Способ получения биостимулятора роста
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРА дрожжей из торфа, отличающийся тем, что проводят окисление водно-щелочной суспензии торфа при соотношении торф:щелочь: вода, равном 1:
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ASTOPCHQ5Af СВИДЕТЕЛЬСВ Ву
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССДР
ПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3607369/23-04 (22) 10,. 06 . 83 (46) 30.12.84 Бюл. ¹ 48 (72) Г,В.Наумова, Л,В.Косоногова, . Г.И.Райцина и В.В.Лях (71) Институт торфа АН БССР (53) 632.811.98(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3345966/28-13, 1981.
2, Авторское свидетельство СССР № 614782, кл. А 01 N 61/00, 1976.
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, N 2, с. 72-76.
„.Я0„„3 333868 Д (У1) С 07 С 51/21; А 01 N 61/00 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИИУЛЯТОРА дрожжей из торфа, о т л и— ч а ю шийся тем, что проводят окисление водно — щелочной суспензии торфа при соотношении торф!щелочь: вода, равном 1: (0,2-0,4): (10-20), кислородом воздуха при 60-100 С, давлении 3-4 МПа в течение 3-4 ч с поо следующим охлаждением до 20 — 25 С, нейтрализацией до рН 7,5-8,0 фосфорной кислотой и выделением целевого продукта фильтрованием от остат-. ка.
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 MIIa в тео чение 3-4 ч с последующим охлажде-. о нием реакционной массы до 20-25 С, нейтрализацией до рН 7,5-8,0 фосфорной кислотой и выделением целево50
Ф 1131
Изобретение 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 10 оксидата бурого угля, полученного при обработке его перекисью водорода в количестве 10Х от органичес-. кой массы сырья в среде ЗЕ-ного водо ного раствора аммиака при 120 С в те- 15 чение 4 ч j1).
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 t05-160 С и давлении 5-10 атм в течение 0,55,0 ч с последующим отделением неI окисленной части торфа, упариванием фильтрата и сушкой целевого продукта до порошкообразного состояния j2J .
Однако такой способ позволяет получить продукт, увеличивающий прирост биомассы сельскохозяйственных растений и животных, но не обеспечивающий эффективного стимулирующего действия на кормовые
40 белковые дрожжи!
Целью изобретения является получение нового биостимулятора роста из торфа, обладающего стимулирующим действием на кормовые белковые дрожжи.
868 2
ro продукта фильтрованием от остатка.
Концентрация органических веществ в растворе биостимулятора составляет 3-5Х в зависимости от вида окисляемого т орфа и .гидромодуля.
Концентрация биостимулятора, получаемого по данному способу с учетом минеральных добавок — 4,5-7К. Жидкий раствор биостимулятора более эффективен, так как при упаривании его улетучиваются отдельные летучие кислоты, наличие которых в питательной среде, содержащей углеводы в качестве источника углеродного питания, способствует увеличению выхода биомассы дрожжей. Но для повышения транспортабельности продукта биостимулятор можно получать и в сухом виде. Для этого оксидат упаривают о и высушивают при 90-95 С известным способом до порошкообразного состояния> При использовании биостимулятора в виде горошка выход биомассы дрожжей снижается на 2-57.
Концентрацию биостимулятора определяют весовым методом: 5 мл оксидата упаривают досуха на водяной бане и сушат в сушильном шкафу при о
90 С до постоянного веса.
Химический состав органических веществ, входящих в состав биостимулятора, определяют в жидком продукте, выделенном из реакционной пульпы до нейтрализации ее фосфорной кислотой (3) следующим образом.
Суммарное содержание органических веществ 5 мл оксидата, разбавленного в 50 раз пропускают через ионооб менную смолу КУ-2 в Н -форме, а за+ тем упаривают элюат на водяной бане о ю сушат при 90 С и взвешивают на аналитических весах.
Содержание высокомолекулярных кислот (BMK) определяют подкисления отдельной пробы оксидата 4 н НС1 до рН 2,5. Выпавшие в осадок BMK отделяют центрифугированием сушат .при о
У
90 С до постоянного веса.
При определении содержания низкомолекулярных органических кислот из низкомолекулярной фракции после удаления BMK отгоняют с паром летучие кислоты, которые оттитровывают. ,После отгонки летучих кислот низкомолекулярную фракцию экстрагируют серным эфиром. По выходу эфирного экст1131868 4 ракта определяют количество нелеt тучих кислот. I
Количество водорастворимых кислых полисахаридов определяют осаждением их этанолом из низкомолекулярной фракции оксидата.
Пример 1. 100 r магелланикум-торфа со степенью разложения
IОХ (из расчета на абсолютно сухое вещество) смешивают в 2 л 2Х-ного водного раствора едкого натра. (соотношение торф : щелочь : вода =
1 : 0,2 :20).Полученную суспензию окисляют воздухом в проточном (по окирлителю) реакторе-автоклаве периоl о f дического действия при 90 С и 3 MIIa в течение 3 ч при скорости подачи воздуха 5 л/мин. По окончании окисления реакционную массу охлаждают о до 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 51,4Х.
Химический состав оксидатов (целевого продукта) магелланикум-торфа показан в табл.1.
Пример 2. 100 r осокового торфа со степенью разложения 25 (из расчета на абсолютно сухое вещество) смешивают с 2 л 2 -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, нейтралио зуют орто-фосфорной кислотой до рН 8, О, а затем разделяют путем фильтрования иа 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 78,3 .
В составе полученного препарата содержатся компоненты, указанные в табл.2 °
Аналогично были получены стимуляторы роста при других технологичес- S5 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 9 ) достигается в интервале темпео о ратуры 60-100 С при избыточном давлении 3-4 MIIa и продолжительности процесса 3-4 ч. Понижение темпераа туры окисления ниже 60 С нецелесообразно из-за низкого выхода биостимулятора. Низкий выход биостимулятора получен и при снижении избыточного давления до 2 МПа. Дальнейшее увеличение продолжительности окисления и повышения давления экономически также нецелесообразны, так как выход целевого продукта практически не изменяется. Повышение температуры окисления увеличивает выход стимулятора, но значительно уменьшает его биоло— гическую активность.
B результате применения указанных технологических режимов исходное сырье — торф подвергается глубокой окислительной деструкции в более мягких температурных условиях под воздействием высокого избыточного давления, что способствует образованию низкомолекулярных.продуктов, обладающих повышенной биологической активностью по отношению к белковым дрожжевым микроорганизмам.
В табл.4 приведены результаты исследования влияния расхода щелочи и воды (гидромодуль) на выход биостимулятора при окислении магелланикум-торфа (температура окисле0, 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 оптимальным является соотношение торфа, щелочи и воды 1 0 2-0,4:10 — 20. За пределами этого соотношения процесс неэкономичен.
Использование торфо-фосфорной кис-. лоты для нейтрализации реакционной йульпы сокращает расход солей фосфора, вносимых в питательную среду при выращивании дрожжей.
В табл.5 приведены результаты исследования биологической активности оксидатов магелланикум и,окосового торфа, полученные по данному способу и биостимулятора, полученного по способу (2) . Биологическую активность определяют по выходу биомассы дрож11318
Компоненты
Содержание, в продукте на органическую массу продукта летучие с паром
0,41
12,7 низкамолекулярные нелетучие
1,73
54,1
0,58
18,0
Высокомолекулярные (гуминоподобные) кислоты
0,48
15,2
Таблица 2
Компоненты
Содержание, на органическую массу продукта в продукте
0,49
12,6 низкомолекулярные нелетучие
2,19
55,8
0,41
10 5
0,80
21,1
Э жей, 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.. Получен- 5
0 ные дрожжи отфильтровывают и высуши-. вают до постоянного веса. Степень биологической активности оценивают по выходу абсолютно сухих дрожжей (АСД) по сравнению с контролем (гид- 10 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
его в питательную среду (гидролизат древесины — контроль) в незначитель) Органические кислоты:
Водорастворимые кислые полисахариды
Органические. кислоты: летучие с паром
Водорастворимые кислые полисахариды
Высокомолекулярные (гуминоподобные) кислоты
68 ном количестве 0,01 способствует повышению выхода биомассы дрожжей по сравнению с контролем на 20-34% при высоком (51,0-52,4%) содержании сырого протеина в биомассе. Самые высокие биостимулирующие свойства присущи продукту, полученному в области температур, не превышающих о
100 С. Данные таблицы покаэывают что оксицат, полученный по способу(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
1131868
Т а
4,0
32,7
62,0
5,ý
4,0
54,8
32,1
13,1
4,0
65,3
20,7
14,0
4,0
100
66,9
18,4
14,7
4,0
110
68,1
16,3
15,6
14,9
130
4,0
67,9
17,2
24,5
1,0
65,4
10,1
2,0
46,8
40,0
13,2
3,0
51,4
34,9
13,7
4,0
65 3
20,7
14,0
90.
3,5
64,8
18,6
4,0
50,3
35,8
13,9
4,0
65,3
20,7
14,7
4,0
12,2
15,2
4,5
15,8
Гидромодуль
Выход, % на органическую массу торфа со
10,3
14,2
10
16,6
28,8
20
45,4!
5,1
39,5
30
13,?
51,4
34,9
12,4
52,1
35,5
50
30,7
10,6
58,7
52,3
33,7
40
Расход Na08,- % на органическую массу торфа
72,7
72,4 бистиму— лятора
Таблица 4 неокисленного торфа
75,5
54 6
1131868
АСД, Ж контролю
Концентрация оксидата
4 в среде, 7 органич.
Температура окисления, С о массы
48,3
140
50,8
20.
12
51,0
22
51,6
90
52,2
51,1
20
51,5
100
51,8
100
100.
О, 001
0 050
51,6
51,3
110
51,1
110
110
50,4
50,0
130
130
50,3
130
50,1
0,010
0,050
0,010
0,001
140
49,9
60
50,1
50, 1
60
50,6!
Объект исследования
Оксидаты магелланикум-торфа
По иэвестному способу (2) По предлагаемому способу
Оксидаты осокового торфа
По иэвестному способу (2) . По предлагаемому
0,010 у 3
0,050
0,010
0,001
0,050
0,010
0,001
0,050
0,010
0,010
О, 001
0,050
0,010
О, 001
Т а блица 5
Содержание сырого протеина в биомассе, Е
1131868
Продолжение табл.5
Объект исследования
Температура окислео ния, С массы
51,4
0,050
0,010
52,4
90
51,3
90
100
51,0
100
52,0
100
51,2
12
110
50,3
110
50,1
110
49,8
130
49,9
130
50,0
130
50 3
Составитель Л.Горбачева
Техред З.Палий Корректор, А.Тяско
Редактор Т. Веселова
Тираж 409, Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 9713/20
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Концент-. рация оксидата в среде, 7 органич.
0,001
0 050
0,010
0i 001
0,050
0,010
0,001
0,050
0,010 О, 001
АСД, Е к контролю
Содержание сырого протеина в биомассе, X
