Способ культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ())в

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.10.75(21) 2181655/28-1 (51) М. Кл.

С 12 К 1/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (32) 16.10.74 (31 ) ПВ 7092-7 4 (33)ЧССР (43) Опубликовано 25.04 78. Бюллетень №1

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК576.8.093.1 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 12. (-тЛ 8.

Иностранцы

Лпеш Пркоп, Мироспав Соботка, Мироспав Швойгр, Зденек Фенцп, Мирослав Рут, Ян Квасничка и Франтишек Штрос (ЧССР)

Иностранное предприятие

П

"Хемопетроп, Конйерн про Хемискы прумысл а зпрацовани ропы

ЧССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВЛНИЯ

МИКРООРГЛНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается кулитивирования микроорганизмов в питательной среде.

Известен способ культивирования микроорганизмов в питательной среде, содержащий кислый фосфат калия, аммониевую соль сильной минеральной кислоты и источник углерода, при поддержании рН путем добавления источника углерода и основания 11).

Однако такой способ не обеспечивает эффективного культивирования микроорганизмов.

Целью изобретения является повышение эффективности культивирования.

Это достигается тем, что рН питательной сре-. ды поддерживают в пределах 2,0 — 6,0 введением неорганического основания и источника углерода, который вводят в количестве 75 — 85% от теоретически требуемого, при этом остальное количество вводят в течение 5 †1 сек с момента повышения концентрации кислорода на 10 — 80% от концентрации насыщения.

Кроме того, в качестве неорганического основания используют аммиак, а в качестве источника углерода — этанол или н-алканы.

Питательная среда включает в свой состав минеральные соединения, содержащие необходимые элементы, в том числе рассеянные элементы и источники углерода такие, как угле2 водороды, особенно н-алканы. метанол, этанол, уксусная кислота, сахароза, глюкоза или сульфнтныс растворы.

Если источник углерода не pBcTBopll l в воде или если это )еобходимо, то еl î вводят из

1) отделы(ого дозатора, а нс совмест)п с основанием.

Теоретическое количество источника углерода составляет то количество, которое можно рассчитать по среднему содержанию азота в образующейся биомассе и коэффициенту выхода.

Постоянной насыщения является концентрация углерода, приводящая к снижению скорости роста на половину максимальной величины. Концентрация кислорода в установившем15 ся состоянии в культивируемой среде составляет определенную концентрацию кислорода, растворенного в кхльтивирхемой среде, которая имеется в том случае, когда существует оптимальная концентрация источника углерода. Концентрация насыщения кислорода в куль тивируемой среде составляет максимально возможное количество кислорода, которое может оыть растворено в культивируемой среде при темпера I óðå и давлении культивирования независимо от того, являются ли другие условия культивирования оптимальными. Количество з 603662 источник» углерода, вводимого отдельно д»я регугп(рования углеродного ба I;»ica, должн() б! (Ть,(0 Та I()÷íûì, чтобы вызвап сIII))KCIIIIc концентрации растворенного кислорода до Koilцен);)ации в установившемся состоянии за Врс мя or 30 до 120 сек (предпочтительно за 30 сск)

Микроорг((низх(ы, которые могут быть использованы, включают в свой состав бактерии, дрожжи и плесени, например Candida utilis и С а и а i с! à i р о l x t i с а.

Пример /. Культивирование дрожжей Canclic13 ntjIis проводят в бродильном чане общим объемом 30 л и рабочим объемом 15 л в среде, в которой в качестве источника углерода используют синтетический этанол. Бродильный, чан снабжен механической мешалкой и скорость растворения кислорода достигает 280 молей кислорода в 1 час на 1 л. Сырой использованный этанол содержит 90 об. /p (85,7 вес."/p) эт; п<)»а.

l (птательная среда для выращивания 10 г/л (. ) Х>(Х (()О.+ ЕИ < 0 (ЕРс>;И I i(j) Bol!3>!3;! allo Н3

B Г (.";11 1:.SO > 4

I j "РО 0,8, х1<) . . О, 711,0 0,25

ZnSC) 7H)0 0,01

К 15 л основной среды в бродильном чане 25 с рН 4,=..;добавляют закваску, соответствую(цую началь<юй концентрации c) xèx дрожжей 2 г/л и 15 мл этанола. После этого начинается процесс куль гивпрованпя, протека(огций при 30 С. рН срс.:((.! регулируют так, чтобы его величина составляла 4.0. Для этого -используют одноЗо позиц((о(I. IB!é регулятор с заданным значением

4 О. Если рl l культивируемой среды Ila laeT ниже 4,0, то си(на (, Ilo(. тупа(о(ций из рН-метра вк Ito>l!l(т .Озатор. Нри помощи которого вводят и «÷«cB аммиака и этапо»3. Отношение

c! X i ) l l 3 K 3 . С П Н Т С Т Н Ч С С К О . > -.) 3 Н О 1 М, K 0 T 0 17 0 <.

1IeO0X0tII >(О B."5ITt>, 7()СС>(ИТЫ В(ПОТ, IICXO3 II !(3 сод(prh)! I! (()! < схих Jpo?K?Keй (10 г/л, т. е.

100 ) !Ij)< д(!О»а гаемого сод< рж(lния 330та (10" <),ia вес сухой биомассы) и коэффиi. ((ента в((хода (0,68). На основании этого расчета по»х «ю смесь аммиака и 80 /р от рас I(тного (,Ог((! !ecTI, этапола.

Недо< та ок источника; глерода B кус(ы и пиру«мой cреде зафиксирован в течение 5--10 сск на Oclioii(быстрого повышеш(я концентрации 4, кпс,(орода, которая увеличивается от !О до

30"/;,. oi концентрации насы(цсния, определенной при помо(ци анализа гора для растворенного кислорода полярографического типа.

Фотоэлектрический регулятор, соединенный с кнс. )I)un!BI)I анас(из;)тором, подает сип(ал, который о(к!7! (Вает (озатор. Из дозатора вводят до)н) IIIHTcctüít.té этапол. Г!осле добавления

3T II!0. l3 концентрация растворенного в куль.пВацнонной среде кислорода падает примерно

В течение 10 сек до 10 / от концентрации

tIach(lHelIII5I. Затем вновь проводят дозирование этанольной смеси. Гlриблизительно 20% от об(пего коли (сства (оглогценного этанола вводят дополшггельнь! способом. Общее количество поглощенного: процессе .-ультивирования этанола составл: т 220 г абсо.потного 60 этанола. Процесс культивирования заканчивается через 6 час. Из 1 г абсолютного этаnî l3 получают 0,64 г сухого вещества дрожжей с содержанием 0,408 г сырого белка. Сух0е вещество биомассы содержит 9,8О) p нукг(еИ Н 0 В Ы Х K I4 C Jl O T .

При.)(ер 2. Культивиронаttllc . ц < ?K кей (llldid;i !(ро!уtica в присутстнии Отде»ьн(,(х парафинов в качестве источника углерода проводят в том >ке бродильном чане и с использованием тех же основных материалов, что и культивирование, описанное в примере l. Использованные парафины содержат 99,5 вес.о/о н-алкгнов, оо.Ibllll4IIcTB() ))t л(.водо!70» В им<нет !4 — 17 у!,I(. РОДII ЫХ ЯТ ОХ(ОВ И IIX ПЛО НОСТЬ СОСТ(! В ляет 0,97 r см . К 15 л основной среды добав IHK)T закваску в количестве, соответств — ющем начальной концентрации сухих дрожжей 2 г/л и 10 н-алканов, необходимых для инициирования процесса биосинтеза.

Затем начинается процесс культивирования, который протекает при те.tt!epaType 34 C и рН 4,5. Для регулирования величины рН и автоматического дозирования и-алканов испо»ь зуют Oднопозиционный регулятор с заданным значением рН 4,5. Если рН культивируемой среды падает ниже 4,5, то сигнал, поступаюгцнй из рН-метра, открывает дозатор, при помощи которого осуществляют подачу смс си аммиака и н-алканов. Отшнпение аммиака с отдельным н-алканом рассчитыва(от исходя нз выхода сухой дрон(жевой биомассы (10 г л), и редполагаемого содержания азота (9,5 /о j, а также коэффициента выхода (I j. Готовят смесь аммиака и 80О/р от расчетного кол,i".; тва и-а»капов. Аммиак разбавляют в (о; до того же объема, что и и-а»каны и с< пненные дозаторы вводят одинаковые объемы аммиака и и-алканов. О недостатке источника уг iepo;(a в культивационной среде свидетельствует быстрое повышение в течение 120 сек концентрации растворенного кислорода от 20 до 60", (, .от концентрации пасы(пения. Используют анализатор растворенного кислорода гальванического типа.

Фотоэлектрический регулятор, соединеш(ый с кислородным анализатором, подает сигнал, который открывает клапан, регулиру(ощий введение дополнительного количества н-алканов.

Дополнительно вводят примерно 20"/< от расчетного количества н-алканов. Проц cc культивирования заканчивается через 6,5 час, когда достигается заданный выход сухой биомассы.

Полученный материал содержит 138 г сухих дрожжей, что соотвегствхет Koa(!)(!)III(l(c Выхода 1,05, 1. е. Из 1: н-алканов получают 1, (15 г сухого вещества дрожжей. Полученная о»<)масса B пересчете на сухое вещество дрожжей содержит 9,00/) азота, 6,2% сырых липидов и 0,25% неиспользованных углеводородов. Сухое вещество биомассы содержит 8,27/p нуклеиновых кислот.

При,)(ер,) . Культивирование бактерий Meth jomonas methanolica на метаноле как единственном источнике углерода производят в том же ородильном чане, что в примере I. Концентрация используемого метанола 98 об. /„.

603662

Фор 11 ула изобретения

Составитель Г. Смирнова

Тс ред О. Луговая Кор ректо р A. Гр и ненко

Тираж 568 Г1одписнос

Редактор А. Бор

Заказ 2007/23

ЦНИИГ1И Гo«ударственного комитета Совста Министров СССР по дела м изооре Tt H èé II отк1н»т и 11

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раугиская нао. л. 4/5

Филиал Г11111 «Г!атснт», г. жгород, ул. !1росктная, 4

Питательная среда для выра1цивания 01, л по сухому веществу содержит в (в г): (NH1) 80, 0 5

КН«РО4 0,8

MgSO., 7Н,0 0,25

ZLtSO 4.71! «О 0,0001

FeC(з 6Н «О 0,008

СаС!а 2Н«0 0,0003

CuSO4 5Н 0 0,0001

MLt SO 4. 4Н «О 0,0001

СОС1«. 6Н,О 0,0001

К 15 л основной питательной среды добавляют закваску в количестве, соответствующем первоначальной концентрации 2 г сухого бактериал,— ного вещества в 1 л, и 10 мл метанола, необходимо для начала процесса. После этого начинается культивирование при температуре 30 С и рН 60.

При понижении рН среды ниже 6,0 импульс от рН-метра включает соединенные дозаторы смеси раствора аммиака н метанола. Необходимое количество аммиака и метанола рассчитывают на прирост !0 г/л бактерий по сухому веществу, на предлагаемое содержание азота в сухом веществе биомассы (12 /о) и на коэффициент выхода (0,5).

Для приготовления смеси метанол-аммиак берут метанола 80% от рассчетного количества и аммиака все рассчитанное количество.

Недостаток источника углерода в культивационной среде сопровождается быстрым повышением концентрации растворенного кислорода (в течение 10 — 15 сек) с 15 до 35о/o от концентрации насыщения. Концентрацию растворенного кислорода в питательной среде измеряют с помощью полярографического анализатора растворенного кислорода, снабженного фотоэлектрическим регулятором, который дает импульс при повышении концентрации растворенного кислорода до 30% от концентрации насыщения на открывание вентиля для подачи метано lll. Qëÿ дополн1ггельной дозиро11ки используют 20% метанола От его обьцего рассчетного количества.

Абсолютное количество метанола для дополнительной дозировки составляет 60 г. Общий

5 расход метанола при культивировании составляет 300 г.

Культивирование заканчивается по истечении 15 час. Выход 0,48 г сухой биомассы из 1 г метанола, сухое бактериальное вегцество

10 содержит 13 /о азота, 81% с!»1рого белка и 13 /о нуклеиновых кислот.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую эффективность культивирования микроорганизмов.

1. Способ культивирования микроорганизмов в питательной среде, содержащей кислый фосфат калия, аммонвевук> соль сильной минеральной кислоты и источник углерода, прн по1держании рН путем добавления источни1.а угле рода и основания, оТ.LLlнающиися тем, что, с целью повышенllя эффективности !.i..1üTItв, 1рования, рН питательной среды поддерж." ают в пределах 2,0 — 6,0 введением неорганического основания и источника углерода, который вводят в количестве 75 — 85% от теоретически требуемого, прн этом остальное количество вводят в течение 5 — 120 сек с момента повыш 111151

-.о концентрации кислорода на 10 — 80о/о от концентрации насыщения.

2. Спосuo Ilo II. 1, Отлинагощиг)ея тем, ч I o в качестве неорганического основания исш1льзуют аммнак, а в качестве источника углерода — этанол пли н-алканы.

NcTo IH1tI It информации, нринятые во внимание при экспертизе:

l. Патент Великобритании ¹ 1392771, кл. С 6 F, 1974.