Способ получения биомассы Советский патент 1983 года по МПК C12N1/26 C12P39/00 

;о

о эо

о

эо ел

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а HNieHHO к способу получения биомассы метанокисляющих бактерий.

Известно, ЧТО:определенные концентраций солей мели в питательной среде при выращивании некоторых видов метанокисляющих бактерий оказывают ингибирующее действие на рост этих микроорганизмов fj.

. Известно также, что чистые культуры Methylococcus capsulatus хорошо растут при наличии солей меди в питательной среде{д.

Известен спЪсоб получения биомассы, предусматривающий культивирование метанокисляющих бактерий, включающих Methylococcus capsulatus, в нестерильных условиях на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода, . при поддержании постоянной концентрадии. одного из элементов питательной среды в процесс культивирования з .

Согласно этому способу поддерживают постоянной концентрацию ионов аммония. При этом процесс, проводят в несколько стадий, а максимальная продуктивность процесса, достигаемая при увеличении давления в ферментере от 0,35МПа, составляет 5 г/л/ч

Цель изобретения - упрсяцение процесса и повышение продуктивности.

Цель достигается тем, что при осуществлении способа получения биомасс предусматриваквдего культивирование метанокисляющих бактерий, включающих Methylococcus capsulatus, В нестерильных условиях на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода, при поддержании постоянной концентрации одного из элементов питательной сред в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от 0,05 до 2 мг/л.

Способ .осуществляют следующим образом.

Выращивание метанокисляющих культур микроорганизмов, включающих Methylococcus capsulatus, проводят в водной минеральной солевой питательной среде в условиях аэрации и перемеривания при непрерывной подаче газов , содержащих метан и кислород.

При этом могут быть использованы различные смешанные метанокисляющие культуры, включающие бактерй Г Methylococcus capsulatus, например, такие как штамм 1-70, содержащий бактерии Methyloceus capsulatus, Methylosinus sporium Methylosinus trichosposium, Flavobacterium gasptypicum.

ИСТОЧНИКОМ азота может служить ка аммонийная или другая азотная соль, TaKjj аммиачная вода, которую можно.

использовать одновременно и как источник азота, и как титрующий агент для стабилизации рН в процессе. В кчестве источника фосфора применяют фосфорную кислоту или соли фосфорно кислоты, в качестве минеральных источников питания микроорганизмов в питательную среду подают в виде солей источники калия, магния, а также микроэлементов - железа, меди цинка, м арганца и др. При этом в прцессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди в культуральной жидкости в пределах 0,05-2, предпочтительно 0,1-1,0 мг/л, созда этим условия для роста наиболее активного продуцента белка-метанокиляющих бактерий Methylococcus capsulatus и угнетая развитие бактерийспутников .Выращивание метанокисляющих смешанных культур проводят при рН 5,06,5, температуре ЗО-БО С и скоростях протока 0,25-0,33 ч. В конечной культуре доминируют бактерии Methylococcus capsulatus содержание которых составляет 85-95%.

Культивировгние предпочтительно проводят при повьшенном давлении.

Пример. Смешанную культур метанокисляющих микроорганизмов, сотошцую из бактерий Methylococcus capsulatus и Methvlosinus sporium выращивали на питательной среде следующего состава, г/л:

HjPO (80%)

17,2 4 5

MgSO.-THnO KCl

О,Ob

ZnSO -lEqO МпЗО.иНлО 0,38 0,25 ,: 0,21

FeS047H20 0., 009 ИалМоО -гн О

0,0095

В качестве источника азота и титруюадего- агента подавали аммиачную воду. При этом концентрированный раствор CuS045Н2О подавали отдельно для поддержания концентрации ионов медив культуральной среде,равной 0,05 мг/л. Процесс вели при температуре 33-40 С, рН 5,4-5,5 и непрерывной подаче газовой смеси, состошцей иэ природного газа в количестве 10 л/л среды/ч и воздуха в количестве 30 л/л среды/ч.

При достижении концентрации биомассы 20 Г/ЛАСВ начинали непрерывный процесс культивирования с коэффициентом разбавления d 0,25 ч . Концентрацию меди в культуральной среде регулярно проверяли и корректировали.

Содержание бактерий Methyloc occu .capsulatus в смешанной культуре составляло 85% при постоянной концентрации биомассы 20 г/л АСВ. Полученную биомассу отделяли сепарированием от культуральной жидкости и сушили. П р и м е р 2. Смешанную культуру метанокислякядих бактерий, состоящую из бактерий Methylococcus сарsulatus, Methy3.os inus .sporium, Methylosinus trichosporium, выращивали в нестерильных условиях при рН 5,8-6,0 и температуре 43-45°С, количество и состав подаваемых газовой смеси и питательной среды те же, что в примере 1. Концентрацию ионов меди в культуральной среде поддерживали равной 2 мг/л. При достижении концентрации биомассы 10 г АСВ/л осуществляли постепенное повышение давления в ферментере до 0,7 МПа. С увеличением давления увеличивали подачу газообразных и жидких источников питания микроорга низмов. Регулярно проверяли остаточ ную концентрацию медя в культураль ной жидкости. При снижении концент рации меди ниже 2,0 мг/л добавляли раствор солей меди. При«увеличении концентрации меди выше 2 мг/л подачу раствора солей меди уменьшали или прекращали на некоторое время. При этом концентрация биомассы при указанной скорости протока 0,27 была равна 37 г/л АСВ, а степень доминирования бактерий Methylococcu capsulatus в смешанной культуре составляла 85%. Полученную биомассу отделяли сепариррванием от культуральной жидкости и сушили. П р и м е р 3. Выращивали смешанную мётанокисляющую культуру, со тоящую из бактерий: Methylococcus capsulatus, Methylosinus sporium, Methylosinus trichosporium, Flavobacterium «asotypicum. Процесс вели при рН 5,3-5,4 и температуре 40-42 0. В культураль.ной жидкости поддерживали концентрацию меди 0,1 мг/л. Состав подаваемых жидкой питательной среды и гаэовой смеси такой же, как в примере 1. Ферментацию проводили под лением 0,9 МПа. При этом показатели процесса были следующими: 3 0,3 концентрация биомассы 50 г/л АСВ, степень доминирования бактерий Methylococcus capsulatus в смешанно культуре составляла 95%. Полученную биомассу отделяли сепарированием от культуральной жидкости и сушили П р и м е р 4. Выращивали смеша ную мётанокисляющую культуру анало гичную культуре в примере 3. Процес вели при рН 5,5-5.6 и температуре 42-43°С. В культуральной жидкости поддерживали концентрацию меди 1 м Процесс вели под давлением 0,9 МПа Состав жидкой питательной среды, газовой смеси, подаваемых в аппара как в предыдущих примерах. Показатели процесса были следующими: d .Of33 ч, концентрация биомассы 45 г/л АСВ, степень доминирования бактерий Methylococсиз capij-alatus в смешанной культуре составляла 95%. Полученную ОиЬмассу обезвоживали и сушили. Пример5. Выращивдли смешанную метанокислякяцую культуру, аналогичную культуре в примере 3. Процесс вели при рН 5,6-5,7 и температуре 43-44с. В культуральной жидкости поддерживали концентрацию меди О,5 мг/л. Процесс вели под давлением 0,9 МПа. Состав жидкой питательной среды и газовой смеси, подаваемых в аппарат, как в предыдущих примерах. При этом показатели процесса были следующими: d 0,3 концентрация биомассы 50 г/л АСВ, степень доминирования бактерий Methylococcus caosulatus в,смешанной культуре составляла 95%. ПdJ yчeннyю биомассу отделяли сепари-j рованием от культуральной жидкости и сушили.. . П р к м е р 6 (сравнение с протбтипом). Смешанную мётанокисляющую культуру, состоящую из бактерий jMethylococcus capsulatus, Methylosi-nus sporium, Methylosinus trichosporium. Flavobacteriura gasotyp/cum, выращивали на питательной среде, аналогичной среде в примере 1. В качестве источника азота и титрующего агента подавали аммиачную воду. Концентрированный раствор 5Н2О подавали отдельно в количествахг необходимых для поддержания концентрации ионов меди в культуральной среде, равной 1,5 мг/л. Процесс вели при температуре 42-45с, рН 5,6-57 и непрерывной подаче газовой смеси, состоящей из метанового природного газа в количестве 10 л/л среды/ч и воздуха в количестве 30 л/л среды/ч . При достижении концентрации биомассы 10-15 г/л АСВ в непрерывном процессе с коэффициентом разбавления d 0, осуществляли постепенное повышение давления в ферментере до 0,35 МПа. С увеличением давления пропорционально увеличивали подачу газообразных и жидких источников питания микроорганизмов. Остаточную концентрацию меди в культуральной среде регулярно контролировали. При давлении в ферментере 3.5 кг/см показатели процесса были следующими;d О,20 ч, концентрация биомассы 30 г/л АСВ, продуктивность процесса 6 г/л/ ч. Содержание бактерий Methylococcus capsulatus В смешанной культуре бы;ЛО стабильным и составляло 90%. / Предлагаемый способ позволяет упростить процесс получения биомассы

908085

метанокисляющих бактерий в нестериль- с высоким содержанием белка, ных условиях за счет поддержания а также продуктивность в процессе культивирования постоянной процесса благодаря воэможносконцентрации ионов меди, получить ти проведения культивирования биомассу, в которой преобладают ;с высокой скоростью росбак терин Methylococcus capsulatus та.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ, предусматривающий культивирование метанокисляющих бактерий, вкл1эчающий Methylococcus capsulatus , В нестерильных условиях на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода,при поддержании постоянной концентрации одного из элементов питательной среды в процессе культивирования, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса и повышения продуктивности, в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от 0,05 до 2 мг/л. (Л с