Bioconversion of a secondary product of processing charm flour for protein concentrate into forage yeast
Authors: Колпакова В.В. , Куликов Д.С. , Гулакова В.А. , Уланова Р.В. , Шевякова Л.В. 
Published: September 2023

Разработан процесс биоконверсии вторичного продукта переработки нутовой муки на белковый концентрат (сыворотки) в кормовые дрожжи. Белковый концентрат получали с использованием ферментных препаратов гидролитического действия, без применения растворов щелочи. Для биоконверсии использовали симбиотическую композицию из культуры гриба Geotrichum сandidum 977 и дрожжей Saccharomyces сerevisiae 121. Методами математической статистики составлена матрица эксперимента, обработана и выведено уравнение синтеза биомассы. Уравнение адекватно описывало зависимость выхода биомассы от технологических параметров: рН среды, температуры, количества посевного материала. Из зависимости определены оптимальные значения влияющих факторов, обеспечивающих максимальную массовую долю биомассы 0,88 г/дм3: pH = 5; температура 16,96 °С; количество посевного материала 4 %. Обезжиривание нутовой муки гексаном повышало выход биомассы до 10−11 г/дм3 на СВ. В процессе синтеза биомассы в течение 4 сут из сыворотки микроорганизмы усваивали глюкозу и бόльшую часть ксилозы, арабинозы, галактозы, фруктозы. Накоплению биомассы способствовал как соответствующий углеводный состав сыворотки, так и относительно низкие молекулярные массы сывороточных белков: 10−15 кДа и 25 кДа. Дрожжи из биомассы с культуральной жидкостью имели массовую долю белка 47,15, а из одной биомассы 64,10 % на СВ. Кормовые дрожжи имели высокую биологическую ценность, скор незаменимых аминокислот равнялся около 100 % и выше. В состав дрожжей входили липиды с преобладанием ненасыщенных жирных кислот при соотношении с насыщенными 2,6:1. Ненасыщенными жирными кислотами являлись ɷ-6 линолевая (41,26 %), олеиновая (16,56 %) и пальмитолеиновая кислоты (8,26). Среди микро- и макроэлементов обнаружены калий, натрий, кальций, железо, марганец и другие. Белоксодержащие кормовые дрожжи рекомендуется использовать в качестве добавок при разработке рецептов комбикормов для конкретных групп животных с учетом особенностей химического состава.

A process has been developed for the bioconversion of the secondary product of processing chickpea flour into a protein concentrate (whey), into fodder yeast. Protein concentrate was obtained using hydrolytic enzyme preparations, without the use of alkali solutions. For bioconversion, a symbiotic composition from the culture of the fungus Geotrichum candidum 977 and the yeast Saccharomyces cerevisiae 121 was used. An experimental matrix was compiled using the methods of mathematical statistics, which was processed and the equation for biomass synthesis was derived. The equation adequately described the dependence of the biomass yield on the technological parameters: medium pH, temperature, seed quantity. The optimal values of the influencing factors providing the maximum mass fraction of biomass of 0.88 g/dm3 were determined from the dependence: pH = 5; temperature 16.96 °C; seed quantity 4 %. Defatting chickpea flour with hexane increased the biomass yield to 10–11 g/dm3 per DM. During the synthesis of biomass from whey, the microorganisms assimilated glucose and most of the xylose, arabinose, galactose, and fructose during 4 days. The accumulation of biomass was facilitated by both the appropriate carbohydrate composition of whey and the relatively low molecular weights of whey proteins: 10–15 kDa and 25 kDa. Yeast from biomass with culture liquid had a mass fraction of protein of 47.15, and from one biomass – 64.10 % on dry matter. Feed yeast had a high biological value, the score of essential amino acids was about 100 % and higher. The composition of the yeast included lipids with a predominance of unsaturated fatty acids at a ratio of 2.6:1 with saturated ones. Unsaturated fatty acids were ɷ-6 linoleic acid (41.26 %), oleic (16.56 %) and palmitoleic acids (8.26 %). Potassium, sodium, calcium, iron, manganese and others were found among micro- and macroelements. Protein-containing fodder yeast is recommended to be used as additives in the development of compound feed recipes for specific groups of animals, taking into account the characteristics of the chemical composition.