Способ приготовления мелассосодержащих питательных сред для выращивания продуцентов l лизина

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 И 9) (11) ЯЕ 093 И1 Ц 1ьью1)111. л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Шебекинский биохимический завод и Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР765277, кл. С 12 И 13/00,1978.Авторское свидетельство СССР378411, кл, С 12 Р 13/08, 1971, (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЛАССОСОДЕРЖАЩИХ ПИТАТЕЛЬНЫХ РЕД ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПРОДУЦЕНТОВ 1,-ЛИЗИНА 1Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается приготовления питательных сред, содержащих мелассу, для выращивания бактерий - продуцентов-лизина, который . может быть использован в животноводстве для балансирования кормов,Целью изобретения является улучшение технологических свойств среды.При приготовлении мелассосодержащих питательных сред для культивирования продуцентов лизина смешивание компонентов среды и ее стерилизацию ведут- одновременно путем обработки компонентов модулированными .локальными пульсациями давления, рассредоточенными по всему объему с частотой пульсаций 200-300 кГц при 40-80 С.Стерилизация обрабатываемой среды осуществляется одновременно со смешиванием компонентов за счет возникаю(51)5 С 12 Р 13/08 ю С 12 И 1/00, 13/00 2(57) Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается приготовления питательных сред, содержащих мелассу, для выращивания бактерий-продуцентов 1 -лизина, который может быть использован в животноводстведля балансирования кормов, Целью изобретения является улучшение технологических свойств среды, Способ заключается в смешивании компонентов . ферментационной питательной среды и ее стирилизации путем обработки модулированными локальными пульсациями давления,рассредоточенными по всему объему среды, с частотой пульсаций 200-,300 кГцпри 40-80 С. 2 табл.щих от глубокой модуляции потока кавитационных явлений, сопровождающихся локальными (в предепах кавитационного пузырька) кратковременными (доли се- ффффф кунды) повышениями температуры до со- ЯД тен градусов и давлений до сотен атмо- Я",) сфер, т,е. знакопеременное воздействие1 давления на содержащиеся в обрабатыва- Д емой среде клеточные оболочки микро=;с р флоры таково, что они разрываются.Так как кавитационные пузырьки при таких режимах обработки возникаютФ . на границе раздела фаз, то центрами кавитации становятся стенки клеток, При схлопывании пузырька на стенкеклетки, возникает интенсивное ультрафи олетовое чзлучение, губительно действующее на живые микроорганизмы.Указанный интервал температур снижает вязкость среды, значительно повышает реакционную способность смешива 3 159 7403емых компонентов, что позволяет в результате описанной обработки получитьстерильную высокогомогенную нерасслаивающуюся питательную среду с равно 5мерно распределенными по всему объемусреды компонентами.Таким образом, предлагаемый способ позволяет за счет активного гидродинамического режима обработки полурчить стерильную питательную среду сулучшенными технологическими свойствами. Мягкие нетермические режимы стерилизации позволяют значительно повысить качественные показатели питательной среды, что положительно влияетна процесс культивирования микроорганизмов - продуцентов лизина. Увеличивается выход лизина на 18-30% при сокращении времени ферментации на 30-35%,20,Кроме того, полученная культуральнаяжидкость за счет более полного исполь,зования микроорганизмами всех содержащихся в ней питательных веществ приобретает свойства, позволяющие при 25концентрировании .(выпаривании) и сушке значительно уменьшить механическиеи термические потери лизина.Для осуществления способа исходные компоненты в необходимых количествах загружают в емкость с рубашкой. После предварительного грубогораспределения компонентов питательнуюсреду пропускают через устройство,например гидродинамический струйныйпульсатор, в котором осуществляетсямодуляция потока жидкости, т.е. обрабатываемый объем среды подвергают воздействию следующими друг эа другомфазами давления и разрежения с частотой 200-300 кГц. Температуру. средыво время проведения совмещенных процессов смешивания, гомогенизации истерилизации (60 мин) поддерживают винтервале 40-80 С. 45В табл. 1 представлены различныепараметры обработки мелассосодержащейпитательной среды и данные по фермен-тации 1,-лизина при использовании вкачестве продуцента штамма ВгечЬасгегхцш зр. Е, а в табл, 2 - штамма СогупеЬасгегхцш 1 цгашхсцш 5.Как видно из табл. 1 и 2, уменьшение частоты пульсаций ниже 200 кГцне обеспечивает стерильности среды, аувеличение частоты выше 300 кГц приводит к значительным знергоэатратамбез улучшения качества срецы, При этоме,интервал температур 40-80 С обуславливает снижение вязкости среды и лучшее распределение воздействия пульсаций.П р и м е р 1.Посевной материалштамма ВгесЪасйегцш яр, Евыращивают в 34-х литровом ферменте в среде следующего состава, %: меласса 1 О(по РВ); кислотный гидролиэат БВК6 (по объему); хлористый аммоний 2;фосфат калия двухзамещенный 0,2; мел1, при рН 7,0,Выращивание ведут 18-24 ч при следующих параметрах: температура 30+1 С;рН 6,8-7,5; подача воздуха 0,51,0 об/об среды в 1 мин.Для ферментации 1,-лизина готовятпитательную среду следующего состава,кг (Х: меласса (12 по РВ) 6500(0,5); калий фосфорно-кислый однозамещенный 13 (0,05); калий фосфорнокислый двухзамещенный 30 (0,11); пропинол 30 (0,11); вода остальное.Приготовление и стерилизацию средыосуществляют следующим образом.В стерильную емкость с рубашкойзагружают указанные компоненты. Послепредварительного грубого распределения компонентов друг в друге укаэанную смесь подают циркуляционным насосом в роторно-пульсационный аппарат смодуляцией потока, а из него - во вто"рую стерильную емкость, В течение60 мин питательная среда циркулируетв замкнутом контуре, Во время обработоки температуру среды доводят до 80 С.Частота пульсаций составляет 250 кГц.После установления стерильности полученной питательнои среды путем отборапробы поток направляют в подготовленный простерилизованный ферментатор емкостью 50 м , в котором проводят биосинтез лизина. Процесс биосинтеза ведут при давлении в аппарате 0,2 -0,3 ати, температуре поступающего воздуха 60-70 С и температуре среды30+1 С при рН 7,0-7,2 н течение первых 8 ч, а далее при рН 7,2-7,6 и подаче воздуха 1,0-1,5 об/об среды в ап-,парате в 1 мин. При снижении содержания сахаров в ферментаторе до 2,5 в аппарат подают стерильную подпитку,увеличивающую содержание сахара вкультуральной жидкости на 1,5-2,02,по 1-2 м через посевной аппарат, Длительность биосинтеза составляет 52 ч,выход лизина 57,8 г/л.Таблица 1 Наблюдения Выход лиэина, г ДлительСредняя температурапри подготовке среды,вС Частота пульсаций приподготовкесреды, кГц ностьферментации ч 6 о 52 57,8 250 Среда безпризнаковрасслаивання стерильнаТо ке 60 60 60 52 51 2 ОО зоо 180 55,3 58,1 Среда нестерильнаСреда безпризнаковрассланвания, стерильнаТо кеЦветностьтемнее, имеются агломезго 61 54,9 60 40 во 54 55,1 52 . 57 1 г 5 о 250 раты взвешенных частиц В среде появились вэве 56 49,1 90 250 щепные частицы-продукты карамериэацип Среда нестерильна зо г 5 о П р и м е ч а и и е, Общее количество питательной среды30 000 кг. Б контрольном варианте(приготовление среды по известномуспособу) выход лизина составляет35 г/л. 5 15974В контрольном варианте приготовление ферментационной среды известным способом) выход лизина после б 0 ч составляет 35 гл.П р и м е р 2. Посевной материал5 штамма СогупеЬасегхцщ д 1 иашдсиш 95 выращивают на среде следующего состава, Х: агар-агар 1,5; глюкоза 0,5; хлористый натрий 0,5. Остальные условия приготовления ферментационнойсреды и проведения ферментации аналогичны примеру 1.Пос-е 5 б ч ферментации выход лизина составляет 48,4 г/л. 15В контрольном варианте (приготовление ферментационной среды известным способом) после 72 ч ферментации выход лизина составляет 31 г/л.Предлагаемый способ приготовления 20 мелассосодержащих питательных сред для выращивания продуцентов лизина позволяет получать среды с гарантированными качественными показателями (вязкость, плотность, поверхностное 25 03 6натяжение), что позволяет значительно повысить экономические показатели лйзиновых производств. Средний уровень выхода лизина после ферментации повышаетсяна 15-207,Формула из обр ет енияСпособ приготовления мелассосодержащнх питательных сред для выращивания продуцентов Ь-лизина, предусматривающий смешивание мелассы, источников азота, Фосфора, минеральных солей,ростовых Факторов и стерилизацию полученной многокомпонентной смеси,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения технологическихсвойств среды, смешивание компонентовсреды и ее стерилизацию осуществляютв процессе воздействия на смесь модулированными локальными пульсациямидавления, рассредоточенными по всемуобъему среды, с частотой пульсаций200-300 кГц при температуре 40-80 Св течение 1 ч,1597403 Таблица 2 редн 3 я температура при подготовке срео ды, С Частота пульсации при подготов ке среды, кГц Длительность ферментации,ч Наблюдения Выход лизина, г/л 56 48,4 Среда без признаков расслаивания, стерильна45,1 То же49,9Среда не сте-рильна, ферментация не, завершена 41,2 Среда без признаков расслаивания, стерильна46,047,9 Цветность изменилась в сторону потемнения,имеются единичные агломератывзвешенных частиц39,8 В среде присутствуют в значительных коли 60 250 58 55 200 300 180 60 60 60 320 60 250 250 40 80 5956,3 62 250 90 чествах взвешенные частицы и агломераты - продукты карамелизации Среда не стерильна, процесс ферментации не проведен 30 250 П р и м е ч а н и е. Общее количество питательной среды30 000 кг. В контрольном вариантевыход лизина составляет 31 г/л. Составитель Л, Минеева Техред Л,Олийнык Корректор М, Пожо Редактор И. Дербак Заказ 3033 Тираж 487 ПодписноеРЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5