Способ культивирования микроорганизмов

о 767191 Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к АтОРФюмУ сВи тйльСтеУ(22) Заявлено 11,11,77 (21) 2542093/28-13 М тЗ С 12 В 1/00 с присоединением эаввкм Их ГосударственныЯ комитет СССР ио делам изобретениИ и открытнЯОпубликовано 3009,80. ВтоллеДата опубликования оттисаинв 303980(72) Авторы изобретения С.С,Рылкин, А.В,Шульга, А.Н.Шкидчеико и В.С.Орлова Институт биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР(54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к микробиологической промыщленности, а именно к способу культивирования микроорганизмов.Известен способ культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах, содержащих,источники углерода, азота, Фосфора и минеральные соли, предусматривающий подсев в Ферментер из иноку лятора той же культуры 1).Недостатками известного способа являются сравнительно высокие значения выхода целевых продуктов и производительности Ферментеров.Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов и увеличение производительности Фермеитеров.указанная цель достигается тем, что по предлагаемому способу подсев ведут культурой, адаптированной к одному или нескольким углеродосодержащим компонентам кул 1 ьтуральной среды.В зависимости от конечной цели культивирования адаптацию осуществляют различными способами путем выращиэания культуры в инокуляторе на исходной питательной среде в периодическом режиме до состояния, в котором она переходит кутили эации продуктов метаболизма; путем выращивания культуры в инокуля- % торе иа питательной среде, содержащей в качестве основного источника углерода один или несколько продуктов метаболизма 1 путем выращивания культуры в инокуляторе на 6 питательной среде, содержащей вкачестве источника углерода один из смеси источников углерода питатель" ной среды, используемойв Ферментере,Подсев в Ферментер культуры,адаптированной к одному или нескольким углеродосодержащим компонентамкультуральной среды, приводит ктому, что в Ферментере одновремен 2 р ио развиваются две или несколькоФракций одной и той же культуры,различных по своему отношению ксубстратам питательной среды. Это. приводит к более полной утилиэа ции углеродосодержащих компонентовсреды, а следовательно, к повьпаениюэкономического коэффициента иливыхода целевых продуктов.Предлагаемый способ поясняется 30 следующими примерами.П р и м е р 1. Культуру дрожжейСапПИа гор 1 са 11 з ИБФМзасевают в ферментер АКна б л модифицированной среды Ридера следующего состава, (г/л):Глюкоза 20ЯН 4 НзР 04 .8,0(НН 4) 2 НРО 4 8, 0КСО0 4Чд Я 047 Н 0 1, 0ГеЯО 4 7 НОО,005ИпЯО 4 7 НО 0,0006ЕпЯ 04 7 Няо 0 0008СцЯО 4 5 Н О О, 00008Дрожжевая вода 20 млВыращивание проводят в периодическом режиме. Через 12 ч глюкозу в среде не обнаруживают. Выход культивирования биомассы 8,5 г/л. В течение последующих б ч концентрация биомассы существенно не изменяется. Экономический коэффициент 44.По предлагаемому способу культуру дрожжей в инокуляторе выращивают на указанной выше среде Зб ч в периодическом режиме. За это время культура переходит к потреблению продуктов метаболизма.В основном Ферментере АКведут выращивание культуры. в том же режиме. Через 12 ч в этот Ферментер подсевают культуру из инокулятора в количестве 600 мл (10 от объема культуральной среды). Через б ч"концентрацйя биомассы в - основном Ферментере 11,5 г/л (за вычетом подсеянной биомассы), а экономический коэффициент 57,5," П р и м е р 2, Культуру бак,терий АегоЬасйег аегоделеэ выращивают с целью получения ацетоина со скоростью протока 0,2"ч в Ферментере АКна 5 л среды следующего состава, г/л: глюкоза 10,0, пептон ЧиФко 5,0, КНР 04 ЗНО 2,0, КНР 04 2,0,СаСР 0,2,На Я 10 з 0,05, РеЯОд.7 НО 0,005,2 пЯ 04 7 Н 40,МпЯО5 НО,СоСЕ 6 НО и На."1 о 04 2 НО по 0,0005. Реяам вьращиванияф рН 6,0, температура 37 С,аэрация л/ч, скорость мешалки 800 об/мин; На выходе иэ ферментера культуральная жидкость содержит 20,410 бактериальных клеток /мл. Выход ацетона0,2 г/л.С целью повышения выхода ацетона используют систему двух последовательно соединенных инокуляторов, каждый из которых соединен с основным ферментером.Рабочий объем первого инокулятора 1 л, второго 1,5 л. В обоих инокуляторах ведут выращивание культуры АеегоЬасЕег" аегофепеэ в периодическом режиме в течение 12 ч на вышеуказанной среде за исключением того, что во втором инокуляторе в качестве источника уг лерода используют 2 этилового спирта. Через 12 ч включают проток изпервого инокулятора в основнойферментер со скоростью 0,2 чив течение 5 ч засевают его. Одновременно в первый инокулятор стой же скоростью подают свежуюпитательную среду. Затем проток изпервого инокулятора переключаютво второй инокулятор, из которогоначинают непрерывный подсев адаптированной культуры к этиловомуспирту в основной Ферментер.Туда же .подают свежую питетельную среду соскоростьЮ 0,2 ч 1, На выходе из Ферментера культуральная.жидкость содержит 24,3107 бактериальных 15 клеток/мл. Выход ацетоина 1,3 г/л.П р и м е р 3. Культуру СапЫйа гоо 1 саИз ИБФМвыращиваютв 5 л модифицированной среды Ридера, содержащей, г/л: ЛН 4 НРО 8,0, ;р ИН 4)2 ЙР 04 8,0, КСО 0,6, ЙаСУ 0,2,МЧЯО 4 7 Цо 1,0,РеЯ 04 7 НО 0,004,МпЯО 4 7 НО 0,0004, 2 пй 04 7 НО0,0004, СцЯ 045 НО 0,0002, дрожжевой воды 20 мл, глюкозы 10,0, мальтозы 10,0 в ферментере АК"10 прискорости протока 0,25 ч. Концентрация веществ на выходе из,ферментера:глюкоза 0,01, мальтоэа 0,90, биомасса 6,94 г/л, экономический коэффициент 34,7. По предлагаемому способу процессведут, используя бактерию из трехинокуляторов (объем каждого 1,5 л),соединенных последовательно. Второй и третий инокуляторы соединеныс основным Ферментером, объем которого б л.Дрожжи засевают в первый инокулятьри культивируют в периодичес ком режиме на вышеуказанной среде в течение 12 ч. Затем начинаютподачу свежей питательной среды соскоростью протока 0,2 ч-и с тойже скоростью подают культуральную 45 жидкость иэ первого инокулятора вовторой. Наполнение второго инокуляторапроисходит эа 7,5 ч,после чего"культивирование продолжают в периодическом режиме еще 7 ч. Поскольку 5 в первом инокуляторе происходитпочти полное потребление глюкозы,йсточником углерода во втором инокуляторе является главным образоммальтоза. Дрожжи, выходящие иэ вто"рого инокулятора, адаптированы кмальтозе, Иэ второго инокуляторакультуральную среду подают по 150 мл/чв основной Ферментер и третий инокулятор, В третьем инокуляторе культивирование осуществляют в периоди ческом режиме 36 ч. При этом происходит адаптация культуры к продуктамметаболизма мальтозы. Затем третийинокулятор подключают к основномуферментеру со скоростью подачи 45 культуральной среды 150 мя/ч.767191 Время культ рован 70,87 8 90,2,5 т тельыход вреПредлаг значительн ность Ферм целевых пр мя культив способ позволсить произвоз, увеличитьодуктов и сократирования. емыйповннтер 40 ормула изобретен ания микротательныхники углеродьные соли,в Ферментарльтуры, о т, .что, сцелевых прольтурой,или нескольомпонентам а,55 а о а ания куль Подписное раж 52 ВНИИПИ Заказ 7135- ч"., мПроектная,г. ужгород,илиал ППП 1 Пат Таким образом в основной Ферментер подсевают смесь исходной и адаптированной к мальтозе культур из второго инокулятора н адаптированной к продуктам метаболизма мальтозы культуры из третьего инокулятора. Кроме того, в основной Ферментер подают свежую питательную среду со скоростью протока 0,25 ч.По достижении устойчивого проточного режима работы Ферментера на выходе определяют концентрацию веществ: глюкоза 0,03, мальтоза 0,01, биомасса 14,87 г/л. Экономнический коэФФициент 74,35П р и м е р 4, Культуру ЬасйоЬас 1 ег 1 ця Йе 3 Ьгцс 1 ц выращивают периодйческим способом при аэрации 1. Способ культнвироорганизмов на жидких псредах, содержащих истоазота, ФосФора и минералпредусматривающий подсеиз инокулятора той же кл и ч а ю щ и й с я темцелью повышенйя выходадуктов, подсев ведут кадаптированной к одномуким углеродосодержащим ккультуральной среды.2. Способ по п.1, о тщ"и й с я тем, что адапществлявт путем выращив 1 л/л в минуту при 30 фС, на ячменном сусле 3 Б, начальном значенииорН 6,7 и при исходной концентрации биомассы, взятой иэ экспоненционной Фазы роста, 0,3410 кл/мл. Через65 12 ч культивирования выход молочной кислоты составляет 49,8. Про" цесс завершается через 26 ч, Выход молочной кислоты 90 (см. таблицу); По предлагаемому способу выращивание культуры ЬасоЬасйег 1 ав беЬгцсМЙ ведут в ферментере аналогичнйм образом 3 ч, после чего проводят подсев культуры из инокулятора, в котором культивирование ведут на исходной среде 26 ч, Процесс в осйовном Ферментере заканчивается через 18 ч. в инокуляторе иа исходной питательнойсреде в периодичеоком; режиме до состояния, в котором она переходит кутилизации продуктов метаболизма.3. Способ по п, 1, о т л и ч ав щ и й с я тем, что адаптацию осуществляют путем выращивания культурыв инокуляторе иа питательной среде,содержащей в качестве основного источника углерода один из продуктовметаболизма.4. Способ по п. 1, о т л и ч а вщ и й с я тем, что адаптацию осуществляют путем выращивания культурыв инокуляторе на питательной среде,содержащей в качестве источникауглерода один из смеси источниковуглерода исходной питательной среды.Источники инФормации,принятие во внимание при экспертизе1. фНепрерывное культивированиемикроорганизмов. Редакторы Э.П.Малек.,фЗ.Фенцель М.,Пищепромиэдат, 1968,с. 106.