PL72496B1

PL72496B1 -

Info

Publication number: PL72496B1
Application number: PL13484069A
Authority: PL
Priority date: 1969-07-15
Filing date: 1969-07-15
Publication date: 1974-08-31

Description

Sposób otrzymywania biomasy bogatej w substancje bialkowe z lugów posulfitowych Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania biomasy bogatej w substancje bialkowe z lugów po¬ sulfitowych.

Lugi posulfitowe, stanowiace odciek otrzymywany przy produkcji celulozy metoda siarczynowa, wyko¬ rzystuje sie dotychczas do wytwarzania biomasy na drodze zdrozdzowania tych lugów. Znane jest wy¬ korzystywanie jako zródla weglowodanów heksoz i heksozanów, obecnych w lugach posulfitowych do hodowli drozdzy fermentacyjnych z grupy Saccharo- mycetes, jak i do produkcji alkoholu etylowego. Na pozostalych w odcieku po fermentacji alkoholowej pentozach i pentozanach mozna nastepnie hodowac drozdze z grupy Torulopsis. Produkowana w ten spo¬ sób masa drozdzowa wykorzystywana jest jako wy- sokobialkowy dodatek do paszy dla zwierzat ho¬ dowlanych. Utylizacja odcieku pozostalego po ho¬ dowli drozdzy, nie zawierajacego weglowodanów, stanowi powazny problem, tym bardziej, ze odciek ten nie moze byc odprowadzony do rzek ze wzgledu na pozostajace w nim skladniki toksyczne takie, jak kwasy lignosulfonowe. W celulozowniach odciek ten najczesciej wysokim kosztem zageszcza sie, przy czym odpady z procesu zageszczania i innych etapów odprowadza sie bezposrednio do rzek, powodujac ich powazne zanieczyszczenie.

Celem wynalazku bylo wykorzystanie odcieków, otrzymywanych po zdrozdzowaniu lugów posulfito¬ wych do otrzymywania biomasy bogatej w substan¬ cje bialkowe przez hodowle na tych odciekach grzy- bów z grupy Basidiomycetes. Znane pozywki, sto¬ sowane do hodowli grzybów z grupy Basidiomycetes, wymagaja weglowodanowego zródla wegla na przy¬ klad glukozy (Fahreus G., Reinhammar B. Acta Chi- mica Scandinavica 21 2367: 1967). Podstawa teore¬ tyczna do zamiany weglowodanowego zródla wegla na zródlo fenolowe, na przyklad kwasy lignosulfono¬ we, jest wystepowanie w tych grzybach enzymu roz¬ kladajacego pierscien aromatyczny pomiedzy grupami fenolowymi, oksygenazy kwasu protokatechowego (Flaig W. Landwirtsch. Forsch. 15 1: 1962). Enzym ten pozwala przeksztalcic toksyczny dla mikroorga¬ nizmu dwufenol lub metoksyfenol w odpowiedni ketokwas, który moze stac sie substratem do cyklu Krebsa. Praktyczne stosowanie fenolu jako zródla wegla dla grzybów dotychczas jednak nie zostalo zrealizowane ze wzgledu na toksyczny dla tych mikro¬ organizmów charakter fenolu. Maksymalne stezenie zwiazków fenolowych w pozywkach konwencjonal¬ nych nie moze przekroczyc 1 X 10—s mola na litr, czyli okolo 0,1%.

Tak mala ilosc substancji organicznej w srodowis¬ ku nie moze byc wystarczajacym zródlem wegla.

W pozywkach konwencjonalnych jako zródlo wegla stosuje sie minimum 1% stezenie latwo przyswajal¬ nej substancji organicznej na przyklad glukozy. Pod¬ czas produkcji celulozy metoda siarczynowa wytwa¬ rza sie znaczna ilosc szkodliwego fenolowego odcie¬ ku, tak zwanego plynu posulfitowego, zawierajacego okolo 5°/o fenolu w postaci kwasów lignosulfonowych 7249672496 w przeliczeniu na sucha mase. Kwasy lignosulfonowe sa to wysoko spolimeryzowame elementy fenylopro- panowe o ciezarze czasteczkowymi okolo 20 000, za¬ wierajace grupy sulfonowe przy weglu alfa lub gam¬ ma lancucha bocznego (Schubert S. W. Tappi 50 187: 1967). Pozostale skladniki odcieku to oligosacharydy i cukry monomeryczne, pochodzace z rozkladu he- micelulozy i czesciowo celulozy. Jakkolwiek znana jest zdolnosc przyswajania ligniny przez grzyba Ba- sidomycetes, jednak nieoczekiwane bylo, ze przy od¬ powiednim doborze skladu pozywki, grzyby te beda rosly na podlozu, zawierajacym kwasy lignosulfono¬ we, jak tez inne substancje toksyczne.

Stwierdzono, ze wprowadzenie do odcieków, otrzy¬ manych po zdrozdzowaniu lugów posulfitowych, do¬ datku 0,1% mocznika, eliminuje toksyczne dzialanie skladnika fenolowego, dzieki czemu kwasy lignosul¬ fonowe moga byc wykorzystane jako zródlo pokar¬ mu xfla grzybów. Pozywke sporzadza sie przez zmie¬ szanie z woda 0,1% wagowych mocznika, 0,3°/© wa¬ gowych superfosfatu, 0,08% drozdzy piekarniczych i 5% wagowych suchej masy odcieku po zdrozdzo¬ waniu, skladajacego sie glównie z kwasów lignosul- fonowych. Hodowle szczepu prowadzi sie na wymie¬ nionej pozywce po uprzednim, zaadaptowaniu szcze¬ pów na drodze kilkakrotnego, korzystnie dziesiecio¬ krotnego, pasazowania na pozywce o wyzej wymie¬ nionym skladzie, lecz zawierajacej dodatkowo gluko¬ ze w ilosci stopniowo zmniejszanej w kolejnych pa¬ sazach od 1 do 0% wagowych.

Uzyskana przez wysuszenie i zmielenie grzyoni maczka zawiera okolo 40—50% bialka oraz wysoki procent aminokwasów egzogennych i aromatycznych.

Maczka, o skladzie witaminowym, jakosciowo lep¬ szym od borowika, równym pieczarce, o przyjemnym charakterystycznym zapachu i smaku grzybów, za¬ stepuje bialkowy skladnik w paszy dla drobiu, a skladnik fenolowy pozywki po hodowli grzyba jest badz przyswajany przez rosnace mycelium, badz utle- 40 niany do produktów nietoksycznych, co pozwala na odprowadzenie pozostalosci do rzeki, Przyklad. Strzepek mycelium jadalnego grzyba Pleurotus ostreatus (Boczniaka ostrygowatego) ze skosu agarowego zawierajacego w litrze roztworu wodnego 10 g asparaginy, 0,5 g siarczanu magnezu siedmio wodnego, 0,45 g kwasnego fosforanu potasu, 0,47 g kwasnego fosforanu sodu dwunastowodnego, 0,00002 g wapnia, 0,0000027 g jonów manganu, po 0,000001 g jonów zelaza, cynku i miedzi, 0,00005 g aneunyny i 20 g agaru, hodowanego przez 3 tygodnie na tym skosie w temperaturze 20°C, przeniesiono na 150 ml uprzednio wysterylizowanej pozywki o skla¬ dzie 0,1% wagowych mocznika, 0,3% wagowych su¬ perfosfatu, 0,08% wagowych autolizatu drozdzy pie¬ karniczych, 5% wagowych suchej masy odcieku po drozdzowaniu, zawierajacej ponadto 1% wagowy glukozy. Hodowle prowadzono w zaciemnionym miejscu w sposób stacjonarny w temperaturze 20°C.

Po 2 tygodniach strzepek grzybni z hodowli prze¬ niesiono na wysterylizowana pozywke o skladzie wy¬ zej podanym, z tym, ze dodatek glukozy wynosil 0,9% wagowych. Hodowle prowadzono analogicznie, jak poprzednio. Cykl powtórzono jeszcze kilkakrot¬ nie, biorac za kazdym razem mniej o 0,1% glukozy.

W ostatnim pasazu uzyskano szczep przystosowany do hodowli na pozywce bez dodatku glukozy. Grzyb¬ nie, rosnaca na itej pozywce, homogenizowano steryl¬ nie, wytrzasajac ze szklanymi kulkami, które wprowa¬ dzono uprzednio do pozywki ostatniej hodowli. 10 ml homogenatu wprowadzono do 150 ml sterylnej po¬ zywki, zawierajacej odciek po zdrozdzowaniu, jak tez dodatek mocznika o skladzie wyzej podanym i prowadzono hodowle w sposób opisany wyzej w temperaturze 20°C przez 2 tygodnie, po czym grzybnie odsaczono przez gaze, wysuszono w temperaturze 105°C, zwazono, zmielono na proszek w mlynie tar¬ czowym i oznaczono zawartosc bialka. Ilosciowe wy¬ niki dla omówionego przykladu, oraz dla innych grzy¬ bów Basidiomycetes ilustruje zalaczona tabela.

Gatunek Pleurotus astreatus (Jacau.) Fr Nr 13 Trametes versicolor (Schum ex Fr.) Nr 21 Trametes versicolor (L. ex Fe. (Pil.) Nr 20 Polistictus versicolor (Fr) Nr 9 Xantochrous pini Nr 4 Coriolus versicolor Nr 2 % suchej masy grzybni po dwóch tygodniach inkubacji*) 16,4 18 19 ,5 11,6 % bialka**) 41 53 40,1 43 42 40,1 *) % suchej masy grzybni obliczono w stosunku do suchej masy odcieku zawartego w pozywce.

M) % bialka przeliczono w stosunku do suchej masy grzybni.72496

Claims

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób otrzymywania biomasy bogatej w sub¬ stancje bialkowe z lugów posulfitowych, znamienny tym, ze lugi posulfitowe poddaje sie najpierw w 5 znany sposób zdrozdzowaniu, po czym na odcieku, otrzymanym po oddzieleniu drozdzy, prowadzi sie hodowle grzybów Basidiomycetes, dobierajac sklad cieklej pozywki tak, aby zawierala ona 5°/o wago¬ wych suchej masy odcieku po zdrozdzowaniu, 0,1 §/o io 6 wagowych mocznika, 0,3°/o wagowych superfosfatu i OrOfP/o wagowych autolizatu drozdzy piekarniczych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do hodowli stosuje sie grzyby Basidiomycetes uprzednio zaadaptowane do podloza hodowlanego na drodze kilkakrotnego, korzystnie dziesieciokrotnego, pasazo- wania ich na pozywce o skladzie podanym w zastrz. 1 i zawierajacej dodatkowo glukoze w ilosci stop¬ niowo zmniejszanej w kolejnych pasazach od 1 do 0% wagowych.