Биотехнология малотоннажного производства микробного протеина - Стахеев И.В.
ISBN 5-343-00786-4
Скачать (прямая ссылка):
внесения кукурузного экстракта он снижался до 4,0-4,3. Необходимое
значение pH среды устанавливалось подщелачиванием ее 10%-ным раствором
гидроокиси натрия. Оптимальный pH среды 5,0-5,5 (рис. 14).
Количество инокулюма 5-20% объема глубинной культуры соответствовало
начальной концентрации дрожжей (в расчете на сухие) 1,2-3,8 г/л.
Возрастание количества инокулюма с 5 до 15% увеличивало общую скорость
роста С. utilis Д-35 в 3 раза, увеличение дозы инокулюма до 20% замедляло
ее (рис. 15). С возрастанием
14*
211
дозы инокулюма от 5 до 15% выход дрожжей увеличивался в 2,5 раза, а при
20%-ном засеве он был выше, чем при 5%-ном, но ниже, чем при 15%-ном
(рис. 16). Оптимальная доза инокулюма 15% обеспечивала достижение
концентрации дрожжей 20 г/л за 12-13 ч роста.
Динамику синтеза биомассы и сырого протеина при pH питательной среды 5,0-
5,5 и 15%-ном засеве демонстрирует рис. 17. Лаг-фаза составляла 2 ч,
экспоненци-
Рис. 15. Влияние количества посевного материала (1-5%, 1,2 г/л; 2-10%,
2,2 г/л; 3-15%, 3,0 г/л; 4 - 20%, 3,8 г/л) на общую скорость роста
Candida utilis Д-35
А, г/л
212
альная фаза- 15, фаза замедления роста и стационарная- 23 ч. Максимальное
количество дрожжей 18- 20 г/л накапливалось к 15-17 ч роста (общая
скорость роста к 14 ч ферментации достигала 1,4 г/(л-ч), к 18 ч
уменьшалась до нуля). Максимальная удельная скорость роста ртах равнялась
0,27 ч~' (8-10 ч). Среднее время генерации культуры g- = 5,85 ч
характеризовало ее как медленно развивающуюся, что обусловлено составом
пи-
Рис. 17. Динамика синтеза биомассы (X) дрожжами при изменении
концентрации азота (N), углерода (С) и РВ в среде: 1-X, 2-N,
3 - С, 4 - РВ
тательной среды (С: N = 5,0), лимитированной углеродом. При использовании
дрожжами, например, молочной сыворотки отношение С : N составляло 22,0
(Залашко, Залашко, 1976), Таким образом, среда содержала большое
количество азотсодержащих компонентов. Этот вывод подтверждает кривая
потребления азота дрожжевыми клетками (см. рис. 17): оно было очень
незначительным, тогда как содержание углерода в среде к началу
стационарной фазы роста культуры заметно снижалось.
Культура активно накапливала протеин уже после 4 ч ферментации, к 17 ч
роста содержание его в биомассе достигало 45%, а к 24 ч - 55% (рис. 18).
Следовательно, лимитирование роста дрожжевых клеток углеродом не влияет
на накопление протеина, количество
213
которого продолжает возрастать после прекращения активного роста.
Полученные результаты согласуются с данными других авторов. Так,
отмечалось (Перт, 1978), что лимитирование культуры дрожжей азотом
аммиака снижает содержание протеина в биомассе до 30%, в то время как
лимитирование углеродом глицерина позволяет достичь 50%-ной концентрации.
Аминокислотный состав
Рис. 18. Динамика накопления протеина в дрожжах: /-лаг-фаза, II -
экспоненциальная, III - стационарная, IV - фаза отмирания: 1 - протеин
(%), 2 - логарифм концентрации биомассы
белка биомассы 8-, 16- и 24-часовой ферментации приведен в табл. 70.
Биомасса дрожжей характеризовалась высоким содержанием белка. Общая
продуктивность Candida utilis Д-35 составляла 0,93 г дрожжей/(л-ч) и 0,45
г белка/ (л-ч). Оптимизация отношения С : N питательной среды может
изменить эти показатели в сторону дальнейшего повышения. Известно, что С.
utilis на среде с грушевым соком способна достичь продуктивности 2,38 г
дрожжей/ (л-ч) (Paredes-Lopez et al., 1976).
С учетом максимальной величины удельной скорости роста 0,27 ч-1 изучение
зависимостей проточного непрерывного культивирования выполнено при
скоростях разбавления 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 ч~! (рис. 19). Сопоставле-
214
ние вариантов (рис. 20, 1, 2, 3) проточного культивирования по
продуктивности биомассы показывает, что при ?> = 0,15 ч"1 все варианты
были близки между собой, но оптимальным явился процесс, начатый в конце
экспоненциальной фазы роста (вариант 2). Он обеспечивал получение 1,2 г
дрожжей/(л-ч), что на 29% выше продуктивности периодического выращивания.
Из рис. 21, на котором представлены кривые концентрации биомассы,
Таблица 70
Динамика синтеза истинного белка дрожжами Candida utilis Д-35, % СВ
биомассы
Аминокислота Время ферментации, ч
8 16 24
Лизин 4,23 3,25 5,61
Г истидин 1,32 1,03 1,77
Аргинин 3,15 2,34 3,98
Аспарагиновая кислота 1,95 3,52 3,72
Треонин 1,17 2,14 2,34
Серии 1,18 2,26 2,24
Глутаминовая кислота 4,05 6,30 6,77
Пролин 1,04 1,78 1,74
Глицин 1,02 1,95 2,01
Аланин 1,71 3,02 5,03
Цистигг 0,20 - 0,66
Валин 1,18 2,03 2,91
Метионин 0,29 0,48 0,64
Изолейцин 0,92 1,63 1,98
Лейцин 1,59 2,75 3,16
Тирозин 0,63 1,34 1,49
Фенилаланин 0,91 1,87 2,13
Триптофан 0,40 0,42 0,47
Истинный белок 26,94 38,11 48,65
сырого протеина н потребления РВ в непрерывном процессе культивирования
при D = 0,15 ч-1, видно, что после завершения приспособительной стадии
(переходный режим длится около 10 ч и сопровождается снижением
концентрации биомассы в среде с 20 до 8 г/л) концентрация клеточного
