RU2195490C2 - Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase - Google Patents

Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase Download PDF

Info

Publication number
RU2195490C2
RU2195490C2 RU2001105482A RU2001105482A RU2195490C2 RU 2195490 C2 RU2195490 C2 RU 2195490C2 RU 2001105482 A RU2001105482 A RU 2001105482A RU 2001105482 A RU2001105482 A RU 2001105482A RU 2195490 C2 RU2195490 C2 RU 2195490C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
complex
beta
carbohydrases
cultivation
Prior art date
Application number
RU2001105482A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001105482A (en
Inventor
О.Н. Окунев
А.П. Синицын
В.М. Черноглазов
А.О. Беккаревич
Original Assignee
ООО НПК "Фермтек"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО НПК "Фермтек" filed Critical ООО НПК "Фермтек"
Priority to RU2001105482A priority Critical patent/RU2195490C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2195490C2 publication Critical patent/RU2195490C2/en
Publication of RU2001105482A publication Critical patent/RU2001105482A/en

Links

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, mycology, biochemistry, enzymology. SUBSTANCE: strain of mycelioid fungus Trichoderma longibrachiatum TW-1 VKM F-3634D is obtained by method of multiple classical mutagenesis and selection from the parent culture Trichoderma reesei QM 6a using ultraviolet irradiation. Strain shows ability to produce complex of highly active carbohydrases that makes a possibility of full complex of enzymes and also if necessary individual enzymes (components) of complex. For achievement of high productivity of the strain the use of complex and expensive nutrient media is not required. Nutrient media conventionally using in industrial technologies for preparing similar enzyme preparations are used for culturing. Invention can be used in food industry and agriculture. Invention allows to expanse effectiveness and to broad spectrum of enzyme preparations using in different fields of biotechnology and, especially, as fodder additions. EFFECT: valuable properties of fungus strain. 5 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в микробиологической и пищевой промышленности и в сельском хозяйстве. Мультиферментные комплексы карбогидраз, содержащие бета-глюканолитические, целлюлозо-, гемицеллюлозолитические и пектолитические ферменты, лизирующие клеточную стенку, как и отдельные карбогидразы, могут применяться для биодеградации целлюлозо- и гемицеллюлозосодержащих субстратов, в том числе отходов промышленности и сельского хозяйства, для биодеградации клеточных стенок растений, а также в пищевой и спиртовой промышленности, в пивоварении, в качестве добавок в кормах, для силосования кормов в сельском хозяйстве. The invention relates to the field of biotechnology and can be used in the microbiological and food industry and in agriculture. Carbohydrase multienzyme complexes containing beta-glucanolytic, cellulose, hemicellulolytic and pectolytic enzymes that lyse the cell wall, as well as individual carbohydrases, can be used for biodegradation of cellulose and hemicellulose-containing substrates, including industrial and agricultural wastes, for plant biodegradation as well as in the food and alcohol industries, in brewing, as additives in feed, for silage of feed in agriculture.

Известно достаточно много штаммов - продуцентов отдельных карбогидраз, главным образом целлюлаз, и способы их культивирования в аэробных условиях. Many strains are known that produce individual carbohydrases, mainly cellulases, and methods for their cultivation under aerobic conditions.

Как правило, микроорганизмы, в частности мицелиальные грибы, образуют комплекс ферментов, разрушающих растительные субстраты. Обычно комплекс включает преимущественно целлюлазы, а также другие карбогидразы, среди которых чаще всего встречаются ксиланазы и пектиназы. As a rule, microorganisms, in particular mycelial fungi, form a complex of enzymes that destroy plant substrates. Usually, the complex includes mainly cellulases, as well as other carbohydrases, among which xylanases and pectinases are most often found.

Выбор штамма-продуцента определяется его способностью обеспечить достаточно высокие уровни активности карбогидраз в ферментационной среде, скоростью образования ферментов, выходом ферментов с единицы массы используемого субстрата, а также стоимостью самих субстратов. The choice of producer strain is determined by its ability to provide fairly high levels of carbohydrase activity in the fermentation medium, the rate of enzyme formation, the release of enzymes per unit mass of the substrate used, and the cost of the substrates themselves.

Известны штаммы Aspergillus niger, при культивировании которых на средах с индукторами целлюлолитических ферментов получают комплекс ферментов, включающих целлюлазу, ксиланазу, бета-глюкозидазу, бета-ксилозидазу, бета-глюканазу и ламинариназу (Патент РФ 2057179, кл. C 12 N 9/42, 1996 г.). Активности ферментов в культуральной жидкости составляют соответственно: целлюлаза - 5,0 Е/мл; ксиланаза - 125,0 Е/мл; бета-глюкозидаза - 20,0 Е/мл; бета-ксилозидаза - 36,0 Е/мл; бета-глюканаза - 0,95 Е/мл и ламинариназа - 1,25 Е/мл. Aspergillus niger strains are known, when cultured on media with cellulolytic enzyme inducers, a complex of enzymes is obtained, including cellulase, xylanase, beta-glucosidase, beta-xylosidase, beta-glucanase and laminarinase (RF Patent 2057179, CL 12 N 9/42, 1996). The activity of enzymes in the culture fluid are respectively: cellulase - 5.0 U / ml; xylanase - 125.0 U / ml; beta-glucosidase - 20.0 U / ml; beta-xylosidase - 36.0 U / ml; beta-glucanase - 0.95 U / ml and laminarinase - 1.25 U / ml.

Хотя грибы рода Aspergillus образуют комплексы с широким спектром карбогидраз, однако активность большинства отдельных компонентов комплекса недостаточно высокая, что часто делает нецелесообразным их практическое применение. Although fungi of the genus Aspergillus form complexes with a wide spectrum of carbohydrases, the activity of most of the individual components of the complex is not high enough, which often makes their practical use impractical.

Как известно, наиболее активными продуцентами целлюлаз являются штаммы мицелиальных грибов рода Trichoderma. С целью повышения их способности к продукции и адаптации к более дешевым средам были получены различные мутантные и рекомбинантные штаммы Trichoderma longibrachiatum (syn. Trichoderma reesei). Мутант Trichoderma.reesei MCG 80 при непрерывном культивировании на питательной среде с 8% целлюлозы и биотином обеспечивает активность целлюлаз 17,2 ед/мл FPA (Патент США 4472504, кл. C 12 N 9/42, 1984 г.). FPA - активность целлюлазного комплекса, определенная по фильтровальной бумаге и выраженная в международных единицах согласно рекомендации IUPAC (Т.К.Chose., Pure and Appl. Chem., vol.59, 2, pp.257-268). As is known, the most active producers of cellulases are strains of mycelial fungi of the genus Trichoderma. In order to increase their ability to produce and adapt to cheaper environments, various mutant and recombinant strains of Trichoderma longibrachiatum (syn. Trichoderma reesei) were obtained. The mutant Trichoderma.reesei MCG 80, when continuously cultured on a nutrient medium with 8% cellulose and biotin, provides a cellulase activity of 17.2 u / ml FPA (US Patent 4,472,504, class C 12 N 9/42, 1984). FPA is the activity of the cellulase complex, determined by filter paper and expressed in international units according to the IUPAC recommendation (T.K. Chose., Pure and Appl. Chem., Vol. 59, 2, pp. 257-268).

Известен мутант Trichoderma.reesei IMET 43803, который вследствие частичного уменьшения катаболитной репрессии биосинтеза обеспечивает высокую продуктивность целлюлаз и высокий (до 10 ед/мл FPA) уровень активности целлюлазы при культивировании на среде с лактозой (патент ГДР 291673, кл. C 12 N 9/42, 1991 г.). Known mutant Trichoderma.reesei IMET 43803, which due to a partial decrease in the catabolite repression of biosynthesis provides high cellulase productivity and high (up to 10 units / ml FPA) cellulase activity when cultured on a medium with lactose (patent GDR 291673, class C 12 N 9 / 42, 1991).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является мутант Trichoderma.reesei ВСМ 18.2/КК (ВГНКИ-28), полученный с помощью парасексуальных процессов из исходной культуры Trichoderma reesei IMET 43803, который обладает повышенной продуктивностью и позволяет при одностадийной ферментации обеспечить высокую активность ферментов (целлюлаз) с единицы массы используемого субстрата (Патент РФ 2001949, C 12 N 9/42, 1993 г. ). Штамм 18.2/КК имеет ферментные системы, позволяющие расти на среде с целлюлозой, крахмалом, хитином, пектином, ксиланом, ламинарином, лихенином. При культивировании на жидкой питательной среде на основе свекловичного жома достигается уровень активности в 3,5-4,2 ед/мл FPA (время культивирования 110 ч), при культивировании в ферментере на среде с лактозой - 18.2 ед/мл (81ч), при культивировании в ферментере на молочной сыворотке -12-14 ед/мл (100-110 ч). Closest to the technical nature of the present invention is the mutant Trichoderma.reesei BCM 18.2 / QC (VGNKI-28), obtained by parasexual processes from the original culture of Trichoderma reesei IMET 43803, which has increased productivity and allows for high-activity enzymes in single-stage fermentation ( cellulase) per unit mass of the substrate used (RF Patent 2001949, C 12 N 9/42, 1993). Strain 18.2 / KK has enzyme systems that allow it to grow on a medium with cellulose, starch, chitin, pectin, xylan, laminarin, lichenin. When cultivated in a liquid nutrient medium based on beet pulp, an activity level of 3.5-4.2 u / ml FPA is achieved (cultivation time 110 h), when cultured in a fermenter on a medium with lactose 18.2 u / ml (81 h), cultivation in a fermenter on whey -12-14 u / ml (100-110 h).

Однако, как следует из имеющихся в нашем распоряжении сведений, полученных в результате научных исследований, грибы рода Trichoderma, как правило, обладают высокой продуктивностью, преимущественно в отношении целлюлаз, но в гораздо меньшей степени - в отношении других карбогидраз (бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ, маннаназ), необходимых для гидролиза различных полисахаридов, входящих (помимо целлюлозы) в состав растительного сырья. Штамм Trichoderma reesei BCM 18.2/КК (ВГНКИ-28) не является в данном случае исключением и имеет тот же недостаток, что и другие штаммы Trichodrema, а именно он имеет низкую продуктивность по карбогидразам, не являющимися целлюлазами (бета-глюканазы, ксиланазы, пектиназы, маннаназы). However, as follows from the information obtained at our disposal as a result of scientific research, fungi of the genus Trichoderma, as a rule, have high productivity, mainly in relation to cellulases, but to a much lesser extent in relation to other carbohydrases (beta-glucanases, xylanases, pectinases, mannanases), necessary for the hydrolysis of various polysaccharides included (in addition to cellulose) in the composition of plant materials. The strain Trichoderma reesei BCM 18.2 / KK (VGNKI-28) is not an exception in this case and has the same drawback as other Trichodrema strains, namely, it has low productivity for carbohydrases that are not cellulases (beta-glucanases, xylanases, pectinases , mannanases).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в получении нового высокоактивного штамма мицелиальных грибов - продуцента мультиферментного комплекса, содержащего широкий спектр карбогидраз и пригодного для культивирования на дешевом сырье в присутствии высоких концентраций сахаров. The problem to which the invention is directed, is to obtain a new highly active strain of mycelial fungi - producer of a multienzyme complex containing a wide range of carbohydrases and suitable for cultivation on cheap raw materials in the presence of high concentrations of sugars.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении высокого уровня активности как целлюлаз, так и других компонентов комплекса - бета-глюканаз, ксиланаз и пектиназ в ферментационной среде, а также в повышении способности к продукции маннаназы. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to provide a high level of activity of both cellulases and other components of the complex - beta-glucanases, xylanases and pectinases in a fermentation medium, as well as to increase the ability to produce mannanase.

Сущность объекта изобретения - новый специально селекционированный штамм мицелиального гриба Trichoderma longibrachiatum TW-1 - продуцент комплекса карбогидраз, содержащего целлюлазы, бета-глюканазы, ксиланазы, пектиназы и маннаназы. The essence of the object of the invention is a new specially selected strain of mycelial fungus Trichoderma longibrachiatum TW-1 - producer of a complex of carbohydrases containing cellulases, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase.

Штамм мицелиального гриба Trichoderma longibrachiatum TW-1 депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов при Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН под ВКМ F-3634 D. The strain of mycelial fungus Trichoderma longibrachiatum TW-1 is deposited in the All-Russian collection of microorganisms at the Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms named after G.K.Skryabin RAS under VKM F-3634 D.

Штамм получают с помощью многоступенчатого классического мутагенеза и селекции из исходной культуры Trichoderma reesei QM 6a (ВКМ F-2047). Суспензию спор исходного штамма облучают ультрафиолетом. Облученные споры высевают на чашки Петри с селективными средами, основу которых составляет среда Гетчинсона с добавлением 0,5% карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), культивируют при 28oС в течение 2 сут и проводят окрашивание Конго Красным. Мутанты с улучшенной продукцией отбирают визуально по увеличенным зонам просветления вокруг колоний. Наиболее активные мутанты, отобранные на чашках, проверяют на продуктивность синтеза целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ при культивировании в жидкой среде в колбах. Отобранные при культивировании в колбах наиболее активные варианты снова (многократно) подвергают облучению и селекции на чашках и колбах, как описано выше.The strain is obtained using multistage classical mutagenesis and selection from the original culture of Trichoderma reesei QM 6a (VKM F-2047). The spore suspension of the original strain is irradiated with ultraviolet light. Irradiated spores are plated on Petri dishes with selective media, the basis of which is Hetchinson medium supplemented with 0.5% carboxymethyl cellulose (CMC), cultured at 28 ° C for 2 days and Congo Red is stained. Mutants with improved production are selected visually for the increased areas of enlightenment around the colonies. The most active mutants selected on the plates are tested for the productivity of the synthesis of cellulases, beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases when cultured in a liquid medium in flasks. The most active variants selected during cultivation in flasks are again (repeatedly) subjected to irradiation and selection on dishes and flasks, as described above.

Условия хранения: штамм может храниться в лиофилизированном состоянии в течение нескольких лет и/или на косячках с агаризованной средой Чапека или сусло-агаре при +4oС с обязательным пересевом не реже одного раза в течение 3-6 месяцев.Storage conditions: the strain can be stored in a lyophilized state for several years and / or on shoals with agarized Chapek's medium or wort-agar at + 4 o С with obligatory reseeding at least once for 3-6 months.

Культурально-морфологические признаки штамма
При росте на Мальц-агаре диаметр колоний достигает 80-90 мм на 7 сутки при росте при 25oС. Мицелий развит преимущественно субстратный, гиалиновый; воздушный скудный, белый. Конидиальная зона сформирована многочисленными компактными подушечками диаметром до 2 мм, изначально белого цвета, с возрастом - зеленого. Обратная сторона - светло-зеленовато-желтая. Конидиеносцы неокрашенные, гладкостенные, формируются преимущественно на субстратном мицелии, главные ветви длинные и прямые, иногда извитые, до 5 мм шириной у основания, постепенно сужающиеся к вершине до 2 мкм ширины; боковые ветви образуются через неравные интервалы, обычно короткие, формируются под углом к вершине конидиеносцев. Фиалиды одиночные, булавовидные или широко бутыловидные, часто искривленные, размер - 5-10 ч 2-3 мкм. Конидии одноклеточные, зеленоватые, гладкостенные, эллипсоидальные, 4-7 ч 2,5-4 мкм, собраны в небольшие головки на вершинах фиалид.
Cultural and morphological characteristics of the strain
With growth on Maltz-agar, the diameter of the colonies reaches 80-90 mm on the 7th day, with growth at 25 o C. Mycelium develops mainly substrate, hyaline; airy meager, white. The conidial zone is formed by numerous compact pads with a diameter of up to 2 mm, originally white in color, green with age. The reverse side is light greenish yellow. Conidiophores are unpainted, smooth-walled, formed mainly on the substrate mycelium, the main branches are long and straight, sometimes crimped, up to 5 mm wide at the base, gradually tapering to the apex to 2 microns wide; lateral branches form at irregular intervals, usually short, are formed at an angle to the apex of the conidiophores. The phialides are single, club-shaped or broadly bottle-shaped, often curved, size - 5-10 h 2-3 microns. Conidia are unicellular, greenish, smooth-walled, ellipsoidal, 4-7 hours 2.5-4 microns, collected in small heads at the tops of the phialids.

При культивировании в глубинных условиях с использованием растворимых субстратов (глюкоза, фруктоза, лактоза) образуется рыхлый разветвленный мицелий со слабой пеллетизацией, удельная начальная скорость роста мицелия составляла 0,3 ч-1, в конце культивирования - 0,1 ч-1.When cultured in deep conditions using soluble substrates (glucose, fructose, lactose), a loose branched mycelium with weak pelletization is formed, the specific initial mycelial growth rate was 0.3 h -1 , at the end of cultivation - 0.1 h -1 .

Физиолого-биохимические признаки штамма
Мезофилен. Оптимальная температура роста мицелия 32oС (29-34oС), оптимум для образования целлюлаз 28oС (26-29oС). Оптимальные значения рН роста и секреции целлюлаз 3,5-5,0. Рост мицелия наблюдается и при рН 2,5, но при этом наблюдается очень слабое образование целлюлаз и других карбогидраз.
Physiological and biochemical characteristics of the strain
Mesophilen. The optimum growth temperature of the mycelium is 32 o C (29-34 o C), the optimum for the formation of cellulases is 28 o C (26-29 o C). The optimal pH of growth and secretion of cellulases is 3.5-5.0. The growth of mycelium is also observed at pH 2.5, but there is a very weak formation of cellulases and other carbohydrases.

Резистентность к нистатину слабая. При поверхностном культивировании устойчив к концентрации до 0,5 мкг/мл, при концентрации 2,5 мкг/мл рост полностью подавляется. При добавлении в среду дигитонина (3,5-4,0 мкг/мл) или бенгальского розового (30-50 мкг/мл) размер колоний уменьшается. Nystatin resistance is weak. With surface cultivation, it is resistant to a concentration of up to 0.5 μg / ml; at a concentration of 2.5 μg / ml, growth is completely inhibited. With the addition of digitonin (3.5-4.0 μg / ml) or Bengal pink (30-50 μg / ml) to the medium, the colony size decreases.

Является прототрофом. Способен ассимилировать глюкозу, лактозу, глицерин, галактозу, ксилозу, D-маннит, маннозу трегалозу, L- и D-арабинозу, сорбозу, сорбит, рибозу. Не ассимилирует: L-рамнозу, D-глюкозамии, дезоксирибозу, дезоксигалактозу, 2-дезокси-D-глюкозу, 5-тио-D-глюкозу. It is a prototroph. It is able to assimilate glucose, lactose, glycerin, galactose, xylose, D-mannitol, mannose trehalose, L- and D-arabinose, sorbose, sorbitol, ribose. Does not assimilate: L-ramnose, D-glucosamia, deoxyribose, deoxygalactose, 2-deoxy-D-glucose, 5-thio-D-glucose.

Использует аммонийный и органический азот, очень плохо ассимилирует нитратную форму азота. Uses ammonium and organic nitrogen, assimilates the nitrate form of nitrogen very poorly.

Образует ферментные системы, позволяющие расти на соответствующих комплексных субстратах: целлюлозе, крахмале, ксилане, ламинарине, бета-глюкане, лихенине, пектине, галактоманнане и хитине. Способен утилизировать молочную кислоту при концентрации ниже ингибирующей. It forms enzyme systems that allow it to grow on the corresponding complex substrates: cellulose, starch, xylan, laminarin, beta-glucan, lichenin, pectin, galactomannan and chitin. Able to utilize lactic acid at a concentration below inhibitory.

Катаболитная репрессия биосинтеза карбогидраз значительно снижена. Проверка катаболитной репрессии биосинтеза карбогидраз заключается в следующем. Конидии пересевают в пробирки с минимальной средой, содержащей минеральные соли, следовое количество (0,5 г/л) дрожжевого экстракта, аморфную целлюлозу, а также исследуемый репрессор или антиметаболит (глюкоза, 2-дезокси-D-глюкоза, лактоза, глицерин и др.). Диаметр пробирки - 9 мм, высота столбика агара 50-60 мм. Пробирку инкубируют 4 сут при 30oС и затем 20 ч при 45oС. Об устойчивости биосинтеза карбогидраз к катаболитной репрессии судят по глубине зоны деструкции аморфной целлюлозы (по размеру зоны просветления столбика агара в пробирке) в присутствии репрессора или антиметаболита).The catabolite repression of the biosynthesis of carbohydrases is significantly reduced. Verification of the catabolite repression of the biosynthesis of carbohydrases is as follows. Conidia are subcultured in test tubes with a minimal medium containing mineral salts, a trace amount (0.5 g / l) of yeast extract, amorphous cellulose, as well as the test repressor or antimetabolite (glucose, 2-deoxy-D-glucose, lactose, glycerin, etc. .). The diameter of the test tube is 9 mm, the height of the agar column is 50-60 mm. The tube is incubated for 4 days at 30 ° C and then 20 hours at 45 ° C. The stability of the carbohydrase biosynthesis to catabolite repression is judged by the depth of the destruction zone of amorphous cellulose (by the size of the clarification zone of the agar column in the tube) in the presence of a repressor or antimetabolite).

Полученный мутант Trichoderma longibrachiatum BKM F-3634D по своим морфологическим признакам при росте на глюкозо-картофельном агаре, на агаре для споруляции (СМ-агаре) отличается от исходного штамма Trichoderma reesei QM 6а существенно сниженной интенсивностью спороношения, цветом пигмента спор и окраской колонии (светло-зеленовато-желтые) с обратной стороны при выращивании на агаризованных средах более медленным ростом на твердых средах, повышенной способностью при глубинном культивировании на жидких средах к биосинтезу целлюлаз и других, кроме целлюлазы, карбогидраз - бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ. The obtained mutant Trichoderma longibrachiatum BKM F-3634D in its morphological characteristics when growing on glucose-potato agar, on sporulation agar (CM agar) differs from the original Trichoderma reesei QM 6a strain by significantly reduced sporulation intensity, color of spore pigment and color of spore pigment and greenish yellow) on the reverse side, when grown on agarized media, a slower growth on solid media, an increased ability to deep cellulose biosynthesis of liquid media and other than cellulase, carb hydrazo - beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases.

Данный вид мицелиального гриба не числится в качестве патогенного в "Положении о порядке учета, хранения, обращения, отпуска и пересылки культур бактерий, вирусов, риккетсий, грибов, простейших, микоплазм, бактериальных токсинов, ядов биологического происхождения". This type of mycelial fungus is not listed as pathogenic in the "Regulation on the procedure for recording, storing, handling, dispensing and sending cultures of bacteria, viruses, rickettsia, fungi, protozoa, mycoplasmas, bacterial toxins, poisons of biological origin."

Культивирование штамма Trichoderma longibrachiatum BKM F-3634D проводят в аэробных условиях в погруженном состоянии на питательной среде, содержащей один или несколько субстратов - источников углерода, являющихся индукторами биосинтеза ферментов. В качестве субстратов могут использоваться и субстраты, не являющиеся индукторами. Штамм способен в соответствующих условиях проведения процесса культивирования на основе использования растворимых субстратов, например глюкозы или лактозы, секретировать в культуральную среду комплекс ферментов - карбогидраз (целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ, маннаназ). Глюкоза в среде культивирования может быть заменена более дешевым продуктом - гидролизатом крахмала. The cultivation of the strain Trichoderma longibrachiatum BKM F-3634D is carried out under aerobic conditions in a submerged state on a nutrient medium containing one or more substrates - carbon sources, which are the inducers of enzyme biosynthesis. Non-inductor substrates may also be used as substrates. The strain is capable of secreting a complex of enzymes - carbohydrases (cellulase, beta-glucanases, xylanases, pectinases, mannanases) into the culture medium under appropriate conditions of the cultivation process based on the use of soluble substrates, for example glucose or lactose. Glucose in the cultivation medium can be replaced by a cheaper product - starch hydrolyzate.

Активность целлюлаз определяют по FPA (согласно рекомендации UРАС), активность бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ в культуральной жидкости определяют по способности расщеплять бета-глюкан, ксилан, полигалактуроновую кислоту и галактоманнан соответственно. За единицу активности принимают такое количество ферментов, которое в течение 1 мин при температуре 50oС и рН 5,0 освобождает 1 мкмоль редуцирующих сахаров, эквивалентных 1 мкмолю глюкозы и определяемых методом Сомоджи-Нельсона (А.П.Синицын, А.В. Гусаков, И. М. Черноглазов. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. Учеб. пособие, М.: Изд-во МГУ, 1995, с.144-156).Cellulase activity is determined by FPA (according to the recommendation of URAC), the activity of beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases in the culture fluid is determined by the ability to cleave beta-glucan, xylan, polygalacturonic acid and galactomannan, respectively. For the unit of activity, take such an amount of enzymes that for 1 min at a temperature of 50 o C and pH 5.0 it releases 1 μmol of reducing sugars equivalent to 1 μmol of glucose and determined by the Somogy-Nelson method (A.P. Sinitsyn, A.V. Gusakov, IM Chernoglazov, Bioconversion of lignocellulosic materials, Textbook, Moscow: Publishing House of Moscow State University, 1995, p.144-156).

Ферментные препараты, полученные с помощью предлагаемого штамма, могут быть использованы в виде культуральной жидкости, в виде концентрированных препаратов, получаемых с помощью улътрафильтрации или в виде сухих препаратов. Enzyme preparations obtained using the proposed strain can be used in the form of a culture fluid, in the form of concentrated preparations obtained by ultrafiltration or in the form of dry preparations.

Возможность использования изобретения иллюстрируется примерами, которые не ограничивают объем и сущность притязаний, связанных с ними. The possibility of using the invention is illustrated by examples that do not limit the scope and essence of the claims associated with them.

Пример 1. Для получения посевного материала (инокулята) культуру гриба Trichoderma longibrachiatum BKM F-3634D выращивают на сусло- или СМ-агаре при 29oС в течение 7 сут и далее при комнатной температуре на свету в течение 5 сут. Засев колб проводят 1 мл суспензии спор, смытых с агара водой, содержащей 0,1% твина 80. Культивирование штамма осуществляют в аэробных условиях в качалочных колбах Эрленмейера объемом 750 мл, содержащих 100 мл жидкой среды следующего состава, в г/л: свекловичный жом - 40,0; солодовые ростки - 14,0; (NH4)2SO4 - 6,0; КН2РО4 - 2,0; MgSО4•7H2О - 0,6; рН 5,4. Колбы инкубируют на качалке при 30oС и 200 об/мин в течение 120 ч.Example 1. To obtain seed (inoculum), the culture of the fungus Trichoderma longibrachiatum BKM F-3634D is grown on wort or CM agar at 29 o C for 7 days and then at room temperature in the light for 5 days. Inoculation of flasks is carried out with 1 ml of a suspension of spores washed with agar with water containing 0.1% tween 80. Cultivation of the strain is carried out under aerobic conditions in 750 ml Erlenmeyer rocking flasks containing 100 ml of a liquid medium of the following composition, in g / l: beet pulp - 40.0; malt sprouts - 14.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 6.0; KH 2 RO 4 - 2.0; MgSO 4 • 7H 2 O - 0.6; pH 5.4. The flasks are incubated on a shaker at 30 o C and 200 rpm for 120 hours

Активность целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ составляет 6,5; 25,0; 20,0; 7,0 и 0,5 ед/мл соответственно. The activity of cellulases, beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases is 6.5; 25.0; 20.0; 7.0 and 0.5 u / ml, respectively.

Пример 2. Культивирование осуществляют в качалочных колбах Эрленмейера как описано в примере 1, используя жидкую питательную среду следующего состава, в г/л: микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) - 4,0; лактоза - 20,0; (NH4)24 - 6,0; KН24 - 2.0; MgSО4•7H2О - 0,6; рН 5,4.Example 2. Cultivation is carried out in Erlenmeyer rocking flasks as described in example 1, using a liquid nutrient medium of the following composition, in g / l: microcrystalline cellulose (MCC) - 4.0; lactose - 20.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 6.0; KH 2 PO 4 - 2.0; MgSO 4 • 7H 2 O - 0.6; pH 5.4.

Активность целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ составляет на 120 ч культивирования 6,0; 30,2; 22,0; 7,5 и 1,2 ед/мл, соответственно. The activity of cellulases, beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases is 6.0 hours at 120 hours of cultivation; 30.2; 22.0; 7.5 and 1.2 u / ml, respectively.

Пример 3. Проводят процесс культивирования в ферментере типа АНКУМ 2М с рабочим объемом 6,0 л. Аэрация составляет 1 объем воздуха на 1 объем среды в ферментере. Ферментер инокулируют 500 мл вегетативного мицелия, полученного через 36 ч культивирования на качалочных колбах Эрленмейера (как описано в примере 1). Example 3. A cultivation process is carried out in an ANKUM 2M type fermenter with a working volume of 6.0 l. Aeration is 1 volume of air per 1 volume of medium in the fermenter. The fermenter is inoculated with 500 ml of vegetative mycelium obtained after 36 hours of cultivation on Erlenmeyer rocking flasks (as described in example 1).

Первую фазу культивирования (на которой гриб главным образом растет и накапливает биомассу) осуществляют в течение 24 ч при 32oС на жидкой питательной среде следующего состава, в г/л: МКЦ - 4,0; лактоза - 20,0; (NH4)24 - 6,0; КН2РО4 - 2,0; MgSО4•7H2О - 0,6. Через 24 ч начинают вторую фазу культивирования (на протяжении которой происходит накопление ферментов в среде роста). На второй фазе в ферментер непрерывно добавляют лактозу так, чтобы ее концентрация в среде не превышала уровня 1-2 г/л. Температуру во второй фазе поддерживают 28oС, а рН - 4,2. Ферментация заканчивается через 120 ч, к концу ферментации первоначальный объем среды в ферментере увеличивается за счет вносимого раствора лактозы на 50% и составляет 9-9,5 л.The first phase of cultivation (in which the fungus mainly grows and accumulates biomass) is carried out for 24 hours at 32 o C on a liquid nutrient medium of the following composition, in g / l: MCC - 4.0; lactose - 20.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 6.0; KH 2 RO 4 - 2.0; MgSO 4 • 7H 2 O - 0.6. After 24 hours, the second phase of cultivation begins (during which the accumulation of enzymes in the growth medium). In the second phase, lactose is continuously added to the fermenter so that its concentration in the medium does not exceed the level of 1-2 g / l. The temperature in the second phase is maintained at 28 ° C. , and the pH is 4.2. Fermentation ends after 120 hours, by the end of fermentation, the initial volume of the medium in the fermenter increases due to the introduced lactose solution by 50% and amounts to 9-9.5 liters.

Активности целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ составляют на 110-120 ч культивирования 20,0; 380,0; 65,0; 23,0 и 24,0 ед/мл соответственно. The activity of cellulases, beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases for 110-120 hours of cultivation of 20.0; 380.0; 65.0; 23.0 and 24.0 units / ml, respectively.

Пример 4. Процесс проводят в ферментере типа АНКУМ 2М. Режим ферментации тот же, что в примере 3. Культивирование осуществляют на среде состава, приведенного в примере 3, но вместо лактозы на первой фазе культивирования в составе жидкой питательной среды используют ферментативный гидролизат крахмала (600 мл на 6,5 л ферментере, начальная концентрация глюкозы в среде 2,9-3,3%), а вместо МКЦ - пшеничные отруби в концентрации 40 г/л. На второй фазе культивирования добавляют лактозу так же, как в примере 3. В процессе ферментации через 60 ч после ее начала в среду вносят минеральные соли в количестве, которое добавляли в начале процесса культивирования. Example 4. The process is carried out in a fermenter type ANKUM 2M. The fermentation mode is the same as in example 3. The cultivation is carried out on a medium of the composition shown in example 3, but instead of lactose in the first phase of cultivation, an enzymatic starch hydrolyzate is used in the liquid nutrient medium (600 ml per 6.5 liter fermenter, initial glucose concentration in the environment 2.9-3.3%), and instead of MCC - wheat bran at a concentration of 40 g / l. In the second phase of cultivation, lactose is added in the same manner as in Example 3. In the fermentation process, 60 hours after its start, mineral salts are added to the medium in the amount that was added at the beginning of the cultivation process.

Через 120 ч ферментации активность целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ составляет 21,0; 470,0; 90,0; 35,0 и 30,0 ед/мл соответственно. After 120 hours of fermentation, the activity of cellulases, beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases is 21.0; 470.0; 90.0; 35.0 and 30.0 units / ml, respectively.

Пример 5. Процесс проводят в ферментере типа АНКУМ 2М. Режим ферментации тот же, что в примере 3. Культивирование осуществляют на среде состава, приведенного в примере 4, но кроме пшеничных отрубей и гидролизата крахмала в составе жидкой питательно среды на первой фазе культивирования используют также МКЦ в концентрации 5 г/л. На второй фазе культивирования добавляют лактозу так же, как в примере 3. В процессе ферментации через 40 и 84 ч после ее начала в среду вносят МКЦ в количестве, чтобы ее концентрация была 2 г/л ферментационной среды, а через 60 ч - минеральные соли в количестве, которое добавляли в начале первой фазы процесса культивирования. Example 5. The process is carried out in a fermenter type ANKUM 2M. The fermentation mode is the same as in example 3. The cultivation is carried out on the medium of the composition shown in example 4, but in addition to wheat bran and starch hydrolyzate in the composition of the liquid nutrient medium, MCC at a concentration of 5 g / l is also used in the first phase of cultivation. In the second phase of cultivation, lactose is added in the same way as in Example 3. In the fermentation process, 40 and 84 hours after its start, MCC is added to the medium in an amount so that its concentration is 2 g / l of the fermentation medium, and after 60 hours - mineral salts in the amount that was added at the beginning of the first phase of the cultivation process.

Через 120 ч ферментации активность целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и маннаназ составляет 25,0; 510,0; 108,0; 40,0 и 35,0 ед/мл соответственно. After 120 hours of fermentation, the activity of cellulases, beta-glucanases, xylanases, pectinases and mannanases is 25.0; 510.0; 108.0; 40.0 and 35.0 units / ml, respectively.

Таким образом, предлагаемый штамм Trichoderma longibrachiatum ВКМ F-3634D обладает способностью продуцировать комплекс высокоактивных карбогидраз, включающий целлюлазы, ксиланазы, пектиназы, бета-глюканазы и маннаназы, что создает возможность получения полного комплекса ферментов, а также при необходимости отдельных индивидуальных ферментов (компонентов) комплекса. Thus, the proposed strain Trichoderma longibrachiatum VKM F-3634D has the ability to produce a complex of highly active carbohydrases, including cellulases, xylanases, pectinases, beta-glucanases and mannanases, which makes it possible to obtain a complete complex of enzymes, as well as, if necessary, individual individual enzymes (components) of the complex .

Для достижения высокой продуктивности штамма не требуется применения сложных и дорогих питательных сред. Для культивирования могут использоваться питательные среды, традиционно применяемые в промышленных технологиях получения такого рода ферментных препаратов. Препараты, получаемые на основе предлагаемого штамма, позволяют существенно увеличить эффективность и расширить спектр использования ферментных препаратов в различных областях биотехнологии и особенно в качестве кормовых добавок. To achieve high productivity of the strain does not require the use of complex and expensive nutrient media. For cultivation, nutrient media traditionally used in industrial technologies for producing such enzyme preparations can be used. The preparations obtained on the basis of the proposed strain can significantly increase the efficiency and expand the range of use of enzyme preparations in various fields of biotechnology, and especially as feed additives.

Claims (1)

Штамм мицелиального гриба Trichoderma longibrachiatum ВКМ F-3634 D (Всероссийская коллекция микроорганизмов при ИБФМ им. Г. К. Скрябина РАН) - продуцент комплекса карбогидраз, содержащего целлюлазы, бета-глюканазы, ксиланазы, пектиназы и маннаназы. The strain of mycelial fungus Trichoderma longibrachiatum VKM F-3634 D (All-Russian Collection of Microorganisms at the IBPM named after G.K. Scriabin RAS) is a producer of a complex of carbohydrases containing cellulases, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase.
RU2001105482A 2001-02-28 2001-02-28 Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase RU2195490C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105482A RU2195490C2 (en) 2001-02-28 2001-02-28 Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105482A RU2195490C2 (en) 2001-02-28 2001-02-28 Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2195490C2 true RU2195490C2 (en) 2002-12-27
RU2001105482A RU2001105482A (en) 2003-01-20

Family

ID=20246594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001105482A RU2195490C2 (en) 2001-02-28 2001-02-28 Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2195490C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009108081A1 (en) * 2008-02-26 2009-09-03 Sinitsyn Arkady Panteleimonovi Penicillium verruculosum filamentous fungus strain producer of a highly active complex of cellulases and accessory enzymes and a method of production of biocatalyst for cellulose and hemicellulose hydrolysis
MD4249C1 (en) * 2012-10-12 2014-03-31 Институт По Защите Растений И Экологического Сельского Хозяйства Анм Nutrient medium for cultivation of fungal strain Trishoderma virens CNMN-FD-13
MD4251C1 (en) * 2012-10-12 2014-04-30 Институт По Защите Растений И Экологического Сельского Хозяйства Анм Nutrient medium for cultivation of Trichoderma lignorum CNMN-FD-14 fungal strain
RU2654564C1 (en) * 2017-03-10 2018-05-21 Аркадий Пантелеймонович Синицын Strain of trichoderma longibrachiatum tw-14-220 filamentous fungus - producer of cellulases, beta-glucanases and xylanases for feed production and a method for obtaining a feed complex enzyme preparation
RU2675311C1 (en) * 2018-03-05 2018-12-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова" (ФГБНУ "ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова") Humicola fuscoatra micromycete strain vniiss 016 - destructor of cellulose-containing substrates

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КРЕТОВИЧ В.П. Целлюлазы микроорганизмов. - М.: Наука, 1981, с.142-171. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009108081A1 (en) * 2008-02-26 2009-09-03 Sinitsyn Arkady Panteleimonovi Penicillium verruculosum filamentous fungus strain producer of a highly active complex of cellulases and accessory enzymes and a method of production of biocatalyst for cellulose and hemicellulose hydrolysis
MD4249C1 (en) * 2012-10-12 2014-03-31 Институт По Защите Растений И Экологического Сельского Хозяйства Анм Nutrient medium for cultivation of fungal strain Trishoderma virens CNMN-FD-13
MD4251C1 (en) * 2012-10-12 2014-04-30 Институт По Защите Растений И Экологического Сельского Хозяйства Анм Nutrient medium for cultivation of Trichoderma lignorum CNMN-FD-14 fungal strain
RU2654564C1 (en) * 2017-03-10 2018-05-21 Аркадий Пантелеймонович Синицын Strain of trichoderma longibrachiatum tw-14-220 filamentous fungus - producer of cellulases, beta-glucanases and xylanases for feed production and a method for obtaining a feed complex enzyme preparation
RU2675311C1 (en) * 2018-03-05 2018-12-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова" (ФГБНУ "ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова") Humicola fuscoatra micromycete strain vniiss 016 - destructor of cellulose-containing substrates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Darwesh et al. Improvement of paper wastes conversion to bioethanol using novel cellulose degrading fungal isolate
RU2361918C1 (en) Strain of mycelial mushroom penicillium verruculosum - producer of complex of cellulase, xylanase and xyloglucanase and way of reception of fermental preparation of complex of cellulase, xylanase and xyloglucanase for hydrolysis of cellulose and hemicellulose
Chinedu et al. Assessment of growth and cellulase production of wild-type microfungi isolated from Ota, Nigeria
Pareek et al. Penicillium oxalicum SAEM-51: a mutagenised strain for enhanced production of chitin deacetylase for bioconversion to chitosan
CN101864366B (en) Penicillium citrinum bacterial strain and application thereof
US10053680B2 (en) Strain and a method to produce cellulase and its use
Ogbonna et al. Isolation of amylase and cellulase producing fungi from decaying tubers and optimization of their enzyme production in solid and submerged cultures
RU2195490C2 (en) Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase
RU2654564C1 (en) Strain of trichoderma longibrachiatum tw-14-220 filamentous fungus - producer of cellulases, beta-glucanases and xylanases for feed production and a method for obtaining a feed complex enzyme preparation
CN103131639B (en) Trichoderma longibrachiatum strain and application thereof
Khalid-Bin-Ferdaus et al. Commercial production of alpha amylase enzyme for potential use in the textile industries in Bangladesh
RU2323973C1 (en) STAM OF MITSELIAL MUSHROOM Aspergillus foetidus BKM F 3890D - PRODUCER OF ACID PROTEASE AND COMPEX OF CARBOHYDRASE, CONTAINS PECTINASE (POLYGALACTURONASE), CELANESE, β-GLUCANESE, ARABINASE, GALACTANSE, CELOGLUKANASE, SACCHARASE, α-L-ARABINEOFURANOZIDASE, β-GLUKOZIDASE AND AMPILASE
RU2303057C1 (en) Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases
RU2287571C2 (en) STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS TRICHODERMA LONGIBRACHIATUM AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX COMPRISING CELLULASES, β-GLUCANASES, XYLANASES, MANNANASES AND PECTINASES
RU2303065C1 (en) Mycelium fungi strain trichoderma longibrachiatum as cellulase, beta-glucanase and xylanase producer
RU2323254C2 (en) MYCELIAL FUNGUS PENICILLIUM FUNICULOSUM STRAIN AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX CONTAINING CELLULASES, β-GLUCANASES, β-GLUCOSIDASES, XYLANASES AND XYLOGLUCANASES AND METHOD FOR PREPARING ENZYME PREPARATION OF CARBOHYDRASES COMPLEX FOR SACCHARIFICATION OF LIGNOCELULOSE MATERIALS
US6946277B2 (en) Method for enhancing cellobiase activity of termitomyces clypeatus using a glycosylation inhibitor
RU2287570C2 (en) STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS PENICILLIUM FUNICULOSUM AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX CONSISTING OF CELLULOSES, β-GLUCANASES, XYLANASES, PECTINASES AND MANNANASES
CN110835610B (en) Composite microbial inoculum suitable for degrading straw and preparation method thereof
RU2361915C1 (en) Strain of mycelial mushroom myceliophthora fergusii-producer of neutral cellulase, beta-glucanase and xylanase
CN102559511B (en) Hypocrea for producing mesophile ethanol-tolerant beta-glucosidase highly and application of hypocrea
KR100882021B1 (en) Method for production of Bacillus velezensis A-68 with rice hull
CN104630069B (en) The aspergillus niger of one plant height cellulase-producing
RU2001949C1 (en) Strain of fungus trichoderma reesei - a producer of cellulolytic enzymes
Patidar et al. Chitinase production by Beauveria felina RD 101: optimization of parameters under solid substrate fermentation conditions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110301