Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
149
новая, олеиновая и линолевая. Липиды, синтезируемые изученными макромицетами, характеризовались преимущественным содержанием ненасыщенных жирных кислот с 18 атомами углерода, при этом концентрация преобладающих олеиновой и лино-левой жирных кислот достигала 34—36%, а в некоторых случаях— 47,5%. Характерной особенностью липидов биомассы, полученной в условиях твердофазной ферментации, являлось присутствие в них арахиновоп кислоты и оксикислоты (С2о-о).
Сравнительное изучение жирных кислот липидов биомассы микро- и макромицетов не обнаружило существенных различий в качественном составе, тогда как количественное соотношение их значительно изменялось. Однако во всех случаях преобладающими были ненасыщенные жирные кислоты, составляющие у микромицетов 64—71%, а у макромицетов — 53,5—66,6% суммы жирных кислот. Способ культивирования грибов существенно изменял качественный состав липидов. На примере гриба Penicillium verruculosum показано, что твердофазная ферментация способствует увеличению в составе инграцеллюлярных липидов общего количества ненасыщенных жирных кислот. При этом значительно повышается содержание линолевой кислоты. Обогащение соломы белком стимулировалось дополнительным внесением в среду картофельной мезги или свекловичного жома в количестве 10—30% массы субстрата.
На рост грибов и синтез ими белка большое влияние оказывали такие факторы, как температура, реакция среды, влажность субстрата. Действие этих факторов изучено на примере грибов Tyromyces lacteus и Coriolus versicolor. У Coriolus versicolor оптимум pH для синтеза сырого протеина и истинного белка находился в пределах 4,0—6,0. Оптимальные значения активной кислотности среды несколько сдвигались при выращивании на соломе гриба Tyromyces lacteus — 5,0—7,0. Деградация органического вещества грибами повышалась при смещении pH в щелочную сторону.
Наиболее благоприятная температура для активной био-трансформации соломы колебалась от 25 до 30 °С. При этом более чувствительным к изменению температуры культивирования оказался гриб Tyromyces lacteus. Изменение температуры сказывалось и на усвоении грибами целлюлозы. Если Coriolus versicolor более интенсивно расщеплял субстрат при повышении температуры, то более активная деградация органического вещества грибом Tyromyces lacteus наблюдалась при 25—30 °С.
При исходной влажности среды около 40% грибы росли слабо, количество общего белка в биомассе (гриб +неусвоенный субстрат) составляло 8—10%, истинного — 4,5%. Хороший рост грибов и высокое содержание в биомассе белка наблюдались при влажности субстрата 65—75% (сырой протеин—12— 18%, истинный белок—7—9%). Дальнейшее повышение влажности соломы до 80—85% приводило к неполному прорастанию
150
субстрата грибами, а следовательно, и к снижению содержания белка в обогащенной соломе. На протяжении роста грибов влажность субстрата изменялась незначительно. Субстрат, имеющий в начале культивирования грибов низкое содержание влаги (приблизительно 30%), высыхал, и рост грибов практически прекращался.
Аналогичная закономерность была установлена другими исследователями для грибов Trichoderma reesei (Atev, 1986), Aspergillus niger (Rodriquez et al., 1986) и Sporotrichum pulve-rulentum (Smith et al., 1986). С увеличением исходной влажности субстрата от 40 до 70% выход белка возрастал. Оптимальное его содержание (около 15%) отмечалось при влажности субстрата 60%.
Активный рост обеих культур начинался через 2—3 сут после посева, сопровождался синтезом ферментов и расщеплением лигноцеллюлозного комплекса субстрата. Суммарная целлюлаз-ная активность проявлялась уже на 4—5-е сутки. По мере роста грибов уровень активности целлюлазы повышался, достигая максимума на 7—8-е сутки культивирования. Наряду с целлю-лазой грибы Tyromyces lacteus и Coriolus versicolor синтезировали ксиланазу, тирозиназу, лакказу, пероксидазу, глюкозоо-ксидазу и каталазу. Рост базидиомицетов на соломе сопровождался изменением количественного и качественного состава углеводов субстрата.
Содержание белка в ферментированной соломе достигало максимума при культивировании обоих грибов к 6—8-м суткам и дальше практически не изменялось. Вместе с тем деградация лигнина была заметной лишь после 10 сут культивирования, а целлюлозы — после 5 сут для гриба Tyromyces lacteus и после 7 сут для Coriolus versicolor, хотя активный рост грибов начался значительно раньше. Деструкция целлюлозы и лигнина грибом Tyromyces lacteus за 18—20 сут составила 40 и 19%, а грибом Coriolus versicolor — 32 и 23% соответственно. Интенсивный рост грибов в первые сутки культивирования и активное разрушение органического вещества субстрата в более поздние сроки (10—20-е сутки) дают основание предполагать, что накопление биомассы грибов в начале культивирования идет в основном за счет питательных веществ среды и гемицеллюлоз-ного компонента соломы.
Переваримость продукта (определенная in vitro под действием пепсина), полученного при выращивании на соломе гриба Tyromyces lacteus, равнялась 33%, а продукта, полученного при выращивании Coriolus versicolor,— 36%, что согласуется с данными чешских исследователей (Zadrazil, Brunnert, 1982) о существовании корреляции между разрушением лигнина и переваримостью органического вещества. Coriolus versicolor более активно разрушал лигнин (23 против 19% у Tyromyces lacteus), переваримость ферментированной этим грибом соломы также
