Способ получения биомассы микроорганизмов

 

(19)SU(11)1189098(13)A1(51)  МПК ⁶    _C12N1/00(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и к лабораторной практике микробиологических работ по выращиванию микроорганизмов, в частности, при количественном учете роста бактерий, дрожжей и грибов по методу Коха на питательной среде супернатанте, содержащей все вещества, необходимые для роста микроорганизмов. Целью изобретения является удешевление процесса, а также улучшение свойств питательной среды. Сущность способа заключается в следующем. В качестве питательной среды используют супернатант, образующийся при денуклеинизации микробной биомассы. Супернатант образуется в виде отхода на двух этапах производства из микробной биомассы денуклеинизата пищевого достоинства: после щелочного гидролиза микробной биомассы и после последующей ее обработки ферментными препаратами гликаназного действия. Образующийся после отделения денуклеинизата супернатант представляет собой сиропообразную прозрачную жидкость светло-желтого, коричневого или светло-коричневого цвета. Используемый супернатант имеет следующий состав, мг% Аминный азот 80-220 Сахар (по Баллингу) 4-7,5 Глюкоза 170-700 Углеводы (по Антрону) 1400-4000 Белок (по Лоури) 100-200 Нуклеиновые кислоты (по Спирину) 100-800
Cупернатант можно предварительно подвергнуть высушиванию для удобства хранения и использования в работе, при приготовлении среды сухой супернатант разбавляются водой до нужной концентрации. Пригодность супернатанта в качестве питательной среды для выращивания микроорганизмов доказана при проведении культивирования различных видов микроорганизмов (бактерий, дрожжей и грибов) на супернатанте, а также при проведении работ по количественному учету роста различных микроорганизмов на уплотненном супернатанте по методу Коха. Уплотнение супернатанта осуществляли добавлением 1,5-2% агар-агара. Супернатант испытывали в исходном жидком виде, взятый после щелочного гидролиза и после ферментолиза, а также в виде порошка (высушенный супернатант). Супернатант может быть использован в качестве питательной среды для выращивания микроорганизмов дрожжей, грибов и бактерий либо в нативном виде, либо при разбавлении водой с установлением при этом нужного значения рН среды. Для выращивания дрожжей и грибов жидкий супернатант практически не требует разбавления водой и добавления каких-либо питательных добавок, а используется непосредственно для выращивания дрожжей и грибов при установлении оптимального для них значения рН среды. При выращивании бактерий жидкий супернатант (как после ферментолиза, так и смешанный после гидролиза и ферментолиза) разбавляют дистиллированной или водопроводной водой до содержания в нем аминного азота 90-130 мг% (рН 7,0). Жидкий супернатант после гидролиза из-за слегка пониженного содержания аминного азота (80-150 мг%) используют без разбавления. При использовании сухого супернатанта в виде порошка последний разводили в водопроводной или дистиллированной воде, устанавливали нужное для микроорганизма значение рН среды и использовали для выращивании дрожжей, грибов и бактерий в качестве жидкой питательной среды или добавляли 1,5-2% агар-агара (агаризованный супернатант) и проводили количественный учет роста по методу Коха, т.е. на плотной питательной среде. Исследования проводили в сравнении с ростом этих же испытуемых тест-культур на известных средах: сусле-агаре (рост дрожжей и грибов) и МПА (рост бактерий). Опыты ставили в 5-кратной повторности для статической обработки результатов по методу Стьюдента (коэффициент вероятности Pi0,95). Полученные данные представлены в табл.1 и 2. Из данных табл.1 и 2 видно, что количественный учет бактерий, дрожжей и грибов, проведенный путем выращивания на агаризованном супернатанте в сравнении с посевом на МПА и сусле-агаре, показал сходимые результаты (разница статистически недостоверна). Таким образом, результаты проведенных испытаний супернатанта в качестве питательной среды свидетельствуют о возможности его использования для выращивания микроорганизмов, в том числе для количественного учета роста по методу Коха (на плотной агаризованной среде), вместо традиционно используемых МПА и сусла-агара, каждый из которых пригоден для выращивания либо только бактерий (МПА), либо только дрожжей и грибов (сусло-агар). Кроме того, пригодность супернатанта в качестве питательной среды была исследована в опытах по выращиванию различных видов микроорганизмов на жидком супернатанте в сравнении с ростом этих же культур микроорганизмов на МПБ (контроль роста бактерий) и жидком сусле (контроль роста дрожжей и грибов). Для сравнительной оценки роста культуры микроорганизмов после суточного роста на жидкой среде их высевали на плотную среду с целью количественного учета по методу Коха из соответствующего разведения исходной суспензии. Результаты исследований, представленные в табл.3, свидетельствуют о том, что жидкий супернатант является полноценной универсальной питательной средой, пригодной для выращивания как бактерий, так и дрожжей и грибов, что выгодно отличает ее от традиционно используемых МПБ и сусла, используемых для выращивания только определенных групп микроорганизмов. П р и м е р 1. Супернатант (после ферментолиза) разбавляли водой в соотношении 1: 3, устанавливали рН, равный 7,0, и использовали его для выращивания бактерий Escherichia coli. При этом супернатант содержал: Белки, 31,4 Аминный азот, мг% 120 Углеводы, 16,4
Нуклеиновые кислоты, 10,6
В среду добавляли 2 мас. агара для приготовления среды и стерилизации при 0,5 атм в течение 20 мин. Выращивание бактерий Е. coli проводили в сравнении с их ростом на среде МПА в течение 24 ч при температуре 37^oC. Результаты приведены в табл.4. По данным табл. 4 рост Е. сoli на супернатанте такой же, что и на МПА, следовательно, супернатант может быть успешно использован в качестве питательной среды для выращивания Е. сoli (кишечной палочки, а следовательно, и других энтеробактерий) вместо МПА. П р и м е р 2. Жидкий супернатант (после гидролиза) использовали в качестве питательной среды для выращивания дрожжей Saccharomусеs сerevisiae. Жидкий супернатант не разбавляли водой, рН среды устанавливали 5,5. При этом супернатант содержал: Аминный азот, мг% 130 Углеводы, 36,4 Глюкоза, 35,0 Сахар (по Баллингу) 7,6
Нуклеиновые кислоты, 8,1
Для уплотнения среды в супернатант добавляли 2 мас. агара и стерилизовали при 0,5 атм в течение 20 мин. Оценку роста проводили по методу Коха в сравнении с ростом дрожжей на сусле-агаре после 72 ч выращивания при температуре 32-34^oC. Результаты приведены в табл.5. Из данных табл.5 видно, что дрожжи S. cerevisiae на агаризованном супернатанте растут так же, как и на агаризованном сусле, следовательно, супернатант может быть успешно использован для выращивания S. cerevisiaе, а следовательно и других сахаромицетов вместо сусла-агара. П р и м е р 3. Жидкий супернатант (после ферментолиза) баз разбавления водой использовали в качестве питательной среды для выращивания гриба Endomусеs magnusii. При этом супернатант содержал, Белок 31,4 Углеводы 18,2
Нуклеиновые кислоты 8,1
Для уплотнения среды в супернатант добавляли 2% агара, устанавливали рН 5,5 и стерилизовали при 0,5 атм в течение 15 мин. Оценку роста проводили в сравнении с ростом гриба на сусле-агаре по методу Коха в течение 3 сут при температуре 30^oC. Результаты приведены в табл.6. Результаты выращивания, представленные в табл.6, показывают, что рост гриба Endomyces magnusii на супернатанте (агаризованном) такой же, что и на сусле-агаре, следовательно, супернатант может быть использован для выращивания Endomyces magnusii и других дрожжеподобных грибов вместо сусла-агара. П р и м е р 4. Жидкий супернатант (после ферментолиза) без разбавления водой использовали в качестве питательной среды для выращивания гриба Frichosporon cutaneum. При этом супернатант содержал, Белок 30,9 Углеводы 18,9
Нуклеиновые кислоты 7,6
Для уплотнения среды в супернатант добавляли 2% агара, устанавливали рН 5,5 и стерилизовали при 0,5 атм. в течение 15 мин. Оценку роста проводили в сравнении с ростом гриба на сусле-агаре по методу Коха в течение 3 сут. при температуре 32-34^oC. Результаты приведены в табл.7. Результаты выращивания, представленные в табл.7, показывают, что рост гриба Frichosporon cutaneum на агаризованном супернатанте такой же, что и на агаризованном сусле, следовательно, супернатант может быть использован для выращивания Frichosporon cutaneum и других дрожжеподобных грибов вместо сусло-агара. П р и м е р 5. Сухой порошок супернатанта в количестве 50 г разводили в 1 л водопроводной воды, устанавливали рН 7,0, стерилизовали при 0,5 атм в течение 20 мин и использовали в качестве жидкой питательной среды для выращивания бактерий Bacillus subtilis. При этом питательная среда содержала: Белки, 36,8 Аминный азот, мг% 125 Углеводы, 33,0
Нуклеиновые кислоты, 7,0
Контролем служило выращивание той же культуры бактерий на МПБ при 37^oC в течение 24 ч. Результаты приведены в табл.8. Из данных табл.8 видно, что жидкий супернатант обеспечивает такой же рост B. subtilis, что и МПБ, следовательно, жидкий супернатант может быть использован в качестве питательной среды для выращивания B. subtilis, а следовательно, и других бактерий рода Bacillus вместо МПБ. П р и м е р 6. Сухой порошок супернатанта в количестве 70 г разводили в 1 л водопроводной воды, устанавливали рН 5,0, стерилизовали при 0,5 атм в течение 20 мин и использовали в качестве жидкой питательной среды для выращивания гриба Aspergillus niger. При этом жидкий супернатант содержал: Аминный азот, мг% 130 Белки, 35,5 Углеводы, 38,9 Сахар (по Баллингу) 8,0
Нуклеиновые кислоты, 6,8
Контролем служило выращивание плесневого гриба в жидком сусле при 30-32^oC в течение 3 сут. Результаты приведены в табл.9. Из данных табл.9 видно, что жидкий супернатант обеспечивает ту же активность роста Aspergillus niger, что и жидкое сусло, следовательно, жидкий супернатант может быть использован в качестве питательной среды для выращивания Aspergillus niger, а также и других высших плесневых грибов жидкого сусла. Таким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что супернатант, образующийся при денуклеинизации микробной биомассы в виде отхода, может быть использован в качестве питательной среды, способной по питательному составу заменить МПА или МПБ, а также сусло-агар или жидкое сусло, традиционно используемые в настоящее время для выращивания микроорганизмов, при одновременном высвобождении веществ пищевого достоинства. При этом предлагаемый супернатант может быть использован в качестве универсальной питательной среды, пригодной одновременно для выращивания как бактерий, так и дрожжей, тогда как применяемые МПА (или МПБ) и сусло-агар (или жидкое сусло) пригодны для выращивания только бактерий или только дрожжей и грибов соответственно. При этом применение супернатанта в качестве питательной среды для выращивания микроорганизмов даст возможность сделать производство денуклеинизата микробной биомассы безотходным, так как в настоящее время образующийся супернатант является отходом процесса денуклеинизации, и кроме того, будет способствовать решению вопроса, связанного с охраной окружающей среды, так как отпадает вопрос об утилизации супернатанта и сброса его в окружающую среду.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий выращивание их на питательной среде, содержащей сложные органические вещества в качестве источников углерода, азота, фосфора, необходимые минеральные соли и микроэлементы, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, а также улучшения свойств питательной среды, в качестве питательной среды используют отход производства денуклеинизированного белкового продукта супернатант, полученный после щелочегликоназной обработки дрожжевой биомассы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4