Способ получения бактериальной целлюлозы
Владельцы патента RU 2536973:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения полисахаридов, а именно бактериальной целлюлозы. Способ предусматривает культивирование штамма бактерий Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 (ВКПМ В-11267) в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды, полученной после механического отделения твердой фазы, в течение 3-5 суток при температуре 28±2°C и рН 3,9-4,4, а также отделение полученной бактериальной целлюлозы от культуральной среды и высушивание при 800С до постоянной массы. Изобретение позволяет упростить способ получения бактериальной целлюлозы. 4 ил., 2 пр.
Изобретение относится к области микробиологического получения полисахаридов, а именно бактериальной целлюлозы (БЦ), и может быть использована в медицине, промышленности и технике.
Известен способ получения бактериальной целлюлозы Acetobacter xylinum на питательной среде, где в качестве источника углерода и азота используются сахаросодержащие отходы сахарного производства. В качестве источника азота используется пептон, в качестве источника витаминов - дрожжевой экстракт, ускорителя биосинтеза целлюлозы - этанол (RU №2141530, МПК C12P 19/02, C12N 1/20, опубл. 20.11.1999).
Недостатком известного решения является использование питательной среды, содержащей в качестве источника азота пептон, в качестве источника витаминов - дрожжевой экстракт, что приводит к повышению стоимости продукта.
Технический результат заключается в упрощении способа получения бактериальной целлюлозы на отходе производства спирта - жидкой фазы послеспиртовой барды без внесения дополнительных источников питания и доведения значений рН.
Сущность изобретения заключается в том, что штамм бактерии Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 культивируют в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды с pH 3,9-4,4, полученной после механического отделения твердой фазы, в течение 3-5 суток при температуре 28±2°C с последующим отделением полученной бактериальной целлюлозы от культуральной среды.
Штамм бактерии Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 культивируют в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды, получаемой после механического отделения твердой фазы без внесения дополнительных источников питания и доведения значений pH.
Послеспиртовая зерновая барда является многотоннажным технологическим отходом в производстве спирта. Количество образуемой барды составляет 15-17 т на 1 т полученного спирта и она почти не содержит сбраживаемые сахара, однако в ней присутствуют в минимальном количестве пентозы. Послеспиртовая зерновая барда содержит 7-8% сухих веществ, в состав которых входят сахара - 0,25-0,50%, глицерин - 0,04-0,6%, крахмал - 0,1-0,2%, гемицеллюлоза - 1,4-2,3%, целлюлоза - 0,3-0,9%, белки, аминокислоты, органические кислоты (молочная, уксусная, масляная) и минеральные соединения. Исходная (нативная) послеспиртовая зерновая барда имеет кислую реакцию.
Штамм Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 выделен на кафедре биотехнологии Мордовского Госуниверситета из чайного гриба с последующей селекцией на основе естественного отбора. Культура идентифицирована до вида с помощью анализа генов, кодирующих 16S рРНК в ФГУПГосНИИГенетика. Штамм Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 депонирован в ВКПМ под регистрационным номеров В-11267.
Способ осуществляют следующим образом. Бактерии Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 культивируют в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды с pH 3,9-4,4 при температуре 28±2°C в течение 3-5 суток, после чего гель-пленку бактериальной целлюлозы (ГПБЦ) или хлопья БЦ отделяют от культуральной среды.
Пример 1. Культуру штамма Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 выращивают в течение 5 суток в статических условиях в открытых емкостях в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды с pH 3,9-4.4. На фиг.1 представлена ГПБЦ, образуемая на поверхности жидкой фазы послеспиртовой зерновой барды. Полученную ГПБЦ обрабатывают 0,1н. раствором NaOH при 80°C в течение 30 минут для удаления клеток и компонентов культуральной среды. От раствора щелочи БЦ отмывают дистиллированной водой 0,5% водным раствором уксусной кислоты и снова водой до нейтральной реакции. Обработку повторяют 3 раза. На фиг.2 представлена ГПБЦ после обработки. Далее ГПБЦ высушивают при 80°C до постоянной массы. После удаления клеток и компонентов среды масса сухой БЦ составляет 3,3 г/л.
Пример 2. Культуру штамма Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 выращивают в течение 3 суток в динамических условиях на шейкере-инкубаторе при 250 об/мин и температуре 28±2°C в колбах на 250 мл, содержащих 100 мл жидкой фазы послеспиртовой зерновой барды с pH 3,9-4,4. На фиг.3 представлены хлопья БЦ, образуемые в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды при культивировании бактерий в динамических условиях. Полученную БЦ обрабатывают 0,1 н. раствором NaOH при 80°C в течение 30 минут для удаления клеток и компонентов культуральной среды. От раствора щелочи БЦ отмывают дистиллированной водой 0,5% водным раствором уксусной кислоты и снова водой до нейтральной реакции. Обработку повторяют 3 раза. На фиг.4 представлена БЦ, полученная в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды в динамических условиях, после обработки. Далее БЦ высушивают при 80°C до постоянной массы. После удаления клеток и культуральной среды масса сухой БЦ на третьи сутки культивирования составляет 6,2 г/л. В процессе культивирования продуцента в течение 3 суток в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды происходит повышение значений pH среды с 3,9-4,4 до 6,4-6,6.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет снизить себестоимость получения БЦ и обеспечить утилизацию технологического отхода спиртовой промышленности - жидкой фазы послеспиртовой зерновой барды без внесения дополнительных источников питания и доведения значений pH. Способ позволяет получать бактериальную целлюлозу в статических и динамических условиях в виде гель-пленки и суспензии.
Способ получения бактериальной целлюлозы, заключающийся в том, что штамм бактерий Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 культивируют в жидкой фазе послеспиртовой зерновой барды с pH 3,9-4,4, полученной после механического отделения твердой фазы, в течение 3-5 суток при температуре 28±2°C с последующим отделением полученной бактериальной целлюлозы от культуральной среды.
