Способ выращивания микроорганизмов

Способ выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и) 550421

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.10.74 (21) 2066218/13 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 17.05.77 (51) М. Кл."- С 12В 1/08

С 12В 3/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 663 14 636 087 .031 (088.8) по делам изобретений и открмтий (72) Авторы изобретения

С. В. Чепиго, Н. И. Коротченко, А. Л. Красинская и О. В. Самохина (71) Заявитсль

Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к выращиванию различных микроорганизмов, например, на жидких питательных средах.

Способ может быть использован при культивировании различных микроорганизмов как в лабораторных, камерных, так и в промышленных условиях, например, прп получении дро кжей на утлеводных или углеводородных субстратах.

Микроорганизмы обычно выращивают па питательных средах, содержащих источники углерода, азота, фосфора, калия и других веществ, необходимых для роста и развития клеток микроорганизмов, с добавлением при необходимости стимуляторов роста. Микроорганизмы для роста и развития требуют определенных условий, например, по температуре, рН среды и т. и. При неблагоприятном значении рН среды рост и развитие микроорганизмов замедляются, а затем прекращаются.

Обычно применяемые для выращивания микроорганизмов питательные среды не обладают буферными свойствами.

Известны синтетическая среда К. П. Андреева, которая обеспечивает в процессе интенсивного размножения дрожжей самопроизвольное поддержание оптимальной величины рН в пределах 4 — 5 (1). Среда Андреева содержит глюкозу (или другие индивидуальные мопосахариды, или их смесь в любых соотношениях), уксусную кислоту, ортофосфорную кислоту, хлористый калий, сернокислый магний, однозамещенный фосфорнокислый кальций, кремнекислый натрий и водный аммиак.

При этом конкретное содержание компонентов определяется количеством моносахарида в среде.

Однако известная питательная среда имеет ограниченное применение, так как пригодна только для выращивания дрожжей на сахарсодер ж а щи х среда x..

В связи с этим прп выращивании различных микроорганизмов на различных средах для поддержания величины рН в оптимальных пределах в процессе культивирования осуществляют добавление щелочных агентов, таких как мел, аммиак, едкое кали и т. д.

20 (2). Однако постоянное пли периодическое добавление, например, аммиака в течение всего процесса выращивания усложняет его, приводит к внесению инфицирующей микрофлоры н увеличению расхода азота.

25 Кроме того, в питательные среды добавляют гидролизаты синезеленых водорослей, кератинсодержащего сырья, различные сахарсодержащие среды в качестве стимуляторов роста и/или источников дополнительного пита30 ния (3 — б).

550421

Азот аммоиийиый и аминиый

Обработанный активиый ил

КальVHé

Марганец

Медь Магний

РО;

Хром

Железо

Цинк!

1645

180

120

50

300

900

Осветлеииый фильтрацией

154

1920

240

245

200

77,5

19,8

1700

Неосветлеииый

Обработку суспеизии, содержащей 2,2o„ абсолютно сухого вещества, проводят серной кислотой при рН

0,02, 95 С, в течение 10 мин.

Таким образом, обработанный активный ил содержит все необходимые для роста микроорганизмов химические элементы.

Выращивание микроорганизмов, например дрожжей, проводят в условиях аэрации на синтетических питательных средах, содержащих в качестве источника углерода сахара и/или углеводороды, например парафины, а также необходимые для роста клеток источники азота, фосфора, калия, магния и др.

Процесс осуществляют периодически или непрерывно при рН в интервале для дрожжей

Однако во всех этих способах не обеспечивается самопроизвольное поддержание оптимальной величины рН в процессе ферментации. Ближайшим техническим решением по своей сущности является способ увеличения выхода дрожжей Saccharomyces путем их выращивания на среде, содержащей в качестве питательны., веществ раствор, получаемый при экстракции горячей водой активного ила, образующегося при обработке фекальных сточных вод (7).

Недостатком указанного способа является то, что экстракт активного ила, полученный при близкой к нейтральной величине рН, не придает среде буферных свойств, а используется только как дополнительный источник питания.

С целью стабилизирования рН питательной среды в оптимальной области для роста микроорганизмов, а также снижения расхода минеральных солей и интенсификации процесса ферментации по предлагаемому способу выращивание микроорганизмов осуществляют на питательной среде, в которую добавляют

1 — 10%-ный (преимущественно 2 — 3%-ный) раствор кислотного экстракта активного ила в количестве 0,5 — 99,5 об. %, преимущественно 25 — 50 /о, в расчете на объем питательной среды.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Микроорганизмы, например дрожжи, выращивают на различных питательных средах, к которым добавлен раствор кислотного экстракта активного ила, полученного при обработке ила кислотой, предпочтительно при рН менее 5,0 и температуре в интервале 10—

100 С. Время обработки активного ила зависит от температуры нагрева и кислотности: так при рН 0,01 — 0,3 и температуре 80 — 100 С время выдерживания составляет 10 — -30 мин.

При этом обработанный кислотой активный

5 ил представляет собой жидкость, мутную или прозрачную (после осветления, например, осаждением или фильтрацией), содержащую полньш набор минеральных химических элементов, необходимых для питания микроорга10 низмов.

Добавление к питательным средам раствора кислотного экстракта активного ила в количестве 0,5 — 99,5 об, %, предпочтительно

25 — 50 об. %, дает возможность стабилизиро15 вать оптимальное значение рН в процессе ферментации различных микроорганизмов и уменьшить расход минеральных веществ, используемых в процессе приготовления питательных сред. При этом можно использовать

20 активный ил, образующийся при биологической очистке различных сточных вод, например предприятий микробиологической промышленности, городских станций аэрации и т. п. Для обработки кислотой может быть

25 использован активный ил с любым содержанием влаги. Высушенный ил разбавляют водой до содержания сухого вещества 1 — 10, предпочтительно 2 — 3%. Кислотный экстракт при необходимости может быть высушен и

33 использован в виде порошка.

Химический состав кислотного экстракта может варьировать в зависимости от состава активного ила, а также от его обработки. В

35 таблице представлено содержание îcíîâíûx химических элементов в кислотном экстракте активного ила мг/л ", полученного на Московской городской станции аэрации.

3,5 —:5,5, для бактерий — 6,5 —:8,0 и темпера55 туре, оптимальной для роста культивируемого микроорганизма, в интервале 25 — 40 С, предпочтительно 30 — 36 С.

При выращивании используют обработан60 ный кислотой активный ил, который добавляют в количестве 0,5 — 99,5 об. % к объему питательной среды, предпочтительно 25—

50 об. %.

Выращенную биомассу выделяют любым

65 известным способом, например фильтрацией.

550421

Формул а изобретения

0,5

0,2

0,2

Составитель Н. Коротченко

Текред Н. Караидашова Корректор Л. Котова

Редактор Т, Логинова

Заказ 62!/8 Изд. Уо 327 Тираж 589 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изоорстсипй и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раугнская нао., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Уста ноьлсно, что добавление кислотного экстракта активного ила в количестве даже

1% уже оказывает положительное влияние на стабилизацию кислотности среды в процессе выращивания микроорганизмов, а добавление 25- — 50 кислотного экстракта активного ила к среде с глюкозой или парафином обеспечивает поддср>кание постоянного оптимального значения рН среды и увеличение выхода дрожжей на 16 — 102%.

Предлагаемый способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Дрожжи Candida scottii выращивают в колбах на качалке при 34 С на среде, содер>кащей в 1 л, г:

Глюкозы 10

Однозамещенного фосфорнокислого аммония 2

Двузамещенного фосфорнокислого аммония 0,5

Сернокислого калия 0,2

Сернокислого магния 0,2

Дрожжевого автолизата 10

К 50 мл указанной среды добавляют 50 мл экстракта активного ила, полученного выдерживанием активного ила Московской городской станции аэрации с содержанием 2% абсолютно сухих веществ в течение 1 ч на кипящей водяной бане при рН 0,01. Доводят рН готовой среды до 5,5 и после стерилизации засевают культурой дрожжей. Через 48 ч выращивания рН среды снижается до 5,0, что находится в пределах оптимального значения рН для культивируемого штамма дрожжей (в контроле на той же питательной среде без добавления экстракта активного ила рН равен 2,0) . Выход абсолютно сухой биомассы от глюкозы составляет 138 /о (в контроле 36).

Пример 2. Дрожжи Candida guilliermondii выращивают в колбах на качалке при

34 С на среде, содержащей в 1 л, г:

Очищенного жидкого парафина нефти 10

Однозамещенного фосфорнокислого аммония 2

Двузамещенного фосфорнокислого аммония

Сернокислого калия

Сернокислого магния

К 75 мл указанной среды добавляют 25 мл экстракта активного пла, приготовленного как указано в примере 1. рН готовой среды доводят до 5,5 и после стерилизации засевают культурой дрожжей. Через 24 ч культивирования рН среды составляет 5,2 (в контроле на среде без экстракта рН равен 2,5), Выход абсолютно сухой биомассы от парафина составляет 94,6 /о (в контроле 58 /о).

1. Способ выращивания микроорганизмов в условиях аэрации в питательной среде, содер>кащей источники углерода, азота, необходимые соли и стимуляторы роста, при поддер20 >канин рН среды в оптимальной области, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизирования рН среды в оптимальной области, снижения расхода минеральных солей и интенсификации процесса, в питательную среду

25 вводят 1 — 10%-ный раствор кислотного экстракта активного ила в количестве 0,5—

99,5 об. % в расчете на объем питательной среды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 30 что преимущественно используют 2 — 3%-ный раствор кислотного экстракта активного ила в количестве 25 — 50 об. .

Источники информации, принятые во вни35 мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 279549

М. Кл. С 12В 3/12, 1969 r.

2. Патент Франции М 1384253, кл. С 12D

1965 г.

40 3. Авторское свидетельство № 275032, М. Кл. С 12С 5/00, 1968 г.

4. Авторское свидетельство № 189787, М Кл. С 12В 3/12, 1963 г, 5. Авторское свидетельство № 229410, 45 М. Кл. С 12С 11/08, 1967 r.

6. Авторское свидетельство № 241372, М. Кл. С 12D 5/00, 1966 г.

7. Патент Японии № 47-20388, кл. 36(2)

В 12, 1972 г. (прототип).