Способ получения биомассы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВ 7 ОРОтОМУ СВКДЕУЕГЬСТВУ 11 ц 506613 Союз Советских Социалистических Респтб 11 к(22) Заявлено заявкиПРИСОС 1 ППСИИЕ Государстве 1 иыи коцит Совета Мииистров ССС 3) Приоритет и бл.;:ков но(088.8) 153) УД делам извороте 11 и тии писания 12 05,Ддтд О;уоЛИИОВаиця(72) Л и тор ь. 11 до бр стени Н. И. 15,оротценко, Г А. Д,Всесо 1 озный научно И, Воробьева, С. В, Чепиго, В. П. ЖдДенис, Л. Б. Старык и А, В. Луцикследовательский институт биосинтезвеществ новских,71) Заявнтсл белков 14 ОМАССЫ 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕН 15 оцес Изобретение относ:1 тся к микробиологичсскОЙ пэом 1 э шлепности, д и.1 спно к получени 10 биомассы микроорг 11 пизмоз па среде с;глсводородами.Известен способ получения биомассы, включающий выращивание микроорганизмов, например дрояткей, на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода парафиновые углеводороды, стимуляторы роста, необходимые для роста минеральные соли, отбор культуральпой среды, разделение сс Па фракции: твердую - дрожжи и жидкую, возграт жидкой фракции на начальную стадию выращивания, дозревание дрожжей, дог:олнительное разделение дрожжей на жидкую и твердую дрожжевую фракции и высушивание дрожжей.С целью увеличения выхода биомассы приодновременном улучшении ее качества по предлагаемому способу культуральную среду перед разделением ее на фракции и полученную после 1 эазделени 51 жидкую фракци 10 выдерживают при кис; ом значе 1 ии ПН. а после дозревания дрожжевую суспепзщо нагревают.Значение рН, при котором ооществляОтвы,срткпваппс ктгпг"1 зт 1 льпОИ срсь 1япдКой (РР 1 КЦИ 1, ЯСЛ атег 1-,ПО ПОДДЕРж 11 З . ь Р Д Зным 2,7- - 3,5.Нагрсвапис дроя езо;. с, спепд 111: .:. дтетвести до температуры 62 - 68-С ь те;сп;1 е 5 15 минут, а дозревание дрожжей проводить пп 1 ОН преимтще:тве 11110 2,7 - -5.5.3Предложены способ поясняется технолог.1 ческо 1 схемой, изображенной на чертетке.5 Спс оо подуче:Ия биомассы заключается вслед ющсм.Углеодоп одокисл 51 Опцие штаммы дрожжейил: бактср 1 Й выращивают в пепрерывнОм процессе в две и оолее ступеней з аппаратах 10 с адрацпе 11 в водноИнеральной питательнойсрсдс с, глеводородамп прп добавлении углеводородов только в аппарат первой ступени при температуре, оптдальной для данного штамма микроорганизмов.Угеводородокпсл 5 пощие штаммы дрожжейрода Сапйс 1 а, преимущественно С. дн 111 егпопс 11 или С. 1 горСа 1 з, выращивают в нестерильпых условиях при рН в интервале от 2,7 до 3,5 и коэффициенте разбавления среды20 0,14 - 02 ч .1 ультур альную жидкость с биомассойпос,-.с первой ступени выращивания непрерывно выводят из ферментера и направляют в промеж 5 точи О емкость, где выде 1.жива 0 т 25 без подалчи воздхд пп; р 1-1 2,7 - 3,5 и 25 --39 С: течение 1- -2 г. Затем биомассу выде.; т лк.бым известным способом и подают и з;Оную стпсн Иьп.ащпвдп:и: - дозрсвдпие.30 С 1 ЛСЛСьпуО 1; ПЕраой СтуПЕПП П 1 Сакультуральную жидкость выдерживают при .Б - 30 С и рН 2,7 - 3,5 в течение 2 - 3 ч без перемешивания и аэрации. При этом происходит выделение неутилизированных углеводородов, которые непрерывно выводят путем слива с отметки верхнего уровня жидкости в отстойнике.Отбор культуральной жидкости для возврата на 1 ступень ферментации производят с нижней отметки емкости, достигая таким образом непрерывного облагораживания отработанной культуральной жидкости и ее рециркуляции на 1 ступень ферментации.Вторую ступень ферментации (дозревание) проводят при перемешивании и аэрации без дополнительной подачи питательной среды, в том числе углеводородов. в условиях более высокой концентрации биомассы при рН предпочтительно в интервале 2,7 - 5,5 для дрожжей и 6,5 - 7,2 для бактерий, в течение 1 - 2 ч, при температуре, равной оптимальной для культивирования конкретного штамма микроорганизма; однако для термотолерантных культур предпочтительно снижение температуры ферментации на 2 - 6 С.После дозревания культуральную среду нагревают в течение 5 - 15 мин до 62 - 68 С, например, в теплообменнике или плазмолизаторе, после чего жидкую фазу отделяют от микроорганизмов любым известным способом и возвращают ее на первую ступень ферментации в качестве биостимулятора. Отделенную биомассу подвергают плазмолизу при 90 С в течение 60 мин и затем высушивают,Исгользование предлагаемого способа позволяет вести процесс при максимальной чистоте культивируемого штамма микроорганизма-продуцента в нестерильных условиях ферментации даже в жаркий период года при отсутствии бактериальной инфекции или на личин ее в количестве не более 10 клеток1 мл культуральной жидкости и сохранить нормальное морфолого-физиологическое состояние продуцента, что обеспечивает повышение продуктивности процесса.Способ позволяет длительно вести процесс непрерывного культивирования при полном возврате на ферментацию отработанной культуральной жидкости без ее дополнительной стеричизации, максимально сократить объем производственных сточных вод и затраты на их очистку, стабильно получать высококачественный готовый продукт (кормовые дрожжи с содержанием сырого протеина до 60%),Предлагаемый способ поясняется примерами его выполнения.П ри м е р 1. Выращивание дрожжей СапЙс 1 а 1 гор 1 са 11 з на минеральной среде с очищенными жидкими парафинами нефти (объемная концентрация 1/о) проводят непрерывным способом в ферментере объемом 28 м с аэрацией и перемешиванием при 37 - 38 С и рН 2,8 - 3,0. Из аппарата первой ступени каждый час отбирают насосом 0,8 м культураль 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 4ной жидкости с биомассой (6 - 8 г/л абсолют.но сухих дрожжей) и подают в промежуточную емкость, где ее выдерживают 2 часа. Затем биомассу выделяют на сепаратореДСГпо принципу ступенчато-круговой сепарации для отделения 80% отработаннойкультуральной жидкости,Отработанную культуральную жидкость подают в промежуточную емкость (отстойник) .Объем жидкости в отстойнике поддерживают1,3 м. Каждый час из нижней части отстойника отбирают 0,64 м и подают на ферментацию в аппарат первой ступени, а в отстойникподают 0,64 м свежей культуральной жидкости, Таким образом, время выдерживаниякультуральной жидкости составляет 2 ч. Сгущенную дрожжевую суспензию подают в аппарат второй ступени на дозревание при рН5,0 и 32 - 34 С в течение часа,Далее дрожжевую суспензию нагревают втеплообменнике в течение 10 минут до 65 С,после чего отделяют на сепараторе ДСГ жидкую фазу, Из 1,3 м дрожжевой суспензииполучают 1,1 м жидкой фазы и 0,2 м дрожжевого концентрата с содержанием 21% сухих веществ. Биостимулятор направляют напервую ступень ферментации.Дрожжевую суспензию подвергают плазмолизу при 90 С в течение 60 мин и высушиваютна раопылительной сушилке. Готовый продуктсодержит 59 О/, сырого протеина, 0,8/о липидов, 0,05/, углеводородов, витамина В,8,2 мг/кг, витамина В, 64,7 мг/кг.П р и м е р 2, Выращивание дрожжейС. дш 111 еггпопс 111 осуществляют непрерывно втечение 32 суток по описанному в примере 1режиму при рН 3,0 - 3,2 на первой ступениферментации и при дозревании без заменыкультуры и без ее подсева с постоянным возвратом на ферментацию 80/, отработаннойкультуральной жидкости, Культура дрожжейв течение всего опыта находится в хорошемсостоянии: клетки однородные с гомогеннойпротоплазмой и розной гладкой оболочкой;почкующихся клеток 40 - 42 о , мертвых до1 . Бактериальная и грионая инфекция отсутствуют. За все время опыта выход дрожжей от парафина составляет 92/о при содержании белка (сырого протеина) 57%, липидов1,3%, золы 8%, углеводородов до 0,1%.П р и м е р 3 (контрольный), Непрерывноекультивирование дрожжей С, рп 111 егпюпс 111осуществляют по известной технологическойсхеме фермептации: дозревание при рН 4,0 4,2 - отделение дрожжей от культуральнойжидкости - возврат последней на ферментацию - промывка водой - тепловая обработкаи сушка дрожжей.При возврате на ферментацию 80% отработанной культуральной жидкости в течение7 дней выход абсолютно сухих дрожжей отзаданного парафина падает с 95 до 78 , содержание сырого протеина уменьшается с 51до 43%. Бактериальная инфекция составляет 3 5 клеток в 1 мл. И только при замене