Способ получения биомассы

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, предусматривающий культивирование метанокисляющих бактерий, вкл1эчающий Methylococcus capsulatus , В нестерильных условиях на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода,при поддержании постоянной концентрации одного из элементов питательной среды в процессе культивирования , отличающийся тем, что с целью упрощения процесса и повышения продуктивности, в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от 0,05 до 2 мг/л. (Л с

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

l

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r)0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2871544/28- 13 (22) 24.12.79 (46) 07. 08. 83. Бил . Р 29 (72) A. Н. Григорян, Н. В.Осокина, В.П.Дибцов, Л.В.Силантьев, Л.A.Ãîðñкая и 3.С.Смирнова (71)Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (СССР) и Научно-технический центр технической микробиологии (ГДР) (55 ) бб5 .3 (088.8) (56) .1. Патент СШЛ Р 3649459, кл. 195-96, опублик. 1976.

2. Патент США Р 3989595, кл. 195-49, опублик. 1977.

3. Патент СССР )) 501681, кл. С 12 D 13/06, 1972.

3(51) С 12 М 1/26//С 12 P 39/00 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕН)(Я БИОМАССЫ, предусматривающий культивирование метанокисляющих бактерий, включающий МеСЬу1ососсчз capsulatus B нестерильных условиях на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода,при поддержании постоянной концентрации одного из элементов питательной среды в процессе культивирования, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса и повышения продуктивности, в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от

0,05 до 2 мг/л.

908085

Изобретение относится к микро- биологической промышленности, а именно к способу получения биомассы метанокисляющих бактерий.

Известно, что:определенные концентраций солей меди в питательной 5 среде при нырацивании некоторых видов метанокисляющих бактерий оказывают ингибирующее действие на рост этих микроорганизмов (Ц .

Известно также, что чистые культуры Methylococcus capsulatus xopOшо растут при наличии солей меди в питательной среде 2 .

Известен способ получения биомассы, предусматриваюций культивирование метанокисляюцих бактерий, включающих Methylococcus capsulatus, в нестерильных условиях на питательной среде, содержацей источники азота, фосфора, йинеральные соли и метан в качестве источника. углерода,, 2О при поддержании постоянной концентрации, одного из элементов питательной среды в процесс культивирования $3) .

Согласно этому способу поддержи- 25 вают постоянной концентрацию ионов аммония. При этом процесс проводят в несколько стадий, а максимальная продуктивность процесса, достигаемая при увеличении давления в Фермен gp тере от 0,35 МПа, составляет 5 г/л/ч.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение продуктивности.

Цель достигается тем, что при осуществлении способа получения биомассы З5 предусматривающего культивирование метанокисляющих бактерий, включаю-, щих Metkylococcus capsulatus, в нестерильных условиях на питательной среде, содержацей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода, при поддержании постоянной концентрации одного из элементов питательной среды в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от 0,05 45 до 2 мг/л.

Способ осуцествляют следующим образом.

Выращивание метанокисляющих культур микроорганизмов, включающих 5О

Methylococcus capsu1atus, проводят а. водной минеральной солевой питательной среде в условиях аэрации и перемешивания при непрерывной подаче газов, содержащих метан и кислород. 55

При этом могут быть использованы различные смешанные метанокисляюцие

КуЛЬтурЫ, ВКЛЮЧаЮщИЕ баКтЕрИИ МеСЬу1ococcus сарвц1аСив, например, такие, как штамм 1-70, содержащий бактерии

Methyloccus capsulatus. Methy1osinus ароrium> Methylosinus trichosposium, Р1ачоЬасСегium gasotypicum.

Источником азота может служить как аммонийная или другая азотная соль, так и аммиачная вода, которую можно 65 испольэовать одновременно и как источник азота, и как титрующий агент для стабилизации РН в процессе. В качестве источника Фосфора применяют фосфорную кислоту или соли фосфорной кислоты. В качестве минеральных источников питания микроорганизмов в питательную среду подают в виде солей источники калия, магния, а также микроэлементов — железа, меди, цинка, марганца и др. При этом в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди в культуральной жидкости в пределах 0,05-2, предпочтительно 0,1-1,0 мг/л, создавая этим условия для роста наиболее активного продуцента белка-метанокисляющих бактерий Methylococcus capsu1atus и угнетая развитие бактерийспутников.

Выращивание метанокисляющих смешанных культур проводят при рН 5 0б,5, температуре 30-50 С и скоросО тях протока 0,25-0,33 ч. В конечной . культуре доминируют бактерии Methylococcus capsulatus > содержание которых составляет 85-95%.

Культивирование предпочтительно проводят при повышенном давлении.

Пример 1. Смешанную культуру метанокисляюцих микроорганизмов, состоящую из бактерий Methylococcus

capsulatus u Methvlosinus svorium выращивали на питательной среде следующего состава, г/л:

Н РО4 (80%) 17,2

МяяО 7Н О 4

КС1 5

ZnS0@7H<0 0,06 .Ип804.4н <О 0,38 н во, 0,25

РеБО4 7Н О 0,21

На Моо4 ° 2Н О 0,009

Со ВО ТН О 0,0095

В качестве источника азота и титруюцего.агента подавали аммиачную воду. При этом концентрированный раствор CuS04- 5НдО подавали отдельно для поддержания концентрации ио- ° нов меди в культуральной среде,равной 0,05 мг/л. Процесс вели при температуре 38-40 С, рН 5,4-5,5 н не0 прерывной подаче газовой смеси, состоящей .иэ природного газа в количестве 10 л/л среды/ч и воздуха в количестве 30 л/л среды/ч.

При достижении концентрации биомассы 20 г/л ACB начинали непрерывный процесс культивирования с коэфФициентом разбавления d 0,25 ч.

Концентрацию меди в культуральной среде регулярно проверяли и корректировали.

Содержание бактерий Methylococcus ,capsulatus в смешанной культуре составляло 85% при.постоянной .концентрации биомассы 20 г/л ACE. Полученную биомассу отделяли сепарирова9С 8085

При давлении в ферментере

3.5 кг/см показатели процесса были следующими :о 0,20 ч, концентрация биомассы 30 г/л АСВ, продуктивность

50 процесса 6 г/л/ ч.

Содержание бактерий ИetЛylососсив

capsulatus в смешанной культуре бы,ло стабильным и составляло 90%.

Предлагаемый способ позволяет б5 упростить процесс получения биомассы нием от культуральной жидкости и сушили .

Пример 2. Смешанную культуру метанокисляющих бактерий, состоящую из бактерий Ilethylococcus са.йsulatus, Methylosinus .sporium, Methylosinus t,Liсhosporium, выращивали в нестерильных условиях при рН 5,8-6,0 и температуре 43-45оС, количество и состав подаваемых газовой смеси и питательной среды те же, что в примере 1. Концентрацию ионов меди в культуральной среде поддерживали равной 2 мг/л. При достижении концентрации биомассы *

10 г АСВ/л осуществляли постепенное повышение давления в ферментере до

0,7 МПа. С увеличением давления увеличивали подачу газообразных и жидких источников питания микроорганизмов. Регулярно проверяли остаточную концентрацию меди в культуральной жидкости. При снижении концентрации меди ниже 2,0 мг/л добавляли раствор солей меди. При -увеличении концентрации меди выше 2 мг/л подачу раствора солей меди уменьшали или прекращали на некоторое время.

При этом концентрация биомассы при указанной скорости протока 0,27 ч была равна 37 г/л АСВ, а степень доминирования бактерий Methylococcus. capsulatus в смешанной культуре составляла 85Ъ. Полученную биомассу отделяли сепарированнем от культуральной жидкости и сушили.

Пример 3. Выращивали смешанную метанокисляющую культуру, состоящую иэ бактерий: Methylococcus

capsulatus, Methylosinus sporium, Nethylosinus trichosporium, Flavobacterium gasotypicum. . Процесс вели при рН 5 3-5 4 и о

I температуре 40-42 С. В культуральиой жидкости поддерживали концентрацию меди 0,1 мг/л. Состав подаваемых жидкой питательной среды и газовой смеси такой же, как в примере 1, Ферментацию проводили под давлением 0,9 МПа. При этом показате-4 ли процесса были следующими: d 0,3 ч, концентрация биомассы 50 г/л АСВ, степень доминирования бактерий

Methylococcus capsula.tus в смешанной культуре составляла 95%. Полученную биомассу отделяли сепарированием от культуралъной жидкости и сушили.

Пример 4. Выращивали смешанную метанокисляющую культуру,анало- . гичную культуре в примере 3. Процесс вели при рН 5.5-5.6 и температуре

42-43о С. В культуральной жидкости поддерживали концентрацию меди 1 мг/л

Процесс вели под давлением 0,9 МПа.

Состав жидкой питательной среды, газовой смеси, подаваемых в аппарат, как в предыдущих примерах. ПоказаТели процесса были следующими:

-1

; д .0,33 ч, концентрация биомассы

45 г/л АСВ, ñòånåíü доминирования бактерий Methylococcus capsulatus в смешанной культуре составляла

954. Полученную биомассу обезвоживали и сушили.

Пример 5. Выращивали смешанную метанокисляющую культуру, аналогичную культуре в примере 3.

Процесс вели при рН 5,6-5,7 и тем10 пературе 43-44 С. В культуральной жидкости поддерживали концентрацию меди 0Ä5 мг/л. Процесс вели под давлением 0,9 МПа. Состав жидкой питательной среды и газовой смеси, )5 подаваемых в аппарат, как в предыдущих примерах. При этом показатели процесса были следующими:

d 0,3 ч, концентрация биомассы

50 г/л АСВ, степень доминирования

20 бактерий llethylococcus cansulatus в,смешанной культуре составляла 95%.

Полученную биомассу отделяли сепари-, рованием от культуральной жидкостии сушили.

П р н м е р 6 {сравнение с ripo" тотипом). Смешанную метаиокисляющую культуру, состоящую из бактерий ,:Methylococcus capsulatus, Methylosi-nus sporium, Methylosinus trichosporium. Flavobacterium gasotyp!.curn, 30 выращивали на питательной среде, аналогичной среде в примере 1. В качестве источника азота и титрующего агента подавали аммиачную воду.

Концентрированный раствор CuSC4 5Н О

35 подавали отдельно в количествах, необходимых для поддержания концентрации ионов меди в культуральной среде, равной 1,5 мг/л. Процесс зели, при температуре 42-45ОС, рН 5,6-57

4g и непрерывной подаче газовой смеси, состоящей из метанового природного газа в количестве 10 л/л среды/ч и воздуха в количестве 30 л/л среды/ч.

45 При достижении концентрации биомассы 10-15 г/л АСВ в непрерывном процессе с коэффициентом разбавления о 0,20 ч 1осуществляли постепенное повышение давления в ферментере до 0,35 МПа. С увеличением

50 давления пропорционально увеличивали подачу газообразных и жидких источников питания микроорганизмов.

Остаточную концентрацию меди в культуральной среде регулярно конт55 ролировали.

908085

Составитель Т.Мелентьева

Редактор З.Бородкина Техред Л.йикеш Корректор О.Билак:.

Заказ 8128/4 Тираж 523 П одпи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 метанокислнвцих бактерий в нестерильных условиях за счет поддержания в процессе культивирования постоянной концентрации ионов меди, получить биомассу, в которой преобладают бактерии Met hylococcus c apsulatus вксокиМ содержанием белка, Ъ а также повысить продуктивность процесса . благодаря воэможнос. ти проведения культивирования

:с высокой скоростьв роста.