Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
Из табл. 11 следует, что начиная с 72 ч концентрация белка в 1 л культуральной жидкости, а также урожай биомассы относительно постоянны. В биомассе гриба этого возраста практиче-
141
ски отсутствовал субстрат. Константа Х/Р изменялась в пределах 3,9—4,5. Так как начиная с 81-го часа роста гриба данные более стабильны, принимали константу, равной 4,0. Истинные значения урожая биомассы рассчитывали по формуле Хп = -Р- 4,0 г/л.
В соломе имеется 2,0—2,8% белка. Среда содержит 1%, или 10 г, субстрата. Значит, в питательную среду вместе с субстратом вносится 0,20—0,28 г/л белка. Эту величину следует вычи-
Таблица 11. Концентрация клеточного белка и истинная биомасса гриба Penicillium verruculosum в среде с соломой, г/л
Время, ч Концентрация Биомасса (X) Коэффициент Истинная био
белка (Р) (Х/Р) масса (Х'ц)
3 0,02 8,0 0,08
12 0,35 8,2 --- 1,40
24 0,48 9,0 --- 1,92
36 0,84 9,0 --- 3,36
48 0,77 8,0 --- 3,08
60 0,99 7,8 --- 3,96
63 1,38 7,4 ---. 5,60
73 1,40 6,4 4,5 5,60
75 1,40 6,6 4,7 6,60
78 1,70 6,6 3,9 6,80
81 1,50 6,0 4,0 6,00
84 1,50 6,0 4,0 6,00
87 1,30 5,2 4,0 5,20
96 1,50 6,0 4,0 6,00
тать при определении концентрации белка в средах. При внесении большого количества твердого субстрата (когда он утилизируется частично) расчет содержания мицелия в общей биомассе (мицелий гриба + неусвоенный субстрат) можно проводить по формуле
_ т (GPm — GPs)
GPa — GPs
где а — масса мицелия, г; т — масса общей биомассы, г; GPm, GPs, GPa — соответственно количество белка в биомассе, соломе и мицелии, % •
Безусловно, предполагаемые методы не лишены недостатков, обладают большой погрешностью, тем не менее они могут применяться при изучении кинетики роста любых мицелиальных культур на твердых субстратах. Разработанная технология культивирования Penicillium verruculosum в среде с соломой апробирована в производственных условиях. Культивирование осуществлялось в ферментере объемом 16 м3.
Получен белково-углеводный препарат (гриб + неутилизиро-ванный субстрат), названный нами веррукулин. Продукт содер-
142
жал 28% протеина, 20% истинного белка, 1,21% нуклеиновых кислот (1,14% РНК и 0,18% ДНК), 8,2% золы. Сырая клетчатка в биомассе составляла 30%, лигнин — 13,0, жир — 4,9%.
Количество белка за счет микробной конверсии соломы возросло в 3,5 раза. Частичная делигнификация соломы и 30-часо-вой глубинный рост культуры Penicillium verruculosum способствовали не только обогащению субстрата белком, но и уменьшению в нем целлюлозы и лигнина. Качественный состав белка улучшился за счет лизина, метионина, серина, пролина, глицина и других аминокислот. Переваримость белка 61 %.
В нативной соломе практически отсутствуют витамины. Обогащенная за счет выращивания гриба солома содержала рибофлавин, никотиновую кислоту, смесь линолевой и линолено-вой жирных кислот в составе витамина F. Жира в биомассе было в 3,8 раза больше, чем в соломе, а отношение ненасыщенных жирных кислот к насыщенным равнялось 1,47.
Обогащение соломы протеином, жирами и витаминами, снижение сырой клетчатки при одновременном уменьшении балластного лигнина способствовали улучшению усвоения ее в организме животных, более полноценному их белковому питанию, что подтверждено испытаниями препарата на животных.
Несмотря на хороший состав и высокую биологическую ценность продукта, способ его получения не лишен недостатков. Процесс обработки субстрата гидроокисью натрия с последующей нейтрализацией кислотой сложен, особенно при осуществлении его в производственных условиях. Кроме того, концентрация субстрата в питательной среде не превышает 1,0—1,5%.
Для повышения производительности процесса мы исследовали биотрансформацию соломы при повышенной концентрации субстрата, а также влияние различных способов предварительной обработки соломы на образование углеводов и накопление белка. При культивировании гриба в ферментерах мы выбрали концентрацию соломы 3 и 5%. Следует, однако, отметить, что уровень редуцирующих веществ в среде с соломой грубого помола (размер частиц 6—10 мм) был довольно низким. Повышение концентрации субстрата ухудшало аэрацию и значительно (с 30—36 до 70 ч) удлиняло сроки культивирования.
Аналогичные результаты получены и другими исследователями (Зелтиня и др., 1985), которые также считают, что повышение концентрации субстрата является возможным решением проблемы низкой продуктивности процессов глубинной ферментации. Удлинение же сроков культивирования связано, по их мнению, с существенным повышением вязкости культуральной жидкости, что приводит к падению интенсивности процессов массопередачи. В наших условиях повышение концентрации субстрата оказалось экономически выгодным при использовании соломы более мелкого помола. Это значительно усилило массо-обмен, аэрацию среды и сократило сроки получения продукта.
