Способ культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов

Союз СоветскмкСоциапистическнкРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и,940145(б 1) Дополнительное к авт, свид-ву(22)Заявлено 11.11,80 (21) 3230198/28-13с присоединением заявки РЙ(51) М. Кл. 6 05 О 27/00 ЭюударетвопвЯ каетвт ССИ в юавм вэврвтеккЯ н открытвЯ(54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ХЕМОАВТОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ1Изобретение относится к технической микробиологии и может быть ис.пользовано для научных исследований.Известен способ непрерывного культивирования, при котором питательную5 среду подают непрерывно с заданной скоростью или импульсно с заданной частотой и объемом импульсов 11,23.Недостатком данного способа является отсутствие согласования между 1 о скоростью подачи среды и скоростью роста культуры. При этом существует опасность либо вымывания культуры ,из культиваторакогда скорость пода" чи среды выше скорости роста, либо . 15 лимитирования культуры и,.соответственно, снижения ее продуктивности, когда скорость подачи среды недо- статочнд 20Цель изобретения " повйшение про. дуктивности культуры путем согласования скорости подачи питательной среды со скоростью роста культуры. Указанная цель достигается тем,что в способе культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов путемпропускания электрического тока через культуру отличительной особенностью является то, что изменяютскорость подачи питательной среды взависимости от величины тока, прошедшего через культуру,На чертеже изооражена структурная схема устройства для осуществления способа непрерывного культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов.Устройство содержит электрохимический реактор 1, в котором размещены электроды 2 и 3, соответственно катод и :анод, источник 4 постоянного тока, прибор 5 для измерения тока, включенный в цепь питания реактора 1, и дозатор 6 питательной среды, соединенный с прибором 5,Способ осуществляется следующйм образом.3 94В катодное пространствс еактора Злизают питательную среду, содержащую инеральные элементы Мо Кй, 5 энергетический субстрат- ионы Ге и вводят в среду инокулят железоокисляющих бактерий. В анодное пространство заливают раствор серной кислоты Н 50. Через куль туральную среду барботируют воздух, содержащий СО. Включают источник по стоянного тока и пропускают через культуру электрический ток. Единственным источником энергии для роста культуры является ион двухвалентного железа, который окисляется бактериями до трехвалентного. Окисленное железо так же непрерывно и с той же скоростью восстанавливается на катоде вновь в двухвалентную форму,Скорость роста бактерий пропорцио нальна скорости окисления ими двухвалентного железа, которая равна скорости электровосстановления окисного железа на катоде и, следовательно, пропорциональна току через элект рохимический реактор. Поэтому, чтобы обеспечить потребности клеток в мине ральных компонентах и не создавать в культуре их,избыт;а или недостат-, ков, достаточно подавать питательную среду со скоростью, пропорциональной току,. прошедшему через культуру.П р и . ". р, Реактор 1 представляет собой электрохимическую ячейку с платиновьм ка"одом и анодом, Анодное пространс-во отделено от катод- ного катионоебменной мембраной МКкоторая препятствует возможности окисления ионов Гедо Гена аноде. В катодное пространство заливают культуру 1 ооас 1 1 цэ Геггоох 1 дапь с концентрацией .леток 6 г/л по сухому весу, В емкость питательной среды запито 10 л среды состава, г/л; ;во, 16,7; (НН)ЬО3; НЗРО 0,44; Кво о,оуу; мцьо 4 0,05;рН = 1,65., Включена подача газо-вой смеси 0214; СОп 53 Ип- остальное. Включен источник- постоянного тока и системы автоматического управления. Дозированная подача питательной среды осуществляется по сигналу прибора 5, измеряющего количество прошедшего через культуру электричества. После протекания каждых 3600 кулонов включается дозатор пита; льной среды, который подает в культуру одну дозу, питательной сре дч 10 мл, приведенного выше состава. 0145 4 1 При этом концентрация всех элементов в культуре повышается. При дальнейшем росте культуры элементы потребляются клетками, их концентрация вновь снижается до прежнегоуровня, Скорость роста клеток и скорость потребления ими элементов питательной среды пропорциональны токучерез культуру. При протекании черезкультуру 3600 кулонов клетки потребляют количество элементов среды, которое содержится в 10 мл питательнойсреды. Можно подавать 5 мл питательной среды после каждых 1800 кулоновили по 1 мл после протекания 360 кулонов и т,д. Существенно важно лишьто, что скорость подачи среды (частота срабатывания дозатора) прямопропорциональна величине тока черезкультуру (чем больше ток, тем быстрее будут проходить 3600 кулонови тем чаще будет срабатывать дозатор питательной среды).Ежесуточное определение продук тивности процесса по полученномуурожаю и КПД биосинтеза, а такжеконтроль концентрации минеральныхэлементов показали, что продуктивность культуры устойчивая на уровнег/л в сут, по сухому весу, КПД биосинтеза на уровне 35-404, концентра"ции минеральных элементов удерживаются в пределах, не влияющих на росткультуры отрицательно (й 50-100 мг/л;Р 10-30 мг/л; Мд 10"50 мг/л; К 30100 мг/л).Конкретные соотношения между количеством подаваемой среды, соответствующим потребностям данной культуры и количеством протекшего электричества зависит от вида культурыи концентрации биомассы в культуре.Таким образом, дозированная подача питательной среды в зависимостиот прошедшего через культуру токапозволяет согласовать скорости подачи питательной среды и роста бактерий, что обеспечивает постоянныеоптимальные концентрации элементовпитательной среды и тем самым высокуюпроизводительность культуры и высокийКПД ее биосинтеэа в сочетании с экономичностью и устойчивостью процесса кльзвированияформула изобретенияСпособ культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов путем пропускания электрического тока через культуру, о т л и ч а ю щ и й с я тем,ставитель Г. Богачевахред Е,Харитончик орректор В. Бутя ктор В. Пилипенко аказ 466 У/7 Тираж 914 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 9401 что, с целью повышения продуктивности культуры, изменяют скорость подачи питательной среды в зависимости от величины тока, прошедшего через культуру.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе