Способ переработки растительных субстратов

Авторы патента:

C12N1 - Микроорганизмы, например простейшие; их композиции (лекарственные препараты, содержащие материал из микроорганизмов A61K 35/66; приготовление лекарственных составов, содержащих бактериальные антигены или антитела, например бактериальных вакцин A61K 39/00); способы размножения, содержания или консервирования микроорганизмов или их композиций; способы приготовления или выделения композиций, содержащих микроорганизмы; питательные среды

C05F11/08 - органические удобрения с добавкой культур бактерий, мицелиев и т.п.

.1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ, включающий их микробиологическое разложение в аэробных условиях с образованием биологически-активных веществгОбус лавливающих устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды, отличающийся тем, что, с целью препаративного вьщеления указанных веществ, микробиологическое разложение проводят в культуральной жидкости в течение 40 180 дней в условиях принудительной аэрации. ;2. Способ по:п.1, отличающийся .тем, что длительность мик робиологического разложения определяют по прекращению вьщеления COg. из культуральной жидкости.

ÄÄSUÄÄ 957563

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ВЫИМГМ6

1 /1 @,Щ " " < - 1, >

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2947613/30-15 (22) 16*05»80 (46) 15 11,90, Бюл, 1Ф 42 (71) Институт физиологии растений им,:K;A»ÒHMèðÿçåâà (72)..Г В,Лебедев (53) 631,468(088.8) (56) Кольбе:Г,, Штумпе:Г, ".Солома как удобрение",:М,: "Колос", 1972„

Лебедев:Г;В,, Егоров;В Г,, Брюквин:В;Г», Сабинина.Е „Д, "Импульсное дождевание растений".-M„:

"Наука", 1976,:с. 145-147 ° (54)(57):1 ° СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАС

ТИТЕЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ, включающий их микробиологическое разложение в

Изобретение относится к способам переработки растительных субстратов, в частности к способам получения из, растительных субстратов продуктов, повышающих устойчивость биологических организмов к неблагоприятным условиям внешней среды, Известны способы аэробного разложения растительных остатков почвенными микроорганизмами, приводящие к получению органических удобрений, Наиболее близким к предложенному является способ получения продуктов, повьппающих устойчивость биологичес ких организмов к неблагоприятным условиям внешней среды путем заделки в поверхностные горизонты почвы и по следующего аэробного разложения рас тительных остатков почвенными микро1 организмами» (51)5 С 12 N 1/00, С 05 Р 11/08

2 аэробных условиях с образованием биологически-ак тивных веществ, обуславливающих устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды, отличающийся тем, что, с целью препаративного выделе» ния указанных веществ, микробиологическое разложение проводят в куль- туральной жидкости в течение 40

180 дней в условиях принудительной аэрации.

:2. Способ по:п,1, о т л и ч а юшийся .тем, что длительность микробиологического разложения определяют о прекращению выделения СО> из культуральной жидкости, Ф

Недостатком этого способа является невозможность препаративного выделения в нативном виде физиологическиактивных продуктов, повышающих устойчивость биологических организмов к неблагоприятньм условиям внешней сре,ды вследствие их прочной адсорбции почвенными компонентами, а также влияния типа почвы и климата, Целью изобретения является прела» ративное выделение биологически ак тивных веществ, обуславливающих устойчивость организмов к неблагоприятным факторам внешней среды, Указанная цель достигается тем, что микробиологическое разложение проводят в культуральной жидкости s течение 40 180 дней в условиях при нудительной аэрации, а также тем, что длительность микробиологического

957563 разложения определяют по прекращению выделения СО из культуральной жидкости

Растительные остатки, погруженные в аэрируемую культуральную жидкость, например воду, разлагаются почвенны». ми микроорганизмаии»

Первоначально протекают аэробные процессы, связанные с активным раз ,витием сапрофитных форм бактерий и дрожжей, разлагающих легкодоступные органические вещества (углеводы, ами нокислоты, частично - гемицеллюлозу).

Этот период характеризуется продуцированием гормональных веществ и ингибиторов, являющихся производными фенолкарбоновых кислот, В зависимос ти от состава растительных остатков и температурных условий этот период 20 может продолжаться от нескольких дней до нескольких недель»

На втором этапе в результаге по следовательной смены микрофлоры (сукцессии) происходит аэробное раз 25 рушение лигнино целлюлозного комплек са, сопровождающееся синтезом слож ных металлсодержащих биологически ! активных веществ, обладающих свойст ,вом повышать устойчивость организмов к.неблагоприятным условиям внешней среды, Длительность этого периода составляет от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от температуры, а целевые продукты вы являются биологическими тестами пос ле окончания первого периода, о чем судят го прекращению интенсивного выделения СО из культуральной среды

Аэробное микробиологическое раз 40 рушение растительных остатков прово дят в культуральной жидкости, напри мер воде, в которой накапливаются продукты синтеза, Необходимость принудительной аэра" 45 ции объясняется тем, что при ее от сутствии происходит необратимый ана . эробный процесс, сопровождающийся выделением сероводорода и продуктов анаэробного синтеза, Процесс проводят в интервале фи зиологических температур, не нарушаю щих нормальную жизнедеятельность микроорганизмов, Нарушение темпера турного режима приводит к смене.мик рофлоры и полному прекращению синте» за целевых продуктовa

Пример .1» Солому злаков на резают длиной.3-6 см и помещают и стеклянные сосуды диаметром 10 и длиной 100 см, заливают водопровод ной водой и вносят культуру почвенных микроорганизмов» Через отверстие в днище сосуда проводят непрерывную принудительную аэрацию воздухом с расходом 0,5 1,5 л/мин, Поддерживают температуру 15-25 С ° Ведут контроль скорости выделения углекислого газа из культуральной среды в зависимос ти от длительности разложения соломы при температуре 22 С с помощью газоанализатора ОА 2209, Анализируют численность дрожжей (Т) и сапрофитных бактерий (ТТ) в культуральной среде чашечным методом (сапрофиты выявляют на мясо пептонном arape, дрожжи - на сусло-агаре) в зависимости от длительности разложения соломы по пред лагаемому способу, Из фиг,1 и 2 видно, что в первый период культуральная жидкость не содержит целевых продуктов, П р и и е р :2. Солому пшеницы обрабатывают по предложенному спосо о бу при температуре 22 С и аэрации атмосферным воздухом в объеме 0,40,6 л/мин на 1 л воды, Подсолнечник сорта "Передовик" выращивают в климатической камере при 25 С и относи тельной влажности воздуха 70Х на питательной среде Кнопа, приготовленной на водном растворе целевых про дуктов, Через 15 дней растения подсолнечника помещают в климатическую камеру с температурой 46-47 С и отно сительной влажностью воздуха 10ОХ, где их выдерживают 18:ч. Затеи рас тения переносят в исходные условия, где по задержке роста и гибели рас тений определяют их устойчивость к повышенным температурам, Контрольные растения выращивались на питательной среде Кнопа, Сопоставление фиг»1 и фиг,3 свидетельствует, что обработка культуральной.жидкостью, взятой в первый период, не дает положительно го эффекта, однако культуральная жид» кость, взятая во второй период, зна чительно повышает устойчивость расте ний к повышенным температурам, Пример :3 Пшеничную солому перерабатывают по предложенному спо собу в течение 2-6 месяцев, получен ную культуральную жидкость разбавляют в 5 раз и на основе этого раство ра готовят питательную среду.Кнопа, деляют в процессе прогревания про ростков в течение l ч при температу" ре +38+0,2 С в ультратермостате. Наблюдения за степенью гидролиза статолитного крахмала в корневых,чехли-ках трехдневных растений подсолнечни ка осуществляют после прокраски срезов корней раствором Люголя (1Х раст вор йода в 2Х. растворе иодистого калия) и устанавливают по 5-ти бальной шкале его наличие

Данный метод основан на том, что при прогреве растений или при их обезвоживании статолитный крахмал в корневых чехликах гидролизуется, Опыт поставлен дважды в трехкратной по» вторности, В каждом опыте использовано по 960 растений„ Данные опыта сведены в табл».1.

Вне зависимости от наличия или отсутствия закалки растений при их культуре в присутствии получаемых продуктов наблюдается значительное снижение гидролиза статолитного крахмала в корневых чехликах, что указывает на большую засухоустойчи вость»

957563

Подсолнечник сорта "Передовик" выращивают на среде Кнопа при 25 С и 70Х. влажности возДуха. Через 17 дней растения помещают в холодильную ка0

5 меру с температурой -0,5 С, откуда вынимают партиями через определенные промежутки времени и помещают в исходные условия, Контрольные растения выращивают на питательной среде Кно» па, Контрольные растения начинают гибнуть через 12-14 дней выдержки в холодильной камере, опытные - через

16-20 дней, Пример :4, Культуральную жид 15 кость, содержащую целевые продукты, получают через 40 дней обработки, разбавляют 1:50 и добавляют в среду

Чеснокова, Нроростки редиса выращивают на питательной среде Чеснокова при 20 С и влажности воздуха 60Х ° В контрольные.и опытные питательные среды добавляют хлористый натрий.

При концентрации соли в питательной среде 5 г/л контрольные проростки снижают рост надземной массы на 27Х, опытные увеличивают его íà 4Xi При концентрации соли в питательной среде 10 г/л контрольные проростки сни» жают рост на 54Х, опытные íà 38Х 30

Пример :5i Самки крыс линии

"Vistar" весом около 170 r получают пищу с источником белкового питания в виде казеина, опытным животным ежедневно добавляют в рацион 1 мл раствора целевых продуктов, На 40 сут ки к самкам. подсаживают самцов, через 21 день самок вскрывают. Паталого анатомическое вскрытие показало отсутствие различий во внешнем виде 4О внутренних органов, веса печени и надпочечников, однако 50% самок опытного варианта имели по 7-8 зародышей, .в то время как контрольные самки ос» тавались стерильны., 45

Пример;6, Прошедшие и непро шедшие предпосевное закаливание семе на подсолнечника сорта "Передовик" к комплексу засухи 12 ч намачивают в; воДе, а затем переносят на пигатель- 50 ные растворы, в которых они находят ся 3 сут, В качестве питательных растворов используют: воду, раствор

Кнопа, раствор получаемых по заявляе мому способу продуктов в разведении 55 дистиллированной водой i:10 и раствор

Кнопа, приготовленный на растворе получаемых продуктов, разведенном

1:10, Бароустойчивость растений опре

Вне зависимости от того, проводилось ли закаливание растений или нет, гидролиз крахмала у растений, куль тивируемых в присутствии получаемых продуктов, идет значительно медленнее, чем у растений, культивируемых на воде или растворе Кнопа, что свидетельствует о повышении жараустойчи» вости опытных растений по сравнению .с контрольными« Эти результаты под» тверждают данные фиг ° ..3»

Пример :7, Прошедшие и непро» шедшие предпосевное закаливание семена подсолнечника сорта "Передовик" к комплексу засухи 12 ч.намачивают в воде, а затем переносят на питательные растворы - воду, раствор Кнопа, раствор получаемых продуктов в раз= ведении 1:10 и раствор Кнопа, приготовленный на растворе получаемых про дуктов, разведенных 1:10, Трехдневные проростки выдерживают в эксикаторе над 15,9Х раствором хлористого натрия в течение 21.ч Затем корни проростков прокрашивают раствором

Люголя в течение 30 с и просматрива ют под микроскопом. Опыт повторен дважды, в каждом опыте испытано по

960 растений, Результаты сведены в табл ° 2, 957563

Таблица 1

II 11

Жароустойчивость Зх»дневных растении подсолнечника сорта Передовик о культивируемых .на различных питательных .средах .(экспозиция 1 ч при +38 C), статоала

НезакаленВода (контроль) 2 10

1,04

83,67

34,32

0,415+0,015

1,99+0,34

2,51+0,12

3,03+0,37 ные

Закаленные

НезакаленРаствор

Кнопа (контроль)

Раствор продуктов по заявл« способу

Раствор

Кнопа на растворе пол,про» дуктов

2,32

1,98

72,50

55 62

0,88+0,32

l 58+0,55

3«20 0«20

3,56+0,10 ные

Закаленные

Незакален

4,06+0,40

4ь25+О«15

29,56

23,29

1,20

0,99

2, 86йО, 37

3,26+0,10 ные

Закаленные

Незакален ные

Закаленные

26,54

20,41

1,12

0,90

3,10+0,33

3,51+0,15

4,22+0,38

4,41+0,35

I .Таблица 2

Засухоустойчивость 3х-дневных растений подсолнечника сорта "Передовик", культивируемых на различных питательных средах (Экспозиция 21 ч над 15,9Х раствором хлористого натрия), Опыт

Вода (контроль) Незакален

54,67

25, 76

1,31+0,25

2,68+0,12

2, 89+Х), 26

3,61+0 21

1,58

0,93 ные

Закаленные

Незакален

Раствор