Способ культивирования микроводорослей

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для производства биомассы микроводорослей. Целью изобретения является увеличение выхода биомассы и улучшение ее качества. Способ заключается в том, что при культивировании микроводорослей на питательной среде, приготовленной на основе сточных вод животноводческих комплексов, после инокулирования среды осуществляют выращивание в суспензионной культуре в накопительном режиме в условиях перемешивания и освещения до максимального прироста биомассы . Процесс культивирования проводят в две стадии. На лервой стадии культивирование осуществляют до достижения рН в суспензионной культуре 9,4-9,6 и последующего культивирования в теиение ч при данном з ачеии рН, посгэ чего отстаивают суспензию для формиоования коллоидно-бактермэгьчого осадке ЬО) удагчкл образовавшийся осадок и проводят вторую стадию культ.-вирования до максимального прироста биом - ы. Способ позьоляет увеличить выход Скомассы на 40-50% и значительно улучшить ее качество по сп внению с известным способом. 1 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4392268/13 (22) 15,03.88 (46) 23.01.91. Бюл. ¹ 3 (71) Кишиневский государственный университет им. В,И,Ленина (72) В.M.Øàëàðü и В,M.Ìîãûëäÿ (53) 636.085:639.64 (088,8) (56) Малек И., Фенцель Э, Непрерывное культивирование микроорганизмов. — M„968, с. 70, 77. (54) СПОСОБ KYPÜTÈÂÈPOBÀHÈß МИКРОВОДОРОСЛЕЙ (57) Изобретение относится к биотехноло(ии и может быть использовано для производства биомассы микроводорослей, Целью изобретения является увеличение выхода биомассы и улучшение ее качества. Способ заключается в том, что при культивировании микроводорослей на питательной среде, Изобретение относится к управляемому биосинтезу и может быть использовано для производстРа биомассы микроводорослей.

Цель изобретения — увеличение выхода биомассы и улучшение ее качества, Способ заключаетсч в том, что при культивировании микроводорослей осуществляют григотовление питательной среды на основе сточных вод животноводческих комплексов, в которую вносят микроводоросли, затем культивируют их в суспензионной культуре в накопительном режиме в условиях перемешивания и освещения до максимального прироста биомассы. Процесс культивирования проводят в две стадии. На первой стадии культивирование осуществляют до достижения рН в суспензионной

„„. Ж„„1621823 А1 (st)s А 01 G 33/00, А 01 Н 13/00, С 12 N 1/12 приготовленной на основе сточных вод животноводческих комплексов, после инокулирования среды осуществляют выращивание в суспензионной культуре в накопительном режиме в чсловиях перемешивания и освещения до максимального прироста биомассы. Процесс культивирования проводят в две стадии, На первой стадии культивирование осуществляют до достижения рН в суспензионной культуре 9,4-9,6 и последующего культивирования в течение 12 — 24 ч при pBHHQM значе ии рН, flocl Â.÷8ÃÎ отстаивают суспенз«ю для формирования коллоидно-бактериалъного осадка (КБ01. чдаля от образовавшийся осадок и прове пят в;орую стадию культ:. :вирования до макс«мального прироста биомас ы. Способ позволяет увеличить выход биомассы на 40 — 60" и значительно улучшить ее качество по сравнению с известным способом. 1 табл, культуре 9,4 — 9,6 и последующего культивирования в ечение 12-24 ч при данном значении рН, после чего отстаивают суспенэионную культуру для формирования коллоидно-бактериального осадка (КБО), удаляют образовавшийся осадок и t,ðoâîäÿò вторую стадию культивирования до максимального прироста биомассы.

Пример 1. (По известному способу). В круглый аквариум высотой 20 см с питательной средой, приготовленной на Основе сточных вод животнсводческих комплексов в объеме 2 л, содержащей, мг/л: органические вещества по химическому патреблению кислорода (ХПК) 200 мг Oz/ë, общий азот 223,0 мг/л, общий фосфор 43,0 мг/л, гидрокарбонат-ионов 1718,2 мг/л, 1621823

10 ионов кальция 178,0 мг/л, рН 8,2, вносят сине-зеленую микроводоросль Synechocystis

salina Wisl В-141 из расчета 25,0 млн кл/мл с биомассой 030 г/л а,с.в, Культивирование проводят при круглосуточном освещении в

9 — 10 тыс. лк с постоянным перемешиванием на магнитной мешалке при 26 — 28 С, На 5-е сутки культура вьо.одит на "плато" с численностью клеток 233 млн кл/мл и биомассой

2,98 г/л а.с.в.

Пример 2, Условия те же, что и в примере 1, но при достижении рН культуры

9,4 перемешивание прекращают, отстаивают коллоидно-бактериальный осадок втечение 15 мин и удаляют его сифонированием.

Время отстаивания рассчитывают по формуле t = h/0,2, гдс . — время полного оседания коллоидно-бактериальных частиц, c; h— высота емкости с суспензией водорослей, см; 0,2 — эксперим "нтаг ьно установленная средняя скорость оседания коллоиднобактериальных частиц, мм/с, Далее культивирование водорослей продолжают в том же режиме. На 5-е сутки их численносгь составляет 256 млн кл/мл с биомас сой 3,28 г/л а,с.в.

П ри м е р3. Условия теже, что в примере 2, но отделение коллоидно-бактериального осадка проводят спустя 12 ч после достижения культуры рН 9,4. На 5-е сутки культивирования численность клеток достигает 302 млн кл/мл с биомассой

3,86 г/л а,с.в.

П риме р4.Условиятеже,чтов примере 2, но отделение коллоидно-бактериального осадка проводят спустя 24 ч после достижения культуры рН 9,4, т.е. в момент прекращения образования осадка, и кул ьти ви рован и е и род члжа ют. Н а 5-е сутки численность клеток достигает

328 млн кл/мл с биомассой 4,19 г/л а.с,в.

Пример 5. Условия те же, что в примере 2, но отделение осадка проводят спустя 48 ч после достижения культуры рН 94. На 5-е сутки культивирования численность клеток водорослей составляет

286 млн кл/мл с биомассой 3,66 r/ë а,с.в

Пример 6. Условия .;е же, что в примере 1, однако, для культивирования используют зеленую водоросль СЫогеПа vuIgarls beyJer А — 1 с инокулятом 0,3 г/л а.с.в.

На 5-е сутки биомасса водорослей достигает 1,81 г/л а.с,в.

Пример 7. Условия те же, что в примере 6, но образовавшийся коллоиднобактериальный осадок отделяют спустя 12 ч после достижения культуры рН 9,6, На

5-е сутки биомасса водорослей достигает

2,21 г/л а.с в.

При мер8.Условия теже,чтов примере 6, но образовавшийся коллоиднобактериальный осадок отделяют спустя 24 ч после достижения культуры рН 9,6. На

5-е сутки биомасса водорослей достигает

2,49 г/л а,c.е, Пример 9. Условия те же, что и в примере 6, но образовавшийся коллоиднобактериальный осадок отделяют спустя 48 ч после достижения культуры рН 9,6, На

5-е сутки биомасса водорослей достигает

1,92 г/л а,с.в, Сравнительные данные роста водорослей по дням согласно условиям, приведенных в примерах 1 — 9, отражены в таблице.

Таким образом отделение и удаление коллоидно-бактериального осадка на первой стадии культивирования обеспечивает значительное ускорение прироста биомассы водорослей на второй стадии культивирования, Так, при выращивании сине-зеленой водоросли Synechocystis заИпа без отделения КБО на первой стадии, ее биомасса за 5 сут составляет 2,98 г/л а.с.в„тогда как при полном отделении образовавшегося ссадка (пример 4) биомасса данной водоросли на 5-е сутки достигает 4 19 г/л а.с.в., т.е. выход биомассы увеличивается на

40,6 /. Исгользование данного приема при культивировании Chlorella vulgaris (пример 8) позволяет увеличить ее урожайность на 37,6% по сравнению с известным способом культивирования. Кроме того, удаление коллоидно-бактериального осадка приводит к улучшению качества биомассы. Если при культивировании Synechocystis заПпа и

Chlorella vulgaris не осуществлять отделения и удаления коллоидно-бактериального осадка, в конечном продукте содержание сырого белка составляет 39,2 — 37,8%, при отделении КБО на первом этапе культивирования содержание белка увеличивается до

54,6 и 48,2% соответственно.

Пример 10 (в полупроизводственных условиях), Микроводоросли выращивают в двух культиваторах лоткового типа (площадью 4,2 м ) с циркуляционным перемеши2 ванием на питатер ной реде из экстракта утиного помета, содержащей, мг/л: органические вещества по ХПК 1500 мг 02/л; общий азот 369,0 мг/л; обший фосфор

68,4 мг/л; гидрокарбонат-ионов 2650,0 мг/л; ионов кальция 287,4 мг/л, рН 7,8, которую инокулируют сине-зеленой водорослью

Synechocystis salina из расчета 0,3 r/ë а.с.в, В первом культиваторе водоросли выращивают без отделения коллоидно-бактериального осадка. Культура достигает стационарной фазы на 4-6-е сугки с содержанием биомассы на 5-е сутки 2,43 г/л а.с,в.

1621823

Составитель Р. Андреева

Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Редактор Н, Тупица

Заказ 60 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Во втором культиваторе, спустя 24 ч после достижения культуральной жидкости рН

9,4 (конец вторых суток), перемешивание прекращают, коллоидно-бактериальный осадок отделяют и удаляют и далее культивирование водорослей продолжают до выхода культуры на "плато". На 5-е сутки биомасса достигает 3,91 г/л а,с.в, Таким образом, в результате отделения на первой стадии культивирования коллоидно-бактериального осадка удается увеличить биомассу водорослей на 60,9 .

Кроме того, достигается значительное улучшение качества полученного продукта. П ри культивировании Synechocystls заИпа без отделения КБО (известный способ) содержание сырого белка в суммарном продукте составляет 38,0, зольность

32,0, тогда как при отделении КБО в готовом продукте на долю сырого белка приходится 53,8 /, зольность при этом снижается до 8,3 .

Формула изобретения

Способ культивирования микроводорослей, предусматривающий приготовление питательной среды на основе сточных вод

5 животноводческих комплексов, инокулирование микроводорослями с последующим их культивированием в суспензионной культуре в накопительном режиме в условиях перемешивания и освещения до максималь10 ного прироста биомассы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы и улучшения ее качества, культивирование проводят в две стадии, при этом на первой стадии культивирование

15 осуществляют до достижения рН в суспензионной культуре 9,4 — 9,6 и последующего культивирования в течение 12 — 24 ч при данном значении рН, после чего отстаивают суспензионную культуру для формирования

20 коллоидально-бактериального осадка, удаляют образовавшийся осадок и проводят вторую стадию культивирования.