Способ получения экзополисахарида левана
Владельцы патента RU 2574211:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения левана микробиологическим способом. Способ предусматривает внесение штамма микроорганизма Azotobacter vinelandii штамм Д-08 в питательную среду, приготовленную путем разведения мелассы дистиллированной водой до концентрации 7 или 10% с последующим культивированием при температуре 28-30°C в течение 72 часов в термостатируемом шейкере при 250 об/мин. Изобретение позволяет упростить способ получения левана, а также повысить динамическую вязкость готового продукта. 1 табл.
Изобретение относится к области получения биологического связующего и может быть использовано для изготовления древесного биокомпозиционного материала, биодеградируемой тары и упаковочного материала, а также в бумажной, мебельной промышленности при приклеивании этикеток на различные полимерные поверхности, стекло.
Известен способ получения экологически безопасного биологического связующего, содержащего экзополисахарид леван в результате культивирования штамма микроорганизма Azotobacter vinelandii Д-08 на питательных средах, содержащих мелассу, барду и молочную сыворотку в соотношения 3:2:5; 3:5:2; 3:3:3 и 5:2:3 при температуре 28-30°C в течение 72 часов (pH сред доводят до 6,8-7,2) [Шилова А.В. и др. Получение биокомпозиционных материалов с использованием в качестве связующего полисахарида левана. Сборник трудов биологического факультета МГУ им. Н.П. Огарева, Саранск, 2011, стр. 3-7].
Недостатками известной композиции являются низкое значение динамической вязкости (значение не превышает 0,375 дПа·сек), некоторая сложность в технологии (проведение дополнительных операций, связанных с доведением pH среды до 6,8-7,2, исключение некоторых компонентов), а также использование барды и молочной сыворотки в качестве основных компонентов питательной среды, что повышает ее стоимость.
Технический результат заключается в повышении динамической вязкости готового продукта и в упрощении технологического режима.
Сущность изобретения заключается в том, что способ предусматривает культивирование штамма микроорганизма Azotobacter vinelandii Д-08 при температуре 28-30°C в течение 72 час в термостатируемом шейкере при 250 об/мин на питательной среде на основе мелассы. Питательную среду готовят путем разведения мелассы дистиллированной водой до концентрации 7 или 10%, а инокулят Azotobacter vinelandii Д-08 вносят в питательную среду в количестве 10% по объему к полученной питательной среде.
Штамм микроорганизма Azotobacter vinelandii Д-08 относится к семейству Azotobacteriaceae, являющихся азотофиксирующими бактериями, синтезирующими из сахарозы экзополисахарид леван. Штамм микроорганизма выдан из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) ФГУП ГосНИИгенетика. Регистрационный номер в коллекции: ВКПМ В-5787. Происхождение штамма: ВКМ В-1617, получен с помощью мутаганеза посредством обработки нингидрином. Штамм ВКПМ В-5787 Azotobacter vinelandii Д-08 не является генетически модифицированным штаммом.
Меласса (патока), являющаяся отходом сахарного производства, представляет собой густую, вязкую жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом карамели и меланоидинов, которая содержит в своем составе 25-40% сахарозы, минеральные вещества и микроэлементы.
Способ осуществляют следующим образом.
Готовят питательную среду. Для этого мелассу (патоку) разбавляют дистиллированной водой до концентрации 7 или 10%, проводят стерилизацию при 121°C в течение 20 мин. Далее в подготовленную смесь вносят 10% по объему к полученной питательной среде инокулята, содержащего штамм микроорганизма Azotobacter vinelandii Д-08 [получен культивированием указанного микроорганизма на сахарозосодержащей среде следующего состава (г/л): калия фосфат двузамещенный - 0,2; калия фосфат однозамещенный - 0,8; гептагидрат сульфата магния - 0,2; гептагидрат сульфата кальция - 0,1; хлорид железа (III) - следы; молибдат натрия - следы; дрожжевой экстракт - 0,5; сахароза (сахар) - 20,0]. На этой среде получают маточный раствор (инокулят) и в дальнейшем в количестве 10% по объему переносят его на питательные среды: 1 - содержащая 7% мелассы и содержащая 10% мелассы с последующим культивированием при температуре 28-30°C в течение 72 час в термостатируемом шейкере при 250 об/мин. Получают культуральную жидкость, содержащую экзополисахарид левана, которую используют в качестве биосвязующего.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить показатели динамической вязкости, значения которых достигают 0,71 и 0,80 дПа·сек уже к 48 часам культивирования (при использовании питательной среды, содержащей мелассу в количестве 7 и 10% соответственно), и не снижает адгезивные свойства получаемого биологического связующего. Увеличение показателя динамической вязкости позволит расширить спектр применения биологического связующего. Также происходит упрощение технологии и быстрота получения биосвязующего (исключение проведения дополнительных операций, связанных с доведением pH среды до 6,8-7,2; исключение некоторых компонентов) (табл. 1).
Способ получения экзополисахарида левана, предусматривающий культивирование штамма микроорганизма Azotobacter vinelandii Д-08 при температуре 28-30°C в течение 72 час в термостатируемом шейкере при 250 об/мин на питательной среде на основе мелассы, отличающийся тем, что питательную среду готовят путем разведения мелассы дистиллированной водой до концентрации 7 или 10%, а инокулят Azotobacter vinelandii Д-08 вносят в питательную среду в количестве 10% по объему к полученной питательной среде.
