CC BY
203
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10822 УДК 663.05/664.2.032
ИЗУЧЕНИЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ШТАММА РЬЕиЯОТт ОЗТЯЕЛТШ В ГЛУБИННОЙ КУЛЬТУРЕ НА СРЕДЕ ЗЕРНОВОГО ЭКСТРАКТА
Р. В. УЛАНОВА1, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (e-mail: colodovnicova@ rambler.ru)
В. Г. ГОЛЬДШТЕЙН2, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
В. В. КОЛПАКОВА2, доктор технических наук, главный научный сотрудник
Л. П. НОСОВСКАЯ2, старший научный сотрудник Л. В. АДИКАЕВА2, научный сотрудник 1Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, Ленинский просп., 33, Москва, 119071, Российская Федерация
2Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов - филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, ул. Некрасова, 11, пос. Красково, Люберецкий р-н, Московская обл., 140051, Российская Федерация
Резюме. Изучали возможность производства грибного концентрата мицелия вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus) путем биотрансформации зернового экстракта. Использовали тритикалевый экстракт (ЗЭ) и полученный из коллекции Института микробиологии им. С. Н. Виноградарского РАН штамм Pleurotus ostreatus 23, который культивировали глубинным способом. Для повышения продуктивности P. cstreatus в зерновой экстракт вводили молочную сыворотку (1 %, МС) и кукурузный экстракт(1 %, КЭ). Добавление КЭ в состав ЗЭ не оказало значительного влияния на рост Pleurotus ostreatus -содержание белка в биомассе увеличилось в 1,7раза (до 21,4 г/100 г биомассы), а при введении МС она возросла в 4,1 раза, по сравнению с контролем (с 8,8 до 36,1 г/ 100 г биомассы). В концентрате в варианте с добавлением МС, по сравнению с контролем, значительно выросло количество таких незаменимых аминокислот, как валин - с 384,0до 2346,0 мг/100 г биомассы; изолейцин - с 282,1 до 1679,0 мг/100 г биомассы; лейцин - с 351,6 до 3381,0 мг/100 г; фенилаланин - с 246,2до 1737,0 мг/100 г; лизин - с 493,3до 2227,0 мг/100 г. В составе биомассы гриба присутствовали углеводы арабиноза, глюкоза, гексоза, сорбоза, ксилоза, глюцетол. Биотрансформация зернового экстракта при введении в субстрат 1% молочной сыворотки, обеспечила эффективное выращивание биомассы Pleurotus ostreatus на побочном продукте переработки зерна тритикале на крахмал. Это позволяет на его основе организовать производство ценного кормового и пищевого белкового концентрата.
Ключевые слова: переработка зерна, зерновой тритикалевый экстракт, кукурузный экстракт, штамм гриба Pleurotus ostreatus, молочная сыворотка, продуктивность гриба, белковый концентрат, аминокислоты, углеводный состав. Для цитирования: Изучение культивирования штамма Pleurotus ostreatus в глубинной культуре на среде зернового экстракта / Р. В. Уланова, В. Г. Гольдштейн, В. В. Колпакова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 8. С. 82-87. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10822.
Культивирование мицелия вешенки обыкновенной (Р!еиго1ив ов^еаШв) представляет экономическую и экологическую целесообразность, так как его можно выращивать на разнообразных лигноцеллюлозных субстратах и других вторичных продуктах агропромышленного комплекса, лесной и пищевой промышленности. Несмотря на более низкую скорость роста, по
сравнению с дрожжами, структура мицелия вешенки позволяет упростить технологический процесс благодаря возможности отделения биомассы фильтрацией, что снижает стоимость оборудования. Время роста Р!еиго1ив овКеаШв меньше, чем у других грибов, субстрат для него не требует стерилизации, а лишь пастеризации, которая стоит дешевле [1]. Эффективность использования штаммов Р!еиго1ив овКеаШв для биотрансформации вторичных продуктов переработки растительного сырья исследована при биоконверсии подсолнечного шрота [2], массы скошенной сорной травы [3], пшеничной соломы и шелухи подсолнечника [4], молочной сыворотки [5], листьев финиковой пальмы и пшеничной соломы [6], шрота зародышей пшеницы, амаранта (после СО2-экстракции) и жмыха рапса [6, 7]. Установлено, что штамм Р!еиго1ив овКеаЮв ВКПМ F-720 образует высокобелковую биомассу при глубинном культивировании на разнообразных питательных средах. Он растет при рН 6,0.. .7,5 и температуре 26...28 °С. В качестве источников углеводов ассимилирует глюкозу, галактозу, рафинозу, сахарозу, мальтозу, ксилозу, лактозу, маннит, крахмал, целлюлозу, лигнин; источников азота - пептон, аспарагин, мочевину. Рост Р!еиго1ив овКеаи стимулируют такие добавки растительного происхождения, как кукурузный экстракт, картофельный отвар, отвар кормовых растений [8].
Плодовые тела Р!еиго1ив овКеаи представляют собой ценный продукт - источник высококачественного белка, содержащего все незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные соли и биологически активные соединения [9]. В последние годы внимание привлекает метод глубинного культивирования базидиальных грибов, что связано с необходимостью сокращения длительности процесса, стандартизации условий производства и химического состава получаемых из них пищевых продуктов и диетических добавок [10]. Наряду с высоким уровнем белка (до 36 %), в них содержится 18 аминокислот, из которых 8 - незаменимые (изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин, валин), углеводы (до 35 %), ли-пиды (до 12 %) с преобладанием полярных фракций (до 9 %), значительное количество тиамина (2,9. 3,75 мкг/г), рибофлавина (10.12 мкг/г), а также ниа-цин (В3), пиридоксин (В6), биотин (В7), аскорбиновая и пантотеновая кислоты, жирорастворимые витамины (кальциферол, эргостерол, токоферол) и биофлаво-ноиды. Таким образом, биомасса глубинного мицелия вешенки обыкновенной - перспективный источник биологически активных веществ. Принимая во внимание низкий уровень содержания в мицелиальной биомассе рода Р!еиго1ив нуклеиновых кислот, высокую степень перевариваемости и нетоксичности для теплокровных организмов, она рекомендована к использованию в качестве белково-углеводной кормовой добавки, обогащенной витаминами и биофлавоноидами [11, 12]. Экстракты или отдельные ингредиенты, извлеченные из плодовых тел вешенки, обладают рядом целебных
свойств (противоопухолевых, иммуномодулирующих, антигенотоксических, антиоксидантных, противовоспалительных, антигипертензивных, антигиперглике-мических, антимикробных, противовирусных) [13, 14]. Специалисты ООО «Инбиофарм» в сотрудничестве с учеными разработали технологические регламенты культивирования мицелия Р!виго1ив овКваШв 1137 в глубинной культуре. На их основе создана технология промышленного культивирования мицелия и разработаны методы производства экстракта с постоянным составом компонентов, перспективных для производства фармакологической субстанции и действующих веществ лекарственных препаратов [15].
Мицелий гриба Р!виго1ив ов^ваШв находит применение в пищевой промышленности. Введение его в рецептуру хлебобулочных изделий позволяет повысить в них содержание общего белка (на 50 %), а также дефицитных незаменимых аминокислот: скор по лизину в хлебе с белковой добавкой увеличивается на 30 %, по триптофану - на 46 %, по метионину - на 12,6 %. В 1,5 раза с сохранением вкусовых и физико-химических показателей качества сокращается продолжительность процесса брожения [16, 17, 18, 19]. Биомасса гриба вешенка может быть использована при производстве
Ферментация целлюлолитическими ферментами
Промывание мезги
Разделение крахмалобелковой суспензии
Гидролиз крахмала а-амилазой.
Полученный экстракт использовался как субстрат для выращивания Р!виго1ив ов^ваШв
Рис. 1. Схема переработки зерна тритикале на крахмал и побочные продукты. Достижения науки и техники АПК. 2018. Т 32. № 8 _
пива на стадии главного брожения [20]. Разработаны рецептуры грибных порошков для общественного питания и промышленного производства грибных соусов [21, 22], технология хлебных палочек «Здоровье» с использованием в качестве белкового сырья плодовых тел вешенки и молочного казеина [23].
Мицелий Р!виго1ив ов1гва1ив применяют и в кормопроизводстве. Скармливание его телятам до 12-месячного возраста и на откорме способствует улучшению перевариваемости питательных веществ и гематологических показателей, повышению продуктивности [24]. Мицелий, выращенный при биоконверсии отходов пивоварения, по содержанию протеина, сырого жира и клетчатки соответствует требованиям, предъявляемым к кормам для прудовой рыбы семейства карповых, а по количеству фосфора и кальция значительно превосходит стандартные корма [25]. Разработан экономически эффективный способ производства белкового кормового продукта на основе мицелия путем предобработки субстрата, стимуляции роста гриба и защиты ферментации бактериями-продуцентами целлюлолитических ферментов и органических кислот. Положительный эффект достигается благодаря тому, что В. соади!апв штамм 177, не оказывая ингибирующе-
го воздействия на вешенку, продуцирует антагонистически активные вещества, предохраняющие субстрат от развития посторонней микрофлоры, в том числе плесневых грибов, что исключает необходимость стерилизации. Предложенный способ отличается высокой экономической эффективностью при минимальных затратах труда и времени, не требует специального оборудования,легко доступен, воспроизводим в любом фермерском хозяйстве и привычен для работников, обеспечивающих подготовку кормов [26].
Выращенный глубинным способом мицелий Р!виго1ив ов^ваШв безопасен по содержанию тяжелых металлов и токсичных элементов [27]. В то же время на сегодняшний день отсутствуют исследования, посвященные глубинному культивированию базидио-мицетов на побочных продуктах крахмалопаточного производства. При этом такой метод глубинного культивирования обладает рядом преимуществ, по сравнению с поверхностным выращиванием. Механическое перемешивание и непрерывная аэрация создают благоприятные условия для доступа питательных веществ и кислоро-
Крахмал А
да ко всем клеткам мицелия, обеспечивая одинаково благоприятные условия для роста и накопления продуктов метаболизма.
В качестве компонента питательных сред в микробиологическом производстве используют зерновой экстракт (ЗЭ) - побочный продукт переработки зерна на крахмал. Возможность его применения для выращивания мицелия вешенки методом глубинного культивирования позволит расширить ассортимент продукции глубокой переработки зерна путем производства белковой и витаминной добавки для пищевых или кормовых продуктов.
Цель исследований - изучить возможность получения грибного концентрата мицелия Р!виго1ив овКваШв путем биотрансформации зернового экстракта.
Условия, материалы и методы. Биомассу Р!ви-гоШв ов1гва№в выращивали глубинным способом на зерновом экстракте. Культуру Р. овКваШв 23 получили из коллекции Института микробиологии им. С. Н. Виноградарского РАН.
Зерновой экстракт готовили во ВНИИ крахмалопро-дуктов, замачивая зерно тритикале для дальнейшей переработки на крахмал и побочные продукты серни-стокислотным методом (рис. 1). Зерно замачивали на 48 ч в 0,4 %-ном растворе метабисульфита натрия, затем отводили от него замочную воду (экстракт), а зерно подвергали дроблению, в зерновую массу добавляли целлюлолитические ферменты для разрушения некрахмальных полисахаридов, экстрактивные вещества отделяли центрифугированием и направляли на приготовление замочной воды. Мезгу (клетчатку) отделяли от зерновой массы ситованием, промывали и использовали при производстве кормов. Крахмало-белковую суспензию разделяли центрифугированием на крахмал А и крахмал Б. Крахмал Б смешивали с экстрактом и гидролизовали а-амилазой. Полученный зерновой экстракт (ЗЭ) использовали в качестве питательной среды для культивирования мицелия Р!виго1ив овКваШв.
Грибную биомассу выращивали глубинным способом в следующей последовательности: подготовка ЗЭ к процессу ферментации, включающая его тер-
Рис. 2. Динамика усвоения углеводов грибом Р. овТгваШв тракте с 1 % молочной сыворотки: I I - биомасса; -
мическую обработку при 90...95 °С в течение 15 мин., охлаждение до 26.28 °С, удаление осевших белковых компонентов, коррекция рН до 5,0.5,5, стерилизация 10 мин., охлаждение до 28.30 °С;
приготовление посевного материла путем засева 5-и суточным мицелием гриба Pleurotus ostreatus 23, выросшим на сусло-агаре, стерильного ЗЭ, разлитого по 50 мл в колбы объемом 250 мл;
культивирование при 28 °С на качалке при 150 об./ мин. в течение 8.12 суток.
Грибную биомассу отделяли центрифугированием при 3000 об./мин. в течение 10 мин. и высушивали. Для производства сухого грибного концентрата применяли лиофильную сушку.
С целью повышения продуктивности P. ostreatus 23 в состав ЗЭ добавляли молочную сыворотку - 1 % (ЗЭ+МС) и кукурузный экстракт - 1 % (ЗЭ+КЭ).
Морфологические особенности и физиологическое состояние мицелия гриба определяли на световом микроскопе Axioskop 40 FL Zeiss, оснащенном цифровой камерой AxioCam MRc.
Содержание белка в составе препарата рассчитывали по сумме аминокислот. Аминокислотный анализ проводили на жидкостном хроматографе модель L-8800 фирмы «Hitachi» (Япония) в стандартном режиме анализа белковых гидролизатов.
Для определения углеводов навеску образца в количестве 1.2 мг растворяли в 1 мл пиридина synthesis grade (Scharlau), раствор переносили в реакционную виалу и добавляли 100 мл раствора BSTFA + TMCS, 99:1 (Supelco). Плотно закрытые виалы с образцами помещали в термостат при 70 °С и выдерживали в течение 1 ч. Полученные таким образом силильные производные исследовали методом газовой хроматографии на хроматографе Shimadzu GC MS 2010 с масс-спектрометрическим детектором GCMS-QP 2010. Идентификацию пиков проводили по библиотеке масс-спектров NIST 11.
Результаты и обсуждение. Установлена высокая адаптационная способность P. ostreatus 23 к новым условиям питания и развития, во время ферментации
гриб активно развивается и полностью усваивает основные углеводные компоненты нового питательного субстрата (рис. 2).
Изучение эффективности различных стимуляторов роста на продуктивность гриба в погруженной культуре показало, что добавление кукурузного экстракта в состав ЗЭ не оказало значительного влияния на рост Pleurotus ostreatus, тогда как введение молочной сыворотки повысило формирование биомассы в 2 раза (рис. 3).
Добавка молочной сыворотки к ЗЭ увеличила массовую долю белка в биомассе в 4,1 раза, кукурузного экстракта - в 1,68 раза, по сравнению с выращиванием P. ostreatus 23 на ЗЭ без добавок (рис. 4).
23 при росте на зерновом экс глюкоза; - ксилоза.
1B
«
s 16
ч
14
га 12
с
с я 10
2 О B
и \0 6
и га 4
& 2
С
Таблица 1. Аминокислотный состав белка грибных концентратов, полученных на зерновом экстракте, мг/100 г
Сутки
Рис. 3. Продуктивность гриба Р. овКваШв 23 при росте на зерновом экстракте с различными добавками, стимулирующими рост биомассы: I - ЗЭ; ■ - ЗЭ+КЭ; * -ЗЭ+МС.
Качественный состав аминокислот белка мицелия, выращенного на обычном ЗЭ и модифицированном изучаемыми добавками был идентичен, среди них обнаружено 18 аминокислот, в том числе 7 незаменимых (табл. 1). Триптофан, в отличие от [11, 12], не установлен.
В составе грибных концентратов, полученных на ЗЭ и ЗЭ с МС, по сравнению с неферментированным экстрактом, возросло содержание заменимых аминокислот: серина - с 406,6 до 1248,0.1575,0 мг/100 г биомассы; тирозина - с 93,3 до 732,2.1518,0 мг/100 г биомассы.
Рис. 4. Массовая доля белка в составе грибных концентратов из мицелия, выращенного на зерновом экстракте с различными добавками.
Концентраты, белака мицелия, выращенного на ЗЭ с кукурузным экстрактом и ЗЭ с МС, по содержанию аминокислот значительно различались между собой. В составе концентрата из мицелия, выросшего на основе ЗЭ с МС, по сравнению с субстратом с добавлением кукурузного экстракта, содержание пролина возросло с 955,8 до 1995,0мг/100 г биомассы; орнитина - с 54,4 до 171,4, гистидина - с 603,1 до 1161,0, аргинина - с 1177,0 до 2950,0 мг/100 г биомассы. Среди незаменимых аминокислот увеличилось количество валина - с 1276,0 до 2346,0 мг/100 г биомассы; метионина - с 201,0 до 439,8 мг/100 г; лейцина - с 1649,0 до 3381,0 мг/100 г биомассы.
В варианте с добавлением МС, по сравнению с контролем, значительно выросло количество таких незаменимых аминокислот, как валин - с 384,0 до 2346,0 мг/100 г; изолейцин - с 282,1 до 1679,0 мг/100 г; лейцин - с 351,6 до 3381,0 мг/100 г; фенилаланин - с 246,2 до 1737,0 мг/100 г; лизин - с 493,3 до 2227,0 мг/100 г
Амино-кислота Без добавок (к контролю) С кукурузным экстрактом С молочной сывороткой
Asp 1141,0 2285,0 3341,0
Thr 430,1 1264,0 1575,0
Ser 406,6 1248,0 1860,0
Glu 2158,0 3370,0 5366,0
Pro 809,7 955,8 1995,0
Gly 449,1 1067,0 2004,0
Ala 544,5 1419,0 2332,0
Cys 50,7 70,5 77,9
Val 384,0 1276,0 2346,0
Met 103,4 201,0 439,8
Ile 282,1 1043,0 1679,0
Leu 351,6 1649,0 3381,0
Tyr 93,3 732,2 1518,0
Phe 246,2 977,5 1737,0
Orn 85,4 54,4 171,4
Lys 493,3 1994,0 2227,0
His 208,1 603,1 1161,0
Arg 582,3 1177,0 2950,0
биомассы. Отмечено незначительное снижение орнитина в концентрате белка из мицелия, выращенного на зерновом экстракте с добавлением кукурузного экстракта, по сравнению с контролем.
Сумма незаменимых аминокислот в составе концентрата в варианте ЗЭ + МС, по сравнению с контролем, возросла в 5,84 раза, с ЗЭ + кукурузный экстракт - в 3,67 раза (рис. 5).
В составе питательного субстрата обнаружено 2 углевода, грибного концентрата - 7, среди которых преобладали ксилоза, глюкоза и сорбоза. Выявленные углеводы, возможно, продуцируются грибом или образуются в результате гидролиза гетерополисахаридов в гетерогликаны целлюлолитическими ферментами, используемыми в технологическом процессе производства крахмала из тритикале. По сравнению с зерновым экстрактом, в концентрате снизилось количество глюкозы и ксилозы (табл. 2).
Согласно литературным данным, мицелий бази-диомицетов содержит водорастворимые и нераство-
Рис. 5. Сумма незаменимых аминокислот в белке грибных концентратов, полученных на зерновом экстракте с различными добавками.
0
римые полисахаридные фракции, представляющие собой смесь из глюкозных, маннозных и галактозных остатков [29]. При глубинном культивировании грибы синтезируют гетерогликаны с различным соотношением моносахаров - глюкозы, маннозы, ксилозы, галактозы, арабинозы [30].
Таблица 2. Углеводный состав зернового экстракта и грибного концентрата, полученного глубинным культивированием гриба P. ostreatus 23 на зерновом экстракте с добавлением молочной сыворотки, % к общему содержанию углеводов
Углевод Зерновой экстракт Грибной концентрат
Арабиноза — 7,05
Ликсоза - 2,94
Гексозы — 4,01
Сорбоза - 10,04
Глюкоза 23,04 18,74
Глюцитол - 9,32
Ксилоза 38,80 31,46
В литературе мы не обнаружили результатов исследований, посвященных глубинному культивированию базидиомицетов на побочных продуктах крахмалопаточного производства. При производстве грибной биомассы способом глубинной ферментации одним из основных факторов достижения экономической рентабельности служит подбор питательного субстрата, его стоимость, доступность, количество и состав.
Традиционно плодовыетелабазидиомицетов выращивают поверхностным способом, однако погруженное культивирование имеет ряд преимуществ - способ экономичен, экологически безопасен, исключает контаминацию мицелия и плодовых тел посторонней микрофлорой, позволяет производить экологически безопасный продукт. Сравнение глубинного и поверхностного выращивания P. ostreatus и Laetiporus sulphureus показывает, что устранение стадии выращивания плодовых тел упрощает технологию производства и увеличивает выход грибной биомассы, в несколько раз сокращает продолжительность процесса культивирования. Содержание растворимого белка в биомассе достигает 26.27 %, углеводов - 29.30 % сухого вещества [28].
Предлагаемый прием подготовки зернового экстракта к процессу ферментации отличается простотой исполнения и невысокими материальными затратами [1], благодарю введению в повторный оборот замочных вод зерна тритикале - сырья естественного происхождения, содержащего основные питательные вещества, необходимые для активного роста микроорганизмов; максимальное снижение расхода воды, традиционно используемой при приготовлении питательных сред для глубинной ферментации; отсутствию этапа дополнительного обогащения питательной среды дорогостоящими факторами роста - витаминами, аминокислотами, углеводами, микроэлементами и др.
Белковые концентраты из выращенного мицелия были богаты аспарагиновой и глутаминовой кислотами, играющими важную роль в обмене азотистых веществ, аргинином (условно незаменимой аминокислотой, не синтезируемой в детском организме), и такими незаменимыми аминокислотами, как валин (участвует в синтезе тканей организма), лизин (необходим для усвоения пищевых белков), лейцин (стимулирует синтез протеинов).
Выводы. На примере P. ostreatus доказана возможность использования ЗЭ для глубинного культивирования базидиомицетов с получением высокой продуктивности до 16,0 г/л. Показано, что зерновой экстракт можно рассматривать как доброкачественный сырьевой ресурс для синтеза биологически ценных белковых препаратов грибом P. ostreatus. В процессе микробной модификации ЗЭ пополнился белком (21,4.36,1 г/100 г биомассы), незаменимыми аминокислотами (в сумме 8404,3.13384,4 мг/100 г биомассы) и углеводами грибной биомассы, представляющей собой высококачественный, экологически безопасный продукт пищевого и фуражного назначения.
Анализ углеводного состава биомассы гриба P. ostreatus 23, выращенной глубинным культивированием на ЗЭ с МС, выявил присутствие арабинозы, глюкозы, гексозы, сорбозы, ксилозы, глюцетола.
Предлагаемый способ утилизации зерновых экстрактов крахмалопаточного производства позволяет получать наряду с целевым продуктом, новые виды продукции кормового и пищевого назначения.
Литература.
1. Sanchez C. Cultivation of Pleurotus ostreatus and other edible mushrooms //Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 85. Pp. 1321-1337.
2. Баурин Д. В. Исследование процесса биологической конверсии отходов производства подсолнечного масла//Успехи в химии и химической технологии. 2010. Т. 24. № 11 (116). С. 8-10.
3. Das N., Mukherjee M. Cultivation of Pleurotus ostreatus on weed plants // Bioresource Technology. 2007. Vol. 98. Pp. 2723-2726.
4. Вовк Н. В. Интенсивное культивирование штаммов гриба Pleurotus ostreatus (Jacq.:Fr.) Kumm на твердых отходах растительной биомассы // Промышленная ботаника. 2002. С. 222-226.
5. Черкезов А. А., Горшина Е. С., Бирюков В. В. Глубинное культивирование съедобных грибов на молочной сыворотке // Современная микология в России: тезисы докладов. Первый съезд микологов России. Москва: Национальная академия микологов, 2002. Раздел 2. С. 278.
6. Alananbeh K. M., Bouqellah N. A., Al Kaff N. S. ^^^ation of oyster mushroom Pleurotus ostreatus on date-palm leaves mixed with other agro-wastes in Saudi Arabia // Saudi Journal of Biological Sciences. 2014. Vol. 21. Iss. 6. Pp. 616-625.
7. Культивирование Pleurotus ostreatus (Jacq) Кимм на растительных отходах / Т. А. Круподерова, В. Ю. Барштейн, Л. В. Пещук и др. // Biotechnologia Acta. 2014. Vol. 7. С. 92-99.
8. Колесникова В. Ф., Пцкиаладзе Д. А. Штамм гриба Pleurotus ostreatus - продуцент белковой биомассы/Патент2126831 РФ: МПК C12N1/14, C12P21/00, C12N1/14, C12R1:645; заявл. 25.03.1998; опубл. 27.02.1999. Бюл. № 5. 17с.
9. Дудка И. А. Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре. Киев: Наукова думка, 1983. 313 с.
10. Инновационные биотехнологии промышленного культивирования грибов Pleurotus ostreatus (Fr.) Kumm, используемых в фармакологической практике создания медицинских препаратов/ В.П. Герасименя, С.В. Захаров, В.М. Брусникин и др. М.: ООО «Инбиофарм», 2013. 212 с.
11. Алексеенко Е. Н., Полишко Т. М., Винников А. И. Пищевая, лечебная и экологическая ценность грибов Pleurotus ostreatus//Вюник Днпропетровського ун'терситету. Б'юлопя. Еколопя. Днепропетровск: Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара, 2010. № 18-1. С. 3-9.
12. Химический состав глубинной культуры ксилотрофных базидиомицетов рода Pleurotus / В. В.Тарнопольская, Е. В. Алау-динова, А. С. Саволайнен и др.//Хвойные бореальной зоны. Красноярск: ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева», 2014. Т. 32. № 1-2. С. 78-80.
13. Gregoril А., Svagelj M., Jure Pohleven J. Cultivation Techniques and Medicinal Properties of Pleurotus spp.// Food Technology and Biotechnology. 2007. Vol. 45. № 3. Рр. 236-247.
14. Antioxidant and antibacterial properties of the extracts from Pleurotus ostreatus EVFB1 and EVFB4 / E. Vamanu, M. Ene, A. Vamanu, etc. // Romanian Biotechnological Letters. 2011. Vol. 16. № 1. Pp. 40-49.
15. Экстракты мицелия Вешенки (Pleurotus ostreatus): медико-биологические эффекты и возможные механизмы действия / под ред. В. П. Герасимени, В. Ю. Полякова. М.: Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, ООО «Инбиофарм», 2013. 224 с.
16. Федорова Р. А. Повышение пищевой ценности хлебобулочных изделий с применением мицелия гриба Pleurotus ostreatus: автореф. дис.... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2003. 16с.
17. Кравченко О. А., Хачатурян Э. Е., Росляков Ю. Ф. Возможность применения муки из грибов Вешенка в качестве активной добавки при производстве хлебобулочных изделий // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2009. № 4. С. 50-51.
18. Кравченко О. А., Росляков Ю. Ф. Технология получения и применения продуктов переработки грибов Вешенка в производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2011. № 4. С. 76-77.
19. Гвасалия К. Т., Жиркова Е. В., Гвасалия Т. С. Влияние продуктов переработки грибов Вешенки на свойства клейковины пшеничной муки // Наука - главный фактор инновационного прорыва пищевой промышленности. Сборник материалов юбилейного форума, посвященного 85-летию со дня основания ФГАНУ «Научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности». М.: Издательский комплекс «Буки веди», 2017. С. 36-38.
20. Дружинина Е. С., Гернет М. В., Колесникова В. Ф. Интенсификация брожения с использованием биомассы гриба Pleurotos Ostreatus (Вешенка) // Пиво и напитки. 2003. № 1. С. 26-28.
21. Евстегнеева Т. Н., Садовников И. А. Разработка состава сметанного соуса с мукой грибов Вешенка // Наука сегодня: проблемы и перспективы развития: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции в 3 частях. Научный центр «Диспут». М.: ООО «Маркер», 2015. Ч. 1. С. 15-18.
22. Мухутдинова С. М., Жарикова Г. Г. Использование грибных порошков различного состава в общественном питании // Успехи современного естествознания. Пенза: Издательский Дом «Академия Естествознания», 2007. № 12. С. 336.
23. Арсеньева Л. Ю., Ященко В. С. Разработка технологии экструдированныххлебных палочек повышенной пищевой ценности // Вестник Алмаатинского технологического университета. Алматы: Алматинский технологический университет, 2013. № 1. С. 10-11.
24. Субстрат после выращивания гриба Вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus) в кормлении крупного рогатого скота / В. М. Голушко, М. А. Надаринская, А. И. Козинец и др. // Весц нацыянальнай акадэмИ навук Беларуа. Серыя аграрных навук. 2015. № 2. С. 81-88.
25. Тарнопольская В. В., Алаудинова Е. В., Миронов П. В. Перспективы использования базидиальных грибов для получения кормовых подуктов // Хвойные бореальной зоны. Красноярск: ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева», 2016. Т. 37. № 5-6. С. 338-341.
26. Саубенова М. Г., Кузнецова Т. В., Олейникова Е. А. Использование бактерий - продуцентов целлюлаз и органических кислот для стимуляции роста мицелия гриба Вешенка // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 10. 1. С. 102-105.
27. Терещенко Н.Н., Кравец А.В., Акимова Е.Е., Минаева О.М. Биологически активная кормовая добавка для прудовой рыбы на основе продуктов биоконверсии целлюлозосодержащих сельскохозяйственных отходов мицелием высших базиди-альных грибов// Биотехнология и общество в XXI веке. Сборник статей Международной научно-практической конференции. Барнаул: Алтайский государственный университет, 2015. С. 408-411.
28. Уфимцева О. Ф., Миронов П. В. Получение биомассы мицелия грибов Вешенки обыкновенной Р 05/88 Pleurotus ostreatus и серно-желтого трутовика LS 1-06 Laetiporus sulphureus в глубинных условиях//Хвойные бореальной зоны. 2009. Т. XXVI. № 2. С. 294-296.
29. Кожемякина Н. В. Состав и биологическая активность углеводных компонентов мицелия некоторых базидиомицетов: автореф. дис.... канд. биол. наук. Санкт-Петербург, 2010. 22с.
30. Чхенкели В. А., Огарков Б. Н, Чхенкели Г. Д. Состав и биологическая активность внеклеточных полисахаридов ксилотрофных базидиомицетов // Сибирский медицинский журнал. Иркутск, 2006. Т. 66. № 3. С. 17-18.
CULTIVATION OF PLEUROTUS OSTREATUS STRAIN IN SUBMERGED CULTURE ON THE MEDIUM OF GRAIN EXTRACT
R. V. Ulanova1, V.V. Kolpakova2, V. G. Goldshtein2, L. P. Nosovskay2, L.V. Adikaeva2
1S. N. Vinogradsky Institute of Microbiology - Federal Research Center Fundamental Bases of Biotechnology of the RAS, Leninskii prosp., 33, Moskva, 117312, Russian Federation
2All-Russian Research Institute of Starch Products - the branch of the V. M. Gorbatov Federal Science Center of Food Systems of the RAS, ul. Nekrasova, 11, pos. Kraskovo, Lyuberetskii r-n, Moskovskaya obl., 140051, Russian Federation
Abstract. It was studied the possibility of obtaining mycelium concentrate of oyster mushroom (Pleurotus ostreatus) by biotransformation of grain extract. We used triticale extract and strain 23 of Pleurotus ostreatus, obtained from the collection of the S.N.Vinogradarsky Institute of Microbiology, which was cultured by a submerged method. To increase the productivity of P. ostreatus, whey (1%) and corn extract (1%) were introduced into the grain extract. The addition of corn extract to the triticale extract did not have a significant effect on the growth of P. ostreatus: the protein content in biomass increased 1.7-fold (to 21.4 g/100 g of biomass); the introduction of whey caused the growth of it 4.1 times, in comparison with the control (from 8.8 to 36.1 g/100 g of biomass). In the concentrates with whey, compared to the control, the number of some essential amino acids significantly increased: valine (from 384.0 to 2346.0 mg/100 g of biomass); isoleucine (from 282.1 to 1679.0 mg/100 g of biomass); leucine (from 351.6 to 3381.0 mg/100 g of biomass); phenylalanine (from of 246.2 to 1737.0 mg/100 g of biomass); lysine (from 493.3 to 2227.0 mg/100 g of biomass). Analysis of the carbohydrate composition of the biomass of the fungus revealed the presence of arabinose, glucose, hexose, sorbose, xylose, glucitol. Biotransformation of the grain extract when 1% whey was introduced into the substrate ensured the effective cultivation of Pleurotus ostreatus biomass on the by-product of grain processing of triticale on starch. This allows to organize the production of valuable feed and food protein concentrate.
Keywords: grain processing; triticale grain extract; corn extract; strain of Pleurotus ostreatus; whey; productivity of fungus; protein concentrate; amino acids; carbohydrate composition.
For citation: Ulanova R. V., Kolpakova V. V., Goldshtein V. G., Nosovskay L. P., Adikaeva L. V. Cultivation of Pleurotus ostreatus Strain in Submerged Culture on the Medium of Grain Extract. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. Vol. 32. No. 8. Pp. 82-87 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10822.
