СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ЖИВЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ Российский патент 2002 года по МПК C12N1/02 A61K35/74 

Изобретение относится к биологическим технологиям и может быть использовано в технологии производства биологически активных веществ, для производства лекарственных и медицинских препаратов, на сыроваренных и пищевых производствах, для осветления соков, получения биологически очищенных растворов, а также на радиоэлектронных производствах как способ предварительной очистки растворов, а также при подготовке растворов для переработки их экстракционными или сорбционными методами, когда требуется предварительная очистка от содержащихся в них микроорганизмов и биологических включений размерами 4 - 40 мкм.

Известен электрохимический способ очистки белковосодержащих жидких сред, включающий процессы газонасыщения за счет разложения воды электролизом, растворение металла анода с образованием коагулянта и концентрацией его на границах раздела фаз, коагуляции загрязнений, хлопьеобразования, флотации и удаления пены; все электрохимические процессы осуществляются последовательно в турбулентном режиме потока, при этом разложение воды производят в две отдельные стадии, причем на второй стадии рН среды доводят до значения, равного изоэлектрической точки белков, одновременно с коагуляцией осуществляют сорбцию загрязнений развернутыми молекулами белков [1].

Недостатками способа является его дороговизна, существенное изменение физико-химических свойств разделяемой биологической среды, технологическая сложность, многостадийность.

Известен способ извлечения отходов из сточных вод рыбного производства. Способ включает в себя измельчение сырья, промывку его водой, фильтрование, а полученный фильтрат подвергают электрофлотации при напряжении 12 В, плотности тока 200-300 А/м², 18-20^oС в течение 60 мин до рН 6,5-7,2 [2].

Однако для извлечения белка требуется доведение его состояния до изометрической точки с помощью увеличения температуры, что исключает возможность получения биологически активного (живого) концентрата микроорганизмов. Также к недостаткам метода можно отнести его узкую специализацию, так как из описания изобретения понятно, что метод позволяет извлекать с высоким выходом продукта только белок.

Задача изобретения - получение биологически активного (жизнеспособного) концентрата микроорганизмов и других биологических объектов (например, таких как молочная сыворотка, белок и др.) с высоким процентным выходом продукта, а также существенного уменьшения времени процесса их концентрирования.

Поставленная задача решается с помощью подбора условий электрофлотации, таких как температура, исходная концентрация микроорганизмов, рН среды, токовой нагрузки, подбора флокулянтов и их концентрации, применение электродов из углеткани, последовательности технологических операций. Для достижения поставленной задачи применяют следующие флокулянты: К-11. К-22, К-29 (омыленный полиакрилонитрил), ПАА-335 (полиакриламин), ПАС (полиакрилсиликон), ПАВ (полиакрилвинил).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Берут 200 мл дрожжевой суспензии Saccharomyces cerevisiae штамм SL-100 с концентрацией, равной 4,27 г/л, исходной рН=3, добавляют флокулянт К-11 с концентрацией С_ф=5 мг/л, медленно перемешивают до полного распределения флокулянта в растворе. Далее помещают раствор в электрофлотатор. В качестве анода используют электрод из углеткани. Разделение проводят при напряжении 10 В, плотности тока 250 А/м² в течение 45 мин при 18^oС.

В процессе электрофлотации газовые пузырьки, выделяющиеся при электролизе, поднимают на поверхность клетки дрожжей и органический флокулянт, который образует с ними флотационные мостики и собирают в виде пены. Выход клеток дрожжей в данном опыте составляет 80,4%, полученную пену отделяем механическим способом, например, фракционированием. После отстаивания и удаления из среды дрожжей пузырьков газа получаем готовый продукт биологического концентрата.

Пример 2. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но в качестве флокулянта используют К-22. Выход готового продукта составляет 83%.

Пример 3. Опыт проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но в качестве флокулянта используют К-29. Выход готового продукта составляет 81%.

Пример 4. Опыт проводят аналогично первому, но в качестве разделяемого объекта берут молочную сыворотку, полученную в результате естественного сбраживания и, следовательно, содержащую биологически активные микроорганизмы, доводят с помощью щелока рН среды до значения, равного 8, и добавляют флокулянт ПАА-335 с концентрацией С_ф=0,5 мг/л. Флотируют в течение 20 мин с плотностью тока 100 А/м² и напряжением 40 В. Выход молочной сыворотки составляет уже на 10-й минуте флотации 77% и после окончания процесса составляет 80%.

Пример 5. Опыт проводят аналогично опыту примера 4, но в качестве концентрируемого объекта берут дрожжи Saccharomyces cerevisiae SL-100 с концентрацией дрожжевой суспензии 1 г/л, доводят с помощью щелока рН среды до 11. В качестве добавки используют флокулянт ПАС с концентрацией С_ф=1 мг/л. Флотацию проводят при плотности тока 300 А/м² и напряжении 60 В в течение 25 мин. Выход продукта составляет уже на 10-й минуте 88% и при 20 мин 92,49%.

Пример 6. Повторяют пример 5, используя флокулянт ПВС, при температуре 50^oС. Выход продукта высокий и составляет 91%.

Таким образом, предложенным способом можно получать биологический концентрат из дрожжей и иных микроорганизмов (например, таких как простейшие, клетки бактерий, грибов, плесени, водорослей), а также других микробиологических объектов (например, отходов сыроваренного производства - молочной сыворотки) с высоким выходом продукта не только в лабораторных условиях, но и на предприятиях пищевой и фармацевтической промышленности.

Как видно из приведенных примеров, предложенный способ обеспечивает значительное упрощение, ускорение и удешевление процесса получения концентрата биологических сред по сравнению с другими известными методами, такими как отстаивание, ультрафильтрование, сорбция, центрифугирование. Данный способ позволяет получать биологический концентрат без изменения их биологической активности (жизнеспособности).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Патент 2094384 С1, 6 С 02 F 1/463, 1/465, 27/10, 1997).

2. Патент 2133577 С1, 6 А 23 L 1/326, A 23 J 1/04, А 23 К 1/10, 1999).

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при получении биологически активных веществ для производства лекарственных и медицинских препаратов. Способ предусматривает подбор оптимальных условий флотации. Электрофлотацию проводят при напряжении 10-60 В, плотности тока 100-300 А/м в течение 10-45 мин при рН 3-11 и 18-50^oС. Процесс ведут в присутствии флокулянта, выбранного из группы, состоящей из ПАА-335, К-11, К-22, К-29, ПАС и ПВС. Способ позволяет ускорить и повысить выход биологического концентрата без изменения его биологической активности.

Способ получения концентрата живых микроорганизмов, отличающийся тем, что содержащие жизнеспособные микроорганизмы жидкие среды подвергают электрофлотации при этом электрофлотацию проводят при напряжении 10-60 В, плотности тока 100-300 А/м в течение 10-45 мин при рН 3-11 и 18-50^oС в присутствии флокулянта ПАА-335, или К-11, или К-22, или К-29, или ПАС, или ПВС.