Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
Итак, в процессе твердофазной ферментации растительного сырья в большинстве случаев используются мицелиальные грибы (Бабицкая, 1985; Бекер, 1985). Однако, поскольку несовершенные грибы слабо расщепляют лигноцеллюлозный комплекс, возможности их применения для твердофазной ферментации субстратов без предварительной обработки последних ограничены. Кроме того, серьезным недостатком продуктов твердофазного культивирования несовершенных грибов является, как уже
119
отмечалось, наличие в них спор (Бекер, 1984; Апсите и др.,
1983).
Дереворазрушающие базидиальные грибы, вызывающие белую гниль древесины,— наиболее активные разрушители лигно-целлюлозы в природе (Бисько и др., 1983; Гаврилова, Григорьева, 1983; Абрамович и др., 1987). Грибы этой группы без участия других деструкторов способны разлагать древесину, солому, так как они синтезируют комплекс ферментов, расщепляющих растительные полисахариды и лигнин. Как правило, дереворазрушающие базидиомицеты не образуют конидиальных спороноше-ний, в связи с чем представляют большой интерес как микроорганизмы, осуществляющие процессы твердофазной ферментации (Капич и др., 1984; Бисько, Дудка, 1987; Somasundaram et al.,
1987).
Основная масса работ по вопросам твердофазного культивирования дереворазрушающих базидиальных грибов посвящена проблеме увеличения кормовой ценности лигноцеллюлозных материалов (Reid, Jan, 1985; Nicolini et al., 1987). Вместе с тем широкораспространенными отходами промышленности являются разнообразные жмыхи, остающиеся от переработки растительного сырья, например жмыхи плодов, получаемые при отжимании соков, картофельные и кукурузные жмыхи — отходы производства крахмала, соевые жмыхи, остающиеся после приготовления соевого молока, твердые отходы свеклосахарного производства и др. Жмыхи реализуются в сыром виде в корм скоту, но их кормовое значение невелико, так как они содержат в основном углеводы (клетчатку и пектин) и при недостатке белков в рационе не дают заметного эффекта в привесе или в приросте. Ценность жмыхов как корма может быть значительно повышена при обогащении их белком.
В Японии запатентован способ, позволяющий превратить разнообразные жмыхи в пищевой продукт. Согласно этому способу, на увлажненных жмыхах в течение шести дней при температуре 20 °С выращивают гриб Cortinellus chiitake (или другой съедобный гриб). Полученный продукт измельчают, сушат и снова измельчают в порошок, который обладает грибным вкусом и применяется в качестве приправы при приготовлении различных кулинарных изделий. Мицелиальная масса дереворазрушающих грибов Coriolus versicolor и Phellinus linteus может быть получена на твердых питательных средах, включающих жмыхи семян капусты пак-хой, хлопчатника.
Твердофазная ферментация может быть использована для обогащения субстратов, содержащих в большом количестве легкодоступные углеводы, но лимитированных по содержанию белка.
В США разработан метод обогащения белком кормовых и пищевых продуктов. Исходными субстратами служат зерновые (кукуруза, рожь, ячмень, овес, рис), соя, маниок, бататы и их
120
смеси. После стерилизации и охлаждения субстрата его подвергают твердофазной ферментации одной из грибных культур рода Pleurotus (P. ostreatus, P. ulmarius, P. sapidus, P. florida). Содержание белка в продукте после 21—35 дней культивирования повышается на 30—65%. Он имеет улучшенный аминокислотный состав. Для обогащения белком зерна кукурузы рекомендуется выращивать на нем в течение 14—24 сут гриб Pleurotus ostreatus (Капич и др., 1984). По данным Торева (1982), бази-диальные грибы способны значительно обогащать белком и другими биологически активными веществами кормовую муку кукурузы, ячменя и пшеничные отруби или их смеси даже в течение 36—60 ч.
Существует два пути улучшения кормовых качеств лигноцеллюлозных и крахмалосодержащих субстратов за счет выращивания на них макромицетов: увеличение переваримости и
обогащение белком и витаминами. Увеличение переваримости таких материалов достигается путем расщепления лигноцеллю-лозного комплекса, уменьшения содержания лигнина и увеличения количества свободных углеводов. Известно несколько необычных видов грибов белой гнили, которые способны разлагать 3/4 первоначального количества лигнина, мало затрагивая целлюлозу. Некоторые виды грибов локально расщепляют лигнин, обогащая древесину целлюлозой. Например, при развитии гриба Cyathus stercoreus на соломе в течение 62 дней при 25 °С содержание лигнина в ней уменьшается почти в 2 раза, а содержание целлюлозы — только на 17—20%. Обработанная таким образом солома риса и пшеницы содержит в основном свободную от лигнина целлюлозу, легко подвергающуюся ферментативному гидролизу с образованием глюкозы, и относительно легко переваривается животными (Капич и др., 1984). Такой избирательной способностью обладают многие представители рода Polyporus (Levonen-Munoz, Bone, 1985).
Лигнинразрушающие грибы повышают переваримость и соломы ячменя. Наиболее выраженное действие при этом оказывают культуры капрофильных и дереворазрушающих грибов: Coprinus driereus, С. contains, Schizophyllum commune и Xylaria hypoxylon. Все испытанные грибы обладают фенолоксидазной активностью и повышают переваримость субстрата на 109— 111%. Применение Coprinus cinereus позволило вести процесс обогащения соломы в нестерильных условиях.
