Способ выращивания микроорганизмов Советский патент 1976 года по МПК C12B1/08 

1

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известен способ выращивания микроорганизмов на водной питательной среде, содержащей в качестве источника углерода га зообразные углеводороды, например метан, с введением необходимых для роста клеток микроорганизмов питательных солей, таких как азот, фосфор, калий, магний, в условиях аэрации.

Целью изобретения является повышение выхода биомассы.

Достигается это тем, что введение питательных солей осуществляют в процессе выращивания порционно, но мере увепичения концентрации биомассы, в таком количестве, чтобы концентрация солей в питательной среде не превыщала исходную концентрацию биомассы более чем в 3-4 раза

Сущность способа заключается в следующем.

Микроорганизмы (чистые культуры бактерий, симбиотические смещанные культуры или искусственные смеси микроорганизмов) выращивают в условиях аэрации на питател

2

ной ср«де, содержащей в качестве источника углерода газообразные углеводороды, например, метан, природный газ. а также источник азота (аммиак, сульфат аммония, фосфорнокислый аммоний и другие Heopraraiческие соли аммония); источник фосфора (фосфорная кислота, суперфосфатная вытяжка, моно- и дифосфат калия, фосфорнокислых аммоний). В качестве неорганических соединений в питательн Ю среду могут быть добавлены сульфат магния, сульфат капия. хлористый калий, сульфат меди, сульфат марганца, сульфат цинка, борная кислота и другие СО.ЛИ металлов, необходимые для роста клеток микроорганизмов.

Для приготовления питательной среды основой служит исходная концентрация биомассы посевной культуры в культурапьной жидкости, которую определяют любым из известных способов, а также количество основных элементов питания клетки, таких как азот, фосфор, калий, магний, необходимых для образования 1 г сухой биомассы, зависящее от индивидуальных особенностей микроорганизмов. Так, для образования 1 г сухой биомассы смешанной бактер гальнсй культурой 1-70 необходимо ilC)-12C) ;-.ir азота, 20-24 мг фосфора, 4 ;.,:г глагния к 25 мг калия. Согласно изобретению нсобход1-мо, чтобы концентрация солей в ni-ггатопьном растворе не превышала исходную концентрацию биомассы более в 3-4 раза, т.е. если исходная концентрация биомассы 5 г/л сухих клеток, то готовят питательную среду, содержащую необходимых солей не больше, чем нужно для получения 15-20 г/л сухой биомассы. Для получения высоких концентраций биомассы питательные сопи добавляют порци онно по мере увеличения концентрации биомассы. Но концентрация солей в питательной среде не должка превышать количество солей, соответствующее концентрации биомассы Б культуральной жидкости, больше чем в 3-4 раза. Так, если концентрация посевной биомассы 2 г/л сухих клеток, а необходимо получить 35-4О г/л сухой биомассы, то поступают следующим образом. Готовят среду, необходимую для получехшя 6-8 г/л сухой биомассы, затем, когда кон центрация клеток в культуральной среде дос тигнет 8-10 г/л сухой биомассы, вновь до бавляют питательную среду того же состав но содержащую соли в количествах необходимых для получения ЗО-40 г/л сухой био массы. Культивирование вышеуказанных микроорганизмов проводят при температуре ЗО38°С и рН 5,О-7,0. В качестве источни: е углерода могут использованы газообразные углеводороды, например, метан, при родный газ , который вводят в питательную среду в с воздухом в соотношении от 1:1 цо 1:5. Биомассу выделяют из культуральной среды любым извэстным способом, например, сепарацией. Предлагаемый способ дает возможность получать ЗО/40 г/л сухой биомассы, содержащей 65-70% белка. Г р и м е р 1, В ферментер рабочим объемом Юле эжекционной системой аэр рования вводят 6 л питательной среды, сол.ержащей в 1 л водопроводной воды, г: ( SO S-Ч РО Mg-sd 0,3 с, 7 5 О. 004о ZnSO -THjO Мт1$Од-4Н О CuSO.- 0,ОО43 Смесь природно1о газа с воздухом в со отношении 1:3 в количестве 10 л/л мин н ерывно подают в ферментер, а неутилизироанную смесь выводят из ферментера. Среду в ферментере засевают смешанной ультурой 1-70. Исходная концентрация биоассы в ферментере составляет 5 г/л сухих леток. Через 20 час периодического кульивирования при рН 6,7 и температуре ЗЗ-С биомассу отделяют сепарацией и получают 20 г/л {в пересчете на сухую биомассу) с содержанием белка 65%. Пример 2. Непрерывное выращивание смешанной метанассимирующей культуры бактерий В , выделенной из бытовых сточных вод г, Лейпцига, проводят в ферментере (рабочий объем 200 л) с мешалкой на водной питательной среде следующего состава, г/л: МНдСе7,0 ХНг Л1-5 Mg-so -THjO 0,5 РеСе.,01 ,008 HjBOj0,ОО4 CoiCNOj) 4Н-00,01 M-n&o - z.nce2о,оо5 На стадии разбраживания в ферментер заливают 5О л питательной среды указачного выше состава и 50 л воды. В полученную смесь добавляют инокулят в количестве достаточном для того, чтобы начальная концентрация клеток в среде составлял примерно 2 г/л, затем в ферментер подают газовую смесь, состоящую из 30% метана и 70% воздуха, со скоростью 5 м /час и ведут выращивание при температуре 32i5C и рН 6,9 + 0,1, которое регулируют добавлением 10%-ного раствора No ОН. Через 15 час периодического выращкванкя концентрация клеток в среце достигает 8 г/л, и далее процесс вед г непрерывно со скоростью 0,1 час при непрерывной подаче питательной среды названного выше сост.ава и газовой смеси в том же количестве (5 ). В процессе непрерывного выращивания концентрация достигается J. 5 г/л АСВ, что соответству::1Тпроизводительности 1,5 г/л час. Пример 3. В ферментер обтземом 10 л с эжекционной системой аэрирования вводят 6 л питательной среды следующего состава, г/л водопроводной воды: (,;3,36 HS .-. ,1 , 2nS04- ГняО 0,0017 .O О, ОО8 Cu,5D4 SHgOO,003 Нз&О,0,0017 Условия аэрации, рН и температура те же, что и Б примере 1. Питатепьнуто среду в ферментере засе ют смешанной к бактерий 1-70. Исходя концентре.-.ия биомассы в культурал ной жидкости 2 г/л сухих клеток. Через 10 час культивирования микроорганизмов в периодическом процессе концентрация клеток в среде достигает 8 г/п в пересч те на сухую биомассу. Затем вновь добав ляют питательную среду, содержащую, г/л водопроводной воды: (NN4)2504 14,2 2,.I Н5Р04 0,5 1,25 ZnSO THjO 0,007 MnS04-4H20 0,035 CuxSO -SHgO O,0i HjBO, 0,007 Через 20 час культивирования концентрация биомассы в ферментере достигает 3 5 г/л. Биомассу выделяют из купьтуральной жидкости сепарацией и сушат. Полученная биомасса содержит 7О% белка. Формула изобретения Способ выращивания микроорганизмов на водной питательной среде, содержащей в качестве источника углерода газообразные углеводороды, например метан, с введением необходимых для роста клеток микроорганизмов питательных солей, таких как азот, фосфор, калий, магний, в условиях аэрации, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, введение питательных солей осуществляют в процессе выращивания порционно, по мере увеличения концентрации биомассы, в таком количестве чтобы концентрация солей в питательной среде не превышала исходную концентрацию биомассы более чем в 3-4 раза.