Biotechnology of receiving digestible sugars from grain for animal husbandry | Биотехнология получения легкоусвояемых сахаров из зерна для животноводства

English. The biotechnology of obtaining sugars (molasses) from extruded grain mix using amylolytic microorganisms has been developed. Grain mix (wheat + oat) was used as grain raw material. The mix was filled with water, brought to boiling, cooled to the temperature of 75 deg C and the strains of microorganisms were added into it. Enzymatic hydrolysis of starch was carried out with 3 amylolitic strains of Bacillus subtilis: № 2, № 9 and № 12. Grain hydrolysis was carried out in a thermostat at the temperature of 40 deg C for 1 day. The degree of starch saccharification was controlled using color reaction with 0.02 N iodine water solution and Lugol's solution. It was established that full development cycle of the studied microorganisms on the nutrient medium had completed in 24 h. The spores ripened, increased in sizes, got an ovoid form, in 12 h sprouted and diluted starched paste, in 14 h the granulose was formed, in 18 h the spores at the end of the bacillus disappeared, and macronucleus together with the granulose dispersed to the opposite ends of the bacillus, in 20 h on daughter bacilli appeared spores, in 24 h a bacillus disappeared. The obtained hydrolysate had dense consistence, brown color and sweet taste. After evaporation, 1l of the hydrolysate weighed 1 kg 250 g. The amount of total sugar in the hydrolysate reached 24.22%, calculated on dry matter – 68.28%; protein – 2.28%, calculated on dry matter – 6.41%. Experimental samples of the preparation were not toxic and possessed great calorific value, 1 kg of molasses contained 1.2 feed units. Established ability of amylolytic strains of Bacillus subtilis to saccharify grain mixes can be used in farming to eliminate carbohydrates deficiency in farm animals. The technology is recommended for molasses production in industrial scale.

Russian. Разработана биотехнология получения сахаров (патоки) из экструдированной зерновой смеси с использованием амилолитических микроорганизмов. В качестве зернового сырья использовали зерновую смесь (пшеница + овес). Смесь заливали водой, доводили до кипения, охлаждали до температуры 75 град. С и добавляли споры микроорганизмов. Ферментативный гидролиз крахмала осуществляли смесью 3 штаммов Bacillus subtilis, обладающих амилолитической активностью: № 2, № 9 и № 12. Гидролиз сырья проводили в термостате при температуре 40 град. С в течение суток. Степень осахаривания крахмала контролировали по наличию цветной реакции с 0,02 н. водным раствором йода и раствором Люголя. Установлено, что на питательной среде полный цикл развития исследуемых микроорганизмов завершается за 24 ч. Споры созревают, увеличиваются в размерах, приобретают яйцевидную форму, через 12 ч прорастают и разжижают крахмальный клейстер, через 14 ч у палочки формируется гранулеза, через 18 ч спора на конце палочки исчезает, а макронуклеус вместе с гранулезой расходятся к противоположным концам палочки, через 20 ч у дочерних палочек появляется спора, через 24 ч палочка исчезает. Полученный гидролизат имеет густую консистенцию, коричневый цвет и сладкий вкус. После упаривания 1 л гидролизата весил 1 кг 250 г. Количество общего сахара в гидролизате составило 24,22%, в пересчете на сухое вещество – 68,28%; белка – 2,28%, в пересчете на сухое вещество – 6,41%. Экспериментальные образцы препарата не токсичны и обладают большой энергетической ценностью, 1 кг патоки содержит 1,2 кормовой единицы. Установленная способность амилолитических штаммов Bacillus subtilis осахаривать зерновые смеси может применяться в животноводстве с целью ликвидации дефицита углеводов в организме с.-х. животных. Технология рекомендуется для получения патоки в промышленных объемах.