Способ ферментации микроорганизмов @ @ для получения клеток,содержащих поли- @ -оксимасляную кислоту Советский патент 1987 года по МПК C12P7/42 

W

15

,1303035

Изобретение относится к биотехноогии, а именно к способу ферментации икроорганизмов Alcaligenes entrophus ля получения клеток, содержащих поли- -оксимасляную кислоту (ПОМ).

Цель изобретения - повышение степени конверсии углерода.

Способ осуществляют следующим образом,

Для повышения степени конверсии ферментацию микроорганизмов Alcaligenes entrophus проводят в условиях, Цри которых происходит одновременный рост микроорганизмов и накопление в них ПОМ, а именно ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения от 0,05 до 0,30 ч при лимитации процесса по азоту. Содержание азота в исходной среде составляет от 0,4 до 1,5 г/л. При этом содержание ПОМ в клетках, выводимых из ферменте ра, составляет не менее 25%. Именно при соблюдении указанных интервалов режимов проведения ферментации достигается максимальная степень конверсии углерода как в ПОМ, так и в другие клеточные соединения.

Другие условия ферментации, а именно рН, температура, степень аэрации, концентрация минеральных солей явля ются обычно используемыми для культивирования бактерий Alcaligenes entrophus .

Выводимая из ферментера бактериальная суспензия может быть подвергнута обработке с целью выделения из клеток ПОМ, Однако целесообразно добавить в полученную суспензию источник углерода и осуществить повторную ферментацию.

30 н

20

25

40

j к jg н

Для повторной ферментации можно использовать тот же источник углерода, что и для первой ферментации. В, некоторых же случаях можно повысить эффективность процесса, если на первой стадии использовать субстраты, например углеводы, которые одинаково эффективно могут превращаться и в ПОМ и в другой материал клеток, а на второй стадии использовать субстраты например органические кислоты и их соли, которые поврзшают выход ПОМ, а рост 1 :леток на них замедляется.

Пример 1. Питательная среда для выращивания микроорганизмов Alca ligenes entrophus Н 16 имеет следующий состав (на 1 л деионизированной воды)

W

15

3035

(N11), Н/0(1,1 М) Mf .SO 7 Н о 11,80,

FeSO

7

2

2 г 12 мл 0,8 г 0,45 г 7,5 мг

раствор микроэлементов 24 мл, т.е. содержание N 0,4 г/л.

Раствор микроэлементов имеет следующий состав:

Кальций 720 мг/л

Медь5 мг/л

Марганец 24 мг/л

Цинк22 мг/л

3,5 л питательной среды и 35 г фруктозы загружают в ферментер с мешалкой емкостью 5 л и выдерживают смесь при 30 С. Ферментацию ведут в аэробных условиях при парциальном давлении растворенного кислорода 60% от насыщения воздухом. В процессе ферментации значание рИ среды автоматически поддерживают равным 6,8 путем добавления 4MNaOH, Для поддержания избытка субстрата периодически добавляют дополнительное количество фруктозы.

После окончания периодической ферментации процесс продолжают непрерывно, при подаче питательной среды, содержащей 16 г/л фруктозы. После уста- 30 новления стационарного состояния ферментацию продолжают в течение 2 недель. Скорость разведения среды О, 1 г.

20

25

Выход клеток 0,575 г на г субстрата, содержание ПОМ в клетках 30%, степень конверсии углерода 71%. По известному способу в аналогичных условиях выход клеток 0,42 г на г субстрата, содержание ПОМ в клетках 70%, степень конверсии углерода 54%,

П р и м е р 2. Способ осуществляют согласно примеру 1, но в качестве субстрата используют глюкозу, а в качестве микроорганизма потребляющий глю- козу мутант Alcaligenes entrophus S 301/05. Температура ферментации 34°С, питательная среда, которую непрерывно подают в ферментер, содержит 15 г/л глюкозы. Выход клеток 0,542 г на г субстрата, содержание ПОМ 47%, степень конверсии углерода 69%.

П р и м е р 3. Способ осуществляют согласно примеру 2.

В суспензию бактерий, непрерывно отводимую из ферментера, добавляют 15 г/л глюкозы и подают во второй ферментер емкостью 10л, где осуществляют ферментацию при 34°С, рН 6,8 и парциальном давлении растворенного

кислорода 60% от насыщения воздухом. Когда объем подаваемой во второй ферментер среды достигает 7 л, ее начинают отводить со скоростью, сооответ- ствующей скорости отвода ее из перво- го ферментера, таким образом, что скорость разведения составляет 0,05

После установления стационарного состояния процесс ведут в течение двух недель. Среднее содержание клеток в среде, выводимой из второго ферментера, 10,9 г/л при концентрации в них ПОМ 70%. Степень конверсии углерода на второй стадии 45%. Степень конверсии углерода всего процесса 57,9%.

П р и м е р 4. Способ осуществляют согласно примеру 2, но содержание азота в исходной среде составляет

1,5 г/л, а скорость разведения 0,07 г .20 содержащие источники азота и фосфора. Концентрация клеток на сухой вес 24,5 г/л, концентрация ПОМ в клетках 49%, степень конверсии углерода 59%. П р и м е р 5. Способ осуществляют согласно примеру 2, содержание азота в исходной среде составляет 0,69 г/л, а скорость разведения 0,05 г Концентрация клеток на сухой вес 18,6 г/л, концентрация ПОМ в клетках 65%, степень конверсии углерода 63%.

при лимитации процесса по азоту с получением суспензии клеток, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии углерода, 25 ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения 0,05 - 0,30 ч так, чтобы содержание поли- -оксимас- ляной кислоты в клетках составляло не менее 25%, при этом содержание азота в подаваемой среде равно 0,4 - 1,5 г/л.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в суспензию клеток добавляют источник углерода и

30

П р и м е р 6. Способ осуществляют согласно примеру 2, но содержание азо- .та в исходной среде составляет 0,78 г/л 35 осуществляют повторную ферментацию.

2. Способ ПОП.1, отличаю щийся тем, что в суспензию кле ток добавляют источник углерода и

Редактор А.Ворович

Составитель Т.Мелентьева

Техред Л.Олейник Корректор М.Самборская

Заказ 1228/58Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

тю делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,

а скорость разведения 0,3 г . Концентрация клеток на сухой вес 8,2 г/л, концентрация ПОМ в клетках 25%, степень конверсии углерода 66%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить степень конверсии углерода и тем самым увеличить выход биомассы.

15

0 Формула изобретения

1. Способ ферментации микроорганизмов Alcaligenes entrophus для по- лyчeн я клеток, содержащих поли-(3-ок- симасляную кислоту, в условиях азра- ции на водной питательной среде, содержащей источник углерода и энергии, в состав которого входит углерод и водород, а также минеральные соли.

содержащие источники азота и фосфора.

осуществляют повторную ферментацию.

при лимитации процесса по азоту с получением суспензии клеток, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии углерода, ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения 0,05 - 0,30 ч так, чтобы содержание поли- -оксимас- ляной кислоты в клетках составляло не менее 25%, при этом содержание азота в подаваемой среде равно 0,4 - 1,5 г/л.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в суспензию клеток добавляют источник углерода и

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу ферментации микроорганизмов Alcaligenes entrophus для получения клеток, содержащих поли-|3-оксимасляную кислоту (ПОМ) . Цель изобретения - повьшение степени конверсии углерода. Микроорганизмы вьфащивают в условиях аэрации на водной питательной среде при имитации процесса по азоту. Ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения 0,05 - 0,30 ч так, чтобы содержание ПОМ в клетках составляло не менее 25%, при этом содержание азота в подаваемой среде равно 0,4 - 1,5 г/л. Целесообразно в полученную суспензию клеток добавлять источник углерода и проводить повторную ферментацию. Способ позволяет достичь степени конверсии углерода 69%. 1 з.п. ф-лы. (У) О5 о со о со ел см