Питательная среда для выращивания дрожжей

 

Изобретение относится к микробиологическому синтезу белка и может быть использовано для получения биомассы путем выращивания на питательной среде, содержащей источники углерода, например очищенные жидкие парафины, а также источники азота, калия, фосфора, магния, закисного железа, цинка, марганца в виде соответствующих солей, а также стимуляторы роста клеток. Целью изобретения является увеличение выхода биомассы, повышение продуктивности процесса. Кормовые дрожжи выращивают на питательной среде содержащей, г/л: очищенные парафины 7,8-23,4

сернокислый аммоний 3,5-10,5

ортофосфорная кислота 0,72-2,13

хлористый калий 0,48-1,44

сернокислый магний 0,29-0,87

закисное сернокислое железо 0,055-0,165

сернокислый цинк 0,012-0,036

сернокислый марганец 0,006-0,018, при этом в качестве стимуляторов роста, проявляющих при совместном использовании синергетический эффект, вносят коричневый сок зеленых растений и фосфолипиды из микробного жира в количествах соответственно 0,01-0,1 и 0,005-0,05 г/л. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (и) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7,8-23,4

3,5-10,50

Очищенные парафины

Сернокислый аммоний

Ортофосфорная

О, 72-2, 13

0,48-1,44 кислота

Хлористый калий

С рноки лый згний

Закисное сеpн.зi;нc—

0,29-0,87

0,055-0,165

0,012-О„03б лое железо

Сернокислый цинк

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH П(НТ СССР

1 (21) 4314784/30-13 (22) 09.10.87 (46) 15.07.90. Бюл. Ф 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (72) Г.Н.Максимова, Ю.Е.Казанцев, A.Þ.ÂHíàðoâ, А.Н.Скворцов, Л.И.Василенко; В. Г.Григорьев, Е.К.Котишов, А.П.Захарычев и В.Я.Волох (53) 633.14 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 1498055, кл. С 12 N 1/16, 1987.

Авторское свидетельство СССР

9 1218673, кл. С 12 М 1/16, 1985. (54) ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ ВЬРАЩИВА-.

НИЯ ДРОЖЖЕЙ (57) Изобретение относится к микробиологическому синтезу белка и может быть использовано для получения биомассы путем выращивания на питательной среде, содержащей источники углерода, например очищенные жидкие

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к питательной среде для выращивания дрожжей на углеводсодержащем сырье, например на очищенных жидких парафинах, и содержащей также источники азота, калия, фосфора, магния, закисного железа, цинка, марганца в виде соответствующих солей, а также стимулятор роста клеток.

Цель изобретения — увеличение выхода биомассы и продуктивности процесса.

Щ) C 12 N 1/16, t/26//(С 12 N 1/16

С 12 R 1:72) парафины, а также источники азота, калия, фосфора, магния, закисного железа, цинка, марганца в виде соответствующих солей, а также стимуляторы роста клеток. Целью изобретения является увеличение выхода биомассы, повышение продуктивности процесса. Кормовые дрожжи выращивают на питательной среде содержащей, г/л: очищенные парафины 7,823,4; сернокислый аммоний 3,5-10,5; ортофосфорная кислота 0,72-2 13 хлористый калий 0,48-1,44; сернокислый магний 0,29-0,87; закисное сернокислое железо О, 055-0, 165; сернокислый цинк 0,012-0,036; сернокислый марганец 0,006-0,018, при этом в качестве стимуляторов роста, проявляющих при совместном использовании синергетический эффект, вносят коричневый сок зеленых растений и фосфолипиды из микробного жира в количествах, соо.ответственно

0,01-0,1 и 0,005-0,05 г/л. 4 табл..Изобретение заключается в том, что питательная среда составлена при следующем соотношении компонентов, г/л:

1578188

30

Сернокислый марганец О, 006-0, 018

Коричневый сок зеленых растений 0,01-0,1

Фосфолипиды из микробного жира 0,005-0,05

Вода Остальное

Кормовые дрожжи выращивают следующим образом.

Готовят водную питательную среду.

В приготовленную питательную среду вносят в качестве посевного материала дрожжй рода Candida. Выращивание

Дрожжей проводят периодически или не" прерывно при рН 3,5-6,0, температуре

32-38 С и скорости разбавления среды ь

0,1-0,3 ч . При этом в качестве источника углерода используют очищенные парафины нефти, содержащие до 99,0-99,9 н-алканов с числом углеродных атомов

С, -С, в качестве источника азота-сульфат аммония или аммофос, в качестве источника калия — калий хлористый или калий сернокислый, в качестве источника магния — магний сернокислый или его техническую соль— эпсомит, в качестве источника железа — железо сернокислое закисное или железный купорос, в качестве источника цинка — цинк сернокислый .или цинковый купорос, в качестве источника марганца — марганец сернокислый. В качестве стимулятора подают совместно коричневый сок зеленых растений (КС), являющийся побочным

Продуктом при производстве протеиновых зеленых концентратов (ПЗК) и

В качестве дополнительного стимуля гора используют фосфолипиды из микробного жира в количестве 0,0050,05 r/ë.

Результаты лабораторных и камеральных исследований по совместному действию коричневого сока зеленых растений с фосфолипидами из микробного жира представлены в табл.1-4.

Как видно из табл.1, в интервале концентрации фосфолипидов 0,001.0,.5 г/л отмечается прирост биомассы, при этом максимальный прирост биомассы отмечается в интервале 0,010,1 г/л, при уменьшении концентрации ниже 0,01 г/л и увеличении их концентрации выше 0,1 г/л прирост биомассы незначительный, максимальный прирост биомассы (на 287) и максимальный выход биомассы (увеличение на 18,3Е) отмечается при концентрации фосфолипидов 0,05 г/л.

Таким образом„ как видно из табл.2, максимальный прирост биомассы от использования двух стимуляторов имеет место при добавлении коричневого сока зеленых растений в количестве

0,01 г/л и фосфолипидов в количестве 0,005-0,05 г/л, т.е. при соотношениях коричневый сок зеленых растений — фосфолипиды — микробного жира 1:0 5-1:5. Причем в этом интервале концентраций двух стимуляторов имеет место синергетический эффект, а именно прирост биомассы при совместном действии двух стимуляторов существенно превышает прирост биомассы в каждом отдельном опыте, т.е. при раздельной подаче стимуляторов, и арифметическую сумму приростов биомассы в каждом отдельном случае.

При добавлении фосфолипидов к коричневому соку в соотношениях меньших чем 1:0,5 выход биомассы от заданного парафина снижается, а увеличение соотношения выше i:5 нецелесообразно, как видно из табл.1, увеличение подачи фосфолипидов выше 0 05 г/л приводит также к снижению выхода биомассы от заданного парафиня.

Как видно из табл.3, при выращивании парафинокислящих дрожжей Candida maltosa ВСБ-899 и ВСБ-777 в камеральных условиях, т. е. в условиях непрерывного выращивания в аппарате интенсивного массообмена, при добавлении 0,01 г/л коричневого сока или 0,01-0,05 г/л к протоку фосфолипидов также проявляется их стимулирующее действие, что выражается в увеличении выхода биомассы, продуктивности процесса, снижении расходного коэффициента по парафину. Прирост биомассы при совместном действии коричневого сока и фосфолипидов выше, чем арифметические суммы относительных приростов биомассы от отдельного использования каждого из стимуляторов (соответственно увеличивается выход биомассы, а расходный коэффициент по парафину снижается).

Так, в I-ой серии опытов при действии 0,01 г/л протока коричневого сока зеленых растений концентрация биомассы увеличивается на 8,3Х, при

5 15 добавлении 0,05 г/л протока фосфолипидов из микробного жира концентрация биомассы увеличивается на 14,5Х а при совместном действии стимуляторов на 28,01Х Аналогично увеличиваются выход. биомассы и продуктивность процесса и снижается расходный коэффициент.

Во II-ой серии опытов при добавлении лишь 0,01 г/л протока коричневога сока зеленых. растений концентрация биомассы увеличивается на

6,2Х, при добавлении 0,01 г/л протока фосфолипидов из микробного жира концентрация биомассы увеличивается на 4,9Х, а при совместном действии стимуляторов на 14,9Х. Аналогично увеличиваются выход биомассы и продуктивность процесса и снижается расходный коэффициент.

Изобретение поясняется следующими .примерами.

Пример 1. В колбу с рабочим объемом 1 л добавляли 7,7 г (1 об.Х) очищенных парафинов С 0 — С,р, 0 01 r коричневого сока зеленых растений, 0,005 г фосфолипидов из микробного жира, а также следующие компоненты минерального питания, приведенные в табл.3.

Общий объем питательной среды составил 1 л.

Приготовленную питательную среду разливали в качалочные колбы по

1 00 мл, в каждую колбу вносили посевной материал в виде дрожжей Candida

maltosa ВСБ-899 и выращивали на ротационной качалке в течение 28 ч при 32-34 С, рН среды 5,5.

Концентрация биомассы составила

5,56 г/л, т.е. выход биомассы составил 72,20Х. В контрольном опыте, т.е ° без добавки стимуляторов, концентрация биомассы составила 4,43 г/л; выход биомассы составил 57,537.. В опытах с добавкой лишь 0,01 г/л корич- невого сока концентрация биомассы составила 5,00 г/л, выход биомассы составил 64,54Х. В опытах с добавкой лишь 0,005 г/л фосфолипидов концентрация биомассы составила 4 50 г/л, выход биомассы составил 58,44Х.

Пример 2. В колбу с рабочим объемом 1 л добавили 7,7 г (1 об .Х} очищенных парафинов, 0,001 г/л карич" невого сока зеленых растений, 0,01 г/л фосфолипидов из микробного жира,. а также компоненты минерального пита78188 ную среду, содержащую следуюшие со— пи, г/л:

Сернокислый аммоний 7,0

Ортофосфорная кислота 0,72

Хлористый калий 0,96

Сернокислый магний 0,58

Закисное сернокислое железо 0,110

Сернокислый цинк. 0,024

Сернокислый мар55 0,012

В питательную среду добавили l8,48 г/л (или 2,4 об.Х) очищенных жидких парафинов, 0,01 г/л (0,00!X к протоку) коричневого сока зеленых

50 ния в соответствии с примерам 1. Вы-. ращивание дрожжей Candida maltosa

ВСБ-899 вели в условиях по примеру 1.

Концентрация биомассы составила

5,62 г/л, т.е. выход биомассы составил 72,98Х. В контрольном опыте, т.е. без добавки стимуляторов, концентрация биомассы составила

4,43 г/л, т.е. выход биомассы составил 57,53Х.

В опытах с добавкой только 0,01 г/л коричневого сока зеленых растений концентрация биомассы составила

5,QO г/л, т.е. выход биомассы составил 64,93Х. В опытах с добавкой только 0,01 г/л фосфолипидов концентрация биомассы составила 4,87 г/л, выход биомассы составил 63,24Х.

20. Пример 3. В колбу с рабочим объемом 1 л добавили 7,7 r (1 об.Z) очищенных жидких парафинов, 0,01 г/л коричневого сока зеленых растений 0,05 г/л фосфолипидов из микробного жира, а также компоненты минерального питания в соответствии с примером 1. Общий объем питательной среды составил 1 л (доводили во.„,oé до 1 л). Выращивание дрожжей

30 Candida maltosa ВСБ-899 также по примеру 1. Концентрация биомассы составила 6,36 г/л, т.е. выход биомассы составил 82,52Х.

В контрольном опыте, т.е. без добавок стимуляторов, концентрация биомассы составила 4,43 г/л, выхбд биомассы 57,53Х.

В опытах концентрация биомассы сое."пепла э, 00 г, л. r:ë:..,,», бн . ::.",ñ ::,,.

40 составил 64,93Х. В опь тах с доб.явлением лишь 0,05 г/л фосфалипидов концентрация биомассы составляя "., " . /л, ВВ1;:од биомассы со с т авил 7,, 03, .

Пример 4 ° Готовили питатель1578188 растений и 0 01 г/л фосфолипидов из микробного жира. Выращивание дрожжей Candida maltosa ВСБ-899 проводили в аппарате с рабочим объемом 5 л при 32-34 С, рН среды 4,0-4,2, скорости протока 0,25 ч . При этом концентрация биомассы составляла

18,51 г/л, т.е. выход биомассы составил 100,157. 10

В контрольном, опыте, т.е. беэ добавок стимулятора концентрация биомассы составила 16, 1 г/л, выход биомассы составил 87, 127.

При выращивании дрожжей в присут- 15 ствии лишь 0,01 г/л коричневого сока зеленых растений концентрация биомассы составила 17 г/л, т.е выход биомассы составил 92,537.

При выращивании дрожжей в присут- 20 ствии лишь 0,01 г/л фосфолипидов концентрация биомассы составила 16,97, т ° е. выход биомассы составил 91,447.

Пример 5. Готовили питательную среду по примеру 4. В питатель- 25 ную среду добавили 19, 25 г/л (2,5 об.7) очищенных жидких парафинов, 0,01 г/л протока коричневого сока зеленых,растений и 0,05 г/л фосфолипидов из микробного жира. Выращи- 30 вание дрожжей С. maltosa ВСБ-777 проводили в аппарате с рабочим объемом

5 л при температуре 32-34 С, рН сре. o ды 4,0-4,2; скорости протока 0,28 ч

При этом концентрация биомассы составила 19,97 г/л, т. е. выход биомассы составил 1047.

В контрольном апыте, т.е. без добавок стимуляторов концентрация биомассы составила 15,6 г/л, т.е. выход биомассы составлял 80,27..

При выращивании дрожжей в присутствии лишь 0 01 г/л коричневого сока веленых растений концентрация биомассы составила 16,9 г/л„ т.е. выход биомассы 88,07.

При выращивании дрожжей в присутствии лишь 0,05 г/л фосфолипидов концентрация биомассы составила 17,86 г/л, т.е. выход биомассы составил 93,0Х.

Таким образом, как видно из табл. 1-3 и приведенных примеров, введение в питательную среду 0,010 05 г/л коричневого сока зеленых растений и 0,005-0,05 г/л фосфолипидов иэ микробного жира позволяет вес Формула изобретения

Питательная среда для выращивания дрожжей, содержащая очищенные парафины, сернокислый аммоний, ортофосфорную кислоту, хлористый калий, сернокислый магний, закисное сернокислое железо, сернокислые соли цинка и марганца, коричневый сок зеленых растений в качестве стимулятора роста и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения выхода биомассы и продуктивности процесса, в питательную среду вводят в качестве дополнительного стимулятора роста фосфолипиды из микробного жира при следующем соотношении компонентов, г/л:

Очищенные парафины 7,8-23,4

Ортофосфорная

0,72-2,13 кислота

Сернокислый аммоний

Хлористый калий

Сернокислый магний

Закисное серно3,5-10,50

0,48-1,44

0,29-0,87

0,055-0, 165

0,012-0,36

0,006-0,018 кислое железо

Сернокислый цинк

Сернокислый марганец

Коричневый сок зеленых рас-.еи ий

Фосфолипиды из микробного жира

Вода

0,01-0, 1

0,005-0,05

Остальное ти процесс выращивания биомассы с увеличением выхода биомассы и продуктивности процесса и снижением рас- ходного коэффициента по парафину на

5-257.

Такое резкое увеличение выхода биомассы и продуктивности процесса объясняется синергетическим действием, которое имеет место при добавлении коричневого сока зеленых растений и фосфолипидов из микробного жира, а именно в предлагаемом способе прирост биомассы значительно выше, чем при действии каждого из

còимуляторов отдельно и чем арифметическая сумма прироста биомассы.

1578188

Таблица 1

Опыт

Концентрация фосфолипидов г/л

Концентрация биомассы, т /л

Прирост биомассы, г/л

Прирост биомассы, отн.Х

Выход биомассы от подаваемого парафина, обс. Ж

4,47

4,48

4,50

5,50

5,75

4,80

4,51

57,3

57,4

57;7

70,5

75,6

61,5

57,8

0,001

0 005

0,01

0,05

0,1

0 5

0,01

0,03

1,03

1,28

0,33

0,04

0,22

0,67

23, 04

28, 63

7,38

О,89

Примечание.

Дрожжи выращивали в колбах на качалке с числом оборотов

180-200 об/мин, t — 32-34 С, начальной рН среды 5,5; фосфолипиды предварительно растворяли в 0,5Х-ном растворе аммиака.

Та блица 2

Прирост биомасс

Соотношение колиВыход биоПрирост биомассы, г/л

Коричневый

Опыт

Фосфолипиды, г/л

Концентрация биомассы, г/л чества стимуляторов коричневый сок фосфолипиды массы сы от парафина, 7 сок, г/л от парафина, 7

Продолжение табл . 3 аблица 3

Компоненты

Содержание, г/л

Компоненты

Соль

Элемент

Соль

0,29

О, 055

О, 012

0,006

О, 028

О, 011

О, 0028

О, 0014 магнии

Сернокислое желез о

55 Сернокислый цинк

Сернокислый марганец

Сульфат аммония

Ортофосфорная кислота

Хлористый калий

Сернокислый

0,75

3,5

0,34

0,72

0,25

О;48

2 0,01

3 0,05

5

7

9 ,10

11

12

13

14

0,01

0,01

0,01

0,05

0,05

0,05

0,1

0,1

0,1

0,01

О, 005

0,01

0,05

О, 005

0,01

0,05

О, 005

0,01

0,05

О, 005

0,01

0,05

0,04

4,43

5,00

4,97

4,50

4,87

5,47

5,56

5,62

6,36

5,11

5,16

6,08

4,98

5,13

5,75

6,78

0,57

0,54

0,07

0,44

1,04

1,13

1,19

1,93

0,68

0,73

1,65

0,55

0,70

1, 32

2,35

12,87

12, 19

1,60

9,93

23,47

25,47

28,86

43,79

15,35

16,48

37,25

12,41

15,80

29,80

53, 04

57,53

64,93

64, 54

58,44

63 24

71, 03

72, 20

72, 98

82,59

66,36

67,01

78,96

64,67

66,62

74,67

89, 21

1:0,5

1:1

1,:5

1:0,1

1:0,2

1:1

1:0,05

1:0,1

1:0,5

1 ° /

1578188 в (С(Ю л л л

СЧ

CI !О о С(( о Ю Ю ес( и

Ю!

О в л о (е(о л

СЧ (»4

Ю л сч О

CO о о о о

° Ф С о о О

СЧ

I E х v ов

CO O

-6 О в (с\ (Ч CO

СЧ о о .Ф

О о

OJM л Ю

o < л л

:В

С( (Ч л

1 и ° 6 х 3

CO ID V оо

«О

O M

С!

С 4 л л

CO!

С(СЧ

СЧ ч в

»

-т в

Ф

О !

О О\

O -6

РР

О (О л °

M (Ч

О\

СЧ ь

1 (е i х v

dI Х (6 М хйо офхл

М а(о и еО со с(A ( (.Ch O

CO (Ч

=р

\О е о

СЧ

t tD с! в ((4

t6 Х л. х &

t6 t6

1 C(P, ° ес(СЧ

С(СЧ

«h

«О

CO

O t6td

1 Р4 И Х л х

2 к о и

СО

СЧ

Ю

СО (Ч

CO

С 4

СО е/\ С!

С 4 4 СЧ (Ч

o o o o!

Г!

СЧ

С! офх оак!

I ф d

° (л

1 м.а Х а Ы g л (СЪ

Се(С

О! с 1 6 6 х о ! Е о (с

"!

СЧ (С(СЧ о

СЧ

Ь4

СЧ н н х .Ф

С 4 (6 6

3 ф" (о Х ф офа е/(х о

ItI

td

ID о

С(Ю о х

61 х

Р

t6

1 с((е(( о к а (» х о

44 ! о

D ( х о

Ь6 к

Х td х о о

& (v D о а

Е к р о а j н н н

44( хс(К мо

Х td (6 (. О Х а v (ао

1 64 Ы К

1 C(6(5W о х с»

V d: t6

P о

О (656 (c(х

D, Х л6 ° (ле

1 1 1 (<оу ( х х

vggE.С(е Х ttt Ф Х (- — — (DcdХ

1DIDХI х о ! !

tlI и ф

3 и л

dl (»

1о оо

Ф6 л.

3 Й

Й х х (»

Д tel

v оо е с6 х о

Х E. о о

v а

И

Ч

Щ

dl (» х х х ю

D * оо 6 л х о

2 о

D х к к ( о t.

Я и е о о .(4 л

Ю х

X и =

Осч юа

td х о

Х E о о и а

И

ltI

dl ( х х хо а оо

td х о

Х Eо о и а к

Як

В W

64 ( х х хо а о о х; (! Ю

О О

-6 О

В С4

О\

O M

46 о

E р а к х к к о

& и— оо е

CI х

»Х

4(Д к

Э (" х и о х

Е о х

64 (t6 х о и и х з (6

Ф !

СЧ е-4 х ф (6

СО к о а (х о х и

Я х х х х (6

О. и о и

E и о

О х о й