Способ получения биомассы микроорганизмов Советский патент 1986 года по МПК C12N1/26 

Од 00

о:

4 СП

(UD

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу получения биомассы .микроорганизмов, используницих метан в качестве источника углерода и энергии.,.

Метан является одним из самых дешевых и доступных источников углерода для синтеза микробной биомассы которая может использоваться в кормовых целях, в различных отраслях промьшшенности, для снижения метаноносности угольных пластов и т.д. Существенньм достоинством.процесса получения биомассы при использовании метанокисляющих микроорганизмов является отсутствие стадии очистки конечного продукта от неутилизированного углеродного субстрата.

Известен способ получения биомассы микроорганизмов путем выращивани проду1р1рун)щих ее бактерий рода Methylomonas на питательной среде, содержащей метан в качестве источника углерода, источник азота, необходимые минеральные соли в присутствии микроэлементов в виде ионов железа и меди при аэрации среды.

Известный способ обеспечивает максимальную производительность процесса непрерывного культивирования бактерий 0,645 г/л-чпри концентрации биомассы 4,3 г/л и скорости разбавления 0,15 ч .

Недостатком этого способа является невысокий выход биомассы.

Цель способа - повьшение выхода биомассы бактерий рода Methylomonas

Цель достигается тем, что из бактерий рода Methylomonas исцользуют Methylomonas methanica штамм 12, а выращивание осуществляют на питательной среде, содержащей ионы кальция, цинка, марганца, молибдена и кобальта в качестве дополнительных источников микроэлементов.

Штамм Methylomonas methanica 12, вьзделенный из образца озерного ила из окрестностей г.Пущино, хранится в коллекции культур лаборатории биогеохимии Института биохимии и физиологии, микроорганизмов АН СССР.

Характеристика Methylomonas methanica штамма 12

1. Морфологические и культуральные свойства:

86459

-палочковидные бактерии, размером 0,5-0,7 1,0-2,5 мкм,, подвижные, благодаря наличию жгутика;

-грамотрицательные;

J - облада:ют внутрицитоплазматическими мембранами 1 типа строения в виде стопок замкнутых везикул;

-р.озеток не образует;

-иногда образуют незрелые цисты to типа Azotobacter;

-капсулой не обладают;

2. Физико-биохимические свойства:

-строгие аэробы;

-диапазон температур роста 2015

-диапазон рН 5,5-9,0;

-используют в качестве источника углерода и энергии метан или метанол;

20 - используют углекислоту в качестве источника углерода; :

-не растут на средах с формальдегидом, формиатом, окисью углерода, этаном, пропаном, бутаном,

25 спиртами (нормальными и изомерами), метиллированными аминами, метилмочевиной, малатом, ацетатом, сукцинатом, глюкозой, на МПА, МПБ, суслоагаре, глюкозокартофельном агаре;

30 - используют нитратные или аммонийные соли в качестве источника азота;

-не используют нитриты, метилированные амины и метилмочевину в

эе качестве источника азота;

-ассимилируют углеродом метана или метанола на уровне формальдегида по рибулозофосфатному циклу;

-обладают активностями изо1щт40 ратдегидрогеназы (НАД и НАДФ-специфичной), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы;

-не обладают активностями окси45 пируватредуктазы, серинглиоксилаттрансаминазы и d -кетоглутаратдегидрогеназы.

Пример 1. Культивирование Methylomonas methanica штамм 12 50 проводят на водной питательной среде следующего состава, г/л:

0,4

2Н20

0,4

0,8

-3

80- 10

40-107НгО

4,0-10-3 5Нур

2,0-10-3

7HjO

SnSO/

10-3 5HjO

МпС1г

1,2 10-5

NaiMoO,, 2НгО 1,2

0,4-10

0,2 МЛ/Л

HiSQj, КОНЦ.

pH среды 2,6

Стерилизацию среды осуществляют автоклавированнем при температуре в течение 1ч.

В ферментер Biotec FL103 производства фирмы ЬКБ, Швеция, помещают 200 мл суспензии Methylomonas methanica штамм 12, выращенной в колбах на качалке при 30°С, и добавляют 400 МП среды указанного состава и 400 мл дистиллированной воды. Концентрация клеток в ментере составляет 0,1 г/л. В ферментере поддерживают температуру , скорость вращения мешалки 1500 об/мин, рН 6,2. Снабжение клегок азотом и стабилизация рН обеспечиваются автоматической титрацией среды 5%-ным раствором Naj,OH.

Культуральная жидкость барботируется газовой смесью, состоящей из: природного газа и воздуха в соотношении 1:4 со скоростью 1 л/л-мин.

В течение 24 ч культивирование проводят в периодическом режиме, затем начинают процесс непрерывного культивирования.

Концентрация биомассы при установившихся режимах, соответствующие разным скоростям разбавления, указаны в таблице.

При непрерывном культивировании Methylomonas methanica штамм 12 достигается максимальная производительность процесса, равная 1,26 г/л«ч-при концентрации биомассы 9,0 г/л и скорости разбавления 0,14 чЧ

Таким образом, выход биомассы вдвое превышает выход, получаемый при использовании способа, описанного в прототипе предполагаемого изобретения.

СПОСОБ'ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫМИКРООРГАНИЗМОВ путем вьтращиванйяпродуцирующих ее бактерий родаMethylomonas на питательной среде.содержащей метан в качестве источника углерода, источник:азота,, необходимые минеральные соли в присутствии микроэлементов в виде ионов железа и меди при аэрации среды, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, из бактерий рода Methylomonas используют Methylomonas methanica штамм 12, a выращивание осуществляют на питательной среде, содержащей ионы кальция, цинка, марганца, молибдена и iкобальта в качестве дополнительных источников микроэлементов.

Концентрация биомассы,

г/л 11,4 10,2 9,0

6,5

7,8