Документ описывает изобретение, связанное с использованием сока сахарного сорго в качестве питательной среды для культивирования дрожжей, с целью улучшения производства дрожжевой биомассы. Изобретение позволяет снизить себестоимость и повысить выход дрожжевой биомассы, что важно для решения проблемы белкового дефицита в питании человека и животных. Предложенные питательные среды содержат сок сахарного сорго в качестве основного источника углеводов, что делает их более доступными и эффективными для микробиологической промышленности.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28919
(51) C12N 1/16 (2006.01)
C12N 1/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1384.1
(22) 18.10.2013
(45) 15.09.2014, бюл. №9
(72) Тен Олег Андреевич; Балпанов Дархан
Серикович; Парамонова Ирина Евгеньевна
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Научно-аналитический центр
"Биомедпрепарат"
(56) Pongthep Ariyajarearnwong, Lakkana
Laopaiboon, Prasit Jaisil and Pattana Laopaiboon
Repeated-batch ethanol fermentation from sweet
sorghum juice by free cells of Saccharomyces cerevisiae
NP 01/ African Journal of Biotechnology. 17 October,
2011, Vol.10 (63), pp.13909-13918
(54) ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА НА ОСНОВЕ
СОКА САХАРНОГО СОРГО ДЛЯ
КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ -
ПРОДУЦЕНТОВ ДРОЖЖЕВОЙ БИОМАССЫ
(57) Изобретение относится к микробиологической
промышленности и может быть использовано для
промышленного получения биомассы дрожжей на
питательных средах из недорогого и доступного
сырья. Предлагаемые питательные среды для
культивирования дрожжей содержат в качестве
источника углеводного питания - сок сахарного
сорго. Сок сахарного сорго представляет собой
альтернативу источнику углеводного питания -
глюкозе, как дешевый, высокоэнергетический,
богатый углеродом субстрат. Предлагается
использовать сок сахарного сорго в
микробиологическом производстве для
культивирования дрожжей - продуцентов
дрожжевой биомассы в качестве полноценной
питательной среды и в качестве компонента среды -
источника углеводного питания.
Изобретение позволяет снизить себестоимость
биомассы дрожжей, удешевить используемые
питательные среды и сохранить хорошее качество
дрожжевой биомассы с целью получения кормового
белка.
Для получения дрожжевой биомассы культуры
Saccharomyces cerevisiae и Metschnikowia
pulcherrima выращивают на соке сахарного сорго, а
также на питательной среде, содержащей сок
сахарного сорго, аммоний сернокислый, калий
фосфорнокислый двузамещенный, магний
сернокислый, кальций хлористый, калий хлористый,
водопроводную воду.
(19)KZ(13)A4(11)28919

2. 28919
2
Изобретение относится к микробиологической
промышленности и может быть использовано для
промышленного получения биомассы дрожжей с
целью получения кормового белка на питательных
средах из недорогого и доступного сырья.
Стандартные питательные среды для
выращивания дрожжей содержат источники
углеводного и азотного питания, а также
минеральные соли. При этом, как правило,
источники азотного питания являются
дорогостоящими и дефицитными, часто из
пищевого сырья (пептон, гидролизат казеина,
гидролизат кильки, и т.д.) [Семенов С.М.
Лабораторные среды для актиномицетов и грибов. -
Справочник. М., 1990.; Захаров И.А., Кожин С.А.,
Кожина Т.Н., Федорова И.В. Сборник методик по
генетике дрожжей сахаромицетов. Л.: Наука, 1984.;
Новиковская С.С., Шишацкий Ю.И. Производство
хлебопекарных дрожжей - Справочник. М.:
Агропромиздат, 1990].
Известно, что культуры дрожжей используют
углерод из различных органических соединений:
глюкозы, маннозы, галактозы, фруктозы (D-формы),
не ассимилируют пентозы. В отсутствии пентоз
источником углерода могут служить глицерин,
маннит, этиловый и другие спирты, органические
кислоты (молочная, уксусная, яблочная, лимонная)
[Максимова И.А. Руководство к практическим
занятиям по биологии дрожжей. Тула: Изд.
Тульского университета. 2006. с.96; Плевако Е.А.
Технология дрожжей. М.: Пищевая
промышленность. 1970. с.293].
Сырьем для наращивания дрожжевой биомассы в
производстве могут служить: углеводороды нефти
(очищенные жидкие парафины), низшие спирты
(этанол и метанол), гидролизаты древесных отходов
(опилки, стружка, щепа), гидролизаты с/х отходов
(солома, шелуха семян, кукурузная кочерыжка и
т.п.), сульфитные щелока целлюлозно-бумажного
производства, послеспиртовые барды гидролизно- и
сульфитно-спиртовых производств. В настоящее
время 90% мировой продукции дрожжей получают
из мелассы - отходов свеклосахарного производства,
являющихся концентрированным раствором
Сахаров и различных минеральных и органических
веществ [Храпова А.В., Сопрунова О.Б. Скрининг
новых штаммов дрожжей для получения кормового
белка // Известия Самарского научного центра
Российской академии наук. 2011. - Т. 13, №5 (3).
с.210-213].
Технической задачей изобретения является
удешевление питательной среды, содержащей сок
сахарного сорго в качестве источника углеводного
питания. Производство биомассы дрожжей на
дешёвом сырье рассматривают как одно из средств
устранения растущего белкового дефицита в
питании человека и животных. Одним из путей
решения этих задач является широкое внедрение в
производство нетрадиционных кормовых культур,
таких как сахарное сорго, обладающей высокой
урожайностью, возможностями многоцелевого
использования и широкими адаптационными
возможностями к меняющимся условиям внешней
среды. Большую ценность представляет сок
сахарного сорго, содержащий в своем составе
большое количество Сахаров - в соке его стеблей
накапливается 20-22% Сахаров, что не уступает
сахарному тростнику, выращиваемому в
тропических условиях.
Сахар, полученный из сахарного сорго, по
своему составу превосходит сахара, полученные из
сахарной свеклы и тростника, т.к. кроме сахарозы
содержит еще фруктозу и глюкозу. Сироп,
полученный из стеблей сорго, содержит: N
(0.2760%), Р (0.1640%), К (5.0550%), Na (0.3940%),
Са (0.0640%), Mg (0.0638%), Fe (0.0004%), Mn
(0.0003%), Сu (0.0002%), Zn (0.0023%) и S
(0.0230%), до 3% протеина, все незаменимые
аминокислоты, витамины B1, В2, РР, Е и С. Такой
сироп можно использовать не только на кормовые,
но и на пищевые цели [Pongthep Ariyajarearnwong,
Lakkana Laopaiboon, Prasit Jaisil and Pattana
Laopaiboon Repeated-batch ethanol fermentation from
sweet sorghum juice by free cells of Saccharomyces
cerevisiae NP 01/ African Journal of Biotechnology
Vol.10 (63), pp.13909-13918, 17 October, 2011].
Сущность предлагаемого изобретения
заключается в следующем.
Для получения сока стебли сахарного сорго
предварительно очищают от листьев и метелок,
делят на фрагменты и отжимают под прессом.
Концентрат сока сахарного сорго получают методом
выпаривания на водяной бане при температуре 90-
100°С. В полученном концентрате сока, определяют
содержание общих Сахаров (ОРВ).
Для засева питательных сред используют
посевной материал (10% от объема питательной
среды в колбе), полученный при культивировании
штаммов на регламентной питательной среде ГА,
состава г/л: глюкоза -10,0; аммоний сернокислый -
5,0; калий фосфорнокислый однозамещенный -10,0;
магний сернокислый -1, 5; биотин - 0,01; кальций
хлористый - 0,05; калий хлористый - 0,15;
дрожжевой автолизат- 10,0 мл/л; вода
водопроводная - до 1 л.
Посевной материал выращивают в колбах
Эрленмейера вместимостью 250 мл (объем среды
50 мл) на термостатируемой качалке с числом
оборотов 260 мин-1
при температуре (29 ± 1)°С в
течение 20-24 ч.
Глубинное культивирование дрожжей на
предлагаемых питательных средах проводят в
колбах Эрленмейера вместимостью 750 мл (объем
среды 100 мл) на термостатируемой качалке с
числом оборотов 260 мин-1
при температуре
(29 ± 1) °С в течение 72 ч.
Пример 1.
Регламентная питательная среда ГА (рН-5,0±0,1)
содержит, г/л: Глюкоза - 10,0
Аммоний сернокислый - 5,0
Калий фосфорнокислый однозамещенный - 10,0
Магний сернокислый -1,5
Биотин - 0,01
Кальций хлористый - 0,05
Калий хлористый - 0,15
Дрожжевой автолизат - 10,0 мл/л

3. 28919
3
Вода водопроводная - до 1 л.
Выход биомассы Saccharomyces cerevisiae раса
Лохвитская составляет 32,6 г/л, штамма
Metschnikowia pulcherrima CD, выделенного из
стеблей сахарного сорго - 41,4 г/л.
Пример 2.
Питательная среда на основе сока сахарного
сорго, рН - (5,0 ± 0,1) содержит:
Сок сахарного сорго -3% по РВ Вода
водопроводная - до 1 л.
Выход биомассы Saccharomyces cerevisiae раса
Лохвитская составляет 40,1 г/л, штамма
Metschnikowia pulcherrima CD, выделенного из
стеблей сахарного сорго - 65,1 г/л.
Пример 3.
В состав питательной среды на основе сока
сахарного сорго (рН - 5,0 ± 0,1) ввели по аналогии с
регламентной средой ГА (прототипом) источник
азота:
Сок сорго -3% по РВ
Аммоний сернокислый - 5,0 г/л
Вода водопроводная - до 1 л.
Выход биомассы штамма Metschnikowia
pulcherrima CD составляет 66,4 г/л.
Пример 4.
В питательную среду на основе сока сахарного
сорго (рН - 5,0 ± 0,1) ввели по аналогии с
регламентной средой ГА (прототипом) источник
фосфора:
Сок сорго -3% по РВ
Аммоний сернокислый - 5,0 г/л
Калий фосфорнокислый двузамещенный - 1,0 г/л
Вода водопроводная - до 1 л.
Выход биомассы штамма Metschnikowia
pulcherrima CD составляет 68,3 г/л.
Пример 5.
В питательную среду на основе сока сахарного
сорго (рН - 5,0 ± 0,1) ввели по аналогии с
регламентной средой ГА (прототипом) минеральные
соли калия и магния:
Сок сорго -3% по РВ
Аммоний сернокислый - 5,0 г/л
Калий фосфорнокислый двузамещенный - 1,0 г/л
Кальций хлористый - 0,5 г/л
Калий хлористый - 0,15 г/л
Магний сернокислый - 1,5 г/л
Вода водопроводная - до 1 л.
Выход биомассы штамма Metschnikowia
pulcherrima CD составляет 68,4 г/л.
Как видно из приведенных данных,
предлагаемые для культивирования продуцентов
дрожжей питательные среды, содержащие в
качестве источника углеводного питания сок
сахарного сорго, позволяют увеличить выход
дрожжевой биомассы в среднем на 63,9%. Введение
в состав питательной среды на основе сока
сахарного сорго минеральных солей приводит к
увеличению накопления дрожжевой биомассы в
среднем на 5%.
Таким образом, в условиях сырьевого и
белкового дефицита сок сахарного сорго можно
рассматривать как важный резерв полноценного
субстрата для микробиологической
промышленности, содержащий в достаточном
количестве минеральные компоненты (N, Р, К, Са,
Mg) и ростовые факторы (витамины и
аминокислоты).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Питательная среда для культивирования
дрожжей-продуцентов дрожжевой биомассы,
содержащая источник углеродного, азотного и
фосфорного питания, отличающаяся тем, что в
качестве источника углеродного питания среда
содержит сок сахарного сорго, разведенный
стерильной водопроводной водой из расчета
содержания сахаров в питательной среде 3% по РВ
без внесения дополнительных источников питания,
рH 5,0±0,1.
Верстка Ж. Жомартьбек
Корректор Е. Барч