Способ культивирования молочнокислых бактерий

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается культивирования молочнокислых бактерий, предназначенных для биологического консервирования кормоз. Целью - изобретения является повышение выхода биомассы. Способ культивирования молочнокислых бактерий на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, включает дополнительное введение биомассы Bacillus subtllis ВКПМ № В-1321. являющейся отходом производства рибоксина или норизина в количестве 1,5- 3,0 мас.%. Зтабл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 и 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4496255/13 (22) 16.09,88 (46) 15,09.91. Бюл. М 34 (71) Вышневолоцкий завод ферментных препаратов (72) В.И. Гребеньков, А.И. Фрыгина, Г.В. Комарова и Н.Н. Гаврилова (53) 697.146.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 929546, кл. С 12 И 1/20, 1983. (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МОЛОЧ НОКИСЛ ЫХ БАКТЕРИЙ

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам культивирования молочнокислых бактерий, предназначенных для биологического консервирования кормов.

Цель изобретения — повышение выхода биомассы.

Сущность способа заключается в следующем.

Было установлено, что введение в среды для культивирования молочнокислых бактерий биомассы Bacillus subtills 265 ВКПМ гв В-1921, являющейся отходом производства рибоксина-субстанции и норизина, приводит к повышению выхода биомассы молочнокислых бактерий, Молочнокислые бактерии высевают на среду, обычно используемую для их культивирования, обогащенную биомассой

Вас. sub>ills 265 ВКПМ М В-1321, и выращивают в оптимальных условиях в течение обычно принятого времени для выращивания молочнокислых бактерий. Биомассу отделяют и на ее основе готовят препараты

< 9> Ц.,111 1 677071 Л 1 (57) Изобретение относится к биотехнологии и касается культивирования молочнокислых бактерий, предназначенных для биологического консервирования кормов.

Целью- изобретения является повышение выхода биомассы. Способ культивирования . молочнокислых бактерий на питателыюзй среде, содержащей источники углерода и азота, включает дополнительное введение биомассы Bacillus subtllis ВКПМ Q В-1321. являющейся отходом. производства рибоксина или норизина в количестве 1,5—

3,0 мас.$. 3 табл. для биологического консервирования кормов.

Биомасса Вас. subtllls 265 ВКПМ

М В-1321 образуется как отход производст-. ва рибоксина-субстанции и норизина, предусматривающего переработки нативного раствора после отделения биомассы фильтрацией или сепарированием из скоагулированной культуральной жидкости.

Биомасса Вас. subtllls 265 ВКПМ

Й В-1321 характеризуется содержанием следующих компонентов (в пересчете на абсолютно сухой вес), мас.,4:

Сырой протеин 21,0-25.0

Жиры и липиды 6,0-8,6

Зола 30,0-42.0

Общий азот. мг/г 35,0-51,0

Нуклеиновые соединения 2,4-4,65 в том числе:

Инозин

Гипоксантин.

Гуаноин

Аминокислоты

1677071 в том числе:

Глицин 0,58 — 0,68

Валин 0,43 — 0.,45

Фенилаланин 0,29-0,38

В соответствии с технологическими схемами производства рибоксина и норизина бактериальная биомасса рассматривается как побочный продукт, не утилизируется и подлежит вывозу и захоронению, При осуществлении предлагаемого способа биомасса Вас. subtllis 265 ВКПМ

М В-1321 вводится в состав сред для культивирования молочнокислых бактерий в количестве 1,5-3,0 мас.% (в пересчете на абсолютно сухое вещество).

Влияние концентрации биомассы штамма Вас. subtilis 265 в питательной среде для культивирования молочнокислых бактерий на выход бактериальных клеток показано в табл. 1.

Представленные данные показывают, 1 что избыток биомассы Вас. subtllls 265

В КПМ N В-1321 приводит к снижению выхода биомассы молочнокислых бактерий, а в ряде случаев вообще ингибирует их,рост.

Исследованиями заявителя показано, что молочнокислые бактерии не могут расти на среде, содержащей только биомассу Вас.

subtilis 265 ВКПМ К В-1321 в качестве единственного источника питания, Возможное повышение выхода клеток молочнокислых бактерий при осуществлении предлагаемого способа связано не с использованием биомассы Вас. subtilis 265 ВКПМ М В-1321 в качестве пищевого субстрата; а со стимулирующим действием на рост малочнокислых бактерий.

Последнее подтверждается тем, что увеличение концентрации субстрата не приводит к значительному повышению выхода молочнокислых бактерий.

Дан н ые табл. 3 показы ва ют, что увеличение концентрации гидролизата кукурузного крахмала приводит к приросту биомассы значительно меньшему, чем обеспечиваемый дополнительным введением биомассы Вас. subtliis 265 ВКПМ N В-1321.

Пример 1. Культуру Propionibacterium

shermanii культивируют на среде, содержащей, вес.%:

Кукурузный экстракт (по а,с.в) 1,5

Глюкоза 2,0

Кобальт хлористый 0,001

Сульфат аммония 0,3

Вода До 100

Культивирование осуществляют в ферментаторе объемом 250 л, заполненном

200 л среды при 29 С. Посевная доза состав9 ляет 0,8 л культуры с титрам 1,4 х 10 кл/мл.

Длительность культивирования 18 ч при периодическом перемешивании.

B описанных условиях параллельно культивируют тот же штамм, однако выра5 щивание его проводят на среде того же состава, дополненной 1,5 мас. (по абсолютно сухому весу) биомассы Вас. subtllis

265 ВКПМ М В- I321. Всего было внесено

7,1 кг влажной биомассы.

10 Выход клеток Proplonlbacterlum

shermanll при выращивании на среде с биомассой Вас. subtgis 265 ВКПМ N. В-1321 составляет 3,1 х 10 клеток/мл а на среде без биомассы (контроль) 1,4х10 клеток/мл.

i 5 Превышение выхода клеток в опыте по сравнению с контролем составляет 121,4%, Пример 2. Культуру Propionibactertum

shermanii выращивают в ферментаторе объемом 20 м, заполненном 10 м среды слез

20 дующего состава, вес.о : гидролизат крахмала кукурузного 3,5 (в пересчете на абсолютно сухой вес); кукурузный экстракт

2,5 (в пересчете на абсолютно сухой вес); кобальт хлористый 0,001; сульфат аммония

25 0 3; вода. Перед посевом среда содержит редуцирующих веществ 2,1, аминного азота 61 ; начальный рН равнялся 6,9. Выращивание осуществляют при 29 С в течение 22 ч, 30 Параллельно в аналогичных условиях выращивают тот же штамм бактерий, но в состав среды дополнительно вносят биомассу Вас, subtills 265 ВКПМ М В-1321 в количестве 2,6 мас. (по абсолютно сухому

35 весу). Всего вносят 1080 кг влажной бактериальной биомассы.

Выход клеток пропионовокислых бактерий на среде с биомассой Вас. subtilis 265 составляет 1,91х10 клеток/мл, а на среде

40 без добавления биомассы Вас. subtliis 265

ВКПМ N В-1321 (контроль) 0,87х10 клеток/мл. Превышение выхода клеток в опыте по сравнению с контролем составляет

119,5 .

45 Пример 3, Культуру Lactobacterium

pentoaceticum выращивают в ферментаторе объемом 250 л, заполненном 200 л питательной среды, содержащем, вес. : кукурузный экстракт 1,5 (по а.с,в.); сахарный песок 1,0;

50 вода. Выращивание проводят в течение 24 ч при 31ОС, Параллельно в аналогичных условиях выращивают тот же бактериальный штамм, но в состав среды дополнительно вносят

55 3,0 мас. (по абсолютно сухому весу) биомассы Bac. subtiiis 205. Всего вносят 14,7 кг влажной биомассы, Выход клеток молочнокислых бактерий на среде с биомассой Вас. subtills 265 ВКПМ

М В-1321 составляет 1,61х10 клеток/мл, а

1677071 вышение выхода клеток в опыте ho сравнению с контролем составляет 73,5 .

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить выход биомассы молочнокислых бактерий разных родов при выращивании на средах различного состава.

По сравнению с известным способом выход биомассы по титру жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий при использовании предлагаемого способа в среднем повышается на 60 . на среде беэ добавления бактериальной биомассы 1,05х10 клеток/мл. Превышение выхода клеток в опыте по сравнению с контролем составляет 53,3 .

Пример 4. Культуру Streptococcus 5

lactls dlastatlcus выращивают в ферментаторе объемом 250 л, заполненном 200 л питательной среды следующего состава, вес.$: гидролизат кормовых дрожжей 2,0 (в пересчете на сухое вещество); гидролиэат 10 кукурузной муки 1,6 (по редуцирующим веществам); кукурузный экстракт 0,3; вода.

Выращивание проводили при 36 С а течение 18 ч.

Параллельно в аналогичных условиях 15 проводят культивирование того же штамма, но в состав среды дополнительно вносят

2,5 мас.g (по абсолютно сухому весу) биомассы Вас. subtllls 265 ВКПМ М В-1321.

Выход клеток молочнокислых бактерий 20 на среде с биомассой Вас, subtllls 265

, ВКПМ М В-1321 составляет 1,96х10 клеток/мл, а на среде без добавления бактериальной биомассы 1,13х10 клеток/мл. Пре25

Формула изобретения

Способ культивирования молочнокислых бактерий на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, в питательную среду дополнительно вводят биомассу Bacillus

subtllls ВКПМ Я В-1321, являющуюся отходом при производстве рибоксина или норизина, в количестве 1,5-3,0 мас.ф, на объем среды.

Таблица 1

Выход биомассы молочнокислых бактерий (по титру жизнеспособных клеток, х 10 клеток/мл к ль альной жи кости

Концентрация в среде биомассы

В subtilis 265, мас.$ (по абс.сухому весу) Lactobacterlum

plantarum

Streptococcus

lactls dlastaticus

Lactobacterium

pentoacetlcum

P roplonibacterlum

shermanll

0,82

0,97

1,16

1,29

1,08

0,92

О (контрол ь) . 1,0

1,5

2,0

3,0

5,0

0,86

0,92

1,02

1,06

1,17

0,69

0,91

1,59

2,07

2,01

1,68

1,21

0,47

0,54

0,62

0,77

0,72

0,40

Таблица 2

Накопление биомассы молочнокислых бактерий при различных концентрациях субстрата

Выход биомассы молочнокислых бактерий (по титру жизнеспособных клеток), х 10 клеток/мл культуральной

9 жи кости

Концентрация субстрата (по редуцирующим веществам), тн %

L.. pentoacetl- L. plantarum

curn

Str. lactis Pr. shermanIi

0,91

0,84

0,42

О;90

0,96

0,87

1,01

0,42

100

2,0

0,87

0.94

1,06

0,76

0,91

0,71

0.51

0,48

0,53

101

101,5

102

2,0

2,03

2,04

П р и м е ч а н и е. Все молочнокислые бактерии выращивали на среде следующего состава, вес. : гидролизат кукурузного крахмала 4,0; кукурузный экстракт 2,5; аммоний сульфат 0,3; кобальт хлористый 0,001; марганец сернокислый 0,016; вода до 100,0. Выращивание осуществляли при 31 С в течение 24ч.

1677071

Продолжение табл, 2

П р и м е ч а н и е. Все молочнокислые бактерии выращивали на среде, содержащей, вес. $: гидролизат кукурузного крахмала 4,0; кукурузный зкстракт 2,5; аммоний сульфат О,Э; кобальт хлористый 0,001; марганец сернокислый 0,016; вода до 100,0, Выращивание проводили в течение 24 ч. Основным компонентом среды (субстратом) считали гидролизат кукурузного крахмала, а

Таблица3

Стимулирующее влияние добавки биомассы Вас.subtilis 265 в питательные среды разного состава

Состав среды, Ж.Lactobacterium

rentoape Hc

actobhct w

ium plantaum НН t1/16

Prapionibact erium

shermanii

t rep to со cus 1асИ э

iastaticus

0,84

0,83

0,92

051

f,07

1,77. I 12

0,79

0,74

1,76

1 24

0,6

2,01

2,23

0,92

1,19

1э13

0,81

1,72

1,70

1,34

1,32 а н и е. Нолочнокислые бактерии во всех случаях выращинали !

1римечание. при 31 С в течение 24 и, Биомассу Вас.subtilis

265 ВКЖ Ф В-1321 вносили в виде высушенного порошка.

Гндролиэат картофельного крахмала 2 (по редуцирующим веществам

Кукурузный экстракт 2,5 (tfo сухим веществам)

Кобальт хлористый 0,001

Сульфат аммония 0,3

Вода до 100

То же, с добавлением 2Х (по абсолютно сухому несу) биомассы Вас.

subtilis 265

Гидролнэат кукурузной муки 1,5 (по редуцирующим неществам)

Гидролизат кормовых дрожжей 2,0 (по сухому весу)

Вода до 100

То же, с добавлением

2! (по абсолютно сухому весу) биомассы

Вас.subtilis 265

Кукурузный экстракт 1,5 (по сухому несу)

Сахарный песок 1,0

Вода до 100

То же, с добавлением 2Х (по абсолютно сухому весу биомассы Bac.subсi 1 is 2 65

ыход биомассы молочнокислых бактерий (no титру изнеспособных клеток), xi0 клеток/мл культуральЯ ной жидкости