Способ получения биомассы микроорганизмов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик) Приоритет 2) 12.08.7 Государстееннмй комитет Совета 1 йиннотров СССР но делам изобретений и открытий(45) Дата опуб вания описанияЧ. 03) Авторыизобретен Иностранцы ес, Джон Гарри Харрисон (Вел аннес Доддема Харвуд и Дэвидкобритания)Нидерланды) аионел Джон Ба Эрнест Форест и Харманнус йИностранная фирма Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б, В.(7 ель ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИИКРООРГАНИЗМОВ(61) Дополнительный к пате Изобретение относится к област логии, а именно производству микмов. Известен способ получения биомассы микроорганизмов путем совместного выращиваниямикроорганизмов, усваивающих углеводород, имикроорганизмов, не усваивающих углеводород, но ассимилирующих продукты жизнедеятельности микроорганизмов, усваивающих углеводород в аэробных условиях на жидкой питательной среде, содержащей источник азо- И 1та, метан и минеральные соли, с последуюшимвыделением целевого продукта 1 . Однакоизвестный способ не обеспечивает быстрого получения биомассы микроорганизмов,С целью ускорения процесса накоплениябиомассы микроорганизмов в предлагаемом способе выращивание осуществляют на среде, содержащей в качестве источника азота мочевину, при этом из группы микроорганизмов,усваивающих углеводород, используют микроорганизмы, способные ассимилировать метани микроорганизмы, усваивающие метанол, аиз группы микроорганизмов, усваивающих продукты жизнедеятельности указанных микроорганизмов, используют уреазоположительные иуреазоотрицательные микроорганизмы и их сов местное выращивание осуществляют при температуре 30 - 50 С и рН 6,0 - 8,0,Культура микроорганизмов, используемая для получения биомассы, состоит из использующих углеводород микроорганизмов, которые обычно не могут усваивать мочевину, но которые могут усваивать ионы аммония, являющиеся источником азота, вместе с одним или более уреазоположительным, не использующим углеводород микроорганизмом, который может разрушать мочевину Н переводить ионы аммония в питательную среду.Использующий углеводород микроорганизм представляет собой усваивающие метан бактерии, которые растут в присутствии метанола. Хороших результатов достигают тогда, когда культура содержит оба вида бактерий, использующих метан и метанол, и которую вырацивают в присутствии метана.Однако в культуре могут также находиться и другие микроорганизмы, например один или более не использующий углеводород уреазоотрицательный микроорганизм, который способен усваивать органические вещества, .образующиеся в процессе роста использующих углеводород микроорганизмов, а также может присутствовать и другой вид использующих углеводород микроорганизмов.лорода для выращивания биоммассы может бытьвоздух, кислород или обогащенный кислородом воздух.Температуру поддерживают в пределах 30 -50 С, предпочтительно 38 - 45 С. рН среды находится в пределах 6,9 - 8,0, предпочтительно6,4 - 7,4, что достигают соответствующим введением щелочи, например ИаОН, КОН, или кислоты, например НгБО или НгРО,Клетки микроорганнзмов выделяют из пие тательной среды путем флоккуляции, седимен.тации или осаждения с последующим центрированием или фильтрацией. Затем биомассувысушивают, например, вымораживанием илираспылительиым высушиьаиием, и она в таком виде может быть использована в качествефф протеинового продукта питания или пищевойдобавки для человека или животных.Пример. Ферментационный чан обвемом 2,5 л загружают питательной средой ипомещают в нее 100 мл культуры Тз (состоя щей иэ 1 актерий ЗМз, ОМ 2, М, Мг, Мз и М,),Состав питательной среды следующий, г/л:КНгРО 1,6ИаНРО 4 1,16Мочевина 1,12МдЯО, Н,О 0,0825 геЬО 7 НгО 0,014Са(ИО) г 4 НгО 0,025Сц 504 5 НгО 8 1062 пЗО, НгО 6 8,10-гМлЬО, 4 НгО 60 10 гИаМо 042 НгО 4,8 1030Температуру в чане поддерживают 42 С,а рН 7,0. Смесь метана (25%) и воздуха (75%)барботируют в реакторе со скорость 600 мл/мин.Содержимое чана перемешивают при помощи мешалки, вращающейся со скоЗ 5 ростью 1200 об/мин,Выращивание биомассы происходит в течение 24 ч, а когда давление растворенногокислорода достигнет нуля, осущестзляют непрерывный процесс получения биомассы, исполь 49зуя питательную среду указанного сОстава. Скорость разбавления повышают ступенчато черезпромежутки в 2 ч примерно на 0,02 ч дотех пор, пока она не достигнет 0,175 ч.Реактор работает в условиях, приведенныхниже.46 Абсолютное давление газа на входе, мм рт. сг,70. 24116,867,6511,790,5020,0680,134,206,080,3561,97,3,22138041,8 Усванвающими метан микроорганизмами являются, например, МеВу 1 ососсоз сарзоа 1 оз, Мейу ососсоз вввоз, Ме 1 пу 1 Ьас 1 ег ипе 1 апЙ 1, Мейу 1 оь 1 поз 1 г 1 сйозрог 1 ов, Мейу 1 осуз 11 з рагЫз.Пригодными микроорганизмами, усваивавшими метан; являются Нур)гав 1 сгоЬ 1 ов зр.Рзеодовопаз ех 1 огдоопз, Рзеодовопаз веВу о 1 горЬа.В качестве не усваивающих углеводородбактерий, способных поглощать мочевину и Ф расти в смешанной культуре с усваивающими углеводород бактериями, могут быть использованы любые не усваивающие углеводород бактерии, например, организмы М(ИСВ 1062), Мг(ИС 1 В 11061) и Мф(ИС 1 В 11065),Предпочтительной смешанной культурой, ис.яользуемой совместно с метаном, является культура Т (ИС 1 В 11085), которая состоит . из поглощающего метан микроорганизма Я(6,(ИСВ 11084), поглощающего метанол микроорганизма ОМ 2 (ИС 1 В 11112) и че; тырех неметилотропных микроорганизмов М, Мг, М 4 и М, (ИС В 1063). М, представляет собой уреазный отрицательный микроорганизм,Обычно мочевнна присутствует в жидкойпитательной среде в количестве 3 - 50 г/л,В питательной среде могут также присутствовать и другие элементы, например сера, фосфор, магний и железо.Источниками фосфора являются фосфаты(один нли более), например КгНР 04, КНгРО, или ИагНРО, или фосфорная кислота, присутствующая в количестве 3 - 20 г/л, Источником серы может быть серная кислота или лю бой сульфат, присутствующие в количестве 0,5 -5,0 г/л.Два металла обеспечиваются за счет однойилн более нх солей, например, МАЗО, 7 Н гО в количестве от 0,2 - 2,0 г/л и Ге С 1, 6 Н гО в количестве 0,01 - 0,1 г/л.В питательной среде могут также находиться следы других элементов в виде соответствующих солей, например кальция, марганца, цинка, кобальта, молибдена и бора.Способ можно проводить периодически,полунепрерывна, но предпочтительным является непрерывный способ получения биомассы.Для обеспечения роста микроорганизмових помещают в питательную среду, контактирующую с кислородом.В случае непрерывного способа выращивания культуры микроорганизмов ферментацню ведут, например, в.чане для брожения с иеремешиваннем или башенном чане, который снабжен либо внутренним устройством для охлаждения, либо внешним холодильником повторного цикла.Свежую питательную среду непрерывно нагнетают в культивированную среду со скоростью, эквивалентной 0,02 - 1,00 объемам культуры в час, а культуру выводят с такой скоростью, чтобы общий объем культуры оставался постоянным. Контакт кислорода или углекислого газа с питательной средой осуществляют предпочтительно путем их непрерывного барботиравания через среду. Источником кис. Температура газа на входе, СИзмеренный расход газа на входе, сАзот на. входе, (%)з 0 Метан на входе %Углекислый газ на входе, 7,Кислород на входе, %Азот на выходе, %Метан на выходе, %д Углекислый газ на выходе, %Скорость истечения жидкой среды, чОбъем реактора, лрнКонцентрация биомассы, г/лСкорость перемешивания, об/мин40 Температура в реакторе, С603348 Концентрация в среде, гл:мочевиныННзКонцентрация в культуре, г/л:мочевиныМНз 1,122 0,250 0,051 Составитель С. Малклииа Редактор Л. Новожилова Текред О. Луговая Корректор Д. Ммьниченко Заказ679/63 Тираж 568 Подписное ОНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раущская наб. д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4В таких условиях достигают состояние насыщения метаном. В результате анализа на содержание мочевины ионов аммония выраженных в МНз получают следующие значения; Таким образом, мочевнна полностью нз. расходована. Ионы аммония поступают в питательную среду 4 и используются бактериями, усваивающими метан, как источник азота. Уровень ионов аммония в растворе вырашиваемой культуры низок (51 мгл), что обеспечивает хороший рост усванвающих метан бактерий без ингнбировання этого процесса. Общее количество оставшегося азота в культуре, если ои присутствует в виде ионов аммония, будет достаточен для ингябироваиия роста и лег. кого вымывания нз биомассы. Предлагаемый способ обеспечивает быстроеполучение биомассы микроорганизмов. фоРмула изобретенияСпособ получения оиомассы микроорганизмов путем совместного выращивания микроорганизмов, усваивающих углеводород, н микроорганизмов, не усваивающнх углеводород, но в ассимнлируюших продукты жизнедеятельнос.ти микроорганизмов, усваиваюших углеводород в аэробных условиях на жидкой питатель.ной среде, содержащей источник азота, метан и минеральные соли, с последующим выделе.1 Е пнем целевого продукта, отличающийся тем,что, с целью ускорения процесса накопления биомассы микроорганизмов, выращивание осу.шествляют на среде, содержащей в качестве источника азота мочевину, при этом нэ группы микроорганизмов, усванваюших углеводо- И род используют микроорганизмы, способныеассимилировать метан, и микроорганизмы, усваивающне метанол, а из группы микроорга.низмов, усваивающнх продукты жизнедеятельности указанных микроорганизмов, используют уреазоположительные и уреазоотрнцательные микроорганизмы и их совместное вырашиванне осуществляют при температуре 30 - 50 С и рН 6,0 - 8,0.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;Патент Франции2218384,кл. С 2 К 1/00,974.