Способ получения биомассы

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ , предусматривающий выращивание бактерий вида Bacillus mucilaginosus на питательной среде, содержащей источники , углерода, азота, фосфора и минеральные соли, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем,. что, с целью увеличения выхода биомассы и удещевления процесса, в качестве питательной среды используют пивное сусло, а выращивание бактерий ведут в течение 12 15 циклов с отделением биомассы после каждого цикла центрифугированием при 5000-6000 об/мин в течение 10-15 мин и подачей отработанной культуральной жидкости на следующий цикл выращивания. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йсл с я тем, что через каждые 5-6 циклов выращивания в отработанную культуральную жидкость вносят посевной материал в количестве 10 -10 клеток.

СОЮЗ CQSETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l 9) П11

4(1) С 12 N 1/20; С 12 R 1:07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3491301/28 — 13 (22) 10.09.82 (46) 23.05.85. Бюл. Н 19 (72) Е. Я. Виноградов, А. H. Волкова, В. Ю. Трекало и Н.Б. Федотова (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени технологический институт нм. Ленсовета и Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера (53) 663.18 (088.8) (56) 1. Александров В. Г. Силикатные бактерии — эффективные удобрения. М., Изд-во

ВИНТИ по сельскому хозяйству, 1968, с. 4 — 18.

2. Виноградов Е. Я. Применение силикатных микроорганизмов для биологической профилактики экспериментального силикоза.

Автореф. дисс. на соиск. учен. степени канд.биол.наук. Л., 1967, с.5. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЪ1. предусматривающий выращивание бактерий вида 8aci11us muci1aginosus на питательной среде, содержащей источники, углерода, азота, фосфора и минеральные соли, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем,.

1 что, с целью увеличения выхода биомассы и удешевления процесса, в качестве питательной среды используют пивное сусло, а выращивание бактерий ведут в течение 12—

15 циклов с отделением биомассы после каждого цикла центрифутированием при

5000 — 6000 об/мин в течение 10 — 15 мии и подачей отработанной культуральной жидкости на следующий цикл выращивания.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что через каждые 5 — 6 циклов выращивания в отработанную культуральную жидкость вносят посевной материал в

Ю количестве 10 — 10 клеток.

l 157055

Изобретение относится к области микробиологического синтеза и может быть использовапо для получения почвенного микроорганизма Baci l lus muci 1aginosus, способного не только продуцировать ценную биомассу, но и производить различные продукты биосинтеза, которые могут быть широко использованы в различных отраслях народного хозяйства для изготовления бетонных и железо бетонных изделий, при обработке глины для 10 получения фарфоровой посуды, для маркиров. ки стекол, в качестве добавки к корму при кормлении телят для повышения реэистентности организма животных к инфекционным заболеваниям, для измельчения кремнийсодержащих пород и их очистки от примесей, для очистки сточных воц, обеззараживания активного ила и т. д.

Известен способ получения биомассы путем выращивания бактерий Baci 1 1 us muci 1aginosus 20 на питательной среде, содержагцей мел, сахарозу, апатит, стеклянную пудру или железную руду, мясо-пептонный агар (в небольшом количестве — до 10%) и другие компоненты (ll.

Недостатками питательной средьr на мине- 25 ральной основе являются длительность культивирования (4 — 5 сут), незначительный выход биомассы, образование большого количества слизи (среда А 27), что уменьшает выход биомассы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения биомассы, предусматривающий выращивание бактерий вида

Bacillus muci1aginosus на питательной среде,, 35 содержащей источники углерода, азота, фосфара и минеральные соли с последующим выделением целевого продукта. Бактерии Bacil—

lus muci1aginosus выращивают на мясопептонном бульоне при 37 с течение 18-48 ч.

Недостатками известного способа являются относительно низкий выход биомассы, а также высокая стоимость питательной среды.

Цель изобретения — увеличение выхода биомассы и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что . согласно способу получения биомассы, предусматривающему выращивание бактерий вида

Bacillus mucilaginosus на питательной среде, содержащей источники угл рода, азота, фосфора и минеральные соли, с последуюгцим выделением целевого продукта, в качестве питательной среды используют пивное сусло, а выращивание бактерий ведут в течение 12 — 55

15 BHKJloa с отделением биомассы после каждого цикла центрифугированием при 5000—

6000 об/мин в течение 10 — 15 мин в течение 10--15 мин и подачей отработанной культуральной жидкости на следуюший пикл выра пивания.

При этом через каждые 5 — 6 циклов выращивания в отработанную культуральную жидкость вносят посевной материал в количестве

10 --10 клеток.

1О

Сущность предлагаемого способа заключает. ся в слелуюшем.

Остаточное количество биомассы при одинаковых условиях пентрифугирования всегда одинаково. Выбранный режим центрифугирования позволяет оставить в культуральной жидкости такое количество клеток, которое является достаточным для последующего вырагцивания биомассы. 1

Культивирование бактерий на отработанной культуральной жидкости происходит без дополнительного внесения посевного материала. Посевным материалом служат бактерии; оставшиеся в культуральной жидкости после отделения биомассы центрифугированием. Отработанная культуральная жидкость не подвергается стерилизации по окончании цикла выращивания. Увеличение числа циклов повторного использования среды выше 15 нецелесообразно, ТаК как происходит снижение выхода биомассы и в результате многократного использования питательной среды происходят ее потери.

Снижение скорости центрифугирования ниже5000. об/мин приводит к ухудшению отделения биомассы. То же происходит и при уменьшении времени центрифугирования менее 10 мин. Увеличение времени центрифугирования свыше 15 мин нецелесообразно, так как при этом не происходит полного отделения биомассы. Увеличение скорости центрифугирования выше 6000 об/мин приводит к более полному отделению биомассы, вследствие чего уменьшается количество клеток в супернатанте, что может сделать невозможным многократное выращивание.

Снижение количества дополнительно вносимого посевного материала менее 10 клеток приводит к снижению прироста биомассы, увеличение же числа клеток более 10 о нецелесообразно, так как не увеличивает общий выход биомассы.

Пример 1. Сусло стерилизуют

30 мин при давлении 0,5 атм. В среду вноэ сят 10 мл 1 млрд.-микробной взвеси гю оптическому стандарту мутности. Объем питательной среды 300 мл. Посевы инкубируют в о течение 48 ч при 37 С, Культуральную суспензию ценгрифугируют при скорости 6000 об/мнн в течение 15 мин. Надосадочную жидкость помещают во флаконы для повторного выращивания бактерий. Осадок высушивают и

1157055

Количество циклов выращивания

Выход биомассы,г/л

Содержание в среде

3оль- ХПК, ность, г С /л

Прирост

Общее количество"

Азот, мг/л

РОд мт/л едуци уюшие шест%

191 4

Исходное сусло

2,33

2,33

13,5

135,5

1,53

124,8

866 Не опред. 6,40

560

28,0

l,l 0

5+ дополнительное внесение посевного мате риала (6 циклов) 14,8

2,30

3 определяют количество сухой биомассы. В надосадочной жидкости определяют содержание азота, фосфора, органических веществ (по ХПК), минеральных веществ (золы) и редуцирующих веществ. 5

Пример 2. Способ осу)цествляют так же, как в примере 1, но выращивание бактерий проводят 6 раз с обязательным отделением биомассы после каждого цикла выращивания. 10

Пример 3. Способ осуществляют так же, как в примере 1, но выращивание бактерий проводят 15 раз с обязательным отделением биомассы после каждого цикла выращивания.

Пример 4. Способ осуществляют так же, как в примерах l и 2, .но после

5-го цикла выращивания дополнительно вносят посевной материал в количестве 10 мл

1 млрд. микробной взвеси и проводят шестой 20 цикл выращивания.

Для сравнения с известным способом было проведено выращивание бактерий Baci11ия mu—

ci1aginosus на мясо-пептонном бульоне в тео чение 48 ч при 37 С.

Результаты опытов согласно приведенным примерам представлены в таблице.

Как видно из таблицы, в результате многократного использования питательной среды длч выращивания микроорганизмов (15 раэ) можно получить выход биомассы

28 г иа 1 л питательной среды, что почти в 9 раз выше по сравнению с известным способом. Введение дополнительного посевного материала увеличивает выход биомассы до

40 г/л (18 циклов) по сравнению с известным способом, это в 12,5 раэ больше.

Пример 5, Способ осуществляют так же, как в примере 1, но отделение биомассы производят центрифугированием при

5000 об/мин 15 мин. Прирост биомассы составляет после 1 цикла выращивания—

2,2 г/л. посче 6 циклов выращивания

1,4 г/л, после 15 циклов выращивания—

1,0 г/л.

Пример 6. Способ осуществляют так же, как в примере 1, но отделение биомассы производят центрифугированием при

6000 об/мин 10 мин. Прирост. биомассы составляет после 1 цикла — 2,3 г/л, после

6 циклов выращивания — 1,5 г/л, после 15 циклов выращивайия — 1 г/л.

Пример 7. Способ осуществляют так же, как в примере 1, но выращивание бактерий проводят 12 раэ с обязательным отделением биомассы после каждого цикла выращивания. Прирост биомассы составляет

1,30 г/л, общее количество биомассы

25,1 г/л. Содержание в среде азота—

580 мг/л, РΠ— 887 мг/л; золы — 5,6%;

ХПК вЂ” 130,1 г От/л.

Пример 8. Способ осуществляют так же, как в примере 4, но после 5 циклов выращивания дополнительно вносят посевной . материал в количестве 10 клеток и провоч дят шестой цикл выращивания. Прирост биомассы составляет после 6 циклов

2 г/л, общее количество биомассы — 14,5 г/л.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным гозволяет получить в

9 — 12,5 раз больший выход биомассы при одновременном удешевлении 1 кг биомассы от 1700 до 9 руб.

1064 1725 9,2 2,25

998 1187 8,8 2,80 178,2

608 926 4,5 4,20

590 909 Не опред. 4,70 134,8

1157055

Продолжение таблицы

Выход биомассы,г/л

Содержание в среде

Количество никло выращиваний

Общее коли честно"

ХПК, r С /л

Азот, Р04, /л мг/л

Зольность, %

Редуци рутощие ещества, %

Мясо-нептонный бульон исходный! 968 1188 -"- 32,70 127,3

1 на мясо пепто ином бульоне

3,20

1682 1082 -"- 46,40 109,2

3,20

510 830 Не опред. 5,95 1 ) 8,8

40,0

4 Количество биомассы, полученное в результате последнего цикла выращивания.

" Количество биомассы, полученное в результате всех циклов выращивания (сумма) при использовании одной н той же среды.

Редактор Н. Яцола

Заказ 3282/23

6+ дополнительное внесение посевного материала+ 6 циклов вновь внесение посевного материала +

6 циклов (18 циклов) Составитель В. Голимбет

Техред А.Бабинец Корректор В. Гирняк

Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4