаждают до 28 С и вводят /3 -глюкозидазу в количестве16 мг/л, полученную из сладкого миндаля с удельной активностью 13 мк моль/мин мг, Тщательно перемешивают и вносят засевную культуру дрожжей. Засевная культура должна готовиться на культуре Сапаба тгор 1 са 1 з М 36 из расчета 10 О/о к общему обьему питательной среды (5 10 кл),в Дрожжи культивируют в качалочных колбах на качалках при 32 С и 90 об,/мин без продувания воздуха втечение 18 ч, На питательной среде, содержащей глюкозидазу в количестве 16 мг/л, вес сырой биомассы составляет 68 г/л, на контрольной среде - 62,97 г/л, т,е. прирост биомассы составляет 7,4% (табл,1).П р и м е р 2. Для выращивания кормовых дрожжей готовят питательную среду следующим образом. Сухую:яблочную выжимку (влажность 8%) заливают холодной водой в гидромодуле 10. Предгидролиз проводят при 100 С в течение 45 мин, Содержание РВ при этом 2,5, После введения расчетного количества минеральных солей питательную среду охлаждают до 32 С и вводят Р -глюкозидазу в количестве 20 мг/л, полученную из соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1,9 мк моль/мин мг, тщательно перемешивают и вводят засевную культуру дрожжей Сапаба (горсагыз.М 36 из расчета 10% к объему питательнй среды (5 10 кл). Кульвтивирование дрожжей проводят по примеру 1 при 32 С. На питательной среде, содержащей /3-глюкозидазу в количестве 20 мг/л, вес сырой биомассы составляет 76,6 г/л, на контрольной среде - 63,1 г/л, т.е. прирост биомассы составляет 17,6 (табл.1),П р и м е р 3. Выращивание дрожжей проводят в условиях примера 2, но в опытные колбы вносят фермент в количестве 24 мг/л. Вес биомасы при этом не превышает уровень по примеру 2 и составляет 76,5 г/л, т.е. увеличение количества внесенного фермента свыше 20 мг/л не влияет на накопление биомассы (табл,1),Таким образом, предлагаемый способ выращивания кормовых дрожжей из растительного сырья с использованием 3-глюкозидазы в концентрации 20 мг/л (табл.2)1730139 Табл и ца 1 а н и е, К-контрольный вариант - дрожжи. культивируемый без фермента: ОП- опытный вариант - дрожжи, культивируемые в присутствии фермента, Содержание в полученных дрожжах общего белка составляет 42-59 1, истинного - 35,9-51,816 блица 2 является наиболее оптимальным, увеличивает выход биомассы на 17,6 оа увеличение выхода в процентах к контролю поабсолютно сухому весу - 18,5,В табл.2 показано влияние 3-глюкозидазы на количественный и качественный состав биомассы,Культивирование дрожжей в присутствии ферментного и репарата р-глюкозидазы обеспечивает расщепление полисахаридов на простые легко усвояемые моно- и дисахариды (пентоз, гексоз и т.д,), Способ позволяет упростить процесс и исключить глубокий термический предгидролиз (табл.2), а также щелочной или кислотный гидролиз, что обеспечивает экологическую чистоту технологического процесса. Сырьем для приготовления питательной среды является яблочная выжимка - отходы сокового производства, Это дешевый продукт переработки, обогащенный минеральнымивеществами и углеводами,Формула изобретения1. Способ получения биомассы кормо 5 вых дрожжей из растительного сырья, включающий введение ферментного препарата впитательную среду, гидролиз и выращивание на гидролизате дрожжей, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью обогащения10 питательной среды биологически активными веществами, увеличения выхода биомассы и обеспечения экологической чистотытехнологического процесса, в качестве ферментного препарата используют Р-глюко 15 зидазу в количестве 16 - 24 мг/л,2. Способ по п,1, отл и ч а ю щи й с ятем, что используют Р -глюкозидазу, полученную из сладкого миндаля с удельнойактивностью 8,3 мк моль/мин мг или из20 соцветий полыни однолетней с удельной активностью 1,9 мк моль/минмг.