МПК С12Р23/00 Способ получения каротинсодержащей биомассы гриба Blakeslea trispora
Полезная модель относится к биотехнологии, именно к технической микробиологии и может быть использована для промышленного производства каротинсодержащей биомассы гетероталичного гриба Blakeslea trispora, которая является основой для изготовления каротиновых препаратов различного назначения.
Известен способ получения мицелиальной массы для производства бета-каротина методом микробиологического синтеза [пат. 2053301 С1 РФ, 27.01.1996], согласно которому штаммы гриба-продуцента Blakeslea trispora (+), (-) 8А культивируют совместно на питательных средах, содержащих кукурузное и соевая мука, масло растительное, ортофосфат калия, витамин В1, биостимулятор и антиоксидант. Биопродуктивность пары штаммов составляет до 1,35 г / л.
Недостатком известного способа является использование пищевого сырья в составе питательной среды.
Известен также способ получения бета-каротина [пат. 9952 Украина, МПК5 С12 Р23/04. Способ получения в-каротина С.А. Васильченко и другие; — № 94221632; заявл. 30.09.96], согласно которому предусмотрено культивирования продуцирующего микроорганизма (+) и (-) Blakeslea trispora на питательной среде, которое содержит источники редуцирующих веществ, азота, минерального растворенного фосфора и липидов. В качестве дополнительного источника редуцируя веществ используют зеленую патоку, а культивирование ведут на питательной среде, содержащей компоненты, обеспечивающие следующий биохимический состав, мас. %:
- источника азота — 0,2-0,5
- редуцирующих веществ — 0,05 — 2,5
- минерального растворимого фосфора — 0,01-0,025
- липидов — 14-2.
Недостатком данного способа является определенная нестабильность качественного и количественного состава питательной среды, что отрицательно влияет на развитие гриба-продуцента.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и результату, который достигается, является способ производства мицелиальной массы для получения бета-каротина [пат. 2177506 РФ, С2 С12Р23/00, С12N1/14 / / (С12N1/14, С12R1/645). Способ производства мицелиальной массы для получения бета-каротина / И.И Кунщикова и др. — № 99125680/13; заявл. 03.12.1999; опубл. 27.12.2001] (прототип), который предусматривает совместное культивирование (+) и (-) штаммов Blakeslea trispora на питательной среде на основе отходов и вторичных продуктов пищевой промышленности, которые содержат белки, жиры и углеводы.
Недостатком прототипа является нестабильный выход бета-каротина (1,25-2,25 г / л), обусловлен нестабильностью концентраций исходных питательных веществ в отходах и вторичных продуктах пищевой промышленности, которые используются для приготовления питательных сред.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка и оптимизация качественного и количественного состава питательной среды для совместного культивирования (+) и (-) штаммов Blakeslea trispora — продуцента бета-каротина для получения качественного каротинсодержащей биомассы, которая является основой для изготовления каротиновых препаратов различного назначения.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе производства мицелиальной массы для получения бета-каротина путем совместного культивирования (+) и (-) штаммов Blakeslea trispora на питательной среде на основе отходов и вторичных продуктов пищевой промышленности, которые содержат белки, жиры и углеводы, соответственно полезной модели для приготовления питательной среды используют гидролизаты овсяной или ржаной муки, глютен и 2% растительного масла, которые имеют более стабильный состав белков, жиров и углеводов.
Качественных каротиновых препаратов не хватает в разных отраслях хозяйства: медицине, пищевой промышленности, косметологии. Важнейшее биологическое значение бета-каротина заключается в том, что он является предшественником витамина А в организме человека и животных. Функции витамина А в организме чрезвычайно разнообразны. Так, недостаток витамина приводит к ухудшению зрения, состояния кожи и слизистых оболочек, снижение иммунитета и прочее.
Поэтому увеличение производства качественных каротиновых препаратов природного происхождения является актуальной проблемой.
Интенсификация существующего микробиологического производства бета-каротина возможно не только благодаря разработке новых штаммов микроорганизмов-надсинтетиков бета-каротина. Выход бета-каротина значительно увеличивается и при оптимизации условий культивирования продуцентов, в том числе благодаря разработке и оптимизации питательных сред. Использование отходов пищевой промышленности (мясо-молочной, сахарной, крахмало-паточной и др.) для приготовления питательных сред частично снижает себестоимость производства. Качественный и количественный состав питательных сред в подобных отходах меняется от партии к партии в значительной степени. Такая нестабильность состава питательных субстратов влияет на выход как биомассы гриба-продуцента, так и на выходе бета-каротина.
Таким образом, подбор более качественных питательных субстратов, разработка и оптимизация систем на их основе способствует совершенствованию производства микробиологического бета-каротина.
Качественной питательной сырьем считается крахмалосодержащие сырье, предлагается предварительно обработать амилолитическим ферментным препаратом для расщепления полисахарида крахмала в смеси простых углеводов, которые обеспечивают более быстрый и активное развитие мицелия гриба и синтез бета-каротина в его клетках.
Приводим пример конкретного выполнения предложенной полезной модели.
Пример 1. Для глубинного культивирования совместной культуры продуцента Blakeslea trispora используют жидкое питательную среду, содержащую овсяный гидролизат, 30% глютена, что соответствует концентрации азота 0,24% и 2% кукурузного масла в качестве пеногасителя, pH среды 6,95.
Срок культивирования продуцента 5 суток при температуре 26ºС и режиме перемешивания 220 об / мин. Культивирование проводили в колбах объемом 250 мл на микробиологических качалках.
По окончании ферментации биомассы гриба отделяли от культуральной жидкости центрифугированием при 3000 об / мин. 10 минут на центрифуге Т-23. Влажную биомассу гриба высушивали до постоянного веса при температуре 105 º С.
Концентрацию овсяной гидролизата в среде менялись с целью оптимизировать количество углерода.
Пример 2. Условия проведения эксперимента аналогичные примера 1. Но овсяный гидролизат заменили ржаным.
Для получения различных видов гидролизатов овсяная и пшеничная мука обрабатывали при определенных условиях амилолитический ферментный препарат «Альфалад» и «Глюколад» микробного происхождения.
| Состав питательной среды | Конценцентрация сахаров, % | Количество сухой биомассы, г/100 мл | Количество бета-каротина, г/100 мл |
| Овсяный гидролизат и глютен | 1,5 | 2,57±0,13 | 1,00±0,05 |
| 0,5 | 2,34±0,12 | 1,25±0,06 | |
| 0,15 | 1,76±0,09 | 0,61±0,03 | |
| Ржаной гидролизат и глютен | 1,5 | 2,47±0,12 | 0,86±0,04 |
| 0,5 | 2,29±0,12 | 1,27±0,06 | |
| 0,156 | 1,69±0,09 | 0,63±0,03 |
Получены и приведены в таблице результаты свидетельствуют, что и овсяный, и ржаной гидролизаты в сочетании с глютеном, как источником азота для продуцента, обеспечивают накопление физиологически активной биомассы гриба. Полученное количество овсяного и ржаного гидролизатов такая, что соответствует концентрации сахаров 1,5% и 0,5%. Но разница в накоплении биомассы при указанных концентрациях сахаров незначительна, поэтому из экономических соображений, рекомендуемая концентрация сахаров 0,5%. Такая закономерность обнаружена на обоих видах гидролизатов. Концентрация бета-каротина наибольшее также при количества сахаров 0,5% и на овсяных и на ржаных гидролизат.
Таким образом, полученное жидкое среда для глубинного культивирования продуцента бета-каротина Blakeslea trispora содержит овсяный или ржаной гидролизат в количестве, которое обеспечивает 0,5% сахаров в среде, 30% глютена, что соответствует 0,24% азота и 2% кукурузного масла. Выходе бета-каротина на подобных средах составляет, в среднем, 12,6 г / л, что в 7 раз выше чем у прототипа.
Предлагаемая полезная модель может быть использована для промышленного производства каротинсодержащей биомассы гриба Blakeslea trispora.
Формула полезной модели
Способ получения каротинсодержащей биомассы гриба Blakeslea trispora путем совместного культивирования (+) и (-) штаммов продуцента по питательной среде на основе отходов и вторичных продуктов пищевой промышленности, которые содержат белки, жиры и углеводы, который отличается тем, что для приготовления питательной среды используют гидролизаты овсяной или ржаной муки, глютен и 2% растительного масла, которые имеют более стабильный состав белков, жиров и углеводов.
Реферат к патенту на полезную модель. Способ получения каротинсодержащей биомассы гриба Blakeslea trispora
Полезная модель относится к биотехнолгогии, именно к технической микробиологии и может быть использована для промышленного производства каротинсодержащей биомассы гетероталичного гриба Blakeslea trispora, которая является основой для изготовления каротиновых препаратов различного назначения.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка и оптимизация качественного и количественного состава питательной среды для совместного культивирования (+), (-) штаммов Blakeslea trispora — продуцента бета-каротина для получения качественной каротинсодержащей биомассы, которая является основой для изготовления каротиновый препаратов различного назначения.
Предлагается для приготовления питательной среды использовать овсяные или пшеничные гидролизаты, с концентрацией сахаров 0,5%. В качестве источника азота в среду вносят глютен в количестве, которое обеспечивает 0,24% азота. Среда содержит также 2% растительного масла, которое выполняет роль пеногасителя при глубинном культивировании. Для получения гидролизатов овсяная и пшеничная мука обрабатывают амилолитический ферментный препарат «Альфалад» и «Глюколад» микробного происхождения.
Источник: Зубарева И.М., Ляпустина Е.В. ГВУЗ «Украинский государственныйхимико-технологический университет» Полезная модель «Способ получения каротинсодержащей биомассы гриба Blakeslea trispora«, 2011
Автор фото (Blakeslea trispora) Бондарь И.В.