FUNGAL CULTURE (FERMENTATION)
About fermentation technology
Fermentation is a general term applied to the biotechnological processes of converting various organic substrates into desired products by enzymes contained in the living cells.
- Fermentation is one of the oldest manufacturing processes in history: bread, vine, beer, cheese and many other food products are produced through fermentation.
- Modern fermentation technologies tend to utilize various organic by-products and wastes as fermentation media making use of them to manufacture methane, ethanol, citric acid, vitamins, antibiotics, and specific proteins such as insulin or interferon.
- Most fermentation processes are performed by microorganisms such as bacteria and fungi.
- The process of fermentation occurs in aseptic sealed vessels called fermenters (see the photos).
- The technology of fermentation includes sterilization of fermenters and medium, inoculum preparation and aseptic medium inoculation with microorganisms, culturing microorganisms under optimal conditions of nutrient supply, temperature control and constant mixing. Then separation of biomass from medium and downstream processing of biomass or/and medium follow.
- Some microorganisms require constant oxygen supply, in such a case the process is called aerobic fermentation.
Summing up, fermentation is natural, environmentally friendly and renewable manufacturing process that best meets the requirements of the present.
About Blakeslea trispora
Blakeslea trispora is a microscopic mould fungus originally isolated from tropical soils and currently cultivated in research laboratories and culture collections in many strains (breeds). B. trispora has 2 mating types or half-strains: “+” and “-“. When them mate “+” half-strain stimulates “-“ half-strain to synthesize the orange-red pigment beta-carotene or, under specific cultivation conditions, the red-purple pigment lycopene. Some B. trispora strains are able to accumulate on average 7% of beta-carotene or 5% of lycopene of its biomass dry weight. Aerobic fermentation with B. trispora is used to grow beta-carotene or lycopene rich biomass that is extracted to manufacture these pigments.
- B. trispora is recognized as non-toxigenic and non-pathogenic source of beta-carotene (1) and lycopene (2).
- The highly productive strains of B. trispora which we use in our fermentation process originate from open culture collections and are the result of thorough selection work carried out in our laboratory.
- Our selection procedures comprise multiple rounds of propagating half-strains, mating them and choosing the best combination for further propagation. We do not use any genetic engineering procedures, so our strains are non-GMO.
- The fermentation medium that we use consists of agricultural by-products and is optimized for high biomass yield with high beta-carotene content. We carefully choose our medium ingredients suppliers to avoid GMO sources, so the whole our fermentation process and the resulting biomass are GMO-free.
- The biomass is grown, dried, grinded, vacuum packaged under aseptic conditions and wrapped into dark envelope to protect its beta-carotene from light during transportation. It is ready to be extracted to manufacture beta-carotene or to be directly fed to livestock or to aquaculture. In its original packaging the biomass could be stored in freezer for 2 years fully retaining its original properties and content.
- After beta-carotene extraction the remaining biomass pellet could be used to manufacture chitosan from the fungal cell wall chitin or still be fed to animals as the source of protein and other valuable compounds.
- The cultural liquor can be used as animal feed as well.
So, B. tripora fermentation and biomass procession is a completely wasteless process yielding valuable non-GMO products.
About fungal beta-carotene, lycopene and chitosan
Beta-carotene and lycopene belong to carotenoid pigments. B. trispora carotenoids are similar to plant carotenoids: beta-carotene of carrots and lycopene of tomatoes. Carotenoids possess the 3 specific properties: colour from yellow-orange to red-purple, anti-oxidant and pro-vitamin A activities. Due to these properties B. trispora carotenoids are used in food, feed and cosmetics as natural colourants and functional ingredients.
All-trans beta-carotene
Lycopene
- B. trispora beta-carotene predominantly consists of all-trans beta-carotene and is a natural alternative to the synthetic beta-carotene. This isomer has the deepest colour and the highest pro-vitamin properties among other forms of beta-carotene, though its anti-oxidant activity is lower than of algal beta-carotene. In EU B. trispora beta-carotene is approved as the food colour E 160 a (iii) and lycopene as the food colour E 160 d (iii) (3). In USA beta-carotene from natural sources is allowed for use in foods generally (4).
- As anti-oxidants beta-carotene and lycopene protect living cells from oxidative damage associated with aging, polluted environment and unhealthy lifestyle. As a pro-vitamin A beta-carotene is essential for healthy reproduction, growth, development, immunity and vision. In EU both beta-carotene (1) and lycopene (2) from B. trispora are accepted for dietary use.
- In animal husbandry beta-carotene increases productivity in various species from poultry to cattle. Bright yolk colour is a specific effect of beta-carotene supplementation of poultry feed. B. trispora beta-carotene is able to replace astaxanthin in aquaculture feed for salmon and crustaceans because these animals convert beta-carotene into astaxanthin.
- Beta-carotene can be used in colouring cosmetics including intended for application in the area of the eye (5).
- Chitosan is produced by deacetylation of chitin. Chitin, chitosan and their derivatives have various industrial uses from wine clarification to drug delivery.
Chitin and chitosan
Carotenoids from B. trispora, especially beta-carotene, have a wide spectrum of applications. The consumers of B. trispora carotenoids are companies that manufacture food and beverages, dietary supplements, animal feed and cosmetics. For their convenience carotenoids extracted from the biomass are formulated into crystal suspensions in oil and powders dispersible in water.
Про технологію ферментації
Ферментація - загальний термін, що застосовується до біотехнологічних процесів перетворення різних органічних субстратів у цільові продукти ферментами, що містяться в живих клітинах.
- Ферментація є одним із найстаріших виробничих процесів в історії: хліб, вино, пиво, сир та багато інших харчових продуктів виробляються шляхом ферментації.
- Сучасні технології ферментації, як правило, використовують різні органічні побічні продукти та відходи як ферментаційні середовища для виробництва метану, етанолу, лимонної кислоти, вітамінів, антибіотиків та специфічних білків, таких як інсулін або інтерферон.
- Більшість ферментативних процесів здійснюються мікроорганізмами, такими як бактерії та гриби.
- Процес ферментації відбувається в асептичних герметичних ємностях, які називаються ферментерами (див. фото).
- Технологія ферментації включає в себе стерилізацію ферментера та середовища, підготовку інокуляту та інокуляцію асептичного середовища мікроорганізмами, культивування мікроорганізмів за оптимальних умов постачання поживних речовин, регулювання температури та постійного перемішування. Після цього здійснюють відділення біомаси від середовища та подальшу переробку біомаси та/або середовища.
- Деякі мікроорганізми вимагають постійного постачання кисню, в такому випадку процес називається аеробною ферментацією.
Підводячи підсумок, ферментація є природним, екологічно чистим і поновлюваним виробничим процесом, що якнайкраще відповідає вимогам сучасності.
Про Blakeslea trispora
Blakeslea trispora - це мікроскопічний плесневий гриб, який був виділений з тропічних грунтів і в даний час культивується в науково-дослідних лабораторіях та колекціях культур у вигляді багатьох штамів (сортів). B. trispora має 2 статеві типи або напівштами: "+" і "-". При їхньому схрещуванні "+" напівштам стимулює "-" напівштам до синтезу помаранчево-червоного пігменту бета-каротину або, у певних умовах культивування, червоно-фіолетового пігменту лікопіну. Деякі штами B. trispora здатні накопичувати в середньому 7% бета-каротину або 5% лікопіну від сухої ваги біомаси. Аеробна ферментація B. trispora використовується для вирощування біомаси багатої на бета-каротин або лікопін, яку піддають екстракції для виготовлення цих пігментів.
- B. trispora є визнаною як нетоксигенне та непатогенне джерело бета-каротину (1) та лікопіну (2).
- Високопродуктивні штами B. trispora, які ми використовуємо в нашому процесі ферментації, походять з відкритих колекцій культур і є результатом ретельної селекційної роботи, проведеної в нашій лабораторії.
- Наші процедури селекції складаються з багатьох раундів розмноження напівштамів, їх схрещування та вибору найкращої комбінації для подальшого розмноження. Ми не використовуємо будь-які методи генної інженерії, тому наші штами не є ГМО.
- Ферментаційне середовище, який ми використовуємо, складається з побічних продуктів рослинництва і є оптимізованим для високого виходу біомаси з високим вмістом бета-каротину. Ми ретельно вибираємо наших постачальників інгредієнтів середовища, щоб уникнути джерел ГМО, тому весь процес ферментації та отримана біомаса не є ГМО.
- Біомасу вирощують, висушують, подрібнюють, упаковують під вакуумом в асептичних умовах та загортають в темну оболонку, щоб захистити бета-каротин від світла під час транспортування. Вона є готовою до екстракції для виробництва бета-каротину або до безпосереднього згодовування сільськогосподарським тваринам або в аквакультурі. В оригінальній упаковці біомаса може зберігатися у морозильній камері протягом 2 років, повністю зберігаючи свої оригінальні властивості та зміст.
- Після вилучення бета-каротину осад біомаси, що залишився, може бути використаний для виготовлення хітозану з хітину клітинної стінки грибів або все ще може бути згодованим тваринам як джерело білка та інших цінних сполук.
- Культурну рідину також можна використовувати як корм для тварин.
Отже, ферментація B. tripora та переробка біомаси є абсолютно безвідходними процесами отримання цінних продуктів, що не є ГМО.
Про грибні бета-каротин, лікопін і хітозан
Бета-каротин і лікопін належать до каротиноїдних пігментів. Каротиноїди B. trispora схожі на рослинні каротиноїди: бета-каротин моркви та лікопін помідорів. Каротиноїди мають 3 специфічні властивості: колір від жовто-оранжевого до червоно-фіолетового, антиоксидантну та А-провітамінну активність. Завдяки цим властивостям каротиноїди B. trispora використовуються в їжі, кормах та косметиці як натуральні барвники та функціональні інгредієнти.
Повністю-транс бета-каротин
Лікопін
- Бета-каротин B. trispora переважно складається з повністю транс-бета-каротину і є природною альтернативою синтетичному бета-каротину. Цей ізомер має найглибший колір і найвищу провітамінну активність серед інших форм бета-каротину, хоча його антиоксидантна здатність нижча, ніж у бета-каротину з водоростей. В ЄС бета-каротин з B. trispora схвалений як харчовий барвник E 160 a (iii), а лікопін як харчовий барвник E 160 d (iii) (3). У США бета-каротин з природних джерел допущений до застосування в їжі (4).
- Як антиоксиданти бета-каротин і лікопін захищають живі клітини від окисного пошкодження, пов'язаного зі старінням, забрудненням навколишнього середовища та нездоровим способом життя. Як провітамін А бета-каротин необхідний для здорового розмноження, росту, розвитку, імунітету та зору. В ЄС бета-каротин (1) та лікопін (2) з B. trispora схвалені для дієтичного застосування.
- У тваринництві бета-каротин підвищує продуктивність у різних видів від птиці до великої рогатої худоби. Яскравий жовток - це специфічний ефект додавання бета-каротину до корму птиці. Бета-каротин з B. trispora здатний замінити астаксантин в кормах для лосося та ракоподібних в аквакультурі, оскільки ці тварини перетворюють бета-каротин у астаксантин.
- Бета-каротин може бути використаний як барвник у косметиці, включаючи призначену для застосування в області очей (5).
- Хітозан одержують шляхом деацетилювання хітину. Хітин, хітозан та їхні похідні мають різні промислові способи використання від освітлення вина до доставки ліків.
Хітин і хітозан
Каротиноїди з B. trispora, особливо бета-каротин, мають широкий спектр застосування. Споживачі каротиноїдів з B. trispora - це компанії, які виробляють продукти харчування та напої, харчові добавки, корми для тварин та косметику. Для їх зручності каротиноїди, екстраговані з біомаси, формулюються в суспензії кристалів у маслі та у порошки, що диспергуються у воді.
Video / Відео
August 2021
Photo / Фото
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
