Питательная среда люка для культивирования микроводорослей


 


Владельцы патента RU 2556126:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к биотехнологии. Питательная среда для культивирования микроводорослей содержит минеральный ионит «Ionsorb™», стабилизированный куриный помет и водопроводную воду в заданном соотношении компонентов. Изобретение позволяет повысить выход биомассы микроводорослей и упросить способ приготовления питательной среды. 4 табл.

 

Изобретение относится к области биотехнологии. Предлагается альгоизбирательная питательная среда с бактерицидными, фугинцидными и антивирусными свойствами для культивирования на ней микроводорослей в большом количестве в короткие сроки.

Известно, что для культивирования микроводорослей используют различные питательные среды. Например, среды Тамия и Болда [Гайсина Л.А. Современные методы выделения и культивирования водорослей / Л.А. Гайсина, А.И. Фазлутдинова, P.P. Кабиров // Учебное пособие. - 2008. - 151 с.] (см. Таблицы 1, 2).

Таблица 1
Среда Тамия: (г/л, применяется в различных разведениях для зеленых водорослей):
Компонент Маточный раствор (г/л дистиллированной воды) Используемое количество (мл)
Макроэлементы
KNO3 5
FeSO4·7H2O 0,003
MgSO4·7H2O 2,5
KH2PO4 1,25
ЭДТА 0,037
Раствор микроэлементов 1
ZnSO4·4H2O 0,222
MnCl2·4H2O 1,81
MoO3 176,4 мг/10 л
Н3ВО3 2,86
NH4VO3 229,6 мг/10 л

В 999 мл дистиллированной воды необходимо добавить макроэлементы и по 1 мл каждого раствора микроэлементов, затем автоклавировать.

Таблица 2
Питательная среда Болда [1]:
Компонент Маточный раствор (г/л дистиллированной воды) Используемое количество (мл) Концентрация в конечной среде (моль)
Макроэлементы
NaNO3 25 10 2,94×10-3
CaCl2·2H2O 2,5 10 1,70×10-4
MgSO4·7H2O 7,5 10 3,04×10-4
K2HPO4 7,5 10 4,31×10-4
KH2PO4 17,5 10 1,29×10-4
NaCl 2,5 10 4,28×10-4
Щелочной раствор ЭДТА 1
ЭДТА 50 1,71×10-4
KOH 31 5,53×10-4
Кислый раствор железа 1
FeSO4 4,98 1,79×10-5
H2SO4 1
Раствор Бора 1
Н3ВО3 11,42 1,85×10-4
Раствор микроэлементов 1
ZnSO4·7H2O 8,82 3,07×10-5
MnCl2·4H2O 1,44 7,28×10-6
MoO3 0,71 4,93×10-6
CuSO4·5H2O 1,57 6,29×10-6
Со (NO3)2·6H2O 0,49 1,68×10-6

В 936 мл дистиллированной воды необходимо добавить по 10 мл раствора каждого из 6 макроэлементов и по 1 мл каждого раствора микроэлементов, затем автоклавировать. pH конечного раствора - 6,6.

Недостатком является то, что процесс приготовления данных сред трудоемок и требует значительных затрат времени, т.к. вышеуказанные среды содержат большое количество необходимых для роста и развития водорослей макро- и микроэлементов, которые группируются в зависимости от химических свойств в отдельные маточные растворы, и используются по мере надобности. При хранении маточных растворов возможно их инфицирование, что требует приготовление новых и увеличивает ресурсо- и энергозатраты на выращивание водорослей. Кроме того, на вышеуказанных средах длительные сроки культивирования водорослей или при коротких сроках культивирования низкий выход биомассы. Также, во избежание инфицирования питательной среды требуется ее стерилизация, что не совсем удобно при приготовлении большого объема.

Задачей изобретения является создание нового состава питательной среды.

Технический результат заключается в оптимизации состава питательной среды и в упрощении технологического процесса ее приготовления.

Технический результат достигается тем, что в питательной среде Люка для культивирования микроводорослей, содержащей воду, согласно изобретению в состав входит водопроводная вода, минеральный ионит «Ionsorb™», стабилизированный гашенной известью и минеральным ионитом «Ionsorb™» куриный помет при следующем соотношении компонентов:

водопроводная вода - 99,75%;

минеральный ионит «Ionsorb™» - 0,2%;

стабилизированный гашенной известью и минеральным ионитом «Ionsorb™» куриный помет - 0,05%.

В состав заявленной питательной среды входит:

1. «Ionsorb™» - минеральный ионит, получаемый из комплекса алюмосиликатов, по авторской технологии /Премия Роснедра и РосГео: «за достижения в решении фундаментальных и прикладных проблем геологии», за 2010 г./, на собственном уникальном месторождении. Ионосорбы или ионообменные сорбенты - твердые, практически нерастворимые вещества природного происхождения, способные к ионному обмену, обычно имеющие длительный срок службы. Минеральный ионит включает в себя следующий состав компонентов - ((K,Ca,Na)0,84(Al0,47Fe0,66Mg0,40)(SiAl)4O10(OH)2). Ионосорбы и продукты на их базе могут использоваться в следующих областях: городскими службами и ЖКХ (для очистки и смягчения жесткости питьевой воды, для очистки дождевых стоков, для очистки городских водоемов, прудов и рек от тяжелых металлов и нефтепродуктов, на городских свалках, полигонах и местах хранения городского мусора и ТБО в качестве подстилающего грунта, для дезактивации илов очистных сооружений и мн. др.), промышленностью (для очистки промышленных водостоков, для смягчения и очистки воды всех типов от дохимикатов, радионуклидов и тяжелых металлов, для быстрого устранения последствий масляных и топливных разливов, для реабилитации загрязненного нефтехимией грунта мн. др.), МЧС (при тушении лесных и торфяных пожаров, для дезактивации воды и почвы с повышенной радиоактивностью, для быстрого устранения последствий нефтяных разливов и реабилитации загрязненных нефтехимией грунтов, для дезактивации химически зараженных территорий, для очистки вод, пострадавших от действия ядохимикатов), сельским хозяйством (для восстановления плодородного слоя почв сельхоз назначения и рекультивации агроландшафтов, для защиты грунтовых и поверхностных вод от действия химических удобрений, пестицидов и гербицидов, для увеличения урожайности всех видов сельскохозяйственных культур; при производстве кормовых добавок, для ускоренной переработки куриного помета и свиного навоза, с сохранением большого количества полезных элементов, как сорбент минерализатор воды Акваионит, позволяет улучшить качество питьевой воды для животных, как санитарная подстилка для животных (Петсорб) и мн. др.), лесным хозяйством (как капсулы для семян (саженцев), для скорейшего заселение гарей и мест лестных пожаров, для создания негорючей полосы - превентивная защита полей, лесов, поселений экологическим покрытием, как минерализатор воды, для повышения эффективности при тушении пожаров с самолетов, как защитная обмазка стволов деревьев от солнечных ожогов и вредителей), экологическими службами (для перевода органических и скоропортящихся отходов в стабилизированные продукты (корма, удобрения), для создания оазисов в пустынях, каменистых, солевых и техногенных зонах, для создания искусственных грунтов и почв, для создания ветро- и солнцезащитных барьеров; для очистки больших водоемов, болот, топей от нефтяных загрязнений и мн. др.), строительством (для изготовления эффективных, экологически безопасных покрытий (красок, штукатурки, лаков), как экологический наполнитель для наливных полов, для МДФ плит и прочих строительных материалов, использующих полимерные смолы, для сорбции фенолов и прочих опасных и летучих веществ, при производстве добавок для специальных бетонов и мн. др.), медициной и косметологией (для активация процессов регенерации клеток; для восстановления сил после изнурительных тренировок и соревнований, для восстановления костного состава (при переломах, вывихах, трещинах) и мышечной ткани, для выведения продуктов распада антибиотиков, наркотиков и алкоголя и мн. др.).

2. Водопроводная вода. Для улучшения качественной характеристики воды добавляется «Ionsorb™» в соотношении водопроводная вода от 96% до 98%: минеральный ионит от 2% до 4%. Отстаивается в течение 40-60 минут.

3. Стабилизированный куриный помет, стабилизация помета проводится в 2 стадии:

- обработка помета - 3,5-5% от массовых показателей негашеной извести. Затем перемешивание в течение 20-30 минут;

- в обработанный куриный помет добавляют минеральный ионит «Ionsorb™» в количестве 3,5-5% от массовых показателей и перемешивают в течение 20-30 минут.

Полученную смесь соединяют с водопроводной водой (в соотношении 0,25% обработанного куриного помета совместно с минеральным ионитом «Ionsorb™» к 99,75% табл.3).

Питательная среда Люка, для культивирования микроводорослей включает в себя минеральный ионит «Ionsorb™», водопроводную воду и стабилизированный куриный помет. Данное комплексное вещество применяют вместо основных макро- и микроэлементов, входящих в состав питательных сред Болда и Тамия.

Для экспериментов «Ionsorb™» был любезно предоставлен фирмой-производителем ООО «Технопарк». Производство налажено в Бондарском районе Тамбовской области вблизи месторождения.

Пример 1. Проведен подбор и расчет оптимального количества компонентов питательной среды для приготовления водорослей (см. Таблицу 3). В питательную среду добавляли по 50 мл одноклеточной зеленой водоросли с титром клеток -109. Режим - освещение фитолампой OSRAM L 18W/77, аэрирование компрессором Tetratec APS 400, температура - комнатная. Продолжительность опыта - 18 суток.

Таблица 3
Среда Вода водопроводная, л «Ionsorb™», г Стабилизированный куриный помет, г Число клеток водорослей, X 109/дм3 Биомасса, мг/дм3
I 18 45 9,0 6,5 327±95
II 18 4,5 0,9 0,8 61±23
III 18 45 не добавляли 0,01 1±0,8
IV 18 4,5 не добавляли 0 0

Как видно из Таблицы 3, наибольший прирост биомассы происходит в среде I. Для проведения дальнейших опытов был выбран состав питательной среды I (питательная среда Люка).

Пример 2. Готовится среда Люка и среда Тамия по 18 литров. Среды не стерилизуются. Для того, чтобы среда Тамия не инфицировалась, в нее вводится минеральный ионит - 0,001% от объема воды. Используется одноклеточная эустигматовая водоросль Eustigmatos magna №7 (2009 г.) (коллекция Института биологии Коми НЦ УрО РАН, отв. Е.Н. Патова) - 50 мл (титр клеток 109).

Режим - освещение фитолампой OSRAM L 18W/77, аэрирование компрессором Tetratec APS 400, температура - комнатная. Продолжительность опыта - 18 суток.

Результаты опыта показаны в Таблице 4.

Таблица 4
Питательная среда Eustigmatos magna №7 (2009 г.)
Число клеток водорослей, X 109/дм3 Биомасса, мг/дм3
Тамия 0,8 97,0
Люка 6,0 311,0

Прирост биомассы на среде Люка превышает в 3 раза прирост биомассы на среде Тамия. Число клеток водорослей в 7,5 раз больше. При микроскопировании, кроме клеток водорослей, других микроорганизмов не обнаружено, что говорит об отсутствии инфицированности среды.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что среда Люка на основе «Ionsorba™» сокращает сроки роста и повышает выход биомассы водорослей, а также обладает бактерицидными, фугинцидными и антивирусными свойствами.

За счет исключения приготовления маточных растворов технология приготовления среды значительно упрощается, а выход биомассы увеличивается, что существенно снижает ресурсо- и энергозатраты. При помощи питательной среды Люка можно приготовить водоросли в значительном количестве для использования их в полупромышленных и промышленных экспериментах и технологиях.

Питательная среда для культивирования микроводорослей, содержащая воду, отличающаяся тем, что в состав входит водопроводная вода, минеральный ионит «Ionsorb™» и стабилизированный гашенной известью и минеральным ионитом «Ionsorb™» куриный помет при следующем соотношении компонентов:
водопроводная вода - 99,75%;
минеральный ионит «Ionsorb™» - 0,2%;
стабилизированный гашеной известью и минеральным ионитом «Ionsorb™» куриный помет - 0,05%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ переработки послеспиртовой барды.

Изобретение относится к фотобиотехнологии. Штамм микроводоросли Chlorella vulgaris 711-54 обладает высокими показателями степени очистки сточных вод сельскохозяйственных и спиртовых производств, значительной продуктивностью и высоким содержанием ценных соединений в биомассе.

Группа изобретений относится к области получения искусственной нефти из парниковых газов. Предложен способ получения искусственной нефти из газа, содержащего CO2, искусственная нефть, полученная вышеуказанным способом, применение искусственной нефти, а также применение газа, содержащего CO2 в предложенном способе.
Изобретение относится к области выращивания одноклеточных фотосинтезирующих микроорганизмов. Предложен способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов в фотобиореакторе закрытого типа с рабочим объемом, содержащим культуральную жидкость.

Способ получения фикоэритрина из красной микроводоросли относится к биотехнологии и предназначен для получения натурального пигмента из микроводоросли в лабораторных и промышленных условиях.
Изобретение относится к микробиологии, а именно к способам выделения бактериологически чистых культур морских микроводорослей. Способ получения бактериологически чистых культур морских сине-зеленых микроводорослей предусматривает химическую стерилизацию культур микроводорослей путем обработки их в растворе стерильной морской воды, содержащей 0,1% фенола и 1,0% этилового спирта.

Группа изобретений относится к микробиологии. Способ химической модификации липидов микроводорослей включает культивирование микроводорослей рода Prototheca с получением биомассы, содержащей по меньшей мере 10 % липидов микроводорослей в расчете на сухой вес клеток и не более 500 мкг/г красящих включений и осуществление химической реакции, в результате которой происходит ковалентная модификация липидов.

Изобретение относится к способу культивирования одноклеточной зеленой водоросли Haematococcus pluvialis для получения астаксантина, предусматривающему индукцию биосинтеза астаксантина в монадных вегетативных клетках причем культуру, выращенную на питательной среде МОНМ-1, в состоянии субстратного насыщения клеток по биогенным элементам (инокулят) вносят в количестве 0,3-0,35107кл.л-1 в питательную среду МОНМ-2, отличающуюся от среды МОНМ-1 30-кратно сниженным содержанием азота (0,2 мМл-1) и фосфора (0,12 ммл-1), однократно вносят 15 мМ ацетата натрия и дальнейшее выращивание на протяжении 20 суток осуществляют в полу проточном режиме (0,1-0,3 сут-1), поддерживая в среде МОНМ-2 заданный уровень азота и фосфора, при круглосуточном освещении люминесцентными лампами дневного света с интенсивностью светового потока 120 µЕг-2·с-1 непрерывной продувке воздухом (0,3 л мин-1) и температуре 22-26°С.

Изобретение «Применение глубинной морской воды из сероводородной зоны Черного моря в качестве среды культивирования морских водорослей» относится к марикультуре и предназначено для культивирования морских водорослей в лабораторных и промышленных условиях. Техническая сущность изобретения заключаются в применении глубинной воды Черного моря как содержащей сероводород, так и окисленной в качестве среды культивирования морских водорослей. Исследования биогенных свойств водной среды из восстановительной зоны Черного моря, выполненные авторами изобретения показали, что глубинная вода не оказывает губительного действия на черноморские планктонные водоросли в присутствии высоких исходных концентраций сероводорода.

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12, обладающий способностью снижать содержание загрязняющих веществ в сточной воде, депонирован в Коллекции Микроводорослей ИФР РАН (IPPAS) под регистрационным номером IPPAS S-2016. Штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus IPPAS S-2016 может быть использован для очистки сточных очистных сооружений коммунального хозяйства и целлюлозно-бумажного предприятия от загрязняющих веществ (аммонийного азота, взвешенных веществ, железа) при высоких температурах. 1 ил., 2 пр. . .

Изобретение относится к области выращивания хлореллы. Предложен способ выращивания хлореллы. Способ включает помещение суспензии хлореллы в две стеклянные емкости, в которых находятся нагреватели с терморегуляторами для поддержания оптимальной температуры 28±2°C. Между емкостями расположен источник искусственного света, в качестве источника искусственного освещения используют фитолюминесцентную лампу. В емкость помещают систему из двух медных параллельно расположенных покрытых изоляционным материалом электродов, на которые подают постоянный ток высокого напряжения 10-60 кВ, для создания электростатического поля. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса выращивания хлореллы. 2 ил.

Изобретение относится к биотехнологии. Способ предусматривает последовательное осуществление стадий культивирования биомассы микроводорослей на питательной среде в течение 8 суток и создания стрессовых условий в течение 3 суток. Причем внесение нитрата калия в заданном количестве в питательную среду осуществляется на 1-ый и 4-й день культивирования биомассы микроводорослей. Изобретение позволяет получать биомассу микроводорослей с повышенным содержанием липидов. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к технологии непрерывного выращивания планктонных водорослей, преимущественно хлореллы. Установка содержит расположенные на каркасе два аквариума для суспензии, светильники, емкости для приготовления питательного раствора и для сбора и хранения готовой суспензии, соединенные с аквариумами трубопроводами. Два аквариума для суспензии микроводорослей установлены на каркасе с возможностью изменения расстояния между ними и соединены между собой в нижней части вертикальных стенок трубопроводом для уравновешивания объема суспензии в обоих аквариумах. Каждый аквариум для суспензии имеет два сливных отверстия, одно из них выполнено в нижней части боковой стенки для слива готовой суспензии хлореллы и ее отвода по трубопроводу в емкость для сбора и хранения суспензии, а второе отверстие выполнено в нижней плоскости. Один из аквариумов для суспензии выполнен с возможностью выращивания маточной культуры и обеспечением единого биотехнологического процесса. Светильники в каждом аквариуме расположены эксцентрично по отношению к продольной оси его. Светильник, размещенный между аквариумами, крепится на отдельной раме независимо от каркаса и аквариумов с возможностью свободного перемещения и съема при переходе на солнечное освещение. Емкость для питательного раствора размещена по уровню выше аквариумов и имеет выполненные в вертикальной боковой стенке два отверстия, первое из которых расположено на уровне 0,5 объема, а второе - в придонном слое с возможностью присоединения к ним трубопроводов для слива питательного раствора в аквариумы. Изобретение обеспечивает повышение производительности культивирования хлореллы, удобство эксплуатации и безопасность работы. 2 ил.

Изобретение относится к фотобиотехнологии. Штамм микроводорослей Haematococcus pluvialis ВМ1 депонирован в Российской Коллекции Микроводорослей при учреждении Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук (IPPAS) под регистрационным номером IPPAS Н-2018 и может быть использован для получения астаксантина. Изобретение позволяет повысить выход астаксантина. 5 ил.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ получения биогенного сероводорода. Способ включает добавление в питательную среду микроорганизмов и серы в качестве акцептора электронов. В качестве микроорганизмов используют сероредуцирующие анаэробные бактерии Desulfurella acetivorans, Desulfurella kamchatkensis, Desulfurella auxotro, а в качестве донора электронов используют уксусную кислоту. Подачу уксусной кислоты в биореактор осуществляют при достижении значения pH>5,0, где загрузка реагентов в биореактор в сутки составляет: серы - 2,5 г/л, донора электронов - уксусной кислоты - 0,23 г/л. Способ осуществляют при температуре от 50 до 55°C и при pH=4,0-7,0, а гидравлическое время удерживания жидкой среды составляет 30 дней, после чего осуществляют обновление 20% питательной среды. Отгонку сероводорода из биореактора осуществляют при достижении ОВП максимального значения (-350)-(-380) мВ до критического значения (-250 мВ) либо непрерывно за счет циркуляции оборотного газа 3 м3/1 м3 пульпы с подпиткой свежим азотом 0,003 м3/ч. Изобретение обеспечивает повышение качества проведения процесса. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ производства биомассы фотоавтотрофных микроорганизмов. Способ включает приготовление жидкого посевного материала в инокуляторе при непрерывном освещении и аэрацией углекислым газом с последующей подачей полученной культуры в ферментер. Выращивание биомассы в ферментере проводят при пленочном истечении жидкости в прозрачных трубках с одновременным освещением лампой и аэрацией углекислым газом и отводом готовой культуры микроорганизмов в сборник готовой культуры. Из сборника биомассу направляют в распылительную сушилку, где осуществляют ее сушку теплым воздухом и получают готовый продукт в порошкообразном виде с содержанием сухих веществ 95…97%. Изобретение обеспечивает увеличение выхода биомассы, снижение удельных энергозатрат, обеспечение экологической безопасности, повышение качества и увеличение сроков хранения готовой продукции. 1 ил.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при промышленном получении биомассы диатомовой водоросли Cylindrotheca closterium. Способ предусматривает выращивание культуры диатомовой водоросли Cylindrotheca closterium в течение 7-10 суток в плоскопараллельных культиваторах с рабочей толщиной слоя 2-5 см при круглосуточном освещении 13,5 клк на модифицированной питательной среде до плотности 5-7 г сухой биомассы на 1 л культуры. Изобретение позволяет повысить выход биомассы культуры микроводоросли. 1 табл., 2 пр., 2 ил.

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм одноклеточной зеленой водоросли Chlorella kessleri ARW депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Al-11 и может быть использован для предотвращения «цветения» водоемов синезелеными водорослями. Изобретение позволяет предотвращать «цветение» водоемов синезелеными водорослями. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области культивирования микроорганизмов. Предложен аппарат для культивирования автотрофных микроорганизмов. Аппарат содержит цилиндрический корпус, разделенный горизонтальными перегородками на секции для ввода и вывода культуральной жидкости и дополнительную секцию с внутренней зеркальной поверхностью, патрубки для ввода и вывода охлаждающего воздуха, пленкообразующее устройство, лампу накаливания, барботажное устройство, систему рециркуляции культуральной жидкости. Система состоит из прозрачной рециркуляционной трубы, расположенной вертикально по оси симметрии аппарата. Барботажное устройство с патрубком подачи смеси углекислого газа с воздухом выполнено в виде кольцевого коллектора в секции вывода культуральной жидкости, при этом внутри центральной рециркуляционной трубы установлен вал, причем на валу в зоне дополнительной секции закреплен роторный нагнетатель, направляющий культуральную жидкость из секции вывода питательной среды через рециркуляционную трубу в секцию ее ввода. Нижняя часть вала снабжена крыльчаткой, выполненной с возможностью вращения вокруг своей оси за счет кинетической энергии потока газа. Изобретение обеспечивает повышение выхода биомассы, повышение её качества, уменьшение габаритных размеров аппарата, упрощение его конструкции, снижение удельных затрат, рациональное распределение потока газа, а также повышение качества массобмена. 1 ил.
Наверх