способ получения жидкого мицелия для использования в обогащении белком кормов для животных

Формула изобретения

Способ получения жидкого мицелия путем глубинного культивирования гриба Pleurotus ostreatus на питательной среде с последующим отделением биомассы, отличающийся тем, что процесс культивирования проводится на жидкой питательной среде низкой вязкости, содержащей MgSO₄ 0,2-0,8 г/л, KH₂PO₄ 0,2-0,8 г/л, K₂HPO₄ 0,5-2,0 г/л, MnSO₄ 0,0005-0,005 г/л, ZnSO₄ 0,0005-0,005 г/л, пептон сухой ферментативный 0,5-2,0 г/л, крахмал 5,0-15,0 г/л, сукцинат натрия 5,0-12,0 г/л.

Описание изобретения к патенту

Особое место среди мицелиальных грибов занимают базидиомицеты, которые сегодня по праву рассматриваются как перспективные продуценты белка кормового и пищевого достоинства. Основные подходы к технологическим режимам и условиям культивирования, при производстве кормов такого рода, отличаются от традиционных технологий, направленных на выгонку плодовых тел. Ключевым моментом при производстве корма с использованием Pleurotus ostreatus является культивирование «посевного» мицелия в жидкой среде, с составом микроэлементов и питательных веществ подобранными эмпирически. Основным требованием к жидкой питательной среде для культивирования базидиомицетов, является выход наибольшего объема жизнеспособной биомассы Pleurotus ostreatus при наименьших технических решениях. Для глубинного культивирования могут применяться натуральные (жидкое сусло) и синтетические среды (глюкозопептонная среда и др.). Важную роль в процессе роста культуры играют источники углерода, так как культуре для развития необходимо достаточное количество легко утилизируемых Сахаров, а содержание азота в среде не оказывает существенного влияния на накопление биомассы. Вместе с тем установлено, что штаммы Pleurotus ostreatus не способны расти на средах, содержащих только неорганические источники азота.

Известен «Способ получения посевного мицелия съедобных грибов» (патент РФ 2249614). Для решения поставленной задачи в способе получения посевного мицелия съедобных грибов, включающем приготовление мицелиальной биомассы на питательной среде в присутствии стимулятора роста, посев мицелиальной биомассы на зерновую питательную среду, согласно изобретению, мицелиальную биомассу готовят путем глубинного культивирования, в качестве питательной среды используют картофельно-пшеничную, а в качестве стимулятора роста - суспензию бактерий Azospirillum.

Недостатком способа является использование в качестве стимулятора роста суспензии бактерий Azospirillum, так как появляется необходимость в дополнительных манипуляциях с бактериальными штаммами, что требует дополнительных технических решений.

Наиболее близким по техническому решению является «Способ получения белковой биомассы гриба», который может служить прототипом (патент РФ 2189395). В способе описано техническое решение, а именно частичный отъем мицелиарной массы до 40-50% из питательной среды. В качестве основного компонента питательной среды используется молочная сыворотка, а в качестве пеногасителя предлагается использовать нерафинированное растительное масло. В качестве источника азота предлагается аммоний сернокислый или аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Процесс ферментации ведется в стерильных условиях в периодическом режиме, при аэрировании среды воздухом и подтитровкой 3% раствором NaOH.

Недостатком способа является необходимость аэрирования среды воздухом и подтитровка 3% раствором NaOH. Недостатком среды, также, является использование пеногасителя. Кроме того, присутствуют дополнительные манипуляции, связанные с отъемом мицелиарной массы и подтитровкой 3% раствором NaOH, что требует дополнительных технических решений.

Цель предлагаемого способа - выращивание мицелиарной массы Pleurotus oustreatus, в жидкой питательной среде с использованием сукцината натрия без принудительного аэрирования воздухом и дополнительной подтитровки 3%-м раствором NaOH.

Результатом использования способа является получение жидкого мицелия при меньшем количестве технических решений, для применения в обогащении белком кормов для животных.

Обоснованием предлагаемого способа является использование сукцината натрия в качестве источника углерода и энергии, средства снижающего явления гипоксии в клетках мицелия Pleurotus oustreatus, a также солей калия фосфорнокислого, выступающих в качестве фосфатного буфера.

Питательная среда имеет следующий состав: MgSO₄ - 0,2-0,8 г/л; KH₂PO₄ - 0,2-0,8 г/л; K₂HPO₄ - 0,5-2,0 г/л; MnSO ₄ - 0,0005-0,005 г/л; ZnSO₄ -0.0005-0,005 г/л; пептон сухой ферментативный - 0,5-2,0 г/л; крахмал - 5,0-15,0 г/л; сукцинат натрия 5,0-12,0 г/л.

Соли магния, марганца и цинка в среде являются источниками ионов указанных металлов и анионов серы. Указанные соли, являются факторами роста в среде играющие важную роль в ферментативных процессах и биосинтезе белка. Соли калия фосфорнокислого одно и двух замещенного, в указанной концентрации, выполняют роль буферной системы и позволяют поддерживать pH среды в диапазоне 6,0-4,0, снижая тем самым агрессивное влияние кислот на клетки мицелия. Кроме того, фосфаты калия в среде служат источником ионов калия, участвующего в транспорте веществ в клетку, обменных процессах и фосфора, необходимого для энергетического метаболизма и как следствие прироста биомассы Pleurotus ostreatus.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что питательная среда, содержащая крахмал после приготовления имеет незначительную вязкость, однако через 24 часа вязкость среды исчезает, за счет расщепления крахмала амилазами Pleurotus ostreatus; сукцинат натрия обеспечивает устойчивость клеток мицелия к гипоксии; отсутствует необходимость в отъеме мицелиарной массы и подтитровке среды. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Мицелий, полученный в глубинных условиях, может найти применение в технологии производства ферментированных кормов для сельскохозяйственных животных.

Пример Биомассу мицелия, использующуюся при внесении в питательную среду, на начальном этапе культивирования готовят в колбах объемом 1000 мл. Для этого, культуру высшего гриба Pleurotus ostreatus выращивают на питательной среде с добавлением агар-агара в чашках Петри при температуре 23-28°C в течение 3-5 суток. Среда имеет следующий состав: MgSO₄ - 0,2-0,8 г/л; KH₂ PO₄ - 0,2-0,8 г/л; K₂HPO₄ - 0,5-2,0 г/л; MnSO₄ - 0.0005-0,005 г/л; ZnSO₄ -0,0005-0,005 г/л; пептон сухой ферментативный - 0,5-2,0 г/л; крахмал - 5,0-15,0 г/л; сукцинат натрия 5,0-12,0 г/л; агар-агар 1%-3%. Затем стерильно переносят культуру в качалочные колбы объемом 1000 мл, в количестве 6 штук, где приготовлена жидкая питательная среда, указанная выше, без добавления агар-агара. Выращивание мицелия проводят на качалке при 150-190 об/мин и температуре 23-28°C, pH среды 5,8-6,2 в течение 3-5 суток, обеспечивающийся за счет буферной системы. Затем, из 6 колб, выращенный посевной материал в виде мелких глобул стерильно переносят в биокультиватор рабочим объемом 65 л. В биокультиваторе «Б65АМЦ-01» предварительно стерилизуют питательную среду при 0,5 атм в течение 50-70 мин, состоящую из MgSO₄ - 0,2-0,8 г/л; KH ₂PO₄ - 0,2-0,8 г/л; K₂HPO₄ - 0,5-2,0 г/л; MnSO₄ - 0.0005-0,005 г/л; ZnSO ₄ -0.0005-0,005 г/л; пептон сухой ферментативный - 0,5-2,0 г/л; крахмал - 5,0-15,0 г/л; сукцинат натрия 5,0-12,0 г/л. Процесс культивирования протекает в течение 80-96 ч при вращении лопастной мешалки, приводимой в движение асинхронным двигателем. Вращение мешалки соответствует 35-45 об/мин. На начальной стадии в течение 18-20 ч выращивания мицелиарной массы наблюдается снижение вязкости среды, за счет ферментации крахмала. Выход сухой биомассы гриба составляет 20-25 г/л с питательной среды.