Способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан


 


Владельцы патента RU 2553562:

Иванова Маргарита Анатольевна (RU)

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при получении ксантана. Способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан, предусматривает культивирование культуры бактерий Xanthomonas campestris штамма ВКПМ В-2228 на питательной среде, содержащей источник углерода, в качестве которого используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, источники азота, органическую кислоту, а также минеральные соли. При этом культивирование осуществляют в условиях аэрации. Изобретение позволяет повысить содержание ксантана в культуральной жидкости. 6 з.п. ф-лы.

.

 

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к биотехнологическому получению экзополисахаридов, и может быть использовано при получении ксантана, а также получению биопрепаратов различного назначения.

Ксантан представляет собой микробиологический полимер, широко применяемый в пищевой, фармацевтической, косметической промышлености, а также при добыче нефти.

Известен (RU, патент 2323005, опубл. 2008) способ получения культуральной жидкости производства ксантанов, включающий культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКМ В-611 на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания сахарозу, а также минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации и перемешивания, причем культивирование ведут в ферментерах, которые предварительно последовательно промывают 0,01-0,05%-ным водным раствором β-лактамного антибиотика или 0,01-0,05%-ным водным раствором антибиотика рода тетрациклинов или их смесью при той же концентрации в любом соотношении, водой и стерилизуют.

Недостатком известного способа следует признать неиспользование в качестве источника углеродного питания сахарозы, а также сложность промывки ферментеров.

Известен (US, патент 3485719, опубл. 23.12.1969) способ получения культуральной жидкости производства ксантанов с использованием бактерий Xanthomonas campestris. Известный способ предусматривает культивирование бактерий Xanthomonas campestris с введением в состав питательной среды, кроме источника углерода (сахароза), ионов железа и хелатообразующих соединений.

Недостатком указанного способа является значительное загрязнение полученной культуральной жидкости неутилизируемыми бактериями компонентами питательной среды.

Известен (FR, патент 2231748, опубл. 1975) способ получения культуральной жидкости производства ксантанов, включающий культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКМ В-611 на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания метанол, а также минеральные соли.

Недостатком известного способа следует признать не только использование токсичного компонента (метанола), но и малое содержание экзосахаров в конечной культуральной среде.

Известен (RU, патент 2252033, опубл. 2005) способ получения культуральной жидкости ксантанов, включающий культивирование штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источник углеродного питания (сахароза), минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации и перемешивания, причем культивирование ведут в ферментерах, в которых предварительно производили синтез β-лактамного антибиотика.

Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (SU, патент 929015, опубл. 1982) способ производства культуральной жидкости ксантанов, включающий культивирование культуры штамма Pseudomonas polysaccharogenes М-30 на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, в качестве источника углерода использован метанол.

Недостатком известного способа следует признать применение токсичного источника углерода (метанола), а также слабую эффективность штамма Pseudomonas polysaccharogenes М-30 как продуцента ксантана.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в оптимизации получения культуральной жидкости, содержащей ксантан.

Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в повышении содержания ксантана в культуральной жидкости, содержащей ксантан на стадии завершения процесса при одновременном использовании в качестве источника углерода нетоксичной предварительно гидролизованной низкосортной древесины.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан, включающий культивирование культуры бактерий Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, причем в качестве источника углерода в питательной среде используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, при этом на питательной среде осуществляют культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228.

Выращивание штамма Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228, полученного из коллекции ВНИИГенетика, в совокупности с использованием в качестве источника углерода предварительно гидролизованной низкосортной древесины (ольха, осина, береза и т.д) позволяет решить поставленную задачу и достичь указанного технического результата - исключить из технологического процесса токсичное вещество и утилизировать низкосортную древесину с одновременным повышением эффективности культивирования, выраженным повышенным содержанием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Кроме предварительно гидролизованной низкосортной двевесины в качестве источника углерода могут быть использованы и другие предварительно гидролизованные целлюлозосодержащие субстраты.

Культивирование продуцента ксантана проводят в присутствии источников калия, фосфора, магния, кальция, органического и неорганического азота.

Для усиления получаемого технического результата в питательную среду дополнительно может быть добавлена органическая кислота.

Гидролиз низкосортной древесины может быть осуществлен путем обработки измельченной низкосортной древесины неорганической кислотой или ферментативным путем.

Поскольку процесс биотехнологического получения ксантана достаточно чувствителен к присутствию посторонней микрофлоры желательно проводить процесс в асептическом режиме.

Поскольку в ходе культивирования ксантана расходуются компоненты питательной среды, желательно в ходе культивирования культуры бактерий добавлять в ферментер питательную среду.

Разработанный способ осуществляют следующим образом.

В состав ферментационной среды для культивирования продуцента ксантана входят источник сахаров (упаренный гидролизат древесного сырья - УГДС), кукурузный экстракт (ростовой фактор), аммоний сернокислый, калий фосфорнокислый однозамещенный, магний сернокислый и вода.

Основным источником сахаров является отход - древесная щепа. Размер исходных частиц щепы варьирует в широком пределе и зависит от вида древесины. Гидролиз щепы может быть как кислотным, так и ферментативным. В любом варианте гидролиз проводят известным образом.

Выращивание посевного материала проводят на скошенной агаризованной среде.

В качестве среды для твердофазного культивирования используют агаризованный 2% агара бульон МПА с добавлением 2% стерильной глюкозы.

Полученную среду в асептических условиях разливают в стерильные пробирки с ватными пробками. Укладывают пробирки на валик для получения скошенной твердой среды. После остывания и затвердения агаризованной среды в пробирках пробирки помещают в термостат при температуре 37°С на 5 суток для проращивания.

Через 5 суток отбирают визуально стерильные пробирки со скошенной агаризованной средой и производят в асептических условиях посев культуры продуцента ксантана микробиологической петлей с пробирки с культурой, проверенной на отсутствие контаминантов визульано и микроскопированием, хранящейся в холодильнике не более 20 суток.

Пробирки после посева помещают в термостат при температуре 27-28°С на 24 часа.

Посевная среда для выращивания в колбах имеет следующий состав, г/л:

УГДС (по глюкозе) 10,0
Кукурузный экстракт 15,0
Аммоний сернокислый 1,0
Калий фосфорнокислый однозамещенный 1,5
Магний сернокислый пятиводный 0,7
Вода водопрвоодная остальное

В асептических условиях посевную среду по 10 мл заливают в пробирки с культурой Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228, полученные ранее, и производят смыв с поверхности агаризованной среды стерильной пипеткой. Среду с культурой Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 из пробирок асептически переносят в посевную среду Перемешивают и разливают по стерильным колбам емкостью 250 мл по 30 мл в каждую колбу. Приготовленные колбы устанавливают на качалке. Включают перемешивание на 380-400 об/мин и устанавливают температуру культивирования 26-28°С. В установленном режиме колбы культивируют 24 часа.

Затем колбы снимают с качалки и в асептических условиях сливают посевной материал культуры бактерий Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 из каждой колбы в стерильную колбу с нижним тубусом, шлангом и зажимом на нем. Из этой колбы отбирают пробу усредненного посевного материала и осуществляют проверку посевного материала на отсутствие контаминантов микроскопированием и высевом на твердую питательную среду.

При культивировании продуцента ксантана Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 в биореактор, в котором находится 8 л стерильной УГДС, вносят ранее полученный посевной материал, а также ранее приготовленные стерильные растворы солей и ростового фактора. Включают подачу стерильного воздуха в биореактор. Процесс проводят при термостатировании и перемешивании содержимого биореактора. В процессе культивирования из биореактора периодически отбирают пробу на отсутствие контаминантов, оптическую плотность и содержание редуцирующих веществ (РВ, по глюкозе). По показаниям контрольного рН-метра корректируют значение рН в начальной ферментационной среде. При соблюдении всех вышеперечисленных условий, в асептических условиях присоединяют к биореактору колбу с 2 л посевного материала и переносят содержимое колбы в биореактор.

Затем осуществляют культивирование продуцента ксантана Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 в биореакторе.

В течение всего процесса культивирования из биореактора периодически отбирают пробу культуральной жидкости для контроля на отсутствие контаминантов, определения концентрации биомассы, ксанатана и концентрации остаточных РВ.

При необходимости проводят корректировки состава питательной среды.

Окончание процесса культивирования определяется по результатам анализа проб из биореактора на содержание РB и показаниям датчика измерения парционального давления растворенного кислорода. По окончании процесса культивирования культуральную жидкость сливают из биореактора через нижний штуцер в пластиковые канистры и культуральная жидкость поступает на стадию выделения ксантана.

Использование разработанного способа позволяет повысить содержание ксантана в культуральной жидкости на 0,4% при одновременном использовании в качестве источника углерода предварительно гидролизованной низкосортной древесины.

1. Способ получения культуральной жидкости ксантанов, включающий культивирование культуры бактерий Xanthomonas cаmpestris на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, отличающийся тем, что в качестве источника углерода в питательной среде используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, при этом на питательной среде осуществляют культивирование штамма Xanthomonas campestris В-2228.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят культивирование в присутствии источников калия, фосфора, магния, органического и неорганического азота.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют питательную среду, дополнительно содержащую органическую кислоту.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз низкосортной древесины проводят путем обработки измельченной низкосортной древесины неорганической кислотой.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз низкосортной древесины осуществляют ферментативным путем.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят в асептическом режиме.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ходе культивирования культуры бактерий проводят добавление питательной среды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии и ветеринарии. Штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa №6-ДЕП депонирован в коллекции ФГБУ ВГНКИ.

Изобретение относится к биотехнологии и ветеринарии. Штамм Pseudomonas aeruginosa №1 КВЛ-ДЕП депонирован в коллекции ФГБУ ВГНКИ.

Изобретение относится к биотехнологии и ветеринарии. Штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa №25-ДЕП депонирован в коллекции ФГБУ ВГНКИ.

Изобретение относится к биотехнологии и ветеринарии. Штамм бактерий Pseudomonas aeruginosa №34-ДЕП депонирован в коллекции ФГБУ ВГНКИ.

Изобретение относится к медицинской микробиологии. Может быть использовано для культивирования и идентификации урогенитальных микоплазм, в частности Mycoplasma hominis.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен штамм Bacillus subtilis Maseca-1, вырабатывающий пептид, имеющий противомикробную активность против Micrococcus luteus, Bacillus cereus и Aspergillus flavus.
Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при биологической очистке воды и почвы от нефти и нефтепродуктов. Предложен консорциум штаммов микроорганизмов Acinetobacter sp.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен штамм бактерий Bacillus subtilis, депонированный в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения Россельхозакадемии под номером RCAM01729 для получения биопрепарата против фитопатогенных грибов.

Штамм дрожжей Saccharomyces bayanus IMB Y-5022 для производства игристых вин резервуарным способом относится к производству игристых вин периодическим способом из белых, красных и розовых сортов винограда при вторичном брожении в акратофорах.

Изобретение относится к области биотехнологии. Штамм Pseudomonas azotoformans депонирован под регистрационным номером BKM B-2762D, применяется для очистки морских экосистем от загрязнений нефтью и нефтепродуктов.

Изобретение относится к полимерной ксантановой камеди. Ксантановая камедь имеет следующие свойства в растворе: a) вязкость при низкой скорости сдвига при 3 об/мин более чем около 1600 мПа·с, когда гидратацию проводят в стандартной водопроводной воде при концентрации ксантановой камеди 0,25 вес.%, b) вязкость в морской воде более чем около 20 при концентрации 1 фунт/баррель (2,86 кг/м3), когда гидратацию проводят в синтетической морской воде, c) скорость гидратации менее чем около 3 минут в 1%-ном по весу растворе NaCl при 1%-ной по весу концентрации ксантановой камеди и d) способность по существу полностью гидратироваться в течение менее чем около 10 минут в 6%-ном по весу растворе NaCl при 1%-ной по весу концентрации ксантановой камеди.
Изобретение относится к области медицины и пищевой промышленности и касается активации дрожжевых маннанов и более широкого их применения в указанных областях. .

Изобретение относится к области биохимии. .
Изобретение относится к области фармакологии и касается улучшенного способа получения ксантанового загустителя для лекарственных средств, а также технических целей путем культивирования штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источник углеродного питания, минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации, при этом культивирование ведут в ферментерах, которые перед ферментацией последовательно промывают 0,01-0,05% раствором -лактамного антибиотика или антибиотика из рода тетрациклинов, водой и стерилизуют.

Изобретение относится к области фармакологии и касается улучшенного способа получения ксантанового загустителя для лекарственных средств, а также технических целей путем культивирования штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источник углеродного питания, минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации, с последующей стерилизацией, при этом культивирование ведут в ферментах, в которых до этого проводили синтез -лактамного антибиотика.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. .
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения ксантана. Проводят культивирование культуры бактерий Xanthomonas cаmpestris ВКПМ В-2228 на питательной среде в условиях аэрации. Питательная среда содержит предварительно гидролизованную низкосортную древесину, источники азота, минеральные соли. Выделяют ксантан из культуральной жидкости путем экстракции низшим одноатомным спиртом. Преимуществом способа является повышение эффективности получения ксантана. 6 з.п. ф-лы, 1 пр.
Биоклей // 2574631
Изобретение относится к области клеящих веществ на основе культуральной жидкости микробиологического производства ксантана и может быть использовано в различных областях науки и техники, предпочтительно в деревообрабатывающей промышленности. Биоклей содержит жидкое стекло, хлорид калия, наполнитель, спирт этиловый ректификат и культуральную жидкость производства ксантана на субстрате из низкосортной древесины при общем содержании ксантана в культуральной жидкости не менее 4 мас.%. Технический результат, достигаемый при реализации разработанного состава клеящего вещества, состоит в повышении таких технологических характеристик клеевого слоя как сохранение стандартным раствором клея вязкотекучего состояния, сохранение состояния плотного эластичного студня, образованного стандартным ратвором клея, прочность склеивания древесины при сухом испытании. 5 з.п. ф-лы.
Наверх