Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
гемицеллюлозами, образуя структуры, чрезвычайно устойчивые к микробному
воздействию. Повышение гидролизуемос-ти лигноцеллюлозы достигается при
разрушении связей между ее основными компонентами в процессе
механической, термической, химической, радиационной и других видов
предварительной обработки (Han, Callihan, 1974; Babbar, 1975; Dunlap et
al., 1976; Гноевой, Филатова, 1980; Chahal et al., 1981; Синицын и др.,
1984; Ветров и др., 1984; Грекова и др., 1985; Katkevich et al., 1988;
Duran et al., 1988; Yadav et al., 1988; Стахеев и др., 1988).
Изучая влияние различных методов предварительной обработки лигноцеллюлозы
на синтез белка грибами, многие авторы также получили лучшие результаты
(высокое содержание белка в продукте, высокую утилизацию целлюлозы и
лигнина субстрата) при применении щелочного способа деструкции (Moo-Young
et al., 1978; Апсите и др., 1982; Здор и др., 1986; Vaccarino et al.,
1988; Katkevich et al., 1988; Каткевич и др., 1988). По данным латвийских
исследователей (Виестур и др., 1987; Каткевич, Балоде, 1988; Каткевич и
др., 1988; Katkevich et al., 1988), для практического использования
пригодны как щелочная, так и кислотная предобработка лигно-целлюлозного
сырья.
В результате воздействия на измельченную солому и ботву картофеля смеси
серной, азотной и фосфорной кислот ферментативная гидролизуемость
субстрата возрастает до 40%. Из 1 т соломы получают примерно
143
280 кг РВ (жидкая фракция) и 740 кг гетерогенного субстрата, содержащего
трудногидролизуемую гемицеллюлозу, целлюлозу, олигосахариды и в небольшом
количестве легкогидролизуемую гемицеллюлозу и моносахара. Жидкая фракция
гидролизата применяется для глубинной ферментации мицелиального гриба
Polyporuu. squamosus. При этом из 280 кг РВ получают 150 кг белкового
продукта с содержанием сырого протеина 55,6%, который после инактивации
грибной биомассы передается непосредственно на скармливание
моногастричным животным. Полученный после отделения жидкой фракции
твердый остаток используется для культивирования Trichoderma viride
методом твердофазной ферментации. При этом получают продукт с содержанием
истинного белка 12-18%, который употребляется для обогащения белком
рациона жвачных животных. Следовательно, реализуется безотходная
технология биоконверсии пшеничной соломы в белоксодержащие продукты,
предназначенные как для моногастричных, так и для жвачных животных.
Разработанный сотрудниками Института химии древесины латвийской академии
экономичный метод щелочной делигнификации соломы включает деструкцию
субстрата 1-2%-ным раствором NaOH (модуль 1 : 8-20) при кипячении
реакционной смеси в течение 15-60 мин. После обработки избыток щелока
отделяют, солому промывают ограниченным количеством воды, а остаточную
активную щелочь в ней нейтрализуют минеральными кислотами. Отработанный
щелок доводят до исходного объема промывными водами, доукрепляют щелочью
до его начальной концентрации и применяют для обработки следующей порции
соломы. Это позволяет значительно снизить расход воды, щелочи и кислоты
(на нейтрализацию). Предобработанная солома служит субстратом для
глубинного культивирования гриба Trichoderma viride.
Процесс апробирован в полупромышленных условиях и характеризуется
следующими показателями: количество переработанного субстрата (СВ) - 30,2
кг/м3, степень ассимиляции целлюлозы - 76,8%, потеря СВ - 20,2%,
продуктивность - 0,28 кг/(м3-ч) биомассы, выход биомассы из исходных СВ -
69,8%, содержание белка в биомассе - 41,2%. Готовый кормовой препарат
содержит: СВ - 90,2%, истинного белка - 20,6, целлюлозы -
144
20,4, лигнина - 6,8%. Применение предложенной технологии позволяет из 1 т
обработанной соломы (содержание СВ 25,38%) получить 202,53 кг абсолютно
сухого продукта, в котором содержится 101,26 кг биомассы (41,72 кг
истинного белка), 41,32 кг целлюлозы и 13,77 кг лигнина.
Белорусскими учеными (Бабицкая, Стахеев, 1985; Способ..., 1982; Лобанок и
др., 1988) разработан еще один вариант щелочной делигнификации соломы
злаковых с целью получения обогащенного грибным белком кормового
продукта. Способ включает предобработку соломы 1%-ным раствором щелочи
при модуле 1:10, приготовление на основе полученной суспензии (после
нейтрализации) питательной среды, глубинное культивирование гриба
Penicillium verruculosum, отделение биомассы, сушку конечного продукта.
Параметры культивирования: исходный pH среды - 5,0-7,0, температура- 28-
30 °С, аэрация - 0,5 л/(л среды-мин). Длительность процесса - 30-40 ч.
Технология апробирована в производственных условиях и позволяет получать
продукт с содержанием истинного белка 20%, целлюлозы- 30, лигнина - 13%.
Выход продукта - 0,7 г/г субстрата. Показано также, что существует
возможность интенсификации процесса и повышения выхода продукта до 0,9
г/г субстрата путем замены щелочной предобработки радиационной (0,2-0,3
МГр) (Ветров и др., 1984).
Для организации малотоннажного производства обогащенного грибным белком
