Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка способа производства кормового белкового препарата из отходов пищевой промышленности на основе гриба Penicillium Roqueforti

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Разработка способа производства кормового белкового препарата из отходов пищевой промышленности на основе гриба Penicillium Roqueforti"

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

ГАБИНСКАЯ Ольга Сергеевна

УДК 637.344:637.5 + 636.085:66.

022.32 517.17

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВОГО БЕЛКОВОГО ПРЕПАРАТА ИЗ ОТХОДОВ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ОСНОВЕ ГРИБА PENICILLIUM ROQUEFORTI

Специальность 03.00.23 — Биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1990

Работа выполнена в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности-

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Л. Н. Чеботарев; кандидат биологических наук, доцент В. М. Позняковский.

Официальные оппоненты: доктор технических наук А. Ю. Винаров; кандидат технических наук В. М. Позднякова.

Ведущая организация — Московский институт прикладной биотехнологии.

Защита состоится « »_ 1990 г. в часов

на заседании специализированного совета К 063.51.04 при Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « » 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, к. т. »., доцент

А. И. САДОВА

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность тема. Проблемы экологии в настоящее время стоят. очень остро и требуют немедленного решения; В большой степени

\

загрязняют окружающую среду отходы, образующиеся в современном промышленном производстве в огромных количествах.

"В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 года и на период до 2000 года" указано, что для увеличения выпуска продуктов микробиологического синтеза необходимо расширить сырьевую.базу, в том числе за счет максимального использования отходов, снижая при этом их вредное воздействие .на окруяакщую среду. '

Перспективным резервом расширения сырьевой базы для микробного синтеза балка являются отходы пищевой промышленности: молочная сыворотка (только в Кемерове до 5 тыс.тонн сливается в канали-эацию) и пивоваренные дрожжи, которые в местных условиях используются не полностью.

Получение кормовых препаратов, из указанного снрья позволит вовлечь в; кормопроизводство дополнительные дешевые сырьевые ресурсы и уменьшить загрязнение окружающей среды за счет утилизации выбрасываемых ранее отходов.

Перспективным направлением в решении поставленных задач является разработка ресурсосберегающих, технологий, позволяющих использовать отходы как сырье для производства различной продукции.

Работы, направленные на разработку экологически безопасных технологий получения кормовых препаратов, используя при этом отходы пищевой промышленности, являются весьма актуальными и имеют большое практическое й социальное значение, .

Исследования проводились в соответствии с региональной межвузовской научно-технической программой "Цриродокомтаскс" по теме

"Микробный синтез пищевых и кормовых белковых препаратов для Агропромышленного комплекса Кузбасса", а такне согласно заданию Агропромышленного комитета Кемеровской области.

Цель и задачи исследование. Разработка экологически безопасной и эффективной технологии получения кордовых белковых препаратов с помощью микроскопических грибов на отходах пищевых производств. Для достижения указанной цели доставлены и решены следующие задачи:

' - всесторонняя оценка молочной сыворотки как потенциального сырья для получения кордовых продуктов ;

- отбор наиболее активного продуцента белка из штаммов микроскопических грибов рода Реп^сШ&ит И исследование физиоло-го-биохишческих закономерностей его роста на молочной сыворотке;

- очистка молочной сыворотки .микробиологическим способом с помощью гриба Р. ?о^ие^огИ <

- разработка рациональных условий ведения процесса культивирования ;

- разработка принципиальной технологической схемы процесса культивирования продуцента на молочной сыворотке;

- изучение химического состава полученного препарата и проведение медико-биологических испытаний

- определение технико-экономических показателей предложенной технологии.

Научная новизна. В ходе решения вышеперечисленных задач отобран продуцент - непатогенный штамм микроскопического гриба Рвп1-с1ЕЕ1ит , способный активно накапливать биомассу и

синтезировать белок на отходах пищевой промышленности - молочной сыворотке. Выявлено стимулирумщее действие автолизата остаточных пивных дрожжей - отхода пивоваренного производства на рост и синтез белка грибом Р. при внрацяванин на молочной

сыворотке. Определены оптимальный состав среды и условия ведения процесса методом глубинного культивирования, позволяйте получать кормовой белковый продукт с содержанием протеина до 36

Практическая ценность работы. Разработан способ и принципиальная схема получения белкового продукта из отходов предприятий молочной и пивоваренной промышленности для кормовых целей, позволяющий получать белковый препарат с высоким содержанием белка, аминокислотный состав которого отвечает требованиям ФАО. Разработана технология очистки сточных вод творожного цеха, которая позволит уменьшить содержание органических, азот- и фосфорсодержащих загрязнений в стоках молочного производства в процессе культивирования гриба. Установлено, что белковый препарат не обладает токсичностью и может быть использован в качестве кормовой добавки. Технико-экономический расчет показал, что ожидаемый экономический эффект от реализации кормового продукта составит 40,0 тыс. руб.

при выработке 500 тонн кормового продукта.

Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе результаты исследований положены в основу разработанного лабораторного регламента на получение кормовых белковых продуктов из молочной сыворотки путем микробного синтеза. Разработанная технология апробировалась в условиях Кемеровского гормолзавода № 2. Наработана опытная партия кормового белкового препарата, с содержанием белка 36 медико-биологические испытания которого показали его безвредность.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции в г.Путщю "Синтез вторичных метаболитов" (1987г.) , на Всесоюзной конференции в г.Кекерово "Социально-экономические проблемы достижения коренного перелома в эффективности развития производительных сил Кузбасса" (1988г.) ,

на Всесоюзной конференции в г.Москве ''Медико-биологическая оценка и эффективность применения в сельском хозяйстве белковых продуктов микробиологического синтеза" (1989г.), на научной региональной конференции "Рациональное использование природных ресурсов Сибири" в г.Томске (1989г.), на научно-практических конференциях КемТИПП (1964-1Э90гг,)

Работа дважды представлялась на ВДНХ СССр "Подготовка специалистов и вклад ученых вузов Сибири и Дальнего Востока в решении комплексно-целевых программ развития регионов" (1989г.), где была удостоена бронзовой, медали и "Достижения ученых высшей школы в НИР" (1988г.). '

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 10 рисунков, 27 таблиц, список литературы включает 184 источника, в том числе 54 зарубежные публикации.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ' '

В обзоре отражен материал последних исследований в области использования микроорганизмов при производстве кормовых белковых препаратов. Рассматриваются различные продуценты белка (дрожжи, бактерии, Еодоросли, гриба), их преимущества и недостатки. Дана характеристика сырья, применяемого е микробном синтезе белковых препаратов. Показано, что отходы пищевой промышленности являются перспективным сырьем как с экологической, так и с экономической точки зрения. Рассматриваются осноЕНые пути утилизации молочной сыворотки и наиболее перспективного из них - получение кормовых препаратов путем микробного синтеза.

Анализ литературы показывает, что спрос отраслей сельского хозяйства на кормовые препараты полностью нз удовлетворяется, поэтову работы, ведущиеся в этом направлении весьма актуальны в настоящее время.

ЭКСПЕИШГГАЛШЯ ЧАСТЬ . , . ■

Объекты исследований •••'■.

Объектами исследований являлись штамма микроскопических грибов Р. ) Р. сапсМа1ат , . полученных из Всесоюзного НИИ'маслодельной и сыродельной промышленности {г.Уг-лшч) и музея кафедры технической микробиологии КёмТИШ { сырьем для приготовления питательной среды служили - отход молочной промышленности, полученный о Кемеровского молкомбината и остаточные пивные дрожжи - отход пивоваренного производства, полученные о Новокемэро-вского пивобезалкогольгого завода.

Культуру грибов выращивали в глубинных условиях в колбах на качалках ( П. =200 об/мин) при температуре 27°С и е ферментаторе объемом 3 л,

- Методы исследований

Количество биомассы определяли весовым методом. Стандартными методами определяли общую и активную кислотность. Содеркание сухих : Ееществ определяли рефрактометрическим методом (ВеллкаяЕ.И., Сухо-долВ.Ф., 1983). Определений содержания Общего азота проводили по методу Кьельдаля. Истинный белок определяли по.методу Барнштейяа (Петухова Е.А и. др., 1981). Содержание общего количества лиявдов определяли по методу Сокслета. Минеральные ведества определяли после озоления (Куравская Н.К и■др.,1985). Содержание общих Сахаров по Бертрану (ИккховГ.С,БриоН.П.,19?1). Определение сырой клетчатки производили по методу Генне'бёрга й-Штома'йа в Мдй^якащти ЙЙВАО

(Петухова Е.Аи др., 1981). Аминокислотный состав балка определяли на аминокислотном анализаторе "Хитачи'', модель № 835. Оценку суммарного содержания нуклеинов®: кислот производили во методу Спирина (Спирин А.СЦ1958). Содержание «минного азота определяли йодоме-тричесиим методом (Великая )5. И., Суходол В.Ф ,1963). Углеводный состав фильтрата культуральной жидкости.изучали на хроматографе "Хром -4", состав жирных кисло*? общих лшхидов на хроматографе 5300 фирмы "Карлд-Эрба". Содержание фосфора определяли колориметрическим методом (Эемляяухиа A.A., 1974). Определение химического потребления кислорода (ХПК) и биологического потребления кислорода (ЕПК) проводили по унифицированным методикам (Дурье Ю.К| 1984). :

Планирование экспериментов и статистическую обработку экспериментальных .данных проводили общепринятыми методами (Грачев Щ1979

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССШОВШЙ :

Характеристика химического состава 'используемого сырья При определении перспективности использования молочной сыворотки, получаемой с Кемеровского горыолзавода в качестве субстрата для выращивания грибов был исследован ее химический состав (табл.1).

•Таблица I Химический состав молочной, сыворотки .

Я> Показатели Значение показателей

1 Кислотность активная, jii . 4,5-4,8

2 Кислотность титруемая, °Т . 70-72

3 Сухие вещества, X . :. 4,5-5,3 .

4 . Лактоза, % ' 3,5-3,7.

5 Эф, %:'■■' V. . . ■ 0;i-0,I5 5 Белоя, % . '•'■-" ' 0,5-0,6 7 Облзгй азотИг/У/л ', . I200-J50G

В C^nnt! ,'r^on. ¡т Р/л •■• 720-740___

Проведенный анализ химического состава творожной молочной сыворотки подтверждает имеющиеся данные, что она содержит все необходимые питательные вещества, которые могут быть использованы микроорганизмами при прямой ассимиляции как источники углерода, азота и фосфора.

Подбор микроорганизмов - продуцентов белковых препаратов .

Изучено накопление биомассы у 7 штаммов микроскопических грибов класса *$5СОтуОе1ез рода РепСосв&игп . Просмотр культур для получения сопоставимых результатов проводили на молочной сыворотке одной партии без бнеоения дополнительных иоточнйкое питания.

Установлено, что количество нанашиваемой продуцентами биома-сн колеблется в пределах от 9 г/л до 17 г/л,, различно и содержанке сырого протекла.а биомассе, оно варьирует от 28 до 36 %. . В реэулыраие проведенного эксперимента были отобраны 2 штамма грибов, отличающихся способностью к повышенному синтезу биомассы и протеина.

У обобранных шяаммов предварительно был изучен аминокислотный состав белков (Табл.2). .

Данйые Приводящей в сравнении со шкалой ФАО и соевшя боба!,®, содержащих большое коймество полноценного белка, аминокислотный состав которого ярйня* йа стайдарт с точки зрения его оптимальности для корилеййя селЬскохо'зяйственннх животных. •

На основании даппкх зксдершеята установлено, что по количеству незамеЬйлых ашшйсяот биомасса Ьриба Р. ёОяие^ОЪИ превк-шавт: с*а'ндар»якЗ белок эа Х7,3

: Таким образов зэ качестве продуцента комового белка при куль-тиЕироваййй йа' ййЛЬадэЙ еаворотее феддочтитвлыгее использовать . гриб Р. Рс^иё^ъЫ н ати А^ . .

Таблица 2

Содержание аминокислот в источниках пищевого и кормовото белка, гАООг белка

» Аминокислота Шкала ФАО • Соевая мука Биомасса Биомасса Р.сатЫсЩит

1 Изолейцин 4,3 4,4 5,6 ' 23,1

2 Лейцин. 4,8 ; 7,8 13,3 15,8

3 Лизин ■ 4,2 5,6 ■ 8,4 8,3

4 Фенялаланкн .2,8 8,6* 4,2 3,5

5 Тирозин 2,8 • - ■ 2,9 3,0

6 Треонин 2,8 3,5 5,1 5,4

7 Триптофан 1.4 1,1 0,9 0,7

8 Иетифшн ' 2,2 2,1й 1,6 0,4

9 Цистан 2,0 0,9 0,9

10 Валин 4,2 4,4 . 6,0 .4,3

Всего незаменимых 31,4 37,5 48,7 45,2,

х - метиода н цкстин, фенилалагаш и тирозин даются в оумма

' Утилизация компонентов молочной сыворотки грибом Р.

Учитывая сложный химический сослав молочной сыворотки в то, обстоятельство, что потребности гриба-продуцевта в^питательных ве-' ществах на различных этапах развития различны было исследовано потребление питательных компонентов сыворотки в ходе роста культуры.

Изменение содержания в культуральной среде сывороточного белка, редуцирующих веществ и углеводных компонентов изучалось' в динамике. В процессе выращивания для.гриба-продуцента с периодичностью 24 часа учитывались такие параметры, как величина биомассы и содержание в ней сырого протеина (рио.1, 2),

В ходе эксперимента установлено, что максимальное количество биомассы, накапливаемое культурой на шестые сутки составляет 18 г/л кульгуральпой среды, а содержание сырого протеина - 35 %. Количество истинного белка в биомассе в этот период ферментации составляет 4,5 г, что в 2 раза превышает его количество на 3 сутки

1*1

^ Г;

У Р 9 Л'

Рис.1 Динамика роста гриба Р- гойце{оги на молочной сыворотке

1-накопление биомассы

^-накопление сырого протеина

3-редуцирующие вещества культуральной жидкости

4-сывороточный белок

12 3

д время кулыпи&иробаиия,

Рис.2 Динамика потребления углеводов сыворотки .

культурой гриба Р щиерги

¡-глюкоза

2-лактоза

3-галактоза

2,5 2,0

1,5 1,0

О

12 3

Время кумьтибиробания г суш.

(.максимальное накопление сырого протеина в биомассе).

Исследованиями установлено, что в ходе развития культуры гриба Р- го^ие^огИ активно потребляются питательные субстраты среды - белковые компоненты и углеводы, К моменту максимального накопления биомассы (шестые сутки) количество сывороточного белка уменьшается на 67,9 %, а содержание углеводов представленных э основном лактозой на 65,1. %.

Влияние процесса культивирования гриба на очистку молочной сыворотки от

. органических соединений

. Оценка жидких отходов переработки молока проводится на основании данцых химического потребления кислорода (ХПК), а также биологического потребления кислорода (ВДС). В таблице 3 приводятся величины ХПК и ШКд для молочной сыворотки.

.. ' Таблица 3 Уровень ХПК и ВПК до и после культивирования Реп1са££1ит гостивг И

Показатели

Исходная сыворотка

Кулътуральная жидкость

ХПК, мг 02/л . 40250

Снижение ХПК, %

НЖ5,мг 02/ л ' 22150

Снижение ЫЖ5, % • .••'

Азот общий, мг/У/л 1500

Потребление азота, %

Фосфор общий, мг Р/л 740

Потребление фосфора, % -

10143

74,8 7021 68,3 540 64,3 406. 45,2

Следует отметить, что использование, молочной сыворотки в качестве питательной среды для выращивания гриба' Р. го^ие^ог^б р. течение .6 суток при температуре 27°0 позволяет не только получать биомассу с .содержанием белка до ,25 %, но и значительно очи-ц;агь молочную сыворотку' о?'органических загрязнений и б'иогенои.

Влияние источников азота на накопление белка культурой гриба Р. го^ие^огИ

Ери выращивании на молочной сыворотке плесневых грибов преследуется цань микробного синтеза белка, в связи с чем молочная сн-Еоротка обогащается дополнительными минеральными: источниками- азота, необходимыми.для протекания, нормального процесса белкового обмена. Препараты, полученные в таких условиях могут содержать в несколько раз больше количество белка, чем в. исходной сыворотке. Известно, что для грибов в качестве источника минерального азота весьма пригодны аммиачные и нитратные соли.

Исследовали влияняз дополнительно внесенного азота на накопление белка в вцде различных минеральных химических соединений: углекислый, аммоний, сернокислый аммоний, азотнокислый аммоний.

В таблице 4 представлены результаты экспериментов, в которые исследовалось воздействие упомянутых выше источников на накопление белка грибом-продуцентом.

Таблица 4

Количество белка в биомассе гриба при культивировании на молочной сыворотке с различными источниками азота

Время ! Содержание белка, %

выра- ! щива- ! ния,сУт! .Контрольный образец ■ ! Углекислый ! аммоний-. ■■ .!Азотнокислый ! аммоний ! Сернокислый ! аммоний

3 45 ± 4,1 ' .45 ± 4,3 46 ± 4,1 45+4,2

4 .40 + 3,9. 43 ± 4,1. 44 ± 4,0 43 ± 4,0

' 5 31 ±3,3 38 ± 3,3 .42 ± 4,3 - 37 ±3,5

• 6 . 25 ± 2,4 30:± 2,9 ■ 32 ± 3,4 • 29 ± 2,5

"7 25 ± 2,6 30 ±.3,2 32 ± 3,0 . 29 ±2,7

Учитывая данные таблицы можно заключить, что при использова-. нии в качестве дополнительного- источника азота азотнокислого аммоний обеспечивается наибольшее.содержание.белка в.биомассе продуце-

" йта. . . -;■ - ■"'"'.

Исследованиями были установлены дозы внесения минеральных источников азота в молочную сыворотку - 0,5 % для углекислого аммония, I % для сернокислого аммония, 0,5 % для азотнокислого аммония, дающие лучший рост культур;;.

Так™ образом по результатам эксперимента установлено, что в качестве источника азота гриб Р ЪО^це^огН может использовать как нитратный так и аммонийный азот, при этом содержание белка превышало его содержание в контрольном образце на 4-7 %. В препарате, полученном на питательной среде,, содержащей азотнокислый аммоний нитратов не обнаружено.

Обогащение молочной сыворотки.автолизатом остаточкцх пивных дрожжей

Учитывая то обстоятельство, что ка Кемеровском пивобезалкого-льном заводе остаточные пивные дрожжи полностью не используются и часть их сливается в канализацию были исследованы пути их реализации в микробном синтезе в виде автолизатов.

Автолиз дрожжей проводили по методикам, указанным в литературе: с добавлением толуола.(I способ), концентрированной соляной кислоты (П способ), хлорида.натрия (Ш способ). В ходе эксперимента определяли изменение содержания аминного азота в жидкой фазе авто-лизируемой смеси (табл.5).

Таблица 5

Накопление шинного азота в автолизатах дрожжей, мг/мл

Способ полу-| Время проведения автолиза, чао

чения авто- •-<-—---■-•

ллзата 1 24 • 36 ! ! : 48 ! ! 60 ! 72 .

I 2,36. 2,80 3,56 3,50 3,37

П 2-, 53 2,96 1 3,21 3,09 2,95

а 2,12 2,54 2,48 2,45 " 2,44

Установлено, что максимальное количество аминного азота нака-

■ шшвается по Г способу за 48 часов. Полученный дрожжевой автолиза? гложет быть использован и как источник ростовых веществ и как источник азота в виде легкоусвояемых компонентов - аминокислот, . пептвдов и т.д. i

О целью проведения дополнительных исследований в молочную сыворотку добавляли автолизат в.количестве I и 5 %о6. и наблкдали за накоплением белка в биомассе. Установлено, что добавление автолизата стимулирует накопление белка, причем его содержание вше, чем при добавлении минерального азота.

Методами математического планирования эксперимента разработан оптимальный состав питательной среды, состоящий дз 97,5 %о6. молочной сыворотки и 2,5 %oó, дрожжевого автолизата. Установлено, что при таком соотношении компонентов питательной среды содержание про-тешш в биомассе увеличивается на 10 %. по сравнении о биомассой, полученной на нативной молочной сыворотке и на 5 % с. биомассой, полученной на молочной сыворотке•с Енесенивм дополнительных источников минерального азота.

Изучение влияния дрожжевого автолизата и его фракций на продуктивность культуры гриба Р. 20(^Uéj?07. ti .

Стимулирующее действие дрожжевого автолизата сеязбно с присутствием в нем биологически активных веществ и легкоусвояемых низкомолекулярных питательных субстратсв( витаминов, аминокислот, углеводов, пептидов и'др.). Воздействие каждого из них в отдельности на физиодого-бжшшические свойства микроорганизмов - продуцентов может оказаться разнонаправленным. Поэтому цвльо патах исследований явилось изучение влияния различпых франций дрожжевого автолизата на некоторые йзиолого-биохимлчеркие свойства гриба Р. SO^DsjDZti.

Особенности методики разделения дрожжевого. яьтолиззта на-фракции таконп, что на катиошне адсорбируются свободипс «мшеткиолохи

а биологически активные вещества, обладающие стимулирующим эффектом проходят Через ионообменную смолу.

Ислытнвалась активность нативного автолизата, его фракций,., сорбируемой катионитом и фракции, прошедшей через ионообменную смолу.

Добавление дрожжевого автолизата г молочную сыворотку обеспечивает повышенное накопление биомассы и высокий уровень синтеза белков культурой гриба. По сравнению с контрольным вариантом количество белка ьозрастает на 8-10 %. В таблице 6 представлены результаты исследований по накоплению биомассы и содержанию в ней белка . при культивировании гриба Р. '¿а^ив^огИ на средах, содержащих различные фракций автолизата.

Таблица 6

Некоторые показатели культивирования гриба на различных питательных средах

Состав питательной среды

Выход

биомассы!г/л

Б елок, г/л

1 Нагчшшя молочная сыворотка .. •' 17,5

2 Молочная сыворотка с дрожже- -вш автолазатом; '.. ■ "• 23

3 Молочная сыЕоротка с сорбиру-

■.. емой на-катионите фракцией '

автолизата ' '.-■■ 21

•1 Молочная, сыворотка с несор-.• бируемой на катионите фрак-'дней автолизата , . , - .' 25

4,5 .8,5

7,4

8,0

.Таким образом, максимальное количество белка, накапливаемое в. процессе культивирования гриба Р. го^ие^огИ содержится й. ■ препарата, полученном на молочной сыворотке,.содержащей дрожжевой-аетолгаат. - ' ' ' ' . '

Разработка параметров культивирования гриба РвШссС^сит ?о^ие£огИ

При разработке режимов культивирования продуцента было исследовано влияние таких ванных параметров как температура, рН среди, количество и возраст посевного материала , степень аэрации на рост гриба и синтез белка.

• Изучение.влияния температуры показало, что при температуре 25-27°С культура развивается более интенсивно. При отклонении тем- • пературы культивирования от оптимума происходит не только уменьшение выхода биомассы продуцента, но и снижение содержания в ней белка.

Влияние концентрации ионов водорода рН-среды изучали при температуре 27°С. Установлено, что наибольшая продуктивность до белку гриба Р. наблюдалась при рН 4,0-5,0. Максимальное накопление белка в биомассе состояло 8,5 г/л.

Влияние возраста и количества посевного материала на процесс культивирования Р- оценивали по продолжительности

ферментации, обеспечивающей накопление высокого количества белка.

Возраст посевного материала, способствующий высокому накоплении белна составляет 2 суток. Доза посевного материала, при внесении которой накапливалось наибольшее количество белка, составляла 5 %об*

Установили, что процесс выращивания грибов может быть намного ускорен, если засег питательной среды проводить не спорами, а тцв~ лием. При этих условиях сокращается на 45-48 часов лаг-фаза.

Наиболее высокая скорость роста продуцента наблюдалась при подаче воздуха в количестве 45 л/л.час--.

Характеристика гркбпнх- белкой« < препаратов, получению на молочной сывохюткв

Использование грибной бкшасвн в качестве белков!? длд-?кга -

в корма требует всестороннего изучения их состава и свойств.. Важнейшими требованиями, предъявляемыми к корювш продуктам микробного происхождения, является их безвредность, Еысокое содержавее'. белка, сбалансированность их аминокислотного состава.

Таблица 7

Химический состав биомассы гриба Показатели Питательная среда

Нативная молочная Молочная сыворо-сыворотка :тка с автолиза_тот_

Сырой протеин, % 33-36 4446

Истинный белок, % ' . 24-27 • 35-37

Общее содержание липидов, $ 5-8 . 5-8

Зольность, % 7-8 ' 6-9

Нуклеиновые кислоты, % 1-1,8 1,2-1,9

Клетчатка, % . 12-15 . 12-15

Безазотистые экстрактивные вещества,$43-33 31-22

Аминокислотный состав белковых препаратов представлен Есемг незаменимыми аминокислотами и характеризуется высоким содержанием отдельных из. них. .

Изучение жирнокислотного состава белковых препаратов гриба показало, что в наибольших количествах в биомассе гриба присутствовали ненасыщенные жирные кислоты: олеиновая, линолевая. Общая концентрация ненасыщенных жирных кислот была в 3,5 раза вше насыпанных.

Оценивая кордовую ценность полученного препарата представлялось важным определить его гигиеническую безопасность. Результаты проведенных исследований свидетельствуют,о нетоксичности белкоЕО-

го препарата и его возможности применения в качестве кормовой до-

5

бавки. Микробная обсемененность; препаратов не превышала 10 .

Принципиальная технологическая схема получения кормового препарата на основе молочной сыворотки Исходя из проведенных исследований была разработана принципиальная технологическая схема (рис.3) получения белкового кормового препарата на основе отходов пищевой промышленности,-

технологическая схема состоит; из следующих последовательно проводимых операций: приготовление питательной'среда, приготовление посевного материала, культивирование микроорганизма, отделение биомассы от жидкой фракции^ плазмолиз, сушка белкового препарата, фасовка и упаковка белкового продукта.

швода .. . . •

1. Показана возможность использования творожной молочной сыворотки Кемеровского гормолзавода для микробного синтеза белка и установлено, что в своем составе она содержит все необходимые питательные вещества дга выращивания микроорганизмов - продуцентов белка.

2. Отобран непатогенный-штамм микроскопического гркба Р. ХО^ссе активно синтезирующий белок при глубинном культивировании на

питательной среде, содержащей в качестве основного компонента вторичное сырье молочной промышленности - молочную сыворотку.

3. Установлено, что в процессе выращивания гриба-продуцента на молочной сыворотка показатель ХПК уменьшается на 74,6 %, ВПК на 68,3 что позволяет применять разработанный способ для очистки сточных вод творожного цеха.

4. Экспериментально установлено, что при выращивании на молочной сыворотке в качестве дополнительных источников азота гриб

Р. гос^ие^огИ может использовать как нитратный так и аммонийный азот минеральных, соединений, определены оптимальные доза внесении азотного питания. Установлено, что выход белка при этом повмлаётся

I, 2 - емкости для компонентов; 3 - дозаторн ; 4 - сборник ; 5- насооы ; 6 - на-греваталъ ; ? - ввдорниватели ; 8- регулятор давленая ; 9 - теплообменники ; ТО -инокулятор ; II- ферментатор-; 12 - сепаратор; 13 - шгазмолиэатор; 14- сборник; 15 - конвейерная сушилка ; 16 - бункэр. .

на 5 процентов.' .

i 5. Выявлена стимулирующая активность автолизата остаточных пивных дрожжей (отход пивоваренного производства) на рост и синтез белка грибом Р- ^O^ue^ostL на молочной сыворотке. Выход биомас-' сы при этом увеличивается на 37 вькод протеина на 21 %,

6.- Проведена оптимизация состава питательной среды о использованием математических методов планирования эксперимента и условий глубинного культивирования продуцента на молочной сыворотке, позволяющие получать продукт с содержанием балка 35-37 %.'

7. Изучен хшлический состав кормовых препаратов полученных-на молочной скЕоротке. Показано, что качество препаратов соответствует действующим стандартам.

8. Полученные .результаты положены в основу "лабораторного регламента "Получение кормовых белковых препаратов из молочной сыворотки путем микробного синтеза"..

9. Проведена прверка подобранного состава питательной среды

и уоловий культивирования в опытно-производственных: условиях. Выход биомассы составил 23 г/л, содержание сырого протеина 44 %, истинного белка - 36 %, нуклеиновых кислот - 1,9 %.

10. Ожидаемый экономический эффект от реализации .формового продукта составит 40,0 тыс.рублей при выработке 500 тонн белкового продукта в год.

Результаты Ьаботы. По диссертационной работе имеется. 8 публикаций.

I. ЕгорченкоЕа Л.А., Габинская О.С., Познякоззский В.М. Теора-тические аспекты и промышленная перспектива стимулшцш. биогенными агентами культивирования Р. SOt^ueJoztL • на молочной сыворотке / Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Биосинтез вторичных метаболитов", Яуцияо, 1987, С.29-30..

8, Габинская O.G., Чеботарев Л.'Н,, Маркова Л.П, Биостицулятор микробного синтеза белковых препаратов на отходах пищевых и химических производств / Тезисы докладов научной конференции "Рациональное использование природных ресурсов Сибири", Томск, 1989, 0.215.

КемПК. 19 80 г. Завез № 3738