Способ культивирования микроорганизмов Советский патент 1980 года по МПК C12B1/00 

(54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

f

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу культивирования микроорганизмов .

Известен способ культивирования микроорганизмов на хсидких питательных средах, содержащих источники углерода, азота, фосфора и минеральные соли, предусматривающий подсев в ферментер из инокулятора той же культуры tlJ.

Недостатками известного способа являются сравнительно высокие значения выхода целевых продуктов и производительности ферментеров.

Целью изобретения является првышение выхода целевых продуктов и увеличение производительности фермейтеров.

Указанная цель достигается тем, что по предлагаемому способу подсев ведут культурой, адаптированной к одному или нескольким углеродосодержащим компонентам кул туральной среды.

В зависимости от конечной цели культивирования адаптацию осуществляют различными способами путем выращивания культуры в инокуляторе на исходной питательной среде в

периодическом режиме до состояния, в котором она переходит к утилизации продуктов метаболизма; путем выра1чивания культуры в инокуля5 торе на питательной среде, содержащей в качестве основного источника углерода один или несколько продуктов метаболизма; путем выращиваня.я культуры в инокуляторе на

to питательной среде, содержащей в к&чёстяе .-иоточника углерода один из смёон источников углерода питательной ореды испсхльзуёмой 1в фёрменте1ре,

)5 Подсев в ферментер культуры,

адаптированной к одному или нескольким .углерОдосодерхащим компонентам культуральной среда, приводит к тому, что в ферментере одновременно развиваются две или несколько фракций одной и той же культуры, различных по своему отношению к i субстратг1М питательной среды. Это приводит к более полной утилиэа25 ции углеродооодёржаи1их компонентов среды, а следовательно, к повыиюнню экономического коэффициента или выхода целевых продуктов.

Предлагаемый способ поясняете

30 следуюсаими примерами.

Прим ер 1.Культуру дрожжей Candida tropicaEisИБФМ-303 эасе.вают в ферментер АК-10 на 6 л модифицированной средыРидера следующего состава, (г/л):

Глюкоза,20

ЫН4НгР048,0

(NH4)2HPO.8,0

КСе . . 0,4

МдЯ04.7 HgO1,0

PeS04-7 HgO0,005

ШЗОд -7 HjO0,0006

ZnS04 -7 HjO0,0008

CuS04 -5 НгО0,00008

Дрожжевая вода20 мл

Выращивание проводят в периодичеком режиме. Через 12 ч глюкозу в среде не обнаруживают. Выход культивирования биомассы 8,5 г/л. В течение последующих б ч концентрация биомассы существенно не изменяется. Экономический коэффициент 44%.

По предлагаемому способу культуру дрожжей в инокулят.оре выраг ивают на указанной выше среде 36 ч в периодическом режиме. За это время культура переходит к потреблению продуктов метаболизма.В основном ферментёре АК-10 ведут вырастиванИе культуры: в том же режиме. Через 12 ч в этот ферментер подсевают культуру Из инокулятора в количестве 600 мл (10 от объема культуральной среды). Через б концёйтрЩйя биомассы в основном ферментере 11,5 г/л (за вычетом подсеянной биомассы), а экономический коэффициент 57,5%.

Пример 2. Культуру бак.терий Aerobacter aerogenes выращиваю с целью получения ацетоина со скоростью прЪтока 0,2ч в Лерментере АК-Ю на 5 л среды еле дующего состава, г/л: глюкоза 10,0, пептон 1ифко 5.0, КгНРО -ЗН О 2,0, 2,0,СаСЕ2 0,2,Na2SiO3 0,05, FeS047H O 0,005,ZnSO4-7H2O,MnSO4 5H.jO,CoCC2 ertjO и NajMob 2H2P no 0,. Реяптм вьфащивания: рН 6,0, температура Ь л/ч. Скорость нешалки 800 об/мин. На выходе из ферментера культуральная жидкость содержит 20,4-10 бак

териапьных клеток /мл. Выход ацетон

- .,...,,,.... ...,,,.,,,.

С целью повышения выхода ацетона используют систему двух последовательно Соединенных инокуляторов, каждый из которых сбе цинен с основ ным ферментером.Рабочий объем перво инокулятора 1л, второго 1,5 л. В обоих инокуляторах ведут выращиваииё к у льтуры AeroBiactef aerogehes в периодическом режиме э течение 12 ч на вышеуказанной среде за исключением того, что во втором инокуляторе в качестве источника уг лерода используют 2% этилового спирта. .

Через 12 ч включают проток из первого инокулятора в основной ферментер со скоростью 0,2 ч и в течение 5 ч засевают его. Одновременно в первый инокулятор с той же скоростью подают свежую питательную среду. Затем проток из первого инокулятора переключают во второй инокулятор, из которого йачйнайт непрерывный подсев адаптированной культуры к этиловому спирту в основной ферментер.Туда же подают свежую питетельную среду со скоростью 0,2 ч . На выходе из ферментера культуральная жидкость содержит 24,3.10 бактериальных клеток/мл. Выход ацётойна 1,3 г/л.

П р и м е р 3. Культуру Candida troDicaCis ИБФМ-303 выращивают в 5 л модифицированной среды Ридера, содержащей, г/л: NHiHyPOj 8,0, ГНН4)2ЙР041-8,0, КСе 0,6 NaCf MgS047Й2 J If О, .гО 0,004, MnSO4-7H,jO 0,0004, . О,О 00 4, СиЗОд 0,0002, дрожжевой воды 20 мл, глюкозы 10,0, мальТозы 10,0 в ферментере АК-10 при скорости протёка 0,25 ч . Концентрция веществ на выходе из ,ферментера глюкоза 0,01%, мальтоза 0,90%, биомасса 6,94 г/л, эконолтческий коэффициент 34,7%.

По предлагаемому способу процес ведут, используя бактеррпо из трех инокулят;оров (объем каждого 1,5 л), соединенных последовательно. Второй и третий инокуляторы соединены с основным ферментером объем которго 6 л.

Дрожжи засевают в первый инокулятор и культивируют в периодическом режиме на вышеуказанной среде в течение 12 ч. Затем начинают подачу свежей питательной средда со скоростью протока 0,2 с той же скоростью подают культуральную жидкость Из первого инокулятора во второй. Наполнение второго инокулятО15Е1Пр6йсходит за 7,5 ч после чего культивирование продолжают в периодическом режиме еще 7 ч. поскольку в первом инокуляторе происходит почти полное потребление глюкозы, источником уг лерода во втором инокуляторе является главным образом мальтоза. Дрожжи, выходящие из второго инокулятора, адаптированы к мальтозе. Из второго инокулятора культуральную среду подают по 150мл в основной ферментер и третий инокулятор. В третьем инокуляторе культивирование осуществляют в периодическом режиме 36 ч. При этом происходит гщаптация культуры к продукт метаболизма мальтозы. Затем третий

инокулятор подключают к ОСИОВНО1 У

ферментеру со Ckopocтью подачи культуральной среды 150 мл/ч.

Таким образом в основной ферментер подсевают смесь исходной и адаптированной к мальтозе культур из второго инокулятрра и адаптированной к продуктам метаболизма мальтозы культуры из третьего инокулятора. Кроме того, в основной ферментер подают свежую питательную срещу со скоростью протока 0,25 Ч- .

По достижении устойчивого проточного режима работы ферментера на выходе определяют концентрацию веществ: глюкоза 0,03%, мальтоза 0,01%, биомасса 14,87 г/л. Эконо«мический коэффициент 74,35%. Пример 4, Культуру Lactobacteriim deBbrucku выращивают периодическим способом при аэрации

1 л/л в минуту при , на ячменном сусле 3°Б, начёшьном значении ,7 и при исходной концентрации биомассы, взятой из экспоненционной фазы роста. О,34-10° кл/мл. Через 12 ч культивирования выход молочной кислоты составляет 49,8%. Процесс завершается через 26 ч. Выход молочной кислоты 90% (см. таблицу);

По предлагаемому способу выра0щивание культуры Lactobacteriun deCbriJcku ведут в ферментере анаIлогичным образом 3 ч, после чего проводят подсев культуры из инокулятора, в котором культивирование ве5дут на исходной среде 26 ч. Процесс в рсйовном ферментере заканчивается через 18 ч.