Способ выделения экзополисахаридов

Способ выделения экзополисахаридов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается способов выделения экзополисахаридов (ЭПС) из культуральной жидкости или водного раствора. Цель изобретения - упрощение процесса и повышение чистоты целевого продукта. Культуральную жидкость или водный раствор, содержащие ЭПС, помещают в среднюю камеру трехкамерного аппарата электроосаждения с полупроницаемой мембраной и пропускают постоянный электрический ток плотностью 0,5-50 мА/см<SP POS="POST">2</SP> в течение 10-420 мин. ЭПС оседает на мембране в виде плотного гелевого осадка, который затем промывают и сушат. Бактериальные клетки и минеральные компоненты культуральной жидкости проходят через мембрану и накапливаются в анодной и катодной камерах аппарата. Выход ЭПС 95-98%. Полученный препарат содержит 90-95% углеводов и практически свободен от примесей бактериальных клеток. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ .К СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4280883/30-13 (22) 08. 07. 87 (46) 15.03.90. Бюл. 9 10 (71) Ладыжинский завод ферментных препаратов (72) Е.Ф. Григорьев, В.А. Болоховская, В .Г. Халабузарь, Л.Ф. Кравец, В,В. Дерябин и Е.В. Бовина (53) 663. 1 5: 66. 065: 621. 3. 014 (088. 8) (56) Патент СССР У 929015, кл. С 12 Р 19/04, 1978.

Заявка на европатент 9 134649, кл. С 12 P 19/04, 1985. (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДОВ (57) Изобретение относится к биотехнологии и касается способов выделения; экзополисахаридов (ЭПС) из культуральной жидкости или водного раствоИзобретение относится к биотехнологии и касается способа выделения экзополисахаридов из культуральной жидкости или водного раствора.

Цель изобретения — упрощение про цесса и повышение чистоты целевого продукта.

Способ выделения экзополисахаридов заключается в следующем.

Культуральную жидкость, полученную в результате культивирования микроорганизмов — продуцентов экзополисахаридов,или водный раствор, содержащий экзополисахариды, помещают в аппарат электроосаждения с полупроницаемой разделительной мембраной, Ä.,SUÄÄ 1549996 А1 (51) 5 С 12 P 19/04, С 13 D 3/18, С 02 У 1/46 ра. Цель изобретения. — упрощение процесса и повышение чистоты целевого продукта. Культуральную жидкость или водный раствор, содержащие ЭПС, помещают в среднюю камеру трехкамерного аппарата электроосаждения с полупроницаемой мембраной и пропускают постоянный электрический ток плотностью

0,5-50 мА/см в течение 10-420 мин, ЭПС оседает на мембране в виде плот- ного гелевого осадка, который затем промывают и сушат. Бактериальные клетки и минеральные компоненты куль туральной жидкости проходят через мембрану и накапливаются в анодной и катодной камерах аппарата. Выход а

ЭПС 95-98%. Полученный препарат соЖ держит 90-95% углеводов и практически свободен от примесей бактериальных клеток, 3 табл.

Сл разделяющей электролитическую ячейку ФФ на анодную, катодную и среднюю части, C© и пропускают постоянный электрический {© ток плотностью 0,5-50 мА/см в тече- {© ние 10-420 мин. При прохождении пос- ©1 тоянного электрического тока через культуральную жидкость происходит движение макромолекул экзополисахаридов к аноду и задержка их на разделительной полупроницаемой мембране в анодной части алпарата электроосаждения. В результате повышения концентрации экзополисахаридов в этой чйсти

-аппарата они образуют гель, который затем отделяют и сушат.

1549996

Клетки микроорганизма продуцента и минеральные компоненты питательной среды, содержащиеся в культуральной жидкости наряду с экзополисахаридами, под действием электрического тока движутся к соответствующему электроду, проходят в силу малых размеров

1 через мембрану и накапливаются соответственно в катодной (клетки микроорганизмов и катионы) или анодной (анионы) частях электролитической ячейки аппарата. При этом движение всех компонентов культуральной жидкости осуществляется одновременно, т.е ° отделение биомассы продуцента и выделение целевого продукта происходит в одну стадию.

Влияние плотности электрического тока на выделение экзополисахаридов 20 и отделение биомассы микроорганизмов представлено в табл. 1.

Методом гель-фильтрации установлено, что получаемый экзополисахарид обладает большой однородностью 25 по молекулярной массе.

Пример 1, Культуральную жицкость, полученную при культивировании штамма Xanthomonas campestris ВКПМ

В-8162, помещают в основную камеру аппарата электроосаждения, отделенную от катодной и анодной камер полупроницаемой разделительной мембраной, Через графитовые электроды, погруженные В циркулирующую по замкнутому циклу водопроводную воду„пропускают постоянный электрический ток плотностью 4 мА/см ° Через 4 ч систему от2 ключают, надосадочную кидкость сливают, анодный гелеобразный осадок 10 промывают изопропанолом и сушат в вакууме.

Зав и симос ть выхода и к ачес тв а полисахарида от плотности тока и продолжительности электрообработки приведены в табл. 2 и 3 соответственно.

Как видно из табл. 2 и 3, в интервале плотности тока 0,5-50 мА/см2 и при продолжительности электрообработки 10-420 мин повышается степень чистоты препарата полисахарида при сохранении высокого выхода.

Hp и м е р 2. Культуральную жидкость, полученную при культивирова55 нии штамма Bacillus polymyxa ВКПМ

В-1459, обрабатывают так, как описано в примере 1, при плотности тока

2 мА-см в течение 5 ч. Получают

2 плотный анодный осадок, промывают его изопропанолом и сушат. Получают полисахарид с содержанием углеводов

90 . и молекулярной массой 5 i10 2 5 ° 10 . Выход 90 ..

Пример 3. Препарат полисахарида ксантана "Sigma" растворяют в воде до концентрации 1 и полученный раствор обрабатывают, как описано в примере 1. Получают препарат с содержанием углеводов 92, Выход 95%.

Пример 4. 100 мл 0,5 -ного водного раствора полисахарида аубазидана помещают в среднюю Камеру аппарата электроосаждения с мембраной из пленки УАМ-200. Плотность тока

3,5 мА/см, напряжение 18 В, продол2 жительность электрообработки 4 ч.

На мембране со стороны анода получают плотный гелевый осадок аубазидана, После его обезвоживания 3-кратным объемом изопропанола и высушивания в вакууме получают 0,475 r сухого полисахарида. Выход 95, Гель-фильтрацию осуществляют на колонке с сефарозой 4Â. Количественное определение углеводов в получаемом препарате полисахарида выполняют спектрофотометрически по реакции с фенолом и концентрированной Н SO .

Препарат полисахарида практически не содержит примесей бактериальных клеток, Деградации полисахарида в электрическом поле не происходит.

Для проведения способа не требуется разбавления культуральной жидкости и центрифугирования, что существенно упрощает процесс выделения полисахаридов.

Формула и э обретения

Способ выделения экзополисахаридов из культуральной жидкости или водного раствора осаждением, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения чистоты целевого продукта, через культуральную жидкость или водный раствор, содержащие экзополисахариды, пропускают постоянный электриФ ческий ток плотностью 0,5-50„0 мА/см, процесс ведут в аппарате электроосаждения с разделительной полупроницаемой мембраной, на которой в анодной части аппарата осаждают целевой продукт в виде геля.

1549996

Т а блица 1

Содержание полисахарида, г/л

Анод Катод

ПлотСодержание биомассы, г/л нос ть тока, . мА/см

Исходное После обработки

Анод Катод

Исходное После обработки

12,5

5,5

;«и»

«и и

Таблица 2

Плотност

Молекулярная масса, Д

Выход полисаСодержание углеводов, Ж тока, мА/см ха рида, Ж

4 10"-2.10

4 10 -1,8 10

4 0+-2, 5 . 10

3,4 10"-1,9 10

3,2 104-1,6 10

63,0

91,0

90,0

90,0

?5,0

П р и м е ч а н и е. Продолжительность электрообработки 6 ч.

Таблица 3

Выход .полисахарида,.X

Содержание углеводородов,7.

Молекулярная масса,Д

3,6 1-04-2,1 ° 10

3,5.10 -2,2 ° 10 .4,0 10 -2,3.10

3,4.10 -2,0 )0 2,4 "104-1,8 10

П р и м е ч а н и е. Плотность тока 10 мА/см .

Составитель Г. Голева

Редактор Л. Веселовская Техред М.Дидык Корректор A. Обручар

Заказ 248 Тираж 493 Подл ис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

О,!

0,5

4,0

50 0

60,0 и

1l

II и

0,1

0,5

4,0

50,0

60,0

Продолжительность, мин

500

38,3

45,2

52,3

59,4

60,2

50,0

98,0

95,0

95,0

80,0

80,0

95,0

96,0

98,0

87,0

2,4

1 8

0,9

0,4

0,4

70,0

90,0

94,0

95,0

80,0

2,8 )0,5

2,2 12,4

0,3 20,3

О, 1 .22,2

0,06 23,0