Способ получения микробного протеина

(51)4 С 1 ЗСГГОНПЧ 41 Р13; ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕНТУ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Империал Кемикал ИндастризЛимитед (СВ)(72) Фрэнк Питер Маслен, Длсон КларкАусбай и Питер Джеймс Сениор (СВ)(56) Патент Великобритании9 1370892, кл. С 12 0 13/06, опублик1974.Вгоо 1 сз 1.О. аМ Меегз 1.,ТЬе ЕтГесй оГ 01 эсопС 1 пцоиз МейЬапо 1 Адд 1 й 1 оп оп йЬе СгоийЬ оГ а СагЬопщ 1 йед СО 1 йоге оЮ Рзеодогпопаз.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОБНОГОПРОТЕИНА(57) Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цельизобретения - оптимизация выхода биомассы клеток бактерий относительнометанола, подаваемого в процессекультивирования. В процессе непрерывного культивирования клеток бактерий МейЬу 1 орЬ 11 из шейЬу 1 ойгорЬиз вферментере с циркуляционным контуромосуществляют введение метанола впрыс"киванием таким образом, что изменение концентрации его эквивалентноскорости потребления метанола клетками культуры с установлением максимального интервала времени между последующими введениями метанола в зависимости .от величины отношенияМ/М , - удельной скорости роста кмаксимальной удельной скорости роста. 2 э.п.ф-лы, 4 табл.Изобретение относится к микробиологической промышленности.Цель изобретения - оптимизация выхода биомассы клеток бактерий относительно метанола, подаваемого в процессе культивирования.Способ заключается в том, что в процессе непрерывного культивирования клеток бактерий на питательной среде в ферментере с циркуляционным контуром осуществляют введение метанола впрыскиванием таким образом, что изменение концентрации его эквивалентно скорости потребления метанола клетками культуры с установлением максимального интервала времени между последующими введениями метанола в зависимости от величины отношения М/ М - удельной скорости роста к максимальной удельной скорости роста.Предпочтительными культурами продуцентами белка являются МеСЬу 1 орЬ 1- 1 цз щесЬу 1 огорЬцз МС 1 В УР 10508- 10515 и МС 1 В Ю 10592-10596.Опыты, проведенные с чистыми культурами бактерий при выращивании, показали, что теория и практика следует той математической модели, которая предложена настоящим изобретением.П р и м е р 1. Культуру МеЬу 1 орЬ 1 цз п 1 ейЬу 1 ойгорЬцз выращивают в небольшом аппарате для ферментации, работающем циклически под давлением 1,т.е. ферментер, имеющий вертикальный трубопровод и спускную трубу, распо ложенные рядом и взаимосвязанные в своих верхних и нижних торцах, причем аэрация и непрерывная циркуляция культуры в ферментере осуществляется за счет непрерывного впрыскивания воздуха в нижнюю часть вертикального трубопровода, с объемом 165 л рабочей жидкости, при 40 С и Д = 0,25 ч- . Питательная среда является водной средой, содержащей следующие ингредиенты (концентрация вес на литр за исключением специальных обозначений ):СН ОН, г 20,0НЗРО е молярная О, 01655 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Сас 11 2 нао мг 13,24СоС 6 Н О, мг 0,1В этой среде величину рН, необходимую для обеспечения роста, регулируют добавлением смеси 4 Н КОН/ /4 НМаОН в соотношении 1:1. Скорость циркуляции в пределах аппарата для ферментации составляет 30 м ч -, что составляет для среднего времени циркуляции величину в 20 сСухой вес клеток связан со скоростью прибавления метанола, составляющей 14 г/л, что отвечает концентрации сухих клеток в стационарном состоянии. Пять точек, через которые вводят метанол, распределяют вокруг аппарата для ферментации. Несмотря на то,что скорость потока метанола в каждой точке была отличной от скорости его потока в другой точке, скорости потока метанола пропорциональны объему жидкости, находящейся я данном участке аппарата для ферментации.Физическое распределение отверстий для прибавления метанола таково, что циркулирующие клетки подвергаются действию последовательных циклов в присутствии субстрата и в отсутствие субстрата каждые 3 с, или действию сходных циклов каждые 20 с, если весь метанол, подаваемый в аппарат для ферментации, поступает в одной его точке. Полученные результаты приведены в табл,1.П р и м е р 2. Лабораторный аппарат для проведения ферментации непрерывного действия (объем жидкости 1,5 л и сухой вес в стационарном состоянии 10 г/л ) с культурой МейЬу 1 орЬ 11 цз щеЬу 1 ойгорЬцз используют для выращивания культуры при различных скоростях разбавления при постоянном потоке среды. Применяют отдельную систему для прибавления мета- нола так, что достаточное количест; во метанола, требующееся для 3 с роста при М = 0,2 ч-",поставляется в форме импульсов метанола, подаваемого в 0,3 с, Это соотношение между продолжительностью подачи и общей продолжительностью цикла поддерживается в пределах 1 к 10 при всех варвированиях продолжительности цикла. Состав среды и условия выращивания были идентичны тем, которые были описаны в примере 1. Полученные результаты приведены в табл.2.1434 Формула 40 45 50 55 3 133Солержани углерода в клетках оставалось постоянным во время проведения всех Опытов,П р и м е р 3. Проводят сериюэкспериментов по непрерывной культивации при скорости разбавления 0,1 -0,4 ч-" . Для каждой стог ,зи разбавления проводят эксперимент с непрерывным введением метанола при культивировании бактерий Ме 16 у 1 ор 1111 цзщейЬу 1 оСгор 11 оз НС 1 В 10515 при выращивании в аэробных условиях в реакторенепрерывной ферментации с Рабочимобъемом 1,5 л, работающем как хемостат, культивирование ведут при 37 Си РН 6,8 на среде, представленной втабл.3. Метанол добавляют отдельноот компонентов среды, чтобы вводить егоимпульсно с расходом 20 г/л. Составпитательной среды представлен втабл.3,Эксперимент проводят с непрерывным и импульсным введением метаноладля ряда длительностей импульсовдля каждой из 4 различных степенейразбавления.Полученные результаты представлены в табл,4, где Д - степень разбавления в ч -" и равно удельной скорости роста / М /; М, - максимальная удельная скорость роста, равная0,5 ч-".Степень превращения углерода представляет собой процент превращенияуглерода метанола в клеточный углерод, например степень превращения507 соответствует выходу клеток 0,5.Минимально допустимая степеньпревращения для промышленного производства 59-607.Идеальной является степень превращения 647.Из данных видно, что удовлетворительная степень превращения углеродадостигается в том случае, когда метанол подают импульсно с установленной длительностью импульсов, причемпроцент превращения углерода приболее короткой длительности импульсов постоянен и находится в пределахошибки эксперимента. При более длительных импульсах процент превращения углерода резко падает до неприемлемого уровня.Изобретение позволяет оптимизировать выход биомассы клеток бактерийотносительно метанола. изобретения 1.Способ получения микробногопротеина, предусматривающий непрерывное культивирование клеток бактерий в ферментере с циркуляционнымконтуром с заданной скоростью разбавления на питательной среде, содержащей метанол в качестве источникауглерода и питательного вещества,ограничивающего рост культуры, источники азота, фосфора и минеральныесоли путем изменения концентрацииметанола введением его впрыскиваниемв нескольких точках контура с заданными интервалами времени введения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью оптимизации выхода биомассыклеток бактерий относительно метанола,подаваемого в процессе культивирования, введение метанола впрыскиванием осуществляют так, что изменение концентрации его эквивалент но скорости потребления метанолаклетками культуры, а максимальныйинтервал времени между последующимивведениями метанола устанавливают взависимости от величины отношения ЗО М/Ма, - удельной скорости роста кмаксимальной удельной скорости роста: 30 с при Ч/М , более 0,5,6 с при М/М макс Равной 0,2;4 спри М/Ма, равной О,1;3 с примаис Равной 0,05; 2,5 с приМ/М мас менее 0,02 или когда М/Мцпопадает между любыми из этих удельных значений - в линейной пропорциик временному циклу этой пары. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при культивировании со скоростью разбавления 0,07- 0,4 ч максимальный интервал времени устанавливают в зависимости от величины отношения М/Мдля культу - ры: 5 с при М/Мравной 0,2, 3,5 с при М/М, равной 0,1; 2,5 с при М/М ,менее 0,2, или продолжительность введения имеет линейную зависимость от этой величины для других значений М/М,3. Способ по пп,1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что используют клетки бактерий штаммов МейЬу 1 орЬ 11 ць щейу 1 оСгорЬыз МС 1 В УУ 10508-10515 и ЙС 1 В УФ 10592-10596.1331434 Таблица Продолжительностьцикла прибавленияметанола, с От С доклеток От С до От Сдо 5/М 20 57,8 38,6 4,3 65.1 30 9 3,2 Примечание: От С до клеток - это процентуглерода метанола, превратившегося в углерод клеток;от С до СО - это процентуглерода метанола, превратившегося в углерод двуокисиуглерода; от С до 5/Й - этопроцент углерода метанола,превратившегося в углерод,присутствующий в верхнемслое жидкости. Т а б л и ц а 2 Скорость раэбавленияПродолжительность С в клет+ч цикла, с ках,Х 56,2 2,75 0,07 49,3 47,5 11,0 42,3 22,0 64,4 1,0 0,20 62,4 2,0 61,0 59,5 3,0 54,5 4,0 53,0 8,0 47,1 11,0 46,2 20,0 48,8 33,0 62,1 2,75 0,4 61,5 5,5 Х (вес/вес) - углерода метанола, введенного в углеродклеток./ Заказ 3596/58 Тирам 499ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная, 4