Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
143
Изучение влияния степени измельчения соломы на обогащение ее протеином позволило установить, что при размере частиц соломы до 1 см протеин в биомассе составляет 8—10%, а при размере частиц 0,05—0,2 см—12—15%. Значительно повышается в среде и содержание редуцирующих веществ, что сокращает сроки культивирования гриба — продуцента белка при выращивании его в колбах на качалке до 48—60 ч, при выращивании в ферментерах — до 30—40 ч. В дальнейших испытаниях
Таблица !2. Влияние предварительной обработки соломы на углеводный состав среды, мг/100 мл
Углеводы Способ обработки
натииная 1%-ный NaOH 0.3 МГр
солома
Рнбоза 0,83 0,90 Следы
Кснлоза Следы 0,30 0,66
Арабиноза » Следы Следы
Фр> ктоза 0,27 0,17 0,21
Галактоза Следы 0,68 2,80
Глюкоза 5,80 0,58 21,50
Сахароза 0,24 2,08 Следы
Целлобиоза 0,19 0,81 »
Всего 7,33 5,52 25,07
использовалась солома с размером частиц не более 1 мм при ее концентрации в среде 3%.
При глубинном культивировании в среде с 3% субстрата наибольшей способностью к биотрансформации соломы в белок кроме Penicillium verruculosum обладали микромицеты P. pisca-rium, P. lanosum, P. funiculosum, а из базидиомицетов — Clima-codon sepientrionalis, Schizophylluni commune, Tyromyces lacteus. Продукты, полученные при выращивании лучших продуцентов на измельченной нативной соломе (при дополнительном внесении 0,5% кукурузной или ржаной муки), содержали 17,0—18,0% протеина и 13,0-—14,5% истинного белка (Стахеев и др., 1985).
С целью усовершенствования способа предобработки субстрата (исключения щелочного или кислотного гидролиза) совместно с НИИ физико-химических проблем Белгосуниверситета и ЦНИИ МЭСХ изучено влияние некоторых режимов радиационной обработки. Поглощенные дозы ускоренных электронов 0,10— 1,54 МГр. Выяснилось, что оптимальной дозой для модификации соломы является интегральная доза 0,3 МГр.
От способа предварительной обработки субстрата зависел количественный и качественный выход сахаров (табл. 12). Общее содержание углеводов в среде с нативной и обработанной щелочью соломой составляло 7,3 и 5,5 мг/100 мл, в то время как на радиационно-модифицированной — 25,1 мг/мл. Сравнительно
144
Таблица 13. Влияние способа обработки соломы на показатели ферментации
Способ обработки Длительность Выход Выход общего
культивирования, продукта белка
г/г субстрата
Нативная солома 48 0,73 0,11
1%-ный NaOH 36 0,70 0,15
0,3 МГр 24 0,90 0,14
Таблица 14. Состав биомассы (средние показатели) гриба
Penicillium verruculosum, %
Способ обработки Сырой Сырой жир Зола Сырая БЭВ Истинный Перевари
протеин клетчатка белок мость
белка
1%-ный NaOH 25,0 2,2 6,2 27,5 39,1 16,7 60,2
0,3 МГр 20,8 2,5 3,8 26,0 46,9 14,5 64,6
Синтетическая 46,8 3,7 5,3 8,1 .36,1 43,0 70,7
среда Чапека
невысокое содержание моносахаридов в среде с делигнифициро-ванной соломой связано, очевидно, с тем, что при нагревании углеводов с разбавленными щелочами происходит разрыв их углеродной цепи с образованием большого числа разнообразных продуктов, в том числе молочной и муравьиной кислот, а также других продуктов с трехуглеродной цепью. Часть же моно- и дисахаридов, вступая во взаимодействие с гидроокисью натрия, образует сахариды. Таким образом, максимальное накопление углеводов в легкодоступной для микроорганизмов форме обеспечивала обработка целлюлозосодержащего субстрата ускоренными электронами.
Более богатый в количественном и качественном отношении углеводный состав питательной среды с радиационно-модифицированной соломой, а также большая доступность субстрата ферментативному гидролизу обеспечивали сокращение сроков культивирования гриба. Накопление продукта при выращивании Penicillium verruculosum на необработанной соломе заканчивалось к 48—60 ч культивирования. На соломе, обработанной щелочью, культура росла интенсивнее: продолжительность ферментации сокращалась до 36—48 ч. При использовании радиационно-модифицированной соломы длительность культивирования уменьшалась до 24—36 ч (табл. 13). Получен наибольший выход белково-углеводного продукта. Однако выход общего белка и на делигнифицированной и на облученной соломе был практически одинаков и превышал контроль (необработанная солома) в 1,3 раза.
Обработка субстрата ускоренными электронами способство-
10. Зак. 956
145
вала сокращению продолжительности ферментационного процесса, не вызывая ухудшения качественного состава конечного продукта (табл. 14). Аминокислотный состав белков препаратов, полученных при выращивании Penicillium verruculosum в среде с частично делигнпфицированной и радиационно-модифицированной соломой, был идентичен. Сумма незаменимых аминокислот белка составляла 43,9 (деструкция соломы ускоренными электронами) и 46,4% (деструкция гидроокисью натрия), на необработанной соломе — 38,6%.
