Способ получения биомассы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1 (111 С 12 Р 39/О ЕНИЯ а,А.Горсвателовыхчесологи ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИС НИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 2871544/28- 13(71)Всесоюзный научно-исследский институт биосинтеза белвеществ (СССР) и Научно-технкий центр технической микроб(56) 1. Патент США 9 3649459кл. 195-96, опублик. 1976.2. Патент США Р 3989595,кл. 195-49, опублик. 1977.3. Патент СССР Р 501681,кл. С 12 Р 13/06, 1972. 1,54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ,предусматривающий культивированиеметанокисляющих бактерий, включающий МеСЬу 1 ососсцз сарзц 1 аСцз, в иестерильных условиях на питательнойсреде, содержащей источники азота,фосфора, минеральные соли и метанв качестве источника углерода,приподдержании постоянной концентрации одного из элементов питательной среды в процессе культивирования, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью упрощения процесса и повышения продуктивности, впроцессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от0,05 до 2 мг/л.Изобретение относится к микро-биологической промышленности, а именно к способу получения биомассы метанокисляющих бактерий.Известно, что:определенные кон центраций солей меди в питательной 5 среде при нырацивании некоторых видов метанокисляющих бактерий оказывают ингибирующее действие на рост этих микроорганизмов Ц .Известно также, что чистые культуры МеСЬу 1 ососсця саряи 1 аСцв хорошо растут при наличии солей меди в питательной среде 23Известен способ получения биомассы, предусматриваюций культивирование метанокисляюцих бактерий, включающих МеСЬу 1 ососсив сарви 1 аСця, в нестерильных условиях на питательной среде, содержацей источники азота, Фосфора, йинеральные соли и метан в качестве источника. углерода 2 О при поддержании постоянной концентрации, одного из элементов питательной среды в процесс культивирования 3 .Согласно этому способу поддержи вают постоянной концентрацию ионов аммония. При этом процесс проводятв несколько стадий, а максимальная продуктивность процесса, достигаемая при увеличении давления в фермен- ЗОтере от 0,35 МПа, составляет 5 г/л/ч.Цель изобретения - упрощение процесса и повышение продуктивности.Цель достигается тем, что при осуществлении способа получения биомассы З 5 предусматривающего культивирование метанокисляющих бактерий, включаю-, щих МеСЬу 1 ососсцз сарзц 1 аСця, в не- стерильных условиях на питательной среде, содержацей источники азота, фосфора, минеральные соли и метан в качестве источника углерода, при поддержании постоянной концентрацииодного из элементов питательной среды в процессе культивирования поддерживают концентрацию ионов меди от 0,05 45 до 2 мг/л.Способ осуцествляют следующим образом.Выращивание метанокисляющих культур микроорганизмов, включающих 50 МеСНу 1 ососсцз сарвц 1 аСиз, проводят в. водной минеральной солевой питательной среде в условиях аэрации и перемешивания при непрерывной подаче га" зов, содержащих метан и кислород,При этом могут быть использованы различные смешанные метанокисляюцие КуЛЬтурЫ, ВКЛЮЧаЮщИЕ баКТЕрИИ МеСЬу 1 ососсив саряц 1 вСив, например, такие, как штамм 1-70, содержащий бактерии МеСЬу 1 оссиз сарви 1 аСцв, МеСЬу 1 ов 1 пия зрог 1 иш МеСНу 1 оыпцз Сгсйозрозиш, Р 1 ауоЬасСегъцш НавоСур 1 сцш.Источником азота может служить как аммонийная или другая азотная соль, так и аммиачная вода, которую можно 65 испольэовать одновременно и как источник азота, и как титрующий агентдля стабилизации рН в процессе. В качестве источника Фосфора применяютфосфорную кислоту или соли фосфорнойкислоты. В качестве минеральных источников питания микроорганизмов впитательную среду подают в видесолей источники калия, магния, атакже микроэлементов - железа, меди,цинка, марганца и др. При этом в процессе культивирования поддерживаютконцентрацию ионов меди в культуральной жидкости в пределах 0,05-2,предпочтительно 0,1-1,0 мг/л, создаваяэтим условия для роста наиболееактивного продуцента белка-метанокисляющих бактерий МеСЬу 1 ососсиз сарзц 1 аСця и угнетая развитие бактерийспутников.Выращивание метанокисляющих смешанных культур проводят при рН 5,0 б,5, температуре 30-50 С и скоросОтях протока 0,25-0,33 ч. В конечной .культуре доминируют бактерии МеСЬу 1 ососсцзсарзц 1 аСцвсодержание которых составляет 85-95.Культивирование предпочтительнопроводят при повышенном давлении.П р и м е р 1. Смешанную культуруметанокисляюцих микроорганизмов, состоящую из бактерий МеСЬу 1 ососсцзсарви 1 аСцв и МеСЬу 1 оздпця ярог 1 цшвыращивали на питательной среде следующего состава, г/л:НРО 4 (80) 17,2мяяо 7 н оКС 1 52 пЯО 7 НО 0,0 бМп 804 андо 0,38НВО, 0,25РеБО 4 7 НО 0,21Намо 04 2 НО О, 009Со 807 НО 0,0095В качестве источника азота и титруюцего.агента подавали аммиачнуюводу. При этом концентрированныйраствор СцЯ 04 5 НеО подавали отдельно для поддержания концентрации ио-нов меди в культуральной среде,равной 0,05 мг/л. Процесс вели при температуре 38-40 С, рН 5,4-5,5 н не 0прерывной подаче газовой смеси,состоящей .иэ природного газа в количестве 10 л/л среды/ч и воздухав количестве ЗО л/л среды/ч.При достижении концентрации биомассы 20 г/л ЬСВ начинали непрерывный процесс культивирования с коэфФициентом разбавления с 1 0,25 ч.Концентрацию меди в культуральнойсреде регулярно проверяли и корректировали.Содержание бактерий МеСЬу 1 ососсцз,сарзц 1 аСцз в смешанной культуре составляло 85 при.постоянной .концентрацИи биомассы 20 г/л АСВ, Полученную биомассу отделяли сепарирова9 С 8085 При давлении в ферментере3.5 кг/см показатели процесса былиследующими: д 0,20 ч, концентрациябиомассы 30 г/л АСВ, продуктивность 50 процесса 6 г/л/ ч,Содержание бактерий МеСпу 1 ососсцвсаряц 1 аСиз в смешанной культуре бы,ло стабильным и составляло 90.Предлагаемый способ позволяет 65 упростить процесс получения биомассы нием от культуральной жидкости исушили.П р и м е р 2. Смешанную культуру метанокисляющих бактерий, состоящую из бактерий МеСЬу 1 ососсцз сяряц 1 аСця, ИеСЬу 1 оя 1 пця .ярог 1 цщ,МеСЬу 1 оя 1 пця Сг 1 сЬоярог 1 цш, выращивали в нестерильных условиях прирН 5,8-6,0 и температуре 43-45 оС,количество и состав подаваемых газовой смеси и питательной средыте же, что в примере 1. Концентрацию ионов меди в культуральной среде поддерживали равной 2 мг/л. Придостижении концентрации биомассы10 г АСВ/л осуществляли постепенноеповышение давления в ферментере до0,7 МПа, С увеличением давленияувеличивали подачу газообразных ижидких источников питания микроорганизмов, Регулярно проверяли остаточную концентрацию меди в культуральной жидкости. При снижении концентрации меди ниже 2,0 мг/л добавлялираствор солей меди. Приувеличенииконцентрации меди выше 2 мг/л подачу раствора солей меди уменьшалиили прекращали на некоторое время.При этом концентрация биомассыпри указанной скорости протока 0,27 чбыла равна 37 г/л АСВ, а степеньдоминирования бактерий МеСЬу 1 ососсия.сарзи 1 аСиз в смешанной культуресоставляла 85, Полученную биомассуотделяли сепарированнем от культуральной жидкости и сушили.П р и м е р 3. Выращивали смешанную метанокисляющую культуру, состоящую иэ бактерий: МеС 1 пу 1 ососсиясарзц 1 аСцз, ИеСпу 1 озпцз ярог 1 ищ,МеСЬу 1 ов 1 пия Сг 1 сЬоярог 1 цв, У 1 ачоЬасСегьцш каяоСур 1 сцщ.. Процесс вели при рН 5 3-5 4 иоРтемпературе 40-42 С. В культуральиой жидкости поддерживали концентрацию меди 0,1 мг/л. Состав подаваеьих жидкой питательной среды и газовой смеси такой же, как в примере 1. Ферментацию проводили под давлением 0,9 МПа. При этом показатели процесса были следующими: д 0,3 ч,концентрация биомассы 50 г/л АСВ,степень доминирования бактерийМеСЬу 1 ососсця сарзц 1 асия в смешаННОйкультуре составляла 95. Полученнуюбиомассу отделяли сепарированиемот культуралъной жидкости и сушили.)П р и м е р 4. Выращивали смешанную метанокисляющую культуру,анало-,гичную культуре в примере 3. Процессвели при рН 5.5-5,6 и температуре42-43 о С. В культуральной жидкостиподдерживали концентрацию меди 1 мг/лПроцесс вели под давлением 0,9 МПа.Состав жидкой питательной среды,газовой смеси, подаваемых в аппарат,как в предыдущих примерах. ПоказаТели процесса были следующими:; д 0,33 ч, концентрация биомассы45 г/л АСВ. степень доминированиябактерий ИсСпу 1 ососсцз саряц 1 аСцяв смешанной культуре составляла95. Полученную биомассу обезвоживали и сушили.П р и м е р 5. Выращивали смешанную метанокисляющую культуру,аналогичную культуре в примере 3.Процесс вели при рН 5,6-5,7 и тем 10 пературе 43-44 ОС. В культуральнойжидкости поддерживали концентрациюмеди 0,5 мг/л. Процесс вели поддавлением 0,9 МПа, Состав жидкойпитательной среды и газовой смеси,15 подаваемых в аппарат, как в предыдущих примерах. При этом показатели процесса были следующими:д 0,3 ч, концентрация биомассы50 г/л АСВ, степень доминирования20 бактерий ИеСЬу 1 ососсцзсапзц 1 аСизв,смешанной культуре составляла 95.Полученную биомассу отделяли сепари-,рованием от культуральной жидкости .и сушили.П Р н м е р 6 (сравнение с прототипом), Смешанную метаиокисляющуюкультуру, состоящую из бактерий;МеСпу 1 осос с ив саряц 1 яСця, ИеСЬу 1 оз 1-.пия ярог 1 цв, МеСйу 1 оя 1 пия Сг 1 спозрог 1 цщ, Р 1 ачоЬасСег 1 цщ 8 авоСур 1.сцв,30 выращивали на питательной среде,аналогичной среде в примере 1. В качестве источника азота и титрующего агента подавали аммиачную воду.Концентрированный раствор СцЯГ 4 5 НО35 подавали отдельно в количествах, необходимых для поддержания концентрации ионов меди в культуральнойсреде, равной 1,5 мг/л. Процесс зели, при температуре 42-45 ОС, рН 5,6-5740 и непрерывной подаче газовой смеси,состоящей из метанового природногогаза в количестве 10 л/л среды/ч ивоздуха в количестве 30 л/л среды/ч.При достижении концентрации биомассы 10-15 г/л АСВ в непрерывномпроцессе с коэффициентом разбавления д 0,20 ч 1 осуществляли постепенное повышение давления в ферментере до 0,35 МПа. С увеличением50 давления пропорционально увеличивали подачу газообразных и жидкихисточников питания микроорганизмов.Остаточную концентрацию меди вкультуральной среде регулярно конт ролировали.908085 Составитель Т.МелентьеваРедактор З.Бородкина Техред Л.11 икеш Корректор О.Билак Заказ 8128/4 Тираж 523 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретении и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 метанокислнацих бактерий в нестерильных условиях за счет поддержанияв процессе культивирования постояннойконцентрации ионов меди, получитьбиомассу, в которой преобладаютбактерии ИеСЬу 1 ососсиа сарви 1 аСцв с вксоким содержанием белка,Ъа также повысить продуктивность процесса .благодаря воэможнос.ти проведения культивирования с высокой скоростьв роста.