Способ получения биомассы
О П И С А Н И Е (11) 46о745
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.01.72 (21) 1739483/28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.11.76.Бюллетень № 41
1 (51) М. Кл е
С 12 С 11/00
Государственный комитет
Совета 1еинистроа СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 663.18 (088,8) (451 Дата опубликования описания 01.03.77
A. Н. Григорян, H.Á, Градова, С.В. Чепиго, И.Д. Бойко, М.P. Запаров, H.Ë. Кудинова, Э. H. Астафьева, В.П. Дибцов, 3. С. Смирнова, J7. А. Горская и Эрнст — Иохим Борманн (ГДР) (72) Авторы изобретения (71) заявитель Всесоюзный наУчно-исследовательский инститУт биосинтеза белковых вешеств (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ
Изобретение относится к микробиологической промышленности, точнее к способу получения биомассы, Известен способ получения биомассы путем вырашивания симбиотической культуры бактерий на питательной среде с газообразными углеводородами и необходимым для роста минеральными солями.
Предлагаемый способ обеспечивает стабильно высокий выход биомассы, а также 1ð высокое качество биомассы с содержанием сырого протеина ооо 75%, включающего незаменимыеаминокислоты в том числе метионин (до 3%), лизин (до 7%), витамин В (до 12 мг/кг АСВ).
Достигается это тем, что в качестве симбиотических культур бактерий используют виды Ме1ЬмСососсus capsuta 2, МеЮчСовтттив spovium чаг. ieco8or a%us штамм 4, MetbvEosi us t.vichospowium var 20 гosaceus штамм 5, FLa чо Ъас е ium g aso1чр1с.птп штамм 1. Предлагаемая культура позволяет получить до 40 г/л сухой биомассы, а также повысить скорость до 0,16 час 1 при непрерывном процессе с концентрацией 9 г/л АСВ (абсолютно сухих веществ). Культуры микроорганизмов имеют следуюшпе морфологические свойства. МеЮч(ococcus capsular.us штамм 2. Кокки диаметром 1,6-2 мк, днплококки, ре-же тетракокки, Розеток на образуют. Культура образует покояшуюся стадию типа незрелых цист азотобактера. LIBcTbI склонны рефрактировать. Клетки неподвижные, граммотрицательны:,, непатогенные. Пигмент не образуют, Потребность в метане облигатная, хорошо растет на жидкой минеральной среде В атмосфере метана, На агаризованной минеральной среде практически не растет. На МПА и других богатых органических средах не развивается. На среде с 0,1-1% метанола не растет. Предпочитает в качестве ис— точника азота аммонийную форму азота. МеСЪч Сов иое spoviu n var. штамм 4-. Палочки размером 1,5-6х1. мк, вибриоидные, почкуюшиеся. Покоящаяся стадия — экзоспооы в виде пузырька на полюсе, противоположном полюсу со жгутиком. Начальная стадия споруляции-виброидная, Клетки обра460745 зуют розетки, капсулы, подвижные в молодом возрасте, грамм-отрицательные. Цвет колоний белый, водорастворимого пигмента не образуют. Колонии плотные, гладкие, край ровный размером до 2 мм. Культура непатогенная. При росте в жидкой среде с перемешиванием образует кольцо на стенках колбы. Бактерии облигатно растут на метане, не растут иа среде с 0 1% метанола и на бо- 19 гатых органических средах: мясопептонный агар (МПА); мясопептонный агар, приготовленный на мясном бульоне, разбавленном в 10 раз (МПА 1/10); сусло-агар и агар с разбавленным в 10 раз суслом, Культура !5 лучше использует аммонийную форму источника азота, не растет па среде без азота. Температура роста 33оС. Metbyfos us tr chospor var. rosaceus 20 Палочки размером 3,5-1,5х1 мк обра— зуют розетки. Покоящаяся стадия — экзоспоры. Начальная стадия споруляции-грушевидная. Клетки в молодом возрасте подвижны, грамм-отрицательны, непатогенны.Пигмент колоний бледно-розовый, водорастворимого пигмента не образуют. Культура выживает в отсутствии метана, не нуждается в частных пересевах. Потребность в метане облигатная, на богатых органических средах роста нет, не растет на среде с 0,1% метанола. Используют аммонийную форму источника азота, на среде без азота не развивается, хорошо растет при 30-32 С. При 38 С роста нет. Иovot)oeterium fàsît ñuò штамм 1. 2-6-суточная культура при росте на минеральной среде Бугинелла-Гааса (БГА) с ме таном образует одиночные неподвижные палочки размером 1,5-3х0,6 мк, не образу- 4О ющие ветвлений. На картофельной среде в односуточной культуре клетки длиннее, слегка искривлен» ные, размером 3-4х0,6 мк, реже длиною до 7 мк, в пятисуточной культуре на этой 45 среде клетки становятся короче и толще, располагаясь по двое или редко в цепочках, грамм-отрицательные, некислотоустойчивые. Колонии на среде БГА с метаном округлые, с ровным краем, выпуклые, гладкие, диамет- 5" ром 0,5 мм, плотные вначале кремовые, затем становятся светло-желтыми. Растет на среде с метанолом и на богатых органических средах, не растет на среде с 0,11% метанола. Усваивает вышестоящие гомо- 55 логи метана: этан, пропано-бутановую фракцию. Хорошо растет как на среде Ср - 1 с глюкозой и капустном агаре, так и на среде БГА-метан. 60 На МПА, дрожжевом и почвенном агаре слабо вырастает на седьмые сутки, на картофельном агаре — через 20 час. Консистенция на Ср-1 с глюкозой слизистая, на остальных средах пастообразная. Пигмент на всех средах светло-желтый, кроме дрожжевого агара, на котором он не образуется. Цвет среды не изменяют. Желатин не разжигает, молоко не изменяет, восстанавливает нитраты до нитритов. Сероводород, аммиак и индол не образует. Растет на галаитозе, сахарозе, декстрине без образования кислоты; образует кислоту при росте на глюкозе, арабинозе, мальтозе и слабо на манните, не растет на лактозе. Хорошо растет на этаноле и не растет на метаноле. Слабо усваивает соа уксусной, пропионовсй, щавелевоуксусьок, лиме нной, яблочной, щавелевой и валериановой кислот; не растет H8 c o JIsIx муравьи ной istic JT0Tbl . В дальнейшем способ поясняется примерами. Пример 1. В ферментер обьемом 10 л с эжекционной системой аэрирования вводят 6 л питательной среды, содержащей в 1 л водопроводной воды (в 1 ): (NHö) SO÷ 8,4 Н5РО„ 1,4 мд so„ 0,3 ксе 0,75 Хо 50 7Н О О, 0048 Мп SO„ Н,О 0Ä02 Сц Ьо .5 Н,О 0,008 Ъ Ъ О, 0043 рН питательной среды поддерживают автоматически непрерывным добавлением 10%ного раствора N aOH. Смесь приводного газа с воздухом в соотношении 1:3 в количестве 10 л/л мин непрерывно подают в ферментер, неутилизированную смесь выводят на ферментера. Среду в ферментере засевают смешанной культурой 1-70,выделенной в процессе непрерывного культивирования из смеси четырех накопительных культур, представляющей собой симбиотическую смесь четырех микроорганизмов: MetTIY8osieus t мспоброицт чав. r osaceu s штамм 5, РЙачоЬасЬег um оаьоНр1сотп штамм 1, Methvtococcvs сарьиесюсия штамм 2, Methvgosi vs ь ро и и гп var 1исо Ео at v s . Инокулятом служит биомасса, полученная в предыдущих опытах. Исходная концентрация биомассы в ферментере 5 г/л. Через 20 час периодическс го культивирования при рН 6,7 и температуре ЗЗоС получают 20 г/л сухой биомассы с содержанием белка 65%. Пример 2. В 10-л ферментер, указанный в примере 1, вводят 6 л питательной 460745 Составитель M. Ларина Редактор Н. Белявская Техред А Богдан Корректор Н. Ковалева Заказ 5565/222 Тираж 575 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 среды, содержащей в 1 л водопроводной воды (в r): (ин„),$о„ Н РО„ 0,87 МРО„0,2 ACE 0,5 Zn SO TH О 0,0029 М $О„. Н О 0,014 Си$0 .5Н О 0,0054 НЪ ВОЗ 0 0029 В процессе ферментации непрерывно осуществляют подачу смеси природного газа и воздуха в количестве 10 л/л мин в соотношении 1:3 и вывод неутилизированной и газовой смеси, подачу питательных солей и отбор суспензии бактерий из ферментера, В ферментере поддерживают рН на уровне 6,7 непрерывным добавлением 10%-ного раствора и а0Н. температура культ 20 тивирования 33оС, Исходная концентрация биомассы в ферментере 10 г/л сухого веса. После 1-2-часового выращивания культуры в периодическом режиме начинают непрерывное культивирование со скоростью протока среды, равной 0,13 час концентрации биомассы 11 г/л сухой биомассы и содержании белка 75%. Пример 3. В 200-л ферментер с ,эжекционной системой аэрирования вводят 100 л питательной среды того же состава,,что и во втором примере, и засевают смещенной культурой 1-70 в количестве, соответствующем исходной концентрации сухой биомассы в ферментере 5 г/л. В ферментер подают 10 л/л мин газовой смеси, состоящей из 25% природного газа и 75% воздуха. Температура ферментации ЗЗоС, рН поддерживают добавлением 10/о-ного раствора gaOH на уровне 6,7. В периодическом процессе в течение 5 час концентрация биомассы достигает 10 г/л АСВ. После этого начинают непрерывное культивирование сначала с коэффициентом разбавления среды, равным 0,05 час ; по мере увеличения концентрации биомассы уменьшают время пребывания; при скорости протока 0,13 час концентрация сухой биомассы 11 г/л. Формула изобретения Способ получения биомассы путем выращивания симбиотической культуры бактерий на питательной среде с газообразными уг— леводородами и необходимыми для роста минеральными солями, о т л и ч à Io щ и йс я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы, в качестве симбиотических культур бактерий используют виды NethvCocaccus capsuCatus штамм 2, MethvCasinus ьро um var. inca Cor atus штамм 4, MethvCosinus Вйсооьроиum vap.r osaceus штамм 5, 7Cavobacterium gaso4vpicum штамм 1.
