Влияние начального рН послеспиртовой барды на рост и накопление белка грибом Lentinus tigrinus

нии стабилизатора в контрольный образец фарша массовая доля белка увеличилась на 2,4 %.

натурирует. Однако массовая доля белков в готовом изделии, выработанном с применением

Содержание белков в образцах готового изделия, стабилизатора «Полисамин-Ф», выше, чем в ис-

в отличие от мясной эмульсии, снизилось и составило в контрольном образце на 51,4 %, а в опытном — на 40,0 % меньше. Это связано с температурной обработкой, проводимой в ходе технологического процесса производства вареной колбасы, в результате чего часть белков де-

ходном мясе и контрольном образце.

Таким образом, внесение в рецептуру колбас белкового стабилизатора «Полисамин-Ф» улучшает функционально-технологические свойства и питательную ценность как мясных эмульсий, так и готового изделия.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 9793-74. Мясные продукты. Методы определения содержания влаги. Введен 01.01.1975, продлен до 01.01.2004. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1978. 56 с.

2. Гупник Б. Е. Справочник технологий колбасного производства / Б. Е. Гупник М.: Пищевая промышленность. 1993. 431 с.

3. Заяс Ю. Ф. Качество мяса и мясопродуктов / Ю. Ф. Заяс. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 480 с.

4. Методы исследования мяса и мясных продуктов / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. М.: Колос, 2004. 571 с.

5. Общая технология мяса и мясопродуктов / И. И. Тимощук, И. А. Головашенко, С. А. Сенки-мов. Киев: Урожай, 1989. 216 с.

6. Справочник по производству вареных и фаршированных колбас, сарделек, сосисок и мясных хлебов / А. Г. Забагита, И. А. Подвойская, И. И. Молочников. М.: Пищевая промышленность, 2001. 709 с.

7. Технологическая инструкция по использованию белкового стабилизатора «Полисамин-Ф». 2004. 32 с.

8. Тимощук И. И. Справочник технолога мясоперерабатывающего предприятия / И. И. Тимощук, А. Н. Ясевич. Киев: Урожай, 1986. 160 с.

Поступила 18.10.06.

ВЛИЯНИЕ НАЧАЛЬНОГО рН ПОСЛЕСПИРТОВОИ БАРДЫ НА РОСТ И НАКОПЛЕНИЕ БЕЛКА ГРИБОМ ЬЕМТШиБ ТЮЯтиБ

A. А. Лукаткин (Саранск),

Н. А. Атыкян, кандидат биологических наук (Саранск),

B. В. Ревин, доктор биологических наук

I

в частности, серии ISO 9000 и требованиям ВТО — спирты марки «Базис», «Люкс», «Альфа». Однако биотехнологические производства этилового спирта во многих случаях не являются экологически чистыми согласно современным требованиям [4].

Поэтому ежегодно различными перерабаты-продукции, отвечающей стандартам качества, вающими предприятиями вывозятся на свалку,

© А. А. Лукаткин, Н. А. Атыкян, В. В. Ревин, 2007

В настоящее время практически в каждом регионе России действует биотехнологическое производство этилового спирта, причем в большинстве случаев предприятия в качестве основного субстрата используют зерносырье, что обеспечивает возможность получения экологически чистой и высококачественной

Серия «Биологические науки»

123

поля фильтрации, овраги, спускаются в пруды и реки более 2 млрд тонн так называемых отходов: послеспиртовой барды, отработанных дрожжей и т. д. Многие из них, к сожалению, до настоящего времени не находят рационального применения в промышленности [7].

В связи с этим важной задачей является проведение исследований по созданию безотходных технологий, позволяющих комплексно использовать отходы и сводить до минимума вред, наносимый окружающей природной среде [1].

В настоящее время разработаны немногочисленные технологии утилизации после-спиртовой барды с получением кормовых дрожжей, упаренной обессоленной барды на корм скоту, кормового витамина В]2, глута-миновой кислоты, глутамата натрия, глута-мата калия, бетаина нейтрального, глицерина. Упаренная послеспиртовая барда — исходное сырье для производства гранулированного органо-минерального удобрения. Также она используется как пластификатор бетона, разжижитель сырьевого шлама для производства цемента [6]. Одной из основных проблем использования барды на корм скоту является большое количество клетчатки, вследствие чего она плохо усваивается животными. В то же время лигнолити-ческие грибы, в частности Panus (Lentinus) tigrinus, обладают мощным ферментативным (лигно- и целлюлозоразрушающим) комплексом, позволяющим одновременно утилизировать клетчатку и наращивать белковую биомассу. Комплексная переработка жидкой барды грибами-базидиомицетами позволяет создать полноценный витаминизированный белково-углеводный корм, в связи с чем важным технологическим моментом является получение максимального выхода белка и биомассы.

В своей работе мы исследовали влияние важного технологического параметра

на рост и накопление белка грибом Partus (Lentinus) tigrinus при жидкофазном культивировании на послеспиртовой барде.

Методика. Объектом исследования служил лигнолитический гриб Panus (Lentinus) tigrinus BKMF-3616D, выделенный сотрудниками кафедры из сухих плодовых тел, растущих на березовом валежнике в окрестностях г. Саранска, и послеспиртовая барда, полученная с ОАО «Мордовспирт».

Штаммы гриба поддерживали на косяках с сусло-агаром. Для приготовления инокуля-та грибов штаммы выращивали в течение семи суток на жидкой среде Чапека — Док-са с добавлением 1,5 % лигносульфаната.

Выращивание инокулята вели в колбах объемом 500 мл, куда наливали 100 мл среды, в перемешиваемых условиях на качалках при 160 об / мин при 26 °С. Засев проводили кусочком агара, заросшего культурой гриба (приблизительно 1 х 1 см).

Инокулят вносили по 5 мл на 100 мл питательной среды. Выращивание культуры гриба проводили на послеспиртовой барде с различными значениями рН в перемешиваемых условиях на качалке (200 об / мин) при 26 °С в течение 12 суток.

Измерения проводили на 3-й, 6-е, 9-е и 12-е сутки роста гриба. Внеклеточный белок в культу-ральной жидкости определяли по методу Бредфорда, используя в качестве стандарта бычий сывороточный альбумин [2]. Биомассу определяли по сухому весу. Высушивание проводили при 105 °С до постоянного веса.

Все опыты повторяли трижды. Статистическую обработку проводили по данным всех опытов по стандартным методикам с использованием программы BIOSTAT.

Результаты. Исследования по влиянию начального рН нативной барды на рост и накопление белка грибом Panus (Lentinus) tigrinus выявили следующие закономерности (табл. 1).

Таблица 1

Влияние рН послеспиртовой барды на рост гриба

Panus (Lentinus) tigrinus BKMF-3616D

рН

Варианты

Биомасса, г / л

12

рН 4,0

30,54 ¿2,65

41,99 ± 3,71

25,66 ± 0,20

21,15 ± 2,12

рН 5,0

28,29 ±0,98

26,65 ±2,31

15,80 ± 1,30

Н 6,0 >Н 7,0

11,93 ± 1,19

26,17 ±2,02 22,02 ± 1,30

19,44 ± 1,54 22,60 ± 1,34

18,08 ± 1,68 21,58 ± 1,68

7,55 ±0,76 9,97 ± 0,98

124

ВЕСТНИК Мордовского университета | 2007 | № 4

Как видно из табл. 1, при всех вариантах нашего исследования обнаружена сходная картина изменения биомассы. Так, во всех вариантах наблюдалось резкое увеличение количества биомассы уже к 3-м суткам культивирования (трофофаза развития грибов), что связано с началом интенсивного поглощения питательных веществ грибом из барды и, как следствие, с переходом к логарифмическому росту биомассы. При этом максимальное накопление биомассы к 3-м суткам наблюдалось при рН 4,0 — 6,0 ( в среднем 28 г/л). Дальнейшее культивирование до 6-х суток привело практически во всех вариантах к стационарному состоянию биомассы (идио-фаза развития гриба). Только в варианте с рН 4,0 происходит дальнейшее увеличение выхода биомассы до 42 г/л (почти в 1,5 раза).

Как известно из литературных данных максимальную продуктивность по биомассе культивируемые в искусственных условиях микроорганизмы дают при своих оптимальных значениях рН, отклонение от которых в любую сторону ведет к снижению скорости роста. Негативные последствия изменения рН обусловлены прямым и косвенным дей-

ствием ионов водорода на клетку. Прямое действие направлено непосредственно на

— на компо-

на клет-

клеточные структуры, косвенное — ненты внешней среды, а через них  ку. Изменение рН во внешней среде может снизить каталитическую активность экзофер-ментов, осуществляющих гидролитическое расщепление макромолекул питательных веществ. Концентрация протонов во внешней среде влияет на величину электрического заряда поверхности клетки и электрического потенциала мембраны. Поскольку плазмалем-ма трудно проницаема для гидроксильных ионов и протонов, внеклеточная и внутриклеточная концентрация последних не уравновешиваются между собой, благодаря чему создается трансмембранный градиент ионов водо-

О

рода, который совместно с электрическим потенциалом мембраны управляет мембранными реакциями [4 — 8].

Культивирование до 12-х суток роста приводило уже к резкому (в 2 — 3 раза) снижению биомассы, что связано с началом лизиса биомассы после 6-х суток роста.

Параллельно с изменением биомассы мы определяли внеклеточный белок (табл. 2).

Таблица 2

Влияние рН послеспиртовой барды на накопление белка

грибом РапиБ (ЬепИпиз) tigrinus ВКМР-3616Б

Варианты Внеклеточный белок, г / л

3 6 9 12

рН 4,0 0,183 ±0,016 0,199 ± 0,018 0,671 ±0,057 0,650 ± 0,060

рН 5,0 0,195 ±0,012 0,303 ± 0,030 0,233 ±0,021 1,727 ±0,163

рН 6,0 0,261 ±0,021 0,410 ±0,041 0,469 ± 0,043 1,548 ±0,144

рН 7,0 0,148 ±0,012 0,809 ± 0,080 0,604 ± 0,058 1,797 ±0,169

Анализ полученных данных показывает, биомассы снижается в 2 — 2,5 раза, вероятно,

что максимальное количество внеклеточного белка образуется на 12-е сутки при начальном рН 5,0 — 7,0. Общая динамика образования грибом внеклеточного белка идет по одинаковой схеме: небольшое количество в начале культивирования и увеличение белка к 12-м суткам роста.

Сопоставление динамики накопления биомассы и белка позволяет сделать предположение, что резкое увеличение количества внеклеточного белка связано не с синтезом, а скорее с распадом клеток биомассы, так как в этих же вариантах к 12-м суткам количество

за счет автолиза, что и объясняет довольно высокий выход белка. Также это связано с тем, что в исходной барде содержится протеин (в зависимости от вида сырья разное его количество); при определении внеклеточного белка, образуемого грибом, определялся и белок, содержащийся в исходной барде.

Таким образом, оптимальным вариантом, приводящим к максимальному накоплению биомассы к 6-м суткам роста, является вариант с начальным рН 4,0. А оптимальным вариантом, стимулирующим максимальное накопление белка, являются варианты с рН 5,0 — 7,0.

Серия «Биологические науки»

125

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Антипов С. Т. Послеспиртовая зерновая барда: технология переработки / С. Т. Антипов, А. В. Журавлев // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2005. № 4. С. 9 — 11.

2. Белова Н. В. Коллекция культур бизидиомицетов на рубеже веков / Н. В. Белова, Н. В. Псур-

цева // Биотехнология. 1999. N° 3. С. 39 — 42.

3. Влияние полимерных субстратов на биосинтез ферментов лигнолитического комплекса грибом Patius tigrinus / Д. А. Кадималиев, В. В. Ревин, Н. А. Атыкян // Вестник ОГУ. 2003. Т. 22, № 4. С. 93 — 98.

5. Особенности ферментов лигнолитического комплекса гриба Panus tigrinus штамм ВКМ F — 3616 D / Д. А. Кадималиев, В. В. Ревин, Н. А. Атыкян // 1-й съезд микологов России: тез. докл. Москва,

11 — 14 апреля 2002 г. М.: Нац.акад микологии, 2002. С. 298.

4. Кухаренко А. А. Экологические и экономические аспекты использования отходов спиртового производства / А. А. Кухаренко, М. Н. Дадашев / / Производство спирта и ликероводочных изделий.

2004. №2. С. 23 — 25.

6. Повышение эффективности производства пищевого этанола за счет комплексного использования сырья и отходов / С. Н. Сорокодумов, А. А. Кухаренко, А. Ю. Винаров / / Пищевая промышленность.

2005. № 4. С. 60 — 61.

7. Технология спирта / В. Л. Яровенко, В. А. Маринченко, В. А. Смирнов / / М.: Колос, 1999. 464 с.

8. Bradford М. М. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principal of protein-bye binding / M. M. Bradford // Anal. Biochem. 1976. Vol. 72.

P. 248 — 254.

Поступила 18.10.06.

МУТАНТЫ АСПЕРГИЛЛОВ С ПОВЫШЕННОЙ АМИЛОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ

В. В. Шутова, кандидат биологических наук (Саранск), Л. А. Кудашкина (Саранск),

В. В. Ревин, доктор биологических наук (Саранск),

По последним прогнозам, микробиологическая промышленность в ближайшие 10 лет будет развиваться темпами, превышающими развитие других областей биотехнологии. Современные и будущие успехи микробиологической технологии зависят от нашей способности создавать микроорганизмы с нужными свойствами [2].

Амилолитические ферменты синтезируются многими микроорганизмами: бактериями, дрожжами, грибами и актиномидетами. Наиболее часто в качестве продуцентов амилолити-ческих ферментов используются плесневые

грибы. Способность синтезировать амилазы широко распространена среди плесневых грибов рода Aspergillus, видов niger, oryzae, usamii, awamori, batatae. Аспергиллы синтезируют одновременно комплекс ферментов, но некоторые из них, особенно мутантные штаммы, продуцируют в значительных количествах лишь один фермент. Отбор микроорганизмов-продуцентов проводится, главным образом, по высокой активности Ü-амилазы, глюкоамилазы и олиго-1,6-глюкозидазы (декстриназы) [10]. В зависимости от вида и штамма гриба, а также от условий культивирования сочетание этих

© В. В. Шутова, Л. А. Кудашкина, В. В. Ревин, 2007

126

ВЕСТНИК Мордовского университета | 2007 | № 4