ШТАММ БАКТЕРИЙ METHYLOBACTERIUM SPECIES, РАЗЛАГАЮЩИЙ МЕТАНОЛ И/ИЛИ ФОРМАЛЬДЕГИД Российский патент 1997 года по МПК C12N1/20 C02F3/34 B09C1/10 C12R1/01 C12N1/20 

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой новый штамм бактерий, способный разлагать метанол и формальдегид. Штамм может быть использован для очистки промышленных выбросов, сточных вод и почвы.

Известны различные микроорганизмы, относящиеся, например, к родам Methylocystis, Methylosinus или Methylophilus [1,2,3] использующие метанол как источник углерода и энергии.

В качестве прототипа можно рассматривать штамм Methylofihilus methanolovorus ВКМ В-1447Д, способный использовать метанол как единственный источник углерода и энергии [3]
Задачей изобретения было получение нового штамма бактерий, способного с высокой интенсивностью потреблять метанол, а также формальдегид, часто сопровождающий метанол в промышленных выбросах. Задача была решена новым штаммом бактерий Methylobacterium sp. ВКМ В-2029Д, выделенным из промышленных сточных вод. Штамм использует в качестве единственного источника углерода метанол и/или формальдегид в количестве до 2% и не растет на богатых питательных средах.

Штамм имеет следующую характеристику.

Морфологические признаки: подвижные грамотрицательные палочки размером 0,6 0,9 х 1,6 2,3 мкм с одним полярным жгутиком. Размножаются делением.

Физиологические признаки: строгий аэроб, растет при +15 +37^oС, оптимум +28 +32^oС. Оптимум рН 6,8 7,2, при рН 3,6 не растет.

Культуральные признаки: колонии на минеральной агаризованной среде с 0,5% метанола через 5 дней роста при +30^oС до 2 мм в диаметре, округлые, с ровным краем, непрозрачные, розовые, поверхность гладкая, профиль выпуклый, структура однородная, консистенция тестообразная. Растет при 4% метанола в среде, однако оптимальной является концентрация 0,02 0,05%
Биохимические признаки: из одноуглеродных соединений использует также метиламин. Из полиуглеродных соединений использует глицерин, фумарат, сукцинат, пируват, ацетат, этанол, D-галактозу, D-фруктозу. Не использует L-арабинозу, D-ксилозу, D-глюкозу, D-маннозу, сахарозу, D-сорбит, D-маннит, диметилформамид, диметилацетамид, метилацетат.

Нитраты не восстанавливает до нитритов;индол, сероводород не образует; метиловый красный тест и реакция Фогес-Проскауэра отрицательные;желатин, казеин, целлюлозу, крахмал не гидролизует; имеет оксидазу, уреазу, каталазу. В качестве источников азота использует аммоний, нитраты, мочевину.

Состав ГЦ ДНК (Т пл.) 68,5 моль%
В активном состоянии штамм поддерживают в жидкой и на агаризованной среде следующего состава, г/л: КН₂РО₄ 2,0; (NH₄)₂SO₄ 2,0; NaCl 0,5; MgSO₄ (195) 7Н₂О 0,025; FeSO₄ (195) 7Н₂О 0,02, рН 7,0 7,2, содержащей 0,5% метанола. Пересев культуры осуществляют 1 раз в месяц. Для длительного хранения культуру замораживают на гигрокоспичной бумаге, а также хранят в глицерине при различных его концентрациях (15% 45% 70%).

Способность штамма утилизировать метанол и формальдегид подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Бактерии Methylobacterium sp. ВКМ В-2029Д выращивают на минеральной питательной среде следующего состава (г/л): КН₂РO₄ 3,4, К₂HPO₄ 4,3, (NH₄)₂SO₄ 2,0, MgSO₄- 0,2, CaCl₂ 0,04, FeSO₄ 0,003, 25 мл/л раствора микроэлементов, содержащего (мг/л): MnCl₂ 40, Na₂MoO₄ - 80, CuSO₄ 6, H₃BO₃ 13, ZnSO₄ 60. рН среды доводят до 7,0 1N КОН.

В лабораторную колбу, содержащую 200 мл питательной среды, добавляют 2 мл метанола и вносят 1 т биомассы бактерий. Колбу инкубируют при температуре 28^oС и активной аэрации. Через сутки концентрация метанола снижается в 2 раза, а через 2 суток метанол в колбе не обнаруживается. При этом наблюдается интенсивный рост биомассы.

Пример 2.

В лабораторную установку воздушный биофильтр, представляющую собой колонку, загруженную волокнами капрона с иммобилизованными на них клетками Methylobacterim sp. ВКМ В-2029Д, увлажняющуюся капельно минеральной питательной средой, подают снизу с помощью микрокомпрессора синтетический выброс, содержащий метанол в концентрации 100 мг/м. Подача газа 4000 обратных часов, температура 20^oС. Установка эффективно работает весь испытательный срок, составляющий 60 сут. эффективность работы 80 95%
Пример 3.

В лабораторную установку воздушный биофильтр, описанный в примере 2, подают синтетический выброс, содержащий формальдегид в концентрации 60 мг/м. После выхода установки на режим эффективность ее работы составляет 78 93% и сохраняется на этом уровне в течение всего испытательного срока, составившегося 60 суток.

Источники информации
1. Гальченко В. Ф. Шишкина В.Н. Сузина Н.Е. Троценко Ю.А. Выделение и свойства новых штампов обмиатных метанотрофов. Микробиология, 1977, 16, N 5, 890-897
2. Авт. св. СССР N 770174, 1978.

3. Авт. св. СССР N 1017730, 1982.

Использование: относится к биотехнологии и может быть применено для охраны окружающей среды при очистке промышленных выбросов, сточных вод и почвы. Сущность изобретения: предложен новый штамм бактерий Methylobacterium species;иммобилизованные клетки бактерий помещают в биофильтр.

1 Штамм бактерий Methylobacterium species ВКМ В-2029Д, разлагающий метанол и/или формальдегид.