ШТАММЫ МИКРООРГАНИЗМОВ, СПОСОБНЫХ УСТРАНЯТЬ НЕПРИЯТНЫЕ ЗАПАХИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ, И ПРИМЕНЕНИЕ УКАЗАННЫХ ШТАММОВ МИКРООРГАНИЗМОВ
MICROORGANISM STRAINS CAPABLE OF ELIMINATING FOUL SMELL OF ORGANIC WASTES, AND USE OF SAID MICROORGANISM STRAINS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к новым микроорганизмам, способным устранять неприятный запах органических отходов, и к применению указанных микроорганизмов, и, более конкретно, настоящее изобретение относится к микроорганизмам, способным предотвращать появление неприятного запаха или устранять неприятный запах органических отходов, уничтожать насекомых и грибки, предотвращать разложение и способствовать расщеплению (пищеварению) и ферментации (брожению); настоящее изобретение также относится к применению указанных микроорганизмов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Канализационные сточные воды и отходы, которые являются неизбежным результатом человеческой жизнедеятельности, и органические отходы, такие как навоз, получаемый от животных и домашнего скота, подвергаются биохимическому разложению под воздействием минералов, металлов, солей и микроорганизмов, присутствующих в почве, при соответствующей влажности и температуре, вызывая, таким образом, возникновение различных запахов. Вырабатываемые запахи включают запах сероводорода, карболовых кислот или их производных, и запахи других раздражающих газообразных веществ, вызывающих неприятные ощущения в повседневной жизни, и, кроме того, запахи некоторых неорганических и щелочных веществ, которые, по существу, не ощутимы; тем не менее почти все органические вещества имеют запах. В частности, основными источниками запахов являются сульфидные производные и соединения азота.
Способы уничтожения возникающих таким образом запахов, соответствующие существующему уровню техники, включают способ маскировки, адсорбционный способ, способ нейтрализации, способ стерилизации и подобные им способы. Способ маскировки включает вырабатывание отчетливого запаха, более сильного, чем неприятный запах, и предотвращающего ощущение неприятного запаха, но этот способ требует применения дорогостоящих душистых веществ, и, кроме того, при помощи данного способа удалить неприятный запах полностью затруднительно. Адсорбционный способ представляет собой способ физической адсорбции неприятного запаха активированным углем или аналогичным адсорбентом; при осуществлении этого способа неприятный запах выводят за пределы помещения с помощью вытяжной системы; недостатками указанного способа являются высокая стоимость выполнения строительных работ и значительные затраты на техническое обслуживание, поскольку осуществление указанного способа включает периодическое использование актированного угля. Способ нейтрализации представляет собой способ химической нейтрализации неприятного запаха кислотным или щелочным веществом, и он позволяет устранять неприятный запах только на время применения указанного вещества. Кроме того, недостатки способа нейтрализации заключаются в его краткосрочном эффекте, и также с помощью указанного способа трудно обрабатывать вызывающее запах вещество, включающее как кислотные, так и основные группы, и, кроме того, этот способ не эффективен, если вызывающее запах вещество нейтрально. Способ стерилизации представляет собой способ уничтожения самих бактерий, разлагающих органические вещества, который применяют с целью предотвращения разложения органических веществ и появления запахов разлагаемых органических веществ; недостатком указанного способа является необходимость применения дорогостоящего бактерицидного вещества или консерванта для долгосрочного поддержания отсутствия запаха. В частности, поскольку цель способа стерилизации состоит в предотвращении разложения или ферментации органических веществ, указанный способ невозможно применять в случаях, когда получению целевого вещества сопутствует запах, вызываемый разложением или ферментацией органических отходов.
Таким образом, с экономической точки зрения, предпочтительно использовать биологический способ окисления и разложения органических отходов с применением таких микроорганизмов, как бактерии.
В корейских патентах 10-0536456 и 10-0581738 описано выделение и идентификация нового штамма дрожжей и штамма рода Bacillus, ферментирующих органические отходы, и установлено, что указанные штаммы способны предотвращать возникновение неприятных запахов, уничтожать вредных насекомых и болезнетворные бактерии и замедлять их жизнедеятельность.
Кроме того, большую часть ферментируемых (подвергаемых брожению) пищевых продуктов, включающих алкогольные напитки, различные сорта хлеба, уксусы, ферментированные пищевые продукты из соевых бобов (соевый соус, паста из соевых бобов, смесь густой соевой пасты с красным перцем и т.д.), ферментированные молочные продукты (сыр, масло, йогурт и т.д.), соленые продукты (корейская капуста, соленая рыба и т.д.), красный женьшень и скаты приготавливают с применением ряда природных микроорганизмов, и указанные пищевые продукты имеют характерные запахи. Поскольку в последнее время большее внимание стали уделять ферментации, были проведены различные исследования, включающие приготовление ферментированного женьшеня, кондитерских изделий Чанкукьянг (Chungkookjang) и ферментированных пищевых продуктов, содержащих молочную кислоту, включающие удаление их характерных запахов.
В связи с этим авторы настоящего изобретения приложили максимальные усилия для разработки настоящего способа устранения неприятного запаха органических отходов с применением микроорганизмов. В результате исследований авторы настоящего изобретения выделили и идентифицировали новые микроорганизмы, обладающие способностью устранять неприятный запах органических отходов, и обнаружили, что новые микроорганизмы обладают способностью устранять неприятные запахи органических отходов, уничтожать насекомых и грибки, предотвращать разложение и способствовать ферментации, что привело к созданию настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является предоставление микроорганизмов, способным устранять неприятный запах органических отходов.
Другой целью настоящего изобретения является предоставление микробиологического препарата агента, применяемого для ферментации органических отходов, который содержит указанные микроорганизмы.
Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление агента, применяемого для предотвращения появления неприятного запаха или устранения неприятного запаха органических отходов, который содержит указанные микроорганизмы.
Следующей целью настоящего изобретения является предоставление инсектицида, бактерицида и консерванта, которые содержат указанные микроорганизмы.
Другой целью настоящего изобретения является предоставление кормовой (пищевой) добавки и пробиотического агента, которые содержат указанные микроорганизмы.
Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление способа приготовления ферментированных пищевых продуктов, который включает ферментацию (сбраживание) продуктов под действием указанных микроорганизмов, и предоставление пищевых продуктов, приготовляемых при помощи указанного способа.
Для достижения вышеуказанных целей один аспект настоящего изобретения предлагает микроорганизм, выбираемый из группы, состоящей из Saccharomyces exiguous SJP6728AF1 (КССМ-10675Р), Saccharomyces exiguous SJP6729AF2 (KCCM-10677P).
Другой аспект настоящего изобретения относится к микробному агенту, предназначенному для ферментации органических отходов, который содержит один или более микроорганизмов, выбираемых из группы, состоящей из указанных микроорганизмов.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к агенту, предназначенному для предотвращения возникновения неприятного запаха или для устранения неприятного запаха органических отходов, который содержит один или более микроорганизмов, выбираемых из группы, состоящей из указанных микроорганизмов.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к инсектициду, бактерициду и консерванту, которые содержат один или более микроорганизмов, выбираемых из группы, состоящей из указанных микроорганизмов.
Другой аспект настоящего изобретения относится к кормовой добавке или пробиотическому агенту, которые содержат один или более микроорганизмов, выбираемых из группы, состоящей из указанных микроорганизмов.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к способу приготовления ферментированных пищевых продуктов, при этом указанный способ включает ферментацию (сбраживание) пищевых продуктов с применением одного или более микроорганизмов, выбираемых из группы, состоящей из указанных микроорганизмов, а также к ферментированным пищевым продуктам, которые приготавливают с помощью указанного способа.
Другие отличительные признаки и примеры реализации настоящего изобретения могут быть более полно уяснены из дальнейшего подробного описания и прилагаемой Формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 показано инсектицидное воздействие микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, на личинки мух. На Фиг.1,А представлены фотографии, иллюстрирующие инсектицидное воздействие микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, на шесть видов личинок мух; на Фиг.1,В показана фотография, на которой представлено состояние рыбы после 3-суточного инсектицидного воздействия на указанные личинки мух.
На Фиг.2 показано антибактериальное и противогрибковое действие микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг.3 представлены фотографии навоза, получаемого от домашнего скота, питающегося пищей, содержащей микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.3,А представлена фотография навоза, получаемого от домашнего скота, питающегося пищей, содержащей культуральную жидкость SJP6728AF1, на Фиг.3,В представлена фотография навоза, получаемого от домашнего скота, питающегося пищей, содержащей культуральную жидкость SJP6729AF2.
На Фиг.4 представлены фотографии чеснока, подвергнутого ферментации под действием микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг.5 представлены фотографии женьшеня, подвергнутого ферментации под действием микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ РЕАЛИЗАЦИИ
В соответствии с настоящим изобретением микроорганизмы, способные устранять неприятный запах органических отходов, сначала выделяли следующим образом. Токсичные вещества экстрагировали из токсичных растений, включающих Aconitum ciliare, Aconitum carmichaeli, Quisqualis indica, Aconitum koreanum, Melia azedarah var. japonica, Styrax japonica и подобных им растений и распределяли по почве с целью инициирования мутаций присутствующих в почве микроорганизмов. Указанную почву наносили на органические отходы и в результате обнаружили, что почва обладает способностью устранять запах. Далее из указанной почвы выделяли 24 вида микроорганизмов.
В числе выделенных микроорганизмов идентифицировали два вида микроорганизмов (SJP6728AF1, SJP6729AF2), способных устранять неприятный запах органических отходов, уничтожать грибки и насекомых и предотвращать разложение; указанные микроорганизмы депонировали в Корейском Центре Культур Микроорганизмов (Korean Culture Center of microorganisms; KCCM), который является международным депозитарием микроорганизмов согласно Будапештскому договору.
Указанные виды микроорганизмов группы SJP проявляли прекрасную способность вызывать ферментацию органических материалов, предотвращать разложение, предотвращать возникновение запаха, и проявляли инсектицидную/противогрибковую активность. В частности, микробные штаммы (SJP6728AF1, SJP6729AF2), идентифицированные как дрожжи, которые с легкостью культивировали как в анаэробной, так и в аэробной среде, проявляли прекрасную активность, за исключением противогрибковой активности, по сравнению с активностью микробных штаммов (SJP6722A5, SJP6731B1, SJP6735B6, SJP6844AF5, SJP6732B2, SJP6719B3, SJP6734B4, SJP6841L2, SJP6720L3 и SJP6742L5), идентифицированных как микроорганизмы рода Bacillus. Проявление указанных свойств зависит от состава культуральной среды.
При непрерывном использовании указанных микроорганизмов в течение 3 месяцев или более в конкретной системе активность указанных микроорганизмов в предотвращении возникновения запаха или регулировании популяции вредных насекомых постепенно снижалась; однако, при использовании указанных микроорганизмов в других системах, размещенных в других местах, указанные микроорганизмы снова проявляли активность, показанную в предыдущей системе. Данный факт свидетельствует о том, что относительное снижение активности указанных микроорганизмов в предотвращении появления запаха или регулирования популяции вредных насекомых обусловлено тем, что определенные микроорганизмы (гнилостные бактерии) вырабатывают толерантность по отношению к конкретным микроорганизмам.
Кроме того, при добавлении указанных микроорганизмов в пищу, они способствовали улучшению пищеварения, а использование указанных микроорганизмов для приготовления ферментируемых пищевых продуктов позволило приготавливать ферментируемые продукты с более полезными свойствами, по сравнению с продуктами, приготавливаемыми с применением имеющихся на существующем уровне техники способов ферментации.
Дрожжи группы SJP SJP6728AF1 и SJP6729AF2, относящиеся к роду Saccharomyces, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, могут быть применены для ферментации пищевых продуктов. Для проведения ферментации использовали два указанных вида дрожжей, поскольку в соответствии со Сводом Правил и Норм Производства Пищевых Добавок Кореи, регулируемым Управлением по Контролю Продуктов Питания и Лекарственных Средств, для приготовления пищевых продуктов разрешено использование микроорганизмов рода Saccharomyces. Характеристики новых штаммов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 сравнивали со свойствами ранее известных микроорганизмов S. exiguous, и испытания показали, что высев микроорганизмов S. exiguous на пищевые отходы не вызывал появления запаха спирта даже спустя 24 часа после высева, но при обработке указанных пищевых отходов штаммами SJP6728AF1 и SJP6729AF2 запах спирта можно было ощущать уже спустя 90 минут.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на конкретные примеры. Однако специалисты в данной области техники должны понимать, что приведенные примеры никоим образом не ограничивают область, защищаемую настоящим изобретением, и что возможны различные изменения и модификации настоящего изобретения, не отступающие от принципов и сущности настоящего изобретения.
Пример 1: Выделение и идентификация новых микроорганизмов, их инсектицидная и бактерицидная активность и их способность предотвращать появление неприятного запаха
1-1: Выделение микроорганизмов
Для отбора микроорганизмов, проявляющих высокую токсическую толерантность и высокую степень выживаемости, а также с целью инициирования мутации указанных микроорганизмов, 300 г токсичных растений, включающих Aconitum ciliare, Aconitum carmichaeli, Quisqualis indica, Aconitum koreanum, Melia azedarah van japonica и Styrax japonica разбавляли тем же количеством, добавляли к 3 литрам воды и подвергали экстракции горячей водой при 70~80°С в течение 2-3 часов, экстрагируя таким образом токсичное вещество.
Указанный экстракт и соль распределяли через определенные промежутки времени по различным видам почв, включающих неплодородную почву, плодородную почву, гумус из листового опада и вермикомпост, в течение 6 месяцев, и затем обработанную экстрактом почву собирали и использовали на предприятии, занимающемся ферментацией компоста, полученного из пищевых отходов, расположенном в Шихеунг-ши (Shiheung-shi), Кьюнгги-до (Kyunggi-do) в Корее. Результаты анализа показали, что концентрация 12 видов неприятных запахов, включая запахи аммиака и сероводорода, составила 0,00 частей на миллион (Таблица 1).
Таблица 1
Запахи на предприятии по переработке пищевых отходов
Объект испытания
Стандарт (части на миллион)
Результат (части на миллион)
Аммиак
≤2
0,0
Метилмеркаптан
≤0,004
0,000
Сероводород
≤0,06
0,00
Диметилсульфид
≤0,05
0,00
Диметилдисульфид
≤0,03
0,000
Триметиламин
≤0,02
0,000
Ацетальдегид
≤0,1
0,00
Стирол
≤0,8
0,03
Пропиональдегид
≤0,1
0,00
Бутиральдегид
≤0,1
0,000
н-Валеральдегид
≤0,02
0,000
изо-Валеральдегид
≤0,006
0,000
Неприятный запах
≤20
в 8 раз
Кроме того, выпуск компостов на предприятии, занимающемся ферментацией компоста, полученного из пищевых отходов, составлял 12-13 тонн в сутки при содержании воды в них, составляющем 65-70%; но при использовании предприятием почв, обработанных экстрактом, выпуск компостов снижался до 5-6 тонн в сутки, и содержание воды в них составляло 45-48%, причем объем указанных компостов также уменьшался до 1/3 от первоначального значения.
Более того, при размещении почв, обработанных экстрактом, в контейнере для разделения и хранения не подлежащих вторичной переработке материалов (виниловых пакетов, свиных голов, рыбы и т.д.), находящемся на предприятии, занимающемся ферментацией компоста, полученного из пищевых отходов, в указанном контейнере не наблюдали появления личинок мух.
Для выявления микроорганизмов, оказывающих указанное действие, собирали компосты, которые в течение 10 суток подвергали ферментации вместе с указанными почвами, обработанными экстрактами, и компосты, которые в течение 30 суток подвергали ферментации вместе с другими почвами, и исследовали в Корейском Национальном Институте Сельскохозяйственных Наук и Технологий. В результате исследований обнаружили 24 вида микроорганизмов, которые отсутствовали в компостах, которые не обрабатывали почвами, обработанными экстрактами, и выделили каждый из указанных микроорганизмов.
1-2: Инсектицидная активность в подавлении развития личинок мух, активность при ферментации пищевых отходов и способность предотвращать появление запаха
Сначала из указанных 24 видов микроорганизмов произвольно отбирали 10 видов микроорганизмов и определяли их инсектицидную активность в подавлении развития личинок мух, активность при ферментации пищевых отходов и способность предотвращать появление запаха.
Молочно-кислые бактерии или микроорганизмы рода Bacillus, животные и растения, содержащие питательные вещества, например источники углерода, азота, витамины и минералы, обрабатывали паром при 121°С и экстрагировали для приготовления культуральной среды тем же способом, который используют в традиционных способах культивирования дрожжей; каждый из 10 указанных видов микроорганизмов высевали в полученную питательную среду и культивировали при 30-45°С в течение 24-62 часов. Твердые микробные препараты приготавливали высевом каждого из 10 указанных микроорганизмов в твердые органические вещества, например в стерилизованные древесные опилки, рисовую муку, пшеничную муку, рисовую пудру и кукурузную пудру, с последующей ферментацией зараженных органических твердых веществ.
Для определения инсектицидной активности указанных микроорганизмов в подавлении развития личинок мух 5 литров гнилой рыбы, курятины и свинины оставляли при комнатной температуре на 4 суток для развития личинок мух. Затем личинки мух помещали в каждый контейнер при минимальной плотности, составляющей приблизительно 500-1000 личинок на контейнер; затем 10 мл культуральной жидкости одного из 10 видов указанных микроорганизмов добавляли к 100 мл воды, и каждую полученную смесь помещали в соответствующий контейнер. Затем анализировали время и состояние, при котором происходила гибель личинок мух. В результате анализа установили, что личинки мух гибли при обработке пищевых отходов микроорганизмами SJP6728AF1, SJP6722AF2 (Таблица 2 и Фиг.1).
Таблица 2
Инсектицидная активность в подавлении развития личинок мух
Микроорганизмы
Инсектицидная активность (%)
Время (ч)
Интенсивность неприятного запаха и состояние личинок мух
SJP6728AF1
100
4
Спустя 3 суток после гибели личинки мух были разложены, и образовывалась чистая вода.
Спустя 5 суток состояние рыбы незначительно изменилось, и появился слабый запах
SJP6722AF2
100
2
Спустя 3 суток после гибели останки личинок мух разложились.
Спустя 5 суток состояние рыбы незначительно изменилось, и неприятный запах исчез.
Для определения влияния указанных микроорганизмов на ферментацию пищевых отходов 20 мл культуральной жидкости каждого из 2 видов микроорганизмов распределяли в 20 литрах пищевых отходов, содержание воды в которых составляло приблизительно 65%, а затем перемешивали. Затем пищевые отходы нагревали до температуры 40-50°С и поддерживали указанную температуру. Спустя трое суток после микробной обработки интенсивность появившегося запаха определяли с помощью сенсорного анализа и детектора интенсивности запаха.
Результаты показали, что при обработке пищевых отходов штаммами микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6722AF2 свежесть этих отходов не изменялась, и они не имели запаха (Таблица 3). Этот факт указывает на то, что микроорганизмы SJP6728AF1 и SJP6722AF2 способны успешно предотвращать разложение.
Таблица 3
Результаты ферментации пищевых отходов
Микроорганизмы
Дезодорирующее действие (%)
Период (сутки)
Результаты сенсорного анализа
SJP6728AF1
100
3
без запаха
SJP6722AF2
100
3
без запаха
Кроме того, для определения способности указанных микроорганизмов предотвращать запах 5 мл культуральной жидкости каждого из 2 видов указанных микроорганизмов вносили в сточные воды (БПК 100000 частей на миллион), получаемые при обработке пищевых отходов, и с помощью детектора интенсивности запаха определяли изменение интенсивности неприятного запаха.
Результаты показали, что при обработке сточных вод штаммами микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6722AF2 спустя 90 минут после микробной обработки интенсивность неприятного запаха сточных вод уменьшилась более чем на 90%, и даже спустя 6 суток после микробной обработки неприятный запах не возникал (Таблица 4).
Таблица 4
Запах пищевых сточных вод
Микроорганизмы
Устранение неприятного запаха
Время (мин)
Действие
Концентрация спирта (%)
SJP6728AF1
90
90
Спустя 90 мин неприятный запах исчез, появился запах спирта
8
SJP6722AF2
90
90
Спустя 90 мин неприятный запах исчез, появился запах спирта
7,5
Распределение 20-50 мл культуральной жидкости любого из указанных 2 видов микроорганизмов (SJP6728AF1, SJP6722AF2) по пищевым отходам до и после сбора пищевых отходов в контейнеры для сбора пищевых отходов приводило к тому, что неприятный запах сточных вод не вырабатывался не только в контейнерах для сбора отходов, но даже в транспортных средствах по вывозу отходов и системах по предварительной очистке сточных вод; неприятный запах указанных отходов и личинки мух не развивались, даже если пищевые отходы не собирали в течение 3-5 суток (максимальный период - 10 суток).
1-3: Определение антибактериальной и противогрибковой активности
Антибактериальную и противогрибковую активность указанных видов микроорганизмов (SJP6728AF1, SJP6722AF2) в подавлении развития патогенных бактерий, поражающих растения, определяли в Подразделении Патологии Растений Отделения Биологии Корейского Национального Института Сельскохозяйственных Наук и Технологий. Бактерии и грибки высевали на ДАС (агар Сабуро) и культивировали в течение 48 часов. Затем блок погружали в одну из культуральных жидкостей указанных двух видов микроорганизмов на 5 минут и затем вносили в среду, в которой находились культивируемые бактерии и грибки, и культивировали при температуре 15°С в темноте в течение 24 часов; диаметр колоний, образуемых бактериями, измеряли в мм. Результаты показали, что микроорганизмы SJP6728AF1, SJP6722AF2 обладают высокой антибактериальной и противогрибковой активностью (Таблица 5 и Фиг.2).
Таблица 5
Антибактериальная и противогрибковая активность микроорганизмов группы SJP
Бактерии
Активность
AF1
AF2
Agrobacterium vitis
-
-
Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis
+
-
Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum
-
-
Xanthomonas campestris pv. camestris
-
-
Грибки
Colletotrichum gloeosporides
-
+
Fusarium oxysporum
-
-
Phytophthora capsici
-
-
Rhizoctonia solani
+
+
Sclerotinia sclerotiorum
+
+
Показатель активности: - отсутствует + слабая ++ умеренная +++ высокая
1-4: Идентификация микроорганизмов
Микроорганизмы SJP6728AF1, SJP6729AF2 были идентифицированы в Корейском Центре Культивирования Микроорганизмов (КССМ), и в результате было установлено, что 18S р-ДНК видов SJP6728AF1 (SEQ ID No:1) и SJP6729AF2 (SEQ ID No:2) показали 97% гомологию с Saccharomyces exiguus. Указанные микробные штаммы были депонированы в Корейском Центре Культивирования Микроорганизмов (КССМ) (Таблица 6).
Таблица 6
Название и депозитный номер микроорганизмов группы SJP
Название
Депозитный номер
SJP6728AF1
Saccharomyces exiguous КССМ-10675Р
SJP6729AF2
Saccharomyces exiguous KCCM-10677P
Сравнительный Пример 1: Способность к уничтожению личинок мух и активность при ферментации пищевых отходов аналогичных микробных штаммов
Микробные штаммы, наиболее сходные с микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, были приобретены или получены из Корейской Коллекции Сельскохозяйственных Культур (КАСС), Корейской Коллекции Культур Микроорганизмов (КССМ) и Корейской Коллекции Типовых Культур (КСТС). Наличие у полученных микробных штаммов инсектицидной активности в подавлении развития личинок мух, способности предотвращать появление запахов и ферментационной активности при ферментации органических отходов определяли в соответствии с вышеописанными способами (Таблица 7 и Таблица 8).
Таблица 7
Инсектицидная активность в подавлении развития личинок мух
Сходные микроорганизмы
Инсектицидная активность (%)
Время гибели (час)
Candida zeylanoides, Candida humilis
0
12
Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis, Camobacterium maltaromaticum, Brevibacillus borstelensis
10~20
9
Paenibacillus sp., Paenibacillus lactis, Lactobacillus citreum
20~30
6
Таблица 8
Ферментационная активность при ферментации пищевых отходов
Сходные микроорганизмы
Ферментация (%)
Период ферментации (суток)
Candida zeylanoides, Candida humilis, Kazachstania aerobia
50
3
Camobacterium maltaromaticum, Brevibacillus borstelensis
30
3
Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis, Paenibacillus sp., Paenibacillus lactis, Lactobacillus citreum
10
3
В результате изучения инсектицидной активности в подавлении развития личинок мух установили, что при обработке микроорганизмами Paenibacillus sp. показатель смертности составлял 30%, однако уже спустя 10 часов после микробной обработки происходило интенсивное воспроизводство личинок мух. Кроме того, способность полученных микроорганизмов предотвращать запах была значительно слабее соответствующей способности любого из видов микробных штаммов (SJP6728AF1, SJP6729AF2), предлагаемых согласно настоящему изобретению.
Пример 2. Анализ компостов, подвергаемых ферментации под действием микроорганизмов группы SJP
Компосты, подвергаемые в течение 10 суток и 30 суток ферментации под действием 17 видов микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, не подвергали термической обработке. Кроме того, компосты, подвергаемые ферментации в указанных условиях, подвергали термической обработке при 70°С в течение 10 минут. Затем плотность популяции каждого из указанных микроорганизмов в компостах определяли при помощи способа штриховых пластинок (Таблица 9).
Результаты измерений показали, что в ферментируемых компостах, которые обрабатывали микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, популяции указанных микроорганизмов в 12-15 раз превышали соответствующее количество микроорганизмов в контрольной группе, и плотность популяции грибков была сравнительно невысокой. Кроме того, в компостах, ферментируемых в течение 10 суток с применением микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, плотность популяции дрожжей оказалась высокой по сравнению с плотностью популяции дрожжей в контрольной группе.
Таблица 9
Плотность популяции микроорганизмов в образцах компоста (единицы: ×10<sup>6</sup> КОЕ/г (CFU - colony forming unit = колониеобразующая единица))
Образцы
Бактерии
Грибки
Дрожжи
В отсутствие тепловой обработки
Тепловая обработка (70°С, 10 мин)
Компост, обрабатываемый микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением (ферментация 10 суток)
56,0
1,0
0,07
0,32
Компост, обрабатываемый микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением (ферментация 30 суток)
12,3
2,4
0
0
Обычный компост
1,1
0,1
0,73
0
Кроме того, было установлено, что микроорганизмы, обнаруженные в компостах, обработанных микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, главным образом состояли из микроорганизмов рода Bacillus и дрожжей; микроорганизмы, способные снижать интенсивность запаха и обладающие инсектицидным действием, подавляющим развитие личинок мух, были обнаружены в компостах, которые обрабатывали микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением; и микроорганизмы, проявляющие антибактериальную активность в отношении патогенных бактерий, поражающих растения, а также микроорганизмы, способствующие росту растений, были обнаружены в компостах, которые обрабатывали микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением. Этот факт указывает на то, что микроорганизмы, способные снижать интенсивность запаха, могут быть использованы для обработки пищевых отходов и навоза, получаемого от домашнего скота, а микроорганизмы, оказывающие антибактериальное действие в отношении патогенных бактерий, поражающих растения, способствующие росту растений и обладающие инсектицидным действием, подавляющим развитие личинок мух, могут быть использованы в качестве средства контроля заболеваний и появления вредных насекомых.
Первоначально выделенные и идентифицированные виды микроорганизмов SJP6728AF1, SJP6729AF2 культивировали в одинаковой среде при 35°С в течение 3 суток и определяли ферментационную способность указанных микроорганизмов по отношению к ферментации органических отходов и инсектицидную активность в подавлении развития личинок мух. В результате было обнаружено, что применение смеси из двух микробных штаммов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, приводит к улучшенным результатам по сравнению с результатами, которые получали при использовании одиночных микробных штаммов.
Кроме того, свойства микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, различались в зависимости от состава среды. Другими словами, при высеве и культивировании двух видов микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, в среде, приготовленной из одних рисовых отрубей, и последующем определении инсектицидной активности указанных микроорганизмов в подавлении развития личинок мух, наиболее эффективными оказались микроорганизмы SJP6728AF1.
Пример 3: Способность предотвращать запахи
Способность видов микроорганизмов (SJP6728AF1 и SJP6729AF2), предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, предотвращать запахи была исследована на Кафедре Экологических Исследований и Наук о Земле Университета в Седжонге (Sejong). После загнивания рыбных и мясных продуктов указанные виды микроорганизмов высевали в испорченные продукты. Затем изменение интенсивности неприятного запаха указанных рыбных и мясных продуктов определяли в течение 30 суток после микробной обработки при помощи детектора интенсивности запаха.
Результаты анализа показали, что интенсивность неприятного запаха рыбных и мясных продуктов после микробной обработки уменьшалась в несколько тысяч раз в течение промежутка времени, составляющего от 1 часа до 1 суток. Интенсивность неприятного запаха снижалась с течением времени, и спустя 7 суток интенсивность запаха снижалась до 1/7 от первоначального значения. В частности, интенсивность запаха сероводорода снижалась на 99,99%, что не позволяло обнаружить даже следовые концентрации источника неприятного запаха, причем спустя 30 суток после указанной обработки неприятный запах появлялся снова. Однако можно заметить, что микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, способны эффективно предотвращать появление запаха, поскольку большинство органических отходов утилизируют в течение 2-3 суток. Кроме того, поскольку микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, способны предотвращать появление запаха и разложения в течение 30 суток, пришли к выводу, что они могут быть использованы в качестве консервантов для сохранения свежести рыбы, овощей и подобных продуктов.
Пример 4. Исследования кормов для крупного рогатого скота, свиней и цыплят Твердые органические материалы, например рисовые отруби, пшеничные отруби и соевые бобы, смешивали с водой до достижения содержание воды, составляющего 65-70%, и перемешивали до равномерного впитывания воды указанными органическими материалами. Перемешанные материалы стерилизовали паром и затем на них высевали по меньшей мере один микроорганизм, выбираемый из указанных микроорганизмов. Полученные материалы культивировали в течение 30-40 часов, сушили и измельчали, приготавливая, таким образом, кормовые добавки.
В соответствии с другим способом один или два из указанных микроорганизмов (SJP6728AF1, SJP6729AF2), предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, культивировали в культуральной жидкости, а затем смешивали с твердыми органическими материалами, например рисовыми отрубями, пшеничными отрубями и соевыми бобами, приготавливая, таким образом, кормовые добавки для скота.
В соответствии с другим способом один или два микроорганизма из (SJP6728AF1, SJP6729AF2), предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, культивировали в культуральной жидкости и сушили, а затем высушенные микроорганизмы смешивали с твердыми органическими субстратами, например рисовыми отрубями, пшеничными отрубями и соевыми бобами, приготавливая, таким образом, кормовые добавки для скота.
В навозе крупного рогатого скота контрольной группы, не получавшей кормовых добавок или добавок к воде, приготавливаемых, как описано выше, обнаружили кукурузу, которую использовали в качестве корма для крупного рогатого скота, поступавшую из кишечника в непереваренном виде; однако в навозе крупного рогатого скота, получавшего кормовые добавки, кукурузу, используемую в качестве корма, не обнаружили (Фиг.3). Это наблюдение указывает на то, что микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, способствуют пищеварению.
Кроме того, такие растения, как кукуруза (маис) и Scutellaria baicalensis, богатые желтыми пигментами (ксантофиллом, каротином и т.д.), после проведения ферментации приобретают более насыщенный желтый цвет. Таким образом, при добавлении культуральной жидкости, содержащей микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, к корму цыплят, кожа цыплят, скорлупа яиц и яичные желтки приобретали более насыщенный желтый цвет.
Пример 5. Замена стимулирующих рост антибиотиков в кормах для свиней
Способность микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, заменять антибиотики, стимулировать рост, способствовать экономии кормов и предотвращать появление запахов и мух, была подтверждена исследованиями, проводимыми на свиньях. Кормовые добавки приготавливали из 40% рисовых отрубей, 30% пшеничных отрубей и 30% смеси из семян красного перца, Scutellaria baicalensis, имбиря, корицы и солодки, которые тонко измельчали, стерилизовали и культивировали с микроорганизмом SJP6728AF1. Для проверки того, могут ли указанные микроорганизмы заменить антибиотики, указанные добавки включали в корм свиней. Свиней в заключительной стадии откорма (50,5 кг) распределяли по трем группам, различавшимся режимом питания (четыре повтора в одном режиме питания), и с целью уменьшения отклонения в живой массе, а также погрешности, вызванной различиями между самцами и самками, общее число свиней, на которых проводили эксперимент, разделили на четыре группы (две группы самок и две группы кастрированных самцов) в зависимости от живой массы и пола. Контрольная группа получала антибиотики (55 части на миллион неомицина + 110 части на миллион террамицина). Кроме того, в испытание была включена контрольная группа, животные которой вместо антибиотиков получали культуральную жидкость, содержащую микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, которую добавляли к воде в концентрации 2,5%, затем поили свиней для проверки того, могут ли указанные микроорганизмы заменить антибиотики (таблица 10).
Таблица 10
Замена стимулирующих рост антибиотиков микроорганизмами группы SJP
Прирост живой массы (г)
Потребление корма (г)
Эффективность потребления корма<sup>a</sup>
Замечания
Контрольная группа, получавшая антибиотики
840,9
1908,0
2,28
20 свиней (самки и самцы) 4 повтора
Контрольная группа, не получавшая антибиотиков
695,4
1830,0
2,61
20 свиней (самки и самцы) 4 повтора
Группа, получавшая микроорганизмы SJP, но не получавшая антибиотиков
818,8
1839,1
2,25
20 свиней (самки и самцы) 4 повтора
<sup>a</sup>Эффективность потребления корма = Потребление корма/Прирост массы
В результате эксперимента было установлено, что ежесуточный прирост живой массы в группе, получавшей добавку, на которую высевали микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, без использования антибиотиков, был близок к приросту массы в контрольной группе, в корм которой добавляли антибиотики, а показатель эффективности потребления корма, равный 2,25, в первой группе был сходен с показателем эффективности в контрольной группе, в корм которой добавляли антибиотики. Эти показатели позволяют предположить, что микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, могут быть эффективно использованы для замены антибиотиков.
Кроме того, было выяснено воздействие, оказываемое микроорганизмами группы SJP, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, на количество бактерий в навозе и возникающий запах. Навоз домашнего скота собирали, прежде чем он попадал на почву, и при помощи штриховых пластинок определяли общее количество бактерий, количество Е.coli и количество молочнокислых бактерий в собранном навозе. Количество вырабатываемых ядовитых газов измеряли, определяя содержание аммиака и сероводорода при помощи анализатора запаха, и данные подвергали дисперсионному анализу при помощи программного обеспечения ANOVA пакета SAS. Критерий достоверности между группами определяли при помощи нового множественного рангового критерия Дункана (Steel и Torrie), уровень доверительной вероятности составлял 95% (Таблица 11).
В результате анализа установили, что если свиньи получали культуральную жидкость микроорганизмов группы SJP, общее количество бактерий в кишечниках свиней не изменялось, однако количество вредных бактерий Е.coli значительно сокращалось. Кроме того, результаты анализа ядовитых газов показали, что в тех случаях, когда кормовые добавки обрабатывали микроорганизмами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, в газах навоза свиней снизилось выделение аммиака и сероводорода.
Таблица 11
Количество бактерий и вредных газов, выделяемых навозом после добавления микроорганизмов группы SJP
Обработка
Т1 (корма с добавлением антибиотиков)
Т2 (корма без добавления антибиотиков)
Т3 (добавление SJP- микроорганизмов без антибиотиков)
Минимально значимое различие (0,05)
Количество бактерий
Общее
22,3×10<sup>6</sup>
35,2×10<sup>6</sup>
33,1×10<sup>6</sup>
Незначимо
количество
бактерий
Е.Coli
37,2×10<sup>4</sup>
32,1×10<sup>4</sup>
9,3×10<sup>4</sup>
22,2
Вредный газ (части на миллион)
Аммиак
1,4
1,8
0,3
0,8
Сероводород
49,0
31,5
0,1
22,0
Пример 6: Замена стимулирующих рост антибиотиков в корме для цыплят
Было определено воздействие кормовых добавок, содержащих микроорганизм SJP6728AF1 на продуктивность цыплят. Двести семьдесят цыплят распределяли на 3 группы, различавшиеся режимом питания (3 повтора в одном режиме питания), следующим образом: контрольная группа, в корма которой вводили раствор антибиотиков (0,05% виргиниамицина и 0,03% средства против кокцидия (anticoccidium)), и группы, которые получали кормовые добавки в концентрации 0,5% и 1,0%, сброженные с использованием культуральной жидкости микроорганизмов группы SJP (SJP6728AF1), предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением. Для определения продуктивности цыплят в указанных группах выращивали в течение 5 недель (Таблица 12).
Кроме того, изучали показатель смертности и темп роста, исходя из количества цыплят, которые погибали в период выращивания в течение 5 недель (Таблица 13) исследовали кишечные микроорганизмы цыплят (Таблица 14), а также при помощи детектора интенсивности запаха определяли неприятный запах помета указанных цыплят (Таблица 15).
Таблица 12
Действие кормовых добавок, содержащих микроорганизмы группы SJP, на продуктивность цыплят
Контрольная группа, получавшая антибиотики
0,5% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
1,0% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
Начальная масса (г/количество)
46,1
46,8
46,7
Конечная масса (г/количество)
1,507
1,537
1,582
Прирост массы (г/количество)
1,461
1,490
1,535
Потребление корма (г/количество)
2,344
2,300
2,376
Затраты корма на единицу продукции<sup>a</sup>
1,61
1,55
1,55
<sup>а</sup>Затраты корма на единицу продукции = Потребление корма/Прирост массы
Таблица 13
Показатель смертности и темп роста цыплят
Контрольная группа, получавшая антибиотики
0,5% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
1,0% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
Смертность (%)
1,1
1,2
0
Темп роста (%)
98,9
98,3
100
Таблица 14
Количество кишечных микроорганизмов (5 недель)
Контрольная группа, получавшая антибиотики
0,5% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
1,0% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
lg (KOE/г)
Общее количество
8,122
7,797
7,924
Е.coli
7,350
7,022
6,579
Lactobacillus sp.
8,322
8,463
8,717
Таблица 15
Запахи помета цыплят
Контрольная группа, получавшая антибиотики
0,5% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
1,0% кормовой добавки с микроорганизмами SJP
Аммиак (части на миллион)
2,1
0,14
0,18
Сероводород (части на миллион)
78,5
0,23
0,16
В результате установили, что в группах, которые получали микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, наблюдали высокий уровень продуктивности, низкую смертность, сниженное потребление кормов, уменьшенную интенсивность запахов по сравнению с показателями группы, в которой применяли антибиотики. Затем испытуемые образцы свиного и куриного мяса варили в чистой воде и давали попробовать 50 человекам. В результате все 50 человек указали на то, что мясо животных и птицы, получавших добавки, предлагаемые согласно настоящему изобретению, отличается мягкостью, более слабым характерным запахом и хорошим вкусом, по сравнению с мясом животных и птицы, выращенных традиционными способами. Соответственно добавление в корм микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, позволяет производить экологически безвредные продукты животноводства без применения антибиотиков.
Пример 7: Кормовые добавки, подвергаемые ферментации вместе с китайскими травами
Микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, выживали после применения природных инсектицидов, полученных из токсичных растений, и поэтому микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, изучали с целью определения способности указанных микроорганизмов выдерживать воздействие токсических веществ, находящихся в листьях гинкго и китайских травах. Сначала 200 г листьев гинкго экстрагировали в 1,5 литрах горячей воды, и в полученные экстракты вводили культуральные жидкости указанных видов микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением. Полученные экстракты вместе с экстрактами контрольной группы, в которые не вносили микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, помещали в термошкаф, температура в котором составляла 40°С, и подвергали ферментации в течение 24 часов. Затем выясняли, какой группой экстрактов вырабатывается газ - экспериментальной или контрольной. Результаты показали, что в контрольной группе газ не вырабатывается, но вырабатывается в группе, обработанной микроорганизмами группы SJP, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением.
Во всех экстрактах, которые обрабатывали указанными видами микроорганизмов, газ не вырабатывался в течение 7 суток, и, таким образом, эксперимент по ферментации экстрактов считали завершенным. Для изучения способности микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, противостоять токсическому действию, испытание на токсичность в экстрактах проводили при помощи сенсорного анализа, пробуя экстракты на вкус. Результаты анализа показали, что экстракты, подвергающиеся ферментации под действием микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, давали приятные ощущения, не вызывая отторжения. При этом экстракты, которые не подвергали ферментации под действием указанных микроорганизмов, вызывали едкое ощущение, рвотные позывы, обладали резким вкусом и неприятным токсичным запахом. Следовательно, при обработке листьев гинкго или китайских трав микроорганизмами группы SJP, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, может быть снижена токсичность как листьев гинкго, так и китайских трав.
Было выдвинуто предположение, что если подвергнуть листья гинкго ферментации и использовать их в качестве кормовых добавок для свиней, домашней птицы и крупного рогатого скота, можно таким образом использовать лечебную составляющую указанных листьев гинкго. В связи с этим листья гинкго ферментировали следующим образом. К листьям гинкго добавляли каждый из указанных двух видов микроорганизмов группы SJP и ферментировали, сушили и измельчали, приготавливая таким способом композиции ферментированных листьев гинкго. Sophora flavescens, семена красного перца, солодку, корицу и Scutellaria baicalensis разводили в равном количестве и в полученную смесь вводили каждый из видов микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением. Затем растения помещали в термошкаф и выдерживали при температуре 40°С вместе с растениями контрольной группы, в которые не вводили микроорганизмы, предлагаемые согласно настоящему изобретению, и затем ферментировали в течение 24 часов, приготавливая таким способом ферментированные композиции китайских трав.
Культуральную жидкость каждого из микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, а также кормовую добавку из китайских трав, содержащую ферментированную композицию из китайских трав и композицию гинкго, ферментированную культуральной жидкостью микроорганизмов группы SJP, добавляли в корм в концентрации 1%. Этот корм давали цыплятам, и измеряли среднюю массу тела в начале откорма, а также средний прирост живой массы спустя 8 суток.
Результаты показали, что прирост живой массы в контрольной группе, в которой применяли корма, содержащие только культуральную жидкость указанных микроорганизмов группы SJP, составлял около 400 г, а прирост живой массы в группе, которая получала кормовую добавку из китайских трав, ферментированных культуральной жидкостью микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, составлял приблизительно 600 г. Кроме того, запахи от навоза, получаемого от всех групп домашнего скота, в которых проводили испытания, не ощущались с расстояния 2 м, и в них по существу не размножались личинки мух (50-100%) (Таблица 16).
Следовательно, можно заметить, что добавление в корм цыплят кормовой добавки, полученной в результате ферментации листьев гинкго и китайских трав культуральной жидкостью указанных микроорганизмов группы SJP, более способствовало росту цыплят, чем добавление в корм одной лишь культуральной жидкости микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением.
Таблица 16
Стимулирующее рост, предотвращающее появления запаха и развитие личинок мух действие микроорганизмов группы SJP и кормовых добавок, полученных при ферментации китайских трав культуральной жидкостью микроорганизмов группы SJP
Культуральная жидкость микроорганизмов SJP (%)
Кормовая добавка из китайских трав (%)
Начальный вес (г)
Конечный вес (г)
Неприятный запах
Личинки мух
SJP6728AF1
2
0
1410
1802
нет
нет
SJP6729AF2
2
0
1415
1797
нет
нет
Пример 8. Способность предотвращать разложение органических веществ
Для исследования способности 2 видов микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, предотвращать разложение органического материала бобовый творог погружали в воду, вводили каждый из указанных микроорганизмов группы SJP и оставляли при температуре 25-30°С. В контрольной группе появление запаха отмечали спустя 24 часа, а во всех группах, обрабатываемых указанными микроорганизмами SJP, запахи не ощущались в течение времени, составляющего до 3 суток. Спустя 5 суток в группах, которые обрабатывали дрожжами, появлялся незначительный запах, и спустя 7 суток этот запах становился сильным.
Указанный бобовый творог извлекали из воды и исследовали его запах и ткани. В результате анализа можно было заметить, что на поверхности бобового творога появлялся запах, однако его внутренняя часть оставалась незатронутой, а ткани и плотность бобового творога оставалась такой же, как на первой стадии.
Кроме того, в образцы скумбрии вносили каждый из видов микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, оставляли при комнатной температуре и исследовали появляющиеся запахи. Спустя 1 сутки в контрольной группе появлялись неприятные запахи. Спустя 7 суток в контрольной группе образовывались личики мух. Спустя 7 суток после микробной обработки во всех группах, которые обрабатывали двумя видами дрожжей (SJP6728AF1 и SJP6729AF2) группы микроорганизмов SJP, начинали появляться запахи. Однако в группах, которые обрабатывали дрожжами группы SJP по настоящему изобретению, личинки не образовывались даже спустя 15 суток. В контрольной группе, включавшей соленую скумбрию, некоторый запах появлялся спустя 15 суток.
Соевые бобы погружали в воду на 2 часа, затем обрабатывали культуральной жидкостью каждого из видов микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением. Обработанные группы и контрольную группу оставляли при комнатной температуре, составляющей 20-25°С. Спустя 5 суток после начала испытаний в контрольной группе начала образовываться плесень и появляться запах. А в группах, которые обрабатывали дрожжами группы SJP (SJP6728AF1, SJP6729AF2), первоначальное состояние бобов сохранялось в течение 42 суток, а затем соевые бобы медленно приобретали коричневый цвет и спустя 60 суток чернели.
Кроме того, соевые бобы погружали в воду на 10 минут для того, чтобы они пропитались водой. Затем кормовую добавку в виде порошка, приготовленную в соответствии со способом, описанным в Примере 4 с применением дрожжей микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, добавляли к соевым бобам в соотношении 1:10 и оставляли на некоторое время. В результате испытания указанные соевые бобы сохраняли первоначальное состояние даже по истечении 3 месяцев после обработки. Эти результаты позволяют предположить, что микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, могут быть использованы в качестве консерваторов для сохранения зерновых культур, фруктов, овощей, рыбы и моллюсков.
Пример 9. Испытание ростков бобов на прорастание
Культуральные жидкости каждого из двух видов микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, разбавляли водой, которой затем поливали ростки бобов, или культуральной жидкостью каждого из указанных видов микроорганизмов группы SJP поливали ростки бобов 2-3 раза в сутки в период, не соответствующий времени полива. В результате испытания обнаружили, что во всех экспериментальных группах обработка культуральной жидкостью указанных микроорганизмов группы SJP способствовала росту ростков бобов, который не сопровождался разложением.
Пример 10. Ферментация соевых бобов, зерновых культур и говяжьего костного бульона и приготовление сыра
Соевые бобы обрабатывали паром, и обрабатывали каждым из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, и ферментировали в течение 30 часов. Затем ферментированные соевые бобы сушили и тонко измельчали, приготавливая таким способом ферментативную пищевую добавку. Далее отбирали 50 человек старше 50 лет, которым предлагали попробовать пищу из соевых бобов с добавлением ферментативной пищевой добавки.
Результаты испытания показали, что соевые бобы, ферментированные микроорганизмами SJP6728AF1 и SJP6729AF2, обладали привкусом и запахом ореха, напоминая вкус обжаренной соевой муки, и большинство участников эксперимента отмечали, что они не ощущали неприятных запахов при газоиспускании и экскреции при приеме в пищу ферментируемых соевых бобов в течение 30 суток; кроме того, указанные соевые бобы обладали отличным действием, способствующим пищеварению и восстановлению от переутомления (Таблица 17).
Таблица 17
Результаты приема в пищу соевых бобов, ферментированных микроорганизмами группы SJP
Содействие пищеварению
Неприятный запах газов
Неприятный запах экскрементов
Устранение застойных явления в кишечнике
Восстановление от переутомления
Тонизирующее действие
Диета
100%
80%
70%
90%
90%
60%
30%
Кроме того, зерновые культуры, такие как нешлифованный рис, ячмень, пшеница, бобы и кунжут, смешивали друг с другом в одинаковом соотношении, обрабатывали паром и добавляли каждый из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2. Затем смесь ферментировали при 35-40°С в течение 2 суток, месили и приготавливали ферментативные пилюли. При приеме указанных пилюль людьми, участвовавшими в испытании, они отмечали действие, способствующее пищеварению, избавляющее от застойных явлений в кишечнике и предотвращающее образование запаха.
В говяжий костный бульон, приготавливаемый вывариванием говяжьих костей, например ножек, в горячей воде, вводили каждый из видов культуральной жидкости микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, и ферментировали в течение 2 суток. В результате указанных действий характерный запах говяжьего костного бульона исчезал, и указанный бульон был прозрачным.
В стерилизованное молоко вводили один или несколько микроорганизмов, которые выбирали из 2 видов микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, и затем ферментировали в течение 12 часов. После коагуляции чистого белого сыра его обезвоживали и пробовали на вкус. Результаты испытания показали, что сыр имел кисловатый вкус и привкус ореха, характерные для микробной ферментации, и обладал действием, способствующим пищеварению, и способностью предотвращать появление запахов, возникающих при экскреции. Также сыр выдерживали в термошкафу при температуре 40°С, и спустя 2 суток наблюдали размножение дрожжей, но вкус сыра не изменялся. При традиционном способе приготовления сыра возникают проблемы, связанные с образованием интенсивного неприятного запаха и существенной продолжительностью ферментации; тем не менее сыр, подвергающийся ферментации с применением микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, не имел неприятного запаха и вкуса застывшего жира даже в ходе приема в пищу после свертывания. Кроме того, сыр, полученный при помощи микроорганизмов, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, обладал привкусом ореха.
Пример 11. Приготовление бобового творога
Температуру бобового экстракта, получаемого обработкой паром бобового сока и удалением сгустков бобового творога, доводили до 40,5°С, и в указанный экстракт вводили культуральную жидкость каждого из видов SJP6728AF1 и SJP6729AF2. Далее бобовый экстракт ферментировали при 40°С в течение 12 часов, и приготавливали из указанного экстракта мягкий бобовый творог. В соответствии с традиционным способом обезвоживания бобового творога мягкий бобовый творог помещали в мешок и обезвоживали в течение 60 часов под гнетом, составляющим приблизительно 10 кг, приготавливая таким способом бобовый творог.
Бобовый творог, приготавливаемый таким способом, пробовали на вкус и установили, что указанный бобовый творог имел такой же вкус, как и бобовый творог, приготавливаемый традиционным способом, но с кисломолочным привкусом, указывающим на ферментацию.
5 литров бобового экстракта добавляли к 5 литрам сырого молока, и в полученную смесь вводили микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, и ферментировали в течение 24 часов, приготавливая таким способом ферментированный полутвердый продукт, состоящий из смеси сыра/бобового творога.
В бобовый экстракт добавляли шоколад, смесь ферментировали и получали шоколадный бобовый творог без кисломолочного привкуса. В сырое молоко добавляли хвойный экстракт, полученную смесь ферментировали и получали сыр с ароматом хвойного экстракта. Кроме того, в бобовый экстракт добавляли соль и персиковый напиток, полученную смесь ферментировали, и получали продукт с персиковым ароматом и без кисломолочного привкуса. Аналогичным образом, в качестве пищевого сырья, обладающего способностью гармонизировать вкус и аромат указанного бобового творога и сыра, можно использовать полынь и зеленый чай и, таким образом, микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, могут иметь широкую область применения.
Бобовый творог, обработанный микроорганизмами группы SJP, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением, а также приготавливаемый традиционным способом бобовый творог, погружали в воду и выдерживали в термошкафу при температуре 40°С, после чего исследовали степень порчи указанных видов творога. В результате испытания обнаружили, что запах, характерный для испорченного бобового творога, появлялся у бобового творога, приготовленного традиционным способом, уже спустя 24 часа. Однако бобовый творог, который обрабатывали предлагаемыми микроорганизмами группы SJP, не портился даже спустя 5 суток, и поверхность такого творога покрывалась растущими дрожжами. В связи с этим предположили, что действие микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, предотвращающее разложение, продлится по меньшей мере 10 суток. Кроме того, при хранении бобового творога или сыра, которые обрабатывали микроорганизмами группы SJP, в холодильнике, неприятные запахи в холодильнике исчезали.
Пример 12. Ферментация чеснока
С целью определения ферментационной способности микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, 5 кг чеснока добавляли к 30 литрам воды, нагревали до 130°С, и затем охлаждали до 30°С. В полученный чесночный раствор вводили культуральную жидкость каждого из видов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и оставляли при комнатной температуре на 30 суток. В результате испытания установили, что при такой ферментации чеснока запах не возникает.
Чеснок в твердом состоянии обрабатывали паром и вводили культуральную жидкость каждого вида SJP6728AF1 и SJP6729AF2. Затем чеснок ферментировали при температуре 35-40°С в течение 2 суток и высушивали в течение 2 суток, и затем ферментацию и сушку повторяли три раза. В результате после первой ферментации чеснок приобретал красный цвет, и становился черным после второй и третьей ферментации (Фиг.4). В черном чесноке отмечали уменьшение характерного чесночного запаха или острого вкуса аллицина, что позволило предположить, что ферментированная энзима чеснока может быть легко введена пациентам и эффективно использована в лечении раковых заболеваний.
Пример 13: Ферментация женьшеня
В 300 г порошка женьшеня, полученного высушиванием и измельчением шестилетнего свежего женьшеня, вводили культуральную жидкость каждого из микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, и ферментировали при температуре 35-40°С в течение 10 суток. Ферментированный женьшень обрабатывали паром и составляющие полученного ферментированного женьшеня определяли при помощи ЖХВД (жидкостной хроматографии высокого давления).
Содержание сырого сапонина в контрольной группе составляло 5.12% (масс.) и содержание Rb1 в контрольной группе составляло 0,037% (масс), тогда как содержание сырого сапонина в ферментированном женьшене, в который вводили культуральную жидкость микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, составляло 5% (масс.) и содержание Rb1 в указанном женьшене составляло 0,538% (масс.) (Таблица 18). В таблице 19 представлены результаты определения содержания воды в свежем женьшене до и после обработки культуральной жидкостью микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, а в Таблице 25 представлены результаты анализа свежего женьшеня при помощи ЖХВД.
Таблица 18
Составляющие женьшеня, ферментированного микроорганизмами группы SJP
Объект испытания
Содержание (масс.%)
Сырой сапонин
5,000
Гинзенозид (Gensenoside) Rh2
-
Rh1
0,538
Rg2
1,000
Rg3
1,769
Rg1
11,212
Rf
2,338
Re
2,044
Rd
-
Rc+Rb2
7,935
Rb1
14,743
Таблица 19
Содержание воды в свежем женьшене
До обработки культуральной жидкостью микроорганизмов SJP (г)
После обработки культуральной жидкостью микроорганизмов SJP (г)
Содержание воды (%)
Верхушка
0,635
0,165
74,0
Главный корень
9,592
2,999
68,7
Корешок
4,046
1,268
68,7
Таблица 20
Результаты анализа свежего женьшеня при помощи ЖХВД
Этанольный экстракт, (г)
Сырой сапонин (%)
Весь сапонин (%)
Rb1/Rg1
PD/PT
Гинзенозид (масс.)
Rb1
Rb2
Rc
Rd
Re
Rf
Rg
Весь
5,071
1,200
0,210
1,290
1,722
0,037
0,043
0,034
0,019
0,044
0,005
0,029
Верхушка
0,149
1,888
0,218
1,309
1,526
0,047
0,043
0,030
0,012
0,045
0,005
0,036
Главный корень
3,423
0,737
0,055
0,929
0,964
0,010
0,007
0,007
0,002
0,012
0,004
0,011
Корешок
1,192
1,477
0,296
2,737
2,325
0,059
0,068
0,050
0,030
0,063
0,004
0,022
Приведенные данные позволяют предположить, что при ферментации свежего женьшеня, в который введены микроорганизмы группы SJP, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, можно приготовить вдвое больше экстрактов красного женьшеня по сравнению с традиционным способом приготовления экстрактов красного женьшеня. В частности, даже мелкий корень свежего женьшеня, ферментируемого культуральной жидкостью указанных микроорганизмов SJP6728AF1 или SJP6729AF2, может быть превращен в красный женьшень, как показано на Фиг.5.
Пример 14: Приготовление напитка из рисовых отрубей и ферментация экстракта животного происхождения и фруктового сока
В экстракт, полученный экстрагированием рисовых отрубей при 121°С, вводили культуральную жидкость каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и ферментировали в течение 48 часов. Затем экстракт стерилизовали и добавляли в него сахар до содержания 11,5-12,5%, так что полученный экстракт имел кисло-сладкий вкус и запах, характерный для микроорганизмов группы SJP, то есть необходимость в добавлении других вкусовых добавок отпадала. Однако проведение ферментации указанного экстракта с добавлением душистых растений, таких как хвоя, перечная мята, душистые травы, лимон и зеленый чай, позволяло приготовить напитки на дрожжевой основе, имеющие различные ароматы, а после извлечения дрожжей и очистки центрифугированием можно было приготовить ферментированные напитки с неизмененным вкусом.
Кроме того, 8 кг пресноводных угрей, мягкотелых черепах, карасей, рыбы-оленя и рыбы-змеи смешали с 500 г корня солодки, и указанную смесь экстрагировали, вносили в нее микроорганизмы SJP6728AF1, ферментировали в течение 2 суток, а затем стерилизовали при высокой температуре, приготавливая таким способом пищевой продукт. Усвоенная пища обладала способностью восстанавливать энергию.
Коммерчески доступные напитки, приготовленные из апельсинов, груш, персиков, яблок, моркови, томатов, гранатов и винограда, были куплены на рынке, и в этих напитках определяли содержание сахара и показатель кислотности рН. Результаты измерений показали, что содержание сахара в напитках составляло 11,5-12,5%), а показатель кислотности рН составлял 3,3-3,8. В коммерчески доступные напитки вводили каждый из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и помещали в бродильный аппарат, находящийся при температуре 35-40°С. Спустя 24 часа после начала ферментации определяли рН и содержание сахара полученных ферментированных напитков, в результате чего установили, что показатель кислотности (рН) составлял 3,3-3,8, т.е. был равен показателю кислотности (рН) напитков, не подвергавшихся ферментации, а содержание сахара в напитках снизилось приблизительно на 1-1,5%, и составляло 10-11,5%. Затем ферментированные напитки подвергали дальнейшей ферментации в течение 24 часов и вновь определяли содержание сахара и показатель кислотности рН в напитках; результаты показали, что рН не изменялся, однако происходило дальнейшее снижение содержания сахара приблизительно на 2-3%. Кроме того, напитки, которые подвергали дальнейшей ферментации, имели запах спирта и более сильный кислый вкус по сравнению со вкусом напитков, которые подвергали ферментации только в течение 24 часов. Ферментированные напитки стерилизовали нагреванием, добавляли в них сахар до достижения содержания сахара, равного 11,5-12,5%, и пробовали на вкус. В результате были приготовлены фруктовые напитки с более сильным фруктовым ароматом по сравнению с напитками, которые не подвергали ферментации, и, кроме того, полученные напитки имели кисло-сладкий вкус.
Пример 15. Ферментация китайского травяного материала
Для определения того, изменится ли горький вкус китайских трав при ферментации с использованием микроорганизмов группы SJP, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, 500 г Phellinus liteus добавляли к 15 литрам воды и подвергали экстракции горячей водой. В полученный экстракт вводили каждый из штаммов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и помещали в бродильный аппарат, находящийся при температуре 35-40°С. Спустя 24 часа после начала ферментации исследовали полученный экстракт. В результате обнаружили выделение большого количества газов, указывающее на продолжение ферментации экстракта. Спустя 2 суток после начала ферментации вкус ферментированного экстракта сравнивали со вкусом экстракта в контрольной группе, в который не вводили указанные микроорганизмы группы SJP, и установили, что в экстракте, который обрабатывали микроорганизмами группы SJP, горький привкус не ощущался в отличие от контрольной группы, где горький привкус сохранялся.
Кроме того, культуральную жидкость каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 вводили в китайские травы, обладающие увлажняющим кожу действием, такие как Cnidium officinale, Angelica gigas Nakai и Liriope platyphylla, а также животный протеин, получаемый, например, из угрей, и полученные смеси подвергали ферментации. Затем в ферментированный продукт добавляли косметические материалы, например керамический порошок, и полученной смесью массировали лицо в течение одной недели. В результате процедуры кожа лица становилась мягкой, светлой, и наблюдалось сокращение морщин.
Китайские травы, способствующие лечению кожных заболеваний, например Sophora flavescens, Torilis japonica и Scutellariae baicalensis, обрабатывали культуральной жидкостью каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и ферментировали. Затем изучали действие указанных трав при лечении грибковых заболеваний стопы и установили, что после 2-3-кратного применения указанных трав грибковые заболевания стопы полностью излечивались и не рецидивировали в течение 5 месяцев.
Китайские травы, например Scutellariae baicalensis, обрабатывали культуральной жидкостью каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и ферментировали, приготавливая таким способом ферментированный раствор. При использовании ферментированного раствора в качестве воды для ванн излечивались не только грибковые заболевания стопы, но также и другие кожные заболевания, включая атопические заболевания.
Кроме того, китайские травы, например Pueraria lobata и Pueraria flos, обрабатывали культуральной жидкостью каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и подвергали ферментации, приготавливая таким способом напитки. Прием получаемых напитков способствовал снятию похмельного синдрома. Культуральную жидкость каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 вводили в Chrysanthemum indicum и ферментировали, приготавливая таким способом напитки. После усвоения напитки, приготавливаемые на основе Chrysanthemum indicum, способствовали снятию головной боли, а также стабилизации кровяного давления. Экстракт, получаемый добавлением 6 кг Pueraria lobata к 25 литрам воды и экстракцией горячей водой, обрабатывали культуральной жидкостью каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2, ферментировали в течение 5 суток и определяли содержание сахара в указанном экстракте. Полученное содержание сахара составляло 5%. Затем содержание сахара доводили до 10%, добавляя сахар, и после усвоения указанный экстракт оказывался эффективным средством по избавлению от похмельного синдрома.
Сухое сырье, полученное из трехлетнего растения Platycodon grandiflorum, обрабатывали паром, обрабатывали культуральной жидкостью каждого из микроорганизмов SJP6728AF1 и SJP6729AF2 и подвергали ферментации в течение 2 суток; в результате токсическое действие Platycodon grandiflorum исчезало. После трехкратной ферментации и трехкратной сушки Platycodon grandiflorum приобретал черный цвет. Недостаток Platycodon grandiflorum заключается в том, что он с трудом усваивается, в то время как черный Platycodon grandiflorum хорошо абсорбируется в кишечнике.
Пример 18: Способ ферментации жидкого органического материала, адсорбированного на твердом органическом материале
300 г Saururus chinesis и Houttuynia cordata добавляли к 3 литрам воды, встряхивали в течение 2 часов, и полученный продукт обезвоживали, получая жидкий органический материал, содержащий Saururus chinesis. Соевые бобы погружали в приготовленный, как указано выше, жидкий органический материал на 4 часа, в результате чего бобы адсорбировали приблизительно 95% жидкого органического материала. Полученный материал обрабатывали паром, обрабатывали культуральной жидкостью микроорганизма SJP6728AF1 и подвергали ферментации при 30°С в течение 48 часов. Ферментированный материал высушивали и измельчали, приготавливая тем самым ферментированную композицию. Ферментированная композиция имела низкую молекулярную массу, поскольку микроорганизмы разрушали полимерные составляющие Saururus chinesis. Таким образом, преимущества ферментируемой композиции заключались в повышении ее усвояемости и в усвоении питательных веществ, содержащихся в ферментированных микроорганизмами соевых бобах.
Также 300 г свежего женьшеня добавляли к 3 литрам воды и подвергали экстракции горячей водой, получая таким образом 2 литра жидкого органического материала, содержащего свежий женьшень.
Черные бобы погружали в жидкий органический материал, содержащий свежий женьшень, на 2 часа, в результате чего бобы адсорбировали приблизительно 90% указанного жидкого органического материала. Полученный материал обрабатывали паром, обрабатывали культуральной жидкостью микроорганизма SJP6729AF2, ферментировали при 40°С в течение 48 часов и затем высушивали, приготавливая тем самым ферментируемую композицию. После усвоения получаемой ферментированной композиции ферментированный женьшень проявлял свои свойства и, в то же время, происходило усвоение низкомолекулярной составляющей соевых бобов.
1 литр злакового порошка, получаемого измельчением соевых бобов, нешлифованного риса, Phaseolus radiatus и ячменя, смешивали с 0,5 литра экстракта китайского травянистого растения Scutellaria baicalensis и вымешивали с целью получения полутвердого органического материала. Полученный полутвердый органический материал стерилизовали водяным паром, обрабатывали культуральной жидкостью микроорганизма SJP6729AF2, и затем ферментировали при температуре 30-40°С в течение 60 часов, приготавливая таким образом ферментированную композицию. Экстракт китайского растения Scutellaria baicalensis является лечебным растительным средством, облегчающим состояние при разлитии желчи, причиной которого является влажное тепло, а также активизирующим работу печени и желчного пузыря, и обладает противомикробным действием, замедляющим рост Pseudomonas aeruginosa, Shigella sp., E.coli, Bordetella pertussis, кожного грибка и подобных бактерий. Таким образом, растения, которые не обладали бактерицидным действием, подвергались полной ферментации в течение 48 часов, и после добавления к ним Scutellaria baicalensis время ферментации увеличивали еще на 12 часов.
Черные бобы и черный кунжут погружали в ShiQuanDaBuTang (горячий экстракт женьшеня, корня Atractylodes japonica, White poria cocos(Schw.) Wlof., корня лакрицы, высушенного корня Rehmannia glutinosa Liboschitz var. purpurea Makino, Paeonia japonica, Cnidium officinale, Angelica gigas Nakai, Astragalus membranaceus, коры Cinnamomum cassia Blume, финика и имбиря) и обрабатывали паром с целью приготовления полутвердого органического субстрата. Полученный полутвердый органический материал обрабатывали культуральной жидкостью микроорганизма SJP6728AF1 и ферментировали в течение 3 суток, приготавливая таким образом ферментированную композицию. Ферментированная композиция, полученная при введении в ShiQuanDaBuTang культуральной жидкости микроорганизма SJP6728AF1 и последующей ферментации обработанного микроорганизмами продукта, обладала увеличенной активностью, по сравнению со средством ShiQuanDaBuTang, принимаемым в виде традиционного экстракта, получаемого экстракцией в горячей воде.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Как было подробно описано выше, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением новые микроорганизмы, способные устранять запах органических отходов, способны предотвращать возникновение и устранять запах органических отходов, а также предотвращать разложение органических отходов, улучшая тем самым состояние окружающей среды. Кроме того, микроорганизмы, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, оказывают инсектицидное воздействие на вредных насекомых и противогрибковое воздействие на патогенные бактерии, поражающие растения, и могут быть использованы в качестве кормовых добавок и заменителей антибиотиков, и, кроме того, указанные микроорганизмы эффективны в приготовлении ферментированных пищевых продуктов.
Хотя настоящее изобретение было подробно описано со ссылками на характерные особенности, специалисты в данной области техники должны понимать, что настоящее описание относится только к предпочтительному примеру реализации и не ограничивает область действия настоящего изобретения. Таким образом, основная область действия настоящего изобретения определена прилагаемыми пунктами Формулы изобретения и их эквивалентами.