Способ определения концентрации источника углерода при культивировании микроорганизмов

(19) 12 Я 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ низмовИзмеряют ско кислорода микроорган се культивирования и ребления процест коня пее сть и змами вычис центрацию источникариодического процесс лерода дл по формул етельство СССР 1/06, 1985. Я КОНЦЕНТРАЦИИ КУЛЬТИВИРОВАсится к микроенности и напточности опреисточника углении микрооргаС Щ 0 - скорость бл. разбавления ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СП ИСТОЧНИ НИИ МИКР (57) Из биологи равлено деления рода пр СОБ ОПРЕДЕЛЕКА УГЛЕРОДА ПООРГАНИЗМОВбретение отнеской промышлна повышениеконцентрациикультивиров С = Ср -ЬС 1 Вас, где С(й)отекущая концентрация источника углерода, г/л; С р - начальная концентрация источника углерода, г/л; Ь - сте хиометрический коэффициент биологического окисления, г источника углерода/гО, Ц 0 - скорость потребления кислорода, г/л ч. Для непрерывного процесса С вычисляют по формулеСо - СкФЧ (Я)с 1"о- начальная концентрация источника углерода, г/л; - конечная концентрация источника углерода, г/л; - скорость потребления кислорода, г/лч,40продолжительность процесса, ч. где С Способ осуществляют следующим образом.В периодическом процессе культивирования непрерывно измеряют скорость потребления кислорода микроорганизмами. Используют известные значения начальной концентрации источника углерода и коэффициента биологического окисления и вычисляют концентрацию источника углерода по формулес: с, -ь с, (а,5о где С - текущая концентрация источника углерода, г/л; Изобретение относится к микробиологической промьпцленности и может быть использовано при культивировании микроорганизмов. 5Цель изобретения - повышение точности определения концентрации источника углерода при культивировании микроорганизмов.Установлено, что в процессах культивирования микроорганизмов существует пропорциональная зависимость между количеством использованного источника углерода и количеством потребленного кислорода. Коэффициент Ь характеризует процесс реального биологического. окисления и определяет количество источника углерода, для окисления которого микроорганизмами использован 1 г кислорода. Численное значение коэффи Я 0 циента Ъ определяется видом микроорганизмов, т,е. зависит от метаболизма, а также видом источника углерода, другие параметры влияют на величину Ь незначительно. Для эксперименталь ного определения величины Ь используют либо известный способ определения полноты использования субстрата, либо данные, полученные за весь процесс периодического культивирования, при 30 этом Ь вычисляют по формуле Со - начальная концентрация источника углерода, г/лЬ - стехиометрический коэффициент биологического окисления, г источника углерода /г 0,скорость потребления кислорода, г/л, ч.В условиях непрерывного культивирования расчет концентрации источника углерода проводят по формулеЬоСИ) =с0 р эгде- скорость разбавления среды,чДля пояснения способа приводятся примеры конкретного использования способа в лабораторной практике,П р и м е р 1. В периодическом процессе культивирования продуцентов лизина, проводимого в аппарате АНКУМ 2 М объемом 10 л, непрерывно измеряли скорость потребления кислорода микроорганизмами газобалансовым методом при помощи газоанализатора кислорода ГТМКб, .Стехиометрический коэффициент биологического окисления Ь определяют по данным периодического процесса культивирования. Количество источников углерода, использованное за весь процесс, составило 133,8 г, количество кислорода, потребленное на 1 л культуральной жидкости и определенное интегрированием скорости потребления кислорода эа весь процесс, составило 343,9 г/л. Таким образом, величина Ъ для продуцентов лизина Вгеч 1 Ъасег 1 цтп й 1 ач)пп Есоставляет 133,8:343,9 = 0,389 г/г.Во втором периодическом процессекультивирования продуцентов лизинаначальная концентрация источниковуглерода составляла 141,0 г/л, Вовремя процесса проводили непрерывноеизмерение скорости потребления кислорода и по выражению .(1) определяликонцентрацию источников углерода вкультуральной жидкости.Данные приведены в таблице и сопоставлены с результатами анализов,полученными эбулиостатическим методом,Расчет концентрации источниковуглерода в культуральной жидкости согласно прототипу невозможен вследствие того, что в период культивирования рН культуральной жидкости сос141,0 121,7 114,4 141,0 125,0 115, 0 19,3 26,6 88,3 12 52,7 88,5 20 84,5 56,5 68,5 23 93,8 47,2 56,0 27 114,4125,3 132,6 26,3 24,0 36 15,7 20,0 42 8,4 7,7 3 14061 тавляло 7,2-7,4 и подкисление аммиачной водой не проводилось.П р и м е р 2. В лабораторном фер.ментере АНКУММ емкостью 3 л прово 5 дили непрерывное культивирование термоацидофильных бактерий Вас 111 цз ас 1- йосо 1 йагдиз 1 Д 4 при 60 С и рН 3. Ско рость потребления кислорода определяли непрерывно газобалансовым методом 10 с помощью пульта газоанализаторов ПГА, Объем культуральной жидкости в в аппарате сохранялся постоянным 1,5 л, скорость разбавления среды Р = 0,053 ч ", Состав исходной среды 15 следующий, г/л: глюкоза 10,0; (НН)БО 3,0; КНРО О,З; СаС 12 НО 0,25; МАЗО 7 НО 0,1. Через 6 ч после установления режима величина скорости потребления кислорода составляла 0,519 г/л ч, Значение стехиометрического коэффициента биологического окисления Ь, полученное известным способом, составило для глюкозы 0,85 г/г. Концентрация глюкозы в культуральной жидкости, определенная согласно предлагаемому способу, сос- тавляет С = 10 - - -- - - = 1 68 г/л.0 519 О 850 05330Величина концентрации источника углерода в культуральной жидкости в данный момент, измеренная эбулиостатическим методом, составила 1,66 г/л.Использование предлагаемого способа определения концентрации источника углерода при культивировании микроорганизмов обеспечивает следую 644щие преимущества по сравнению с известными способами: не требует изме. рения дополнительных величин, кроме скорости потребления кислорода и сте. хиометрическогокоэффициента биологи" ческого окисления, возможность использования в любых процессах культивирования микроорганизмов, сокращение времени и трудоемкости определения концентрации источника углерода при культивировании микроорганизмов,Формула изобретения Способ определения концентрации источника углерода при культивировании микроорганизмов, предусматривающий измерение скорости потребления кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, концентрацию источника углерода в культуральной жидкости оп" ределяют по разности между начальной концентрацией и потребленной частью источника углерода, при этом потребляемую часть источника углерода в периодическом процессе определяют интегрированием произведения скорости потребления кислорода на стехиометрический коэффициент биологического окисления или потребленную часть источника углерода определяют по отношению произведения скорости потребления кислорода на стехиометрический коэффициент биологического окисления и скорости разбавления среды при непрерывном процессе,