SU652901A3 - Способ получени биомассы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике получени  бактериологической клеточной массы , содержащей нротеин, а также жиры, углеводы и витамины, и исиользуемой в качестве основного вещества дл  кормов и пищевых продуктов. Известен способ получени  биомассы, предусматривающий выращивание бактерий рода Methvlomonas в услови х аэрации на нитательной среде, содержащей метанол в качестве источника углерода, источник азота и минеральные соли 1. Этот способ  вл етс  наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком известного способа  вл етс  недостаточно высокий выход биомассы . Целью изобретени   вл етс  повышение выхода биомассы. Дл  этого по предлагаемому способу из рода Methylomonas используют щтамм Methylomonas clara АТСС 31226, при этом концентрацию метанола в среде поддерживают 0,5-15 мг %, предпочтительно 0,5- 3 мг %. Способ осун1.ествл ют следующим образом . Бактерии 1итамма Л е1Ьу1отопа5 clara АТСС 31226 выращивают в аэробных услови х на питательной среде, содержаще в качестве источника углерода метанол в концентрации 5-100 ппм, предпочтительно 5 30 ппм, источпикп азота, например нитрат кали , сульфат аммони , фосфат аммони  и аммиак, и минера,тьные солн, как ди1н;1рофосфат кали  или динатрийфосфат, а также соли магни  и кали , соли железа, медн, молибдена, содержащиес  в водонроводной воде в виде микроэлементов. Процесс провод т периодически или непрерывно при темнературах между 30 и 42°(. преимущественно между 35-39°С, в ферментерах с перемешиванием, а также в петлевых реакторах. Жидкую гщтательную среду в ферментере продувают воздухом в количестве 0,1 - 1,5 л воздуха на 1 л питательной среды в 1 мин (ввм). Концентрацию метанола поддерживают непрерывно, например нутем измерени  расхода азота, доли биомассы в суспензии или.

прелпочтителЕ но, измерением выделени  углекислоты . Благодар  этому точно оеушеетв .1ЯЮТ дозирование иодачи мета1 ола с быстрой реакцией на, иадающее ири иедостатке у г.ч с р од а R 1,1 де,1 е и и е у гл е к и c;i от . У и ) а BJ е иие концентрацией метанола п овод т так/ке измерением количества газообразно1-о метанола ири 11ОМО1Ц1 и. амеиного ионизациО1ТНОГО детектора.

Значение рН еуснензии культуры, еосто иий из титате.плюй ереды и растущей биомассы , ноддержнвают между 4,0 и 9,0, нреимущеетвенио между 6,0 и 7,2, добавлением соответствующей щелочи, например едкого натра или йа.ли , и;н1 кислоты, нанример сол ной или серной.

Выделение биомассы осуществл ют известны .м способом, например центри()угированием с мно1Ч)К)атной н К1мывкой водой, ирн этом нолучают пастообразную бномасеу , содержащую 75--ОО-/о воды.

Сушку осун1ествл ют нри помощи, наи|)имер , вальцевой суи.1и.1ки, сушилки с кни Н1ИМ слоем или раснылнтельной сушилки.

Высуи1ениый продукт содержит 1 - 4 вес. °/с1 воды и 80-90 вее. /о сырого нротеи:ча , нри этом в сыром нротемне дол  аминокислот составл ет 75-80 вес.°/о, а дол 

С1)едобных аминокислот около 50 вес. %

от общего содержани  аминокислот.

Содержание нук-леиновых кислот cocTaisл ет 10--14 вес./о, жиров -- 510 вес. /о

и углеводов - 5--К) вес. °/о.

Биомасса (суха ) ис содержит пигментов , токеичеекнх веикччв, а также слнзи и нолиокс1 мас.л ньг кис.ют, пахнущих веществ и вто|)нчн|)1Х метаболитов.

Новый вид 1нтамма Mcthylonionas clara АТСС 31226 характеризуетс  следующим образом .

11о1 еденне ирн росте. Не и.меет роета на |-,:||окозно.м агаре или глюкозной ереде, агаре , м сном бчльоне и.ли нитателвной среде на м сно.м булвоне, же.латнне, нентонном агаре или не 1тоновой нитатс.льной среде, лакмусовом молоке. Роет i-:a сиитстической иитате ,льиой среде, содержащей .метанол.

Морфо.логн . Короткие налочки 0,5-1 .5/Ц, подвижные за счет но.л ршз1х ресничс никакого образовани  снор, цист.

Форма колоний кругла , нрозрачна , СсЛегка блест ща . Пигменты не образует.

Физиологи . Роет нри 20 25°С, 30--35°С , 37--39°С н 41°С. Оптимальна  температура , онтимальное рН 6,8 - 7,0, грам-отрицательный.

Факторы роста. Не образует нолноксимасл ных кислот, индола, ацетона, . не разжижает желатины, не гидро.лизует крахмала , не образует лимониой кислоты, не коагулирует молока, не растет на мочевинах, ацетате, триметиламине, монометиламине, формиате, формальдегиде, сахаре, полисахаридах , спиртах (кроме метанола).

Воеетанав.ливает NO, цитохромооксид азу , каталазу, изоцитратдегидроденазу, малатде1идрогеиазу . оксидазу, растет на сол х аммони , диметиламине, фиксирует Хз, СО,.

fipUMip 1. Шламм AletfiyloiiioHa. cbiia FII В 5460 АТСС 31226 вылерж111,ают трубочках c.:leдyюlцeiЧJ с;)с18 г; Из Ра (850/о-на ) 2 ,0 мл; Nl-UOM (120/о-ный)3,0 мл:

0,01r;H2SCi l,2r:MgSf X Х7НД) - 0,8 г; FeSO, 7HiO 0,03 г, метанол (добавка перед сли.вом трубочек) - 10,0 мл: раствор микроэлементов, содержащий СаСОз. НзВОз, .MnSO4, ХнЗСЛ, Na.AlaCV - 1,0 мл: вада -- I л: р1 ие )сд стерилизацией 6,7.

Наклони1 1е трубочки с этим составом iaгревают в течение 30 мни в автокла с до , а зате.м заражают MethYloHioiias clara и выдерживают двое суток ири 37С. Из двух трубочек 10 м;| фнзио,чогического раствора поваренной со.лн В1)1мывают клеточную массу и прививают на следующей CTy ieiiH. Эта ступень - сыпуча  ку.льту1)а (форкультура). Используют 2 л колбы Эр .ленмейера, зано.лнелные 1 л указанного питательного раствора,, но без arajia. К раслвору добавл ют 3,3 мл стерильно отфильтрованногс; метанола. К Л15туру трое суток в: держиваюл нри 37°( со взбaoЛTl)H aниeм npii 220 об/мин и амнлит де 4 см.

После 24 н 48 ч добав.л юл но 3.3 мл м с Ла НОЛ а.

След,у1Он.,ую ступень (основна  ку.л1Лу1)а) провод т в 25 л ферментере, заполненном 20 л указанного нилате;||)Н01Ч) раство|)а. по без метанола и агара.

Иос.ле стерилизации в (jiepMeirrep внос т 2 ,ч (|к)рку. и (ферментацию нро1«)д т нри иеремен1ива1 ии лопастной меи1а,лкой ири 500 об/мин, 37С, нродувке воздуха )0 л/мин 0,5 ввн, давлении 0,02 , рН 6,6.

Мелано.л голов т ло 20 м,л н каждый раз при 1 адеии)1 В1)|делени  уг,лекие.лоты добавл ют 20 .мл метанола, причем кс пнепл кши  метапала пе более, че.1 0,1 об./;. -1ерез 22 ч 20 л суспензии основной ку,)ы нои .лив;пот в ферме1гге) 200 л.

c,к)iи  (|)срм(41таци1 : те 1пералура 37Cj npo;iyp,Ka ВОЗ.ЛУХОМ 6 8 м-;ч, 0,5 - 0,75 ввм: давление 0,02 МИа: скорость переменп-i15аии  - 380 (;б/мип: р11 поддерживаюл етери;1ьн ()й Ю-/о-пой ам.миачпой водой 6,7 6,8.

Подачу мелаио.ла ре1улируют измерением его ко1П1еьгграцпи в олход шем воздухе при помощи и,ла:;1спно-ионизациониого детектора . причем н)и сшлжении количества мелано.ла ниже 50 ним с.ледует .добавка метанола .

При 600 ним метанола в отход щем воздухе в раеллзоре еодержитс  0,22/о метано ,л а.

Спуст  20 ij ферментации в главный ферментер приливают 200 л суспензии из форфермеитера , который содержит 2 тыс. .i питательного раствора и имеет следующие рабочие услови : температура 37°С; нродувка воздуха 60-80 0,5-0.75 ввм; давление - 0,02 МПа; скорость перемен1пвапи  170 об/мин; рН -- 6,7.

Подачу метанола осуществл ют так же, как в 200 л форферментере. Копиеитраци51 метанола в питательном растворе составл ет иим.

Через 22 ч ферментации клеточную массу отдел ют, дл  чего рН довод т до 4,0 добавлением разбавленной серной кислоты. Клеточную массу отдел ют на сепараторах при 400 об/минРазделение можно проводить также и при рН 6,5-6,8.

Отделенную клеточную массу с содержанием сухого вещества промывают водой и в сепараторе довод т до содержани  сухого веихества 25°/о.

После этого клеточную массу сушат в распылительной сушилке при температуре на входе 120-150°С. Полученный иороиюк содержит, вес. °/о: 1,5-3,5 остаточиой влаги Mi (N 6,25) сырого протеина 85; аминокиелот - 74; еъедобных аминокислот 50, нуклеиновых кислот - 8--12; сырого жира - 6-8, сырой золы - 5-6.

Пример 2. Штамм Alethylomonas elara FH-B-5460 АТСС 31226 выращивают как в примере 1.

Главный ферментатор объемом 3000 л посто нно продуваетс  воздухом. Услови  ферментации еледующие;

Температура, °С37

Продувка воздуха, 80,1 0,67 ввм

Давление, МПа0,01

Число оборотов, об/мин 390

Значение рН6,8.

Приливают 200 л суспензии культуры из форферментатора в главный ферментатор, содержащий 2000 л питательного раствора (как в примере 1, но без агара). Концентрацию метанола измер ют и регулируют добавкой смеси метанола с водой в об1 емном cooTHOHieniiii 40:60, так что среднюю концентрацию метано.ча поддерживают в питательпом jiacTBope 10 п 50 ипм.

После приготовлени  7-10 кг;л к.четочной ,1 1 ач11нают непрерывную работ).

Питате.чьиую среду добав.1 ют с нормой расхода D 0.25;ч, примерно спуст  12 ч ато повышают до D 6,33;ч, что составл ет примерно 650 л/ч. Спуст  этот период времсии устанав.шваетс  равновесие потока. Среднюю концентрацию свободного метанола поддерживают теперь между 10 и 20 ним. Соответствующее количество питательной среды с выращенной к,1еточной массой Отвод т 12 ч, выдерживают в промежуточной емкости без добавки метанола, а затем ведхт отделение клеточной массы и суп1ку как в примере 1.

Полученна  таким образом клеточна  масса содержит 2 -4/о остаточной влаги и

0 сырого протеина (N 6,25) 81/о, амино| исл (:)т ,С11едобных аминокислот 50/о от общего содержани  аминокислот, нуклеиновых кислот 8- ,сырого жира 5- 10°/о,сырой золы 5- .

25

Форму.т изобретени 

Сиособ получени  био: 1ассы, иред)сматриваюпиж BiiipauuiBaHHc бактери11 рюда Меthylomonas в ус.юви х аэрации на иитательной среде, содержаще метанол в качестве источника углерода, источник азота и минерал1 )Ные соли, отлпчающтн.ч тем, что, с целью новьинени  выхода бисшассы, ii3 Х)да Methyloiiionas используют Н1тамм .V ethylomonas clara ЛТСС 31226. при этом концеитрацию метанола в среде поддерживают 0,5-15 мг ,;,, иредпочтительио 0,5-3 .

Петочиики информации, прин тые во вн мание нри экспертизе

1. Патент Великобритании Л 1420-145, кл. С 12 D 13:06, 07.01.76.