SU791257A3 - Способ получени пищевого белкового продукта из биомассы микроорганизмов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике получени  белковых пищевых продуктов из биомассы микроорганизмов и может быть использовано в микробиологической и пищевой промышленности. 5

Известен способ получени  пищевого белкового продукта из биомассы микроорганизмов путем экстракции ее растворителем и гидроокисью аммони  с последующим отделением экстракта и его 10 сушкой Г

Однако получаемый по известному способу продукт содержит повышенное количество липидов и нуклеиновых кислот , что отрицательно вли ет на при- 5 менимость микробиологических клеточных масс в качестве пищевых продуктов и кормов: содержание нуклеиновых кислот приводит к патологическим состо ни м , а именно подагре и наличию 20 камней в моче, а содержание липидов ограничивает возмох ность хранени  продуктов вследствие их прогоркани  и порчи вкуса продуктов.

Кроме того, по известному способу 25 процесс экстракции провод т в две стадии, и дл  извлечени  липидов органическими растворител ми требуютс  длительные периоды экстракции, а водные растворы щелочей вызывают пов-30

реждение протеина вследствие изменени  его естественной структуры, в частности образуетс  лизиноаланин, который в дальнейшем при опытах на животных вызывает у крыс повреждение почек. Ввиду этого изменени  протеина незаменима  аминокислота лизин  вл етс  непригодной дл  питани .

Цель изобретени  - снижение содержани  липидов и нуклеиновых кислот в продукте, а также повышение содержани  в нем нативного протеина.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом способе получени  пищевого белкового продукта из биомассы микроорганизмов экстракцию биомассы осуществл ют смесью растворител  и гидроокиси С1ММОНИЯ в соотношении 1:3: ТО,03-1:6:О,6 при использовании в качестве растворител  метанола или этанола , или в соотношении 1:8:0,081:12:1 ,2 при использовании в качестве растворител  пропанола или гликол  или моногликолевого эфира.

Способ осуществл рот следующим образом .

Биомассу микроорганизмов подвергают экстракции смесью растворител  и гидроокиси аммони . В качество микроорганизмов примен ют преимуществен но полученные путемброжени  на спир те или н-парафинах в присутствии водной питательной среды и газа, содержащего свободный кислород. Примерами таких микроорганизмов  вл ютс  потребл ющие метанол бактерии из рода Methy 1 omonas-, например Msthylomonas clara ЛТСС 31226, или дрожжи Candida lipolytica АТСС20383, которые получают путем брожени  на н-парафинах в присутствии водной питательной среды. Могут примен тьс  также сухие грибные мицелии, вз тые из ферментеров производства пенициллинов после з кстракции антибиотика. В качестве растворител  используют преимущественно такие спирты, как этанол, метанол :, н-пропанол и изопро панол. Предпочтительными  вл ютс  ме танол и этанол. Кроме спиртов, можно использовать гликоли и их моноэфиры а именно гликоль и монометилгликоль Аммиак к растворителю добавл ют в виде газа NH или в виде концентрированного водного раствора в зависимости от водосодержани  раст ворител . NH ОН добавл ют дл  клеточных масс с влагосодержанием 0-15 а NHj - с влагосодержанием 10-30%. Удал ема  путем экстракции дол  липи дов зависит от общего содержани  воды , которое относитс  (в вес.%) к примен емому количеству растворител  и- от концентрации NHj (в вес%), отнесенной к загружаемому растворителю . Смесь растворител  и гидроокиси аммони  дл  проведени  процесса экст ракции берут в соотношении 1:3:0,03 1:6:0,6 при использовании в качестве растворител  метанола или этанола, или в соотношении 1:8:0,08-1:12:1,2 при использовании в качестве раство рител  пропанола или гликол , или моногликолевого эфира. По окончании обр аботки смесью растворител  и гидроокиси аммони  по лучают протеин, который отдел ют, например центрифугированием, фильтрацией или седиментацией. Предпочти тельным  вл етс  фильтрование. Полу ченный твердый остаток дл  возможно полного удалени  липидов повторно обрабатывают органическим растворителем . .Дл  удалени  остатков растворите л  остаток сушат, преимущественно при пониженном давлении 80-150 торр и повышенной температуре-, предпочти тельно 40-50 0. Обезжиренный и высушенный продук не имеет запаха. Отделенна  от твердого материала жидка  фаза содержит аммиак и раств ренные липиды. Растворитель отдел ют от жиров путем вакуум-перегонки дл  повторного его использовани . Затем обезжиренные и высушенные клеточные массы смешивают с водой предпочтительно в соотношении воды к клеточной массе от 1:1 до 1:30,в частности от 1:5 до 1:15. Количество воды должно быть достаточным дл  возможного размешивани  суспензии. Во врем  обработки рН поддерживают 5-8,5, предпочтительно 6-7,5. Экстракцию нуклеиновых кислот,солей , полисахаридов и водорастворимых вторичных метаболитов водой провод т при 40-70 0, наиболее предпочтительно при 50-60. Длительность экстракции в зависимости от температуры экстракции и количества воды составл ет 5-120 мин, преимущественно 2545 мин. Центрифугируют суспензию при 10- . Сушат твердую фазу, освобожденную от жидкой, например сушкой-вымораживанием , в вакууме или в распылительной сушилке. Благодар  удалению липидов и нуклеиновых кислот продукт.пригоден дл  приготовлени  пищевых продуктов и кормов. Содержание липидов в конечном продукте от 0,5 до 3,5 вес.%, а нуклеиновых кислот от 0,5 до 4,5 вес.%. Пример 1. При аэробных услови х выращивают Methylomonas clara АТСС 31226 в питательной среде, содержащей метанол в качестве единственного углерода, аммиак в качестве единственного источника азота , фосфаты, соли железа и магни  и другие микроэлементы. Полученную бактериальную клеточную массу отдел ют от раствора и подвергают распылительной сушке. Затем к 100 г клеточной массы добавл нзт 300 г метанола и при перемешивании-в суспензию ввод т 10 г газообразного NHj, при этомтемпературу поддерживают в диапазоне от - 5 до - 35°С. Смесь из метанола,, аммиака и клеточной массы размешивают 30 мин при 20С. Дл  разделени  твердор и жидкой фаз смесь фильтруют и твердый остаток промывают один раз 300 мл метанола, повторно фильтруют и затем оба фильтрата объедин ют. Раствор имеет коричневый цвет-и содержит липиды загруженного исходного вещества. Далее метанол и аммиак удал ют путем вакуумной дистилл ции (100 торр ) . Остаток, составл ющий 9,5 вес.% загруженного клеточного материала, имеет темнокоричневый цвет и представл ет собой плохо пахнущую пасту, состо щую из свободных жирных кислот, глицерина, фосфолипидов и вторичных метаболитов.Полученный в процессе фильтрации твердый остаток экстрагированной клеточной массы сушат в вакууме

(100 торр) при 5 часов и получают 90 г обезжиренной клеточной массы без запаха, имеющей более светлый цвет, чем исходный материал.

Дл  уменьшени  содержани  нуклеиновых кислот эту клеточную масс суспендируют в 900 мл воды, гомогенизируют путем перемешивани  при рН 6,9. Далее температуру довод т до и размешивают еще 20 мин, охлаждают до и раздел ют на твердую и жидкую фазы центрифугированием. Полученный седимент снова перемешивают с 900 мл воды и при 20°С снова центрифугируют , Седимент сушат при пониженном давлении.

Выход.составл ет 65 г. Содержание нуклеиновых кислот снижаетс  от 11,2% до 1,5%. Продукт в сухом виде не имеет запаха, а при смешивании с водой имеет при тный запах.

Пример 2. Исходным материалом служит бактериальна  клеточна  масса, что и в примере 1. Ее подвергают -тем же стади м технологической обработки и при тех же услови х, но вместо газообразного в качестве реагента берут 30 мл 3%-ного раствора NH)OH.

Пример 3, Процесс провод т, как описано в примере 2, но примен ют 60 мл концентрированного (33%) .

Пример 4. Процесс провод т, как описано в примере 2, но вместо метанола в качестве растворител  примен ю: этанол.

Пример 5. Процесс провод т, как описано в примере 2, но вместо метанола в качестве растворител  примен ют гликольмонометиловый эфир.

Пример 6. Процесс провод т, как описано в примере 2, но вместо метанола в качестве растворител  используют изопропанол.

Пример 7. В качестве исходного материала берут клеточную массу из Mothylomonas clara (как описа-но в примере 1).

100 г высушенного в распылительной сушилке продукта перевод т в удобную дл  обработки форму и обезжиривают , как описано в примере 1 (15 г NHj). Остаток не сушат. Хорошо отжатую фильтровальную лепешку с содержанием твердого остатка 85% суспендируют в 900 мл воды. Значение рН устанавливают 8,9, что обусловлено оставшимс  во влажной биомассе аммиаком. Температуру суспензии при перемешивании повышают до 65с и через 5 мин добавлением сол ной кислоты значение рН довод т до 7,2.

Затем размешивают еще 15 мин при , после чего охлаждают до 40С и центрифугируют . Полученный остаток высушивают.

Пример 8. Культивируют потребл ющий углеводороды штамм дрожжей

Cendida li;,olytica АТСС 20383 на н-парафинах в присутствии водной питательной среды и содержащего кислород газа. Клеточную массу дрожжей отдел ют от питательного раствора и сушат.

100 г высушенной дрожжевой клеточной массы суспендируют при комнатной температуре и нормальном давлении в 300 г метанола и в эту смесь 15 мин ввод т 10 г газообразного ам0 миака, при этом температуру суспензии путем охлаждени  поддерживают до . После пропускани  газа перемешивают еще 20 мин при 22°С и затем фильтруют через всасывающую фритту.

5 На фильтровальную лепешку смешивают один раз с 300 мл метанола и затем фильтруют. Оба фильтрата объедин ют. Цвет раствора желтый Раствор содержит липиды загруженного клеточного

0 материала.

Метанол и аммиак удал ют при пониженнЛм давлении (14 торр).

Оставшийс  после второй фильтрации остаток, состо щий из разрушенных и обезжиренных клеток микроорганизма сушат в вакуум-сущильном шкафу при 40 С (100 торр) 5 часов ,

0 Полученный продукт имеет более светлый цвет, чем первоначально примен ема  дрожжева  масса, и не имеет запаха.

Дл  У1 еньшени  содержани  нуклеиновых кислот от первоначальных

7,5 вес.% отнесенных к исходному материалу , 100 г обезжиренных и высушенных дрожжей суспендируют в растворе из 1 мл дистиллированной воды и

Q 100 t-vi метанола. Смесь довод т при перемешивании и рН 6 ,.8 до 5 О С и центрифугированием раздел ют на осадок , содержащий дрожжевой протеин, и жидкую фазу, содержащую переведенные в растворенное состо ние нуклеиновые кислоты. Осадок после повторной промывки при комнатной температуре подвергают сублимационной сушке. Содержание нуклеиновых кислот в высушенном материале снижено от первоначальных 7,5 вес.%.

Пример 9. Процесс провод т, как описано в примере 8, но вместо метанола используют этанол и вместо 10 г газообразного аммиака берут

5 60 мл NH4 ОН (33%-ного).

Пример 10. В питательной среде, содержащей лактозу, жидкий фосфат, карбонат и сульфат магни ,

0 известЕШм способом выращивают аэробно PeniciIlium chrysogenum ЛТСС 10238, Высушенный мицелий служит исходным материалом. Процесс провод т, как описано в примере 8, но вместо

5 аммиака используют 33%- ый ,

Обезжиренный сухой мицелий промывают водой при 30°С.

Пример 11. В качестве исходного материала используют ту же массу , как описано в примере 10, Вместо метанола используют этанол,Температуру процесса водной экстракции поддерживают 15 мин на уровне .

В таблице приведены результаты, полученные при проведении процесса согласно примерам 1-11.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения пищевого белкового продукта из биомассы микроорганизмов путем экстракций ее растворителем 45 и гидроокисью аммония с последующим отделением экстракта и его сушкой, отлич ающийся тем, что, с целью снижения содержания липидов и нуклеиновых кислот в продукте, а 53 также повышения содержания в нем нативного протеина, содержащего все незаменимые аминокислоты, экстракцию биомассы осуществляют смесью растворителя и гидроокиси аммония в соотношении 1:3:0,03-1:6:0,6 при использовании в качестве растворителя метанола или этанола, или в соотношении 1:8:0,08-1:12:1,2 при использовании в качестве растворителя пропанола или гликоля или моногликолевого эфира.