Способ культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

{ii) 767191

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР©4©МУ СВИ ТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— .(22) Заявлено 11,11.77 (21) 2542093/28-13 м ),,„з

С 12 В 1/ОО с присоединением эаввкм Их

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

{53) УДК 663.18 (088. 8) Опубликовано 300980. Ьоллетень 149 36

Дата опубликованияописовинв 3щ)980 (72) Авторы изобретения

С.С,Рылкин, А.В.Шульга, A.Н.Шкидчеико и В.С.Орлова

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов AH СССР (71) Заявитель (5 4) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промыщленности, а именно к способу культивирования микроорганизмов.

Известен способ культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах, содержащих,источники углерода, азота, фосфора и минеральные соли, предусматривающий подсев в Ферментер из иноку« лятора той же культуры (1).

Недостатками известного способа являются сравнительно высокие значения выхода целевых продуктов и производительности ферментеров.

Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов и увеличение производительности Ферментеров.

Указанная цель достигается тем, что по предлагаемому способу подсев ведут культурой, адаптированной к одному или нескольким углеродосодержащим компонентам кул1ьтуральной среды.

В зависимости от конечной цели культивирования адаптацию осуществляют различными способами путем выращиэания культуры в инокуляторе на исходной питательной среде в периодическом режиме до состояния, в котором она переходит к утили» эации продуктов метаболизма; путем выращивания культуры в инокуля% торе иа питательной среде, содержащей в качестве основного источника углерода один или несколько продуктов метаболизма путем выращивания культуры в инокуляторе на

16 питательной среде, содержащей в качестве источника углерода один из смеси источников углерода питательной среды, используемой в ферментере, Подсев в ферментер культуры, адаптированной к одному или нескольким углеродосодержащим компонентам . культуральной среды, приводит к тому, что в ферментере одновремен2р но развиваются две или несколько фракций одной и той же культуры, различных по своему отношению к субстратам питательной среды. Это . приводит к более полной утилиэа23 ции углеродосодержащих компонентов среды, а следовательно, к повьпаению экономического коэффициента или выхода целевых продуктов.

Предлагаеаый способ поясняется

3Q следующими примерами.

7671.91 и р и м е р 1. Культуру дрожжей:

Canhida tropicaEis ИБФМ-303 засевают в ферментер АК-10 на б л модифицированной среды Ридера следующего состава, (г/л):

Рлюкоза 20

NH4HzPO4 .8,0 (НН4) НР04 8, О

KCQ ......... — - - Π4

ЧЧЯ04 ° 7 Н20 1,0

FeS04 7 Hg0 О, 005

ffnSO4 ° 7 Н<О 0,0006

Еп804 7 HzO 0 0008

CuS04 ° 5 HzO 0,00008

Дрожжевая вода 20 мл

Выращивание проводят в периодическом режиме. Через 12 ч глюкозу в среде не обнаруживают. Выход культивирования биомассы 8,5 г/л. В течение последующих б ч концентрация биомассы существенно не изменяется. Зкономический коэффициент

44%.

По предлагаемому способу культуру дрожжей в инокуляторе выращивают на указанной выше среде 36 ч в периодическом режиме. За это время культура переходит к потреблению продуктов метаболизма.В основном ферментере

АК-10 ведут выращивание культуры . в том же режиме. Через 12 ч в этот ферментер подсевают культуру из инокулятора в количестве 600 мл (10% от объема культуральной среды). Через б ч"концентрацйя биомассы в— основном ферментере 11,5 г/л (за вычетом подсеянной биомассы), а экономический коэффициент 57,5%.

" Пример 2, Культуру бак,терий Aегоbacter aегоgenes выращивают с целью получения ацетоина со скоростью протока 0,2 ч в Ферментере AK-10 на 5 л среды следующего состава, r/ë: глюкоза 10,0, пептон ЧиФко 5.0. К НРО4 ЗН О 2,0, КН РО4 2,0,СаСР 0,2,На 310э 0,05, PeSO . 7HZ0 О, 005, ZnS04 7HzO,MnSO °

° 5Н О,СоСЮ 6Н О и Г1а "fo04 2Н О по 0,0005. Режим вь1ращивания: рН 6,О, температура 37 С,аэрация

5 л/ч, скорость мешалки 800 об/мин.

На выходе иэ ферментера культуральная жидкость содержит 20,4-10 бактериальных клеток /мл. Выход ацетона

0,2 г/л.

С целью повышения выхода ацетона используют систему двух последовательно соединенных инокуляторов, каждый из которых соединен с основным ферментером.Рабочий объем первого инокулятора 1 л, второго 1,5 л. В обоих инокуляторах ведут выращивание культуры Aегоbacter aегоgenes в периодическом режиме в течение

12 ч на вышеуказанной среде за исключением того, что во втором ино куляторе в качестве источника уг-лерода используют 24 этилового спирта.

Через 12 ч включают проток из первого инокулятора в основной ферментер со- скоростью 0,2 ч и в течение 5 ч засевают его. Одновременно в первый инокулятор с той же скоростью подают свежую питательную среду. Затем проток из первого инокулятора переключают во второй инокулятор, из которого начинают непрерывный подсев адаптированной культуры к этиловому спирту в осНоВНОА ферментер.Туда же . подают свежую питетельную среду со скоростьЮ 0,2 ч . На выходе из ферментера культуральная.жидкость содержит 24,3 ° 107 бактериальных клеток/мл. Выход ацетоина 1,3 г/л.

Пример 3. Культуру СапЖda trooicaf1s ИБФМ-303 выращивают в 5 л модифицированной среды Ридера, содержащей, г/л: ЛН4 Н РО.а 8, О, рр ЮН4) HP04$-8,0, КС0 0,6, TaC$ 0,2, NgSO4 7Hzu 1,0, FeS04 7Н О 0,004, 04 ° 7HzO Ор0004g ZDR04 ° 7HZO

0,0004, CuS04 ° 5Н О 0,0002, дрожжевой воды 20 мл, глюкозы 10,0, маль тозы 10,0 в ферментере AK-10 при скорости протока 0,25 ч . Концентрация веществ на выходе из,ферментера: глюкоза 0,01%, мальтоэа 0,90%, биомасса 6,94 г/л, экономический коэффициент 34,73.

По предлагаемому способу процесс ведут, используя бактерию из трех инокуляторов (объем каждого 1,5 л), соединенных последовательно. Второй и третий инокуляторы соединены с основным ферментером, объем которогобл.

Дрожжи засевают в первый инокулятьр и культивируют в периодичес40 ком режиме на вышеуказанной среде в течение 12 ч. Затем начинают подачу свежей питательной среды со скоростью протока 0,2 ч и с той же скоростью подают культуральную жидкость иэ первого инокулятора во второй. Наполнение второго инокулятора происходит эа 7,5 ч,после чего" культивирование продолжают в периодическом режиме еще 7 ч. Поскольку ,И) в первом инокуляторе происходит почти полное потребление глюкозы, йсточником углерода во втором инокуляторе является главным образом мальтоза. Дрожжи, выходящие иэ вто-. рого инокулятора, адаптированы к мальтозе. Иэ второго инокулятора культуральную среду подают по 150мл/ч в основной ферментер и третий инокулятор. В третьем инокуляторе культивирование осуществляют в периоди49 ческом режиме 36 ч. При этом происходит адаптация культуры к продуктам метаболизма мальтозы. Затем третий инокулятор подключают к основному ферментеру со скоростью подачи культуральной среды 150 мя/ч.

767191

1 л/л s минуту при 30 С, на ячменном сусле 3 Б, начальном значении о рН 6,7 и при исходной концентрации биомассы, взятой иэ экспоненционной

Фазы роста, 0,34 ° 10 кл/мл. Через

5 12 ч культивирования выход молочной кислоты составляет 49,8%. Процесс завершается через 26 ч. Выход молочной кислоты 90% (см. таблицу);

Время культ рован .ч

2,77

70,0

49,8

1,38

2,81

1,97

2 87 72 2

90,9

91,9

3,12

2,95

2,13

2,83

3,11

35

Формула изобретения

1. Способ культивирования микроорганизмов на жидких питательных 45 средах, содержащих источники углерода, азота, фосфора и минеральные соли, предусматривающий подсев в Ферментар из инокулятора той we культуры, о тл и ч а ю шийся тем, .что, с щ целью повышенйя выхода целевых продуктов, подсев ведут культурой, адаптированной к одному или нескольким углеродосодержащим компонентам культуральной среды.

2. Способ по п.l, о т л и ч а вщ"и и с я тем, что адаптацию осуществлявт путем выращивания культуры ВНИИПИ Заказ 7135/23 Тираж 522 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, я 4

Таким образом в основной Ферментер подсевают смесь исходной и адаптированной к мальтозе культур из второго инокулятора н адаптированной к продуктам метаболизма мальтозы культуры из третьего инокулятора. Кроме того, в основной ферментер подают свежую питательную среду со скоростью протока

0,25 ч

По достижении устойчивого проточного режима работы Ферментера на выходе определяют концентрацию веществ: глюкоза О,ОЗЪ, мальтоза

0,013, биомасса 14,87 г/д. Эконоческий коэффициент 74,35% °

Пример 4, Культуру Lactobacterium de8bruckii выращивают периодйческим способом при аэрации

Предлагаемый способ позволяет значительно повысить производительность Ферментеров, увеличить выход целевых продуктов и сократить время культивирования.

По предлагаемому способу выращивание культуры Lactobacteriun

deEbrucku ведут в ферментере ана логичнйм образом 3 ч, после чего проводят подсев культуры из инокулятора, в котором культивирование ведут на исходной среде 26 ч. Процесс в осйовном ферментере заканчивается через 18 ч. в инокуляторе иа исходной питательной . среде в периодичеоком; режиме до состояния, в котором она переходит к утилизации продуктов метаболизма.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что адаптацию осуществляют путем выращивания кулътуры в инокуляторе иа питательной среде, содержащей в качестве основного источника углерода один из продуктов метаболизма.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а вшийся тем, что адаптацию осуществляют путем выращивания культуры в инокуляторе на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода один из смеси источников углерода исходной питательной среды.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Непрерывное кулътивироваиив микроорганизмов. Редакторы Э.П.Малек., в

З.Фенцель М.,Пищепромиэдат, 1968, с. 106.