Штамм бактерий аrтнrовастеr glовifоrмis - накопитель железа, марганца, цинка, никеля и кобальта

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в гидрометаллургии при переработке океанических твердых полезных ископаемых и металлоносных осадков, для обогащения бедных полиметаллических руд и получения химически чистых металлов. Целью изобретения является новый штамм бактерий, способных накапливать высокие концентрации ряда металлов. Штамм хемоорганотрофных бактерий ARTHROBACTER GLOBIFORMIS N3, выделенный из железомарганцевых конкреций и донных осадков Индийского океана, обладает способностью накапливать соединения металлов - железа, марганца, цинка, никеля и кобальта. Коэффициент накопления составляет для FE 1,47, MN 0,65, NI 0,019, CO 0,0015, содержание железа в сырой биомассе 206 мкг/мг, MN 14,4 мкг/мг. 1 табл.

„„Я0„„157 5 9

СОЮЗ С06ЕТСНИХ

Ц

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 С 12 N 1/20, С 22 В 3/00 (С 12 R 1:06) ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к биотехнологии и гидрометаллургии и может быть использовано для обогащения бедных полиме галлических руд из известных месторождений на суше, а также при переработке и обогащении железомарганцевых конкреций и металлоносных осадков — новых видов океанского минераль:ного сырья.

Целью изобретения является новый штамм бактерии, способных накапливать высокие концентрации ряда металлов в условиях простой технологии, культивирования.

ГОбУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4315350/30-13 (22) 10.08.87

;(46). 07.07.90. Бюл, № 25 (71) Одесский государственный университет им. И.И.Мечникова (72) Г.Г.Ткаченко, M.С.Мишнаевский, Г.M.Àãàíoâà, В.Л.Базелян, A.Â.Öåëóõ и П.З.Протченко (53) 622.34 542.98(088.8) (56) Ehrlich Н.L. The case for ferro manganese concretions. The formation

of ores in the sedimentary envizonment of the deep sea with. microbial

participation. — Scil. Sei, 1975,,119, р. 170-179.

Jones. Н.Е. et al. Metal accumulation Ъу bacteria with particulàr reference to dissinulatory, sulfate — reducing bacteria. — Z. allg. Mikrobiol., 1976, Bd. 16, ¹ 6, р. 425-435.

2 (54) ШТАММ БАКТЕРИЙ ARTklROBACTER И.OBIF0RMIS — НАКОПИТЕЛЬ ЖЕЛЕЗА, МАРГАНЦА, ЦИНКА, НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА (57) Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в гидрометаллургии при переработке океанических твердых полезных ископаемых. и металлоносных осадков, для обогащения бедных полиметаллических руд и получения химически чистых металлов. Целью изобретения является новый штамм бактерий, способных накапливать высокие концентрации ряда металлов.

Штамм хемоорганотрофных бактерий Arthobacter globiformis ¹- 3, выделенный из железомарганцевых конкреций и донных осадков Индийского океана, обладает способностью накапливать соединения металлов — железа, марганца, цинка, никеля и кобальта, Коэффициент накопления составляет для Fe 1,47, Мп 0,65, Ni 0,019, Со 0,0015, содержание железа в сырой биомассе 206 мкг/мг, Мп 14,4 мкг/мг. 1 табл. сД

Штамм Arthrobacter globiformis

¹ 3 выделен из коркового слоя железомарганцевых конкраций индийского оке- © ан а.

Ж

Морфологические и культуральные свойства штамма.

Культура полиморфна. Состоит из палочек и кокковидных клеток. Палочки прямые, иногда изогнутые, одиночные н в цепочках, наблюдается соединение палочек, напоминающее ветвление. Активного движения не обнаружено, Культура не спорон осн а. По типу клеточной стенки грамположнтельна. 576559

Штамм хорошо растет на органических и синтетических питательных средах.

Культивирование с целью повышения интенсивности металлонакопления прова1 дилось на плотной агаризованной пита, тельной среде Р 1, рекомендуемой для хемоорганотрофных железомарганцевых бактерий. Состав питательной среды

Р 1 — РУУ7 — агар следующий: на 1 л дистиллированной воды FeSO 5 мг;

NnS0< 5 мг; этанол 15 мг; гуминовая кислота 0,5% (стимулятор роста бактерий, стерильно) 10 ; NaC1 20 г;

МпСО 1 .г; бакто-агар 2%, рН 7,9.

Стерйлизация 1,2 ат 20 мин. На этой среде штамм образует круглые колонии средних размеров, гладкие, бесцветные, маслообразной, а при обильном росте пастообразной консистенции. Z0 иногда сероватые.

Для хранения штамма в лабораторных условиях его культивирования и пересевав применялась питательная среда Р 2 — рыбопептонный агар (РПА), 25 сухой питательный агар) следующего состава (в 1 г íà 1 л дистиллированной воды): гидрализат кильки 17,9 натрий хлорид 5,9; агар 11,2, -рН

7,2-7,4.

Штамм усваивает органические и минеральные формы азота. Нитраты восстанавливает до нитритов. Желатину разжижает медленно, крахмал гидрализует, молоко слабо свертывает и пептонизирует. Образует кислоты из глюкозы, сахарозы, маннита, слабб из мальтозы, Аммиак образует, индал и сероводород не образует . Штамм не кислотоустойчив.

Хемоорганотроф. Аэраб. При культивировании на питательных средах рН нейтральная или слабощелочная, температурный оптимум 25-27 С. Культура относится к морским бактериям и явля ется галотолерантной.

Включения серы в клетках штамма не установлены. При выделении его из свежевзятых проб конкреций, после посева материала на питательные среды в клетках штамма встречались буроватые включения железа. В клетках штамма встречаются также включения: липиды, полисахариды — гранулеза и гликоген.

Отношение штамма к антибиотикам: чувствителен к пенициллину, стрептомицину, левомицетину, эритромицину, к полимиксину — слабо чувствителен.

Штамм хорошо растет на мясопептонном бульоне, пленку не образует, дает осадок, не токсичен, не патогенен.

Пример. 50 мг железомарганцевых конкреций измельчаются и смешиваются с 2 мл стерильной воды..

После остаивания смеси.йз недостаточной жидкости стерильной градуированной пипеткой отбирается О, 1 мли наносится на поверхность скошенных питательных сред. Культивирование штамма проводится в. термостате при 27 С в течение о

48-96 ч. После соответствующих культурально-морфологических исследований производится пересев штамма на скошенные агаризованные питательные среды 1 1 и 2. После соскоба биомассы штамма с поверхности питательных сред бактериологической петлей на аналитических весах берется навеска сырой биомассы в количестве 5 мг, что предст ав ляе т ирак тиче с к и в сю выросшую на поверхности косячка биомассу. Указанная навеска вносится в

5 мл.стерильной воды. После получения. суспензии культуры проводятся определения содержания металлов в биомассе штамма на атомна-абсорбционном спектрофотометре AAS-1.

Навеска сырой биомассы штамма в количестве 5 мг при колориметрировании и сопоставлении с оптическим стандартом соответствует плотности бактерий 3,5 млрд..кл. в 1 мг биомассы.

Коэффициент накопления металлов определяется по формуле

А q — А

К

Б А где А, — концентрация металлов в биомассе шт.амма;

А — концентрация металлов в бион массе контрольной культуры бактерий;

А — концентрация металлов в же

3 лезомарганцевых канкрецнях или в донных осадках;

Б — количество исследуемой биомассы.

Средние величины накопления металлов штаммом Arthrobacter globiformis

Р 3 приведены в таблице..

Содержание некоторых металлов в биомассе штамма достигает величин, характерных для железамарганцевых конкреций, и значительно выше, чем в донных осадках, В конкрециях содержится, %: Fe 14, Мп 22, Ni 0,8; Са 0,2, в

Fe Mn Zn

Ni Со

Параметр

Содержание металла: мкг/мг сырой биомассы, 20,6 14 4

Ж 20,6 1,44

0,2

0,02

0,15 0,04

0,015 0,004

0,019 0,0015

Коэффициент накопления 1,47 0,65

Составитель И.Болотина

Редактор Н.Рогулич Техред JI.Сердюкова Корректор О,ципле

Заказ 1830 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СС

ССQP

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

Производственно-издательский комбинат, Патент, r.Óæãîðoä, ул. Гагар

le II

Гага ина 101

1576559 донных осадках, 7: Fe 0,8; Мп 1,4; 1рального.сырья, для получения хнмичесNi 0,02; Со 0,003, . ких чистых .металлов, Установленная способность штамма Установленная металлонакапливающая .Arthrobacter globiformis № 3 выде5 сопосбность штамма может иметь опре-, ленного из коркового слоя железомар- деленное значение в расшифровке сложганцевых конкреций Индийского океана, ных процессов .генезиса и механизма накапливать металлы: железо, марганец, формирования океанских железомарганцинк, никель, кобальт, позволяет ре- цевых конкреций и металлоносных осадкомендовать штамм для опытно-производ-10 ков. ственных испытаний в биотехнологии (гидрометаллургии) с целью использо- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я вания его при обогащении бедных полиметаллических руд и месторождений на . П1тамм бактерий Arthobacter globiсуше, lIpH переработке железомарганце- 15 formis BIQIM 8-3880 - накопитель желевых конкреций и металлоносных осад-. за марганца, цинка, никеля и кобальков - как новых видов океанского мине- та.