Brevet FR2407981A1 — publié le 19790601

La présente invention concerne l'industrie microbiologique, et a notamment pour objet un milieu nutritif pour la culture de levures fourragères. Les levures fourragères ont une grande importance dans la ration alimentaire des animaux et de la volaille à titre d'additions vitamino-protéiques aux aliments pauvres en protéine. De plus, les levures contiennent des micro-éléments et des macro-éléments indispensables aux processus du métabolisme. La grande valeur des levures réside dans le fait qu'elles contiennent des acides aminés indispensables. Un milieu nutritif connu pour la culture des levures fourragères renferme une source de carbone, notamment un hydrolysat de matière première végétale à pH de 4,0 à 4,4 et à teneur en substances sèches de 1,25 à 1,75% en poids, en substances réductrices de 1 à 1,5% en poids, une source d'azote, une source de phosphore, une source de potassium, dans les proportions suivantes (% en poids) hydrolysat de matière première végétale - 98 eau ammoniacale ou sulfate d'ammonium, calculé en azote ..................... - 0,02-0,03 phosphate d'ammonium disubstitué ou superphosphate de calcium, calculé en P2O5................................. - 0,03-0,45 chlorure de potassium ou sulfate de potassium, calculé en potassium ....... - 0,016-0,024 eau ................................... - le complément à 100% par hydrolysat de matière première végétale on entend un produit d'hydrolyse de déchets végétaux (écorces de tournesol, trognons de mais, paille) qu'on obtient dans les usines dthydrolyse par traitement de ladite matière première avec de l'acide sulfurique dilué, sous pression, à une température de 120 à 1300C. On neutralise ces hydrolysats jusqu'à un pH de 4 à 4,2 et on l'utilise en qualité d'ingrédient principal du milieu nutritif destiné à la culture des levures fourragères. Sur le milieu nutritif de la composition indiquée, le rendement en biomasse de levures fourragères ne dépasse généralement pas 45% en poids de la quantité de substances réductrices (SR) contenues dans ce milieu. Ceci s'explique par la basse qualité biologique des hydrolysats de matière végétale et par leur teneur insuffisante en substances physiologiquement actives. On connait également un milieu nutritif pour la culture de levures fourragères, constitué d'un hydrolysat de matière première végétale, un hydrolysat de déchets kératiniques qui sont des stimulateurs de croissance, des sources d'azote, de phosphore et de potassium. Cependant, ce milieu nutritif ne permet d'obtenir qu'une faible augmentation du rendement en biomasse de levures, soit 5 à 8% en poids seulement. De plus, l'hydrolysat de déchets kératiniques entrant dans la composition du milieu nutritif n'existe qu'en quantités limitées, car les ressources de matières premières pour son obtention sont elles-mêmes limitées. La collecte et le transport de la matière première kératinique dans les usines d'hydrolyse posent des problèmes considérables. La présente invention se propose d'augmenter le rendement de la culture de biomasse de levures fourragères. A cette fin, l'invention vise un milieu nutritif dont la composition serait d'une haute qualité biologique et qui contiendrait une quantité élevée de substances physiologiquement actives. Ce problème est résolu grâce à la création d'un milieu nutritif pour la culture de levures fourragères, constitué d'un hydrolysat de matière première végétale à pH de 4,0 à 4,4, de sources d'azote, de phosphore et de potassium, ledit milieu étant caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'il contient en outre un hydrolysat de tourbe à pH de 4,0 à 4,4, ces composants étant introduits dans les proportions suivantes (,' en poids) hydrolysat de matière première végétale .... 48-97 hydrolysat de tourbe ........................ 0,1-50 source d'azote (calculé en azote) ....,,..... 0,02-0,08 source de phosphore (calculé en P2O5)......... 0,03-0,12 source de potassium (calculé en potassium)... 0,016-0,064 eau........................................... le complément à 100% En tant que source d'azote on peut utiliser une solution aqueuse d'ammoniac ou du sulfate d'ammonium. En tant que source de phosphore on peut utiliser du phosphate d'ammonium ou du superphosphate de calcium. En tant que source de potassium on peut utiliser du sulfate de potassium ou du chlorure de potassium. Le milieu nutritif de composition indiquée permet d'augmenter le rendement en biomasse de levures jusqu'à 7046 en poids, calculé par rapport aux substances réductrices contenues dans celui-ci. L'hydrolysat de matière première végétale entrant dans la composition du milieu nutritif conforme à l'invention est obtenu par une méthode connue, à savoir par hydrolyse de déchets végétaux avec de l'acide sulfurique dilué. On porte le pH de cet hydrolysat åusqu'à 4,0-4,4 et on l'utilise en qualité de composant principal. L'hydrolysat de matière première végétale peut renfermer jusqu'à 5% en poids de substances sèches et jusqutà 4% en poids de substances réductrices. Sous le terme "hydrolysat de tourbe" on entend, dans la présente invention, un produit d'hydrolyse de tourbe, obtenu par traitement de la tourbe avec une faible quantité (environ 18% calculé sur le poids sec de la tourbe) d'acide sulfurique concentré. On conduit lthydrolyse åusqutà l'obtenu tion d'oligosaccharides. On dilue ensuite l'hydrolysat avec de l'eau jusqu'à une teneur en acide d'environ 5% et on chauffe à uretempérature de 110 à 1200C sous pression. Dans ces conditions les oligosaccharides se transforment en monosaccharides.On porte à 4,0-4,4 le pH de lthydrolysat de tourbe contenant des monosaccharides, on le sépare du précipité et on l'utilise en qualité de stimulateur dans le milieu nutritif pour l'accumulation-de la biomasse de levures au cours de leur culture. Pour préparer l'hydrolysat de tourbe on utilise la tourbe "de sommet", c'est-à-dire les couches de tourbe supérieures faiblement décomposées. Une telle tourbe contient une proportion plus grande de polysaccharides, -qui se transforment au cours du processus de l'hydrolyse en monosaccharides servant de source de carbone pour alimenter les micro-organismes. Ainsi, l'introduction de l'hydrolysat de tourbe dans le milieu nutritif augmente sa valeur nutritive et influe d'une façon efficace sur la culture des micro-organismes, ce qui assure en définitive une augmentation du rendement en biomasse. Comme on l'a indiqué plus haut, il convient de choisir la quantité d'hydrolysat de tourbe dans les limites de 0,1 à 50%. L'addition d'hydrolysat de tourbe en quantité dépassant 50% n'aboutit pas à une augmentation du rendement en biomasse de levures, et c'est pourquoi il n'est pas rationnel dtintro- duire I'hydrolysat en quantité supérieure à 50%. On peut utiliser l'hydrolysat de tourbe sous forme de concentré. Pour cela on réduit par évaporation le volume de lthydrolysat de tourbe jusqu'à une teneur de celui-ci en substances sèches de 30 à 60% en poids. On peut introduire l'hydrolysat de tourbe concentré dans la composition du milieu nutritif à raison de 0,1 à 5% en poids, cette quantité étant suffisante pour atteindre le résultat désiré, c'est-àdire une augmentation du rendement en biomasse.L'utilisation de l'hydrolysat de tourbe sous forme de concentré est très commode lors du stockage et du transport. C'est pourquoi une variante préférée de la composition du milieu nutritif pour la culture de levures est une composition dans laquelle I'hydrolysat de tourbe est le concentré précité et les proportions des composants sont les suivantes(% en poids) hydrolysat de matière première végétale .... 90-97 hydrolysat de tourbe ...................... 0,1-5 source d'azote (calculée en azote) ..,..,... 0,02-0,08 source de phosphore (calculée en P205) .... 0,03-0,12 source de potassium (calculée en potassium). 0,016-0,064 eau .................................. le complément à 100% L'introduction de lthydrolysat de tourbe dans le milieu nutritif augmente la valeur nutritive du milieu, ce qui favorise la croissance et le développement des microorganismes. Cela s'explique par le fait que les micro-organismes, en présence des substances contenues dans l'hydrolysat de tourbe, assimilent mieux et plus activement les sources de carbone, qu'ils assimilaient mal précédemment. On conduit la culture de levures suivant le procédé généralement connu dans l'industrie microbiologique, c'est-àdire en régime discontinu et avec aération. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description, qui va suivre, de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs. Les teneurs en constituants sont données en % en poids. Exemple 1. On ajoute 1,2 g de NH4H2P04 et 0,8 g de KC1 à d'hydrolysat de déchets de bois à teneur en substances réductrices égale à 2,7%, obtenu dans des conditions d'usine, neutralisé avec de liteau ammoniacale et du lait de chaux jusqu'à un pH de 4,2 et séparé par filtration du précipité formé. On introduit dans la solution obtenue 0,08 d'hydrolysat de tourbe à une concentration en substances réductrices égale à 3%, neutralisé avec de l'eau ammoniacale et du lait de chaux jusqu'à un pH de 4,2 et libéré (par filtration) du résidu non hydrolysable et du gypse. On effectue la culture des levures fourragères Candida tropicalis sur le milieu nutritif obtenu, en régime continu, à une température de 35 à 370C et à un pH de 4,2 à 4,4 en maintenant le pH dans ces limites avec de l'eau ammoniacale. On sépare par filtration la biomasse obtenue à partir du liquide et on la sèche. Le rendement en levures constitue 59,7%, calculés par rapport à la quantité totale de substances réductrices. Exemple 2. Selon le mode opératoire décrit dans l'exemple I, on introduit dans 1t d'hydrolysat des déchets de bois, 5 g de concentré d'hydrolysat de tourbe dont le volume est réduit par évaporation et contenant 40,8% de substances sèches, 1,2 g de NH4H2PO4 et 0,8 g de KCl. On effectue la culture des levures fourragères Candida tropicalis en régime continu sur le milieu nutritif obtenu à une température de 35 à 370C et à un pH de 4,2 à 4,4, en maintenant le pH dans ces limites avec de 1'eau ammoniacale. On sépare par filtration la biomasse obtenue du liquide et on la sèche. Le rendement en levures constitue 60%, calculés par rapport à la quantité totale de substances réductrices. On obtient l'hydrolysat de tourbe par traitement mécanique et chimique de "tourbe de sommet" à humidité allant jusqu'à 25% dans un appareil d'hydrolyse à vis, en présence d'acide sulfurique à 92% pris à raison de 18% du poids de la tourbe sèche. On maintient lthydrolysat de tourbe obtenu à la température de 120 C pendant 20 minutes et on neutralise avec de l'eau ammoniacale et du lait de chaux jusqu'à un pH de 4,2. Cet hydrolysat de tourbe est prêt à entre utilisé en qualité de stimulateur du milieu nutritif. Les compositions chimiques de l'hydrolysat de tourbe et de I'hydrolysat de matière première végétale sont indiquées dans le tableau 1. Tableau I Désignation des Teneur en substances Teneur en substance de l'hydrolysat de de l'hydrolysat de substances matière première tourbe à pH=4,2, végétale à pH=4,2 ; (% en poids). (% en poids). Substances réductrices.... 2,580 3,790 Substances humines........ 0,620 1,600 Acides uroniques 0,040 0,400 Acides volatils 0,023 0,060 Acides organiques non volatils... - 0,210 Substances con- l tenant de l'az (exprimées en l azote) I 0,025 1 0,076 Azote minéral.. 0,019 0,020 Substances con tenant du phos- phore (exprimées : t en P2O5)....... 0,025 0,048 Fer............ traces 0,152 Comme le montre le tableau ci-dessus, la teneur en substances humines de lthydrolysat de tourbe est supérieure à celle de I'hydrolysat de matière première végétale. La teneur de l'hydrolysat de matière première végétale en substances contenant de l'azote (substances physiologiquement actives) est elle aussi supérieure à celle de lthydrolysat de matière première végétale. C'est pourquoi I'hydrolysat de tourbe augmente la valeur nutritive du milieu destiné à la culture des micro-organismes et, en définitive, augmente le rendement en biomasse. L'influence de lthydrolysat de tourbe sur le rendement en biomasse de levures fourragères est montrée dans le tableau 2. Teneur en : Teneur en : Rendement en : Teneur hydrolysat de substances biomasse protéine tourbe du milieu : réductrices : (exprimé en : totale de la# nutritif, : du milieu : substances : biomasse de en en poids ' nutritif, . réductrices) : levures, en poids : % en poids : % en poids 0,0 : 2,58 45,5 48,2 2,0 2,84 57,6 53,13 9,0 : 2,57 : 59,7 : 49,0 20,0 2,97 60,0 49,0 50,0 : 2,97 : 70,0 : 50,0 Le tableau 2 montre que le milieu nutritif contenant lthy*mlyt de tourbe permet d'augmenter le rendement en biomasse de levures fourragères (calculé en substances réductrices) dans une proportion de 27 à 31% en fonction de la quantité d'hydrolysat de tourbe. La teneur en protéine des levures de végétation s'accroit dans une proportion de 2 à 17 comparativement aux levures obtenues sur le milieu nutritif ne contenant pas d'hydrolysat de tourbe. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Milieu nutritif pour la culture de levures fourragères, du type contenant un hydrolysat de matière première végétale à pH de 4,0 à 4,4, et des sources d'azote, de phosphore et de potassium, caractérisé en ce qu'il contient en outre un hydrolysat de tourbe à pH de 4,0 à 4,4. 2. Milieu nutritif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient (% en poids) hydrolysat de matière première végétale 48 à 97 hydrolysat de tourbe 0,1 à 50 source d'azote (calculé en azote) 0,02 à 0,08 source de phosphore (calculé en P205) 0,03 à 0,12 source de potassium (calculé en potassium) 0,016 à 0,064 eau le complément à 100%. 3. Milieu nutritif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que I'hydrolysat de tourbe est utilisé sous forme d'un concentré à teneur en substances sèches de 30 à 60% en poids. 4. Milieu nutritif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient (% en poids) hydrolysat de matière première végétale 90 à 97 hydrolysat de tourbe 0,1 à 5 source d'azote (calculé en azote) 0,02 à 0,08 source de phosphore (calculé en P205) 0,03 à 0,12 source de potassium (calculé en potassium) 0,016 à 0,064 eau le complément à 100%