PL102706B1 - Sposob wytwarzania biomasy,zwlaszcza bialkowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia biomasy, zwlaszcza bialkowej, na drodze bio¬ syntezy grzybów nitkowatych z klasy Fulngi ini- (perfecti, majacej zastosowanie szczególnie w prze¬ mysle (paszowym jako dodatek do pas-z. 5 Znane sa sposoby wytwarzania biomasy bialko¬ wej metoda hodowli wglebnej przy uzyciu róz¬ nych mikroorganizmów, jak na przyklad drozdzy, plesni z klasy Fungi imperfecti, takich jak: Bys- sochlamys, Cliocladium, Paecilomyces, Spicaria, 10 Trichodenma itjp.

Pozywki ciekle, stosowane do biosyntezy bioma¬ sy bialkowej, zawieraja zwykle jako zródlo wegla: lugi posiarczynowe, lugi 'posulfitowe, hydrolizaty odpadów roslinnych, melase, wywar melasowy; ja- 15 ko zródlo azotu: siarczan amonu lub inne sole amonowe, a jako zródlo fosforu — fosforany dwu- amonowe, superfosfa't itp.

Wedlug znanych sposobów biosyntezy substancji bialkowych metoda hodowli wglejbnej pozywke, za- 20 wierajaca zródlo wegla, azotu oraz sole amonowe, sterylizuje sie pod cisnieniem, na przyklad za po¬ moca wymienników ciepla lub w fermemtorach, schladza do temperatury optymalnej dla rozwoju danego mikroorganizmu, po czyim szczepi przygo- 25 towanym uprzednio inocuHum i prowadzi proces biosyntezy metoda periodyczna, ciagla lub pólciag- la przy stalym napowietrzaniu i mieszaniu srodo¬ wiska hodowlanego.

Szczególowe jednak sposoby biosyntezy bioma- 30 sy bialkowej opracowywane sa w zaleznosci od charakteru uzytej pozywki oraz mikroorganizmu.

W opisie patentowym KFN nr 2 095 306 podano sposób biosyntezy biomasy w lugach posiarczyno¬ wych przy zastosowaniu plesni, nalezacych do kla¬ sy Fungi imperfecti, takich jak: Byssochlamys, Cliocladium, Paecilomyces, Trichodenma. Otrzyma¬ na tym sposobem biomasa zawiera 45—60% bial¬ ka surowego.

W opisie patentowym niemieckim nr 744 677 opi¬ sany jest sposób biosyntezy biomasy bialkowej z hydrolizatów celulozy lub lugów posulfitowych przy zastosowaniu plesni z rodzaju: Sterimatocy- tis, Aspergillus, Penicilliuim, Citromyces.

W opisie patentowym Stanach Zjednoczonych Ameryki nr 3 151 038 omówiona zostala produkcja biomasy bialkowej z plesni, nalezacych takze do Fungi imperfecti metoda wglebna, lecz w .pozywce syntetycznej, zawierajacej zródlo wegla, azotu o- raz sole cynku w ilosci 300 ppm. Otrzymana tym sposobem biomasa zawiera okolo 40°/o bialka.

Celem wynalazku jest opracowanie prostego, na¬ dajacego sie szczególnie do stosowania w skali przemyslowej, sposobu wytwarzania biomasy bial¬ kowej na drodze hodowli wglebnej grzybów nitko¬ watych z klasy Fungi imperfecti oraz ustalenia warunków prowadzenia procesu hodowli.

Cel ten spelnia sposób wedlug wynalazku, któ¬ rego istota polega na tym, ze proces biosyntezy biomasy bialkowej prowadzi sie za pomoca nowe- 102 706102 706 go szczepu grzyba nitkowatego z podklasy Fungi imperfecti w pozywce melasowej, systemem wie- lostadiowym, przy czym hodowle produkcyjna szczepi sie inoculum, otrzymanym z wczesniej¬ szych hodowli inokularnych w ilosci 1^)—30% w 5 stosunku do uzytej melasy.

Proces biosyntezy prowadzi sie w czasie 10—24 godzin, przy pH srodowiska hodowlanego, ustalo¬ nym w granicach 4,0—5,0, dozujac melase i sole azotowe w takiej ilosci, aby stosunek wegla do 10 imelasy przez caly czas hodowli wynosil 7:1, a rozcienczenie koncowe melasy — 1:26. Hodowle prowadzi sie w warunkach aerobowych, napowie¬ trzajac srodowisko hodowlone . do uzyskania wspólczynnika wnikania tlenu w granicach 600—: 15 —900 h-1.

W powyzszych warunkach prowadzi sie takze po¬ szczególne hodowle inokularne w odpowiednio zwiekszonych fermentorach dla otrzymania nie¬ zbednej ilosci inoculum do zaszczepienia hodowli 20 produkcyjnej, przy czym ilosc hodowli inokular¬ nych uzalezniona jest od pojemnosci fermentora, w którym prowadzic sie ma hodowle produkcyj¬ na. Pierwsza hodowle inokularna prowadzi sie w kolbach na wytrzasarce, a nastepne w fermen- 25 torach.

Nowy szczejp grzyba nitkowatego z podklasy Fungi imperfecti zdeponowany jest w Instytucie Przemyslu Fermentacyjnego (pod symbolem OX.

Szczep ten posiada nastepujace cechy morfologicz- 30 ne: Pozywka. Czapek-Doxa oraz brzeczka slodowa 8°Blg z dodatkiem 2°/o agaru. Obie pozywki sty- rylizowane w autoklawie w przeciagu .30 minut przy cisnieniu 0,5atn. 35 Warunki wzrostu. 37°C, okolo 2 tygodni.

Tempo wzrostu. 6—7 cm w ciagu 3 dni na brze¬ czce i 5—6 cm w ciagu 3 dni na -pozywce Czapek- -Doxa.

Typ wzrostu na brzeczce. Okragle, biale, pilsnio- 40 wate kolonie o lekko wzniesionym centrum i po¬ strzepionych brzegach, niekiedy promieniscie pofal¬ dowane. Srednica kolonii po 7 dniach okolo 9 cm.

Po 3 dobach obserwuje sie obfite oliwkowo-bra- zowe zarodniki, pokrywajace cala kolonie, z wy¬ jatkiem jej brzegu. Spodnia strona kolonii, nie¬ znacznie pofaldowana i nie wrastajaca w podloze, jest poczatkowo biala, w miare starzenia sie za¬ czyna wytwarzac brazowy pigment.

Na pozywce Czapek-Doxa. Biale kolonie okragle, pilsniowate, o guzikowo wzniesionym centrum i postrzepionych brzegach; plaskie. Srednica po 7 dniach okolo 6 cm. Bardzo skape jasno kremowe zarodniki pojawiaja sie po 6—7 dniach w centrum kolonii. Spodnia, gladka strona kolonii, nie wra¬ stajaca w podloze, jest biala, w miare starzenia sie wytwarza jasn^ brazowy pigment, ukladajacy sie koncentrycznie.

Konidia. Owalne konidia wytworzone - sa na drzewkowatych konidioforach, charakteryzujacych sie bardzo wyraznie wyksztalcona" komórka pod¬ stawowa. Wytworzone sa na ¦koncach 'stemgm i moga tworzyc krótkie lancuszki. Konidia sa jed¬ nokomórkowe, maja lekko zgrubiala scianke ko¬ mórkowa. Wyrosle na pozywce Czapek-Doxa sa jasno lub cemno kremowe, na brzeczce zas oliwko- wo-brazowe. Ich wymiary wahaja sie od 2,6X3,5 do 5,6X6,9 ,a.

Grzybnia. Na obu pozywkach wystepuja dwa ro¬ dzaje strzepków. Mlodsze strzepki sa jednokoimór- kowe (bez przegród), o jednorodnej jaslio zielonej pdazmie i dobrze widocznych jadrach i wodnicz- kach. Strzepki te sa grube, o dobrze wyksztalco¬ nych sciankach komórkowych.

Wymiary. Drugi rodzaj strzepków jest znacznie cienszy, o dobrze wyksztalconych soczewkowatych przegrodach komórkowych i ciemno zielonej plaz¬ mie, zawierajacej liczne ziarnistosci. Komórki sa jednojadrowe, a sciana komórkowa — bardzo cien¬ ka. Szerokosc strzepków grubszych: 2,25—3,6 \iy cienszych —- 0,9—1,35 /u.

Siposób postepowania wedlug wynalazku jest na¬ stepujacy: Przyklad. Stadium I. Czysta kulture nowe¬ go szcze'pu Fungi imperfecti hoduje sie na sto¬ sach brzeczkowo-agarowych w temperaturze 3S^ przez okres 70 godzin, tj. do wytworzenia koni- diów, których zawiesina o stezeniu 1'010 konidiów/ ml szczepi sie hodowle inokularne.

Stadium II. Hodowle inokularna prowadzi sie; na wytrzasarce w kolbach o pojemnosci 500 ml,, zawierajacych 100 ml brzeczki melasowej o roz- Tablica Godzina hodowli 0 2 4 6 8. 12 14 16 18 stadia inokularne woda ml 9 200 melasa 1:1 ml 100 -200 200 200 100 «/o NH4OH ml 7,5 9,0 18,0 8,0 4,0 stadium produkcyjne \ woda ml 9 200 melasa 1:1 ml 100 100 100 200 200 100 °/o 1 • NH4OH [ ml | 7,5 1 9,0 18,0 1 ,0 [ ,0 \ 1,9102 706 cienczeniu koncowym 1:25, w ciagu 20 godzin. Na¬ stepne stadia inokularne prowadzi sie w fenmen- torach, zwiekszajac odipowiednio pojemnosc tych urzadzen.

(Ponizej podany jest przyklad hodowli inokular¬ nej i produkcyjnej w fermentorze o .pojemnosci Okolo 10 litrów: 400 g melasy rozciencza sie woda w stosunku 1:1, klaruje sie metoda kwasna na goraco i uzupelnia woda do objetosci 800 ml. Nastepnie do 9 200 ml wódy wodociagowej dodaje sie 100 ml melasy roz¬ cienczonej 1:1, 8,3 g fosforanu dwuamonowego i ustala pH srodowiska na poziomie 4,2 przez do¬ danie kwasu siarkowego.

[Przygotowana pozywke sterylizuje sie w fer¬ mentorze o pojemnosci 25 litrów pod cisnieniem 0,6 atn w ciagu 45 minut i po ochlodzeniu szczepi sie zawiesina grzyfoni nowego szczepu w ilosci 15*/o, wyhodowana w kolbach. Hodowle wglebna pro¬ wadzi sie w temperaturze 37°C przy 900 Obrotach mieszadla na minute i napowietrzaniu 1 litr po¬ wietrza na 1 litr pozywki na minute, dozujac me¬ lase oraz sole amonowe wedlug danych podanych w tablicy.

Po zakonczeniu hodowli produkcyjnej grzybnie oddziela sie za pomoca wirówki, inaktywuje w rozparzaczu kolankowym i suszy w suszarce roz- pylowej lub walcowej. Otrzymana w postaci prósz- 6 kiu inaktywowana biomasa bialkowa stanowi pro¬ dukt koncowy, który charakteryzuje sie zawartos¬ cia 40^50% bialka i 3^5% P205 w suchej masie.

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób otrzymywania biomasy, zwlaszcza bial¬ kowej, na drodze hodowli grzyba z klasy Fungi imperfecti, znamienny tym, ze proces biosyntezy io prowadzi sie w pozywce melasowej przy pomocy nowego szczepu grzyba z podklasy Fungi imperfec¬ ti, zdeponowanego w Instytucie PrzemyslifFermen^ tacyjnego pod symbolem OX, przy czym hodowle produkcyjna szczepi sie inooukim, otrzymanym z 25 wczesniejszych hodowli inokularnych w ilosci 10-^-' 30°/o w stosunku do uzytej melasy, po czym pro¬ wadzi sie hodowle, zarówno hodowle produkcyj¬ na, jak i poszczególne hodowle inokularne, w cza¬ sie 10—24 godzin, przy pH srodowiska hodowla- 20 nego ustalonym w granicach 4,0—5,0, dozujac me¬ lase i sole azotowe w takiej ilosci, aby stosunek wegla do azotu przez caly czas hodowli wynosil 7:1 i rozcienczenie koncowe melasy 1:25, napowie¬ trzajac srodowisko hodowlane do uzyskania wspól- 25 czynnika wnikania tlenu w granicach 600—900 h_1 i po zakonczeniu hodowli produkcyjnej biomase oddziela sie od cieczy pohodowlanej, inaktywuje i suszy.