Способ получения кормовой белковой добавки

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения кормовых добавок, которые могут использоваться для производства кормов, обогащенных белком. Целью изобретения является повышение качества продукта за счет обогащения его белком и другими биологически активными соединениями, а также ускорение процесса получения. Для этого твердую питательную среду, состоящую из 42-45% пшеничных отрубей и 52-55% отходов растительного происхождения (виноградные, плодоовощные выжимки, обрезки лозы, отходы производства чайных напитков, эфирно-масличного или крахмального производств), увлажняют до 52-54% раствором мочевины с таким расчетом, чтобы концентрация составляла 3,0-3,5%. Затем раствор мочевины нейтрализуют фосфорной кислотой с таким расчетом, чтобы PH питательной среды после увлажнения и стерилизации был в диапазоне 4,8-5,5. Затем среду стерилизуют, охлаждают и засевают посевной культурой дрожжеподобного гриба ENDOMYCOPSIS FIBULIGERA C-4 в количестве 5-10% от воздушно-сухой среды. Посевной материал получают глубинным культивированием продуцента на оптимизированной среде следующего состава, мас.%: пшеничные отруби 2,5-3,7

отходы растительного происхождения 2,0-2,5

экстракт солодовых ростков 7-10

/NH<SB POS="POST">4</SB>/<SB POS="POST">2</SB>HPO<SB POS="POST">4</SB> 0,05-0,15

K<SB POS="POST">2</SB>HPO<SB POS="POST">4</SB> 0,10-0,15, и остальное-вода. Твердофазную ферментацию ведут при 33-35°С, влажности воздуха 98-100% в тонком стационарном слое субстрата высотой 35-40 мм при аэрации в среднем в зависимости от стадии развития культуры 1,5-30-10м<SP POS="POST">3</SP>/ч<SP POS="POST">.</SP>кгАСВ или в толстом слое высотой 200-220 мм при объемной аэрации среды, которая в экспоненциальной фазе составляет 1,0-1,2м<SP POS="POST">3</SP>/ч<SP POS="POST">.</SP>кг ACB. Продолжительность процесса ферментации 20-24 ч. Готовую культуру высушивают при 105°С. Содержание сырого протеина в конечном продукте составляет 28-40%, истинного белка 22-34% при содержании белка в исходной питательной среде 9-21%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4226813/31-13 (22) 10.04.87 (46) 15.09.89. Бюл. N - 34 (71) Тбилисский государственный университет (72) Г.Г.Микеладзе, Л.З,Багашвили, Г.Б.Бравова, E.Ã.Áîðèñåíêî, П.Д.Чагелишвили и Л,П.Андгуладзе (53) 663.18 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1150264, кл, С 12 N 1/ l6, 1983.

Авторское свидетельство СССР

9. 874022, кл. А 23 К 1/165, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ

БЕЛКОВОЙ ДОБАВКИ (57) Изобретение относится к биотехнологии и касается получения кормовых добавок, которые могут использо-. ваться для производства кормов, ооо- гащенных белком. Целью изобретения является повышение качества продукта за счет обогащения его .белком и другими биологически активными соединениями, а также ускорение процесса получения. Для этого твердую питатель ную среду, состоящую из 42-457 пшеничных отрубей и 52-557 отходов растительного происхождения (виноградные, плодоовощные выжимки, обрезки лозы, отходы производства чайных напитков, эфирно-масличного или крахмального производств), увлажняют до 52-54Х раствором мочевины с таким расчетом, чтобы концентрация составляла 3,0„„SU„„f 507787 А 1 (51)4 С 12 N 1/16, А 23 К 1/165.

3,5Z. Затем раствор мочевины нейтрализуют фосфорной кислотой с таким расчетом, чтобы рН питательной среды после увлажнения и стерилизации был в диапазоне 4,8-5,5. Затем среду стерилизуют, охлаждают и засевают посевной культурой дрожжеподобного гриба

Endomycopsis fibuligera С-4 в количестве 5- 10Е от воздушно-сухой среды.

Посевной материал получают глубинным культивированием продуцента на оптимизированной среде следующего состава, мас.7: пшеничные отруби 2,5-3,7," отхоцы растительного происхождения

2,0-2,5; экстракт солодовых ростков

7 — 10; (ИН ) НР0 0,05-0,15; К 11РО 0,10- <

0,15 и остальное — вода. Твердофазную ферментацию ведут при 33-35 С, влаж ности воздуха 98-MOX в тонком стаI ционарном слое субстрата высотой 3540 мм при аэрации в среднем в зависиМосТН от стадии развития культуры . 1,5-30-10м /ч кг АСВ или в толстом слое высотой 200-220 мм при объемной аэрации среды. которая в экспоненциальной фазе составляет 1,0-1,2 м /ч .кг

АСВ, Продолжительность процесса фер- ", «4 ментации 20-24 ч. Готовую культуру вы- 4 сушивают при 105 С. Содержание сырого Q© протеина в конечном продукте состав- аа ляет 28-407., истинного белка 22-34Z при содержании белка в исходной питательной среде 9-21Е. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. . фь

2,5-3,7

3 15077

Изобретение относится к биотехнологии и касается получения кормовых добавок, которые могут использоваться дня производства кормов, обогащенных бел . ком.

Цель изобретения -повышение качества продукта за счет обогащения его белком и другими, биологически активными соединениями, а также уско- 0 рение процесса получения.

В процессе получения кормовой добавки проводят увлажнение и стерилизацию питательной среды, содержащей в качества углеродного и азотного питания15 пшенйчные отруби и отходы растительного происхождения, затем засев и культивирование штамма дрожжей Endomycopsis fibuligera С-4 на твердофазной среде с последующим высушиванием 20 культуры. При этом в качестве отходов растительíîrо происхождения используют виноградные выжимки или обрезки лозы, или другие отходы, а в питательную среду дополнительно вводят мочевину25 с последующей нейтрализацией фосфорной кислотой до РН 4,8-5,5 и культивированием при температуре 33-35ОС и влажности 52-54 в течение 20-24 ч при следующем соотношении компонентов, 30 мас. :

Пшеничные отруби 42-45

Виноградные выжимки или обрезки лозы, или другие отходы 52-55 35

Мочевина 3,0-3,5

Посевной материал выращиваютна питательной среде следующего состава, мас. :

Пшеничные отруби

Виноградные выжимки или обрезки лозы, или другие отходы 2,0-2,5

Экстракт солодовых ростков (1:5) 7 ь 0- 1 0 0 (ИН,}, НВО, 0,05-0, 15

К НРО4 0,10-0,f5

Вода до 1 л.

В качестве отходов растительного происхождения используют плодоовощные

50 вьпкимки, отходы производства чайных напитков, отходы крахмального и эфирно-масличного производства.

Предлагаемый способ обеспечивает короткий технологический цикл продолжительностью 20-24 ч, что позволяет вести процесс в полуасептических условиях без предварительной стерипиэации продуваемого воздуха, зна87 4 чительно расширяет сырьевую базу для производства кормовых добавок, позволяет получить кормовые добавки с содержанием сырого протеина 28-40 . и истинного белка .22-34 . при содержании белка в исходной питательной среде

9-21 при этом происходит также облагораживание среды (содержание редуцирующих веществ возрастает в 33,5 раза, содержание клетчатки снижается на 20%), что может в определенной степени компенсировать небольшие расходы на стерилизацию (1 атм, 1 ч), обезвреживает ее от посторонней микрофлоры (при обследовании в промышленной партии виноградных выжимок обсемененность составйла 25-270 млн клеток микроорганизмов 1.г, из них бактерии, плесень и дрожжи составляли 65, 25 и 10 соответственно: обсемененность пшеничных отрубей составила 10-80 млн клеток/гр). Кроме сте-. рилизации питательной среды залогом безвредности получаемого продукта является короткая лагфаза продуцента (4-6 ч), предотвращающая развитие посторонней микрофлоры при культивировании (токсикологическими исследованиями установлена безвредность полученного готового продукта).

Таким образом, согласно способу получают безвредные продукты, свободные от токсинов.

Продукт, полхченный на среде,содержащей экстрагированные виноградные выжимки, пшеничные отруби и мочевину, в качестве источника азотного утитания не токсичен. Его биологическая ценность ОБЦ=100, коэффициенты эффективности белка КЭБ=1,4.

В таблице 1 приведен аминокислотный состав белка готового продукта в сравнении с аминокислотным составом белка исходного сырья.

Аминокислотный состав белка готового продукта (г/100 r белка) и его сопоставление со стандартом ФАО по не( заменимым аминокислотам приведены в табл.2.

Из табл.1 видно, что аминокислотный состав белка готового продукта по сравнению с белком исходного сырья значительно улучшается как количественно, так и в качественном отношении, а по содержанию незаменимых ами-. нокислот (табл.2) полученный продукт за исключением цистина (триптофан

1507787 не определен) превосходит стандарт

ФАО.

Содержание нуклеиновых кислот в продукте составляет 1,7-2,3Х.

Продукт содержит большой набор гидролитических ферментов активностью, ед/г: амилолитическая активность (АС)

4; осахаривающая (ОС) 38; пектолитическая (ПкС) 0,6; протеолитическая 10 (ПС) 1,2; глюкоамилазная (глС) 17; целлюлазная (С,) по фильтровальной бумаге 16; ксиланазная (КС) 14; целлобиазная 1,2.

В результате действия гидролити- 15 ческих ферметов продуцент утилизирует

70-75Х крахмала, 53-58/ пектина, 4448 гемицеллюлозы и 12-15Х целлюлозы, содержащихся в субстрате; усваиваются 87-98 восстанавливающих сахаров. 20

При приготовлении питательной среды используются экстрагированные (промытые) виноградные выжимки (использованы различные партии экстрагированных виноградных выжимок из раз-25. личных промьш ленных сортов винограда)

Пример 1. Твердую питательную среду, состоящую из смеси экстрагированных виноградных выжимок (54 ) и пшеничных отрубей (42/) увлажняют 30 до 52-54 раствором мочевины с таким расчетом, чтобы концентрация внесенного азота составляла 2Х от воздушно сухой питательной среды. Перед увлажнением в раствор мочевины вводят фосфорную кислоту с таким расчетом, чтобы рН питательной среды после увлажнения и стерилизации было в диапазоне

4,8-5,5 (на 100 мл 4/-ного раствора .мочевины вводят 1,3-1,5 мл Н,PO ). 40 Увлажненную среду стерилизуют при

1,0 атм в течение, 1 ч, охлаждают до

35 С и засеивают посевной культурой

End.fibuligera С-4 в количестве 5-10/ от воздушно-сухой среды. 45

Посевной материал получают глубинным способом культивирования продуцента на среде следующего состава, к объему питательной среды: пшеничные отруби 3,7; виноградные выжимки 5п

2 0 экстракт солодовых ростков 7,0; (МН,,) НР0 0,05; К,НРО40,1; остальное рода. Посевной материал выращивают при 33-35 С, рН среды 5,0 — 6,0, в течение 14-16 ч на качалке или 8 — 10 ч .5 в ферментере при аэрации среды 0,81,0 объем воздуха/объем среды.

Твердофазную ф рментацию ведут при

33-35 С м относительной влажности воздуха 98-100 . Воздух, подаваемый на аэрирование, «е требует предварительной стерилизации. Культуру выращивают в тонком стационарном слое субстрата высотой 35-40 мм в условиях аэрируемой камеры при аэрации в среднем в период лагфазы, экспоненциальной фазы и в стадии замедленного роста 1,5, 30 и

10 м ч кг АСВ соответственно или в толстом слое субстрата высотой 200220 мм при объемной аэрации среды, которая в экспоненциальной среде составляет в среднем 1,0 — 1,2 м ч кг АСВ.

Максимальное обогащение субстрата белком наблюдается через 24 ч. Готоо вую культуру высушивают при 105 С.

Перед сушкой из-за мелкозернистой структуры не требуется дробления культуры. Содержание сырого протеина в конечном продукте составляет 30 — 32, в том числе содержание истинного белка

24-26 в пересчете Hà ACB при содержании белка в исходном сырье 11 — 12 ..

Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что питательная среда имеет следующий состав, мас.Х:

Пшеничные отруби 45

Виноградные выжимки 52

Мочевина 3

Посевной материал выращивают на среде следующего состава, в мас.Х:

Пшеничные отруби 2,5

Виноградные выжимки 2,5

Экстракт солодовых ростков (1:5) 10,0 (ИН 4) НРО4 0,10

K HP0 0,12

Вода Остальное.

Содержание сырого протеина в готовой культуре через 22 ч культивирования продуцента составляет 30-32 ., в том числе истинного белка 24-26Х при содержании белка в исходном сырье 1212,5 .

Пример 3, Процесс ведут аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что питательная среда имеет следующий состав м

Пшеничные отр он 43,5

Виноградные выжимки 53,5

Мочевина 3

Посевной материал выращивают на среде следующего состава в мас./:

Пшеничные отруби 3,0

Виноградные выжимки 2,2

Экстракт солодовых ростков (1:5) 8 5

1507787 (NH ),HP0 0,15

К НРО 0,15

Вода Остальное, Содержание белка в готовой культуре5 через 24 ч культивирования продуцента

Составляет 30-327, в том числе истинНого белка 24-267.

Пример 4; Процесс ведут аналогично примерам 1-3, но в качестве отходов растительного происхождения используют яблочные выжимки, Максимальное обогащение субстрата белком наблюдается через 20 ч культивирования

Нродуцента. Содержание сырого протеин45 в конечном продукте составляет 287., истинного белка 227. при содержании белка в исходном сырье 10,27.

Пример 5. Процесс ведут аналогично примерам 1-3, но в качестве от- 20 ходов растительного происхождения

Используют томатные выжимки. Культивирование ведут 24 ч. Содержание сырого протеина в конечном продукте составляет 407., истинного белка 347. при содержании белка в исходном

Сырье 217.

Пример 6. Процесс ведут аналогично примерам 1-3, но в качест— ве отходов растительного происхождения используют отходы чая, образующегося при производстве чайных напитков, ферментацию ведут 24 ч. Содержание сырого протеина в конечном продукте составляет 367, истинного белка 287 при содержании белка в исходном сырье 16,57.

Пример 7. Процесс ведут аналогично примерам 1-3, но в качестве отходов растительного происхождения 40 используют отход крахмального производства — картофельную мезгу. Ферментацию ведут 24 ч. Содержание сырого протеина в конечном продукте составляет 28,5%, истинного белка 22,2% при 45 содержании белка в исходном сырье

9,57.

Пример 8. Процесс ведут аналогично примерам 1-3, но в качестве отходов растительного происхождения используют герань — отход эфирно-масличного производства. Ферментацию ведут 24 ч. Содержание сырого протеина в конечном продукте составляет 29,8%, истинного белка 22,57 при содержании белка в исходном сырье 11,3%.

H р н м е р 9. Процесс ведут аналогично примерам 1-3, но в качестве отходов растительного происхождения используют обрезки виноградной лозы, которую предварительно обрабатывают следующим образом: 50 кг сухих молотых обрезков виноградной лозы замачивают в 100 †1 л 0,5 — 0,6 н.раствора серной или фосфорной кислоты, полу— ченную полужидкую массу с Содержанием

CB 26-287. обрабатывают термически при 110-120 С в течение 40-60 мин. К обработанной среде прибавляют мочевину с таким расчетом, чтобы азот, внесенный ею, составлял 1,8% от конечной воздушно-сухой среды. Мочевина служит одновременно нейтрализующим агентом. Затем полученную массу смешивают в 50 кг сухих пшеничных отрубей, тщательно перемешивают и стерилизуют при 1 атм.1ч. Влажность конечной питательной среды составляет 541, рН 4,8-5,5, среду охлаждают до 35 С, засевают. Культивирование ведут 24 ч, содержание сырого протеина в коне ц.ом продукте составляет 327., истинного белка 267 при содержании белка в исходном сырье 12,5%.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Способ получения кормовой белковой добавки, предусматривающий приготовление посевного материала, питательной среды, содержащей в качестве источника углеродного питания пшенич-, ные отруби и дополнительного — растительный отход, увлажнение ее, стерилизацию, засев штаммом дрожжей Endomycopsis fibuligera с последующим проведением твердофазной ферментации и высушиванием готового продукта, отличающийся тем„ что, с целью повышения качества продукта за счет обогащения его белком и другими биологически активными соединениями и ускорения процесса получения, в качестве штамма дрожжей при засеве используют Endomycopsis fibuligera С-4, а в качестве источника растительного отхода используют виноградные, или яблочные, или томатные выжимки, или отходы чайного производства или эфирно-масличного производства, или картофельную мезгу, или обрезки винограДной лозы, при этом в питательную среду. дополнительно вводят мочевину и используют их при следующем соотношении входящих в нее ингредиентов, мас.%:

Пшеничные отруби 42-45

Растительное сырье 52-55

1507787

1родолжение таол.1

Мочевина 3,0-3,5 а влажность среды устанавливают 52547 с рН 4,8 — 5,5 добавлением фосфорной кислоты, при этом процесс твердофазной ферментации проводят до максимального накопления белка в целевом продукте.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— щ и.й с я тем, что при приготовлении питательной среды, содержащей обрезки виноградной лозы, смешивание ингредиентов, увлажнение и доведение рН проводят одновременно, при этом предварительно готовят 26-28Х-ную суспензию 5 обрезков виноградной лозы в 0,5-0,6н. серной илй фосфорной кислоте, нагревают до 110-120 С, выдерживают в течение 40-60 мин, а затем вводят мочевину и пшеничные отруби. 20

Состав, 7 к массе

Аминокислоты ис ход но го сырья следы готового продукта

0,53

Метионин

Изолейцин

Лейцин

Тирозин

Фенилаланин

0,63

1,28

0,96

1,97

1,24

0,55

1,30

0,70

Таблица 2

Аминокислоты

Готового Стандарт продукта ФАО

4,2

7,23

Лизин

Гистидин

Таблица 1

4,82

4,45

Z5 Аргинин

Аминокислоты Состав, 7. к массе

Аспарагиновая кислота готового продукта исходного сырья

12,57

2,8

5,93

Треонин

30 Серин

3,8

0,64

1,86

Лизин

Гистидин

Аргинин

Глутаминовая кислота

Пролин

1,24

О, 44

13,38

0,94

1, 15

3,67

Аспарагиновая кислота

Глицин

Алании

Цистин

40 Валин

6,2

3,24

0,74

6,08

Треонин

1,53

0,47

2,0

1,5

1,0

0,58

Серии

4,2

6,0.Глутаминовая кислота

3,40

3,45

2,0

2,2

Метионин

Изолейцин

1,26

0,95

Пролин

Глицин

Алании

Цистин

Валин

4,2

4,95

1,60

0,75

4,8

7,64

Лейцин

Тирозин

1,57

0,71

4,81

2,8

0,39 следы

2,8

5,04

Фенилаланин

1,55

0,67

Составитель З.Фалунина

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Тираж 501 Подписное

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 5516/29

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101