Способ получения маннана

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАННАНА путем культивирования дрожжей рода .Rhedotorula на питетбльной среде, содержащей глюкозу в качестве источника углерода, минеральные соли и , отделения культуральной жидкости от биомассы, подщелачивания нативного раствора до рН 6,5-7,0, концентрирования с посотёдующим выделением и очисткой целевого продукта, отличающийся тем что, с цельюувеличения выхода маннана, упрощения процесса и уменьшения расхода используемых реагентов , после отделения культуральной жидкости от биомассы нативный раствор нагревают до 40-70 0, а концентрирование осуществляют ультрафильтрации на гидратцеллкЛозных мембранах, имеющих производи- . тельность по воде при давлении 0,1 МПа 25-62 л/м-ч, предварительно л обработанных водой при 90-120 С и давлении 0,1-0,2 МПа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

PEGllVSËÈН (!е (и) 3(511 С 12 P 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

° flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3363960/28-13 (22) 05.12.81 (46) 15.04.83. Бюл. > 14 (72) Ф.Н. Капуцкий, А.В. Бильдюкевич, Д.Д. Гриншпан, В.И. Тюрин, В.У. Заборонок, Г.Б. Храменко и P.Â. Зарецкая. (71) Научно-исследовательский институт физико химических проблем

БелгородскоГо университета им.В.И. Ленина (53) 577.15(088.8) (56) .1. Canadian Journal Chemistry, 1965, 43. 950-954.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 580214, кл. С 12 Р 19/04, 1976. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ NAHHAHA путем культивирования дрожжей рода

Rhqdotorula на питетельной среде, содержащей глюкозу в качестве источника углерода, минеральные соли и витамины, отделения культуральной жидкости от биомассы, подщелачивания нативного раствора до рН

6,5-7,0, концентрирования с последующим выделением и очисткой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода манйана, упрощения процесса и уменьшения расхода используемых реагентов, после отделения культуральиой жидкости от биомассы нативный раствор нагревают до 40-70 С, а концентрирование осуществляют путем ультрафильтрации на гидратцеллюлозных мембранах, имеющих производи- тельность по воде при давлении

0,1 ИПа 25-62 л/м-ч, предварительно обработанных водой при 90-120 С и давлении 0,1-0,2 МПа.

1011685

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к синтезу биополимеров, в частности маннанов, используемых в медицинской промышленности.

Известен способ получения маннана, заключающий в ферментации на питательной среде дрожжей рода Rhodo—

toru1 à отделением культуральной жидкости суперцентрифугированием, осаждении масс -сырца.иэ нативного раствора этанолом, очистки реактиВоМ Фелинга, разрушении медно-маннанового комплекса 1н Н С 1 и осаждении четырьмя объемами метанола 1.1).

Активность получаемого по иэвест- 15 ному способу маннана невысока, что и является недостатком данной технологии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- Я мому эффекту является способ получения маннана, согласно которому дрожжи рода Rhodîtorulа выращивают на питательной среде, содержащей глюкозу в качестве источника угле- 75 рода, минеральные соли, витамины, отделяют затем культуральную жидкость суперцентрифугированием и полученный натйвный раствор доводят до рН 6,5 7,0, после чего упаривают в вакууме в 8-10 раэ, осаждают маннан-сырец равным объемом этанола при рН 4,8-5,0, осадок деониэируют катионитом и осаждают этанолом.

Известный способ позволяет получать большие количества маннана со стабильными параметрами, пригодного для использования в качестве биологически-активного соединения. Выход очищенного маннана составляет около 55% по отношению к маннану-сырцу 2). 40

Однако известный спбсоб является многостадийным, требует значительного расхода. химический реагентов, а применение в процессе выделения маннана стадии вакуум-выпаривания приво- 45 дит к уменьшению биологической активности препарата и большим энергозатрат ам.

Цель изобретения — повышение выхода маннана, упрощение процесса и уменьшения расхода используемых реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения маинана, предусматривающему культивирование дрожжей рода Rhodotorula на питательной среде, содержащей глюкозу в качестве источника углерода, минеральные соли и витамины, отделение культуральной жидкости от биомассы, подщелачивание нативного 0 раствора до рН 6,5-7,0,::онцентрирование с последующим выделением и очисткой целевого продукта,. предусмотрено после отделения культуральной жидкости от биомассы, нативный 65

2,5 r

1,0 г

0,5 r

/«g/ 50

8 1 04

МОS О+- 7Н О

14аС 1

0,1 r

0,1 г

СаС1< 21. О

Витамины: В О, 4 мг; В О, 2 мг;

В 0,4 мг

Глюкоза 50 г на 1 л водопроводной воды с рН 5,35,4.

Среду разливают в колбы Эрленмейера емкостью 750 мл по 300 мл и стерилиэуют в автоклаве при 0,5 ати в течение 30 мин. Раствор витаминов, стерилизованный ультрафиолетовыми лучами, вносят непосредственно перед завесом культуры, раствор нагревать до 40-70 С, а кон. центрирование осуществлять путем ультрафильтрации на гидратцеллюлоэных мембранах, имеющих производительность по воде при давлении

0,1 МПа 25-62 л/м ч, предварительЗ но обработанных водой при 90-120 С и давлении 0,1-0,.2 Мпа.

Предварительный нагрев нативного раствора до 40 -70 С позволяет провести его концентрирование и частичную очистку методом ультрафильтрации.

Использование же ультрафильтрации при температурах меньше 40 С нецелесообразно ввиду низкой производительности процесса и потерь целевого продукта. Повышение температуры нативнбго раствора выше 70 С также нежелательно иэ-за возможного протекания деструкции полисахарида и снижения его биологической активности.

Использование полимерных мембран с указанными характеристиками обусловлено следующими причинами. При значениях производительности мембран выше 62 л/гл ч не достигается и необходимая степень задерживания целевого продукта, а применение мембран с водопроницаемостью ниже

25 л/м-ч нецелесообразно ввиду их недостаточной производительности.

Ультрафильтрацию необходимо прородить на гидратцеллюлозных мембранах ввиду того, что ультрафильтраты иэ других полимерных материалов не обладают достаточной устойчивостью в среде культуральной жидкости при повышенных температурах и не могут быть использованы для концентрирования маннан-содержащих растворов.

Пример 1. В качестве продуцента полисахарида используют дрожжи Rhodotorulа rubra штамм BKM У-341.

В качестве посевной и ферментационной сред используют среду следующего состава:

-1011685

Для выращивания посевного материала производят засев среды двух-трех- суточной культурой дрожжей, выращенной на сусло-агаре при 25ОС, в виде

2 млрд, взвеси по бактериальному стандарту по 7,5 мл в колбу. Подращивание ведут в течение 48 ч при

:24-25 С и перемешивании 220 об./мин. ,Полученный инокулум вносят в фермен:тационные колбы в количестве 10 мл ,и выращивают при тех же . температурах 10 и режиме перемешивания.

В таблице представлены данные по концентрированию.

Мембрана Производитель ность по воде, л/м.ч

Температура обработки мембраны. горячей водой, оС

Средняя производительность по нативному раствору, л/м ч

Температура нативного раствора, .С

100

20,9

25 4

90

29„7

100

44

100

100

18,3

44

100

36,5

44

120

25,6

%

I I I I

2,46

100

+

Холостой опыт

Ю

Мембрана разрушилась после трех циклов концентрирования. раствор маннана отфильтровывают от катионита КУ-2-8 /Сц++/ на ворон55 ке Бюхнера. Последний промывают

80 мл дистиллированной воды,.промывные воды присоединяют к основному раствору, производят корректировку рН, доводя его значение до

6О 4,8-5,0 раствором йаОН, и осаждают двумя объемами этилового спирта.

Осадок чистого маннана промывают этиловым спиртом и сушат в вакууме.

Выход очищенного маннана составляет око65 ло 65% по отношению к маннану-сырцу.

Полученную в результате ферментации культуральную жидкость отделяют от клеток суперцентрифугированием. при 28-29 тыс.об./мин.

Полученный нативный раствор, содержащий 2,0-2,2 г/л маннана подщеКонцентрат, полученный в результате ультрафильтрациИ, центрифугируют при 6000-7000 об./мин. I(центри .фугату добавляют 12,5 мл реактива

Фелинга. Выпавший осадок медноманнанозого комплекса отделяют от .маточника на воронке Бюхнера, промывают 2%-ным водн ям раствором КОН, ° затем этанолом. Промытый осадок переносят в стакан, добавляют 80 мл дистиллированной воды, 6,25 r катионита КУ-2-8/Н+/ и перемешивают втечение 30 мин. Деиониэированный лачивают 0,1 н раствором НаОН до рН 6,5, нагревают до 60 С и концентрируют ультрафильтрацией на гидратцеллюлоэных мембранах с производительностью по воде 25-62 л/м ч.

Ф

Ультрафильтрацию проводят на фильтре мембранном ФМ02-1000 при давлении

0,3 МПа. Перед ультрафильтрацией в ячейку заливают воду с температурой 110 С и под давлением 0,1 — .

0,2 МПа проводят обработку мембран в течение 0,5-1 ч. Ультрафильтрацию проводят до тех пор, пока объем исходного раствора не уменьшится в

10-12 раз °

1011685

Составитель И. Ларина

Редактор Т. Парфенова ТехредМ.Гергель Корректор В.Вутяга »

Заказ 2888/32 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Использование предлагаемого способа получения маннана позволяет полностью исключить из технологического процесса стадии вакуум-упаривания, корректировки рН, осаждения спиртом и др., т.е. избежать промежуточного выделения маннана-сырца и, соответственно, потерь целевого продукта. Предлагаемый способ позволяет существенно снизить расход химических реагентов, упростить оборудование и увеличить. выход очищенного маннана на 1ОЪ (б5% против

55%)по отношению к маннану-сырцу, полученному по известному способу