CC BY
144
УДК 561.284.579.61
ПОЛУЧЕНИЕ БИОМАССЫ МИЦЕЛИЯ ГРИБОВ ВЕШЕНКИ ОБЫКНОВЕННОЙ Р 05/88 РЬЕиЯОТШ 08ТВЕАТи$ И СЕРНО-ЖЕЛТОГО ТРУТОВИКА Ь8 1-06 ьаепрояш $ иьриикЕ и$ В ГЛУБИННЫХ УСЛОВИЯХ
О.В Уфимцева, П.В. Миронов
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» 660049 Красноярск, пр. Мира 82, е-mail: [email protected]
Исследован химический состав грибов вешенки обыкновенной и серно-желтого трутовика (СЖТ), полученных глубинным способом. Показано, что мицелий грибов содержит значительное количество белка и незаменимых аминокислот. Результаты исследований показали высокую питательную ценность биомассы мицелия и перспективность ее использования в качестве белковой пищевой добавки в различные продукты.
Ключевые слова: мицелий, глубинное культивирование, белково пищевая добавка
A chemical composition of the P 05/88 Pleurotus ostreatus and LS 1-06 Laetiporus sulphureus obtaind by the deep method has been investigated. It has been shown that Pleurotus ostreatus and Laetiporus sulphureus consist of a lot amount of proteins and irreplaceable amino acids. The results have shown a very high feeding value of mycelium biomass and availability to use it like proteins feeding supplement in the different products.
Keywords: mycelium, submerged cultivation way, protein food additive
ВВЕДЕНИЕ
Перспективным направлением получения белка является использование для этой цели грибной биомассы. Известно, что биологическая ценность белков микробной и грибной биомассы превышает ценность белков злаковых и бобовых культур. Производство мицелия по технологии микробиологических производств позволяет сократить продолжительность процесса в 10-15 раз, а выход продукта из сырья повысить в 2 -3 раза (Лобанок, 1988; Оболенская, 1991)
Целью данной работы являлось изучение возможности глубинного культивирования мицелия грибов вешенки обыкновенной и серно -желтого трутовика. Выбор этих грибов обусловлен отсутствием в них токсичных метаболитов и пищевой безвредностью. Задачей работы являлось также изучение состава основных компонентов биомассы мицелия и определение биологической ценности белка мицелия.
Для изучения микроморфологии
использовали биомассу мицелия, выращенного в глубинной культуре. В качестве посевного материала использовали мицелий, выращенный на твердой агаризованной питательной среде на чашках Петри. В качестве питательной среды для глубинной культуры использовали крахмалоаммонийную среду с содержанием крахмала 1 и 1,5 %.
Глубинное культивирование проводили на лабораторной установке с магнитной мешалкой и объемом культуральной жидкости 250 мл в сосуде объемом 1 л. Процесс проводили в стерильных условиях при температуре, близкой к температурному оптимуму (27±2 0С) при рН 5. Над средой продували стерильный воздух при небольшом избыточном давлении и при расходе около 40 л/ч в расчете на 1 л среды.
Накопление биомассы контролировали по степени увеличения оптической плотности, которую измеряли с помощью ФЭК. Концентрацию биомассы определяли с использованием соответствующего
калибровочного графика. Химический анализ проводили по общепринятым методикам (ГОСТ 24027.2-804, 1980; Бузун, 1982; Ермаков, 1988; Государственная фармакопея СССР, 1989).
Скорость накопления биомассы мицелия серно-желтого трутовика была несколько меньше, чем у вешенки при одинаковой начальной концентрации биомассы и концентрации аммонийно-крахмального
субстрата. Экономический коэффициент при глубинном культивировании вешенки и серножелтого трутовика составил 0,45±0,02 и 0,43±0,02 соответственно (т.е. выход биомассы около 45 и 43 % от массы субстрата).
Максимальные удельные скорости роста составили соответственно ^м = 0,051 ± 0,005 и ^м = 0,042 ± 0,005 ч-1 для вешенки и серно-желтого трутовика. Значения субстратной константы составляют 0,43 ± 0,02 г/л для вешенки и 0,49 ± 0,02 г/л для серно желтого трутовика.
Как показывают расчеты, удельные скорости роста мицелия на аммонийно-крахмальной среде не очень высоки; по сравнению, например, с дрожжами удельные скорости меньше приблизительно в 6-7 раз. Однако, по сравнению со скоростью прироста биомассы плодовых тел данных грибов, удельная скорость роста мицелия выше в несколько десятков раз. Кроме того, не исключена возможность существенного увеличения удельной скорости роста мицелия путем подбора более приемлемых питательных сред, устранения лимитирующих факторов, отбора штаммов, обладающих более высокими скоростями.
В процессе накопления биомассы отбирали
пробы как для контроля и определения концентрации биомассы, так и для изучения морфологии глубинной культуры. Установлено, что мицелий вешенки и серно-желтого трутовика совершенно по-разному ведут себя в условиях глубинного культивирования. Даже в условиях «мягкого» перемешивания с помощью магнитной мешалки мицелий серно-желтого трутовика уже через несколько минут культивирования
фрагментируется на относительно небольшие фрагменты, которые, однако, не утрачивают способность к росту и накоплению биомассы. На рисунке 1 представлена микрофотография СЖТ из глубинной культуры, иллюстрирующая вышесказанное.
На электронных микрофотографиях, полученных с помощью оптического микроскопа, видно, что в культуре присутствуют,
преимущественно, мелкие фрагменты и их агрегаты. Обнаруживаются только единичные гифы. Можно также сделать вывод о том, что в данных условиях продуцируется огромное
количество спорового материала. На микрофотографиях хорошо видны эти образования.
ярук * •В
ТВ ■ . •.
N1 зшжШя >• ^Г. , В.|
. л В* -4- V *
• • . • 4 • • л * . -5
еЯ&лУЕЯ • кЩ і і» .
•
ш г/ Н * • V 9 Л V шПч
Рисунок 1 - Микрофотография (х 400) мицелия глубинной культуры серно-желтого трутовик (80 ч культивирования)
Рисунок 2 - Микрофотография (х 400 ) мицелия глубинной культуры вешенки обыкновенной (80 ч культивирования)
При культивировании мицелия вешенки в целом его морфология сохраняется. Даже при накоплении значительного количества биомассы структура мицелия сохраняется, что хорошо видно на оптической микрофотографии (рис. 2). Интересно отметить, что в этом случае отдельные гифы скорее всего не срастаются, поскольку вязкость культуральной жидкости, ее реология существенно не изменяются в процессе накопления биомассы. Текучесть культуральной жидкости даже после окончания культивирования мало отличалась от текучести в начальный период культивирования.
Обращает на себя внимание, что как при культивировании вешенки, так и при культивировании серно-желтого трутовика в глубинной культуре, грибы не выделяли в культуральную жидкость экстрацеллюлярные полисахариды. Последние обычно выделяются при культивировании в поверхностных условиях на жидких средах, что сопровождается образованием воздушного мицелия. Каких либо признаков гелирования культуральной жидкости в случае культивирования в глубинных условиях, не отмечено.
Урожай биомассы использовали для изучения ее химического состава. Результаты изучения химического состава приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Химический состав мицелиальной массы
„ Содержание, % от а.с.м.
Основные компоненты --------------—---------------с-----------------------------------
_____________________________________________Вешенка______________________Серно-желтыи трутовик
Трудно-растворимые структурные белки 16 ± 4 11 ± 4
Растворимый белок 26 ± 4 27 ± 4
Углеводы 29 ± 4 30 ± 4
Липиды 3,5 ± 0,3 8,4 ± 0,3
Нуклеиновые кислоты 3,2 ± 0,3 2,7 ± 0,3
Минеральные вещества (зольность) 6,5 ± 0,3 7,7 ± 0,3
Анализ полученной биомассы показал высокое содержание в ней белка. Был изучен аминокислотный состав белка, выделенного из биомассы с целью изучения его биологической ценности. Сравнивали аминокислотный состав белковых веществ полученной сухой биомассы с составом белка, принятого в качестве эталона по уровню сбалансированности аминокислотного
состава (шкала ФАО/ВОЗ). Результаты анализа приведены в таблице 2. Из таблицы видно, что белки лимитированы в первую очередь по триптофану (отсутствует в обеих культурах). В белке вешенки значительно меньше по сравнению с эталонным белком метионина и цистеина (18 %), а затем тирозина (68 %) и изолейцина (85 %). Зато значительно больше лизина, лейцина, валина и
фенилаланина. В белке мицелия СЖТ по сравнению с эталонным белком меньше метионина и цистина, треонина и валина. Очень много лейцина (245 %), фенилаланина и тирозина.
В целом можно считать, что белки мицелия серно-желтого трутовика и особенно вешенки характеризуются высоким содержанием ценных незаменимых аминокислот.
особо
Таблица 2 - Аминокислотный состав белка незаменимых аминокислот
Незаменимые аминокислоты Эталонный белок, % Скорость, % Вешенка обыкновенная, % Скорость, % Серножелтый трутовик, % Скорость, %
Изолейцин 4,0 100 3,4 85 4,7 117
Лейцин 7,0 100 8,4 120 17,2 245
Лизин 5,5 100 4,2 130 4,0 72
Метионин+цистин 3,5 100 0,65 18,5 1,9 54
Треонин 4,0 100 5,6 140 3,7 92
Валин 5,0 100 7,4 148 7,2 144
Фенилаланин+тирозин 6,0 100 4,1 68 6,5 108
Триптофан 1 100 - - - 117
ВЫВОДЫ
Результаты исследования показывают перспективность прямого использования мицелия грибов вешенки и серно-жёлтого трутовика как по выходу биомассы, так и по достаточно высокому уровню содержания общего и растворимого белка в качестве белковых пищевых добавок. Устранение стадии получения плодовых тел в несколько раз снижает продолжительность процесса
культивирования, значительно упрощает технологию получения белковой биомассы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Бисько, Н.А. Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре / А.С. Бухало, С.П. Вассер [и др.]. - Киев: Наукова думка, 1983. -312с.
Бузун, Г.А. Определение белка в растениях с помощью
амидо-чёрного/ К.М. Джемухадзе, Л.Ф.Милешко //Физиол. растений. - 1982. - Т. 29. - № 1. - С. 198203.
ГОСТ 24027.2-80. Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержание золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирных масел. Лекарственное растительное сырье. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - С. 284-294.
Государственная фармакопея СССР. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. - 11-е изд., доп. - М.: Медицина, 1989. - Вып. 2. - 400 с.
Ермаков, А.Е. Методы биохимического исследования растений/ А.Е.Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош; под ред. А.Е. Ермакова. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - Л.: Агропромиздат. - 1988. - 430 с.
Лобанок, А.Г. Микробный синтез на основе целлюлозы / В.Г. Бабицкая, Ж.Н. Богдановская.- Минск: Наука и техника, 1988. - 262 с.
Оболенская, А.В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учеб. пособие для вузов / А.В. Оболенская, З.П. Ельницкая, А. А. Леонович. -М.: Экология, 1991. - 320 с.
Поступила в редакцию 31июля 2008 г. Принята к печати 8 июня 2009 г.
