RU2048518C1 - Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны - Google Patents
Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2048518C1 RU2048518C1 SU5015632A RU2048518C1 RU 2048518 C1 RU2048518 C1 RU 2048518C1 SU 5015632 A SU5015632 A SU 5015632A RU 2048518 C1 RU2048518 C1 RU 2048518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermentation
- substrate
- pulp
- solid
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Область использования: микробиологическая, гидролизная комбикормовая промышленность. Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны включает увлажнение жома и засев при этом увлажнение жома осуществляется до влажности 62 65% раствором нативного коричневого безбелкового сока, содержащего 8,5 9,2% сухих веществ, в которых последовательно добавляют до полного растворения минеральные соли из расчета, г/л: фосфат аммония однозамещенного 1,5 2,0; магнии сернокислый 0,4 0,5; фосфат калия однозамещенного 0,5 0,6; фосфат калия двузамещенного 0,3 -0,4 с последующим доведением pH субстрата до 5,0 6,0, стерилизацией при 115°С в течение 40 мин и охлаждением, а вкачестве культуры микроорганизмом используют штамм гриба pleurotus ostreatus ИБК 1019 в количестве 5 10% от массы субстрата, при этом процесс твердофазной ферментации осуществляют при температуре 28 - 30°С в течение 5 7 сут. 4 табл.
Description
Изобретение относится к биотехнологии процессов биохимической трансформации полисахаридов вторичных растительных субстратов путем культивирования на них высших базидиальных грибов методом твердофазной ферментации и может быть использовано в микробиологической, гидролизной и комбикормовой промышленности.
Известны способы химической и биохимической трансформации полисахаридов воздушно-сухих растительных субстратов путем кислотного гидролиза с последующей биохимической трансформацией в условиях жидкофазной ферментации [1] микробиологической и ферментативной биоконверсии с последующим использованием низкомолекулярных гидролизатов в виде белково-углеродных растворимых веществ, как по прямому назначению непосредственно в качестве корма в животноводстве, так и в виде сырья для процессов биосинтеза физиологически активных соединений.
Такие биотехнологические процессы переработки воздушно-сухих полисахаридов вторичных растительных отходов в значительной степени нашли практическое применение, тогда как технологическое решение утилизации полисахаридов травянистых субстратов с высоким содержанием влаги 70-90% не найдено.
Во всех приведенных технологических схемах отсутствуют замкнутость цикла и экологическая чистота процесса. Так, для решения задачи безотходности процесса производства, в котором отсутствуют вторичные жидкие и твердые сбросы, разработаны способы моноферментной и полиферментной спонтанной твердофазной ферментации вторичных травяных субстратов, осуществляемые эпифитной бактериальной и дрожжевой микрофлорой, в частности представителями родов Pseudomonas, Mycobacterium, Сhromobacterium, Micrococcus, Bacillus, Rhоdotorula, Debaryomeces, Cаndida, Cryptococcus, Sporobоlomусеs, Schizosaccharomyces и др.
При биоконверсии растительных субстратов, богатых растворимыми углеводами, наиболее существенную роль играют сообщества микроорганизмов, интенсивно сбраживающих углеводы, и, в частности, кислотообразующие гомоферментативные молочнокислые бактерии Lactobacillus plantarum, L. Brevis, L. fermenti, L. casei, Streptococcus faecalis, S. mesenteroides, а также гетероферментативные кокки рода Leuconostoc и др.
Несмотря на общую эффективность процессов спонтанной твердофазной ферментации за счет эпифитной микрофлоры с преобладанием молочнокислых бактерий, такие процессы технологически малоуправляемы и зависят в основном от наличия исходной спонтанной микрофлоры, которая определяется величиной 106-1012 клеток/г cубстрата, степенью факультативной анаэробности, влажностью исходного субстрата, температурой протекания процесса и стартовым наличием в исходном субстрате моносахаридов. Эффективность такого процесса определяется количественным соотношением продуктов метаболизма молочнокислых и уксуснокислых бактерий 3:1, рН 4,2-4,7, отсутствием масляной кислоты.
Предложена схема осуществления процесса твердофазной ферментации растительных субстратов, где для создания элективности среды вносят 6% поваренной соли на 12-15% измельченной сахарной свеклы, а также добавляют 6-7% мелассы или уксусной кислоты.
Известен способ интенсификации микробиологических процессов консервации растительных субстратов за счет внесения закваски парной культуры Lactobacterium и Streprocоccus, где для обеспечения стартового количества водорастворимых сахаров также прибавляют мелассные растворы.
Указанные процессы основаны на создании консервирующего эффекта за счет интенсификации процессов гидратации и высокой степени диссоциации растворов поваренной соли, действующей на цитоплазматические структуры. Благодаря развитию микроорганизмов в процессе спонтанной твердофазной ферментации растительных субстратов содержание бактериального протеина увеличивается, однако не компенсирует потери растительного белка.
Травяной жом люцерны является отходом переработки зеленой массы люцерны, из которой после операций фракционирования получают зеленый сок, направляемый на коагуляцию белков с получением вторичного отхода безбелкового коричневого сока, а травяной жом, содержащий после прессования 28-32% сухих веществ, отправляют на сушку.
Наиболее близким к предлагаемому способу твердофазной ферментации является способ консервации травяного жома люцерны (прототип), где в целях регуляции процесса ферментации для обеспечения элективности среды используют поваренную соль в количестве 1% от массы субстрата, 0,3% смесь муравьиной и пропионовой кислот или вносят 1% молочнокислой закваски.
К недостаткам данного способа следует отнести частичную замену растительных белков на белок одноклеточных, в данном случае бактерий, с более низким уровнем перевариваемости и наличие в продукте карбоновых кислот. Кроме того, количество кормовых единиц, сырого и перевариваемого протеина, белково-экстрактивных веществ и другие важные характеристики продукта, полученного по способу-прототипу, практически не отличаются от таковых у нативного пресс-остатка (табл.1), в связи с чем существует альтернативный способ сохранения качества травяного жома люцерны путем его сушки, реализуемый в процессе переработки люцерны.
Целью изобретения является повышение содержания белка и витаминов в конечном продукте ферментации травяного жома люцерны.
Это достигается тем, что ферментацию травяного жома осуществляют культурой дереворазрушающего базидиального гриба вешенка обыкновенная Pleurotus ostreatus (Fr. ) Kumm. ИБК-1019, трансформирующего лигноцеллюлозный матрикс травяного жома в грибную биомассу, причем в качестве комплексного индуктора гидролитических и окислительных ферментов, участвующих в трансформации лигноцеллюлозы, используют отход переработки зеленой массы люцерны нативный безбелковый коричневый сок.
Для реализации этой цели в нативный коричневый безбелковый сок, содержащий 8,5-9,2% сухих веществ, последовательно добавляют и растворяют минеральные соли из расчета, г/л: 1,5-2,0 фосфата аммония однозамещенного; 0,4-0,5 магния сернокислого; 0,5-0,6 фосфата калия однозамещенного; 0,3-0,4 фосфата калия двузамещенного, полученным раствором увлажняют травяной жом люцерны до 62-65% устанавливают рН субстрата 5,0-6,0, стерилизуют при 115оС в течение 40 мин, охлаждают, засевают мицелием чистой культуры гриба из расчета 5-10% от массы субстрата и осуществляют процесс твердофазной ферментации при температуре субстрата 28-30оС в течение 5-7 cут.
П р и м е р. В нативный безбелковый коричневый сок последовательно вносили и растворяли минеральные соли из расчета, г/л: 1,5-2,0 фосфата аммония однозамещенного; 0,4-0,5 магния сернокислого; 0,5-0,6 фосфата калия однозамещенного и 0,3-0,4 фосфата калия двузамещенного. Полученным раствором увлажняли сухой травяной жом люцерны до влажности 62-65% в случае необходимости устанавливали рН субстрата в интервале 5,0-6,0 и автоклавировали в колбах Эрленмейера 40 мин при 115оС. Стерильный субстрат, охлажденный до комнатной температуры, высыпали в кюветы слоем 8-10 см и одновременно засевали стандартным посевным мицелием (на зерне ржи) Р. ostreatus ИБК-1019 из расчета 5-10% от массы субстрата. Процесс ферментации проводили в термостате при температуре 28-30оС в течение 5-7 сут.
В качестве контроля проводили твердофазную ферментацию нативного травяного жома люцерны по способу-прототипу, для чего в траншею на открытом воздухе закладывали травяной жом люцерны влажностью 68-72% затем вносили 1% поваренной соли или смесь органических кислот (муравьиная: пропионовая, 1:1) 0,3% или вносили в нативный жом 1,0% молочнокислой закваски. Процесс полной ферментации завершался в течение 6 месяцев при подзимней закладке жома в сентябре месяце.
Сравнительный анализ исходного субстрата с конечным продуктом ферментации по заявляемому способу или с аналогичным продуктом, полученным по способу-прототипу, показывает, что помимо значительного сокращения сроков ферментации в субстрате, ферментированном культурой вешенки обыкновенной, происходит его значительное обогащение протеином, витаминами, жиром, повышаются общее содержание аминокислот (в том числе и незаменимых) и их баланс, а также кормовая ценность ферментированного жома (табл. 1, 2, 3). В результате функционирования гидролитических и окислительных ферментов (табл.4) происходит деполимеризация таких растительных полимеров, как целлюлоза и лигнин, что значительно повышает перевариемость субстрата. Иммобилизированные на субстрате экзоклеточные целлюлозы и оксидазы вешенки, оптимум действия которых находится в пределах 40-50оС, способствуют дальнейшей трансформации корма в желудке животных. Наличие монофенол-монооксигеназы благоприятно сказывается на стабилизации микрофлоры кишечника и нейтрализации продуктов ее жизнедеятельности.
Из сравнительных показателей готового продукта твердофазной ферментации травяного жома люцерны культурой вешенки обыкновенной следует, что предложенный способ существенно отличается от известных ранее технических приемов твердофазной ферментации травяного жома люцерны и соответствует критерию "Новизна". При изучении других известных решений в данной области биотехнологии, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому биотехнологическому решению соответствие критерию "Существенные отличия".
Предлагаемый способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны разработан по планам научно-исследовательских работ Института ботаники им. Н.Г. Холодного АН УССР и будет использован в дальнейших разработках Института, связанных с созданием безотходных биотехнологических процессов использования вторичных растительных ресурсов.
Claims (1)
- СПОСОБ ТВЕРДОФАЗНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ ТРАВЯНОГО ЖОМА ЛЮЦЕРНЫ, включающий увлажнение жома и засев культуры микроорганизмов, отличающийся тем, что увлажнение жома осуществляют до влажности 61 65% раствором нативного коричневого безбелкового сока, содержащего 8,5 9,2% сухих веществ, в который последовательно добавляют до полного растворения минеральные соли в следующих количествах, г/л:
Фосфат аммония однозамещенного 1,5 2,0
Магний сернокислый 0,4 0,5
Фосфат калия однозамещенного 0,5 0,6
Фосфат калия двузамещенного 0,3 0,4
с последующим доведением рН субстрата до 5,0 6,0, стерилизацией при 115oС в течение 40 мин и охлаждением, а в качестве культуры микроорганизмов используют штамм гриба Pleurotus ostreatus ИБК 1019 в количестве 5 10% от массы субстрата, при этом процесс твердофазной ферментации осуществляют при 28 30oС в течение 5 7 сут.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5015632 RU2048518C1 (ru) | 1991-11-04 | 1991-11-04 | Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5015632 RU2048518C1 (ru) | 1991-11-04 | 1991-11-04 | Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2048518C1 true RU2048518C1 (ru) | 1995-11-20 |
Family
ID=21591070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5015632 RU2048518C1 (ru) | 1991-11-04 | 1991-11-04 | Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2048518C1 (ru) |
-
1991
- 1991-11-04 RU SU5015632 patent/RU2048518C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Рекомендации по заготовке, хранению и использованию жома люцерны. Госагропром СССР, 1988, 21 с. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Roukas | Citric and gluconic acid production from fig by Aspergillus niger using solid-state fermentation | |
AP572A (en) | Alkali-treated bagasse, and its preparation and uses. | |
KR101918732B1 (ko) | 곡물 분말 내의 단백질을 농축하는 방법 | |
CN1184312C (zh) | 酶复合物 | |
CN107535671A (zh) | 提高瘤胃蛋白利用率的微生物发酵黄酒糟饲料及制备方法 | |
Long | A Study in Fundamentals of the Nutrition of the Tubercle Bacillus: The Utilization of Some Amino-Acids and Ammonium Salts | |
RU2048518C1 (ru) | Способ твердофазной ферментации травяного жома люцерны | |
Khosravi-Darani et al. | Fed-Batch Production of a fermented beverage containing vitamin B12 | |
CZ6797A3 (en) | Extract of low-molecular active substances from yeast and process for preparing thereof | |
Dohner et al. | Anaerobic fermentation of lysine | |
Pan et al. | Acceleration of Lactic Acid Fermentation by Heat–Labile Substances | |
JPH01157395A (ja) | 微生物の培養法 | |
Ugwuanyi et al. | Linamarase activities in Bacillus spp. responsible for thermophilic aerobic digestion of agricultural wastes for animal nutrition | |
JPH022589B2 (ru) | ||
Omidiji et al. | Production of Amylase in a Corn Steep Liquor-Soya Bean Meal Medium by a Strain of Baccillus Stearothermophilus | |
RU2815933C1 (ru) | Способ получения молочной кислоты из побочных продуктов производства крахмала при переработке зерна пшеницы | |
EP1165821A1 (en) | Method for treating organic waste products | |
Lee | Fermentation | |
Abou-Zeid et al. | Utilization of waste products of dehydrated onion industry for production of fodder yeast | |
Bekers et al. | Sugar beet juice fermentation by Zymomonas mobilis attached to stainless steel wire spheres | |
US2415777A (en) | Production of aliphatic acids from sulphite waste liquor | |
JPH08196286A (ja) | イノシトールの製造方法 | |
Martínez-Hernández et al. | Microbial Products of Importance in the Food Industry | |
Marounek et al. | Biochemical characteristics and fermentation of glucose and starch by rabbit caecal strains of Bifidobacterium globosum | |
SU1056909A3 (ru) | Способ получени глицерин-дегидрогеназы |