CS203987B2 - Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu - Google Patents
Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu Download PDFInfo
- Publication number
- CS203987B2 CS203987B2 CS198376A CS198376A CS203987B2 CS 203987 B2 CS203987 B2 CS 203987B2 CS 198376 A CS198376 A CS 198376A CS 198376 A CS198376 A CS 198376A CS 203987 B2 CS203987 B2 CS 203987B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- methanol
- methylomonas
- dsm
- cell mass
- protein
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 14
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- -1 methane Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 241000589342 Methylomonas sp. Species 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 6
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 6
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003630 growth substance Substances 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract description 3
- 230000014616 translation Effects 0.000 abstract description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 18
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 5-[6-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]benzimidazol-1-yl]-3-[1-[2-(trifluoromethyl)phenyl]ethoxy]thiophene-2-carboxamide Chemical compound C=1C=CC=C(C(F)(F)F)C=1C(C)OC(=C(S1)C(N)=O)C=C1N(C1=C2)C=NC1=CC=C2CN1CCN(C)CC1 ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000186249 Corynebacterium sp. Species 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- ICSSIKVYVJQJND-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ICSSIKVYVJQJND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229940061634 magnesium sulfate heptahydrate Drugs 0.000 description 3
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000712 G cell Anatomy 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000589344 Methylomonas Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- RNZCSKGULNFAMC-UHFFFAOYSA-L zinc;hydrogen sulfate;hydroxide Chemical compound O.[Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O RNZCSKGULNFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 1
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 241000589308 Methylobacterium extorquens Species 0.000 description 1
- 241000589348 Methylomonas methanica Species 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 241000586779 Protaminobacter Species 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 108010048916 alcohol dehydrogenase (acceptor) Proteins 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N meoh methanol Chemical compound OC.OC COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000000485 pigmenting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Zvyšující se potřebou proteinů pro výživu zvířat a lidí vyvstává požadavek vyvinout nové způsoby získávání vysoce hodnotných proteinů. Tak byla v posledních letech zkoumána produkce proteinu z mikroorganismů, které zužitkovávají jako zdroj uhlíku plynné uhlovodíky, jako methan, nebo kapalné uhlovodíky z ropných frakcí. Plynné uhlovodíky mají ty nevýhody, že se vykazují malou rozpustností ve vodě a že při aerobních kultivačních podmínkách tvoří výbušné plynné směsi. Kapalné uhlovodíky mají ty nevýhody, že mají rovněž minimální rozpustnost ve vodě, což podmiňuje zvýšenou spotřebu e- nergie pro rozdělení do dvou fází. Mimo to se musí extrahovat na kapalných uhlovodících vypěstovaná buněčná hmota nejméně jedenkrát organickými rozpouštědly. O jako zvlášť výhodném zdroji uhlíku a energie se pro kultivaci mikroorganismů ve velkém měřítku již několik let hovoří o methanolu. Tento substrát má ty přednosti, že je přístupný v chemicky čisté formě levně ze syntézního plynu, který lze vyrábět z různých surovin, jako zemního plynu, frakcí ropy, černého a hnědého uhlí. Ze západoněmecké zveřejněné patentové přihlášky DT-OS 2 040 358 je znám postup výroby proteinu z jednobuněčných organismů, při kterém se použijí alkoholy vzniklé z
Description
Zvyšující se potřebou proteinů pro výživu zvířat a lidí vyvstává požadavek vyvinout nové způsoby získávání vysoce hodnotných proteinů. Tak byla v posledních letech zkoumána produkce proteinu z mikroorganismů, které zužitkovávají jako zdroj uhlíku plynné uhlovodíky, jako methan, nebo kapalné uhlovodíky z ropných frakcí. Plynné uhlovodíky mají ty nevýhody, že se vykazují malou rozpustností ve vodě a že při aerobních kultivačních podmínkách tvoří výbušné plynné směsi. Kapalné uhlovodíky mají ty nevýhody, že mají rovněž minimální rozpustnost ve vodě, což podmiňuje zvýšenou spotřebu energie pro rozdělení do dvou fází. Mimo to se musí extrahovat na kapalných uhlovodících vypěstovaná buněčná hmota nejméně jedenkrát organickými rozpouštědly.
O jako zvlášť výhodném zdroji uhlíku a energie se pro kultivaci mikroorganismů ve velkém měřítku již několik let hovoří o methanolu. Tento substrát má ty přednosti, že je přístupný v chemicky čisté formě levně ze syntézního plynu, který lze vyrábět z různých surovin, jako zemního plynu, frakcí ropy, černého a hnědého uhlí.
Ze západoněmecké zveřejněné patentové přihlášky DT-OS 2 040 358 je znám postup výroby proteinu z jednobuněčných organismů, při kterém se použijí alkoholy vzniklé z oxidace kapalných alkanů, aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny a jejich deriváty jako zdroj uhlíku.
Ze západoněmeckého vykládacího spisu DT-AS 2 152 039 je známo získávání bakteriální buněčné hmoty v methanol obsahujícím živném médiu použitím bakteriálních kmenů: Protaminobacter ruber var. machidatus ATCC 21 611, ATCC 21 612, ATCC 21 613 nebo ATCC 21 614.
Ze západoněmecké zveřejněné patentové přihlášky DT-OS 2 311 006 je znám způsob výroby proteinů, při kterém se aerobní mikroorganismus Methylomonas methainolica NRRL — B —5458 kultivuje na methanolu jako jediném zdroji uhlíku.
Ze západoněmecké zveřejněné patentové přihlášky DT-OS 2 059 277 je znám mikrobiologický způsob výroby proteinu, který používá ve vhodném živném prostředí methanol jako jediný zdroj uhlíku za aerobních podmínek následující kmeny bakterií: Pseudomonas methanica, Pseudomonas sp. ATCC 21 438, Pseudomonas sp. ATCC 21 439, Pseudomonas sp. PRL — W 4, Corynebacterium sp. ATCC 21 232, Corynebacterium sp. ATCC 21235 a Corynebacterium sp. ATCC 21 236.
Ze západoněmecké zveřejněné patentové přihlášky DT-OS 2 407 740 je znám postup kultivace mikroorganismů, při kterém se po203987 užívá směsné kultury sestávající z falkultativně methanolu využívající bakterie a více bakterií nevyužívajících methanol. Bakterie využívající methanol je nepohyblivá a může vedle methanolu využívat také jiné uhlíkaté substráty, jako například glukosu nebo glycerin, jako zdroje uhlíku.
Ze západoněmecké zveřejněné patentové přihlášky DT-OS 2 418 385 je znám způsob výroby produktu obsahujícího protein, při kterém se použije nerůžově pigmentující kmen odvozený od Pseudomonas extorquens (HCIB č. 9399).
Pro kultivaci proteinu z methanolu se podle známého stavu techniky nepoužívá žádžádná obligatorně methanol využívající bakterie, nýbrž používají se fakultativně methylotrofní mikroorganismy.
Známý stav techniky je zdokonalován postupem podle vynálezu, který používá obligatorně methylotrofní bakterii pro získávání proteinu z jednobuněčných organismů.
Z jednoho půdního vzorku z břehu Rýna u Ludwigshafenu byla isolována methanol obligatorně využívající bakterie. 1 g půdního vzorku byl suspendován do 100 ml anorganického živného prostředí:
primární fosforečnan draselný (KH2PO4) 3,75 g, sekundární fosforečnan sodný (NazHPCU) 2,50 g, síran amonný [(ΝΗίφδΟί] 4,00 g, heptahydrát síranu hořečnatého (MgSCU.
. 7 H2O), 0,5 g, tetrahydrát dusičnanu vápenatého [Ca(NO3)2.4 H2O] 0,025 g, heptahydrát síranu železnatého (FeSOí. . 7H2O] 0,005 g, monohydrát síranu zinečnatého (ZnSCk. . H2O) 0,005 g v 1000 ml destilované vody, pH 7,0 s 1 % (obj/obj) methanolu jako jediného zdroje uhlíku a energie, a při teplotě 30 °C se inkuibovalo v 500 ml Erlenmayerově baňce na třepačce při 100 oťmin. Po pětidenní inkubaci byla z toho vždy 0,1 ml natřena na Petriho misky, které obsahovaly totéž prostředí se 2 % agaru jako ztužovadla. Z těchto ploten se po dalších třech dnech inkubace při 30 °C přeočkovaly jednotlivé kolonie zřeďovacími nátěry na plotny s tímtéž prostředím, po pěti tekutých pasážích se získala čistá kultura bakteriálního kmene. Bakteriální kmen byl označen jako Methylomonas sp. a obdržel č. DSM 580.
Byl nalezen způsob k získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu vyznačující se tím, že se v reaktoru proháněném plynem s mechanickým nebo bez něho produkuje rostoucí submersní kultura obligatorně methanol zužitkovávajících bakterií Methylomonas sp. DSM 580 za aerobních podmínek, ve které jsou obsaženy methanol jako jediný zdroj uhlíku a energie, anorganické živné látky a popřípadě růstové látky, že se kromě toho do této soustavy přivádí za reakční teploty 20—45 °C vzduch nebo vzduch obohacený kyslíkem a že se poté ze vzniklé tříhrdlé soustavy oddělí buněčná hmota a suší se, přičemž se produkuje buněčná hmota s obsahem surového proteinu nejméně 60 až 70 hmot. %, nukleových kyselin 2 až 17 hmot. %, popela 3 až 6 hmot. procent, tuku 2 až 8 hmot. % a že kapalná fáze zbavená buněčné hmoty se popřípadě částečně nebo zcela při postupu recykluje.
Růstové látky jsou přirozené nebo syntetické sloučeniny, které mikroorganismus potřebuje, ale které si nemůže sám v dostatečné míře syntetizovat, na rozdíl od těchto látek jsou živné látky chemické sloučeniny, které vedle zdroje uhlíku a energie obsahuje anionty a kationy, které jsou mikroorganismy přijímány a jsou pro jejich růst nutné.
Způsob podle vynálezu k získávání proteinu z jednobuněčných organismů produkujících obligatorně methanol využívající bakterii Methylomonas sp. DSM 580 s následujícími charakteristickými vlastnostmi:
1. Morfologie buněk:
tyčinky v rozměrech 0,3—0,6 X 1,0—1,8 μ, pohyblivé v polárním prostředí.
2. Morfologie kolonií:
transparentní, bílé, kulaté a hladké, asi 1 až 2 mm průměru po dvou až třech dnech.
3. Vlastnosti kmene:
gramnegativní, suchá buněčná hmota slabě růžová.
4. Fyziologie:
přísně aerobní, kataláza, positivní, methanoldehydrogenáza positivní, hexosafosfátsyntetáza positivní, hydroxypyrohrozniová reduktáza negativní.
5. Růstové vlastnosti:
teplota °C pH koncentrace methanolu % min. opt. max.
33—36 45
4,5 6,5-7,5 9,5 (Obj/ /obj) 0,5-1,5 5,0
Bakterie Methylomonas sp. byla uložena v západoněmecké sbírce mikroorganismů v GOttingen pod č. DSM 580.
Methylomonas sp. DSM 580 může růst jenom na methanolu jako zdroji uhlíku a energie, nikoliv na methanu, methylaminu, ethanolu nebo glukose, jak je znázorněno v následující tabulce:
Růst Methylomonas sp. DSM 580 na různých zdrojích uhlíku ve vodném anorganic203987
S kém živném prostředí za aerobních podmínek substrát růst methanol — methanol + methylamin — formaldehyd — mravenčan — ethanol —
1- propanol —
2- propanol — octan — mléčnan — pyrohroznan — jantaran — citran — glukosa — fruktosa — serin —
Vysvětlivky ke značkám:
+ značí růst —značí žádný růst
Dále bylo nalezeno, že se Methylomonas sp. DSM 580 získá při šaržovitém vedení postupu při počáteční koncentraci 0,5—5 % methanolu, zvláště při 2—3 % objemových °/o, a že se Methylomonas sp. DSM 580 kultivuje při řízeném udržování konstantní koncentrace methanolu od 0,01—2,0 obj.%, s celkovým obratem 25 obj. % methanolu.
Potom bylo nalezeno, že se získá Methylomonas sp. DSM 580 při nepřetržitém vedení postupu při průtokové dávce od 0,1 — 0,5 obj/obj/h za chemostatických nebo turbidostatických podmínek.
Mimo to bylo nalezeno, že se během růstu nastaví pH hodnota od 4,5-9,0, s výhodou 6,5-7,5 přídavkem alkálií, popřípadě kyselin.
Dále bylo nalezeno, že produkce Methylomonas sp. DSM 580 se provádí při teplotě mezi 20—45 °C, a výhodou 33—36 °C.
Ještě bylo nalezeno, že během kultivace se přivádí do reaktoru vzduch nebo kyslíkem obohacený vzduch ve vzduchovací dávce 0,5 —1,5 obj/obj/min a přiváděná plynná směs má obsah kyslíku od 20 do 60 obj. %.
Mimoto bylo nalezeno, že během kultivace se přivádí do reaktoru vzduch nebo kyslíkem obohacený vzduch ve vzduchovací dávce 0,1-0,2 obj/obj/min a přiváděná plynná směs má obsah kyslíku od 20 do 60 obj. %.
Dále bylo nalezeno, že vodný živný roztok jako zdroj dusíku obsahuje amonné nebo/a dusičné soli, nebo/a močovinu, jakož i pro růst nutné kationty sodné, draselné, horečnaté, vápenaté, železa, zinečnaté, manganu a anionty fosforečné, síranové, dusičnanové, chloridové a růstové látky.
Postup podle vynálezu se blíže vysvětluje následujícími příklady.
Příklad 1
1 reaktor se naplní 50 1 živného roztoku (složení:
200 g síranu amonného (NHájzSOž,
150 g primárního forforečnanu draselného
KH2PO.1, g heptahydrátu síranu horečnatého
MgSCD. 7 H2O,
1,25 g tetrahydrátu dusičnanu vápenatého Ca(NO3)2.4 H2O,
0,25 g heptahydrátu síranu železnatého
FeSCD. 7 H2O,
0,25 g monohydrátu síranu zinečnatého
ZnSCU. H2O,
0,25 g chloridu draselného KC1 v 50 1 vody), při 212 °C se 10 minut sterilizuje, ochladí na 35 °C a přidá se asepticky 1000 mililitrů methanolu, naočkuje se 500 ml inokula Methylomonas sp. DSM 580, suspenduje se 28 hodin při 35 °C turbinovým míchadlem (300 ot/min J a při vzduchovacím dávkování 0,7 obj/obj/mln se kultivuje. Během produkce se udržuje v submerzní kultuře automatickým přidáváním 6 obj. % roztokem amoniaku konstantní hodnota pH 7,0. Po 22 hodinách se reaktor ochladí na 15 °C, hodnota pH se nastaví přídavkem kyseliny sírové na pH 3 a vyloučená buněčná hmota se odfiltruje, promyje vodou a suší (324 g sušiny buněčné hmoty).
Složení buněčné hmoty je následující:
% surového proteinu, % nukleových kyselin, % popela a 7 % tuku, vztaženo na sušinu buněčné hmoty.
Příklad 2
3401 bioreaktor, opatřený „Intensorem“ (výrobce firma Giovanola Fréres, S. A., Monthey, Švýcarsko), se naplní 200 litrů živného roztoku složení:
500 g síranu amonného (NH<i)2SO4,
500 g dusičnanu amonného NH4NO3,
600 g primárního fosforečnanu draselného KH2PO4,
500 g sekundárního fosforečnanu sodného
NaaHPCh,
140 g heptahydrátu síranu horečnatého
MgSOi. 7 H2O, g tetrahydrátu dusičnanu vápenatého
Ca(NO3)2.4H2O, g heptahydrátu síranu železnatého
FeSOi. 7 H2O, g chloridu draselného KC1 ve 200 1 vodovodní vody, hodnota pH se nastaví na 6,8, 15 minut se sterilisuje při teplotě 121 °C, ochladí se na 33 °C, přidá se a203987 septieky 2000 ml methanolu, očkuje se 4000 mililitrů 18 hod. předkulturou Methylomonas sp. DSM 580, při 33 °C se kultivuje při vzduchovacím dávkování 0,5 obj/obj/min a při počtu 1800 otáček za minutu. Během růstu se v submersní kultuře udržuje automaticky koncentrace methanolu na 0,5 obj. %, zatímco se stanovuje koncentrace par methanolu v odpadním plynu, odpovídající koncentraci v kapalině, nepřetržitě pomocí plamenného ionisačního detektoru a pomocí dávkovače se řídí nutné dávkování methanolu, mimo to se udržuje 12 % obj. roztoku amoniaku automaticky pH regulačním zařízením hodnota pH 6,8. Potom co právě po 25 hodinách dosáhne koncentrace buněk 14 g buněčné hmoty sušiny na 1 litr, vzduchuje se za konstantní vzduchovací dávky vzduchem obohaceným kyslíkem o 40 obj. %. Postup se po 60 hodinách zastaví ochlazením na 15 °C, v průtokové odstředivce se při 10 000 g oddělí buněčná hmota a suší se. Za těchto podmínek postupu obnáší výtěžek buněčné hmoty 0,44 g buněčné hmoty/g methanolu s obsahem 76 % surového proteinu, 6,5 % nukleových kyselin, 5 % popele a 4,5 °/o tuku, vztaženo na sušinu buněčné hmoty.
Příklad 3
801 biorekator, opatřený „Intensorem“ jako v příkladu 2, se naplní 50 1 živného roztoku o složení, jaké je popsáno v příkladu 1, naočkuje se 1000 ml kultury Methylomonas sp. DSM 580, která byla před tím kultivována 15 hodin při teplotě 35 °C, při teplotě 35 stupňů Celsia se kultivuje při vzduchovací dávce 0,5 obj/obj/min a při počtu otáček 1200 otáček/min a při konstantní hodnotě pH 7,0 za statických podmínek. Kontinuální kultura se po 18 hodinách spustí při průtokové dávce 0,05, po dalších 48 hodinách se zvýší průtoková dávka na 0,1 a potom během 120 hodin se stoupá stupňovitě na 0,35. Za těchto podmínek se udržuje rovnovážný stav při koeficientu výtěžnosti buněčné 0,46 (g sušiny buněčné hmoty/g methanolu) a produktivitě 10,8 g/l/h. Vznikající filtrát kultury se v 50 obj. °/o množství vrací zpět do reaktoru za odpovídajícího snížení množství přiváděného živného roztoku.
Buněčné složení obnáší 72 % surového proteinu, 4,5 % nukleových kyselin, 3,5 % popela a 5,5 % tuku, vztaženo na sušinu buněčné hmoty.
Postup podle vynálezu má tu přednost, že se poprvé používá obligatorně methylotrofní bakterie, která má proti známým fakultativně methylotrofním mikroorganismům vyšší produktivitu. Při postupu podle vynálezu se nemohou vyvinout žádné mutanty, které by ztratily schopnost růst na methanolu. Bakterie je při postupu podle vynálezu proto velmi stabilní, její látková výměna je snížena na minimum, další genetické změny vedou k odumírání buněk. Další výhoda postupu podle vynálezu spočívá v tom, že methanol disimilační a asimilační enzymy jsou konstitutivní. Provádí-li se postup podle vynálezu kontinuálně za limitujících podmínek pro methanol, je obsah nukleových kyselin buněčné hmoty velmi nízký a zráty methanolu odpařením se prakticky rovnají nule.
Claims (9)
- PŘEDMĚT1. Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu, vyznačující se tím, že v reaktoru proháněném plynem, opatřeném popřípadě mechanickým mícháním, se produkuje rostoucí submerzní kultura bakterií zužitkovávajících obligatorně methanol Methylomonas sp. DSM 580 za aerobních podmínek, ve které jsou obsaženy methanol jako jediný zdroj uhlíku a energie, jakož i pro růst nezbytné kationty sodíku, draslíku, hořčíku, vápníku, železa, zinku a manganu a anionty fosforečnanové, síranové, dusičnanové a chloridové, že kromě toho se do této soustavy přivádí za reakční teploty 20 až 45 °C vzdutíh nebo kyslíkem obohacený vzduch, přičemž se produkuje buněčná hmota s obsahem surového proteinu alespoň 60 až 76 hmot. %, nukleových kyselin 2 až 17 hmot. %, popela 3 až 6 hmot. procent, vztaženo vždy na hmotnost buněčné sušiny, a že se poté ze vzniklé třífázové soustavy oddělí buněčná hmota a suší.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se kapalná fáze, zbavená buněčné hmoty, při postupu částečně nebo zcela recykluje.ynAlezu
- 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se Methylomonas sp. DSM 580 kultivuje šaržovitým postupem při počáteční koncentraci 0,5 až 5,0, zejména 2 až 3 obj. % methanolu.
- 4. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se Methylomonas sp. DSM 580 kultivuje šaržovitým způsobem při řízeném zachovávání stálé koncentrace methanolu o 0,01 až 2,0 obj. %, až do dosažení přeměny celkem 25 obj. % methanolu na buněčnou hmotu.
- 5. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se methylomonas sp. DSM 580 kultivuje nepřetržitým způsobem při průtokové dávce 0,1 až 0,5 obj/obj/h za chemostatických neb turbidostatických podmínek.
- 6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že se udržuje během růstu přídavkem alkálií, popřípadě kyselin prakticky konstantní hodnota pH 4,5 až 9,0.
- 7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že se přivádí během kultivace do reaktoru vzduch nebo kyslíkem obohacený vzduch v provzdušňovacích dávkách 0,5> až 1,5 obj./obj./min a že přiváděná plynná směs má obsah kyslíku 20 až 60 obj. %.
- 8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že se přivádí během kultivace do reaktoru vzduch nebo kyslíkem obohacený vzduch v provzdušňovacích dávkách 0,1 až 0,2 obj./obj./min a že přiváděná plynná směs má obsah kyslíku 20 až 60 obj. %.
- 9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že vodný živný roztok obsahuje jako zdroj dusíku amonné soli nebo/a dusičnany nebo/a močovinu a růstové látky.Savarotrafla, a. p., x*vod 7, Moit
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS198376A CS203987B2 (cs) | 1976-03-26 | 1976-03-26 | Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS198376A CS203987B2 (cs) | 1976-03-26 | 1976-03-26 | Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS203987B2 true CS203987B2 (cs) | 1981-03-31 |
Family
ID=5355592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS198376A CS203987B2 (cs) | 1976-03-26 | 1976-03-26 | Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS203987B2 (cs) |
-
1976
- 1976-03-26 CS CS198376A patent/CS203987B2/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Morinaga et al. | Growth characteristics and cell composition of Alcaligenes eutrophus in chemostat culture | |
| CA1183475A (en) | High methionine content pichia pastoris yeasts | |
| CA1168999A (en) | Method for preparing 2,5-diketo-d-gluconic acid | |
| KR850004268A (ko) | 폴리-d-(-)-3-하이드록시부티르산의 제조방법 | |
| US4745064A (en) | Process for the degradation of s-triazine derivatives in aqueous solutions | |
| Vecht et al. | The growth of Pseudomonas putida on m-toluic acid and on toluene in batch and in chemostat cultures | |
| US4657863A (en) | Stabilization of a mutant microorganism population | |
| KR850004267A (ko) | 폴리-d-(-)-3-하이드록시부티르산의 제조방법 | |
| NO146331B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av et enecellet proteinmateriale ved dyrking av termofile bakterier | |
| US3996105A (en) | Mixed methane-utilizing cultures for production of micro-organisms | |
| US4048013A (en) | Process for producing single-cell protein from methanol using methylomonas sp. DSM 580 | |
| US4745059A (en) | Process for the preparation of L-phenylalanine | |
| CS29892A3 (en) | Microbiological process for producing 6-hydroxypicolic acid | |
| US4060455A (en) | Process for the microbial production of L-serine using pseudomonas Sp. DSM 672 | |
| US4302542A (en) | Fermentation with thermophilic mixed cultures | |
| CS203987B2 (cs) | Způsob získávání proteinu z jednobuněčných organismů na bázi methanolu | |
| CA1058105A (en) | Culture of methylococcus on methane gas | |
| US4707449A (en) | Pichia pastoris yeast strains of enhanced tryptophan content | |
| SU671738A3 (ru) | Способ получени биомассы микроорганизмов | |
| SU444375A1 (ru) | Способ получени биомассы | |
| Igarashi et al. | Excretion of L-tryptophan by analogue-resistant mutants of Pseudomonas hydrogenothermophila TH-1 in autotrophic cultures | |
| RU2773502C1 (ru) | Штамм метанолокисляющих бактерий Acidomonas methanolica BF 21-05М - продуцент для получения микробной белковой массы | |
| RU2822163C1 (ru) | Способ получения обогащенной каротиноидами белковой биомассы на природном газе с использованием штамма метанокисляющих бактерий Methylomonas koyamae В-3802D | |
| NO752792L (cs) | ||
| US4795708A (en) | Novel backteria and single cell protein production therewith |