Способ приготовления мелассосодержащих питательных сред для выращивания продуцентов L - лизина Советский патент 1990 года по МПК C12P13/08 C12N1/00 C12N13/00 

Изобретение относится к дакробио- логической промышленности и касается приготовления питательных сред, содержащих мелассу, для выращивания бактерий - продуцентов L-лизина, которьй . может быть использован в животноводстве для балансирования кормов .

Целью изобретения является улучшение технологических свойств среды.

При приготовлении мелассосодержащих питательных сред для культивирования продуцентов лизина смешивание компонентов среды и ее стерилизацию ведут- одновременно путем обработки компонентов модулированными .локальными пульсациями давления, рассредоточенньвда по всему объему с частотой пульсаций 200-300 кГц при 40-80°С.

Стерилизация обрабатьшаемой среды осуществляется одновременно со смешиванием компонентов за счет возникающих от глубокой модуляции потока кави- тационных явлений, сопровождающихся локальными (в пределах кавитационного пузырька) кратковременными (доли се-- кунды) повьш1ениями температуры до сотен градусов и давлений до сотен атмосфер, т.е. знакопеременное воздействие давления на содержащиеся в обрабатываемой среде клеточные оболочки микро-„:с флоры таково, что они разрываются.

Так как кавитационные пузырьки при таких режимах обработки возникают н. границе раздела фаз, то центрами кавитации становятся стенки клеток. При схлопьшании пузырька на стенке . клетки .возникает интенсивное ультрафиолетовое излучение, губительно действующее на живые микроорганизмы.

Указанный интервал температур снижает вязкость среды, значительно повышает реакционную способность смепшва01

со

4

О 00

емых компонентов, что позволяет в результате описанной обработки получить стерильную высок огомогенную нерасслаивающуюся питательную среду с равномерно распределенными по всему объему среды компонентами о

Таким образом, предлагаемый способ позволяет за счет активного гидродинамического режима обработки полу чить ст.ерильную питательную среду с улучшенными технологическими свойствами „ Мягкие нетермические режимы стерилизации позволяют значительно повысить качественные показатели пита- тельной среды, что положительно влияет на процесс культивирования микроорганизмов - продуцентов лизина. Увеличивается выход лизина на 18-30% при сокращении времени ферментации на 30-35% IКроме того, полученная культуральная жидкость за счет более полного исполь Iзования микроорганизмами всех содержащихся в ней питательных веществ приобретает свойства, позволяющие при концентрир.овании (выпаривании) и сушке значительно уменьшить механические и термические потери лизина с

Для осуществления способа исход- ные компоненты в необходимых коли- чествах загружают в емкость с рубаш- койо После предварительного грубого распределения компонентов питательную среду пропускают через устройство, например гидродинамический струйный пульсатор, в котором осуществляется модуляция потока жидкости, т.е. обра- батьшаемый объем среды подвергают воздействию следующими друг за другом фазами давления и разрежения с часто- той 200-300 кГц. Температуру.среды во время проведения совмещенных процессов смешивания, гомогенизации и стерилизации (60 мин) поддерживают в интервале 40-80 с.

В табЛо 1 представлены различные параметры обработки мелассосодержащей питательной среды и данные по ферментации L-лизина при использовании в качестве продуцента штамма Brevibac- terium sp. Е-531, а в табл. 2 - штамма Corynebacterium glutamicum §5

Как видно из табл. 1 и 2, уменьшение частоты пульсаций ниже 200 кГц не обеспечивает стерильности среды, а увеличение частоты выше 300 кГц приводит к значительным энергозатратам без улучшения качества среды. При это интервал температур 40-80 С обуслав

р 152025

Q .,,

п

35

45

5

ливает снижение вязкости среды и лучшее распределение воздействия пульсаций .

Пример 1оПосевной материал штамма Brevibacterium sp. Е-531 вьфа- пщвают в 34-х литровом ферменте в среде следующего состава, %: меласса 10 (по РВ); кислотный гидролизат БВК 6 (по объему); хлористьй аммоний 2; фосфат калия двухзамещенный 0,2; мел 1, при рН 7,0..

Вырашргвание ведут 18-24 ч при следующих параметрах: температура рН 6,8-7,5; подача воздуха 0,5 - 1,0 об/об среды в 1 мин.

Для ферментации L-лизина готовят питательную среду следующего состава, кг (%: меласса (12% по РВ) 6500 (25); кислотный гидролизат БВК 1040 (4); аммоний хлористый 130 (0,5); калий фосфорно-кислый одноза- мещенный 13 (0,05); калий фосфорнокислый двухзамещенньй 30 (0,11); про- пинол 30 (0,11); вода остальное.

Приготовление и стерилизацию среды осуществляют следующим образом„

В стерильную емкость с рубашкой загружают указанные компоненты.После предварительного грубого распределения компонентов друг в друге указанную смесь подают циркуляционным насосом в роторно-пульсационный аппарат с модуляцией потока, а из него - во вторую стерильную емкость. В течение 60 мин питательная среда циркулирует в замкнутом контуре. Во время обработки температуру среды доводят до . Частота пульсаций составляет 250 кГц, После установления стерильности полученной питательной среды путем отбора пробы поток направляют в подготовленный простерилизованный ферментатор емкостью 50 м, в-котором проводят биосинтез лизина. Процесс биосинтеза ведут при давлении в аппарате 0,2 - 0,3 ати, температуре поступающего воздуха 60-70 С и температуре среды 30+1 С при рН 7,0-7,2 в течение первых 8 ч, а далее при рН 7,2-7,6 и подаче воздуха 1,0-1,5 об/об среды в ап-; парате в 1 мин„ При снижении содержания Сахаров в Ферментаторе до 2,5 % в аппарат подают стерильную подпитку, увеличирающую содержание сахара в культзфальной жидкости на 1,5-2,0%, по 1-2 м через посевной аппарат. Длительность биосинтеза составляет 52 ч, выход лизина 57,8 г/ло

51

В контрольном варианте (приготовление ферментационной среды известным способом) выход лизина после 60 ч составляет 35 г/л.

Пример 2. Посевной материал штамма Corynebacterium glutamicura 95 выращивают на среде следующего состава, %: агар-агар 1,5; глюкоза 0,5; хлористьй натрий 0,5. Остальные условия приготовления ферментационной среды и проведения ферментации аналогичны примеру 1,

56 ч ферментации выход лизина составляет 48,4 г/л,

В контррльном варианте (приготовение ферментационной среды известным способом) после 72 ч ферментации выход лизина составляет 31 г/л.

Предлагаемый способ приготовления елассосодержащих питательных сред ля вьфащивания продуцентов лизина озволяет получать среды с гарантированными качественными показателями (вязкость, плотность, поверхностное

597403

натяжение), что позволяет значительно повысить, экономические показатели лй зиновых производств. Средний уровень выхода лизина после ферментации повышается на 15-20%,

5

Формула изобретения Способ приготовления мелассосодер

жащлх питательных сред для вьфащива- ния продуцентов L-лизина, предусматривающий смешивание мелассы, источников азота, фосфора, минеральных солей, ростовых факторов и стерилизацию по- лу-ченной многокомпонентной смеси, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств среды, смешивание компонентов среды и ее стерилизацию осуществляют в процессе воздействия на смесь модулированными локальными пульсациями давления, рассредоточенными по всему объему среды, с частотой пульсаций 200-300 кГц при температуре 40-80 с в течение 1 ч„

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается приготовления питательных сред, содержащих мелассу, для выращивания бактерий-продуцентов L-лизина, который может быть использован в животноводстве для балансирования кормов. Целью изобретения является улучшение технологических свойств среды. Способ заключается в смешивании компонентов ферментационной питательной среды и ее стирилизации путем обработки модулированными локальными пульсациями давления, рассредоточенными по всему объему среды, с частотой пульсаций 200-300 кГц при 40-80°С. 2 табл.

Примечание.

Таблица 1

Общее количество питательной среды 30 000 кг, В контрольном варианте (приготовление среды по известному способу) выход лизина составляет 35 г/л.

60

250

60 60 60

200 300 180

60

320

40 80

250 250

90

250

30

250

Примечание. Общее количество питательной среды

30 000 кг. В контрольном варианте выход лизина составляет 31 г/л.

Таблица 2

6

8 55

5

9 56,3

48,4

45,1 49,9

41,2

46,0 47,9

2

39,8

Среда без признаков расслаивания, стерильна

То же

ti

Среда не стерильна, ферментация не завершена Среда без признаков расслаивания, стерильна II

Цветность изменилась в сторону потемнения, имеются единичные агломераты взвешенных частиц

В среде присутствуют в значительных количествах взвешенные частицы и агломераты - продукты карамели за ции Среда не стерильна, процесс ферментации не проведен