1817471 - Штамм дрожжей candida ufilis - продуцент белковой биомассы

Штамм дрожжей candida ufilis - продуцент белковой биомассы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Использование: микробиологическая промышленности: получение биомассы и новый штамм дрожжей для получения биомассы . Сущность изобретения: штамм дрожжей Candida ufills получен в процессе селекции. Штамм имеет продуктивность 4,36 , удельная скорость роста 0,48 ч при непрерывном культивировании в режиме РН-стата. При культивировании на этаноле накопление биомассы на уровне 10,2-13,2 г/л, выход биомассы от заданного эталона 71,8-77% при содержании протеина 58,1 -63,9 %. 11 табл. d 00 Ю

ТГ

i-H

Формула изобретения

Цель .изобретения заключается в селекции высокопродуктивного непатогенного нового штамма дрожжей, по систематическому положению относящегося к Candida uftlis, конкурентоспособного на международном рынке и активно растущего при температуре 32-34°С, которая является регламентной по технологии производства кормовых дрожжей, т.е. штамма, обладающего мезофильными свойствами, но характеризующегося высоким выходом биомассы и высоким содержанием белка в готовом продукте при культивировании при температуре 32-40°С на среде с этанолом и отличающегося относительно крупными размерами клеток, что способствует снижению потерь при выделении биомассы, а также высокой конкурентоспособностью. Постановка данной задачи обусловлена современными ужесточенными требованиями , направленными на обеспечение экологически безопасного производства, одной из гарантий этого служит применение мезофильных штаммов дрожжей, характеризующихся большей стабильностью в сохранении признака отсутствия патогенности в условиях длительных нестерильных процессов непрерывного культивирования .

Истинно термотолерантные штаммы, имеющие оптимальную температуру роста повышенную (37-42°С), обладают большей мутабельностью, что с большей вероятностью может приводить к образованию патогенных форм дрожжей. Кроме того, ведение процесса культивирования при повышенной температуре сопровождается развитием в биоценозе сопутствующей бактериальной микрофлоры санитарно-гигиенической группы, не допустимой по существующим санитарным нормативам и действующим на заводах технологическим регламентам.

Изобретение заключается в том, что предлагаемый штамм получен в процессе селекции при испытании около 100 дрожжевых штаммов музейной коллекции института ВНИЙсинтезбелок в .условиях непрерывного процесса культивирования на среде с этанолом в режиме хемостэта и рН-стата с последующим испытанием штамма в модельных, камерных и опытно-промышленных условиях, имеющих оптимальную температуру роста 32-34°С, но характеризующихся способностью роста в широком диапазоне температур (32-40°С) с

сохранением показателей по скорости роста , накоплению биомассы и содержанию сырого протеина.

Предлагаемый штамм может быть использован для получения белковой биомассы не только на основе этанола, но и на основе гидролизатов древесины и виноматериалов .

В результате проведенных исследований выявлено, что активность роста штамма

5 ВСБ-726, т.е. накопление биомассы в модельных опытах (в качал очных колбах) на минеральной среде с 1 % этанола с добавлением факторов роста - дрожжевого автолизата и без него - при температуре роста

0 32-40°С через 18 ч культивирования, составляла 6,,3 г/л; для штамма-прототипа ВСБ-825 в тех же условиях 4,8-3,5 г/л; для известного мезофильного штамма Candida ufllls ВСБ-651 и термотолерантного

5 штамма Candida krusei ВСБ-896 4,1-5,6 и 3,6-1,9 г/л соответственно (см. табл.1).

Обращаем внимание на то. что новый штамм ВСБ-726 не нуждается в дополнительных факторах роста (дрожжевом авто0 лизате), тогда как рост штамма-прототипа ВСБ-825 зависит от наличия в среде дополнительных факторов роста. Последнее является существенным для условий производства,, поскольку снижает себестои5 моеть продукта за счет меньших затрат на дефицитные реактивы.

Проведены испытания штамма ВСБ-726 в модельных опытах при высоком содержании этанола в среде, т.е. в условиях высокой

0 плотности популяции. Последнее является чрезвычайно важным для условий промышленной ферментации, так как ведение процесса культивирования с высокой концентрацией биомассы в ферментере пс5 эволит обеспечить значительное повышение съема биомассы с единицы объема.

По данным табл.2 новый штамм ВСБ- 726 способен расти при плотности популяции 23-28,8 г/л (по сухому весу дрожжей),

0 обеспечивая наибольший выход биомассы 73,3-84,6% при переработке 2.5-4,5% этанола в среде. Штамм ВСБ-651 в аналогичных условиях (2.5-4.5% этанола) имел плотность популяции 12,9-26,4 г/л (т.е. на

5 2.4-10 г/л Меньше штамма ВСБ-726) при выходе биомассы 66,2-76,2% (т.е. на 6.9- 8.4% меньше штамма ВСБ-726).

Штамм-прототип ВСБ-825 при переработке 4,5-6,5% этанола в среде резко снижает активность роста до 17.7-8,3 г/л (т.е.

на 11,1-17,9 г/л меньше штамма ВСБ-726) при выходе биомассы 56.2-11,8% (т.е. на 25,9-39,7% меньше штамма ВСБ-726).

Аналогичные результаты получены при испытании культур в режиме хемостата при концентрации этанола 4 и 6% (см. табл.3).

Штамм дрожжей ВСБ-726 испытан в камеральных условиях стерильного процесса непрерывного культивирования в режиме рН-стата в сравнении с прототипом и известными мезофильными и термотолерантными штаммами дрожжей при оптимальной для каждого штамма температуре роста 34 ±0,5 и 39± 0.5°С) и концентрации этанола в минеральной среде 10-1-2 г/л.

Согласно полученным результатам, представленным в табл.4, новый штамм ВСБ-726 имел наибольшие продуктивность (4,36 г/л) и выход биомассы (56%) по сравнению со штаммом ВСБ-825, для которого данные показатели составили 2,93-3,1 г/л ч и 50-52% соответственно. В сравнении с термотолерантными штаммами, в том числе прототипом, новый штамм ВСБ-726 характеризовался сохранением практически такой же высокой удельной скорости роста (0,48 ), что и штаммы ВСБ-825 (0,52 ) и ВСБ-896 (0,5 ). Известный мезофильный штамм ВСБ-651 имел меньшую удельную скорость роста (0.43 ).

Штамм дрожжей ВСБ-726 испытан в камеральных условиях периодического культивирования при температуре 32-40°С. При этом выявлено (табл.4), что новый штамм ВСБ-726 активно растет в широком диапазоне температур (32-40°С), обеспечивая накопление биомассы на уровне 10.2-13,2 г/л, выход биомассы от заданного этанола 71,8- 77,0% при содержании сырого протеина в биомассе 58.1-63,9%; удельная скорость роста штамма составила 0,33-0,38 . Мезофильный штамм ВСБ-651 в данных условиях культивирования имел следующие показатели: накопление биомассы 1.5-9,1 г/л, выход биомассы 40-74%, содержание сьТрого протеина 56-60%. удельная скорость роста 0.13-0,33 , т.е. даже при оптимальной температуре роста штамм ВСБ-651 имел худшие показатели по сравнению со штаммом ВСБ-726. При повышении температуры процесса культивирования до 37- 39°С штамм ВСБ-651 резко снижает перечисленные показатели при температуре роста 40°С штамм ВСБ-651 практически не растет.

Известный термотолерантный штамм C.krusel ВСБ-896 в данных условиях процесса культивирования также имел более низкие показатели по сравнению с новым штаммом ВСБ-726 (см. табл.5).

Проведены сравнительные испытания в 3-кратной биологической повторности в камеральных и стерильных условиях непрерывного процесса культивирования в режиме хемостата при температуре 32- 34°С, рН среды 4,2, скорости потока 0,25 , концентрации этанола 2%. Как видно из табл.6, предлагаемый штамм ВСБ-726 обеспечивал выход биомассы от заданного этанола в среднем 73% при содержании протеина (сырого) в биомассе 62,3%. Мезофильный штамм ВСБ-651 в данных условиях культивирования имел выход биомассы 70,3%, содержание сырого протеина в биомассе 58.3%. Штамм ВСБ-726 также испытан на других источниках углерода - виноматериалах и гидролизате древесины.

Согласно данным табл.7 новый штамм ВСБ-726 в модельных опытах в качалочных колбах при температуре роста 32-34°С на минеральной среде с виноматериалами через 24 ч и 36 ч выращивания обеспечивал накопление биомассы 8.1-9,1 отн.ед. опт.пл. Мезофильный штамм ВСБ-651 в этих условиях имел 6,8-6,9 отн.ед.опт.пл., i звестный термотолерантный штамм ВСБ-896 6,1 и 6,6 отн.ед.опт.пл.

Штамм ВСБ-726 далее был испытан в камеральных условиях нестерильного непрерывного процесса культивирования в режимах хемостата в аппарате Абитекс при температуре 34 ±0,5°С. скорости роста 0, на минеральной среде с виноматериалами , этаноле и смеси виноматериэлов и этанола, сбалансированных в пересчете на абсолютный алкоголь, составивший 24,0%. Было показано, что наибольший выход биомассы (83,5%) достигался в процессах культивирования на виноматериалах, наименьший (61.2%) на этзноле - ректификате . На субстрате, представляющем смесь виноматериалов и зтанола. выход биомассы составляет 63-68,0% в зависимости от количества добавляемого этанояа (75-90%) (см. табл.8).

Накопление биомассы нового штамма ВСБ-726 ка гидролизате древесины при испытании в модельных опытах в качалочных колбах при температуре 37°С и содержании в минеральной среде редуцирующих веществ (РВ) 1,45% составило 7,7 г/л; штамма ВСБ-651 3,1 г/л (см.табл.9).

Изучены культурально-морфологические и физиолого-бсюхимические свойства штамма ВСБ-726. Морфологические признаки: клетки в односуточной культуре на глюкозопептонной среде одиночные, овальные или удлиненно-овальные и образуют веточки и короткие цепочки. Размер клеток в

односуточной культуре в жидком сусле 3,5- 7.0 х 7,0-13 мкм. Почкование полярное. В промышленных непрерывных условиях культивирования на минеральной среде с этанолом размер клеток в среднем 5,0-9,0 мкм. Аскоспоры не образует. На кукурузном агаре образует слаборазвитый примитивный псевдомицелий, состоящий из ветвящихся цепочек, коротких псевдогиф и овальных клеток. В солодовом сусле (3-30 сут) кольца и и пленки не образует. Осадок мутный кремового цвета. Культуральные признаки: колонии на солодовом сусле-агаре (7 сут) крупные, слабовозвышающиеся с гладкой поверхностью, ровным краем, сероватые . Центр колонии часто приподнят в виде бугорка, могут появляться колонии с мелкоморщинистой поверхностью. Штрих на солодовом сусле-агаре гладкий, сероватый со временем до кремового, слабо блестящий , может быть и слабо складчатым. Физиологические признаки: ассимилирует глюкозу, сахарозу, мальтозу, целлобиозу, трегалозу, раффинозу, мелмцмтозу. инулин, ксилозу, глицерин, маннит, салицин, метмл- D-глюкозу (слабо), уксусную, молочную, янтарную и лимонную кислоты. Сбраживает: глюкозу, сахарозу, раффинозу. Не сбраживает: мальтозу, галактозу, лактозу, мелеци- -озу, целлобиозу. В качестве азота использует нитратные и аммонийные соли (например, азотнокислый натрий сернокислый аммоний и др.). Хорошо растет на стандартных синтетических питательных средах без добавления факторов роста (среда Ридер, Миллера, Сабуро и др.). В качестве нетрадиционных источников углерода и энергии использует этанол, водно-спиртовой конденсат, виноматериалы, послеспиртовую бзрду, уксусную кислоту, гидролизаты сельскохозяйственных отходов , а также продукты метаболизма углеводородокисляющих дрожжей.

Штамм хранят в лиофилизированном состоянии или на сусле-агаре под слоем вазелинового масла при комнатной температуре . Периодичность пересевов в последнем случае 3-4 раза в год. Рабочие культуры штамма дрожжей поддерживают путем посева в пробирках (косяках) на сусле-агаре , культивированных при температуре 32-34°С в течение двух суток с последующим хранением при комнатной температуре.

Биохимический состав дрожжевой биомассы штамма ВСБ-726: содержание сырого протеина 59-63%. липидов 7,1-7.4%, золы 8.7-9.2. нуклеиновых кислот 7,4-9,9%. влаги 2,4-4,3. Аминокислотный состав истинного белка представлен в табл.10.,

Сумма насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в составе липидов составляет 18.9 и 72,2 отн.% соответственно (в том числе С16 и Cis 18,9 и 72.2%).

П р и м е р 1. Дрожжи Candida ufllls ВСБ-726 выращивали в аппарате интенсивного массообмена емкостью 5 л на минеральной среде без ростовых факторов при температуре 32-23°С и рН 4,0-4.3 в непре0 рывном режиме. В качестве источника углерода использовали этанол в количестве 3 об.%: скорость протока составляла 0,20 . Состав питательной среды, г на 1 л: Калий хлористый0.7

5 Фосфорная кислота (70%)0,7 Сернокислый аммоний 1,0 Сернокислый магний 0,4 Сернокислое железо 0,04 Сернокислый цинк 0,02

0 Сернокислый марганец0,02

Выход абсолютно сухой биомассы от заданного этанола 75%, содержание сырого протеина в биомассе 62%. продуктивность 3.51 г/л-ч.

5 П р и м е р 2. Дрожжи Candida ufllls ВСБ-726 выращивали в аппарате емкостью 30 л в условиях, описанных в примере 1. В качестве источника углерода использовали этанол в количестве 2-2,5 об.%; скорость

0 протока составляла 0,33 ч 1; рН среды 5.5 Выход абсолютно сухой биомассы от заданного этанола составил 73%, содержание сырого протеина в биомассе 62%, продуктивность 3,76 г/л-ч.

5 П р и м е р 3. Дрожжи Candida ufllis ВСБ-726 выращивали в условиях, описанных в примере 1. в аппарате емкостью 5 л. В качестве источника углерода использовали виномзтериалы в количестве 3 об.% (в

0 пересчете на этанол). Скорость протока составляла 0,3 . Выход биомассы от заданного этанола составил 75%, содержание сырого протеина в биомассе 63%. продуктивность 5,27 г/л ч.

5 П р и м е р 4. Дрожжи Candida ufllls ВСБ-726 выращивали в аппарате колонного типа емкостью 145 л на минеральной среде по примеру 1 с удвоенной концентрацией солей при температуре 37°С и рН среды

0 4,2-4,5. В качестве источника углерода использовали этанол в количестве4 об.%. Скорость протока составила 0,25 выход биомассы от заданного этанола 74%, содержание сырого протеина в биомассе 62%,

5 продуктивность 5,77 г/л-ч.

П р и м е р 5. Дрожжи Candida ufllls ВСБ-726 выращивали в условиях, описанных в примере 4. В качестве источника углерода использовали виноматериалы в количестве 6 об.% (в пересчете на этанол).

Скорость протока составила 0,35 ч , выход биомассы от заданного этанола 75%, содержание сырого протеина в биомассе 61 %.

Примерб. Дрожжи Candida ufilis ВСБ-726 выращивали в колбах на качалке на минеральной среде придемпературе 34°С и значении рН среды 5.5-4,2 в течение 30 ч. В качестве источника углерода использовали 2 об.% (в пересчете на этанол) водно-спиртового конденсата. При этом выход сухой биомассы от заданного субстрата составил 71%, содержание сырого протеина в биомассе 60%.

Пример. Дрожжи Candida ufilis ВСБ-726 выращивали в колбах на качалке (220 об/мин) на минеральной среде по примеру 1 при температуре 32°С, рН среды 5,5, при высокой плотности популяции, достигаемой переработкой высокой концентрации этанола (4,5 об.%). подаваемого дробно (1,5 об.% при засеве и 1 об.% ежесуточно). Выход от заданного этанола составил 82,1 %.

ПримерВ. Дрожжи Candida ufilis ВСБ-726 выращивали в стерильных условиях непрерывного процесса культивирования в режиме рН-ауксостата при температуре роста 34 ±0,5°СО рН 4,0. концентрации этанола 10-12 г/л. Параметры процесса поддерживались автоматически. Получены следующие показатели роста: выход от заданного и потребленного этанола 56 и 78% соответственно, удельная скорость роста 0,48 ч , продуктивность по биомассе 4.36 г/л ч, продуктивность по белку 2.35 г/л ч.

Штамм-прототип ВСБ-825 имел следующие характеристики: выход от заданного и потребленного этанола 52 и 90% соответственно , удельная скорость роста 0.52 , продуктивность по биомассе 3,1 г/л ч, продуктивность по белку 1.64 г/л ч.

Таким образом, предлагаемый новый штамм дрожжей Candida ufilis ВСБ-726 имеет следующие отличительные признаки от известного термотолерантного этанолассимилирующего штамма дрожжей Candida vallda ВСБ-825:

штамм ВСБ-726 отличается от штамма ВСБ-825 способностью роста на смеси этанола и виноматериалов (иной субстрат), причем в пересчете на этанол данная питательная среда характеризуется высокой концентрацией;

штамм ВСБ-726 отличается от штамма АВСБ-825 способностью роста на гидролизате древесины - альтернативный субстрат для получения кормовых дрожжей; рост штамма ЁСБ-825 на гидролизате древесины практически отсутствует;

штамм ВСБ-726 более конкурентоспособен по сравнению со штаммом ВСБ-825 в температурном режиме культивирования 32-38°С, что было выявлено в испытаниях на Башкирском БХК (см. табл.11);

характеризуется стабильным содержанием сырого протеина в основном 60-62 % (штамм-прототип ВСБ-825 48-62%);

штамм ВСБ-726 растет на среде с высокой концентрацией этанола (при 4,5% с выходом биомассы 82,1%), штамм прототип ВСБ-825 в этих же условия:; им ,ет выход биомассы 56,2%, т.е. на 25,9% м ныие;

штамм ВСБ-726 имеет кру ный размер клеток (4.1-7,0 х 6,3-10,4 мкм): размер клеток штамма ВСБ-825: 2,0-6.2 х 3.0-2,0 мкм (данный признак имеет большое промышленно-важное значение, так как крупноклеточные дрожжи лучше сепарируются, что значительно снижает потери биомассы на стадии сепарации, приводит к уменьшению расходного коэффициента по подаваемому субстрату, т.е. экономически более выгодно ):

штамм ВСБ-726 отличается от штамма ВСБ-825 по ряду фи ,иолого-биохимических свойс в: штамм ВСБ 726 ассимилирует ряд углеводов (мальтозу, целлобиозу и т.д.), азотн кислый калий сбраживает сахарозу, рафф: нозу, что може г служить тест-признаком при разработке микробиологического контр ля произведет а для оценки доминирова ия штамма в биоценозе промышленных ерментеров.

Активность роста штамма дрожжей ВСБ-726 на минеральной среде с 1 % этанола в колбах на качалке при температуре 32-40°С

(модельные опыты)

Характер роста штаммаВСБ-726 при высокой плотности популяции

(модельные опыты)

Таблица 2

Таблица 3

151817471 16

Таблица 5

Характеристика роста штамма ВСБ-726 в периодическом режиме культивирования при температуре 32-40°С (камеральные опыты)

кца fi Е:.хзд биомассы и содержание о ней сырого протеина при культивировании е режиме хемостата дрожжей ВСБ-726 и 8СБ-65)

Характеристика роста штамма ВСБ-726 в режиме рН-акустостата

Т а б л и ц а 7

Активность роста штаммаВСБ-726 на минеральной среде, содержащей виноматериалы в качестве источника углеродного питания

Таблица 4

Показатели непрерывного процесса выращивания дрожжей ВСВ-726 в режиме хемостата

Таблица 9

Активность роста ВСБ-726 на гидролизате древесины при температуре 37°С (модельные опыты)

Штамм

С. ufllls ВСБ-651 (штамм мезофильный)

С. scottll КС-2

(производственный штамм Волжского гидролизного завода)

С. vallda

ВСБ-825 (термотолерантный штамм-прототип)

С. krusel

.С-Б-896 (известный термотолерантный штамм) С. ufllls ВСБ-8261 новый штамм)

Таблица В

Накопление биомассы,г/л

3,1 3.3

3,8 1.5 7.7

ТаблицаЮ Аминокислотный состав белка дрожжевой биомассы штамма Candida ufllts ВСБ-726

Таблица 11

(51) б С 12 Х 1/1б (u) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к патенту Российской Федерации с4

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4890020/13 (46) 10.01.96 Бюл. № 1 (72) Градова Н.Б., Робышева 3.Н., Рогачева

P.À., Заикина А.И., Бузург-заде Д.Л., Сатрутдинов А.Д., Бравичева P.Н., Шерова

Т.Л., Мурзаков Б.Г., Ерошин В.K., Сычев

А.Е., Низамов P.À. (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (73) Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (56) Авторское свидетельство СССР N

1609134, кл. С 12N 1/16, 1990. (19) RU (11) 1817471 (13) С (54) ШТАММ ДРОЖЖЕЙ CANDIDA

UFILIS - ПРОДУЦЕНТ БЕЛКОВОЙ БИОМАССЫ (57) Использование: микробиологическая промышленности: получение биомассы и новый штамм дрожжей для получения биомассы. Сущность изобретения: штамм дрожжей Candida ufilh получен в процессе селекции. Штамм имеет продуктивность

4,36 г/л ч, удельная скорость роста 0,48 ч при непрерывном культивировании в режиме PH-стата. При культивировании на этаноле накопление биомассы на уровне

10,2-13,2 г/л, выход биомассы от заданного эталона 71,8-77% при содержании протеина 58,1-63,97,. 11 табл.

1817471

Предлагаемое изобретение относится к микробиологической промышленности и представляет собой новый штамм дрожжей, который может быть использован для получения кормовых дрожжей на основе этанола, виноматериалов, а также гидролизатов сельскохозяйственных о ходов (древесины, хлопковой шелухи и др.), Цель изобретения заключается в селекции высокопродуктивного непатогенного нового штамма дрожжей, по систематическому положению относящегося к Candida

ufflis, конкурентоспособного на международном рынке и активно растущего при температуре 32 вЂ” 34 С, которая является регламентной по технологии производства кормовых дрожжей, т.е. штамма. обладающего мезофильными свойствами, но характеризующегося высоким выходом биомассы и высоким содержанием белка в готовом продукте при культивировании при температуре 32 вЂ” 40 С на среде с этанолом и отличающегося относительно крупными размерами клеток, что способствует снижению потерь при выделении биомассы, а также высокой конкурентоспособностью.

Постановка данной задачи обусловлена современными ужесточенными требованиями, направленными на обеспечение экологически безопасного производства, одной из гарантий этого служит применение мезофильных штаммов дрожжей, характеризующихся большей стабильностью в сохранении признака отсутствия патогенности в условиях длительных нестерильных процессов непрерывного культивирования.

Истинно термотолерантные штаммы, имеющие оптимальную температуру роста повышенную (37-42 С), обладают большей мутабельностью, что с большей вероятностью может приводить к образованию патогенных форм дрожжей. Кроме того, ведение процесса культивирования при повышенной температуре сопровождается развитием в . биоценозе сопутствующей бактериальной микрофлоры санитарно-ги. гиенической группы. не допустимой по.существующим санитарным нормативам и действующим на заводах технологическим регламентам..

Изобретение заключается в том, что предлагаемый штамм получен в процессе селекции при испытании около 100 дрожжевых штаммов музейной коллекции института ВНИИсинтезбелок в .условиях непрерывного процесса культивирования на среде с этанолом в режиме хемостата и рН-стата с последующим испытанием штамма в модельных, камерных и опытно-промышленных условиях, имеющих оптимальную температуру рос а 32-34 С, но характеризующихся способностью роста в широком диапазоне температур (32-40 С) с сохранением показателей по скорости роста, накоплению биомассы и содержаниюсырого протеина.

Предлагаемый штамм может быть использован для получения белковой биомас10 сы не только на основе этанола, но и на основе гидролиэатов древесины и виноматериалов.

В результате проведенных исследований выявлено, что активность роста штамма

"5 ВСБ-726, т.е. накопление биомассы в.модельных опытах (в качалочных колбах) на минеральной среде с 1 этанола с добавлением факторов роста вЂ” дрожжевого автолизата и без него вЂ” при температуре роста

20 32-400С через 18 ч культивирования, составляла 6,0-6.3 г/л; для штамма-прототипа ВСБ-825 в тех же условиях 4,8-3,5 г/л; для известного мезофильного штамма

Сапйба uf ills ВСБ-651 и термотолерантного штамма Candida krusei BC6-896 4,1-5,6 и

3,6-1,9 г/л соответственно (см. табл,1).

Обращаем внимание на то, что новый штамм ВСБ-726 не нуждается в дополнительных факторах роста (дрожжевом авто30 лизате), тогда как рост штамма-прототипа

ВСБ-825 зависит от наличия в среде дополнительных факторов роста. Последнее является существенным для условий и роизводства, поскольку снижает себестои35 мость продукта за счет. меньших затрат на дефицитные реактивы.

40 плотности популяции. Последнее является черезвычайно важным для условий промышленной ферментации, так как ведение процесса культивирования с высокой койцентрацией биомассы в ферментере по45 эволит обеспечить значительное повышение съема биомассы с единицы объема.

По данным табл.2 новый штамм ВСБ726 способен расти при плотности популяции 23-28,8 г/л (по сухому весу. дрожжей), 50 обеспечивая наибольший выход биомассы

73,3-84,6 j при переработке 2.5-4,5ф этанола в среде. Штамм ВСБ-651 в аналогичных условиях (2.5-4.5 ) этанола) имел плотность популяции 12,9-26,4 г/л (т.е. на

55 2,4-10 г/л меньше штамма ВСБ-726) при выходе биомассы 66,2-76,2 (т.е. на 6,98,47; меньше штамма ВСБ-726).

Штамм-прототип ВСБ-825 при переработке 4,5-6,5 эганола в среде резко снижает активность роста до 17,7-8,3 г/л (т.е.

1817471 на 11,1 вЂ” 17,9 г/л меньше штамма ВСБ-726) при выходе биомассы 56.2-11,8, (т.е. на

25,9 вЂ” 39,7 меньше штамма ВСБ-726).

Аналогичные результаты получены при испытании культур в режиме хемостата при концентрации этанолз 4 и 6 (см. табл.3).

Штамм дрожжей ВСБ-726 испытан в камеральных условиях стерильного процесса непрерывно-о культивирования в режиме рН-стата в сравнении с прототипом и известными мезофильными и термотолерантными штаммами дрожжей при оптимальной для каждого штамма температуре роста

34 0,5 и 39 0,5 С) и концентрации этанола в минеральной среде 10 вЂ” 12 г/л.

Согласно полученным результатам, представленным в табл.4, новый штамм

ВСБ-726 имел наибольшие продуктивность (4,36 г/л) и выход биомассы (56 ) по сравнению со штаммом ВСБ-825, для которого данные показатели составили.2,93-3,1 г/л ч и 50-52ф соответственно. B сравнении с термотолерантными штаммзми, в том числе прототипом, новый штамм ВСБ-726 характеризовался сохранением практически такой же высокой удельной скорости роста (0,48 ч 1), что и штаммы ВСБ-825 (0,52 ч ) и

ВСБ-896 (0,5 ч ); Известный меэофильный штамм ВСБ-651 имел меньшую удельную скорость роста {0,43 ч ).

Штамм дрожжей ВСБ-726 испытан в ка.меральных условиях периодического культивирования при температуре 32-40 С. При этом выявлено {табл.4), что новый штамм

ВСБ-726 активно растет в широком диапазоне температур (32-40 С), обеспечивая накопление биомассы на уровне 10,2 вЂ” 13,2 г/л, выход биомассы от заданного этанола 71,8вЂ”

77,0 при содержании сырого протеина s биомассе 58,1-63,97;; удельная скорость роста штамма составила 0,33-0,38 ч 1. Мезофильный штамм ВСБ-651 в данных условиях культивирования имел следующие показатели: накопление биомассы 1.5-9,", г/л. выход биомассы 40-74, содержание сырого протеина 56-60, удельная скорость роста 0,13-0.33 ч, т.е. даже при оптимальной температуре роста штамм ВСБ-651 имел худшие показатели по сравнению со штаммом ВСБ-726. При повышении температуры процесса культивирования до 3739 С штамм ВСБ-651 резко снижает перечисленные показатели при температуре роста 40 С штамм ВСБ-651 практически не растет.

Известный термотолерантный штамм

С.krusei ВСБ-896 в данных условиях процесса культивирования также имел более низкие показатели по сравнению с новым штаммом В СБ-726 (см. табл.5).

50 тивирования на виномзтериалах, наименьший (61,2 (,) на этзноле вЂ” ректифи-. кате. На субстрате, представляющем смесь виноматериалов и этанола, выход биомассы составляет 63-68,0 в зависимости от количества добавляемого этаноаа (75-90 ) (см. табл.8).

Накопление биомассы нового штамма

ВСБ-726 на гидролизате древесины при испытании в модельных опытах в качалочных колбах при температуре 37 С и содержании в минеральной среде редуцируюших веществ(РВ) 1,45 составило 7,7 г/л; штамма

В СБ-651 3,1 г/л (см.табл.9).

Изучены культурально-морфологические и физиолого-биохимические свойства штамма ВСБ-726. Морфологические признаки: клетки в односуточной культуре на глюкозопептонной среде одиночные, овзльные или удлиненно-овальные и образуют веточки и короткие цепочки. Размер клеток в

Проведены сравнительные испытания в

3-кратной биологической повторности в камеральных и стерильных условиях непрерывного процесса культивирования в

5 режиме хемостата при температуре 3234 С, рН среды 4,2, скорости потока 0,25 ч, концентрации этанола 2ф>. Как видно из табл.6, предлагаемый штамм ВСБ-726 обеспечивал выход биомассы от заданного эта10 нола в среднем 73 при содержании протеина (сырого) в биомассе 62,3, Мезофильный штамм ВСБ-651 в данных условиях культивирования имел выход биомассы

70,3, содержание сырого протеина в био15 мзссе58.3 .Штамм ВСБ-726 также испытан на других источниках углерода вЂ” виноматериалах и гидролизате древесины.

Согласно данным табл.7 новый штамм

20 ВСБ-726 в модельных опытах в качалочных колбах при температуре роста 32-34 С на минеральной среде с виноматериалами через 24 ч и 36 ч выращивания обеспечивал накопление биомассы 8,1-9,1 отн.ед.

25 опт.пл. Мезофильный штамм ВСБ-651 в этих условиях имел 6,8-6,9 отн.ед.опт,пл., -звеcTHblA термотолерантный штамм ВСБ-896

6,1 и 6,6 отн.ед.опт.пл.

Штамм ВСБ-726 далее был испытан в

30 камеральных условиях нестерильного непрерывного процесса культивирования в режимах хемостата в аппарате "Абитекс" при температуре 34 0,5 С, скорости роста

0,2ч на минеральной среде с виноматери35 злами, этзноле и смеси виноматериалов и этанола, сбалансированных в пересчете на, абсолютный алкоголь, составивший 24,0 .

Было показано„что наибольший выход биомассы (83,5 ) достигался в процессах куль1817471

20 односуточной культуре в жидком сусле 3,57.0 х 7,0 вЂ” 13 мкм. Почкование полярное. В промышленных непрерывных условиях культивирования на минеральной среде с этанолом размер клеток в среднем 5.0 вЂ” 9,0 мкм. Аскоспоры не образует. На кукурузном агаре образует слаборазвитый примитивный псевдомицелий, состоящий из ветвящихся цепочек, коротких псевдогиф и овальных клеток. В солодовом сусле (3-30 сут) кольца и и пленки не образует. Осадок мутный кремового цвета. Культуральные признаки: колонии на солодовом сусле-агаре (7 сут) крупные. слабовозвышающиеся с гладкой поверхностью, ровным краем, сероватые. Центр колонии часто приподнят в виде бугорка, могут появляться колонии с мелкоморщинистой поверхностью. Штрих на солодовом сусле-агаре гладкий. сероватый со временем до кремового, слабо блестящий, может быть и слабо складчатым.

Физиологические признаки: ассимилирует глюкозу, сахарозу, мальтозу, целлобиозу, трегалозу, раффинозу, мелицитозу. инулин, ксилозу. глицерин, маннит, салицин, метилО-глюкозу (слабо), уксусную, молочную, янтарную и лимонную кислоты. Сбраживает: глюкозу. сахарозу, раффинозу. Не сбраживает; мальтозу, галактозу, лактозу, челеци.озу, целлобиозу. В качестве азота использует нитратные и аммонийные соли (например, азотнокислый натрий сернокислый аммоний и др.). Хорошо растет на стандартных синтетических питательных средах без добавления факторов роста (среда Ридер, Миллера, Сабуро и др.). В качестве нетрадиционны", источников углерода и энергии испо1 ьзует этанол, водно-спиртовой конденсат, виноматериалы, послеспиртовую б"..рqy, уксусную кислоту, гидролизаты сельскохозяйственных отходов. а также продукты метаболизма углеводородокисляющих дрожжей.

Штамм хранят в лиофилизированном состоянии или на сусле-arape под слоем вазелинового масла при комнатной температуре. Периодичность пересевов в последнем случае 3-4 раза в год. Рабочие культуры штамма дрожжей поддерживают путем посева в пробирках (косяках) на сусле-arape, культивированных при температуре 32-34 C в течение двух суток с последующим:;ранением при комнатной температуре.

Биохимический состав дрожжевой биомассы штамма ВСБ-726: содержание сырого протеина 59 вЂ” 63, липидов 7,1-7,47 золы 8,7-9,2. нуклеиновых кислот 7,4-9,9, влаги 2,4-4,3. Аминокислотный состав истинного белка представлен в табл.10., 5

Сумма насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в составе липидов составляет 18.9 и 72,2 отн. соответственно (в том чиСлЕ С16 и С1З 18,9 и 72,2 ).

Пример 1. Дрожжи Candlda uf ills

ВСБ-726 выращивали в аппарате интенсивного массообмена емкостью 5 л на минеральной среде без ростовых факторов при температуре 32-23 С и рН 4,0-4,3 в непрерывном режиме. В качестве источника углерода использовали этанол в количестве 3 об. ; скорость протока составляла 0,20 ч 1.

Состав питательной среды, г на 1 л:

Калий хлористый 0.7

Фосфорная кислота (70;(,) 0,7

Сернокислый аммоний 1,0

Сернокислый магний 0,4

Сернокислое железо 0,04

Сернокислый цинк 0,02

Сернокислый марганец 0,02

В ыход абсолютно сухой биомассы от заданного этанола 75, содержание сырого протеина в биомассе 62 (», продуктивноСть

3,51 г/л ч.

Пример 2. Дрожжи Candida uf ills

ВСБ-726 выращивали в аппарате емкостью

30 л в условиях, описанных в примере 1. В качестве источника углерода испольэовали этанол в количестве 2 вЂ” 2,5 об.7ь; скорость протока составляла 0,33 ч, рН среды 5,5

Выход абсолютно сухой биомассы от заданного этанола составил 737„содержание сырого протеина в биомассе 62, продуктивность 3,76 r/ë ч.

Пример 3. Дрожжи Candida ийИз

ВСБ-726 выращивали в условиях, описанных в примере 1, в аппарате емкостью 5 л.

В качестве источника углерода использовали виноматериалы в количестве 3 об. (в пересчете на зтанол). Скорость протока составляла 0,3 ч . Выход биомассы от заданного этанола составил 75, содержание сырого протеина в биомассе 63, продуктивность 5,27 г/л ч.

Пример 4. Дрожжи СапсИба цйИз

ВСБ-726 выращивали в аппарате колонного типа. емкостью 145 л на минеральной среде по примеру 1 с удвоенной концентрацией солей при температуре 37 С и рН среды

4,2-4,5. В качестве источника углерода использовали этанол в количестве4об. Ско- рость протока составила 0,25 ч ; выход биомассы от заданного этанола 747, содержание сырого протеина в биомассе 62, продуктивность 5,77 г/л ч.

Пример 5. Дрожжи Candlda ufills

ВСБ-726 выращивали в условиях, описанных в примере 4. В качестве источника углерода испольэовали виноматериалы в количестве 6 об.7 (в пересчете на этанол).

1817471

Скорость протока составила 0,35 ч, выход биомассы от заданного эта нала 757,, содержание сырого протеина в биомассе 61 .

Пример 6. Дрожжи Candlda ufilis

ВСБ-726 выращивали в колбах на качалке на минеральной среде при температуре 34 С и значении рН среды 5,5-4,2 в течение 30 ч. В качестве источника углерода использовали

2 об. (в пересчете на этанол) водно-спиртового конденсата. При этом выход сухой биомассы от заданного субстрата составил

71, содержание сырого протеина в биомассе 607;.

Пример 7. Дрожжи Candida ufills

ВСБ-726 выращивали в колбах на качалке (220 об/мин) на минеральной среде по примеру 1 при температуре 32 С, рН среды 5,5, при высокой плотности популяции, достигаемой переработкой высокой концентрации этанола (4,5 об, %,), подаваемого дробно (1,5 об. при засеве и 1 об. ежесуточно). Выход от заданного этанола составил 82,1 .

Пример 8. Дрожжи Candida uf ills

ВСБ-726 выращивали в стерильных условиях непрерывного процесса культивирования в режиме рН-ауксостата при температуре роста 34 +0,5 СО рН 4,0, концентрации зтанола 10 вЂ” 12 г/л. Параметры процесса поддврживались автоматически.

Получены следующие показатели роста: выход от заданного и потребленного этанола 56 и 787 соответственно, удельная скорость роста 0,48 ч, продуктивность по

-1 биомассе 4,36 г/л ч, продуктивность по белку 2,35 г/л ч.

Штамм-прототип ВСБ-825 имел следующие характеристики; выход от заданного и потребленного этанола 52 и 90 соответственно, удельная скорость роста 0,52 ч, продуктивность flo биомассе 3,1 г/л ч, продуктивность по белку 1,64 г/л ч.

Таким образом, предлагаемый новый штамм дрожжей Candlda uf ills ВСБ-726 имеет следующие отличительные признаки от известного термотолерантного зтанолассимилирующего штамма дрожжей Candida чаИба ВСБ-825; штамм ВСБ-726 отличается от штамма

ВСБ-825 способностью роста на смеси этанола и виноматериалов (иной субстрат), причем в пересчете на этанол данная

5 питательная среда характеризуется высокой концентрацией; штамм ВСБ-726 отличается от штамма

АВСБ-825 способностью роста на гидролизате древесины вЂ” альтернативный субстрат

10 для получения кормовых дрожжей; рост штамма ВСБ-825 на гидролизате древесины практически отсутствует; штамм ВСБ-726 более конкурентноспособен по сравнению со штаммом ВСБ-825 в

15 температурном режиме культивирования

32 вЂ” 38 С, что было выявлено в испытаниях на Башкирском БХК (см. табл.11}; характеризуется стабильным содер;-хэнием сырого протеина в основном 60 вЂ” 62".

20 (штамм-прототип ВСБ-825 48 вЂ” 62ф); штамм ВСБ-726 растет на среде с высокой концентрацией этанола (при 4,5, с выходом биомассы 82,1 ), штамм прототип

ВСБ-825 в этих же условиях им.ет выход

25 биомассы 56,2ф,, т.е. на 25,9,„ м ныне; штамм ВСБ-726 имеет кру. ный размер клеток (4,1 вЂ” 7,0 х 6,3-10,4 мкм}: размер клеток штамма ВСБ-825: 2,0 вЂ” 6,2 х 3,0-2,0 мкм (данный признак имее большое промыш30 ленно-важное значение, так как крупноклеточные дрожж лучше сепарируются, что значительно сни.кает потери био

Штамм дрожжей candida ufilis - продуцент белковой биомассы

Патент 1817471