PL119892B1 - Method of manufacture of biomass rich in proteins,from ligninocellulosic wasteslljloznykh otkhodov - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia biomasy bogatej w bialko z odpadów lignino¬ celulozowych.Dotychczas odpady ligninocelulozowe, a zwlasz¬ cza trociny i galeziówka wykorzystywane byly mie¬ dzy innymi jako dodatek do podloza w sztucznej uprawie nielicznych grzybów jadalnych, takich jak Agaricus campestris (Europa i Ameryka Póln.), Cortinellus shiitake (Japonia) i Volvaria volvacea (Chiny i Poludniowo-wschodnia Azja); R. Grzybow¬ ski, Przemysl Spozywczy 31, 371—3;7|4, 1977.Ostatnio czynione sa próby przemyslowej uprawy owocników Pleurotus ostreatus na podlozu zawiera¬ jacym trociny, co znane jest miedzy innymi z opisu patentowego wegierskiego nr 1589|5i2. Sa to jednak wypadki sporadyczne. Ogromna wiekszosc gatun¬ ków nie nadaje sie do uprawy w sposób klasyczny.Nie znany jest bowiem blizej mechanizm inicjacji owocników.Korzystniejszym ekonomicznie sposobem jest sztuczna hodowla grzybni wegetatywnej gatunków nietoksycznych. Grzybnia taka jest biochemicznie prawie identyczna jak owocniki i tworzy biomase, która w odróznieniu od biomasy bakteryjnej i drozdzowej zawiera wielokrotnie mniej szkodli¬ wych z punktu widzenia wartosci odzywczej kwa¬ sów nukleinowych. Pozwala to na jej ewentualne spozywanie bez ujemnych skutków dla zdrowia.Znanych jest wiele przykladów zastosowania ho¬ dowli grzybni wegetatywnej w celu produkcji bio- 10 15 20 25 30 masy. Wymienic nalezy dla przykladu hodowle; grzybni na odciekach posulfitowych, wedlug paten¬ tu PRL nr 7249«6, wywarze gorzelniczym wedlug opisów patentowych PRL nr-y 93054, P-197 684 i P-222 637, melaisie wedlug opisu patentowego PRL nr 102 7016 oraz serwatce, wedlug patentów PRL nr-y 92 225 i P-197 633.Biomase na podlozu hodowlanym stanowiacym wywar gorzelniczy czy serwatke, wedlug wyzej po¬ danych opisów patentowych otrzymuje sie droga hodowli wglebnej, napowietrzanej jalowo grzybni Inonotus obliguus (patenty nr nr 93 054 oraz 92 225).W podanych procesach, kazdorazowo jako inocu- lum stosowano grzybnie wyhodowana w hodowlach stacjonarnych droga kilkakrotnego pasazowania szczepu na podlozu hodowlanym. Uzyskana bioma¬ sa charakteryzuje sie przyjemnym grzybowym za¬ pachem, wysoka zawartoscia bialka i chetnie jest spojywana przez zwierzeta hodowlane. Mozna ja oojtrirowac i wysuszyc bez koniecznosci odparowy¬ wania calej ilosci roztworu, dzieki czemu zuzycie energii jest niewielkie- Nalezy wspomniec równiez o prowadzonych pra¬ cach nad hodowla wglebna Pleurotus ostreatus na pozywce mineralno-sacharozowej wzbogaconej ser¬ watka i lugami posulfitowami. Wykazano, ze grzyb ten na podanej pozywce rosnie z wydajnoscia 14 g. suchej masy na litr podloza w ciagu trzech dni (H. Urbanek, G. Yirdow i A. Borowinska, Przem.Ferm. Rolny, 31(8), 2(2^2, 1977). 119 892* 119 ; :\ ¦ ' ' .'.¦¦ 3 i \' PblflJyssze dane swiadcza p mozliwosci wydajnych hodowli grzybów wyzszych nie tylko na drogich pozywkach syntetycznych, ale równiez na produk¬ tach ubocznych, a nawet odpadach. Taka najtansza substancja, która moglaby byc przetworzona na bialko przez grzyby jest ligninoceluloza. Wedlug Bellaimy (W.D. Bellamy Biotechnol. Bioeng 1&(7), 889—880) swiatowa produkcja celulozy przez rosli¬ ny na kuli ziemskiej wynosi 24 tony w przeliczeniu na jeclna osobe w stosunku rocznym. Przerabiana w przemysle celulozowym drobna czesc tej masy, powoduje powstawanie odpadów w ilosci okolo 500 milionów ton rocznie w skali swiatowej. Jednym z kierunków majacych szanse na rozwiazanie tego problemu sa badania biotechnologiczne. i 115 Dotychczasowe poszukiwania mialy glównie na celu znalezienie organizmów mozliwie wydajnych utylizujacych ligninoceluloze, badz odpadowe pro¬ dukty jej przerobu. Takimi organizmami moga byc grzyby nadrzewne, których naturalnym srodowi- 20 skiem wzrostu jest ligninoceluloza, przy czym duzo latwiej atakowany jest przez wiekszosc z nich ce¬ lulozowy skladnik kompleksu. Na ten wiec skladnik w glównej mierze skierowana jest, jak dotychczas uwaga biotechnologów. Wymienic tutaj nalezy- 25 przede wszystkim technologie przetwarzania odpa¬ dów papierniczych w glukoze przy uzyciu wyselek- ; cjonowanych gatunków grzybów nizszych (Cana- dian Forest Industries, 95i(2), fa—77, 197\5) oraz opracowana w Szwecji metode utylizacji odpadów ^ z papieru na drodze'bezposredniej hodowli grzyba Phanerochaete Chrysorporium okreslanego przez autorów jako Sporotrichum (M. Ek i K.-E. Eriks- son, Applied Polym. Symp., 28, 197—203, 1975).Inny gatunek — Trcihoderma viride wydajnie 35 wegetowal na slomie potraktowanej uprzednio w autoklawie 5% NaOH. Po 6 dniach wzrostu zawar¬ tosc bialka w biomasie wynosila 25*/», a stopien rozkladu podloza okolo 75% (CS. Peitersen, Bio¬ technol. Bioeng 1,7, 361^3(74, 1975). 40 Wymienione prace oraz inne nie rozstrzygaja jed¬ nak problemu ligninowego skladnika podlóz, stano¬ wiacego uciazliwy odpad,, badz obciazajacego bio¬ mase, co wielokrotnie obniza jej wartosc pokarmo¬ wa. 45 Znane sa próby delignifikacji drewna przez takie gatunki jak: Trametes Versicolor (W. G. Campoell., Biochem. J.(Cambridge), 2|4, 123(5—1343, 1930) oraz Trametes pini (J. Wiertelak., Buli. Int. Acad. Polon.Sci. Lettr. Cl. Sci. Nat., Kraków, B(l), 19—36, 1,932), M lub niektórych jego odpadów na przyklad trocin bulkowych przez takie gatunki jak Polyporuis abie- tinusr Stereum rugOsum i Marasmius scorodonius (H. Robak, Vestl. Forestl. Forsoksstat. Bergen, meki. 25, Bergen, 1942; G. Fahraeus i wsp., 55 Svensk Botanisk Tidskrift., 4j3(2, 3) 3143^356, 1049).W pracach tych po raz pierwszy wykazano równo¬ leglosc postepu delignifikacji i rozkladu celulozy.Proces trwal 9 miesiecy, przy czym konsumpcja obu skladników drewna wynosila w zaleznosci od eo gatunku 45 do $5%. Prace mialy wylacznie charak¬ ter poznawczy. . .Z przytoczonego juz opisu patentowego... PRL nr 80 151 znany jest sposób zbialczania jslomy me¬ toda hodowli grzybni. Sposób polega na mieszanej & 892 , ::,A^ :¦-; ¦v:rr- * /-.^K- * hodowli na slomie' gatunków grzybów, które, wy¬ twarzaja bakterio- i mykotoksyny z gatunkami da¬ jacymi wlasciwa biomase. Hodowle opisanym spo¬ sobem prowadzi sie niesterylnie w odpowiednio wy- 5 branych ocienionych miejscach.Zamierzony sklad populacji w hodowli zapewnic maja antybiotyki wydzielane do srodowiska przez gatunki Piptoporus betulinus i Heteróbasidion an- nosus. W postepowaniu z góry zaklada sie

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania biomasy bogatej w bialko z odpadów ligninocelulozowych przez hodowle grzy¬ bów nietoksycznych, znamienny tym, ze niemodyfi- kowane trociny drzewne, zwlaszcza sosnowe, swier¬ kowe, bukowe, brzozowe lub debowe zwilza sie do fazy pólplynnej, krzystnie wzbogaca sie solami azo¬ towymi i/lub organicznym zródlem azotu, wegla i biostymulatorem wzrostu, po czym calosc steryli¬ zuje sie przegrzana para wodna i nastepnie na tak przygotowanym podlozu prowadzi sie kulture grzyba z klasy podstawczaków, a zwlaszcza z pod¬ grupy tak zwanej bialej zgnilizny, stosujac jako szczepionke grzybnie ze skosu agarowego wzboga¬ conego solami mineralnymi i glukoza, pasazowana przez pozywke plynna a nastepnie kilkakrotnie, ko¬ rzystnie pieciokrotnie pasazowana w warunkach sterylnych na podlozu hodowlanym, przy czym proces prowadzi sie w temperaturze U5—i2S°C w warunkach jalowych metoda wglebna.
2. 2. Sposób wedlug .zastrz. 1, znamienny tym, ze jako dodatkowe zródlo azotu stosuje sie korzystnie azotan wapnia lub magnezu w ilosci 0,1—1,5% w przeliczeniu na wilgotna mase podloza, bloto pofil- tracyjne bedace odpadem po hydrolizie kwasnej bialka sojowego, wywar melasowy z produkcji spi¬ rytusu lub odciek po jego zdrozdzowaniu, badz au- tolizat z drozdzy paszowych pochodzacych z droz¬ dzowania wywaru melasowego lub odcieku posul¬ fitowego lub wywar ziemniaczany z gorzelni rol¬ niczych w ilosci 0,5—2,5% wagowych w przeliczeniu na wilgotna mase podloza.
3. 3. Sposób wedlug zasfrz. 1, znamienny tym, ze jako biostymulator wzrostu grzybów stosuje sie, korzystnie serwatke pochodzaca z przemyslowej produkcji przetworów mlecznych w ilosci 0,1—2% w przeliczeniu na wilgotna mase podloza.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako dodatkowe zródlo wegla stosuje sie, korzyst¬ nie, scieki fenolowe z celulozowni w ilosci 0,1— —1,5% w przeliczeniu na wilgotna mase podloza.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako plyn zwilzajacy podloze stosuje sie wode ze zródel naturalnych i/lub wode zawarta w blocie pofiltracyjnym, serwatce, wywarze posiarczyno¬ wym, wywarze melasowym, odciekach po zdrozdzo¬ waniu tych wywarów z gorzelni rolniczych, scie¬ ków fenolowych z celulozowni lub innych odpadów przydatnych dla rozwoju grzybów. PL