Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
энергетических затрат на гидролиз смешанного субстрата, по всей
вероятности, обусловлено остаточной кислотностью барды.
При оптимальном режиме гидролиза и соотношении мезги и барды 1:1 выход
жидкого гидролизата с содержанием 2% РВ составляет 0,75 м3 из 1 м3 смеси.
Одновременно получается 26,3 кг (в пересчете на СВ) твердого углеводно-
белкового остатка, содержащего около 34% клетчатки и 22% сырого протеина
(14% истинного белка). Жидкий гидролизат, нейтрализованный аммиачной
водой до pH 4-5, является полноценной средой для выращивания дрожжей, а
остаток непрогидролизованного субстрата в свою очередь может быть
использован на кормовые цели.
Результаты культивирования дрожжей в колбах на качалке на гидролизате,
разбавленном до содержания РВ 1%, приведены в табл. 7. Для засева среды
использовали 2-суточный инокулят в количестве 4%, что соответ-
54
Таблица 7
Синтез биомассы и сырого протеина дрожжами различных таксономических
групп на гидролизате смеси (1:1) мезги и барды
Дрожжи Сухая биомасса, г/л Сырой протеин, % Степень утилизации РВ,
%
Candida tropicalis СК-4* 9,2 54,6 88,2
С. curvata Д-1 5,3 39,5 19,8
С. utilis Д-11 6,6 55,0 54,9
С. hutnicola Д-12 8,6 53,0 72,2
С. diddensii Д-34 10,8 46,8 52,7
С. curvata Д-66 10,0 52,2 87,9
С. regninii Д-108 7,4 44,3 26,4
Torulopsis Candida Д-3 6,7 41,9 39,6
Т. Candida Д-4 10,2 43,8 81,8
Т. utilis Д-25 6,2 55,0 51,6
Т. witenbergi Д-27 8,3 55,7 52,7
Lipomyces lipoferus Д-6 3,4 38,9 18,7
L. lipoferus Д-5 7,4 42,0 29,6
Sporobolomyces pararoseus Д-9 4,5 43,4 21,9
Cryptococcus terricolus Д-7 6,0 47,8 48,4
Rkodotorula glutinis Д-10 3,0 42,6 18,7
* Производственный штамм Мичуринского экспериментального спиртового
завода; остальные культуры получены из музея Института микробиологии АН
БССР.
ствовало внесению 0,9 г воздушно-сухих дрожжей на 1 л среды. Выращивание
продолжалось 24 ч. Для определения выхода дрожжей (г/л) биомассу отделяли
центрифугированием, высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали.
Концентрацию сырого протеина устанавливали по модифицированному способу
Кьельдаля (Вальтер, Пиневич и др., 1957).
Наибольшей продуктивностью обладают дрожжи рода Candida - С. curvata Д-
66, С. tropicalis СК-4, С. humi-cola Д-12. Эти культуры высокоэффективно
используют питательные вещества среды, трансформируя их в биомассу,
содержащую более 50% общего белка. Степень утилизации РВ достигает в
максимуме 88%. Из дрожжей рода Torulopsis в качестве продуцентов протеина
заслуживают внимания штаммы Т. Candida Д-4 и Т. witenbergi Д-27,
характеризующиеся высокой концентрацией биомассы, сырого протеина и
степенью утилизации РВ 82 и 53%. Особенностью остальных испытанных
культур является низкий коэффициент использования питательных
55
веществ и соответственно низкая концентрация биомассы и протеина.
Культуру лучшего продуцента протеина - дрожжей С. tropicalis СК-4 -
выращивали в ферментере на гидролизате с 2% РВ при интенсивности аэрации
1 л/(л-мин), скорости вращения мешалки 600 об/мин и температуре 30 °С.
Для засева среды использовали 2-суточный ино-кулят в количестве 10%.
Длительность культивирования
Рис. 3. Динамика периодического роста дрожжей Candida tropicalis СК-4 на
смешанном гидролизате: 1- биомасса, 2 - логарифм биомассы, 3 - сырой
протеин, 4 - РВ
составляла 72 ч. Микробиологический и биохимический контроль за ходом
ферментации проводили путем отбора и анализа проб культуральной жидкости
каждые 2-3 ч.
Рост дрожжей по экспоненциальной зависимости происходит в течение первых
четырех часов (рис. 3). В этот период удельная скорость роста достигает
своей максимальной величины ртах= 0,39 ч-1, что соответствует времени
генерации 1,77 ч. По данным А. Г. Забродского (1972), ртах дрожжей С.
tropicalis СК-4 на синтетической среде с глюкозой равна 0,32 ч-1, на
среде с мелассой - 0,303, а на мелассной барде - 0,239 ч-'. Приведенные
показатели ниже полученных нами на гидролизате мезги и барды, что
свидетельствует о перспективности использования последнего.
56
Концентрация дрожжей к концу экспоненциальной фазы (6,4 г/л) достигает
40% максимальной. В дальнейшем нарастание биомассы происходит медленнее,
что объясняется усвоением более сложных соединений углерода, а по
достижении максимума 15,5-15,9 г/л (18- 20 ч роста) идет на убыль.
Продуктивность культуры в экспоненциальной фазе роста
(1,6гсухихдрожжей/(л-ч)) в 2 раза выше, чем в стационарной фазе. Однако
увеличение длительности культивирования с 4 до 20 ч способствует более
полному усвоению РВ (с 32 до 80%). Содержание сырого протеина в дрожжах
(55-60%) практически не изменяется на протяжении всей ферментации и лишь
к 72 ч культивирования несколько снижается.
Аналогичный выход биомассы и протеина получен при периодическом
выращивании в лабораторном ферментере дрожжей Candida curvata Д-66.
Максимальная удельная скорость роста этой культуры на смешанном
гидролизате составляет 0,385 ч_|.
Результаты исследования указывают на целесообразность совместной
