ОД И Советский патент 1973 года по МПК C12N1/38 

1

Изобретение относится к способам выращивания микроорганизмов, например дрожжей, иа питательной среде.

Известен способ выращиваиия микроорганизмов, иапример дрожжей, на питательной среде, содержащей углеводородные фракции нефти, в присутствии минеральных солей и стимулятора роста.

По предлагаемому способу процесс интенсифицируетея и выход биомассы увеличивается.

Это достигается тем, что в качестве стимулятора роста иснользуют микробный жир. Микробный жир вводят в питательную среду в количестве преимущественно равном 0,05- 0,5% от объема питательиой среды.

Микробный жир является побочным продуктом, получающимся при ироизводстве кормов)1х дрожжей как из очищенных жидких парафинов, так и из нефтяных дистиллятов. Его выделяют при экстрактивной очистке биомассы дрожжей, полученной на углеводородах, растворителями (иаиример, гексаном). Микробный жир содержит витамины и другие цеииые физиологически активные вещества, значительно улучщающие условия роста дрожжей. В его состав входят фосфолипиды (10- 30%), триглицериды (22-40%), моноглицериды и диглицериды (3-П%), стерииы (3- 7%), свободные жирные кислоты (4-28%),

стериновые эфиры и воск (7-18%), а также эргостерин (0,06-0,19%).

В состав экстракта, получающегося ири очистке дрожжей, помимо микробного жира, входит 15-30% остаточных углеводородов.

Внесение микробного жира в культуральную среду в количестве 0,05-0,5 об. % интенсифицирует процесс размножения дрожжей и потребления ими н-алканов в присутствии углеводородсодержащего нефтяного сырья, но ие обеспечивает заметного прироста биомассы в отсутствии нефтяных дистиллятов.

Л икроорганизмы, например дрожл и, выращивают на средах с 12-20% высокопарафинистых нефтяных дистиллятов, содержащих 40-45% н-алкииов. При столь высоком содержании углеводородов в среде (5-8% в пере счете на н-алканы) допол1П тельное их внесение с микробным жиром не может оказать влияния на развитие дрожжей.

Культивирование дрожжей осуществляют в условиях периодических и непрерывных опытов.

Периодические оиыты проводят в стерильных уеловиях в среде, содержащей в достаточном количестве н-алканы (5-8%) и минеральные компоненты питательных сред для обеспечения максимального накопления биомассы применяемой культурой микрооргаиизма. При добавле1ти к культуральной среде

микробного жира в количестве 0,05-0,5 об. % к общему объему среды выход дрожжей усе личивается на 48-65,4% но сравнению с контролем.

Культивирование мнкроорганизмов ненрсрывным способом ведут в ферментерах нри перемешивании и аэрации среды в нестерильных условиях в водной питательной среде с нефтяными дистиллятами. Водная питательная среда состоит из раствора солей, содержа щих ионы аммон1ия, фосфата калия и магння в количествах, оптимальных для развития используемого штамма микроорганизма. Микроэлементы в среду можно не добавлять.

Культивирование микроорганизмов осуществляют нри перемешиваиии среды в условиях аэрации. Температуру процесса поддерживают 32-34°С, рН, равиое 4-5, регулируют путем добавления раст1зора аммиака или едкого натра. В ферментеры иепрерывно подают углеводородную фракцию и водную питательную среду и отбирают дрожжевую суспензию. Коэффициент разбавления среды изменяют от 0,07 до 0,5 шс-1.

Установлено, что добавление к культуральной среде микробного жира увеличивает выход биомассы дрожжей иа 40-45% по сравнению с контролем. При этом улучшаются технологические параметры процесса: производител1 иость ферментера, выход дрожжей с 1 т затрачепного нефтяного сырья. Улучшается также и состав биомассы, сумма белковых и жировых вешеств в котором составляет 68,4 и 78,3% (при добавлении жира).

Результаты показывают, что добавление г, среду микробного , полученного при очист1;е биомассы дрожжей растворителями, приводит к значительному увелнчеиню производительности ферментера.

В контрольном варианте оныта производительность ферментера составляет 5,8 кг с 1 т/час среды, а при добавлении 0,5% жира к протоку достигает 8 кг с 1 т/час среды. Выход дрожжей с 1 т нефтяиого дистиллята в контроле составляет 240 кг, а нри добавлении экстракта достигает 336 кг. Выход суммы белковых и жировых вешеств увеличивается с 68,4% на сухую биомассу в контроле до 78,-i% при добавлении липидноуглеводородного экстракта.

Пример 1. Периодическое выращивание дрожжей Candida guilliermondii Н-143 проводят в коиических колбах на 500 мл, содержанлих 50 мл среды следующего состава;

Сернокислый аммоний, г6

Фосфорнокислый однозалгещеииый калий, г2,4

Сернокнслый магний, г0,9

Хлористый кальций, г0,15 .

Вода, лдо 1

Нефтяиой дистиллят (фракция 240-360°С из нефти Ставропольского месторождения, содержащей 42% н-алканов, %12

Микробный жир (к объему

среды), %0,25

Инокулятом служит биомасса дрожжей, полученная на среде того же состава н внесеиная в количестве 0,6 мг/л в нересчете на сухое вещество.

Дрожжи культивируют в стерильных условиях в течение 40 час на круговой качалке (240 об/мин) прп 32°С. Во время всего нериода инкубации рН среды поддерживают на уровне 4,0-4,5 введением стернлыюго раствора NaOn.

Биомассу дрожжей отделяют от среды центрифугированием в присутствии неионогеиного ПАВ из расчета 0,1% активного вещества к объему среды. Отделеииую от культуралыюй среды биомассу п|)омывают от остатков ПАВ центри.фугнрованнем с подогретой до 40°С водой. Прирост биомассы при этом в пересчете на сухое веп1ество соста1 ляет 11,9 г на 1 кг среды.

В контрольном опыте при тех же условиях культивирования прирост биомассы составляет 6,7 г сухого вен1ества на 1 кг среды, т. е. прирост биомассы нрн внесении 0,25% микробного жира увеличивается иа 77,6% по сравнению с контролем.

Пример 2. Одностадийное непрерывное культивирование дрожжей Candida guilliermondii Н-542 нроводят в ферментере с аэрацней н перемешиванием в среде с иефтяиым дистиллятом, содержанием 42% //-парафинов.

Состав ннтательной среды:

Нефтяной дистиллят, мл150

Сульфат аммония, г12,74

O)тoфoc4)0 Jнaякислота

(70%),.«.л1,99

Хлористый калий, г0,637

Сернокислый магиий. г0,321

Сернокислое закисное железо, мг4

Сернокислый марганец, мг8

Сернокислый цинк, мг8

Сернокислая медь, мг0,8

Вода, лдо 1

Микробный жир, выделещгый при экстрактивной очистке гексаном дрожжей, полученных иа средах, содержащих н-алканы и свободный or растворителя, добавляют в количестве 0,5% к протоку. В его состав входит 80% биолипидов н 20% углеводородов. Контрольный вариант опыта ведут при тех же нараметрах процесса, но микробныГг жнр в среду не вносят.

Процесс ведут при рП среды 4,0-4,2, лр:; 31-32°С, удельном расходе воздуха 60 об/час и коэс }фициенте разбавлеиия 0,2 час. Процесс котггролируют через каждые 2 час но

концентрации дрожжей в ферментере, рН,

темнературе, остаточному содержанию азота

и фосфора в среде.

Дрожжевую суспензию из ферментера подают в сбориик, в котором происходит расслоение суспензии на два слоя: верхний (биомасса дрсжжей в нефтяном дистилляте) и нижний (водный). К верхнему слою добавляют раствор неионогенного ПАВ (технический сульфоуренд) из расчета 0,1% активного вешества к объему слоя. Смесь перемешивают и разделяют на сепараторе с 5000 об/мин. Нефтяной дистиллят собирают в сборник. Дрожжи иосле сепарации сушат на распылительно; суишлке при 105°С.

Произвгдитсльность ферментера при добавленни к среде 0,5% микробиого жира составляет 8 л:г с 1 т/час среды, а в контроле - 5,5 кг с 1 т/час среды. Следовательио, ири добавлении микробного жира производительиость аи1тарата возрастает иа 44%. Выход биомассы дрожжей в контроле составляет 230,9 кг, а при добавлении жира 333,3 кг. Содержание суммы белковых и жировых веществ в контроле составляет 62,5% на сухую биомассу, а ири добавлении микробного жира увеличивается до 66,9%.

Предмет изобретения

1.Сиособ выращнваиия микроорганизмов, например дрожжей, па питательпой среде, содержащей углеводородные фракичи нефти, в присутствии миперальных солей и стимулятора роста, отличающийся тем, что, с целью интеисификацип процесса и увеличения выхода биомассы, в качестве стимулятора роста используют микробный жир.

2.Способ по п. I, отличающийся тем, что микробный жир вводят в П1;тательную среду в количестве, пренмуществеиио равном 0,05- 0,5% от объема иитательной среды.