СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МИКРОМИЦЕТОВ Российский патент 2001 года по МПК C10M159/02 C12N1/12 C12N1/14 C12N1/14 C12R1/89 C12R1/82 

Предлагаемое техническое решение относится к области защиты технических смазок от повреждения мицелиальными грибами с помощью биопротектора из инактивированных грибных клеток, проявляющих ингибирующую активность в сочетании с биомассой сине-зеленых микроводорослей.

Известен способ защиты технических масел от воздействия микромицетов [1] . Этот способ обеспечивает защиту масел от воздействия микроскопических грибов только в замкнутых системах технических изделий и не эффективен для смазок, применяемых для защиты от коррозии и биоповреждений на открытых поверхностях изделий.

Известна также пластическая смазка, стойкая к биоповреждениям [2]. Однако она не эффективна для применения в условиях тропического климата, т.к. эфирное масло, входящее в состав такой смазки, быстро теряет свою эффективность в условиях тропиков.

Целью настоящего технического решения является обеспечение защиты технических смазок, модифицированных присадками, не токсичными для человека, от воздействия микромицетов в условиях тропического климата.

Поставленная цель достигается тем, что для защиты от микромицетов технических смазок в их состав вводится препарат на основе высушенных, инактивированных температурным воздействием грибных клеток или в их сочетании с биомассой сине-зеленой водоросли (в разных сочетаниях) в количестве 0,01-0,2%.

Препарат биопротектора получен из мицелиального штамма-деструктора технических смазочных материалов или из его сочетания с биомассой сине-зеленой водоросли Spirulina platensis. Грибной штамм идентифицирован как Penicillium chrysogenum Thom во Всесоюзной коллекции микроорганизмов ИБФМ АН России (под номером BKMF-3067D).

Культурально-морфологические особенности штамма Penicillium chrysogenum Thom BKMF-3067D
На агаризованной среде Чапека через 7 дней роста при 25^oC колонии гриба имеют диаметр 30 мм. Колонии бархатистые, интенсивного голубовато-зеленого цвета с растущим белым краем шириной 2-3 мм. У некоторых колоний окраска в центре светло- бежевая. Окраска обратной стороны колоний от светло-желтой до желто-коричневой. Желтый пигмент диффундирует в агар. Колонии радиально-складчатые, в центральной части выпуклые, с многочисленными каплями желтого экссудата.

При рассмотрении колоний на месте роста под микроскопом с увеличением x 80 видны ассиметричные кисточки с цепочками колонии, соединенных в довольно длинные колонки на каждой метуле. Конидиеносцы отходят от субстратных гиф, длинные (120-350 мкм, диаметр 3-3,5 мкм), гладкие, несущие большей частью одну веточку, реже две-три, 15-25 мкм x 2-3 мкм. Метул в мутовке 2-5, размером, большей частью, 2-3-10 мкм. Фиалид на каждой метуле 3-5, размер 8-10 мкм х 2-2,5 мкм.

На среде сусло-агар через 7 дней роста при 25^oC колонии гриба имеют диаметр 35-40 мм. Колонии гладкие, бархатистые, в центре приподнятые, шерстистые, голубовато-зеленого цвета с растущим белым краем шириной 1-2 мм. У некоторых колоний окраска в центре светло-бежевая. Окраска обратной стороны колоний желтая с оранжевым оттенком. Экссудата и складчатости не имеется. Цепочки конидий расходящиеся. Конидии шаровидные и широкоэллипсоидные, гладкие, диаметром 3,5-4 мкм. Конидиеносцы гладкие, гранулированные, отходят от субстратного мицелия, длинные (500 мкм), шириной до 10 мкм, кисточки асимметричные. Веточки длиной 30 мкм, шириной 5-7 мкм. Метулы разные, их размер 15-20 x 4 мкм, 5 фиалид на каждой метуле, размер фиалид 8-10 мкм x 2-2,5 мкм.

На масляно-минеральной среде в соотношении масло-среда 1:3 и инкубировании в пробирках в гермостате при 25 - 28^oC на 5-8 сутки появляется видимый рост на границе раздела водно-масляного слоя, который со временем становится более обильным.

Физиолого-биохимические свойства Penicicllium chrysogenum Thom BKMF-3067D
Температурный минимум роста составляет 5^oC, оптимум 25 - 30^oC, максимум - 45^oC. Штамм способен расти на авиационных, судовых, автотракторных смазочных материалах. Штамм хорошо растет на сусло-агаре, масляно-минеральной среде с pH среды 6,8-7,2 при 25 - 30^oC. На образцах различных марок смазочных материалов штамм Penicillium chrysogenum Thom BKMF-3067D чаще всего развивается совместно с Aspergillus niger, Phialophora fastigiata, Scopulariopsis brevicaulis и бактериями рода Bacillus.

Отношение к источникам углерода: хорошо утилизирует глюкозу, сахарозу, маннит, сорбит, крахмал, глицерин. Глюкозу штамм ферментирует лучше, чем сахарозу, маннит лучше, чем сорбит. На целлюлозе не растет. Отношение к источникам азота: хорошо растет на α-глутаминовой кислоте, L-глутамине, α-аспарагине, DL-аспарагиновой кислоте, азотнокислом аммонии; хуже усваивает DL-α-аланин; DL-α-лейцин, мочевину и азотнокислый натрий. Органический азот усваивает лучше, чем неорганический.

Антибиотическая активность на среде Чапека выражена слабо. При испытании методом перпендикулярных штрихов подавляет рост Chaetomium globosum, Thichoderma viride. Его развитие не подавляется другими видами грибов.

Патогенные свойства не выявлены.

Грибной штамм выделяли общепринятыми микробиологическими методами из смазочною материала в виде чистой культуры и хранили на среде с углеводородами, чтобы сохранить его активность.

Культурально-морфологические особенности Spirulina platensis
Нитчатая микроводоросль (аэробная, оксигенная, фототрофная цианобактерия) Spirulina platensis делится бинарно в одной плоскости. Ее трихом закручен в спираль и состоит только из вегетативных клеток, имеет тонкие перегородки, которые не просматриваются в световом микроскопе. Скользящие движения происходят за счет винтового вращения. Культура микроводоросли имеет сине-зеленый цвет.

Пример 1. Получение компонентов биопротектора
Пункт 1. Штамм гриба-деструктора предварительно выращивают в пробирках на скошенном сусло-агаре в течение 9-10 суток в термостате при температуре 26 ± 1^oC. Затем в пробирки с выращенной культурой наливают по 6-8 мл стерильной водопроводной воды и микологическим крючком суспензируют выросшие на питательной среде колонии гриба. Полученную споровую грибную суспензию фильтруют в стерильных условиях через 4 слоя стерильной марли. Подсчет количества спор в суспензиях грибов производят в камере Горяева. Концентрация грибных спор в 1 мл суспензии 1•10⁶.

Пункт 2. Готовят жидкую среду Чапека (без агар-агара). Разливают в качалочные колбы по 70 мл. Затем в колбы добавляют по 30 мл грибной суспензии, приготовленной по пункту 1. Качалочные колбы помещают на качалку в термостатную комнату при температуре 26 ± 1^oC на 10 суток. После выращивания культура отделяется от раствора и лиофильно высушивается.

Пункт 3. Культивирование микроводоросли. Культивирование осуществляется при искусственном освещении 25-40 дней на жидкой безбелковой среде (в г/л):
NaNO₃ - 6-8 г; Na₂CO₃ - 16-18 г; NaCl - 2-4 г; K₂SO₄ - 1-2 г;
K₂HPO₄ - 0,5-1 г; MgSO₄ - 0,2-0,4 г; Фером ЭДТА - 1-2 г;
микроэлементы, pH 9,5 ± 0,5.

После культивирования биомассу отделяют от культуральной жидкости путем фильтрации через воднофильтрационную установку. Сушка биомассы производится лиофильно на аппарате TG-05 или другой марки с предварительным 2-3 часовым замораживанием до -50^oC, высушиванием в течение 36 часов с максимальным подогревом 25 ± 1^oC и вакуумом 50 мкм рт. столба.

Пункт 4. Лиофильную сушку штамма микромицета выполняли TG-05 с замораживанием культур в течение не менее 3 часов при -65^oC. Продолжительность сушки - 30-36 часов при 100 мкм рт. столба, температура нагрева материала 25 ± 1^oC.

Пример 2. Введение высушенных компонентов в смазку
Защитный препарат (биопротектор), приготовленный по примеру 1, вводится в смазку. Для этого смазку, внесенную в фарфоровую чашечку, помещают на электроплиту до ее расплавления. Затем изучаемый порошок (комбинацию компонентов в разных пропорциях) в разных концентрациях вносят в расплавленную смазку и тщательно его перемешивают. Получают смазку, модифицированную препаратом.

Пример 3. Определение грибостойкости смазки АМС-3 после внесения в нее полученного препарата биопротектора
Смазку, модифицированную препаратом биопротектора в различных концентрациях, вносят в лунки с минеральной агаризованной средой (среду готовят в соответствии с ГОСТ 9.052-88) в чашках Петри и засевают вводной грибной суспензией, приготовленной по примеру 1 (пункт 1). В качестве контроля используют интактную смазку без введенного в ее состав препарата.

Чашки Петри со смазкой, зараженной суспензией грибов, помещают в эксикаторы, на дно которых наливают воду. Эксикаторы помещают в термостат с температурой 27 ± 1^oC. Все эксикаторы выдерживают в термостате 3 месяца, а затем определяют интенсивность поражения смазки микромицетом.

Оценку грибостойкости смазки АМС-3 проводили по бальной системе с последующими расчетами степени защиты смазки от поражения микромицетами:
0 баллов - заражения не имеется;
1 балл - заражение 25% поверхности смазки;
2 балла - заражение 50% поверхности смазки;
3 балла - заражение 100% поверхности смазки.

За конечный результат принимают цифру, соответствующую усредненному значению степени зарастания каждого из пяти образцов смазки, расположенных в лунках агаризованной минеральной среды в чашках Петри. Результаты представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что степень защиты смазки от зарастания грибами составляет максимальную величину при соотношении компонентов Spirulina platensis и Penicillium chrysogenum 1:2 с суммарной концентрацией их в виде препарата в смазке в количестве от 0,1 до 0,2%. Из таблицы видно, что такое сочетание компонентов в препарате при концентрации от 0,1 до 0,2% в смазке защищает эту смазку как от отдельного штамма гриба, так и от смеси грибов.

Препарат не изменяет физико-химических показателей смазок при его введении в концентрации от 0,01 до 0,2% по массе
Пример 4. Определение защитных свойств смазки с введенным в ее состав биопротектором
Защитные свойства смазок с защитным препаратом определяли в сравнении со смазками без препарата.

Испытания коррозионного действия смазки АМС-3, содержащей разные концентрации препарата, проводили на пластинках из стали Ст3 размером 50 мм x 30 мм x 1 мм в соответствии с ГОСТ 9.054-75.

Металлические пластины обезжиривали последовательно бензином и спиртом, затем высушивали и взвешивали. Приготовленные к испытаниям пластины погружали на 1 минуту в соответствующий вариант расплавленной смазки, затем извлекали и выдерживали на воздухе в подвешенном состоянии с целью формирования защитной смазочной пленки. На каждый вариант использовали по три пластины. Подготовленные пластины испытывали в камере соляного тумана при температуре 35 ± 2^oC в атмосфере 5%-ного распыленного водного раствора хлористого натрия в течение 480 часов. Оценку защитных свойств смазок проводили по потере веса металлических пластин после испытаний. За конечный результат брали среднее значение из трех параллельных опытов. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Полученные результаты показывают, что введение в смазку до 0,2% препарата не ухудшает противокоррозионные свойства смазки.

Из приведенных по примерам 1 и 2 результатов видно, что предлагаемый препарат защищает смазку АМС-3 от воздействия микромицетов с сохранением основных физико-химических показателей в концентрации 0,1-0,2%.

Вышесказанное позволяет рекомендовать препарат на основе высушенного инактивированного штамма гриба Penicillium chrysogenum BKMF-3067D в сочетании с высушенной биомассой водоросли Spirulina platensis в качестве одного из перспективных средств защиты технических смазок от поражения грибами. Этот препарат можно использовать в смазках, применяемых в условиях тропического климата, с целью придания им грибостойкости в жестких условиях.

Источники информации
1. Патент RU N 2074250, 1997 г.

2. Патент RU N 2116334, 1998 г.

Изобретение относится к области защиты технических смазок от повреждения мицелиальными грибами. Для этого в состав смазок вводят препарат на основе высушенных инактивированных температурным воздействием грибных клеток и биомассы сине-зеленой водоросли (в различных сочетаниях) в количестве 0,1-0,2%. Результаты испытаний показали эффективную защиту технических смазок от поражения грибами в различных условиях, например в условиях тропического климата. 2 табл.

Способ защиты технической смазки от воздействия микромицетов, предусматривающий введение в смазку биопротектора, отличающийся тем, что в качестве биопротектора используют смесь высушенных препаратов культур микромицета Penicillium chrysogenum Thom ВКМ F-3067 D в сочетании с микроводорослью Spirulina platensis, взятых в соотношении 2:1 в количестве 0,1-0,2% от массы технической смазки.