Способ ферментации микроорганизмов @ @ для получения клеток, содержащих поли- @ -оксимасляную кислоту

 

Изобретение относится к биотехнологии , а именно к способу ферментации микроорганизмов Alcaligenes entrophus для получения клеток, содержащих поли-|3-оксимасляную кислоту (ПОМ) . Цель изобретения - повьшение степени конверсии углерода. Микроорганизмы вьфащивают в условиях аэрации на водной питательной среде при имитации процесса по азоту. Ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения 0,05 - 0,30 ч так, чтобы содержание ПОМ в клетках составляло не менее 25%, при этом содержание азота в подаваемой среде равно 0,4 - 1,5 г/л. Целесообразно в полученную суспензию клеток добавлять источник углерода и проводить повторную ферментацию . Способ позволяет достичь степени конверсии углерода 69%. 1 з.п. ф-лы. (У) О5 о со о со ел см

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

gg g С 12 Р 7/42 и (1, I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3326314/28-13 (22) 18.08.81 (31) 8027004 (32) 19.08.80 (33) сВ (46) 07,04.87. Бюл. Ф 13 (71) Империал Кемикал Индастриз Лимитед (СВ) (72) Лорензо Хьюз и Кеннет Рзймонд

Ричардсон (GB) (53) 663. 18(088.8) (56) Heinzle Е., Lafferty R.Ì. А kinetic model for growth and synthesis

of poly-p-hydroxybutyric acid ih Alcaligenes entrophus Н16. "European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology", 1980, 11, N 1, 8 — 16.

Sonnleitner В,, Heinzle Е., Braunegg G., Lafferty R.M. Formal Kinetics of Poly-P ydroxybutyric Acid

Production in Alcaligenes entrophus

Í16 and Mycoplana rubra R 14 with

Respect fo the Sissolved Oxyden.Tension in Ammonium-Limited Batch Cultures, "European Journal of Applied

Microbiology and Biotechnology", 1979, 10, N 7, 1 — 10.

„„SU„„ l 303035 (54) СПОСОБ ФЕРМЕНТАЦИИ МИКРООРГАНИЗM0B ALCALIGENES ENTR0PHUS ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕТОК, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИ-P-ОКСИМАСЛЯНУЮ КИСЛОТУ (57) Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу фермента-! ции микроорганизмов Alcaligenes entrophus для получения клеток, содержащих поли-P-оксимасляную кислоту (ПОМ).

Цель изобретения — повышение степени конверсии углерода. Микроорганизмы выращивают в условиях аэрации на водной питательной среде при имитации процесса по азоту. Ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения 0 05 — 0,30 ч так, чтобы содержание IIOM в клетках составляло не менее 257, при этом содержание аэота в подаваемой среде равно 0,4 — а

1,5 г/л. Целесообразно в полученную суспензию клеток добавлять источник углерода и проводить повторную ферментацию, Способ позволяет достичь степени конверсии углерода 697, 1 з.п. ф-лы.

СлР

1 130303

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу ферментации микроорганизмов Alcaligenes entrophus для получения клеток, содержащих поли33-оксимасляную кислоту (ПОМ).

Цель изобретения — повышение степени конверсии углерода, Способ осуществляют следующим образом.

Для повышения степени конверсии 1О ферментацию микроорганизмов Alcaligenes entrophus проводят в условиях, при которых происходит одновременный рост микроорганизмов и накопление в них ПОМ, а именно ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения от 0,05 цо 0,30 « " при лимитации процесса по азоту. Содержание азота в исходной среде составляет от

0,4 до 1,5 г/л. При этом содержание

ПОМ в клетках, выводимых из ферментера, составляет не менее 25Х. Именно при соблюдении указанных интервалов режимов проведения ферментации достигается максимальная степень конверсии углероца как в ПОМ, так и в другие клеточные соединения.

Другие условия ферментации, а имен— но рН., температура, степень аэрации, концентрация минеральных солей являются обычно используемыми для культивирования бактерий Alcaligenes entrophus.

Выводимая из ферментера бактериальная суспензия может быть подверг- 35 нута обработке с целью выделения из клеток ПОМ, Однако целесообразно добавить в полученную суслензию источник углерода и осуществить повторную ферментацию. 40 !

Для повторной ферментации можно использовать тот же источник углерода, что и для первой ферментации. В некоторых же случаях можно повысить эффективность процесса, если на первой стадии использовать субстраты, например углеводы, которые одинаково эффективно могут превращаться и в

ПОМ и в другой материал клеток, а на второй стадии использовать субстраты, например органические кислоты и их соли, которые повышают выход ПОМ, а рост клеток на них замедляется.

Г! р и м е р 1. Питательная среда для выращивания микроорганизмов А1саligenes entrnphus Н 16 имеет следующий состав (на 1 л деионизированной воды) 5 2 (l III „)д S0. 2 г

Н РО Г1,1 М) 12 мл

H

Н SO, 2

0,45 г

l eS0 7 НдО 7,5 мг раствор микроэлементов 24 мл, т.е. содержание !! 0,4 г/л.

Раствор микроэлементов имеет следующий состав:

Кальций 720 мг/л

Медь 5 мг/л

Марганец 24 мг/л

Цинк 22 мг/л

3 5 л питательной среды и 35 г фруктозы загружают в ферментер с мешалкой емкостью 5 л и выдерживают смесь при о

30 С. Ферментацию ведут в аэробных условиях при парциальном давлении растворенного кислорода 60Х от насыщения воздухом. В процессе ферментации значание рН среды автоматически поддерживают равным 6,8 путем добавления

4 INaOH. Для поддержания избытка субстрата периодически добавляют дополнительное количество фруктозы.

После окончания периодической ферментации процесс продолжают непрерывно, при подаче питательной среды, содержащей 16 г/л фруктозы. После установления стационарного состояния ферментацию продолжают в течение 2 недель. Скорость разведения среды 0,1 r ""..

Выход клеток 0,575 r на r субстрата, содержание ПОМ в клетках 30X., степень конверсии углерода 71Х. По известному способу в аналогичных условиях получают выход клеток 0,42 г на г субстрата, содержание ПОМ в клетках 70, степень конверсии углерода 54Х.

Г! р и м е р 2, Способ осуществляют согласно примеру 1, но в качестве субстрата используют глюкозу, а в качестве микроорганизма потребляющий глюкозу мутант Alcaligenes entrvphus

S 301/05. Температура ферментации о, 34 С, питательная среда, которую непрерывно подают в ферментер, содержит

15 г/л глюкозы. Выход клеток 0,542 г на г субстрата, содержание ПОМ 47Х, степень конверсии углерода 69Х.

Пример 3. Способ осуществляют согласно примеру 2.

В суспензию бактерий, непрерывно отводимую из ферментера, добавляют

15 г/л глюкозы и поцают во второйферментер емкостью 10 л, где осуществляют ферментацию при 34 С, рН 6,8 и парциальном давлении растворенного

Формула изобретения

Составитель Т.Мелентьева

Te>ÐeÀ Л.Олейник Корректор М.Самборская

Редактор А.Ворович

Заказ 1228/58 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэволственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13030 кислорода 60Х от насыщения воздухом.

Когда объем подаваемой во второй ферментер среды достигает 7 л, ее начинают отводить со скоростью, сооответствующей скорости отвода ее из перво5 го ферментера, таким образом, что скорость разведения составляет 0,05 г .

После установления стационарного состояния процесс ведут в течение двух недель. Среднее содержание кле- 10 ток в среде, выводимой из второго ферментера, 10,9 г/л при концентрации в них ПОМ 707. Степень конверсии углерода на второй стадии 45Х. Степень конверсии углерода всего процесса 15

57,97.

Пример 4. Способ осуществляют согласно примеру 2, но содержание азота в исходной среде составляет

1,5 г/л, а скорость разведения 0,07 г .20

Концентрация клеток на сухой вес

24,5 г/л, концентрация ПОМ в клетках

497, степень конверсии углерода 59Х.

Пример 5. Способ осуществляют согласно примеру 2, содержание 25 азота в исходной среде составляет

0,69 г/л, а скорость разведения

0,05 г . Концентрация клеток на сухой вес 18,6 г/л, концентрация IIOM в клетках 65Х, степень конверсии угле- 30 рода 637.

Пример 6, Способ осуществляют согласно примеру 2, но содержание азота в исходной среде составляет 0,78 г/л 35

35 4 а скорость разведения 0,3 r . .Концентрация клеток на сухой вес 8,2 г/л, концентрация ПОМ в клетках 257, степень конверсии углерода 667.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить степень конверсии углерода и тем самым увеличить выход биомассы.

1 ° Способ ферментации микроорганизмов Alcaligenes entrophus для получения клеток, содержащих поли-р-oêсимасляную кислоту, в условиях аэрации на водной питательной среде, содержащей источник углерода и энергии, в состав которого входит углерод и водород, а также минеральные соли, содержащие источники азота и фосфора, при лимитации процесса по азоту с получением суспензии клеток, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени конверсии углерода, ферментацию осуществляют непрерывно со скоростью разведения 0,05 — 0,30 ч так, чтобы содержание поли-р-оксимасляной кислоты в клетках составляло не менее 25Х, при этом содержание азота в подаваемой среде равно 0,4

1,5 г/л.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что в суспенэию клеток добавляют источник углерода и осуществляют повторную ферментацию. !