Способ получения белкового корма

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО КОРМА, предусматривающий приготовле иие питательной среды путем облучения целлюлоэосодержащего сырья ускоренными электронами, измельчения обработанного сырья и введенияминеральных солей, засев среды микроорганизмами - продуцентами белка и их культивирование, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества корма , целлюлозосодержашее сырье перед облучением смачивают . 6-10Х-ным раствором азотно-кнслого аммония, облучение целлюлозосодержащего сырья г осуществляют до поглощения дозы (Л 0,12-0,15 МГр, а из продуцентов белj ка используют штамм гриба Peniciljixun verruculosum lJMnM-F-275.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fOGV4APGTBEHHbN HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) !5.05.90. Бюл. и IS

" (21) .3756566/30-15 (22) 26.06.84 (7!) Институт микробиологии АН БССР (72) H. В. Стахеев, А. N. Дмитриев, Е. П. Петряев, В. С. Ветров, В. Г. Вабицкая, В. М. Горбачев, А. В. Павлов, С. Г. Латышева, А. Т. Иванов и Д. А. Гирис (53) 576.8(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

У 869742, кл. А 23 К t/14, !981.

Авторское свидетельство СССР

II 983!40, кл. С 12 N I/22, 1982.

Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума "Биоконверсия растительного сырья". Рига, 1982, с. 34-35, 248-, 249.

„„SUÄÄ 1262950 A 1 (5!)5 С 12 5LLL4 (С 12 N 1/14:

:С 12 R 1:645) А 23 К I/12, . С 12 P 21/00 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО

КОРИА, предусматривающий приготовление питательной среды путем облучения целлюпоэосодерващего сырья ускоренными электронами, измельчения обработанного сырья и введения минеральных солей, saces среды микроорганизмами - продуцентами белка и их культивирование, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качесТва «орма, целлюлозосодерхащее сырье перед облучением смачивают, б-IOX-ным .раствором азотно«кислого аммония, облучение целлюпоэосодермащего сырья осуществляют до поглощения дозы

О,!2-0,!5 МГр, а иэ продуцентов бел; ка используют штамм гриба Геп1сИЖщв verrucnlosum !!ИПИ-F-275.

1262950

Изобретение относится к микробиологической промьппленности, к способу получения белкового корма путем усовершенствования процесса радиолиза соломы и использования более продуктивного штамма.

Целью изобретения является повышение выхода и качества кормового продукта, снижение величины поглощения дозы и времени облучения, сокращение продолжительности культивирования микроорганизмов.

Сущность способа заключается в следующем.

Целлюлозосодержащее сырье, в частности солому злаковых, обрабатьг вают 6- 10Х-ным раствором азотно-кислого. аммония (гидромодуль I: 1) до содержания влаги 40-50Х, затем облучают пучком ускоренных электронов энергией 1,8-2,О МэВ, дозой )40200 кГр при помощи дозы 0,12-0,15 МГр в течение 15-20 с, затем измельчают, Обработку соломы осуществляют при пропускании ее в непрерывном режиме ! с заданной скоростью под пучком электронов. Для этой цели используют устройство, имеющее рабочую поверхность для облучения материала и транспортер ленточного типа, а также систему транспортеров, подающих со лому на облучение и отводящих ее иэ рабочей камеры.

Затем на основе обработанной соломы готовят питательную среду и культивируют штамм гриба Реп1.ciIlium

verruculosum ЦМПМ-Р-275 или ассоциативную культуру,, состоящую из указанного штамма гриба и дрожжей Сапй da utilis Кр-9.

Предварительное смачивание соломы солями аммония способствует более интенсивному радиолизу,.позволяет снизить дозу облучения.

Увлажнение соломы солями аммония в сочетании с ее обработкой ускоренными электронами повышает выход углеродосодержащих компонентов в среде по сравнению с субстратом, подвергнутым только электронному облучению, что отражено в табл. ).

Штамп PeniciXlium verrueuIosum

ЦМПМ-F-275 хранится в центральном музее промышленных микроорганизмов института "ВНИИГенетика".

При получении укаэанного штамма ему присвоен номер 49 БИМ Г-)40P.

10

15 ,ные, средней величины, часто ветвя

ЗО

Штамм гриба Ф 49 БИМ Г-)40Р получен из моноспорового варианта гриба

PeniciY7ium verrucuIosum 49 БИМ Г-)40 в результате естественного отбора в условиях периодического и непрерывного культивирования на среде с радиолиэованной соломой, Штамм имеет следующие культурально-морфологические признаки.

На сусло-arape колонии гриба быстрорастущие, белые, пушистые, с возрастом выделяют в агар ярко-оранжевый пигмент. Мицелий обладает грибным ароматом. Гифы многочисленщиеся.

На картофеледекстроэном агаре колонии эамедленно растущие, серо-зеленые, плоские. Гифы имеют утолщения типа тяжей.

Штамм обладает незначительным конидиальным спороношением.

Микроскопическое изучение штамма: кисточки двухъярусные, конидиеносцы 60-80х1, 8х2,8 мкм, гладкие. Конидии четко шиповатые, при старении зеленого цвета.

Отношение к углеродному питанию: усваивает глюкозу, фруктоэу, ксилоэу, сахароэу, лактоэу, мальтоэу, крахмал, янтарную, молочную, гликолевую кислоты.

Отношение к азотному питанию: усваивает аммонийный и нитратный азот. Не нуждается в бнофакторах роста.

Отношение к температуре: оптимальная температура роста 28-30 С.

Отношение к кислотности среды. растет в пределах рН 3,5-6,5, оптималь. ный рН 5,0.-5,5.

Отношение к кислороду: аэроб, способен развиваться в условиях с пониженной аэрацией.

Токсикологические исследования, проведенные в Белорусском научноисследовательском институте ветеринарии, показали безвредность как самого штамма, так и продукта, по" лученного путем выращивания гриба на радиолизованной соломе.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Соломенную резку увлажняют до 40-50Х раствором

NH N0>,.концентрация соли 6-107, гидромодуль 1:1. Полученный субстрат подвергают действию ускоренных электронов на ускорителе типа ИПУ-6 при поглощенной дозе 140 кГр (О,!4 МГр), мощности дозы 10 кГр/с и энергии пучка 2,0 МэВ. Радиолиэо- . ванную солому измельчают до размера частиц 0,05-0,5 мм и на ее основе готовят питательную среду следующего состава, Х: солома 2,0-3,0, КН Р04 0,1, MgSO< 0,05, кукурузный экстракт 1,0, кукурузная мука 0,5, 1О вода - остальное °

Исходный рН среды 5,0-5,5. Среду

".терилизуют в течение 30 мин при избыточном давлении 0,75 атм, охлаждают и засевают суспензией мицелия !5 гриба PeniciIlium verrucuIosum

ЦМПМ-F-275. Культивирование осуществляют в ферментерах при уровне аэрации 0 5:1 и скорости перемещения .

200 об/мин. Время культивирования 70

24 ч. После выращивания гриба продукт отделяют фильтрованием. В табл. 2 приведены показатели культивирования гриба (выход продукта и содержание общего белка) в сравнении с результатами, полученными на соломе, не смоченной перед облучением раствором азотно-кислого аммония.

Таким образом, смачивание субстра. та б-IOX-ным раствором азотно-кисло- !0 го аммония до влажности 40-50Х с последующим облучением дозой 0,14МГр позволяет увеличить на 207 выход конечного продукта и на 23,57 повысить в нем содержание общего белка. Низкие концентрации азотно-кислого аммония эффекта не обнаруживают, оптимальной является его концентрация 6-IOX о чем свидетельствуют данные табл. 3.

В табл. 4 представлены данные о влиянии дозы облучения на выход и содержание общего белка. Значительное (27,9») увеличение выхода общего белка обеспечивает доза 0,14 МГр, 45

Дальнейшее увеличение дозы эффекта ие оказывает.

В табл. 5 приведены данные культивирования гриба Penicillium verгисиХовшп UMTM-F-275 по предлагаемому способу в сравнении с известным (авт. св. М 869742).

Дпя дальнейшего повышения выхода конечного продукта и увеличения содержания протеина возможно ассоциа« тивное культивирование гриба Penici22ium verrucu2 sum ЦМПМ-F-275.с дрожжами СапЫда utilis KP-9ь Штамм!

262950 ф дрожжей получен с Вобруйского гидро . лиэного завода.

Пример 2. Гриб Peniclllium

verruculosum ЦИПМ-F-275 выращивают, как описано в примере I. Через 20 ч подсевают культуру дрожжей СапйЫа иСШв KP-9 в количестве 5-10 об.i которая ассимилирует продукты разложения целлюлозы. Ферментацию ведут еще 20 ч. Затем продукт . ферментациМ отделяют фильтрованием. В табл. 6 пред-. ставлены результаты совместного куль.тивирования в сравнении с данными, полученными в монокультуре, Таким образом, предлагаемый cno" соб по схеме совместного выращивания позволяет по сравнению с известным сократить общее время получения конечного продукта на !5-32. ч. (на 22-44X); повысить общее содержание протеина в продукте на 42-70Ж.

Обработка соломы раствором азотно-кислого аммония и иониэирующим облучением дозой 0,14 ИГр и использование штамм(гриба PeniciIIium ver- .

ruculosum UNI91- F-275 дозволяют улучшить способ получения кормового продукта по авт св. Р 983!40 путем обогащения соломы грибным белком, о чем свидетельствуют данные табл. 7, В табл. 8 представлен аминокислотный состав белков биомасс, полу» ченных предлагаемым способом, в сравнении с аналогичными данными, приведенными в авт. св. Р 983140.

Как видно нз табл. 8, предлагаемый способ позволяет улучшить качественный состав продукта, так как увеличение общего количества белка сопровождается увеличением содержания незаменимых аминокислот, в том числе гистидина, треонина, лизина, в 1 4-2,2 раза.

Предлагаемый способ получения кормового продукта обеспечивает сле" дующие преимущества:

Снижение величины поглощенпой до-. зы (с 0,25 до 0,14 МГр) н времени облучения (с !4-58 ч до 15-20,с).

Значительное сокращения продолжительности культивирования (24-30ч вместо 72-75 ч).

Повьппенне выхода конечного продукта на 14,8Х.

55 Повышение содержания в продукте аминокислот.

Процесс облучения по предлагаемому способу непрерывен.

1262950

Осуществление способа по схеме совместного выращивания позволяет сократить общее время получения конечного продукта на 15-32 ч, повысить содержание протеина в продукте на 4270Х и выход продукта — на 33-50Х.

Таблица 1

Влияние смачивания соломы азотнокислыми солямн перед облучением на выход углеродсодержащих компонентов

Таблица

Солома

При66ВПоказатель

1О

Перед облучением несмоченная влажнитель держав среду смоченная азотно" кислым аммонием

t5!!wo

l 1,0

3,01

3,5

Выход продукта, r/ë 15

24,0

Содержание общего белка, 7

23,5

2 83

Таблица 3

Влияние концентрации азотно-кислого аммония на выход продукта и содержание белка в нем

Контроль Концентрация ИН ЯОэ, Й

Показатель

{без смачнвания) 4 6 10 12

Выход продукта, r/ë

l5 l7 l8 18

Содержание общего белка, Ж

18 20 21 20

Т аб лица 4

Влияние дозы облучения на выход продукта и содержание белка в нем

0 (контроль) 28,8 15,0 4,3

0,03

28,8!

5,0 4,3 янро, Контроль (облучение соломы беэ предварительного влажнения

Влияние предварительного смачивания соломы азотно-кислым аммонием

% на выход и качество продукта

1262950 8

Продо ькение табл,4

3 4 5

16 5 4,6

7,0

28,8

0,1

27-,9!

9,5

28,0

0,14

27,9

19,5 5,5

28,0

0,28

20,9

30,2

5 6

27,0

0,42

32,5

21,4

5 ° 7

5,9

26,6

0,56

27,2

0,70

0,98

3792

21,8

25,4

Таблица 5

Влияние времени культивирования на содержание протеина в продукте

Предла- ПрибавгаемыЯ ка, Х способ

Показатель ИзвестHhlA способ

Общее время культивирования„ч 72-75

24-30 60-65

Содеркание протеина Х 17,.6

20,2 14,8

Таблица 6

Сравнительные данные по культивированию гриба Реп1сИИшв чеггисиХозшв !П ПМ-F-275 предлагае аач способом в монокультуре и в ассоциации с дрожжами

Показ атель

Прибавка, Х

Выход, продукта, г/л

18-19

24-27

30-50

Содержание протеина, 3 20 ° 2

25-30

23-48

Сод ерш ание клетчатки в конечном продукте, Х

24-25

l l- l9

24-25

Ионокультура гриба P. verruculosum

Совместное выращивание гриба P. verruculosum c дрожками Сап6Иа utiZis.

КР-9

Таблица 7

1262950

Выход продукта, кг/т

Выход протеина, кг/т

Способ обработки

Продолкительность культивирования, ч

13 NaOH (no авт. св. 1) 983140) 600-700 135-140 36»48

Иоииэирувщее иэлучение 0,14 ИГр (по предлагаемому способу) 800-900 150-155 24

33,3 11 33-50, Прибавка, 3

Величина прибавки, например, выхода продукта определяется по

-формуле:

Выхон по предлагаемому способу - выход по способу авт. св. II) 983140 к !Opal

Вйкод йо способу ввт. св. II) 983!40

Т в б л и ц а 8

Аиннокислотный состав белков, полученных иэвестныи {по авт. св. Il 983!40) и предлагаеиым способаии

Аминокислота иэвес1 По предлаиу спо- гаеиому спо у-- собу

Гистидин

Треоннн

5,55

178

6,05

3,39

137

Ливии 5,35

Аргинин 6,46

7)33

7,44

1!5

5,68

113

5 03

3,42

3,72

I09

109

1;96

I)79

4,24

° 4,43

8,09

8,51

Сравнительные данйые по получению белкового корма иэвестным и предложенным способаии

Валин

Изолейцнн

Триптофан

Фенилаланин.

Лейцин величенйе выхода аиино-. нслот, Ж по творению к . выходу по иэ естному спообу

1262950

l2

Продолжение табл.8

Содержание, 3 в белке

Аминокислота

По предлагаемому спо собу по извест ному способу

l,67

Метионин

3,42

Серии

Пролин

20) 6,87.

)78

7,49

4,2).

Аспарагиновая кислота

5,49

143

6,34

)34

l3,38

3, l5

Следы

Составителв Т, Полянская

Редактор Е. Хорина Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 1534 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

))3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Алании

Тирозин

))истин

Увеличение выхода аиино кислот, Х по отновенив к выходу по известному способу