Способ определения полноты использования субстрата микроорганизмами

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУБСТРАТАМИКРООРГАНИЗМАМИ , предусматривающий измерение количества потребленного микроорганизмами кислорода, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения, дополнительно увеличивают концентрацию источника углерода в субстрате на 0,5-10% от исходного его содержания в субстрате путем импульсного ввода в последний раствора источника углерода, д. полноту использования субстрата определяют по формуле га, К т, т. 2 Э где К - полнота использования субстрата , отн.ед.} количество кислорода, пот , требленное микроорганизмами за период от начала импульсного ввода раствора источника углерода до уменьшения концентрации источни (Л ка углерода до исходного значения, моль4 количество источника углеП1„ рода , введенного в субстрат , моль{ теоретическое количество m., кислорода , необходимое для полного окисления 1 моль источника углерода, введенного в субстрат, моль.

ÄÄSUÄÄ 1356266 А

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1ЕОЪЬЛИН

4 (51) С 1 2 1/06

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОЬб/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цию источника углерода в субстрате на 0,5-1ОХ от исходного его содержания в субстрате путем импульсного ввода в последний раствора источника углерода, а полноту использования субстрата определяют по формуле где К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ1 ЕТЕНИй и ОтН ЫТИй (21) 3654425/28-13 (22) 18. 10. 83 (46) 15.04.85, Бюл. № 14 (72) Л.А. Бабурин, Ю.Э.Швинка и У.Э.Виестур (71) Институт микробиологии им. А.Кирхенштейна (53) 567.8.095.25.32 (088.8) (56) 1. Работнова И.Л;,; Позмогова И.Н. Хемостатное культивирование и ингибирование роста микроорганизмов. N., "Наука", 1979, с. 13.

2. Работнова И.Л., Позмогова Н.

Баснаквян И.А. Хемостатное и периодическое культивирование при изучении физиологии микроорганизмов.

"Итоги науки и техники", Сер. Микробиология", 1981, т. II, с. 3-54. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОТЫ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУБСТРАТА ИИКРООРГАНИЗМАИИ, предусматривающий измерение количества потребленного микроорганизмами кислорода, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени определения, дополнительно увеличивают концентраполнота использования субстрата, отн.ед., количество кислорода, потребленное микроорганизмами за период от начала импульсного ввода раствора источника углерода до уменьщения концентрации источника углерода до исходного значения, моль, количество источника углерода, введенного в субстрат, моль, теоретическое количество кислорода, необходимое для полного окисления 1 моль источника углерода, введенного в субстрат, моль.

11502бб

Изобретение относится к микробиологии, преимущественно к биотехнологии, и может быть использовапо н процессах микробиологического синтеза. 5

Известен способ определения полноты использования субстрата микроорганизмами, предусматривающий измерение прироста биомассы, расход источника углерода и вычисление атно- 10 шения этих величин (1) .

Недостатками этого способа явлчются большая длительность и трудоемкость, связанная с несовершенством способов опрецеления прироста биомас- 15 сы и расхода источника углерода.

Наиболее близким .к предлагаемому является способ определения полноты использования субстрата микроорганизмами, и„;едусматривающий изменение 2ц прироста биомассы, количества потребленного микроорганизмами кислорода и вычисление отношения этих величин j2j .

Недостатком известного способа р5 является большая длительность определения, связанная с несовершенством способа определения прироста биомассы.

Цы ь изобретения — сокращение вре-3О мени огределеиия полноты использования субстрата микроорганизмами.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения полноты использования субстрата 35 микроорганизмами, предусматривающему, определение количества потребленного микроорганизмами кислорода, дополнительно увеличивают концентрацию источника углерода в субстрате на 0,5- 40

103 от исходного его содержания в субстрате путем импульсного ввода в последний раствора источника углерода, а полноту использования субстрата определяют по формуле 45

1 к= ш ° m g

3 где К - полнота использования субстрата, отн.ед.; 50

m — количество кислорода, по требленное микроорганизмами за период от начала импульсного ввода раствора источника углерода до уменьше- 55 ния концентрации источника углерода до исходного значения, моль, ш — количество источника углерода, введенного в субстрат, моль, m - теоретическое количество

Я кислорода, необходимое для полного окисления 1 моль источника углерода, введенного в субстрат, моль.

Способ осуществляют. следующим образом.

В ферментер с установившимся режимом работы в течение нескольких секунд вводят порцию раствора источника углерода, например раствора сахарозы или ацетата натрия. Количество раствора и его концентрацию подбирают такими, чтобы концентрация источника углерода в ферментере возросла не менее, чем на 0,57., так как при меньших концентрациях зависимость количества потребленного кислорода от количества добавленного источника углерода нелинейна, что приводит к резкому возрастанию погрешности определения. Верхний предел концентрации источника углерода в ферментере при импульсном вводе также определяется необходимостью проведения определения в области линейной зависимости количества потребленного кислорода от количества добавленного источника углерода. Этот предел зависит от штамма микроорганизма, но никогда не превышает 10Х.

Одновременно с импульсным вводом источника углерода начинают измерение скорости потребления кислорода микроорганизмами, которая резка возрастает, достигает максимума, а затем так же резко убывает до начальной величины, имевшей место до импульсного ввода источника углерода. Последнее свидетельствует о том, что концентрация источника углерода в субстрате уменьшилась до исходного значения. Интегрирование полученной зависимости скорости потребления кислорода от времени дает величину m1, используемую при вычислении полноты использования субстрата по расчетной формуле.

Пример. Эксперимент проводили в режиме хемостата в ферментере

АНКУИ-2 с культурой Previbacterium

flavum„ выращенной на среде состава, г/л: сахароза 35, кукурузный экстракт 10 (МН4) БО4 10 КН РО и

К НРО4 по 0,5.

1150266

0,0046

0,00146 12

Составитель Е.Фетисов

Редактор Т.Веселова Техред:И;Гергель КоРРектоР О. Вилак

Заказ 2052/19 Тираж 525 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

Ло достижении стационарного состояния в ферментер ввели 5 мл 107.— ного раствора сахарозы.. Одновременно с началом ввода начали измерять скорость потребления кислорода микроорганизмами, которая к моменту начала ввода была равна 8,2 моль/ч, после ввода возросла до 13 моль/ч, 1 а затем уменьшилась до исходного значения. Общее время опыта

10,8 мин. Интегрирование кривой зависимости скорости потребления кислорода от времени дало общее количестно потребленного кислорода0,0046 моль. Количество введенного источника углерода равно 0,00146 моль.

Теоретическое количество кислорода, необходимое для окисления 1 моль сахарозы — 12 моль. Таким образом, полнота использования субстрата микроорганизмами данного штамма равна:

Общее время определения (включая вычисление на ЭВИ) зависит от

1б количества введенного источника углерода и штамма микроорганизма, однако оно не превышает 30 мин. Общее время определения по прототипу также зависит от штамма микроорганизма и составляет 6-7 ч, т.е. в 12-14 раз больше, чем предлагаемым способом.