Способ получения белка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

t,oroo Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл. С 12Р 13 06 (22) Заявлено 27.03.72 (21) 1899414/28-13 (23) Приоритет — (33) 28.03.72 (31) 14397/72 (33) Великобритания

Опубликовано 30.01.76. Бюллетень № 4

Государствен:".;,й комитет

Совета Иикистрав СССР па делам кзабретеиий и аткаыткй (53) УДК 663.18(088.8) Дата опубликования описания 21.09.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Фрэнсиз Моран и Филип Альберт Майерс (Великобритания) Иностранная фирма

«Бритиш Петролеум Компани Лимитед» (Великобритания) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА раты, в количестве, предпочтительно, от 2 до

12% по весу от общего азота, присутствующего в био м ассе.

B качестве метанокисляющих микроорга5 низмов используют микроорганизмы рода

Nethy1ococcus.

В качестве питательной среды использ1 ют любую метановую питательную среду для выращивания метанокисляющих микроорганиз-!

О мов, из которой предварительно удален источник азота.

Источник азота как в виде соединений, способных растворяться с образованием ионов аммония, так и в форме связанного азота, не

15 образующего в среде ионов аммония, добавляют в среду для выращивания микроорганизмов либо в водную питательнуro среду, которую затем вводят в питательную среду для выр ащивания микроорганизмов.

20 Количество каждого из питательных веществ, входящих в среду, регулируют таким образом, чтобы обеспечить неограниченный рост микроорганизмов. Расчет количества источника азота основан на скорости образова25 ния клеток в процессе выращивания микроорганизмов (сухая масса биомассы, образующаяся в 1 л среды за час) и на общем содержании азота в биомассе. При этом не выше

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известен способ получения белка путем выращивания метанокисляющих микроорганизмов на питательной среде, содержащей метан в качестве источника углерода, ионы аммония в качестве источника азота и другие питательные вещества.

Однако при использовании этого способа происходит снижение скорости роста микроорганизмов в процессе выращивания.

С целью упрощения и ускорения процесса по предлагаемому способу источник азота в питательную среду вводят порционно: вначале в виде соединения, способного растворяться с образованим ионов аммония с концентрацией последних не менее 2 мг/л, а затем в виде соединения в форме связанного азота, которые не образуют в среде ионов аммония и обеспечивают избыток азота.

Соединение, способное растворяться с ооразованием ионов аммония, добавляет в среду в количестве не выше 99% от веса азота, присутствующего в биомассе. В качестве такого соединения используют аммиак и/или гидрат окиси аммония.

В качестве соединения в форме связанного азота используют азотную кислоту и/или нит1 р1 50I681

501681

1» 0

i)i

;»0 (!О

99% от содержания азота в биомассе (потребности азота для роста микроорганизмов) ооес1 е,ивают соединениями, растворяющимися с

Ооразование(и ионов аммония, H 2 — 12% содержания азота в оиомассе (1(отреоности

da0Td J!JiH pocTa ivlHKpoopI анизмоы) — coe1IHнени>1(и ы !3ор»ме сыя анного азота, не ооразуIощими ионОВ ам»мони11. (Месь газоооразНЫх КО 1110ileHT013 IiilTaTeJlbН011 СРЕДЫ, К010РУ io 110ДЫЮi 13 ВИДЕ ЫОЗДУШПОме»анОы011 смеси, соде!??ки 1 (00. % ) . (»1Ота(.1

10,0 — 00,0, 11редпо " HTc1buo 10,0 — 40poj llHcJ10 ро> IU,0 — 1о>, »» 1»редй»О»i rèi:Jlblio 1Ь,0 — 11)0.

i3 качестве исгочника мегана можно иснольприродныи rda. 1эозду шнометанову ю смесь можно ооогащать дооавлением чистого кислорода. ь ходе проведения пропесса поддерживают теъшерагуру в пределах от 20 до ЬО С.

Величину рг! среды процесса выращивания метанокисляющих»микроорганизмов поддерживают в пределах от е,5 до а,О, предпочтительно or 5,0 до l,О. Для регулирования величины р!! используют щелочь, например, гидpdT окиси щелочного мегалла, ы частности

1 идрат окиси натрия.

Условия проведения процесса выбирают с учетом вида используемых метаноокисля(ощих микроорганизмов. I ак, при использовании штамма lellly!Ococcus capsu!a!us процесс выращивания микроорганизмов ведут при

1? -! — 6,5 и температур О5 — 50"С. !

1роцесс выращивания микроорганизмов можно проводить при давлении, превышающем атмосферное, например, при -3 — 4 атм.

1ч!етанокисляющие микроорганизмы могут быть получены в чистом или смешанном виде. Предпочтительно использовать окисляющие метан и имеющие внутреннюю мембрану микроорганизмы вида Метиломонас, Мет((лоОактер и Метилококкус. !

1еред выращиванием по предлагаемому способу микроорганизмы могут выращиваться в присутствии единственного источника азота, ионов аммония или нитратных ионов в количестве достаточном для удовлетворения оощей потреоности.

11ри использовании в качестве единственного источника азота соединения в форме связанного азота, которое не образует 13 среде ионов аммония, например азотной кислоты и1или нитратов, для обеспечения роста микроорганизмов концентрация нитратных ионов в питательной среде должна быть в интервале от 5,0 до 1500 мг/л, предпочтительно от 400 до 200 мг/л.

Пример. В аэрируемый ферментер при перемешивании в течение 5 дней ежедневно добавляют шлам метансодержащего ила из застойных водоемов порциями по 500 мл.

Ферментер с рабочим объемом 5,0 л содержит 5,0 л водной питательной среды (рН 2,6) следующего состава (мг/л):

Кислыш первичный фосфат калия

Додекагидрат вторичного кислого фосфата натрия 787,5

Гентагидрат сульфата магния 562,5

Серная кислота 706,0

Везводпый хлористый кальций 112,5

1 ентагидрат сульфата железа 42,7

ВезВОдный сульфат натрия 225,0

Пентагидрат сульфата меди 20,5

Гентагидрат сульфата цинка 2,5

Дигидрат молибдена натрия 1,5

loiiorидрат сульфата мар1ашца 1,7 ! Оксагидрат хлористого коОа»Ы» 0,5

Вода До 1 (л)

Процесс выращивания микроорганизмов

»apouодят при температуре питательной среды

4Ь С, скорости разбавления 0,18 г — и скорости вращения мешалки 3000 об/мин.

Для обеспечения потребности биомассы в метане и кислороде »ерез впускное отверстие

ы ферментер продают метановоздушную смесь, расход которой равен 66 об/об r. Эта смесь содержит 18,2 об. % метана и 81,8 об. % воздуха. Величину рН доводят до 6,5 добавлением н. раствора гидрата окиси натрия.

Общую потребность биомассы расчитывают следующим образом.

Плотность клеточного материала биомассы в питательной среде в пересчете на сухую массу должна составлять 14,0 г/л. Скорость разбавления 0,18 г — .

Отсюда скорость производства биомассы равна 14,0)(0,18 г/лг. При содержании азота в клеточном материале 11,6% общая потребность в азоте биомассы составляет

14 0 0 1Ь 11 б

: 292,3 мг/лг.

100

Для удовлетворения общей потребности биомассы в азоте вводят соединения, способные растворятся с образованием ионов аммония, а именно гидрат аммония в виде 1,1 н. раствора — 89,7% — 265,7 мг/лг. Потери азота в виде ионов аммония составляют 0,3 мг/лг.

Введенный с аммонием азот усваивается биомассой практически полностью.

Для удовлетворения остальных 10,3% общей готребности биомассы в азоте и обеспечения избытка азота в среде, равного 75 мг питратных ионов в 1 л, вводят 30,3 мг/лг нитратного азота, т. е. на 1 л в 1 час 0,762 мг азотной кислоты (концентрация 70%, удельный вес 1,42) . Потери нитратных ионов составляют 3,0 мг/лг. Усвоено биомассой 90,1% введенного нитратного азота.

В питательной среде не обнаружены ионы аммония с помощью аппарата для отбора проб, нижний предел которого равен 2 мг/л.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа выращивания белка концентрация ионов аммония в питательной среде годдер?кивается на уровне ниже уровня по(аВления рОста IvlHI»poopraFIHçìo или токсичного в отношении к этим микроорганизмам, 50I68I

Формула изобретения

Составитель Л. Страшненко

Редактор Н. Спиридонова Техред Т. Курилко

Корректор Н. Аук

Подписное

Редактор 2700/1 Изд. № 1132 Тираж 575

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 при полном удовлетворении потребностей биом а ссы в азоте.

1. Способ получения белка путем выращивания метанокисляющих микроорганизмов на питательной среде, содержащей метан в качестве источника углерода, ионы аммония в качестве источника азота и другие питательные вещества, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса, источник азота в питательную среду вводят порционно: вначале в виде соединения, способного растворяться с образованием ионов аммония с концентрацией последних 2 мг/л, а затем в виде соединения в форме связанного азота, которое не образует в среде ионов аммония и обеспечивает избыток азота.

2. Способ по п. 1, отл ич а ю щ ий ся тем, что соединение, способное растворяться с образованием ионов аммония добавляют в среду в количестве 99% от веса азота, присутствую5 щего в биомассе.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве соединения растворяющегося с образованием ионов аммония используют аммиак и/или гидрат окиси аммония.

10 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве соединения в форме связанного азота используют азотную кислоту и/или нитраты, в количестве, предпочтительно, от 2 до 12% по весу от общего веса азо15 та, присутствующего в биомассе.

5. Способ по п. 1 — 4, отлич ающийся тем, что в качестве метанокисляющих микроорганизмов используют микроорганизмы рода

Methy1ococcus.