Способ получения биостимулятора роста

Способ получения биостимулятора роста

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРА дрожжей из торфа, отличающийся тем, что проводят окисление водно-щелочной суспензии торфа при соотношении торф:щелочь: вода, равном 1:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHQ5Af СВИДЕТЕЛЬСВ Ву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССДР

ПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3607369/23-04 (22) 10,. 06 . 83 (46) 30.12.84 Бюл. ¹ 48 (72) Г,В.Наумова, Л,В.Косоногова, . Г.И.Райцина и В.В.Лях (71) Институт торфа АН БССР (53) 632.811.98(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3345966/28-13, 1981.

2, Авторское свидетельство СССР № 614782, кл. А 01 N 61/00, 1976.

3. Косоногова Л.В., Евдокимова Т.А., Раковский В.Е. ГЖХ анализ состава продуктов окисления остатка от гидролиза торфа. — Известия

АН БССР. Сер. хим. наук, 1976, N 2, с. 72-76.

„.Я0„„3 333868 Д (У1) С 07 С 51/21; А 01 N 61/00 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИИУЛЯТОРА дрожжей из торфа, о т л и— ч а ю шийся тем, что проводят окисление водно — щелочной суспензии торфа при соотношении торф!щелочь: вода, равном 1: (0,2-0,4): (10-20), кислородом воздуха при 60-100 С, давлении 3-4 МПа в течение 3-4 ч с поо следующим охлаждением до 20 — 25 С, нейтрализацией до рН 7,5-8,0 фосфорной кислотой и выделением целевого продукта фильтрованием от остат-. ка.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения биостимулятора роста дрожжей иэ торфа путем окисления его водно-щелочной суспензии при соотношении торф:щелочь:вода, равном 1:(0,2-0,4):(10-20) кислородом воздуха при температуре 60-100 С, давлении 3-4 MIIa в тео чение 3-4 ч с последующим охлажде-. о нием реакционной массы до 20-25 С, нейтрализацией до рН 7,5-8,0 фосфорной кислотой и выделением целево50

Ф 1131

Изобретение относится к способу получения нового биостимулятора роста из торфа, обладающего стимулирующим действием на кормовые белковые дрожжи, и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ получения биомассы дрожжей иа неуглеводных средах, предусматривающий использование в качестве биостимулятора роста 10 оксидата бурого угля, полученного при обработке его перекисью водорода в количестве 10Х от органичес-. кой массы сырья в среде ЗЕ-ного водо ного раствора аммиака при 120 С в те- 15 чение 4 ч j1).

Однако состав стимулятора охарактеризован только содержанием элементов С, Н, И и О. Кроме того, указанный способ позволяет получить 20 стимулятор, проявляющий высокую активность только при выращивании дрожжей на неуглеводных средах.

Известен способ получения биостимулятора рота, предусматривающий 25 окисление водно-щелочной суспензии торфа (соотношение торф:щелочь:

:вода 1:(О, 1-0,4): 10 кислородом воздуха при температуре t05-160 С и давлении 5-10 атм в течение 0,55,0 ч с последующим отделением неI окисленной части торфа, упариванием фильтрата и сушкой целевого продукта до порошкообразного состояния j2J .

Однако такой способ позволяет получить продукт, увеличивающий прирост биомассы сельскохозяйственных растений и животных, но не обеспечивающий эффективного стимулирующего действия на кормовые

40 белковые дрожжи!

Целью изобретения является получение нового биостимулятора роста из торфа, обладающего стимулирующим действием на кормовые белковые дрожжи.

868 2

ro продукта фильтрованием от остатка.

Концентрация органических веществ в растворе биостимулятора составляет 3-5Х в зависимости от вида окисляемого т орфа и .гидромодуля.

Концентрация биостимулятора, получаемого по данному способу с учетом минеральных добавок — 4,5-7К. Жидкий раствор биостимулятора более эффективен, так как при упаривании его улетучиваются отдельные летучие кислоты, наличие которых в питательной среде, содержащей углеводы в качестве источника углеродного питания, способствует увеличению выхода биомассы дрожжей. Но для повышения транспортабельности продукта биостимулятор можно получать и в сухом виде. Для этого оксидат упаривают о и высушивают при 90-95 С известным способом до порошкообразного состояния> При использовании биостимулятора в виде горошка выход биомассы дрожжей снижается на 2-57.

Концентрацию биостимулятора определяют весовым методом: 5 мл оксидата упаривают досуха на водяной бане и сушат в сушильном шкафу при о

90 С до постоянного веса.

Химический состав органических веществ, входящих в состав биостимулятора, определяют в жидком продукте, выделенном из реакционной пульпы до нейтрализации ее фосфорной кислотой (3) следующим образом.

Суммарное содержание органических веществ 5 мл оксидата, разбавленного в 50 раз пропускают через ионооб менную смолу КУ-2 в Н -форме, а за+ тем упаривают элюат на водяной бане о ю сушат при 90 С и взвешивают на аналитических весах.

Содержание высокомолекулярных кислот (BMK) определяют подкисления отдельной пробы оксидата 4 н НС1 до рН 2,5. Выпавшие в осадок BMK отделяют центрифугированием сушат .при о

У

90 С до постоянного веса.

При определении содержания низкомолекулярных органических кислот из низкомолекулярной фракции после удаления BMK отгоняют с паром летучие кислоты, которые оттитровывают. ,После отгонки летучих кислот низкомолекулярную фракцию экстрагируют серным эфиром. По выходу эфирного экст1131868 4 ракта определяют количество нелеt тучих кислот. I

Количество водорастворимых кислых полисахаридов определяют осаждением их этанолом из низкомолекулярной фракции оксидата.

Пример 1. 100 r магелланикум-торфа со степенью разложения

IОХ (из расчета на абсолютно сухое вещество) смешивают в 2 л 2Х-ного водного раствора едкого натра. (соотношение торф : щелочь : вода =

1 : 0,2 :20).Полученную суспензию окисляют воздухом в проточном (по окирлителю) реакторе-автоклаве периоl о f дического действия при 90 С и 3 MIIa в течение 3 ч при скорости подачи воздуха 5 л/мин. По окончании окисления реакционную массу охлаждают о до 20 С, нейтрализуют с помощью орто-фосфорной кислоты до рН 7,5 а затем разделяют путем фильтрования на жидкую и твердую фазы. Жидкую фазу используют в.качестве стимулирующей добавки к древесно-гидролизной среде. Выход целевого продукта, считая на органическую массу торфа, составляет 51,4Х.

Химический состав оксидатов (целевого продукта) магелланикум-торфа показан в табл.1.

Пример 2. 100 r осокового торфа со степенью разложения 25 (из расчета на абсолютно сухое вещество) смешивают с 2 л 2 -ного водного раствора едкого натра. Полученную суспензию окисляют воздухом в проточном (по окислителю) реактореавтоклаве периодического действия при 100 С и 4 МПа в течение 4 ч при скорости подачи воздуха 5 л/мин.

По окончании окисления реакционную массу охлаждают до 25 С, нейтралио зуют орто-фосфорной кислотой до рН 8, О, а затем разделяют путем фильтрования иа жидкую и твердую фазы . Жид— кую фазу используют в качестве стимулирующей добавки к древесно-гидролизной среде. Выход целевого продукта, считая на органическую массу торфа, составляет 78,3 .

В составе полученного препарата содержатся компоненты, указанные в табл.2 °

Аналогично были получены стимуляторы роста при других технологичес- S5 ких параметрах.

Данные о влиянии температуры, давления, продолжительности на процесс окислительной деструкции магелланикум-торфа, в частности на выход биостимулятора представлены в табл.3.

Высокий выход биостимулятора (51,466 9 ) достигается в интервале темпео о ратуры 60-100 С при избыточном давлении 3-4 MIIa и продолжительности процесса 3-4 ч. Понижение темпераа туры окисления ниже 60 С нецелесообразно из-за низкого выхода биостимулятора. Низкий выход биостимулятора получен и при снижении избыточного давления до 2 МПа. Дальнейшее увеличение продолжительности окисления и повышения давления экономически также нецелесообразны, так как выход целевого продукта практически не изменяется. Повышение температуры окисления увеличивает выход стимулятора, но значительно уменьшает его биоло— гическую активность.

B результате применения указанных технологических режимов исходное сырье — торф подвергается глубокой окислительной деструкции в более мягких температурных условиях под воздействием высокого избыточного давления, что способствует образованию низкомолекулярных.продуктов, обладающих повышенной биологической активностью по отношению к белковым дрожжевым микроорганизмам.

В табл.4 приведены результаты исследования влияния расхода щелочи и воды (гидромодуль) на выход биостимулятора при окислении магелланикум-торфа (температура окисле0, ния 90 С, давление 3 МПа, продолжительность окисления 3 ч).

Как видно из данных табл.4 при получении стимулятора роста путем окислительной дейструкции водно-щелочной суспензии торфа оптимальным является соотношение торфа, щелочи и воды 1 0 2-0,4:10 — 20. За пределами этого соотношения процесс неэкономичен.

Использование торфо-фосфорной кис-. лоты для нейтрализации реакционной йульпы сокращает расход солей фосфора, вносимых в питательную среду при выращивании дрожжей.

В табл.5 приведены результаты исследования биологической активности оксидатов магелланикум и,окосового торфа, полученные по данному способу и биостимулятора, полученного по способу (2) . Биологическую активность определяют по выходу биомассы дрож11318

Компоненты

Содержание, в продукте на органическую массу продукта летучие с паром

0,41

12,7 низкамолекулярные нелетучие

1,73

54,1

0,58

18,0

Высокомолекулярные (гуминоподобные) кислоты

0,48

15,2

Таблица 2

Компоненты

Содержание, на органическую массу продукта в продукте

0,49

12,6 низкомолекулярные нелетучие

2,19

55,8

0,41

10 5

0,80

21,1

Э жей, культивируемых на древесно-гидролизных средах с добавками торфяных оксидатов в количестве 0,050-0,001.

Дрожжи культивируют в аэраторе с перемешиванием 24 ч при 38 С.. Получен- 5

0 ные дрожжи отфильтровывают и высуши-. вают до постоянного веса. Степень биологической активности оценивают по выходу абсолютно сухих дрожжей (АСД) по сравнению с контролем (гид- 10 ролизат древесины), а также по содержанию белка в дрожжевой биомассе.

Как видно из табл.5 полученный данным способом в температурном интервале 60-100 С продукт при введении

его в питательную среду (гидролизат древесины — контроль) в незначитель) Органические кислоты:

Водорастворимые кислые полисахариды

Органические. кислоты: летучие с паром

Водорастворимые кислые полисахариды

Высокомолекулярные (гуминоподобные) кислоты

68 ном количестве 0,01 способствует повышению выхода биомассы дрожжей по сравнению с контролем на 20-34% при высоком (51,0-52,4%) содержании сырого протеина в биомассе. Самые высокие биостимулирующие свойства присущи продукту, полученному в области температур, не превышающих о

100 С. Данные таблицы покаэывают что оксицат, полученный по способу(2 обладает незначительной биологичес- кой активностью при выращивании кормовых новых дрожжей.

Полученный по предлагаемому способу продукт обладает высоким биостимулирующим действием на рост кормовых белковых дрожжей.

Таблица 1

1131868

Т а

4,0

32,7

62,0

5,ý

4,0

54,8

32,1

13,1

4,0

65,3

20,7

14,0

4,0

100

66,9

18,4

14,7

4,0

110

68,1

16,3

15,6

14,9

130

4,0

67,9

17,2

24,5

1,0

65,4

10,1

2,0

46,8

40,0

13,2

3,0

51,4

34,9

13,7

4,0

65 3

20,7

14,0

90.

3,5

64,8

18,6

4,0

50,3

35,8

13,9

4,0

65,3

20,7

14,7

4,0

12,2

15,2

4,5

15,8

Гидромодуль

Выход, % на органическую массу торфа со

10,3

14,2

10

16,6

28,8

20

45,4!

5,1

39,5

30

13,?

51,4

34,9

12,4

52,1

35,5

50

30,7

10,6

58,7

52,3

33,7

40

Расход Na08,- % на органическую массу торфа

72,7

72,4 бистиму— лятора

Таблица 4 неокисленного торфа

75,5

54 6

1131868

АСД, Ж контролю

Концентрация оксидата

4 в среде, 7 органич.

Температура окисления, С о массы

48,3

140

50,8

20.

12

51,0

22

51,6

90

52,2

51,1

20

51,5

100

51,8

100

100.

О, 001

0 050

51,6

51,3

110

51,1

110

110

50,4

50,0

130

130

50,3

130

50,1

0,010

0,050

0,010

0,001

140

49,9

60

50,1

50, 1

60

50,6!

Объект исследования

Оксидаты магелланикум-торфа

По иэвестному способу (2) По предлагаемому способу

Оксидаты осокового торфа

По иэвестному способу (2) . По предлагаемому

0,010 у 3

0,050

0,010

0,001

0,050

0,010

0,001

0,050

0,010

0,010

О, 001

0,050

0,010

О, 001

Т а блица 5

Содержание сырого протеина в биомассе, Е

1131868

Продолжение табл.5

Объект исследования

Температура окислео ния, С массы

51,4

0,050

0,010

52,4

90

51,3

90

100

51,0

100

52,0

100

51,2

12

110

50,3

110

50,1

110

49,8

130

49,9

130

50,0

130

50 3

Составитель Л.Горбачева

Техред З.Палий Корректор, А.Тяско

Редактор Т. Веселова

Тираж 409, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9713/20

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Концент-. рация оксидата в среде, 7 органич.

0,001

0 050

0,010

0i 001

0,050

0,010

0,001

0,050

0,010 О, 001

АСД, Е к контролю

Содержание сырого протеина в биомассе, X