Способ получения бактериальной целлюлозы
Владельцы патента RU 2536257:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)
Изобретение относится к области микробиологического получения полисахаридов, а именно бактериальной целлюлозы, и может быть использовано в медицине, промышленности. Способ предусматривает культивирование штамма бактерий Gluconacetobacter sucrofermentans Н-110 на нативной молочной сыворотке в течение 3-5 суток при температуре 28-30°C. Отделение полученной бактериальной целлюлозы от культуральной среды и высушивание при 80°C до постоянной массы. Изобретение позволяет упростить способ получения бактериальной целлюлозы и утилизировать молочную сыворотку. 2 ил.
Изобретение относится к области микробиологического получения полисахаридов, а именно бактериальной целлюлозы, и может быть использовано в медицине, промышленности и технике.
Известны способы получения бактериальной целлюлозы с использованием, например, таких видов, как Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter hansenii, Acetobacter xylinum ssp. Sucrofermentans (CHAWLA P.R. et al., Microbial cellulose: Fermentative production and applications, Food Technol. Biotechnol., 2009, 47(2), 107-124).
Недостатком известного решения является использование сахаросодержащих питательных сред сложного состава, которые содержат такие источники углерода, как глюкоза, фруктоза, сахароза, и доводятся до определенного значения рН, что приводит к дополнительным технологическим операциям и повышению стоимости продукта.
Технический результат заключается в упрощении способа получения бактериальной целлюлозы на отходе молочной промышленности - молочной сыворотке без внесения дополнительных источников питания и доведения значений рН.
Сущность изобретения заключается в том, что штамм бактерий Gluconacetobacter sucrofermentans Н-110 культивируют на нативной молочной сыворотке при температуре 28-30°C в течение 3-5 суток с последующим отделением полученной бактериальной целлюлозы от культуральной среды.
Молочная сыворотка является крупнотоннажным отходом производства переработки молока и в настоящее время практически не находит применения. Частично молочную сыворотку используют в качестве корма для скота, незначительную часть используют на технические и пищевые цели, основное количество молочной сыворотки с высокой кислотностью сливают в канализацию, загрязняя окружающую среду. В то же время молочная сыворотка содержит такие биологически ценные вещества, как углеводы (лактоза, глюкоза, галактоза, лактулоза, арабиноза), белки (альбумины, глобулины), аминокислоты, витамины, органические кислоты (молочная, лимонная).
Штамм Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 выделен на кафедре биотехнологии Мордовского Госуниверситета из чайного гриба с последующей селекцией на основе естественного отбора. Культура идентифицирована до вида с помощью анализа генов, кодирующих 16S рРНК в ФГУПГосНИИГенетика. Штамм Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 депонирован в ВКПМ под регистрационным номером В-11267.
Способ осуществляют следующим образом. Культивирование бактерий Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 осуществляют на нативной молочной сыворотке при температуре 28-30°C в течение 3-5 суток, после чего гель-пленку бактериальной целлюлозы /ГПБЦ/ или хлопья БЦ отделяют от культуральной среды по стандартной методике.
Пример 1. Культуру штамма Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 выращивают в течение 5 суток в статических условиях в открытых емкостях на творожной молочной сыворотке. pH среды - 4,9. Режим стерилизации 121°C в течение 20 минут. На фиг.1 представлена ГПБЦ, образуемая на поверхности молочной сыворотки. БЦ, полученную при культивировании бактерий, обрабатывают 0,1 Н раствором NaOH при 80°C в течение 30 минут для удаления клеток и компонентов культуральной среды. От раствора щелочи БЦ отмывают дистиллированной водой, 0,5% водным раствором уксусной кислоты и снова водой до нейтральной реакции. Обработку повторяют 3 раза. Далее БЦ высушивают при 80°C до постоянной массы. Количество БЦ определяют весовым методом. После удаления клеток и компонентов среды масса сухой БЦ составляет 2,6 г/л.
Пример 2. Культуру штамма Gluconacetobacter sucrofermentans H-110 выращивают в течение 3 суток в динамических условиях на шейкере-инкубаторе при 250 об/мин и температуре 30°C в колбах на 250 мл, содержащих 100 мл нативной творожной молочной сыворотки с pH - 4,9. Режим стерилизации 121°C в течение 20 минут. На фиг.2 представлены хлопья БЦ, образуемые в молочной сыворотке при культивировании бактерий в динамических условиях. Полученную БЦ обрабатывают 0,1 Н раствором NaOH при 80°C в течение 30 минут для удаления клеток и компонентов культуральной среды. От раствора щелочи БЦ отмывают дистиллированной водой, 0,5% водным раствором уксусной кислоты и снова водой до нейтральной реакции. Обработку повторяют 3 раза. Далее БЦ высушивают при 80°C до постоянной массы. Количество БЦ определяют весовым методом. После удаления клеток и культуральной среды масса сухой БЦ на третьи сутки культивирования составляет 5,5 г/л. В процессе культивирования продуцента в течение 3 суток на молочной сыворотке происходит понижение кислотности среды с pH 4,9 до pH 8,0.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет упростить способ получения бактериальной целлюлозы без дополнительных технологических операций по приготовлению среды сложного состава и доведению значения рН. При этом снижается себестоимость готового продукта при одновременной утилизации отхода молочной промышленности - молочной сыворотки. Способ позволяет получать бактериальную целлюлозу в статических и динамических условиях в виде гель-пленки и суспензии.
Способ получения бактериальной целлюлозы, заключающийся в том, что штамм бактерий Gluconacetobacter sucrofermentans Н-110 культивируют на нативной молочной сыворотке в течение 3-5 суток при температуре 28-30°C с последующим отделением полученной бактериальной целлюлозы от культуральной среды.
