Способ культивирования метанотрофных бактерий

Способ культивирования метанотрофных бактерий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ н > 770174

Союз Советскнк

Социалистических

1зеспублнк (6f) Дополнительное н овт. санд-ву(22) Заявлено 1 4.1 278 „(21) 2696247/28-13. с присоединением заявки т(9— (23) Приоритет "2715711/28-13

® „) „э

С 12 В l/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытиЯ

Опубликовано 070981. Бюллетень Мо 33

Дата опубликования описания 070981 (53) УДК 663.18 (088.8) М.В. Иванов, A.È. Нестеров, Б.Б. Намсараев, В.Ф. Гальченко и Ю.H. Мшенский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов AH СССР (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МЕТАНОТРОФНЫХ БАКТЕРИИ

Изобретение относится к микробио- логической промышленности, а именно к способу культивирования метаиотрофных бактерий. Биомасса микроорганизмов, потребляющих метан может найти применение в горнодобывающей промьааленности для снижения метаноносности угольных пластов.

Известен способ культивирования метанотрофных бактерий Nethylocystis или Methylosinus при аэрации на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли . и метанол в качестве источника углерода и энергии (1). 15

Недостатками известного способа являются невысокий выход биомассы и и низкая скорость роста микроорганизмов .

Цель изобретения — увеличение вй- 20 хода биомассы и сокращение времени культивирования.

Укаэанная цель достигается тем, что в питательную среду дополнительно вводят угольную кислоту. При этом, угольную кислоту вводят или в виде бикарбоната натрия в концентрации Отl-0,25% или в виде углекнслого газа до концентрации в газовой фазе 3-10%. В качестве метанотроф- 30 ных бактерий используют штаммы МеЖуlocystis methanolicus 10 илн Nethylocystis purvus 57, или МеЖу1осуз1is

minimus 42, или Methylocystis echi—

noides 2, нли Methylocystis pireformis 14, или Nethylosinus trichosporium 44, или Nethylosinus sporium 19.

Укаэанные виды микроорганизмов сохраняют способность окислять метан после культивирования в среде с метанолом

Пример 1. Чистую культуру о )пнгатных метанокислящих бактерий

Methylosinus trichosporium штамм 44 выращивают при 30 С, встряхивая на роторной качалке в колбах объемов 0,8 л, содержащих 100 мл жидкой среды следующего состава, г/л:

СнзОН 1,4 пансо 2,0

КНОР 1,0

Na HPO4 1,5

КН, РО4 0,75

МЗБО4 0.,2

СаС1 0,02

Трилон Б 5 10

FeSO4 7Н О 2 10

Н ВО 3 10 5

Мдсi . Au n

Ъ ° n

7701 74

СоС1,, гН,О

ZnS+ . 7НэО

Маэ М©О4

М1С1 э 6Н40 . СОС1у. 2Н О рН среды .

2 )о

1 10-4

3 10

1 1О-

6,8 ределяют прирост биомассы Nethylosi nus trichospor ium штамм 44 и содержание метанола в среде. Биомассу . бактерий определяют путем измерения . оптической плотности клеточных суспензий на спектрофотометре Specol с последующим пересчетом прибора по калибровочной кривой на вес сухой биомассы бактерий. Концентрацию метанола в среде определяют на хроматографе- Chrom-4 с пламенноионизационным детектором и стеклянной колонкой 2,5 м х 4 мм, заполненной Porapak (} .

На основании полученных кривых роста и потребления метанола, Methy1$ losinus trichosporium штамм 44 расчитывают параметры роста этой культуры (Х- урожай бактерий,,0 - удельная скорость роста, Ч. — удельная активность потребления метанола, У вЂ” зко33 момический коэффициент), которые приведены в табл. l ю

"Таблица 1

Ч г. СН ОН г сух.биом. ч.

У, г.с х. биом. х г/л

Среда

r.. CH>QH

С бикарбонатом натрия (0,25%) 0,10

0,35

o,з о 17

° Вез бмкарбоната натрия

0,30

0,07

0,02

0,03

"Пример 2. ЧистуЮ культуру об« И лнгатных метаиокмслящих бактерий

Methylocystis methanolicus штамм 10 выращивают при 30 С в колбах обае мом 0Ä8 л, содержащих 100 мл среды, укаэанной в примере 1, но беэ Ьнкар» 4О боната. Колбы встряхивают на ротор-. ной качалке.

Инокулятом служит 3-суточная культура Nethylocystis methanolicus шт™м 10 выращенная в среде с мета- 4 ном. Инокулят вносят as расчета

О,оl.г/л сухих клеток бактерий. Колбы затем герметично закрывают резиновыми пробками с отверстием, в которое вставлен стеклянный кран. Через край вакуумным насосом откачивают 1/10 часть воздуха иэ колбы и за- тем из гаэометра подают в нее такое же количество углекислого rasa, контролируя эту процедуру по показаниям вакууметра. В трех колбах сразу же . посл этого определяют исходную среднюю концентрацию углекислого газа, Фосфаты, метанол и бмкарбонат натрия стермлиэуют отдельно и вносят в основную среду перед посевом культур.

Метанол и бикарбомат натрия стери-. лизуют в стеклянных запаянных ампулах при 121 С в течение 1 ч.

S контроле Methylosinus trichos

porium штамм 44 культивируют в среде без бикарбоната. Инокулятом служит

3-суточная культура Methylosinus

trichosporium штаъи 44, выращенная в среде с метаном. Киокулят вносят иэ расчета 15 мг сухих клеток бактерий на 1 л среды, В ходе опыта, которнй длится четверо суток, через каждйе 10-15 ч опкоторая в данном случае равна 8,7%.

В контроле Methylocystis methanolicus,øòàìì 10 выращивают при концентрации .углекислого rasa, содержащегося в воздухе (0,03%) . э

В ходе опыта, который длится пять суток, через каждые сутки шприцом отбирают пробы (1 мл) суспензии кле" ток и газа и определяют прирост биомассы Methylocystis methanolicus штамм 10 и концентрацию метанола в среде и углекислого газа в газовой фазе.

ЬЬтодн определения биомассы бактерий, концентрации метанола в среде и расчеты параметров роста Methylocystis methanolicus штамм 10 такие же, как в примере 1. Параметры роста

14ethylocystis methanolicus штамм 10 в среде с метанолом приведены в табл. 2.

7 S0i >4

Таблица 2

0,06 0,21

0 28

0,4

0,003

0,21 0,04 0,16

0,25 и бикарбонатом натрия приведены в табл. 3.

Параметры роста других метанокислящнх бактерий на среде с метанолом

Methy1ocystis илкчпя 57 0,26 0,18 Ою1 0,01 0,2 0,03 0,45 0,4

Methyl ocys ti s

minimus 42 0,3

0,01 0,12 0,03 0,55 0,4

0,16 0 9

Methylocystis

echinoides

0,02 0,15 0,03 0,65 Оф6

2 0 35

0,2

0,1

Methylocystis

pigefozmis 14 0,3

0,23 0,9 0,02 0 12 0,04 0,6

0 5

Methylosinus нрок3лип

0,08 0,01 О,11 0,03 0,45 0,4

19 0,24

0,11

Формула изобретения

Выращивание метанотрофных бактерий на среде с угольной кислотой позволяет увеличить в 1,5-2 раза скорость роста и 2-5 раз урожай биомассы метанокислящих бактерий в средах, содержащих метанол в качестве источника углерода и энергии. Кроме того, введение углекислоты в состав минеральной среды обеспечивает хороший рост многих метанокислящнх бактерий при.таких концентрациях метанола н среде (0,2-0,5), при которых при отсутствии углекислоты они не развивались.

По сравнению с культивированием в атмосфере метана процесс выращивания биомассы в среде с метанолом является менее опасным и технологически более простым.

Данный способ позволяет получить большие количества биомассы.микроорганизмов, сохраняющих способность окислять метан, которая может быть использована для потребления метана в угольных шахтах.

1. Способ культивирования метанотрофных бактерий Methylocystis или

Methylosinus при аэрации на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли и метанол в качестве йсточника углеро50 да и энергии, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы и сокращения нремеии культивирования, в питательную среду дополнительно вводят угольную кислоту.

55 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что угольную кислоту вводят в виде бикарбрната натрия в концентрации 0,1-0,25%.

3. Способ пст п. 1, о т л и ч а юбО шийся тем, что угольную кислоту вводят в ниде углекислого газа до концентрации и газовой фазе 3-10%.

4. Способ по пп 1-3 о т л и ч аю шийся тем, что в качестве м»65 танотрофных бактерий используют кт м"

7701 74

Составитель Т. Мелентьева

Техред М. Коштура Корректор Е. Рошко

Редактор А. Бер

Тираж 528 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6759/65 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мы Nethylocystis methanol icus 10 или

Methylocystis purvus 57, или МеЖуlocystis minimus 42, или Nethylocystis есЛ1поЫев 2, или Methylocystis pireformis 14, или Methylocystis trichosporium 44, или МеЖуlosinus sporium 19.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гальченко В.Ф., Шишкина В.Н., Сузина Н.E. и Троценко Ю.А. Выделение и свойства новых штаммов облигатных метанотрофов . Микробиологии, 1977, 16, Ю 5, 890-897.