Способ получения биомассы

 

Щ, »«.3 ..».,— Хаа бюбмот "-(-" "

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРС !ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 5066l3

Союз Советских

Социалистических

РЕСПф 1ИК (бl) Дополнительное к авт. си(д-ву (22) Заявлено 04.0-11.74 (21) 2012584/28-13 (51) М. Кл."- С 12С 11100 с и псосдппснием заявки ¹

Государстве>1иь1й комитет (23) Приоритет

Оп> .";;.. .:ков но 16.03.76. Б1оллетснь № 10

Совета Мииистров СССР по делам изобрете1111й и открытий (-:3) УД1 663.143.4 (088.8) Д.!;;i опублгп(ования описания 12.(!5.76 (72) ; п.-о р ь1

1зобрстсния H. И. 1(,оротчеико, Г. И. Воробьева, С. В. Чепиго, B. П. >ждановских, А. Д. Денис, Л. Б. Старык и А. В. Луцик (71) Заявитель Всесо1озный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ

Изобретение QTIIoc!Iтся к микробиологической промышленности, а и.;1спно к получению биомассы микроорг«низмоз -.,"à .среде с; глсводородами.

Известен способ получения биомассы, вк.почающнй выращllвапие ми,(poopT«èèçìoÁ, I:а пример дроя>кей, на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода парафиновыс углеводороды, стимуляторы рОст«, необходимые для роста минеральные соли, оТбор культуральной среды, разделение сс II« фракции: твердую — дрожжи и жидкую,:o3грат жидкой фракпии на начальную стад>по выращивания, дозревание дрож>кей, д01 олнительное разделение дрожжей на жидкую и твердую дрожжевую фракции и высушиван;е дрожжей.

С целью увеличения выхода биомассы ври одновременном улучшении ее качества по предлагаемому способу культуральную среду перед разделением ее на фракции и полученнуlo после разделени11 >KHAKI(> 10 фракциlО выдерживают при кис; ом зна-!Bli>IH DH. а после дозревания дрожжевую суспензшо нагревают.

Значе11не рН, при котором ос> ществляют и Ы I С Р, К I l l! « II i I C Кт Л Ь1 1 11 а Л Ьп 0 11 С Р С,. Ы 1(1! Д

КОЙ (РР(КЦ111, >КСЛ аТСЛЬ1!O ПО;.ДЕРЯ:13, Iç Р ".;— ным 2,7- — 3,5.

Нагрсвагпс дроя (езо,. . спек, !!1: .:.- -13 ет вести до тсмпсратуры 62 — 68 С ь те-;сп11е 5-!

5 м11ну;, а дозревание дрожжей проводить пп-1 1>1-1 пpе >1, ще -I.ве1 1 o ",, 7 5 5

Предложенный способ поясп:.ется технолог.1ческо11 схемî ., и",ooð«>!(å;lI!oiI на черте>ке.

Спс. оо получе:и я биомассы =-.à",êëþ÷àåòñÿ в следующем.

Угле зо.",о зодокисля1ощие штсммы дрожжей илli бактср1ьй выращивают в непрерывном процессе в две и оолее ступеней з аппаратах

10 с «.-.г,ш1пей в водно-минеральной питательной среде с, глеводородам11 прп добавлении углеводородов только в аппарат первой ступени при температуре, оптимальной для данного штамма микроорганизмов.

15 Уг.езодородокнсляющие штаммы дрожжей рода Саndida, преимущественно С. guilliermoI-;dii и>ти С. t! opicalis, выращивают в нестерилы1ых условиях при рН в интервале от 2,7 до 3,5 и коэффициенте разбавления среды

20 0,14 — 0,2 ч — .

11ультур альную жидкость с биомассой пос,-.с i-ервой ступени выращивания непрерывно вы:.одят из ферментера и направляют в нромс>куточнуio емкость, где выдеряивают

25 без ",îда. ; воздмха п13,1 р1-1 2,7 — 3,5 и 25—

30 С:. тс:е11ие 1- -2 r. 3".тем б>иомасс1 выде.!;..:!«т л;;.бь1м известным способом и подают п«з;О1>уio OTW гспь в!:11 аш11взп:11: — дозрсва-! пие.

30 01 . слеп!: 10 1;» первой сТ> пе1111 процесса

506613 культуральную жидкость выдерживают при

25 — 30 С и рН 2,7 — 3,5 в течение 2 — 3 ч без перемешивания и аэрации. При этом происходит выделение неутилизированных углеводородоз, которые непрерывно выводят путем слива с отметки верхнего уровня жидкости в отстойнике.

Отбор культуральной жидкости для возврата на 1 ступень ферментации производят с нижней отметки емкости, достигая таким образом непрерывного облагораживания отработанной культуральной жидкости и ее рециркуляции на 1 ступень ферментации.

Вторую ступень ферментации (дозревание) проводят при перемешивании и аэрации без дополнительной подачи питательной среды, в том числе углеводородов. в условиях более высокой концентрации биомассы при рН предпочтительно в интервале 2,7 — 5,5 для дрожжей и 6,5 — 7,2 для бактерий, в течение 1 — 2 ч, при температуре, равной оптимальной для культивирования конкретного штамма микроорганизма; однако для термотолерантных культур предпочтительно снижение температуры ферментации на

2 — 6 С.

После дозревания культуральную среду нагревают в течение 5 — 15 мин до 62 — 68 С, например, в теплообменнике или плазмолизаторе, после чего жидкую фазу отделяют от микроорганизмов любым известным способом и возвращают ее на первую ступень ферментации в качестве биостимулятора. Отделенную биомассу подвергают плазмолизу при 90 С в течение 60 мин и затем высушивают.

Исгользование предлагаемого способа позволяет вести процесс при максимальной чистоте культивируемого штамма микроорганизма-продуцента в нестерильных условиях ферментации даже в жаркий период года прн отсутствии бактериальной инфекции или на личин ее в количестве не более 10 клеток

1 мл культуральной жидкости и сохранить нормальное морфолого-физиологическое состояние продуцента, что обеспечивает повышение продуктивности процесса.

Способ позволяет длительно вести процесс непрерывного культивирования при полном возврате на ферментацию отработанной культуральной жидкости без ее дополнительной стерилизации, максимально сократить объем производственных сточных вод и затраты на их очистку, стабильно получать высококачественный готовый продукт (кормовые дрожжи с содержанием сырого протеина до 60"/о).

Предлагаемый способ поясняется примерами его выполнения.

П р и м ер 1. Выращивание дрожжей Candida tropicalis на минеральной среде с очищенными жидкими парафинами нефти (объемная концентрация 1 /о) проводят непрерывным способом в ферментере объемом 28 м с аэрацией и перемешиванием при 37 — 38 С и рН 2,8 — 3,0. Из аппарата первой ступени каждый час отбирают насосом 0,8 м культураль5

4 ной жидкости с биомассой (6 — 8 г/л абсолютно сухих дрожжей) и подают в промежуточную емкость, где ее выдерживают 2 часа. Затем биомассу выделяют на сепараторе

ДСГ-35 по принципу ступенчато-круговой сепарации для отделения 80 отработанной культуральной жидкости.

Отработанную культуральную жидкость подают в промежуточную емкость (отстойник) .

Объем жидкости в отстойнике поддерживают

1,3 м . Каждый час из нижней части отстойника отбирают 0,64 м и подают на ферментацию в аппарат первой ступени, а в отстойник подают 0,64 м свежей культуральной жидкости. Таким образом, время выдерживания культуральной жидкости составляет 2 ч. Сгущенную дрожжевую суспензию подают в аппарат второй ступени на дозревание при рН

5,0 и 32 — 34 С в течение часа.

Далее дрожжевую суспензию нагревают в теплообменнике в течение 10 минут до 65 С, после чего отделяют на сепараторе ДСГ-35 жидкую фазу. Из 1,3 м дрожжевой суспензии получают 1,1 м жидкой фазы и 0,2 м дрожжевого концентрата с содержанием 21 /о сухих веществ. Биостимулятор направляют на первую ступень ферментации.

Дрожжевую суспензию подвергают плазмолизу при 90 С в течение 60 мин и высушивают на раопылительной сушилке. Готовый продукт содержит 59 /, сырого протеина, 0,8 /О липидов, 0 05 /о углеводородов, витамина В1

8,2 мг/кг, витамина В 64,7 мг/кг.

Пример 2. Выращивание дрожжей

С. guilliermondii осуществляют непрерывно в течение 32 суток по описанному в примере 1 режиму при рН 3,0 — 3,2 на первой ступени ферментации и при дозревании без замены культуры и без ее подсева с постоянным возвратом на ферментацию 80 /о отработанной культуральной жидкости, Культура дрожжей в течение всего опыта находится в хорошем состоянии: клетки однородные с гомогенной протоплазмой и розной гладкой оболочкой; почкующихся клеток 40 — 42о, мертвых до

1 /о. Бактериальная и грионая инфекция отсутствуют. 3а все время опыта выход дрожжей от парафина составляет 92 /о при содержании белка (сырого протеина) 57О/О, липидов

1,3%, золы 8 /о, углеводородов до 0,1 /о.

Пример 3 (контрольный), Непрерывное культивирование дрожжей С. guilliermondii осуществляют по известной технологической схеме фермептации: дозревание при рН 4,0-4,2 — отделение дрожжей от культуральной жидкости — возврат последней на ферментацию — промывка водой — тепловая обработка и сушка дрожжей.

При возврате на фврментацию 80 /о отраоотанной культуральной жидкости в течение

7 дней выход абсолютно сухих дрожжей от заданного парафина падает с 95 до 78, содержание сырого протеина уменьшается с 51 до 43 /о. Бактериальная инфекция составляет 3 5 клеток в 1 мл. И только при замене т ерьгентааия (1с пупень) Вы0гртидание отоораннои нцльтуральной среды (1-2 часа при 25-зо С и рН для о оладьей 2,7 -,7,5) Разделение суслемии

Нуль туральнаяаиокость бгуи енная иоиасссг

Быдержибание (2-3 часа) Рернентация - оире8ание (27 cmyneeb) 1агред (5 -15 нин. Зо д2-дд с) Разделение cycneezuu

2йидная джаза (1иослг инулятор) Составитель Jl, Минеева

Техред А, Андреева

1(орректор Е, Рожкова

Редактор Г. Мозжечкова

Задaa 999 5 Изд. Х> 294 Типаж 519 Поди .сиое

LjllIIIIDII Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

5 отработанной культуральной жидкости водой улучшается морфолого-физиологическое состояние клеток дрожжей, увели гивается концентрация дрожжей в ферментере, повышается выход дрожжей от парафина до 90о о и содержание белка в дрожжах до 50%.

Формула изобретения

1. Способ получения биомассы, включающий выращивание микроорганизмов, например дрожжей, на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода парафиновые углеводороды, стимуляторы роста, необходимые для роста минеральные соли, отбор культуральной реды, разделение ее на фракции: твердую -- дрожжи и жидкую, возврат жидкой фракпии на начальную стадию выращивания, дозревание дрожжей, дополнительное разделение дрожжей на жидкую и твердую дрожжевую фракции и высушивание дрожжей, отл и ч а ющий с я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы при одновременном улучшении ее качества, культуральную среду перед разделением ее на фракции и полученную после разделения

5 жидкую фракцию выдерживают при кислом значении рН, а после дозревания дрожжевую суспензию нагревают.

2. Способ по п. 1, отл ич а ю щий ся тем, что, значение рН, при котором осуществляют

10 выдерживание культуральной среды и жидкoi фракции, поддерживают равным 2,7 — 3,5.

Ы. Способ по п. 1, отл ич а ющийся тем, что нагревание дрожжевой суспензии ведут до 62 — 68 С в течение 5 — 15 минут.

15 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выращивают дрожжи, например, видов

Candida guilliermondii, Candida 1гopicalis при рН среды 2,7 — 3,5.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, 20 что дозревание дрожжевой суспензии проводят при рН, преимущественно равным 2,7 — 5,5,