Способ культивирования микроорганизмов

 

Изобретение относится к биотехнологии , а именно к получению биомассы микроорганизмов . Целью изобретения является увеличение выхода биомассы. Способ культивирования дрожжей рода Candida и бактерий рода Азотобактер включает выращивание этих микроорганизмов в жидкой питательной среде с введением твердой фазы, в качестве которой используют высодисперсную смесь двуокиси кремния с окисью алюминия в концентрации 0,005- 0,5 мас.% с массовым содержанием окиси алюминия в смеси 6,9%. 7 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 12 N 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4603088/13 (22) 13.11.88 (46) 30.06.91. Бюл. № 24 (71) Институт микробиологии и вирусологии им Д.К. Заболотного и Институт химии поверхности АН УССР (72) И.К. Курдиш, E.À. Цимберг, Л.В. Титова, B.Ñ. Подгорский, А.А. Чуйко, Е.И. Андреюк и А.Ф. Антипчук (53) 663.18 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11228800000066,, кКлп, С 12 N1/20,,1985. (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООР ГАН ИЗМОВ

Изобретение относится к биотехнологии, а именно, к получению биомассы микроорганизмов.

Целью изобретения является увеличение выхода биомассы.

Способ осуществляют следующим образом.

Культивирование микроорганизмов ведут в питательных средах, в которые вводят высокодисперсную смесь двуокиси кремния с окисью алюминия в концентрации 0,005—

0,5% (мас,об.).

Эту смесь получают в заводских условиях путем совместного гидролиза хлоридов кремния и алюминия в пламени воздушноводородной смеси.

Средний размер полученных дисперсных частиц составляет 5-40 нм.

Наиболее выраженный стимулирующий эффект на рост исследуемых микроорганиз„, Ы2ÄÄ 1659482 А1 (57) Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению биомассы микроорганизмов, Целью изобретения является увеличение выхода биомассы. Способ культивирования дрожжей рода Candida и бактерий рода Азотобактер включает выращивание этих микроорганизмов в жидкой питательной среде с введением твердой фазы, в качестве которой используют высодисперсную смесь двуокиси кремния с окисью алюминия в концентрации 0,005—

0,5 мас.% с массовым содержанием окиси алюминия в смеси 6,9%. 7 табл. мов оказала высокодисперсная смесь двуокиси кремния с окисью алюминия с массовым содержанием А1гОз 6,9% (табл. 1), ° юеаЪ

Наиболее высокий прирост, биомассыдрожжей и бактерий наблюдается при кон- у центрации высокодисперсной смеси А1гОз и

Si0z 0,05-0,1%. (таблица 2 и 3)

Пример 1. Культуру дрожжей Candida

tropicaiis К-41 выращивают при 37 С в кол- t ai бах объемов 750 мл на качалках в течение

5 ч. на среде Ридер, следующего состава, ),а

r/ë: (ИН4)г$04 3,0; NaCI 0,5; MgSO 4 ° 7НгО

0,2; КНгР04 1,0; КгНР04 ЗНг 0,1; глюкоза

20,0. Кроме того, в среду вносили микроэлементы, мг/n: Kl 0,2; FeS04 7НгО 34,2;

MnS04 5НгО 22,2: ZnS04 7НгО 22,1; NaMog

- 0,4; CuSO< 0.2, а также дестиобиотин

20 мкг/л.

Объем культуральной среды составляет

50 мл. В три опытные колбы вносят 0,1%

1659482 высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия, В три контрольные колбы высокодисперсную смесь не вносят.

Результат эксперимента учитывают по изменению оптической плотности микроорганизмов при 590 нм и рК-среды, Данные приведены в табл. 4. Введение высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия в питательную среду ускоряет рост микроорганизмов и стабилизирует рНсреды.

Пример 2. Культуру дрожжей Candlda

troplcalls К-41 выращивают при 37 С в ферментерах на среде Ридер вышеприведенного состава. Объем среды 1 л. Интенсивность аэрации 0,5 я/мин, Скорость вращения мешалки для перемешивания среды 400 об/мин. В суспензию микроорганизмов вносят 0,05 высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия.

Для сравнения исследования проводят по той же методике с внесением в дрожжевую суспензию вместо высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия чистой высокодисперсной двуокиси кремния.

В контрольном варианте экспериментов дрожжи культивируют в описанных выше условиях в отсутствие высокодисперсных материалов, Во всех вариантах экспериментов культивирование дрожжей осуществляют в 3 — 5 повторностях при автоматическом поддерживании рН среды на уровне 4,0 — 4,2 ед.

Результаты экспериментов оценивают по приросту биомассы дрожжей и потреблению ими глюкозы. Полученные данные (табл. 5) свидетельствуют о том, что культивирование дрожжей в питательной среде, содержащей высокодисперсную смесь двуокиси кремния с окисью алюминия, приводит к значительному повышению выхода биомассы, более полному использованию субстрата/глюкозы/ и обеспечивает возможность сокращения времени процесса культивирования на 257, Пример 3. Культуру микроорганизмов

Aaotobacter chroococcum шт.20 выращивают при 30 С в колбах объемом 750 мл на качалках в течение 48 ч на среде Эшби следующего состава, г/л: К2НРО4 0,2; MgSGn" 7Н О 0,2; NaCI 0,2; KELSO< 0,1; мел 5,0; сахароза 20,0; вода до 1000,0; рН среды 6,8 ед.

В три опытные колбы вносят 0,05$ (мас.об.) высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия, в три другие колбы — такое же количество аэросила А300, В три колбы контроля высокодисперсные материалы не вносят. Результаты экспериментов учитывают по количеству

5 клеток в микробной суспензии в конце эксперимента, определяемом путем высева из разведений на поверхность агаризованной среды Эшби в чашки Петри.

Полученные данные (табл.6) указывают

10 на то, что культивирование Aaotobacter

chroococcum в присутствии высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия более, чем в 4 раза увеличивает выход клеток данных микроорганизмов и

15 стабилизирует концентрацию ионов водорода в культуральной среде.

Пример, 4, Культуру микроорганизмов

Aaotobacter chroococcum выращивают в условиях, аналогичных примеру 3, В опытные

20 колбы вносят различные концентрации высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия от 0,005 до 0,5 (мас,об,), В контрольные колбы аэросил не вносят.

25 Результаты экспериментов оценивают по количеству клеток в суспензии микроорганизмов. используя методику, приведенную в примере 3. Данные экспериментов (табл,3) свидетельствуют о том, что высоко30 дисперсная смесь двуокиси кремния с окисью алюминия в концентрации 0,0050,5;4 стимулирует рост микроорганизмов.

Таким образом, полученные результаты свидетельствует о том, что культивирование

35 микроорганизмов в жидких питательных средах, содержащих высокодисперсную смесь двуокиси кремния с окисью алюминия в концентрации 0,005 — 0,500 (мас.об.) позволяет значительно увеличить выход кле40 ток, обеспечивает более экономное и полное использование углеродного субстрата, создает более оптимальные условия для роста микроорганизмов по рН среды и позволяет сократить продолжительность

45 процесса культивирования.

Формула изобретения

Способ культивирования микроорга50 низмов в жидкой питательной среде с введением твердой фазы, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы, в качестве твердой фазы используют высокодисперсную смесь двуокиси кремния

55 с окисью алюминия с массовым содержанием окиси алюминия в смеси 6,9Д, при этом смесь вносят в количестве 0,005-0,5 мас,,(, 1659482

Таблица 1

Влияние отношения диоксида кремния и оксида алюминия в их высокодисперсной смеси на рост дрожжей Candlda tropicalis К-41

Таблица 2

Влияние различных концентраций высокодисперсной смеси диоксида кремния с окисью алюминия на рост дрожжей Candlda tropicalis К вЂ” 41

Таблица 3

Влияние различных концентраций высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия на рост бактерий

П р и м е ч а н и e . Концентрация бактерий в суспензии в начале эксперимента составляла 8 10 кл/мл.

1659482

Таблица 4

Влияние высокодисперсной смеси двуокиси кремния с окисью алюминия на рост дрожжей СапбЫа tropicalis

Оптическая плотность суспензии в экспе именте рН суспензии в эксперименте

Условие культивирования в кон е в начале в кон е в начале

0,8

2,95

4,0

0,34

4,0

0,39

3,2

П р и м е ч а н и е . В начале эксперимента оба варианта содержали одинаковое количество дрожжей. В этом случае различия в оптической плотности были обусловлены внесением высокодисперсной смеси.

Таблица 5

Особенности роста дрожжей Candida tropicalis при взаимодействии с высокодисперсной смесью двуокиси кремния с окисью алюминия

Условие к льтиви ования

Время роста, ч

В отсутствие высокодисперсных мате иалов конт оль при внесении в среду высокодиспе сных мате иалов содержание биомассы, г/л содержание биомассы, г/л концентрация глюкозы, концентрация глюкозы, Таблица 6

Влияние дисперсных материалов на рост микроорганизмов Azotobacter chroococcum

П р и м е ч а н и е. Концентрация бактерий в суспензии в начале эксперимента .810 кл/мл, Без внесения дисперсных материалов

Высокодисперсная смесь двуокиси кремния с окисью алюминия

О

2

4

6

0,7 -0,04

0 82 йО 02

1,56 +0,21

2,70 +0,17

4,02 М,44

5,24 40,39

7,05 0,75

7,95 .1,13

8,83 +-1,60

1,92+0,О1

1,90 +0,01

1,62+0,10

1,42+ 0,10

1,00="0,20

0,65 +0,27

0,28+0,19

0,10+0,09

0,0

0,78 -0,11

1,36 0,23

2,14 0,33

3 604-0 58

5,82 -0,60

8,82+1,42

11.30++0,93

11,10=И,70

11,35+1,35

1,91 0,02

1,66+0,03

1,55 +0,10

1,15 0,08

1,05+0,15

0,38+0,31

0,11 +0,08

0,0

0,0

1659482

Таблица 7

Влияние дисперсных материалов на рост дрожжей СапбЫа

tropicalis К вЂ” 41

Составитель Т. Золотарева

Редактор Л. Герасимова Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 1821 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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