Способ получения белковой кормовой добавки

 

Испольозование: биотехнология. Сущность изобретения: получение высококачественной кормовой добавки на отходах производства касторового масла. Цель изобретения - устранение токсического действия белка рицина и повышение питательной ценности целевого продукта путем обогащения нестандартного шрота клещевины дрожжевой биомассой. Для получения свободного от токсичности сырья нестандартный шрот клещевины разводят водой, затем подвергают его термической обработке, после чего для улучшения качества целевого продукта шрот клещевины засевают дрожжевой суспензией. 3 ил. 5 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения белкового кормового концентрата, предусматривающего выращивание дрожжей на отходе производства касторового масла - нестандартном шроте клещевины с предварительной детоксикацией.

Известно использование растительных отходов - хлопкового шрота и рисовой лузги [1], (схема 1, фиг. 1), и жмыха клещевины [2, прототип], (схема 2, фиг. 2) в качестве кормовой добавки. Однако для получения кормового белка на основе растительных отходов необходимо сложное оборудование, значительны энергетические и материальные затраты (схема 1), причем состав сырья, получаемого из этих отходов, нестабилен, что влечет за собой перебои в получении целевого продукта.

Процедура получения продукта из жмыха клещевины также весьма сложна (схема 2, фиг. 2) требует сложной аппаратуры, больших энергетических и материальных затрат. Один из этапов данного процесса получения продукта - удаление воды сопровождается потерей ценных питательных веществ. Конечный продукт содержит небольшое количество белка - 32%.

Использование нестандартного шрота клещевины в качестве сырья для культивирования микроорганизмов и получения высокобелковой кормовой добавки является весьма перспективным, он богат белками и липидами (табл. 1). Ежегодно имеется 1,0-1,5 тыс.т этого отхода из-за присутствия в нем токсичного белка рицина.

Цель изобретения - устранение токсического действия нестандартного шрота клещевины и получение на его основе высококачественного питательного кормового продукта путем обогащения шрота дрожжевой биомассой.

Это достигается тем, что для получения нетоксичного сырья нестандартный шрот клещевины разводят водой в соотношении 1:3, затем его автоклавируют при 1 атм. в течение 30 мин и заливают суспензией дрожжей Sacck. urevisiae, А-1.

С целью подбора оптимальной температуры при автоклавировании для устранения токсичности шрота клещевины изучали следующие интервалы температурного воздействия: 110^о, 112^о (0,5 атм.), 121^о (1 атм.), 128^о (1,5 атм.), (табл. 2). Установлено, что при 121^о (1 атм.) в шроте обнаруживались только следы рицина. При дальнейшем культивировании дрожжей на шроте клещевины его токсичность полностью устраняется (табл. 3).

Для отбора штамма дрожжей родов facch. cerevisiae и Candida, способных активно усваивать шрот клещевины, проведены испытания дрожжей, утилизирующих этот субстрат: Sacch. cerevisiae шт. Б-II, кол. N 501 [3], шт. А-1, кол. N 503 [3], шт. А-4, кол. N 504 [3]. Saccharomyces globosus шт. У-61, кол. N 203 [3] , шт. 929-2, кол. N 63 [3], шт. 710, кол. N 70 [3], Saccharomyces vini шт. Белая-5, кол. N 239 [3], шт. Аш-91, кол. N 122 [3], шт. 929, кол. N 62 [3] , шт. П-82, кол. 202 [3], Candida tropicalis АН-8 [1], шт. Фр-5, кол. N 46 [3], шт. 1113, кол. N 95 [3], Candida myciderma шт. 559, кол. N 108 [3] , шт. 956, кол. N 67 [3], myciderma шт. 559, кол. N 108 [3], шт. 956, кол. N 67 [3], шт. Я-14а, кол. N 187 [3], шт. С-26а, кол. N 161 [3], Candida melinii шт. А-7, кол. N 48 [3], шт.Ф-22, кол. N 255 [3], шт. АН-5 [1], (табл. 4).

В результате отобраны наиболее активные штаммы Sacch. cerevisia А-1 и С. tropicalis АН-8, накапливающие при культивировании на шроте клещевины до 8,8; 8,49 г/л, биомассы с содержанием белка 55,0; 49,7%.

Изучение влияния разведения шрота водой на образование биомассы и белка культурой Sacch. cerevisiae А-1 и C. tropicalis А-8 показало, что наиболее благоприятным было разведение шрота водой в соотношении 1:3 (табл. 5).

При разведении шрота водой в соотношении 1:2, при культивировании дрожжей на качалке, по-видимому, в сравнении с разведением 1:3 затрудняются аэрация и перемешивание клеток микроорганизмов, т.е. нарушаются гомогенные химические и физические условия, что влечет снижение продуктивности культуры. При разведении 1:4 количество компонентов среды оказывается недостаточным для активного развития культуры, образование белка при этом разведении меньше, чем при разведении 1:3.

Новым в заявляемом способе получения белковой кормовой добавки является то, что предлагаемый способ позволяет расширить ассортимент отходов производства для получения полноценного кормового белка за счет использования отходов производства касторового масла; снять токсичность нестандартного шрота клещевины, создать на его основе за счет дрожжей р. Sacchatoromyces и Candida высококачественную кормовую добавку.

Предлагаемый способ снятия действия токсических примесей нестандартного шрота клещевины и получения на его основе кормовой добавки по сравнению с прототипом менее трудоемок (cхема 3, фиг. 3), результат достигается более простым путем. В предлагаемом способе отсутствует ряд стадий - высушивание муки, удаление водного экстракта токсических примесей, дополнительное разрушение токсинов ферментами бактерий (смешивание муки с водой и удаление воды с растворенными веществами).

Конечный продукт содержит больше белка по сравнению с прототипом (по предлагаемому способу до 55% белка, в прототипе 32% белка в продукте).

В отечественной и зарубежной литературе не обнаружены сведения относительно получения кормовой добавки из нестандартного шрота клещевины. Кроме того, признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей биотехнологии, что обеспечивает заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия" и "новизна".

П р и м е р 1. Нестандартный шрот клевещины разводили водопроводной водой в соотношении 1: 3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. cerevisiae шт. А-1, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,8 г/л c cодержанием белка 55,0%.

П р и м е р 2. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1: 3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей Sacch. cerevisiae шт. АН-8, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,49 г/л с содержанием белка 49,7%.

П р и м е р 3. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей Sacch. cervisiae шт. Б-11, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин. и культивировали пр температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 6,92 г/л с содержанием белка 39,0%.

П р и м е р 4. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. cerevisiaе шт. А-4, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомасы составлял 7,5 г/л с содержанием белка 44,4%.

П р и м е р 5. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. globosus шт. У-61, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 7,51 г/л с содержанием белка 32,3%.

П р и м е р 6. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей Sacch. globosus шт. 929-2, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин, культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,3 г/л с содержанием белка 39,8%.

П р и м е р 7. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. globosus шт. 710, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 7,6 г/л с содержанием белка 26,1%.

П р и м е р 8. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. vini шт. Белая 5, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составил 6,31 г/л с содержанием белка 25,0%.

П р и м е р 9. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. vini шт. АШ-91, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 5,68 г/л с содержанием белка 22,8%.

П р и м е р 10. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей Sacch. vini шт. 929, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 6,1 г/л с содержанием белка 34,4%.

П р и м е р 11. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей Sacch. vini шт. П-82, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 7,0 г/л с содержанием белка 42,0%.

П р и м е р 12. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей С. tropicalis шт. АН-8, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,49 г/л с содержанием белка 49,7%.

П р и м е р 13. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей C. tropicalis шт. ФР-5, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,0 г/л с содержанием белка 41,0%.

П р и м е р 14. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1: 3 и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей С. tropicalis шт. 1113, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 6,07 г/л с содержанием белка 29,7%.

П р и м е р 15. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3 и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей C. mycoderma шт. 559, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 7,28 г/л c cодержанием белка 38,7%.

П р и м е р 16. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2%-ным инокулюмом дрожжей C. mycoderma шт. 956, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,02 г/л с содержанием белка 26,4%.

П р и м е р 17. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей С. mycoderma шт. Я-14а, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 6,39 г/л с содержанием белка 35,0%.

П р и м е р 18. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерелизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей C. mуcoderma шт. С-26а, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 7,73 г/л с содержанием белка 37,2%.

П р и м е р 19. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей С. melinii шт. АН-7, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 8,19 г/л с содержанием белка 41,2%.

П р и м е р 20. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей C. melinii шт. Ф-22, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 7,62 г/л содержанием белка 52,5%.

П р и м е р 21. Нестандартный шрот клещевины разводили водопроводной водой в соотношении 1:3, разливали в колбы объемом 500 мл со 100 мл субстрата и стерилизовали при 1 атм. 30 мин. Среду после охлаждения засевали 2% -ным инокулюмом дрожжей C. melinii шт. АН-5, который получали засевом сусло-агара. Колбы помещали на круговую качалку с 200 об/мин и культивировали при температуре 28^оС в течение 48 ч. Выход биомассы составлял 6,5 г/л c cодержанием белка 40,0%.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ, предусматривающий выращивание микроорганизмов с использованием нестандартного шрота клещевины, отличающийся тем, что , с целью устранения токсичности и повышения питательной ценности получаемого продукта, нестандартный шрот клещевины предварительно разбавляют водой в соотношении 1:3, автоклавируют при 1 ати (121^oС) в течение 30 мин и проводят культивирование дрожжей рода Saccharomyces или рода Candida при температуре 28±1^oС в течение 2 сут.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5