Способ получения биомассы Советский патент 1985 года по МПК C12N1/20 C12R1/07 

СП

о ел

СП Изобретение относится к области микробиологНческого синтеза и может быть использовано для получения почвенного микроорганизма Bacillus mucilaginosus, способного не только продуцировать ценную биомассу, но и производить разлиП1ые продукты биосинтеза, которые могут быть ишроко использованы в различных отраслях народного хозяйства для изготовления бетонных и железобетонных изделий, при обработке глины для получения фарфоровой посуды, для маркиров ки стекол, в качестве добавки к корму при кормлении телят шя повыиюния резистентности организма животных к инфекционным заболеваниям, для измельчения кремнийсодержащих пород и их очистки от примесей, для очистки сточных вод, обеззараживания активного ила и т. д. Известен способ получения биомассы путем выращивания бактерий Bacillus mucilaginosus на питательной среде, содержащей мел, сахарозу, апатит, стеклянную пудру или железную руду, мясо-пептонный агар (в небольшом количестве - до 10%) и другие компоненты 1 Недостатками питательной среды на минеральной основе являются длительность культи вирования (4-5 сут), незПачительный выход биомассы, образование большого количества слизи (среда А 27), что уменьшает выход биомассы. Наиболее близким к изобретению по техни ческой сущности и достигаемому результату является способ получения биомассы, предусматривающий выращивание бактерий вида Bacillus mucilaginosus на питательной среде содержащей источники углерода, азота, фосфа ра и минеральные соли с последующим выделением целевого продукта. Бактерии Bacillus mucilaginosus вьгращивают на мясопептонном бульоне при 37 с течение J8 -48 ч. Недостатками известного способа являются относительно низкий выход биомассы, а такж высокая стоимость питательной среды. Цель изобретения - увеличение выхода биомассы и удещевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения биомассы, предус матривьющему выращивание бактерий вида Bacillus mucilaginosus на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора и минеральные соли, с последующим выделением целевого продукта, в качестве питательной среды использую± пивное сусло, а выращивание бактерий ведут в течение 1215 циклов с отделением биомассы после каждого цикла центрифугированием при 5000 6000 об/мин в течение 10-15 мин в течение 10-15 мин и подачей отработанной культуральной жидкости на следуюихий 1шкл выращивания. При этом через каждые 5-6 1шклов выращивания в отработанную культуральную жидкость вносят посевной материал в количестве Ю- Ш клеток. Сугдность предлагаемого способа заключается в следующем. Остаточное коли ество биомассы при одинаковых условиях 11ентрифугирования всегда одинаково. Выбра1П1ый режим центрифугирования позволяет оставить в культуральной жидкости такое количество клеток, которое является достаточным для последующего выращивания биомассы.f Культивирование бактерий на отработанной культуральной жидкости происходит без дополнительного внесения посевного материала. Посевным материалом служат бактерии, оставщиеся в культуральной жидкости после отделения биомассы центрифугированием. Отработанная культуральная жидкость не подвергается стерилизации по окончании цикла выращивания. Увеличение числа циклов повторного использования среды выще 15 нецелесообразно, так как происходит снижение выхода биомассы и в результате многократного использования питательной среды происходят ее потери. Снижение скорости центрифугирования ниже 5000. об/мин приводит к ухудщению отделения биомассы. То же происходит и при уменьщеиии времени центрифугирования менее 10 мин. Увеличение времени центрифугирования свыще )5 мин нецелесообразно, так как при этом не происходит полного отделения биомассы. Увеличение скорости центрифугирования выще 6000 об/мин приводат к более полному отделению биомассы, вследствие чего уменьщается количество клеток в супернатанте, что может сделать невозможным многократное выращивание. Снижение количества дополнительно вносимого посевного материала менее 10 клеток приводит к снижению прироста биомассы, увеличение же числа клеток более нецелесообразно, так как не увеличивает общий выход биомассы. Пример 1. Сусло стерилизуют 30 мин при давлении 0,5 атм. В среду вносят 10 мл 1 млрд. микробной взвеси по оптическому стандарту мутности. Объем питательной среды 300 мл. Посевы инкубируют в течение 48 ч при 37°С. Культуральную суспензию центрифугируют при скорости 6000 об/мин в течение 15 мин. Надосадочную жидкость помещают во флаконы для повторного выра1дивания бактерий. Осадок высущивают и определяют кол пество сухой биомассы, В надосадочной 1 идкости определяют содерж ние азота, фосфора, оргаттеских веществ (по ХПК), минеральных веществ (золы) и редуцирующих веществ. Пример 2. Способ осуществляют так же, как в примере 1, ио выращивание бактерий проводят 6 раз с обязательным от делением биомассы после каждого никла выращивания. Пример 3. Способ осуществляют же, как в примере 1, но выращивание бак терий проводят 15 раз с обязательным отде лением биомассы после каждого цикла выращивания. Пример 4. Способ осуществляют так же, как в примерах 1 и 2, но после 5-го цикла выращивания дополнительно вно сят посевной материал в-количестве 10 мл 1 млрд.микробной взвеси и пров.одят шесто цикл выращивания. Для сравнения с известным способом был проведено выращивание бактерий Bacillus m cilaginosus на мясо-пептонном бульоне в те чение 48 ч при 37 С. Результаты опытов согласно приведенным примерам представлены в таблице. Как видно из таблицы, в результате многократного использования питательной ср ды дпч выраидавания микроорганизмов (15 раз) можно получить выход биомассы 28 г на л питательной среды, что почти в 9 раз вьпле по сравнению с известным способом. Введение дополнительного посевно материала увеличивает выход биомассы до 40 г/л (18 циклов) по сравнению с известным способом, зто в 12,5 раз больше. Пример 5. Способ осуществляют так же, как в примере 1, но отделение биомассы производят центрифугированием при . 5000 об/мин 15 мин. Прирост биомассы составляет после 1 цикла выращивания - 2,2 г/л, поспе 6 циклов выращивания 1,4 г/л, после 15 циклов выращивания - LO г/л. Пример 6. Способ осуществляют так же, как в примере 1, но отделение биомассы производят центрифзтированием при 6000 об/мин 10 мин. Прирост биомассы составляет после 1 цикла - 2,3 г/л, после 6 циклов выращивания - 1,5 г/л, после 15 циклов выращивания - 1 г/л. Пример 7. Способ осуществляют так же, как в примере I, но выращивание бактерий проводят 12 раз с обязательным отделением биомассы после каждого цикла выращивания. Прирост биомассы составляет 1,30 г/л, общее количество биомассы 25,1 г/л. Содержание в среде азота 580 мг/л, ГО4 - 887 мг/л; золы - 5,6%; ХПК - 130,1 г Ог/л. Пример 8. Способ осуществляют так же, как в примере 4, но после 5 циклов выращивания дополнительно вносят посевной MaTepnaji в количестве 10 клеток и проводят щестой цикл выращивания. Прирост биомассы составляет после 6 циклов - 2 г/л, общее количество биомассы - 14,5 г/л. Таким образом предлагаемый способ по сравнению с извecтньпv1 позволяет получить в 9-12,5 раз больший выход биомассы при одновременном удещевлении 1 кг биомассы от 1700 до 9 руб.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, предусматривающий выращивание бактерий вида Bacillus mucilaginosus на питательной среде, содержащей источники , углерода, азота, фосфора и минеральные соли, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем,. что, с целью увеличения выхода биомассы и удещевления процесса, в качестве питательной среды используют пивное сусло, а выращивание бактерий ведут в течение 12 15 циклов с отделением биомассы после каждого цикла центрифугированием при 5000-6000 об/мин в течение 10-15 мин и подачей отработанной культуральной жидкости на следующий цикл выращивания. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йсл с я тем, что через каждые 5-6 циклов выращивания в отработанную культуральную жидкость вносят посевной материал в количестве 10 -10 клеток.

2,33

2,33 13,5

1,53 28,0

1,10

14,8 2,30

17259,2 2,25191,4

11878,8 2,80178,2

9264,5 4,20135,5

866Не опред. 6,40124,8

909 Не опред. 4,70 134,8

590

Мясо-пептонный бульон

исходный1 на мясопептонном

бульоне

6+ дополнительное внесение посевного матернала+ 6 циклов, вновь внесение посевного Л€атериала + 6 Циклов (18 циклов) Количество биомассы, полученное в результате Количество биомассы, полученное в результате при использовании одной и той же среды.

Продолжение таблицы

1968

1188

32,70 127,3

1082

1682

46,40 109,2

510 830 Не опред. 5,95

118,8 последнего цикла выращивания. всех циклов выращивания (сумма)