Способ получения липидов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистимеских

Реслублик

270663

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.!.1969 (№ 1298963/28-13) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 28 1/111.1973. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 4.XII.1973

А!. Кл. С 12с 11/26

С 12d 13/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий

УДК 663.15:665.1 (088.8) Л вторы изобретения Л. И. Козлова, С. В. Чепиго, E. С. Алентьева, О. И, Beëèêîñëàâèíñêàÿ, Е. Н. Жданникова, М. И. Рожкова и T. Е. Попова

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИПИДОВ

H3IBeeTeII способ получения I!!видо в выращиванием дрожжей íà углеводородах, в частности на па рафиновой фракции нефти, в прнсутст вии вод ной питательной среды и воздуха в усл!о виях дефицита азота с последующим выделением ли пндо в из дрожжевой оисмассы.

Однако при этом спосоое невозможно регул ировать состав получаемых липн:ов.

Цель изобретения — потучение лппидов задан ного соста ва по содержа!нию фосфолнпидов, триглицеридо в и жирных кислот. В зависимости от состава ли п и ды могут быть использованы и7IH в мы iuâàðåíèè! или в медицилской лромышленности, или .в качесвве смазочных материало в. Это достигается одновременFlbiì регулированием содержания источников углерода, азота и фосфора в .среде и коэффициента разбавления среды. Найдено, что изменение содержания источника углерода в среде в интервале 5 — 75%, соотношения

С: N в интервале 5: 1 — 75: 1, соотношения

С: РзОз в интервале 10: 1: 60: 1 и коэффициента разбавлекия среды в интер вале

0,2 — 0,07 час позволяет получить липнды с нужны ми, заранее заданными овойствами.

Способ получения липидов согласно предлагаемому изобретению за ключается в следующем.

Дрожжи, например рода Сапаи1а, выращивают непрерывным илп периодичесх.iм

oпособом в лабораторных и промыш Iå! F!.û; условиях п ри и!нтенспвном перемешпванин аэриро вании среды воздухом. В качестве источника углерода используют фракции парафз;новых углеводородов, выделенные нз нефти различных месторождений, а также иефтя!ные дистн зляты,парафинистой и вь|сокопарафпнн1о стой нефти, (например, дизель!ные фракции нефти), содержащие 10 — 15з/о па рафпновых углеводородов нормального строения.

Водная минеральная питательная среда содержит сульфат аммония, фосфорную кислоту, хлористым калий и сернокислый магний.

Фермелтацпю проводят в условиях иптенси вного леремешпвания и аэрпрованпя среды воздухом при рН среды 3» 27 — 38 С.

-"О Удельный расход воздуха составляет 20—

200 яз/.чз. час.

Из к1льтуральной cpeQbl сег!арi!poaa!l ie .!l выделяют фракцию микроорганизмов, которую затем высушивают. Липпды из сухой ф ракции микроорганизмов выделяют экстракцией органически растворителем. Прн этом выход биомассы составляет 50 — 75%, а содержа ние липпдсв от 20 до 40%.

Липиды для анализа,выделяют из лиофнлчзованной бпома-.сы экстра|кцпей смесью

270663 флороформ: этанол (1: 1). Фра кциоиный,состав определяют методом тониослойной хроматопрафии, а жирнокислотный ссстав липпдов — газожидкостной хроматографией метиловых эфиров кислот на хроматографе с пламен ноионизационньпм детектором.

Влияние различных факторов tHB состав липидов показа но (B табл. 1 — 4.

Таблица 1

Изменение состава липидоз от количества фосфора в среде! Содержание ! в

)

Общее

Содержание и лпппдах,% ненасыщенных кислот .чипидах,%

Олен- Линоновая левая

Содержание

Выход дрожжей от парафина %

ТрпглпФосфолиннды церпды

С:Р О-, тппидов %

19,5 54,4 62,5 20,8 10,4

12,0 64,0 1 56,0 18,9 7,6

10,7 70,3 j 54,5

21,4, 6,0

15:1

30:1

60:1

22,2

22,7

21,4

61,9

58,6

55,6 новремен но снижается соде ржание ччриглицеридов.

Общее содержание ненасыщенных кислот в л1и пидах у величи вается, однако количество линолевой кислоты в их составе снижается.

Изменение состава лнпидов Таблица 2 от количества азота в среде

Ка к видно из та блицы, при увеличении концентрац1ии фосфора в среде, т. е. изменении соопношения от 60: 1 до 10: 1,,повышается содержание фосфолипидов в клет1ках и од1

Выход дрожжей от

1 парафина %

Содержание ненасыщенных кислот в .пнпидах,%

Содержание в липидах %

Содержание лип пдов,%

С:N!

Обще= !

Фосфолипиды

Трпг.чп-! церпды

Линолевая

О.чепновая

5:1

15:!

30:1

60:1

75:1

5,3

13,3

7,6

3,4

7,5

8,9

l4,2

22 7

37,4

23,9

21,0

32,0

12,0

5,8

10,6

1 1,0

16,5

18,9

24,4

16,3

41,0

30,0

64,0

64,4

52,6 олеиновой,кислоты в них возрастает до 24% и при одноврегиеииом уменьшении линолевой кислотьь ,При изучении влияния, коэффициента разбавле ния среды от 0,07 час — до 0,2 час процесс культиви ро(ва н ия ведут в условиях, когда С: N: РгОв составляет 30: 1: 1. Полученные результаты при ведены е табл. 3.

Из дан ных, при|веденных в габлице, видно, что при снижении концентрации азота в культуралыной среде от С: N 15: 1 до 60: 1 содержание фра кц ии фосфолипидов с нижается, а количество тригл и церидов возрастает.

Общее коли|чество ненасыщенных кисло в липидах также снижается. Однако доля

Таблица 3

Изменение состава липидов от значения коэффициента разбавления среды

Содержание ненасыщенных кислот в липидах,%

Содержание в липидах,%

Содержание лпппдов,%

Выход дрожжей от парафпнч по

Д, час

Трпглп-!

Фос(1)о.чипиды цериды

Линолевая

О.пеиновая

Общее

Очищенные жидкие парафины

120 (640

114, 640

8,4 > 66,0

7,6

16,5

14,7

56,0

67,5

46,5

18,9

4,3

007 198

01 227

0,2 28,6

58,6

5,8,6

61,0

Дизельная фракция нефти":) (С: N: Р Оп = 10: 1: 1,4) 0,07 1 2,0 54,0 33,0 17,7

01 124 43 0 52,3 19,7

П р и и е ч а н и в. Концентрация дизельного топлива в среде составляет

26,5 7,2

7,4 3,5

74,7

56,9

10%.!

59,0

G0,8

58,6

51,0

49,7

67,6

56,0

51,4

55,0

270663 г> фра,кций,нефти дчя культивирава ния микроорганизмсв (см. табл. 3) увеличен не значения коэффициента разба!вления среды способствует HBIKQIIлению фракции фосфолипидов. В жирHoRIlcлотиом составе ллпидов уменьшается доля ненасыщенных кислот, в частности олеиновой и линоле вой.

Таблица 4

Изменение состава липидов от концентрации дизельного топлива в среде "

Содержа Выход ,дрожжей от ние ! н-алканов в

:липидов, % ! среде, о

Содержание в липидах,%

Концентрация диз. топл.

% (об./об) Сноб. жнрн. кислоты

Фосфолипиды

12,4

12,0

I1,0

9,5 12

59,6 . 7,4

65,2, 12,7

65,5 25,6

9,0

52,3

52,5

5.4

22,3

47

14,2

3,5

9,8

5,5

8,2

19,7 12 5

18,0

39,2 34,4

47,8, 63,2

Ферментациго проводят прп С: N=10: 1 и D = О,! !ac — .

Триглицериды

Фссфолипиды

Стерины

Моно- и диглицер иды

Свободные жирные;кислоты

Стер иновые эфиры и,воски

64,4

5,8

2,9

8,3

3,4

13,3.!

В составе кислот липидов содержится

54,4о/о ненасыщенных, 24,0% олен новой и

3,4% линолевой,кислот.

П р и м е ip 2. Дрожжи Candida tropicalis выращивают на очищенHblx жидких парафинах в присутствии, водной питательной среды, содержащей соли фосфора,,калия и магния.

В лабораторных ферв!ентерах емкостью 30 л с аэрацией и перемеши|ванием. Парафин задают в среду в количеспве 2о/о.

Процесс ведут непрерывно со степенью разбавлен1ия D = 0,1 час при следующем составе минеральной среды, л!г/л:

Сульфат аммония

Фосфорная кислота

Хлористый калий

Сульфат мавния

30

0,65

175

Сульфат ам мония

70о/о фосфорная кислота

Хлористый калий

Сульфат .ма пния

Соопношение С: Х: Р Сз составляет

35 60: 2: 1. Ферментацию проводят при 30—

32 С, рН среды поддерживают добавлением раствора NaOH, удельный расход воздуха составляет 3 л!з/.!!з л!ия.

Полученные дрожжи отделяют цетрифуги40,розаил!ем, сушат и экстракцией .выделяют из них ли(пиды.

Выход дрожжей — 55%.

Количество ли пидоB в дрожжах при этом составляет 21о/о.

Состав лилидов следующий, %:

Из таблицы видно, что при ферментаци! . на очищенных жидких парафинах при увеличен1ии,коэффициента разбавления среды содерокание л ипидов воз1ра стает. Выход фосфоли пидяой фракции несколько снижается, при этом, количество триглицвридов практически мало зависит от скорости процесса.

Одна ко,при использовании дизельных

Из п риведенных данных видно, что в процессе,культивирования,при .концентрацсиях дизельного топлива в среде 10 — 25% возможно полу чать леопиды, состоящие практичеоки на

50% из фосфоли пидов. Ма!ксимальное колсичество тригли церидов отмечено при концентрации дизельного топли1ва в среде 25 — 50%.

При работе íà BBIcolKHx концент рац иях дизельного топли!ва (50 — 75%) в липидах накапливаются значительные количества свободных жирных,иислот.

П ip и м е ip 1. Дрожжи Candida gIIillierrnondii выращивают на очищечных жидких парафи нах IB присутствии вод!ной минеральной среды, содержащей соли фосфора, калия и з!агния,в ферментере емкостью 17 м с аэрац!ией и перез!ешива нием. Парафин задают в ферментер в количестве 1,5%. Процесс ведут непрерывно со степе ныл разба вления

D = 0,1 час при следующем составе минеральной среды, л г/л:

Это .соовветст1вовало соотношению

С: N: Ð 05 = 60: 1: 2.

Ферментацию проводят при 30 — 32 С, рН среды в интер вале 4 — 4: 5 поддерживают подачей, раствора NaOH, удельный расход воздуха составляет 100 мз/мз. час. Полученные дрожжи выделяют сепарацией,;высушивают при — 105 С и эксграги руют органическими раст!верителями для выделения липидов. По.лученные после отгонки растворителя липнды имеют следующий состав, %:

Содержание ненасыщенных кислот в липпдах, (p

Общее " Линолевая вая

270663

66

4,8

5,5

8,8

7,9

Три глицериды

Фосфолипиды

Стерильны

Моно- и,диглицериды

Свооолные жирные кислоты

Стериновые эфиры и воск

С: X: Р20; cocTaIBляет

Сульфат аммония

Фосфорная кислота

Хлористый калий

Серно|кислый .магн ий

1,2

175

Предмет изобретения

Тритлицериды 64,0

Фосфолипиды 12,7

Свободные жирные кислоты 11,6

Составитель Г. Голева

Редактор Т. Иванова Техред Е. Борисова Корректор М. Лейзерман

Заказ 689/2271 Изд. ¹ 940 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

В составе, кислот липидов находится 53а/о ненасыщенных, 12,6% олеиновой и 3,3%;IHнолевой кислот.

Пример 3. Дрожжи CaIIdida S!p. вы ращивают на дизельном топливе, выделенном из .нефти Ста вро польс кого месторождения в

1IpHcyTcTIBHH водной ми нералыной среды, содержащей соли фосфора, калия и магния, в ферментере ем костью 30 л в условиях аэрации и,интенсивного переме ш|ивания. Процесс ведут, непрерывно со степенью разбавления среды D = 0,1 час . OocTaB ми неральной среды (IB 1000 мл водопро водной воды), нг/л;

Соотношение С: N: Р Оз составляет

10: 1: 14.

Температура ферментации 32 — 34 С, рН среды 4 — 4,5 поддерживают подачей раствора NaOH. Удельный расход воздуха составляет 100 мз/мз час. Концентрация дизельного топлива в середе 10% . Биомассу от культуральн ой среды отделяют сепариро ваниеи в присугсгиии небольших количеств поверхностно-активного вещества, затем высушивают при 105 С. Из сухих дрожжей экстракцией органическими растворителями извлекают липиды, состав которых следующий, %:

В составе кмслот липидов содержится .»е,насыщенных 50,8%, в том числе олеиновой

9,9%, ли нолевой 4,7% кислют.

П р и re!p 4. Дрожжи CaIIdida Sp. выращивают на дизельном топливе, выделенном из нефти Ромашк инского месторождения в

I1IpH сугствии водной питательной среды, содерисащей соли фосфора, калия и магния, в ферментере емкостью 30 л в условиях аэрации и интенсивного,перемешивания. Процесс ведут неп рерьпвно. Степень разбавления среды соста вляет 0,1 час . KOHIIeHTIpaII»sr дизельного тороплива 50%. Температура 30 — 32 С. Добавле нием!paoTBopa NaOH подде рж ивают р11 на уровне 4 — 4,5.

Состав минеральной среды 1 в 1000 .ил водо про водной воды), лг/л:

Сульфат аммония 3500

70% фосфорная кислота 1,2

Хлористый калий 350

Серно кислый магний 175

Соотношение

10: 1: 1,4.

Из культураль ной среды ceIIaIpHpo!BBHIHeiI отделяют биомассу, высушивают и эксграк20 цией органически ми растворителя ми выделяют лип иды, IB составе которых 5,4% фосфолипидов, 39,2% триглицеридо в,и 34,4% свободных жирных кислот. В жир нокислогном соста ве 65,5% ненасыщенных кислот, в соста25 ве которых 25,6% олеи новой!H 5,5 линолевой кислот.

30 1. С пособ получения ли пи дов выращиванием дрожжей на угле водородах в ирисутстBHIH .вод ной питательной среды IH воздуха в условиях дефицита азота с последующим выделением липипов из,дрожжевой биомассы, 35 отличающийся тем, что, с целью получения липидов заданного состава по содержанию ф осф од и и идов, тр и глицер идов, жирных .кислот, одновременно регулируют содержа ние источннков у глерода, азота и фосфора в среде

40 и коэффициент, разбавления среды.

2. Способ по п., 1 отличающийся тем, что концентрацию источника углерода в среде поддерживают,в,и нтервале 5 — 75%.

3. Способ,по пп. 1 — 2, отличающийся тем, 45 что соогношение С: N в ореде поддержи вают

B H!HTepIBaJIe 5: 1 — 75: 1.

4. Способ,по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что соогношение С: РзОз поддерживают в интервале 10: 1 — 60: 1.

50 5. Слособ по па. 1 — 4, отличающийся тем, что коэффициент, разбавления поддерживают в интервале 0,2 — 0,07 час