Способ получения биостимулятора роста

(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЯТОРА дрожжей из торфа, о ч а ю щ и й с я тем, что окисление водно-щелочной с торфа при соотношении торф вода, равном 1:(0,2-0,4):( кислородом воздуха при 60- ленин 3-4 МПа в течение 3- следующим охлаждением до 2 нейтрализацией до рН 7,5-8 форной кислотой и выделени го продукта фильтрованием ка,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССДРПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт торфа АН БССР (53) 632.811.98(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство ССС по заявке В 3345966/28-13, 1981.2, Авторское свидетельство СССР 9 614782, кл. А 01 М 61/00, 197 б.3, Косоногова Л.В., Евдокимова Т.А., Раковский В.Е. ГЖХ анализ состава продуктов окисления остатка от гидролиза торфа. - Известия АН БССР. Сер, хим. наук, 1976, У 2, с. 72-76.35 Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения биостимулятора роста дрожжей иэ торфа путем окисления его водно-щелочной суспензии при соотношении торф:щелочь:вода, равном 1:(0,2-0,4);(10-20) кислородом воздуха при температуре 60-100 С, давлении 3-4 МПа в теочение 3-4 ч с последующим охлажде-.о нием реакционной массы до 20-25 С, нейтрализацией до рН 1,5-8,0 фосфорной кислотой и выделением целево 50 551131Изобретение относится к способу получения нового биостимулятора роста из торфа, обладающего стимулирующим действием на кормовые белковые дрожжи, и может быть использовано в сельском хозяйстве.Известен способ получения биомассы дрожжей иа неуглеводных средах, предусматривающий использование в качестве биостимулятора роста 1 О оксидата бурого угля, полученного при обработке его перекисью водорода в количестве 103 от органичес-, кой массы сырья в среде ЗЕ-ного водо ного раствора аммиака при 120 С в те. 15 чение 4 ч 1.Однако состав стимулятора охарактеризован только содержанием элементов С, Н, И и О. Кроме того, указанный способ позволяет получить 20 стимулятор, проявляющий высокую активность только при выращивании дрожжей на неуглеводных средах.Известен способ получения биостимулятора рота, предусматривающий 25 окисление водно-щелочной суспензии торфа (соотношение торф:щелочь: :вода 1:(О, 1-0,4): 10 кислородом воздуха при температуре 105-160 С и давлении 5-10 атм в течение 0,5- 5,0 ч с последующим отделением неокисленной части торфа, упариванием фильтрата и сушкой целевого продукта до порошкообразного состояния 12,Однако такой способ позволяет получить продукт, увеличивающий прирост биомассы сельскохозяйственных растений и животных, но не обеспечивающий эффективного стимулирующего действия на кормовые40 белковые дрожжиЦелью изобретения является получение нового биостимулятора роста из торфа, обладающего стимулирующим действием на кормовые белковые дрожжи. 868 2го продукта фильтрованием от остатка,Концентрация органических веществв растворе биостимулятора состав-.ляет 3-5 Е в зависимости от видаокисляемого торфа и .гидромодуля.Концентрация биостимулятора, получаемого по данному способу с учетомминеральных добавок - 4,5-73. Жидкийраствор биостимулятора более эфФективен, так как при упариванииего улетучиваются отдельные летучиекислоты, наличие которых в питательной среде, содержащей углеводы вкачестве источника углеродного питания, способствует увеличению выходабиомассы дрожжей. Но для повышениятранспортабельности продукта биостимулятор можно получать и в сухомвиде. Для этого оксидат упариваютои высушивают при 90-95 С известнымспособом до порошкообразного состояния, При использовании биостимулятора в виде горошка выход биомассы дрожжей снижается на 2-5 Е,Концентрацию биостимулятора определяют весовым методом: 5 млоксидата упаривают досуха на водянойбане и сушат в сушильном шкафу прио90 С до постоянного веса.Химический состав органическихвеществ, входящих в состав биостимулятора, определяют в жидком продукте, выделенном из реакционной пульпы до нейтрализации ее Фосфорнойкислотой 3 следующим образом.Суммарное содержание органическихвеществ 5 мл оксидата, разбавленного в 50 раз пропускают через ионообменную смолу КУв Н -форме, а за"тем упаривают элюат на водяной банеосушат при 90 С и взвешивают на аналитических весах,Содержание высокомолекулярных кислот (ВМК) определяют подкисления отдельной пробы оксидата 4 н НС 1 до рН 2,5. Выпавшие в осадок ВМК отделяют центрифугированием сушат .приоУ90 С до постоянного веса.При определении содержания низко- молекулярных органических кислот из низкомолекулярной фракции после удаления ВМК отгоняют с паром летучие кислоты, которые оттитровывают. ,После отгонки летучих кислот низко- молекулярную фракцию экстрагируют серным эфиром. По выходу эфирного экст 1131868 4ракта определяют количество нелетучйх кислот.Количество водорастворимых кислых полисахаридов определяют осаждением их этанолом из низкомолекулярной Фракции оксидата.П р и м е р 1. 100 г магелланикум-торфа со степенью разложения 10 Е (из расчета на абсолютно сухое вещество) смешивают в 2 л 2 Х-ного водного раствора едкого натра. (соотношение торф : щелочь : вода =1 : 0,2 :20).Полученную суспензию окисляют воздухом в проточном (по окирлителю) реакторе-автоклаве периоlо дического действия при 90 С и 3 МПа в течение 3 ч при скорости подачи воздуха 5 л/мин, По окончании окисления реакционную массу охлаждаютодо 20 С, нейтрализуют с помощью орто-Фосфорной кислоты до рН 7,5 а затем разделяют путем фильтрования на жидкую и твердую фазы. Жидкую фазу используют в.качестве стимулирующей добавки к древесно-гидролизной среде. Выход целевого продукта, считая на органическую массу торфа, составляет 51,4 Х.Химический состав оксидатов (целевого продукта) магелланикум-торфа показан в табл.1.П р и м е р 2, 100 г осокового торфа со степенью разложения 25% (из расчета на абсолютно сухое вещество) смешивают с 2 л 27-ного водного раствора едкого натра. Полученную суспензию окисляют воздухом в проточном (по окислителю) реактореавтоклаве периодического действия при 100 С и 4 МПа в течение 4 ч при скорости подачи воздуха 5 л/мин. По окончании окисления реакционную массу охлаждают до 25 С, нейтралиозуют орто-фосфорной кислотой до рН 8, О, а затем разделяют путем Фильтрованияиа жидкую и твердую фазы . Жид - кую фазу используют в качестве стимулирующей добавки к древесно-гидролизной среде. Выход целевого продукта, считая на органическую массу торфа, составляет 78,37.50В составе полученного препарата содержатся компоненты, указанные в табл.2.Аналогично были получены стимуляторы роста при других технологичес ких параметрах.Данные о влиянии температуры, давления, продолжительности на процесс окислительной деструкции магелланикум-торфа, в частности на выход биостимулятора представлены в табл.3.Высокий выход биостимулятора (51,466 97) достигается в интервале темпеооратуры 60-100 С при избыточном давлении 3-4 МПа и продолжительностипроцесса 3-4 ч. Понижение темпераатуры окисления ниже 60 С нецелесообразно из-за низкого выхода биостимулятора. Низкий выход биостимулятораполучен и при снижении избыточногодавления до 2 МПа. Дальнейшее увеличение продолжительности окисления и повышения давления экономически такженецелесообразны, так как выход целевого продукта практически не изменяется. Повышение температуры окисления увеличивает выход стимулятора,но значительно уменьшает его биологическую активность,В результате применения указанных технологических режимов исходное сырье - торф подвергается глубокой окислительной деструкции в более мягких температурных условияхпод воздействием высокого избыточногодавления, что способствует образованию низкомолекулярных.продуктов,обладающих повышенной биологическойактивностью по отношению к белковымдрожжевым микроорганизмам.В табл.4 приведены результаты исследования влияния расхода щелочи и воды (гидромодуль) на выход биостимулятора при окислении магелланикум-торфа (температура окислеО, ния 90 С, давление 3 МПа, продолжительность окисления 3 ч).Как видно из данных табл.4 при получении стимулятора роста путем окислительной дейструкции водно-щелочной суспензии торфа оптимальнымявляется соотношение торфа, щелочии воды 1:0,2-0,4:10-20. За пределами этого соотношения процесс неэкономичен. Использование торфо-фосфорной кислоты для нейтрализации реакционной йульпы сокращает расход солей фосфора, вносимых в питательную среду привыращивании дрожжей. В табл,5 приведены результаты исследования биологической активности оксидатов магелланикум и,окосового торфа, полученные по данному способуи биостимулятора, полученного по способу 2 . Биологическую активностьопределяют по выходу биомассы дрож11318 Компоненты Содержание,в продукте на органическуюмассу продукта летучие с паром 0,41 12,7 низкомолекулярныенелетучие 1,73 54,1 0,58 18,0 Высокомолекулярные(гуминоподобные)кислоты 0,48 15,2 Таблица 2 Компоненты Содержание,на органическуюмассу продукта в продукте 0,49 12,6 низкомолекулярныенелетучие 2,19 55,8 0,41 10,5 0,80 21,1жей, культивируемых на древесно-гидролизных средах с добавками торфяных оксидатов в количестве 0,050-0,001. Дрожжи культивируют в аэраторе с перемешиванием 24 ч при 38 С ПолученОные дрожжи отфильтровывают и высуши-. вают до постоянного веса. Степень биологической активности оценивают по выходу абсолютно сухих дрожжей (АСД) по сравнению с контролем (гид ролизат древесины), а также по содержанию белка в дрожжевой биомассе.Как видно из табл.5 полученный данным способом в температурном интервале 60-100 С продукт при введении 5Оего в питательную среду (гидролизат древесины - контроль) в незначительОрганические кислоты: Водорастворимые кислыеполисахариды Органические. кислоты: летучие с паром Водорастворимые кислыеполисахариды Высокомолекулярные (гуминоподобные) кислоты 68 6ном количестве Оу 01% способствует повышению выхода биомассы дрожжей по сравнению с контролем на 20-34 при высоком (51 у 0-52 у 4%) содержании сырого протеина в биомассе. Самые высокие биостимулирующие свойства присущи продукту, полученному в области температур, не превышающихо100 С. Данные таблицы покаэывают что оксицат, полученный по способу С 2 обладает незначительной биологичес-кой активностью при выращивании кормовых новых дрожжей.Полученный по предлагаемому способу продукт обладает высоким биостимулирующим действием на рост кормовых белковых дрожжей.Таблица 1,0 9 3 4 7 7 9 0 13,9 0 20,7 72 9 4 9 5 72,блица Расход ИаОН, %на органическуюмассу торфа идромодуль 14,8 2 45,4 3 3 51,4,9 52 1,О 58,7 3 4 4,0 5 33,4 3 90100 3,54,20 20 ис ят на органическую массу торфа неокисленного торфа131868 АСД,Хконтролю Концентрация оксидата4 в среде, 7,органич. Температура окисления, Со массы 48,3 140 50,8 60 20. 60 12 51,0 60 22 51,6 90 90 30 52,2 51,1 90 20 51,5 100 28 51,8 100 100. 0,001 0,050 15 51,6 110 51,1 110 110 50,4 50,0 130 130 50,3 130 50,1 0,010 0,0500,010 0,001 140 49,9 18 60 50,1 60 50,1 20 60 50,6Объект исследования Оксидаты магелланикум-торфа По иэвестномуспособу 2 По предлагаемомуспособу Оксидаты осоковоготорфаПо иэвестному способу 2. По предлагаемому 0,010 г 3 0,050 0,010 0,001 0,050 0,010 0,001 0,050 0,010 0,010 0,001 0,050 0,010 О, 001 10Т аблица 5 Содержание сырого протеина вбиомассе, Е12 131868 Продолжение табл.5 Объект исследования Температура окислео ния, С массы 51,4 26 0,050 90 0,010 52,4 34 90 51,3 19 90 00 51,0 100 52,0 28 100 51,2 15 12 110 50,3 110 14 110 49,8 130 49,9 130 50,0 130 50,3 Составитель Л,ГорбачеваТехред З.Палий Корректор, А,Тяско Редактор Т.Веселова Тираж 409 , ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9713/20 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Концент-.рацияоксидатав среде,7 органич. 0,001 0,050 0,010 0,001 0,050 2 0,0100,001 0,050 0,010 0,001 АСД,3 кконтролю Содержание сырого протеина вбиомассе, Й