Синтетическая питательная среда для выращивания микроорганизмов
Владельцы патента RU 2547932:
Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" (RU)
Изобретение относится к микробиологии. Питательная среда содержит лимонную кислоту, янтарную кислоту, глицин, фосфорнокислый калий двузамещенный, сернокислый магний, сернокислый цинк, сернокислое железо, хлористый натрий, глюкозу, глицерин и дистиллированную воду в заданном соотношении компонентов. При этом в разведении с дистиллированной водой 1:1 питательная среда дополнительно содержит агар. Изобретение позволяет сократить сроки выращивания микроорганизмов и повысить выход биомассы выращиваемых микроорганизмов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к микробиологии, фармакологии и биотехнологии, в частности к конструированию состава минеральной среды для выращивания E.coli, сальмонелл, протея и пробиотиков.
При производстве бактериальных вакцин и анатоксинов используются в основном продукты воднотермического и ферментативного расщепления белков мяса, крови, казеина, рыбы, в том числе кильки, а также картофельный и гороховый экстракт и пептон для выращивания микроорганизмов. На указанных средах рост микроорганизмов нестабильный, неравномерный при низком накоплении бактериальной массы. Подобные среды содержат балластные вещества мяса, казеина, рыбы, способные вызывать аллергические реакции в составе вакцин. Тем не менее такие среды продолжают использоваться при изготовлении колибактериозной, сальмонеллезной, протеиносинегнойной анатоксин-вакцин и т.д. В принципе это недопустимо и пародоксально, т.к. практически выращивание микобактерий разных видов проводится на минеральных (синтетических) средах вместо мясопептонного картофельно-глицеринового бульона.
Установление роли микроэлементов - серы, цинка, фосфора, магния, кальция, железа, натрия, калия, кобальта, витаминов и аминокислот и ди- и трикарбоновых органических кислот цикла Кребса в физиологии микроорганизмов создают основу совершенствования минеральных питательных сред, обеспечивающих высокое накопление бактериальной массы. При этом следует учитывать необходимость полного растворения углекислых и фосфорнокислых солей, совместимость, стабильность вносимых химических компонентов среды.
Дефицитность и дороговизна ингредиентов, избирательность для выращивания определенных микроорганизмов вызывает необходимость конструирования минеральных питательных сред с доступными ингредиентами, обеспечивающих высокое накопление микроорганизмов, в частности для энтеробактерий, стафилококков и пробиотиков.
В качестве прототипа выбрано техническое решение «Синтетическая питательная среда для выращивания микроорганизмов (патент РФ №2439142, МПК C12N 1/20, опубл. 10.01.2012 г.).
Однако указанная синтетическая питательная среда содержит дорогостоящие и дефицитные, импортируемые аспарагин и цитрат аммония, необходимые для выращивания микобактерий туберкулеза разных видов в течение 60 суток.
В то же время для E.coli, сальмонеллы, синегнойной палочки, протея, лакто- и бифидобактерий достаточно 2-3 суток инкубирования. Отечественная и зарубежная биопромышленность использует мясо-, казеино- и рыбогидролизатные бульоны для получения колисальмонеллезной, протеиносинегнойной анатоксин-вакцин.
Технической задачей изобретения является конструирование синтетической питательной среды с экономически доступными и безвредными ингредиентами, обеспечивающими стабильный рост и максимальное накопление бактериальной массы и их токсинов, необходимых для получения анатоксин-вакцин.
Поставленная задача решается тем, что синтетическая питательная среда, включает лимонную и янтарную кислоты, фосфорнокислый калий двузамещенный, сернокислый цинк, сернокислое железо, хлористый натрий, фосфорнокислый натрий двузамещенный глицерин и дистиллированную воду, в следующем соотношении в г/л дистиллированной воды:
лимонной кислоты - 4,0, янтарной кислоты - 2,0, глицина - 3,0; фосфорнокислого калия двузамещенного - 5,0; сернокислого магния - 0,5; сернокислого цинка - 0,3; сернокислого железа - 0,3; хлористого натрия - 4,0; глюкозы - 10,0; глицерина - 30,0 мл; и установлении 5-10% аммиаком pH 7,1-7,3 перед автоклавированием.
Синтетическая питательная среда может быть приготовлена путем последовательного растворения ингредиентов или после их смешивания в сухом виде, а в разведении 1:1 с 2,5% агара для изготовления плотной среды.
Рациональный состав ингредиентов был определен экспериментальными исследованиями.
В таблице приведена концентрация микроорганизмов при выращивании на жидкой синтетической питательной среде.
Для выращивания стафилококков в синтетической питательной среде устанавливают pH до 7,4-7,6.
Предлагаемая синтетическая питательная среда отличается от прототипа качественным и количественным соотношением ингредиентов и обеспечивает максимальное накопление сальмонелл и E.coli до 90±10 млрд/мл после 2-3 суточного выращивания в 2-литровых биобутылях с объемом среды, равным 1 литру, стафилококков до 13±0,5 млрд/мл и густой суспензии синегнойной палочки и пробиотиков.
Стабильно высокое накопление микроорганизмов и их токсинов на синтетической среде обеспечивает повышение протективной и иммуногенной активности колибактеридной, сальмонелезной, протеиносинегнойной и стафилококковой анатоксин-вакцин и пробиотических микроорганизмов, т.е. отвечает условию патентоспособности «промышленная применимость».
1. Синтетическая питательная среда для выращивания микроорганизмов, включающая лимонную и янтарную кислоты, фосфорнокислый калий двузамещенный, сернокислый цинк, сернокислое железо, хлористый глицерин и дистиллированную воду, при следующем соотношении в г/л дистиллированной воды:
лимонной кислоты - 4,0;
янтарной кислоты - 2,0;
глицина - 3,0;
фосфорнокислого калия двузамещенного - 5,0;
сернокислого магния - 0,5;
сернокислого цинка - 0,3;
сернокислого железа - 0,3;
хлористого натрия - 4,0;
глюкозы - 10,0;
глицерина - 30,0 мл;
pH - 7,1-7,3.
2. Синтетическая питательная среда для выращивания микроорганизмов по п. 1, отличающаяся тем, что в разведении с дистиллированной водой 1:1 дополнительно содержит 2,5% агара.
