Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА"

москойскаяойдёналенина

n красного знамени

«ют К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

1СР00РГАНИЗМ0В ОТХОДОВ

ПРОИЗВОДСТВА

■ч ^ * і- :' ■■

-микробиология)

(-¿►у?, ' . ,, • ■•■ .

V 1 ¿л „ЧЧУ - ?

е , - * < хг*.

v

Автореферат соискание ученой степени и*в биологических наук

Г'

¡¡§1

4 ДЯК"1

о - . .

■ч;

Работа выполнена на кафедре физиологии растений и микробиологии Латвийского университета

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор Мауриня X. А.

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Градова Н. Б., кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Кубарева О. Г.

Ведущее учреждение — Институт микробиологии им. А Кирхенштейна АН Латвийской республики, г. Рига

Защита состоится - • • 1990 г.

в «/£>» часов на заседании специализированного совета К 120 35 06 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева Адрес 127550, г Москва, ул Тимирязевская, 49 Ученый совет ТСХА

С диссертацией можно ознакомиться^ ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан Ли . . 1990 г

Ученый секретарь • специализированного совета•

Л. В. Мосина

Актуальность работы. Актуальность проблемы переработки недефяцитных и дешевых отходов' сельскохозяйственного производства- в протеинизированную микробную биомассу определяется необходимостью рационального ведения народного хозяйства и важностью охраны окрукающей среды, поскольку количество отходов очень велико и составляет свыше 40$ от общей массы сырья. ■,:. ■ В процессе биоконверсии могут участвовать микроорганизмы разных. таксономических групп (Головлев.Головлева, .1988,Лобанов с соавт.,1988.Егоров,1989), ко'для осуществления каждого конкретного процесса следует подбирать активные штаммы-продуценты, для.которых должны быть созданы : специфические условия культивирования,датадие им селективные преимущества по сравнению с другими.микроорганизмами.

Полученную биомассу можно использовать в качестве протейнизированных кормовых добавок, так как известно,что . в традиционных видах кормов растительного происхождения содержится недостаточное количество белковых веществ.

В связи с этим,перспективными задачами являются поиски активных-штаммов-продуцентов, оптимизация.состава сред, условий проведения ферментации и т.д. ,

Цель -работы. Разработка микробиологических основ получения белковых кормовых добавок путем биоконверсии микроорганизмами отходов сельскохозяйственного производства.

Задачи исследований. 'Для-выполнения работы были поставлены следующие задача:

/, изучить возможность использования для кордовых целей малоцентах^ от^^р^^овых культур; '

ЦЕНТРАЛЬНА^ НАУЧАЙ Ь БЛИОТЕКА Моей, олпес-лохъ. акя^чи»«

HM. V4 . "

-----------------------

- изучать возможность утилизации отходов продовольственных овощей ДЛЯ получения белок- И ВИТаМИНСОДврШВДХ корловых добавок;

- подобрать штаммы микроорганизмов, способные наиболее продуктивно трансформировать отхода.сельского хозяйства в микробную биомассу;

«

- определять оптимальные условия культивирования продуцентов-микроорганазмов в процессе биоконверспи растительна отходов; *

- изучать различные способы стерилизации субстратов, используемых для получения кормовых добавок;

- исследовать состав и биологическую ценность полу-, ченних кормовых добавок.

Научная новизна и практическое значение. Проведена биохимическая и физиологическая оценка способности к биоконверсии сельскохозяйственных ОТХОДОВ грибов родов Pénicillium, Trichoderiaa, Endonycopais в протеинизированние корловые добавки.

Впервые изучены закономерности биосинтеза протеина и фермента аденилатдезашназы у мицелиального гриба Pénicillium laaoso-viride b D в зависимости от способа культивирования и состава питательных сред.

Впервые селекционирован штамм шкрошцета Trichoder- • • ma harziaiium BICEMF-3I9, активно образующий протеинизпро-ванную биомассу на кукурузных кочерыкках (А.с.СССР, »

& 1325072,1987). Показана возможность получслшя мнкробпо?; биомассы не только с помощью монокультур, но и и асеоцна-'' ции двух шцелиалышх грибов: продуцента и,елты$ из рода

Г" ■ IîT-'M"" 1

\ , A* j ; ^■ v :J\t Г. «

j . »» ; „ -V. .-..-.'¿Л !

I J

! . . i t

Trichoderma и продуцента гидролазиз рода Penicilliua. .¿¡дна биохимическая характеристик состава разработавшие кормовых добавок.

Изучена зависимость доза - эффект гамма-лучей на исследованных субстратах, используемых для получения кормовых добавок. Выявлены дозы, обеспечивающие стерилизацию субстратов. Впервые установлен диапазон доз гамма-лучей, при которых происходит стимуляция биосинтеза лазвпа у промышленных штампов Brevibnicterium flavuro.

На основе.теоретических,обобщений и собственных экспериментальных исследований разработан новый, способ ферментации микроорганизмов на растительных отходах, не требующий сложной аппаратуры и .больших энергетических затрат (A.C. СССР, ib. 1438234,1988). ■

Некоторые теоретичесхше;полоне!;ия.работы использованы в лекциях спецкурса "Техническая микробиология" ЛГУ им.Л.Стучкп. ,

Апробация работы. Основные результаты работы доложены: на Всесоюзной конференции "Инженерная энзимология" (Киез,1983), на Всесоюзной конференции "Мицелиальные грибы" (ПущиноД983), на I Советско-Чехословацком симпозиуме "Использование нетрадиционных кормов в питании сельскохозяйственных животных" (Ужгород,1984), ка Всесоюзных итоговых конференциях "Нуклеазы микроорганизмов и их практическое использование" (Eara,I985,1989), ка ежегодных научных конференциях ЛГУ им.П.Стучки (1983-1988), а также на выставке, посвященной 70-летию ЛГУ им.П.Стутгл (Рига, 1989). "

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения; четырех глав, включающих обзор литературы, объекты и метода исследований, результаты исследований; выводов, списка литературы и приложений. Изложена на140 страницах, включая 24 рисунка, 24 таолтш, и 17 страниц приложений. Список литературы включает'233 наименования отечественных и зарубежных авторов.

Автор выражает искреннюю признательность и глубокую благодарность профессору, доктору технических наук Куд- • ряшовой Александре Андреевне за ценные консультации и помощь при проведении работы.

ЭКС11ЕШШГГМЫ1АЯ ЧАСТЬ

Объекты и методы исследований. В качестве основной культуры использован кицелиальный граб Реп1с11Иит 1апобо-у1г1с1е а х>, являющийся продуцентом белка и фермента аденилатдезаминазы, осуществлящего гидролитическое деза!.шнирование производных аденина, и обладаыдего'иммуностимулирующими свойствами (Камрадзе с соавт.,1989).депонированный во ВНИИ антибиотиков. Использованы также следующие культуры: продуценты целлшаз ТгХсЪоаегша у1г!с1е ЬЬА-531, Тг.Ьагахапшп ВИИ Т-319; продуцент глю-коашлагы Ьп1отусорз1а £1Ьи1^ега Е-574, депонированные во ВНИИ биохимии и физиологии микроорганизмов; продуцент лизина ВгеухЬас^егхиш £1ауиш (штамш КС-115, Е-531), депонированные во .ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов. Все используемые в работе штата г.икроорганизмов безвредны, так как црошш обязательную проверку иш токслч-ность.

Для поддержания штаммов-продуцентов мицелпальных грибов использовали сусло-агар; для бактерии - мясо-пеп-. тонный агар. Культуры пересевали I раз в месяц, хранили под слоем вазелинового масла (Пумпянская,1964). Морфология клеток исследуемых микроорганизмов изучена с помощью электронного микроскопа JEVI-I00 со сканирующим устройством JEM-A 10-40. Для получения кормовых добавок использовали среды, содержащие отходи сельскохозяйственного производства: пшеничные, ржаные и овсяные отруби, солому, зе леный и коричневый.сок растений, измельченные кукурузные кочерыжки, кожуру и очистки моркови, свеклы и картофеля..

Субстраты и микроорганизмы облучали на гамма-установ ке "ЭШ,1-Гамма: 20" ЛГУ им.П.Стучки и на Гамма-контуре Института физикл АН ЛССР. Ферментацию мицелиальных грибов, осуществляли поверхностным способом в кюветах с сетчатым дном.размером 0,5x0,5 м^ методом твердофазной ферментации "при комнатной температуре в течение 3-4 суток; бактериаль ных культур - в лабораторных условиях: в "колбах емкостью .750 мл с 25 мл среда на качалке, 230 об/мин; в производственных условиях - в ферментерах', емкостью 30 л. Белок оп ределяля по методу Кьельдаля. Аденилатдезаминазную активность - модифицированным методом, • основанном на разности экстинкций аденозина и инозина при длинах волк 240 и 265 юл (Mitchell,McElroy,I94S,Kalchar ,1947). Глюкоамилазную активность -.по■содержанию глюкозы, образующейся при гидролизе.. крахмала (Daniquist ,1961).. Количественное определение лизина в культуральнои жидкости проводили методом электрофореза на бумаге при напряжении 600 В а силе тока

20 мА (Куцева и др. ,1965).

Перевараваемость кормов in vitro оценивали по разности между исходной навеской корт и сухим остатком после создания условий, имитирующих процессы в пищеварительном тракта животных с использованием фермента целловиридина, заменяющего рубцовую жидкость (Попов,Рыбин,1983).

Математическую обработку- результатов проводили на ЭШ СІЛ—4 в Вычислительном центре ЛГУ им.П.Стучкм на языке • БЕЙСИК (LiepaДЭ74,ПоспеловаД987).

РЕЗУЛЬТАТИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ : ' Биоконверсия отходов зерновых КУЛЬТУР Результати опытов по бпоконверсии отходов зерновых культур ыицелиальным грабом p.ianoso-viride 8 о показали, что степень протеинизации полученной-микробной биомассы зависит от состава питательных сред. Наиболее благоприят- ■ ни среди,в состав которых входят пшеничные отруби или отруби с соком люцерни. В этих вариантах количество протеина возрастало на 4Q-5Q& по сравнению с контролем(рис.1). На средах с отходами овса и ржи количество протеина возрастало незначительно и практически отсутствовало на-отходах кукурузы. •

При добавлении в пшеничные отруби соломі (в качестве дополйительного компонента) процесс биоконверсия замедлялся. .Можно предположить, что P.ianoso-viride 8 І) не имел целлклозолитических ферментов не усваивает в процессе <5йоконьерсни целлкпозосодернащую часть средн.

о pi H X О

к

m

170" 160.

140

S 1501-я ai

Sr>

о p.

oI3°i

Д

g m

a

по-

«

7-7*7! / /

/ / J

I ..

p

«

Рис.I. Накопление протеина в процессе культивирова-• НИЯ Pénicillium lanoso-viride 8D на ОТХОдах: I - овса, 2 - ржи, 3 - пшеничных отрубях, 4 - пшеничных отрубях + сок люцерны(16$), 5 - пшеничных отрубях + соломы (30$),6 - ку-: . - курузных кочерыжках

При совместном культивировании Trichodema virlde ii.a-531 (продуцента целлюдаз) .и P.ianoso-viride 8d (продуцента гидролаз) изучена возмокность утилизации сложных гетерогенных субстратов, содержащих целлюлозу. Работу про-

водили совместно с В.Р.Николаевой.

Питательные среда, состоящие из соломы, пшеничных отрубей и коричневого сока, взятых в разных соотношениях, засевали культурой (посевным материалом) T.viride IXA-531, а через 24 ч вносили посевноИ материал p.ianoso-viride 8D. В результате биоконверсии были«получены кякробиологнчес-ки е препараты, которые могут быть использованы в качестве кордовых добавок к комбикорму животных, так как в них содержится значительное количество белка - до 25-29$ (по су- • хой массе), ферменты и другие компоненты грибной биомассы.

Как видно из puc.I, P.lanoso-viride 8 в не способен утилизировать кукурузные кочерыжки. Меяду тем в нашей стра-' не имеются огромные ресурсы этого сырья - малоценного побочного продукта сельского хозяйства, остающегося после получения зерен кукурузы. В нативном виде, из-за высокого содержания лигноцеллылозных ткромолекул, а также низкого содержания минеральных веществ и витаминов эти отходи использовать в корм животным нежелательно (Лобанок с соаьт., 1988). Поэтому важно иметь продуценты, способные утилизировать их без предвар]тельной обработки. Из литературы (А.с.СССР,520224,1976,Пат.франция,2245764,1975) известны некоторые штаьЕлы грибов родов Trichoderma ^Pénicillium , Verticilxium и другие, которые в той или иной степени спо-■ собны использовать кукурузные кочерыжки, накапливая в процессе биоконверсии белок, но длл одних продуцентов требуется сложная предварительная часто ьконсг.шчесх-м невыгодная обработка субстратов, использошшю других - способствует резкому удлакекаы сроков оЕириенгации г.ри jiuskom содержании

протеина в'конечном продукте - 4$.

Нами выделен штамм мицелиального гриба Тг.1іаг2іапит ВКШ Г-ЗІ9, обладающий выгодными в практическом плане характери сти кагли: повышенной активностью биоконверсии целлюлоз осодержицих субстратов (без предварительной обработки ) и сокращенным временем ферментации. Используя-кукуруз ные кочерыжки в качестве единственного источника углерода Тг.Ьагиіатіт ВїСС.І Г-ЗІ9 способен трансфорщіровать их в протеинизированную биомассу. В качестве биофакторсв роста продуцента ¿гаяно использовать пшеничные-отруби, кукурузную муку и сок растений. В результате биоконверсии получе ны кормоЕые добавки, в которых содержание протеина повыси лось в 5-7 раз по сравнению с необработанными.кукурузными кочерыжками и составило 19-21$ (по сухой массе).

Приоритет этих исследований защищен авторским свидетельством (А. с. СССР,1325072,1987).

Биоконверсия отходов продовольственных овощей

С целью замены искусственных солевых и витаминных добавок, а также повыпением эффективности использования растительных сырьевых ресурсов, была изучена принципиальная возможность использования отходов овощей в качества биологических компонентов кормовых добавок. Процесс биоконверсии проводили с помощью Р.іапово-уігіае 8 в на отходах моркови, свеклы и картофеля. Установлено, что в процессе биоконверсии рост продуцента на чисто овощных субстратах в первые часы ферментация несколько замедлен. При добавлении пшеничных отрубей интенсивность роста гра-

ба в начальных этапам .«.¿р^ен-гасш возрастала.

ЇДожно предположить, что на отходах овс лд-н« и,іх-ся нетрадиционно! средой для данного лрэдуцегга, происходит определенный адаптационной период - лаг-Саза,удлинению ¿оторой способствует и высокая нач<_дьная влаяность растительного субстрата (6С-вС"). убавление в овоиньв субстраты различного количества (ІЬ-ЗСг') отгубен "еще? начальную влажность субстрата, значительно ее уеных^ч и тем самым оптимизируя условия развитая продуцента. Результаты исследований показали, что Шї-рал добавка отрубей к овощным субстратам приводит к значате"іьному увеличению протеина в конечных продуктах {¡ер'ентаї^з. Особен^ но интенсивен процесс протеинизадан на средах, основ/ "0-торых составляют отходы моркови (табл.1).

^айлат ^

ларактериетика Оиомассы,пехлучеинеп в результате

биоксашрсап отходов овошей

Репісіїїіит Іапозо-Уігісіе еЗ И

Субстрат Количество от- Количество про- Лдеш"."гагдс з і-

рубеД.в А к тонна,-Б '■> * ■ су- 'а'назна.^

об^вії "„сое Х0"У весу Т/І-НОСТІ в

с}бстгтг г

иорліаь

(Коктроль) - Ь.1 -

- у, а "і, о

іь * ІЬ.о и, о

-и*' 17, >

-Г д. , ^ і ,•->

продолжение таблицы I

Субстрат Количество от- Количество про- Аденалатдеза-

рублен, в % к теина.в- % к. су- миназная ак-

общей массе хому весу тивность в

'субстрата , т/т

Свекла

(Контроль) 13,2 -

— - 17,2 ■ 4,2

10$ 22,6 7,2

2С% 23,2 8,6

Ж 22,8 10,9

Картофель - <

.(Контроль) - • .9,6 -

- 13,8 5,1

1СЙ, 14,3 7,0

' 20£ • 18,8 9,8

■ зо£ . 18,5 11,3

На отходах моркови уже при Ю^-ной добавке отрубей количество протеина возрастает с 5,8 (контрольный вариант) до 15,5$, а при 30^-ной - до 21,6%, что составляет 38С$ по сравнению с контролем. Для отходов свеклы и картофеля наиболее оптимально внесение 20-ЗС$ отрубей, при этом количество протеина возрастает в среднем на 200$ по сравнению с контролем. Изменение соотношения вносимых отрубей в питательную среду имеет значение и для биосинтеза адензлатдо-заминазы, количество которой на средах с ЗСЙ-кой добавкой отрубей"возрастает примерно в 2 раза (тайл.1).

Стерилизация субстратов При получении микробной биомассы иа нетрадиционных субстратах необходимо найти наиболее рацяскальный,део-зшй

и доступный способ их стерилизации. Из химических агентов стерилизации,- изученных.нами, наибольшей стерилизующей активностью обладает " Перетерял" - перекись водорода в' сочетании с перуксусной и сбрной кислотой, из физических-насыщеныый пар под давлением. Однако в промышленных условиях при наличии больших объемов среда, стерилизация паром - длительный процесс (около 20 ч, учитывая время остывания среда после стерилизации.(Калунянц и др.,1587).Кроме того доказано, что этот способ стерилизации применим не для всех субстратов,', так. как в некоторых из них во время стерилизации.происходит клейстеризация крахмала, что затрудняет в дальнейшем культивирование на этих средах аэробных микроорганизмов.- Лучевая стерилизация из-за недостаточного количества источников излучения, а также негативного отношения к ней в целом,не нашла пока'широкого применения в народном хозяйстве. Однако открытия в области радиобиологии могут способствовать широкому применению ионизируще-го излучения в практической деятельности человека. Так, в США и ряде других стран на протяжении нескольких лет действуют программы по изучению возможности использования ионизирующего излучения для переработки ила, сточных вод и отходов древесины в кормовые добавки, безвредные ДЛН животных (Ершов,1986).

Используя ионизирующее излучение в качестве агента стерилизации для отходов сельскохозяйственного производства, мы установили, что полная инактивация микрофлоры происходит при поглощенных дозах 17-20 кГр. Эффект и длительность стерилизации зависит от мощности дозы. Наиболее а;.-

фективной оказалась доза- 0,9 кГр/мин. При стерилизации субстратов с.помощью гамда-лучей не требовалось дополнительного времени на "охлаждение облучаемых субстратов(температура облучения 25°С), сыпучесть сред не менялась,стерилизация субстратов, вследствие высокой проникающей способности ионизирующего излучения достигалась при упаковке субстрата в полиэтиленовые мешки по 3-5 кг,что значительно упрощало их дальнейшую транспортировку и хранение.Проведенный наш расчет экономического эффекта при замене термической стерилизации отрубей гамма-лучами(сведения о расходах представили сотрудники Гамма-контура Института физики АН ЛССР)показал, что экономия стоимости при ионизирующем излучении составляет 250 руб/т.

Стерилизацию субстратов можно проводить на установках, на которых.в настоящее время осуществляют стерилизацию медицинского оборудования и обработку пищевых продуктов (Ершов,1986).

Важнш фактором в пользу ионизирующего излучения является то,что при его воздействии на"полисахарида, входящие в достаточно большом количестве в сельскохозяйственные отходи, происходят процессу деполимеризации, т.е. деструктивный распад молекул клетчатки, крахмала и. других полисахаридов. Компоненты такой среды легче усваиваются микроорганизмами (Голгер ,Калукянц,1974). При культивировании продуцента глюкоамнлази Еікіотусораіз і іЬиііцега в -574 на пшеничных отрубях, облученными разными поглощенными дозами от 0,5 до 60 кГр, б; ал о установлено, что скорость роста продуцента, а также биосинтез глюкоаадлазц меняется в зависимо-

Рис.3.2. Изменение синтеза глшоамилазы при культивировании Еп<1отусор818 *1Ьи115егаН-574 на пшеничных отрубях,облученных при разных дозах ионизирующего излучввия.

/

сти от дозы облучения субстрата. Наибольший эффект проявляется в пределах 5-20 кГр (рис.2).

При более высоких дозах облучения субстрата уровень синтеза фермента снижался. В результате проделанной работы выявилась возможность получения кормовых добавок с повышенной глюкоамилазной активностью (А.с.СССР,1119640, 1985). " -,

Влияние ионизирующего излучения на mкрооргянизмч-

• . .продуценты Ионизирующее излучение мокет использоваться не. только для стерилизации субстратов, но и ддя стимуляции роста микроорганизмов и биосинтеза физиологически активных веществ. •■'.'"•.' ■ •

. Проведенные эксперименты позволили выявить диапазоны доз гa^'2.îa-^JIyчeX, .влияющих на'интенсивность роста к ко-нидаеобразование у культуры Pénicillium lanoso-viride 8 D . Установлено, что в пределах 0,007-0,03 кГр деление кле-,ток культуры стимулируется, что не противоречит литературным даиншд (Кузин иф.,1976,1977,1984) о положительном влиянии малых доз ионизирующего излучения. При более высоких поглощенных,дозах, выживаемость клеток культуры снижается, начиная с дозы 10 кГр резко ангибируются функции размножения и роста гриба, при дозе 20 кГр наблюдается гибель культуры. ;..''■'

Практический интерес представляют результаты опытов со шташ.таш Brevibacterium flavum KC-II5 и E-53I - продуцента:.«!! лизина. Добавка лизина к коркам аивотных способ- '

ствует повышению продуктивности животноводства на 25% (Ткачев с соавт.,1973,Бекер,1976). -

Установлено, что Вг.Пауша, шташ Е-531 более чувствителен к действию ионизирующего излучения, чем штамм КС-115. Для каждого шташа были определены диапазоны доз, при которых происходит стимуляция дэления клеток, снижение процессов жизнедеятельности, а также дозы, при которых рост и размножение культуры прекращаются. При исследовании зависимости между величиной поглощенной дозы и синтезом лизина Br.fi ауит установлено, что стямуляцля синтеза лизина у штамма КС-115 проявляется в диапазоне доз 0,1-0,2 кГр. В этих условиях количество лизина через 72 ч ' культивирования возрастает на 135,1! по сравнению с контролем. У штамма Б-531 наиболее интенсивно синтез лизина осуществляется в диапазоне доз 0,05-0,1 кГр (возрастает по сравнению с контролем на 125$). Так как эффект стимуляции носит временный характер, то дли определения длительности сохранения данного' эффекта была проведена серия специальных опытов. Каждую культуру облучали.в диапазоне стимулирующих доз и хранили при + 4°С в течение .2,6,15,26 и 56 суток. После каждого срока хранения культуры использовали для проведения ферментации глубинным способом в.ферментерах емкостью 30 л при 30-33°С ■ ; та рН 7,0-7,8. Каядае 24 ч отбирали пробы для определения содержания лизина. Было установлено, что наибольший выход лизина у обоих штаммов культуры наблюдался через ■ одну-две недели после облучения, причем у облученных

штаммов лагч]аза в процессе ферментации практически отсутствовала. Уже через 48 ч культивирования концентрация лизина у облученных культур была выше, чем в контрольном варианте. Так,у шташа EC-II5, хранившегося 6 суток после облучения, к 55 ч ферментации в культуральной среде накапливалось 44,8 г/л лизина монохлорида, что на 13С£» превышало значения, полученные в контрольном варианте. Средняя скорость синтеза лизина - 0,81г(л»ч). У штамма E-53I в аналогичных условиях через 55 ч ферментации в культу-ральнон среде накапливалось 48 г/л лизина - на 115]» выше такового в контроле. Средняя скорость синтеза лизина сос-тавляла.0,87 г (л»ч). На основании расчетов потребления сахара продуцентами в процессе ферментации сделано предположение, о стабильности пути метаболизма облученных клеток в предлагаемом режиме облучения, т.е. стимуляция биосинтеза лизина достигается без генетических изменений.

У облученных при разных поглощенных дозах культур Pénicillium lanoso-viride 8D . и Brevibacterium flavum,

в диапазоне стимулирующих процессы размножения и развития доз, морфологически отличимых от контроля изменений не выявлено. Некоторые изменения наблюдаются у обеих культур при дозах от 3 до 10 кГр. У Br.flavum при дозе 3 кГр выпалена тенденция задержки расхождения клеток при делении; у P.lanoso-viride 8 D при дозе 10 кГр нарушается структура конидий. Четкие морфологические изменения (вмятины, уродливые дефор-.шрозданные клетки) у обеих культур виявле-1Ш при лотпышх дозах.

Опткмтзания условий проведения Ферментации при культивировании микроорганизмов

• Процесс твердофазном ферментации обычно проводят в термостатах или специальных камерах при 20-ЗС°С и влажности субстрата 55-7СЙ (Калунянц,Голгер,1979). На всех стадиях получения продукта, включая ферментацию и высуши--вание готового продукта до 1С$ влажности, наблюдаются большие энергозатраты, потери сухих веществ составляют. 40-45/2. Наш разработан способ получения кормовых добавок при более простой схеме ферментации. Было установлено,что при культивировании р.1апоао-^1г1<1е 8 о на отходах сельскохозяйственного производства количество протеина в микробной биомассе меняется в зависимости от.начальной■влажности субстрата., Наибольшее количество протеина (.21-28%) накапливается при начальной влажности субстрата 33-55/®. При этом потери сухих веществ составляют лишь 2С$. Проведение ферментации на средах с пониженной влажностью,как показано в опытах, создает благоприятные условия для развития основного продуцента Р.1апо8о-у1гас1е 8 и и препятствует развитию посторонней микрофлоры. Кроме того, было выявлено, что процесс ферментации следует проводить не при 28°С, а при комнатной температуре(около 20°С) - это" . не требует специального дорогостоящего оборудования и дополнительных энергозатрат. К тому же не требуется дополнительного высушивания микробной биомассы.

Данный способ ферментации дешев, технологически прост и доступен ддя-реатазщ'ззи непосредственно на животноводче-

ских комплексах, страны. По материалам проведенных исследований имеется авторское свидетельство СССР (A.c.СССР, 1438234,1988). .

Полученные кормовые добавки проіяди серию зоотехнических проверок на различных группах животных в лабораторных и производственных условиях. Било установлено,что они способны замещать до 10-20% полноценного рациона за "счет улучшения усвояемости и уменьшений расхода основного корма. Производственные испытания, проведенные нами на 2 тыс.цыплят в колхозе "Иецава" JICCP показали, что в экспериментальной группе, падеж цыплят снижался на 10£, а общая масса цыплят после убоя на 5% превышала массу в контрольной, группе. Суммарная экономическая эффективность составила 101,7 руб. на I т птицы. В настоящее время в JICCP на базе некоторых колхозов продолжаются опыты по изучению иммуностимулирующего действия аденилатдезашназы, входящей в состав кормовых добавок, полученных путем биоконверсии сельскохозяйственных отходов грибом P.lanoso-viride 8 D.

. ВііВОДЛ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОШШДАЩІГ

1. В результате биококверсии малоценных отходов зерновых культур мпцалиальным грибом Penicilli.ua lanoao-viride 8D получены кормовые добавки, содержащие.до 20-24^ протеина, а также.фермент адешілатдезаминазу (19-21 ЫЕ/г) ,обладающий ш.ц.гуностшлулпрумдимі: своДсташда. •

2.' Внесение 20-30/' отрубаіі к массе продовольственных , 080цвй «чтєнси$иц'1і^'0т процесс из;' биокоиворсии' грабом

Pénicillium lanoso-viride 8 D, способствуя увеличению выхода протеина в 2-3 раза.

3. При использовании ассоциации шцзлиальных грибов Tr.viride LIA-53I И P.lanoso-viride 8 1) на гетерогенных целлхшозосодеркащих субстратах получены кормовые-добавки обогащенные протеином (25-29^).

4. Из.природных субстратов выделен штамм Trichoderma harzianum ВКШ F-3I9, способный трансфох>гдировать кукурузные кочерыжки в кормовые добавки, содержащие I5-2I& протеина. , .

5. Для стерилизации субстратов, используемых при получении микробной биомассы, может применяться ионизирующее излучение, диапазон стерилизующих доз гамма-лучей, должен находиться в пределах 17-20 кГр при мощности:дозы 0,9 кГр/мин.

6. Установлено, что на облученных при разных поглощенных дозах субстратах интенсифицируется скорость роста Endomycopsis fibuligera В-574 И биосинтез глюкоашлазы. Наибольший эффект проявляется з пределах 5-20 кГр.

7. Стимуляция биосинтеза лизина у -Brevibacteriusi ilavum (штамм EC-II5) наблюдается при поглощенных дозах 0,1-0,3 кГр,(штамм E-53I) - при 0,05-0,1 кГр^

8. Проверка в лабораторных-и производственных условиях показала, что кормовые добавки.-'способны'замещать до 10-2055 полноценного: рациона животных, способствуя усвоя-, емости.уменьшению расхода основного корма. ; -

9. При обработке сельскохозяйственных-отходов мице- ■ лиальныма грабами твердофазную,фэриеитацлп целесообразно. •

проводить при начальной влажности субстрата (33-55/0 и пониженной (18-20°С) температуре.

. Список работ, оггубпикораиных по материалам диссертации ;

1. деления Г.Р., Султанова Г.Т. Использование ионизирующего излучения в микробной биотехнологии//. Тез.докл. на , Междунар.симп.ЧССР,Брата слава,IS83.-T.I.-C.9.

2. Ыежиня Г.Р..Султанова Г.Т. Современные технологические схемы и перспективы интенсификации процессов бкосан-

■ теза ферментов// Инженерная энзимология:Тез.докл; на Всесоыз.конф.,Kиeв,í983.-Ч.2.-C.II8.,

3. Султанова Г.Т..Межиня Г.Р.,Лре А.Ф. Использование молочной сыворотки для микробиологического синтеза некоторых незаменимых аминокислот// Молекулярные механизмы изменеьия наследственной информации у шкроор-

. ганизмов: Сб.науч.тр.,Рига:ЛГУ им.П.Стучки.1983,-. С.86-94.

'4. Межиня Г.Р..Султанова Г.Т..Николаева В.Р..Цауринл Х.А. Продуценты белка из рода Peaicilliua.Trichoder-ша.// Млцелиальные грибы: Тез.дохл, на Всесоюзной

• конф. ,Пущ(1Н0,1983.-С.163. 5. межиня Г.Р..Султанова Г.Т. Повышение питательной цен' ности и усвояемости растительного корма-путем биокон-, версии// Нетрадиционные корма в питании сельскохозяйственных й'лиотных: Тез.докл. на I Советско-чехословацком симпозиуме .Ужгород,1984. -С.99-100. ' '

6. Султанова Г.Т. .Кеткяня Г.Р. Использование'молочної? сы-ророткЕ в качестве питательной среды для биосинтеза ряда аминокислот.-Там >:ш,С.10С-107.

7. Султанова Г.Т..Межиня Г.Р. Действие ионизирующего излучения на продуцент аденилатдезамхкпзы из рода Pénicillium // Цуклеазы микроорганизмов и дх практическое иепользовашіе: Тез. докл. на У Бсесоюзк.коЩ-. ,Рпгз: ЛГУ цм.И.Стучки,1985.-С.98-101.

.0. А.с.ІІІ9648(СССР) Mill4 А 23 К І/І65. Способ получения . кормовой добавки с глюкоакалазной- и иеллылазной активностью/ Не ¡юаня Г.Р.,Дре«кане М.А. Д'лллер А.Т..Тараканова Б.С.,Султанова Г.Т.(СССР),1985.

9. А. с. ІІ03І69(СССР) Ш14 12 Г 13/08. Способ получения / - лизина/ Ыежиня Г.Р.,Султанова Г.Т.,Платале Л,Б., ■ > Сагильцян Ь'.Б. (СССР), 1985. ■ . .

10. A.c. 1325072(СССР) Ш4 12 Г 13/06.. Штаым кикрошаота Trichoderma harzianum ВКШ F- 319/ 'Ыекиня Г.P., Булф Л.Я.,Рачун Б.Е.Достак В.M..Султанова Г.Т.,Барт- ■ кевлч И.Л.,(СССР),1987.

11. А.с.1338234(СССР) Жі4 А 23 I, I/I6. Способ получешія кормовой биомассы/ йашя I'.P.,Lyi!nn:eicc П.0.,Николаева В.Р. ,1.'.ауркня Х.А., Султанова ГЛ'.,1їетриня 53. Э.. *,

' (СССР),1988. .

12. Султанова Г.Т. Использование продуцента белка.и •" ментов Pénicillium lanoao-viride Я Г. "--ЗЛЯ ПОЛУЧСНМЯ кормовых добавок //'Куклеаза шкреергадезглов к ;:х практическое 'прккеневкег Тез.ДОКЛ.ill lcccod'H.kol/.,гі:гп: ;

; ЛИ' zw'.Ii. С ту чек, I9b9.-c.92.,

Объем 1'/2 п л

Заказ 2602

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул. 44