Способ получения биомассы микроорганизмов Советский патент 1983 года по МПК C12N1/14 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам получения биомассы микроорганизмов.

Известен способ выращивания микроорганизмов на сточных водах в две стадии, на первой из которых использу ют дрожжи, а на второй - рибы в чистой культуре или смесь грибов разных родов DJ.

Недостатком способа является низкий выход белка.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения биомассы микроорганизмов, предусматривающий выращивание их на питательной среде, содержащей источник углерода, источник азота и необходимые минеральные соли, в условиях аэрации в две стадии, на первой из которых выращивают дрожжи рода Candida с последующим отделением полученной биомассы от культуральной жидкости, а на второй стадии на отработанной культуральной жидкости выращивают мицелиальные грибы 2j .

Согласно известному способу на второй стадии выращивают грибы родов Spicaria или PeniciIlium, или Aspergtllus, а отделение грибной биомассы и ее последующую сушку проводят совместно с дрожжами, полученными на. первой стадии выращивания биомассы.

Этот способ позволяет частично ути лизировать органические вещества из культуральной жидкости после первой стадии выращивания и на 2-5% увеличить содержание белка в кормовой биомассе.

Недостаток такого способа состоит в том, что на первой стадии в качестве продуцентов биомассы применяют дрожжи, обладающие ограниченным набором ферментов, а это снижает возможный выход биомассы, поскольку дрожжи могут утилизировать только углероды и не используют другие органические вещества, содержащиеся в . сточных водах. Использование на первой стадии выращивания, биомассы только дрожжей ограничивает выбор субстратов, которые могут быть переработаны этими микроорганизмами, поскольку дрожжи применяют для своего ростз в основном сахара, оставляя в среде другие органические вещества.

Кроме того, недостатками способа являются невысокое содержание белка

В дрожжах (5-50) и получение на первой стадии при использовании одни дрожжей продукта, обедненного белком а также токсичность продуктов обмена выделяемых дрожжами в процессе превращения углеводов, которая снижает как выход, так и качество биомассы, получаемой на первой стадии.

Целью и;зобретения является повышение выхода биомассы и улучшение ее качества.

Поставленная цель достигается тем что при осуществлении способа получения биомассы микроорганизмов, предусматривающего выращивание их на питательной среде, содержащей источник углерода, источник азота и необходимые минеральные соли, в условиях аэрации в две стадии, на первой из которых выращивают дрожжи рода Candida с последующим отделением полученной биомассы от культуральной жидкости, а на второй стадии на отработанной культуральной жидкости выращивают мицелиальные грибы, на первой стадии совместно с дрожжами рода Candida выращивают смесь мицелиальных и дрожжеподобных грибов.

П р и м е р. Сточные воды сульфитного производства.целлюлозы с содержанием углеводов 10 г/л, рН 4,5 и необходимым количеством питательных солей в виде азота и фосфора подают в аэрируемый аппарат объемом 600 м в количестве 0-50 м , куда засевают дрожжи рода Candida и смесь грибов родов Тгichosporon, Penicillium, Spicaria, Sporothr chum, Trichderma в соотношении с дрожжами 1:2 и с общей начальной концентрацией 1,0-1,5 г/л по сухому весу. Засев как грибов, так и дрожжей одноразовый. Питательный субстрат (сточные воды) аэрируют на контакте с биомассой, пока суммарная концентрация ее не достигает 2,0-2,5 г/л, после чего объем жидкости в аппарате доводят до 180 м. Процесс выращивания биомассы начинают вести при непрерывной подаче субстрата и отборе биомассы.

Непрерывную подачу питательной среды и отбор биомассы рассчитывают таким образом, чтобы время пребывания биомассы в аппарате составляло 3что соответствует времени удвоения биомассы в объеме и, следовательно, максимальной скорости роста в данных условиях (0,3 м . Через 3- ч

выращивания Ьиомассу при концентрЭции 5-6 г/л по сухому весу отделяют на флотаторах или другим способом и направляют на сушку. Культуральная

ЖИДКОСТЬ после первой стадии не содержит сахара, поэтому дрожжи на ней развиваться не могут. Ее направляют на вторую стадию получения биомассы, где осуществляют одноразовый подсев смеси мицелиальных и дрожжеподобных грибов, используемых на первой стадии. Начальная концентрация грибов составляют 1-1,5 г/л, затем при не.прерывной подаче субстрата она увеличивается до ,0-6,0 г/л по сухому весу и является рабочей концентрацией биомассы в предлагаемом способе. Время выращивания смеси грибов на второй

стадии 3,5-,0 ч, после чего биомассу отбирают, отделяют от субстрата совместно с биомассой первой стадии, сгущают и направляют на сушку. На второй стадии выращивание биомассы идет без добавления питательных солей и при нерегулируемом рН среды, так как количество питательных солей поступающих с первой стадии, обеспечивает жизнедеятельность грибов, а их способность расти в широком диапазоне рН (3,0-8,0) позволяет вести процесс при нерегулируемом рН.

В табЛо 1 приведены сравнительные данные по выходу биомассы и содержанию белка в ней после первой стадии выращивания по предлагаемому и известному способам.

Таблиц

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий выращивание их на питательной среде, содержащей источник углерода, источник азота и необходимые минеральные соли, в условиях аэрации в две стадии, на первой из которых выращивают дрожжи рода Candida с последующим отделением полученной биомассы от культуральной жидкости, а на второй стадии на отработанной хультуральной жидкости выращивают мицелиальные грибы,отличающийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы и улучшения ее качества, на первой стадии совместно с дрожжами рода Candida выращивают смесь мице- лиальных и дрожжеподобных грибов.

I Известный2k,о1,023,0

Предлагаемый ,0 0,0 2,0 Как следует из табл. 1, выход био массы от утилизированных углеводов в предлагаемом способе достигает вместо 52 в известном при более глубоком извлечении этих органических веществ из среды. Это происходит за .счет того, что смесь грибов способна извлекать из среды целый ряд веществ, не относящихся к сахарам (органические кислоты, полисахариды, растворенный лигнин и пр.).. Содержание белка в биомассе после первой стадии выращивания возрастает с 50,5 до 56,0-58,0°. В табл. 2 приведены данные по сравнительному содержанию белка в 55 биомассе гриба на второй стадии, полученной при использовании отдельных культур и смесей грибов.

52,0

50,5

,0 56,0 Таблица 2 Содержание Название грибо.в белка, % Spicaria sp. Aspergi11 us sp. Penici11ium sp. Trichosporon sp. Trichoderma sp. Spicaria + + Penici11ium Смесь грибов, использованных в предлагаемом . способе

sэбзг 6

Из табл. 2 следует, что содержа-,на выше, чем в известном спосоние белка вбиомассе, полученной прибе; увеличение выхода биомассы на

выращивании смеси грибов по предла-первой стадии выращивания на 1Q-15

гаемому способу, на второй стадииза счет утилизации смесью мицелиальна 5-10% выше, чем в отдельных куль- 5ных и дрожжеподобных грибов не только

турах грибов.углеводов, но и целого ряда других

Таким образом, преимуществами пред-недоступных дрожжам веществ; полулагаемого способа по сравнению с из-чение биомассы после двухстадийного

вестным являются получение на первойвыращивания с содержанием белка на

стадии продукта с содержанием белка 7-9 выше, чем в известном способе.