CS203987B2 - Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol - Google Patents

Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol Download PDF

Info

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
Application number
CS198376A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Fritz Wagner
Herrmann Sahm
Original Assignee
Molekularbiologische Forschung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Molekularbiologische Forschung filed Critical Molekularbiologische Forschung
Priority to CS198376A priority Critical patent/CS203987B2/en
Publication of CS203987B2 publication Critical patent/CS203987B2/en

Links

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 zIncreasing the need for proteins for animal and human nutrition demands the development of new methods for obtaining high-value proteins. Thus, in recent years, protein production has been investigated from microorganisms that utilize gaseous hydrocarbons, such as methane, or liquid hydrocarbons from petroleum fractions as a carbon source. Gaseous hydrocarbons have the disadvantages that they exhibit low water solubility and that they form explosive gas mixtures under aerobic culture conditions. Liquid hydrocarbons have the drawbacks that they also have a minimum solubility in water, which causes an increased consumption of energy for division into two phases. In addition, the cell mass produced by the liquid hydrocarbons must be extracted at least once with organic solvents. As a particularly preferred carbon and energy source, methanol has been used for large-scale cultivation of microorganisms for several years. This substrate has the advantages of being available in chemically pure form cheaply from synthesis gas, which can be produced from a variety of raw materials, such as natural gas, oil, black and brown coal fractions. From West German Patent Application DT-OS 2 040 358, a process for the production of a protein from unicellular organisms is known, using alcohols derived from

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.With the increasing need for proteins for animal and human nutrition, there is a need to develop new ways of obtaining high-value proteins. Thus, in recent years, protein production has been investigated from microorganisms that utilize gaseous hydrocarbons such as methane or liquid hydrocarbons from petroleum fractions as carbon sources. The gaseous hydrocarbons have the disadvantages that they exhibit low solubility in water and form explosive gaseous mixtures under aerobic culture conditions. Liquid hydrocarbons have the disadvantages that they also have a minimum solubility in water, which implies an increased energy consumption for separation into two phases. In addition, the cultured cell mass must be extracted on liquid hydrocarbons at least once with organic solvents.

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.Methanol has been mentioned as a particularly advantageous source of carbon and energy for large-scale cultivation of microorganisms for several years. This substrate has the advantages that it is accessible in chemically pure form cheaply from synthesis gas, which can be produced from a variety of raw materials such as natural gas, petroleum fractions, coal and lignite.

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.The West German patent application DT-OS 2,040,358 discloses a process for producing protein from unicellular organisms using alcohols resulting from the oxidation of liquid alkanes, aldehydes, ketones, carboxylic acids and derivatives thereof as a carbon source.

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.It is known from West German Offenlegungsschrift DT-AS 2,152,039 to obtain bacterial cell mass in a methanol-containing nutrient medium using bacterial strains: Protaminobacter ruber var. machidatus ATCC 21,611, ATCC 21,612, ATCC 21,613 or 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.From German Published Patent Application DT-OS 2,311,006, a protein production method is known in which the aerobic microorganism Methylomonas methainolica NRRL-B -5458 is cultured on methanol as the sole carbon source.

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.The West German patent application DT-OS 2 059 277 discloses a microbiological process for the production of a protein which uses methanol as the sole carbon source under aerobic conditions in a suitable nutrient medium under the following bacterial strains: 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 and 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.The West German published patent application DT-OS 2,407,740 discloses a microorganism cultivation process in which a mixed culture consisting of falcultively methanol using bacteria and a plurality of non-methanol bacteria is known after 203987. The methanol utilizing bacterium is immovable and may employ other carbon substrates, such as glucose or glycerin, as carbon sources, in addition to methanol.

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).A method for the production of a protein-containing product using a non-pink pigmenting strain derived from Pseudomonas extorquens (HCIB No. 9399) is known from West-German Patent Application DT-OS 2,418,385.

Pro kultivaci proteinu z methanolu se podle známého stavu techniky nepoužívá žádžádná obligatorně methanol využívající bakterie, nýbrž používají se fakultativně methylotrofní mikroorganismy.For the cultivation of the protein from methanol, according to the prior art, no obligatory methanol-based bacteria are used, but optionally methylotrophic microorganisms are used.

Známý stav techniky je zdokonalován postupem podle vynálezu, který používá obligatorně methylotrofní bakterii pro získávání proteinu z jednobuněčných organismů.The prior art is improved by the process of the invention, which uses obligatory methylotrophic bacteria to obtain protein from unicellular organisms.

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:From one soil sample from the bank of the Rhine near Ludwigshafen, methanol was obligatory using bacteria. 1 g of soil sample was suspended in 100 ml of inorganic medium:

primární fosforečnan draselný (KH2PO4) 3,75 g, sekundární fosforečnan sodný (NazHPCU) 2,50 g, síran amonný [(ΝΗίφδΟί] 4,00 g, heptahydrát síranu hořečnatého (MgSCU.primary potassium phosphate (KH2PO4) 3.75 g, secondary sodium phosphate (NaHPCU) 2.50 g, ammonium sulfate [(ΝΗίφδΟί] 4.00 g, magnesium sulfate heptahydrate (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.. 7 H 2 O), 0,5 g, calcium nitrate tetrahydrate [Ca (NO3) 2.4 H2O] 0,025 g, ferrous sulphate heptahydrate (FeSO 3 .7H 2 O) 0,005 g, zinc sulphate monohydrate (ZnSCk. H2O) 0,005 g in 1000 ml distilled water, pH 7.0 with 1% (v / v) methanol as the sole source of carbon and energy, and at 30 ° C was incubated in a 500 ml Erlenmayer flask on a shaker at 100 rpm. 1 ml was plated on Petri dishes containing the same medium with 2% agar as stiffeners and after 3 days incubation at 30 ° C individual colonies were inoculated with dilution coatings on plates with the same medium after five liquid passages to obtain pure The bacterial strain was designated Methylomonas sp and received DSM No. 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.A method for obtaining protein from unicellular methanol-based organisms has been found, characterized in that a growing submersible culture of methanol-utilizing bacteria Methylomonas sp. Is produced in a gas-driven reactor with or without a mechanical gas. DSM 580 under aerobic conditions in which methanol is the sole source of carbon and energy, inorganic nutrients and, optionally, growth agents, that in addition air or oxygen-enriched air is supplied to the system at a reaction temperature of 20-45 ° C; thereafter the cell mass is separated from the resulting three-necked system and dried, producing a cell mass with a crude protein content of at least 60 to 70 masses. % nucleic acids 2 to 17 wt. %, ash 3-6 wt. percent, fat 2 to 8 wt. % and that the cell-free liquid phase is optionally recycled partially or completely in the process.

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.Growth substances are natural or synthetic compounds that the micro-organism needs, but which it cannot synthesize to a sufficient extent, unlike these substances, nutrients are chemical compounds that contain, in addition to the carbon and energy source, the anions and cations that are taken up by necessary for their growth.

Způsob podle vynálezu k získávání proteinu z jednobuněčných organismů produkujících obligatorně methanol využívající bakterii Methylomonas sp. DSM 580 s následujícími charakteristickými vlastnostmi:Method according to the invention for obtaining a protein from unicellular methanol producing organisms using Methylomonas sp. DSM 580 with the following features:

1. Morfologie buněk:1. Cell morphology:

tyčinky v rozměrech 0,3—0,6 X 1,0—1,8 μ, pohyblivé v polárním prostředí.rods in dimensions 0,3–0,6 X 1,0—1,8 μ, movable in polar environment.

2. Morfologie kolonií:2. Colonial morphology:

transparentní, bílé, kulaté a hladké, asi 1 až 2 mm průměru po dvou až třech dnech.transparent, white, round and smooth, about 1 to 2 mm in diameter after two to three days.

3. Vlastnosti kmene:3. Strain characteristics:

gramnegativní, suchá buněčná hmota slabě růžová.Gram-negative, dry cell mass, slightly pink.

4. Fyziologie:4. Physiology:

přísně aerobní, kataláza, positivní, methanoldehydrogenáza positivní, hexosafosfátsyntetáza positivní, hydroxypyrohrozniová reduktáza negativní.strictly aerobic, catalase, positive, methanoldehydrogenase positive, hexosaphosphate synthetase positive, hydroxypyruvic reductase negative.

5. Růstové vlastnosti:5. Growth characteristics:

teplota °C pH koncentrace methanolu % min. opt. max.temperature ° C pH concentration of methanol% min. opt. max.

33—36 4533—36 45

4,5 6,5-7,5 9,5 (Obj/ /obj) 0,5-1,5 5,04.5 6.5-7.5 9.5 (v / v) 0.5-1.5 5.0

Bakterie Methylomonas sp. byla uložena v západoněmecké sbírce mikroorganismů v GOttingen pod č. DSM 580.Bacteria Methylomonas sp. was deposited in the West German collection of microorganisms in GOttingen under the number 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:Methylomonas sp. DSM 580 can only grow on methanol as a source of carbon and energy, not on methane, methylamine, ethanol or glucose, as shown in the following table:

Růst Methylomonas sp. DSM 580 na různých zdrojích uhlíku ve vodném anorganic203987Growth of Methylomonas sp. DSM 580 on various carbon sources in aqueous inorganic203987

S kém živném prostředí za aerobních podmínek substrát růst methanol — methanol + methylamin — formaldehyd — mravenčan — ethanol —With which medium under aerobic conditions substrate growth methanol - methanol + methylamine - formaldehyde - formate - ethanol -

1- propanol —1- Propanol -

2- propanol — octan — mléčnan — pyrohroznan — jantaran — citran — glukosa — fruktosa — serin —2-propanol - acetate - lactate - pyruvate - succinate - citrate - glucose - fructose - serine -

Vysvětlivky ke značkám:Explanation of the marks:

+ značí růst —značí žádný růst+ indicates growth — indicates no growth

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.It was further found that Methylomonas sp. The DSM 580 is obtained by batch process control at an initial concentration of 0.5-5% methanol, in particular at 2-3% v / v, and that Methylomonas sp. DSM 580 cultures in a controlled manner maintaining a constant methanol concentration from 0.01-2.0 vol%, with a total turnover of 25 vol% methanol.

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.It was then found that Methylomonas sp. DSM 580 with continuous process flow at a flow rate of 0.1 - 0.5 vol / vol / h under chemostatic or turbidostatic conditions.

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.In addition, it has been found that during growth the pH is adjusted from 4.5-9.0, preferably 6.5-7.5 by addition of alkali or acids.

Dále bylo nalezeno, že produkce Methylomonas sp. DSM 580 se provádí při teplotě mezi 20—45 °C, a výhodou 33—36 °C.It was further found that the production of Methylomonas sp. The DSM 580 is carried out at a temperature between 20-45 ° C, and preferably 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. %.It has still been found that during cultivation, air or oxygen-enriched air is fed to the reactor at an airflow rate of 0.5-1.5 vol / vol / min and the feed gas mixture has an oxygen content of 20 to 60 vol%.

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. %.In addition, it has been found that during cultivation, air or oxygen-enriched air is fed to the reactor at an airflow rate of 0.1-0.2 vol / vol / min and the gas mixture supplied has an oxygen content of from 20 to 60 vol%.

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.Further, it has been found that the aqueous nutrient solution contains ammonium and / or nitrate salts and / or urea as the nitrogen source, as well as the necessary cations of sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, zinc, manganese and phosphate, sulfate, nitrate, , chloride and growth substances.

Postup podle vynálezu se blíže vysvětluje následujícími příklady.The process according to the invention is explained in more detail by the following examples.

Příklad 1Example 1

1 reaktor se naplní 50 1 živného roztoku (složení:1 reactor is filled with 50 l of nutrient solution (composition:

200 g síranu amonného (NHájzSOž,200 g ammonium sulphate

150 g primárního forforečnanu draselného150 g of primary potassium phosphate

KH2PO.1, g heptahydrátu síranu horečnatéhoKH2PO.1, g magnesium sulfate heptahydrate

MgSCD. 7 H2O,MgSCD. 7 H2O,

1,25 g tetrahydrátu dusičnanu vápenatého Ca(NO3)2.4 H2O,1,25 g calcium nitrate tetrahydrate Ca (NO3) 2.4 H2O,

0,25 g heptahydrátu síranu železnatého0.25 g of ferrous sulphate heptahydrate

FeSCD. 7 H2O,FeSCD. 7 H2O,

0,25 g monohydrátu síranu zinečnatého0.25 g of zinc sulphate monohydrate

ZnSCU. H2O,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).0.25 g of potassium chloride (KCl in 50 l of water), sterilized at 212 DEG C. for 10 minutes, cooled to 35 DEG C. and aseptically added 1000 ml of methanol, seeded with 500 ml of Methylomonas sp. DSM 580, suspended for 28 hours at 35 ° C with a turbine stirrer (300 rpm J) and cultured at an air flow rate of 0.7 v / v / ml. During production it is kept constant in the submerged culture by automatically adding 6 v / v ammonia solution pH = 7.0 After 22 hours, the reactor was cooled to 15 ° C, adjusted to pH 3 by addition of sulfuric acid, and the precipitated cell mass was filtered off, washed with water and dried (324 g dry cell mass).

Složení buněčné hmoty je následující:The composition of the cell mass is as follows:

% surového proteinu, % nukleových kyselin, % popela a 7 % tuku, vztaženo na sušinu buněčné hmoty.% crude protein,% nucleic acids,% ash and 7% fat, based on cell dry matter.

Příklad 2Example 2

3401 bioreaktor, opatřený „Intensorem“ (výrobce firma Giovanola Fréres, S. A., Monthey, Švýcarsko), se naplní 200 litrů živného roztoku složení:The 3401 bioreactor, provided with an "Intensor" (manufactured by Giovanola Fréres, S.A., Monthey, Switzerland), is filled with 200 liters of nutrient solution of the composition:

500 g síranu amonného (NH<i)2SO4,500 g ammonium sulphate (NH <i) 2SO4,

500 g dusičnanu amonného NH4NO3,500 g ammonium nitrate NH4NO3,

600 g primárního fosforečnanu draselného KH2PO4,600 g of primary potassium phosphate KH2PO4,

500 g sekundárního fosforečnanu sodného500 g secondary sodium phosphate

NaaHPCh,NaaHPCh,

140 g heptahydrátu síranu horečnatého140 g magnesium sulfate heptahydrate

MgSOi. 7 H2O, g tetrahydrátu dusičnanu vápenatéhoMgSOi. 7 H2O, g calcium nitrate tetrahydrate

Ca(NO3)2.4H2O, g heptahydrátu síranu železnatéhoCa (NO3) 2.4H2O, g ferrous sulphate heptahydrate

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.FeSOi. 7 H2O, g of potassium chloride KCl in 200 l of tap water, adjust the pH to 6.8, sterilize at 121 ° C for 15 minutes, cool to 33 ° C, add a203987 septic tanks 2000 ml of methanol, inoculate with 4000 milliliters 18 hours preculture Methylomonas sp. DSM 580, at 33 ° C, was cultured at an air flow rate of 0.5 vol / vol / min and 1800 rpm. During growth, the methanol concentration in the submersible culture is automatically maintained at 0.5 vol%, while the methanol vapor concentration of the off-gas corresponding to the liquid concentration is determined continuously by means of a flame ionization detector and a metering device controlling the necessary methanol dosing. maintains a 12% by volume ammonia solution automatically with a pH control device of pH 6.8. After just 25 hours, the cell concentration reaches 14 g of cell mass per liter, it is aired at 40% by volume with oxygen-enriched air at a constant airflow rate. After 60 hours, the process is stopped by cooling to 15 ° C, the cell mass is separated in a flow centrifuge at 10,000 g and dried. Under these process conditions, the cell mass yield is 0.44 g cell mass / g methanol containing 76% crude protein, 6.5% nucleic acids, 5% ash and 4.5% fat, based on cell dry matter.

Příklad 3Example 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.An 801 biorekator, equipped with an "Intensor" as in Example 2, was filled with 50 L of nutrient solution as described in Example 1, and seeded with 1000 ml of Methylomonas sp. DSM 580, which had been previously cultured for 15 hours at 35 ° C, at 35 degrees Celsius, was cultured at an airflow rate of 0.5 vol / vol / min and a speed of 1200 rpm at a constant pH of 7.0 under static conditions. The continuous culture is started after 18 hours at a flow rate of 0.05, after a further 48 hours the flow rate is increased to 0.1 and then increased steadily to 0.35 over 120 hours. Under these conditions, equilibrium is maintained at a cell yield coefficient of 0.46 (g cell dry matter / g methanol) and productivity of 10.8 g / l / h. The resulting culture filtrate is returned to the reactor at 50% by volume, with a corresponding reduction in the amount of feed nutrient supplied.

Buněčné složení obnáší 72 % surového proteinu, 4,5 % nukleových kyselin, 3,5 % popela a 5,5 % tuku, vztaženo na sušinu buněčné hmoty.The cell composition comprises 72% crude protein, 4.5% nucleic acids, 3.5% ash and 5.5% fat, based on the dry matter of the cell mass.

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.The process according to the invention has the advantage that for the first time an obligatory methylotrophic bacterium is used which has a higher productivity than the known facultatively methylotrophic microorganisms. In the process of the invention, no mutants can develop which would lose the ability to grow on methanol. The bacterium is therefore very stable in the process according to the invention, its metabolism is reduced to a minimum, further genetic changes lead to cell death. A further advantage of the process according to the invention is that the methanol disimilation and assimilation enzymes are constitutive. When the process of the invention is carried out continuously under limiting conditions for methanol, the nucleic acid content of the cell mass is very low and the methanol losses by evaporation are practically zero.

Claims (9)

PŘEDMĚTSUBJECT 1. 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.Method for obtaining a protein from unicellular methanol-based organisms, characterized in that a growing submerged culture of obligatory methanol utilizing methanol Methylomonas sp. DSM 580 under aerobic conditions in which methanol is the sole source of carbon and energy, as well as the necessary cations of sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, zinc and manganese and phosphate, sulphate, nitrate and chloride cations, air or oxygen-enriched air is introduced into the system at a reaction temperature of 20 to 45 ° C, producing a cell mass with a crude protein content of at least 60 to 76 wt. % nucleic acids 2 to 17 wt. %, ash 3-6 wt. percent, in each case based on the weight of the cell dry matter, and then the cell mass is separated from the resulting three-phase system and dried. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se kapalná fáze, zbavená buněčné hmoty, při postupu částečně nebo zcela recykluje.2. The process according to claim 1, wherein the cell-free liquid phase is partially or completely recycled in the process. ynAlezuynAlezu 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.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that Methylomonas sp. DSM 580 is cultured in a batch process at an initial concentration of 0.5 to 5.0, in particular 2 to 3% by volume of methanol. 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.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that Methylomonas sp. The DSM 580 is cultured in a batch-wise manner, while maintaining a constant methanol concentration of 0.01-2.0% by volume, until a total of 25% methanol by volume is converted to cell mass. 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.5. A process according to claim 1, wherein the methylomonas sp. The DSM 580 is cultivated continuously at a flow rate of 0.1 to 0.5 v / v / h under chemostatic or turbidostatic conditions. 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 9,0.6. A process as claimed in any one of claims 1 to 5, characterized in that a pH of 4.5 to 9.0 is maintained during the growth by the addition of alkali or acids. 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. %.7. A process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that air or oxygen-enriched air is supplied to the reactor at aeration rates of 0.5 > to 1.5 v / v / min during cultivation and that the feed gas mixture has a content of 20 to 60 vol.%. 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. %.8. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that air or oxygen-enriched air is supplied to the reactor at aeration rates of 0.1 to 0.2 v / v / min during cultivation and that the gas mixture supplied has an oxygen content. 20 to 60% by volume. 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.9. A process according to claim 1, wherein the aqueous nutrient solution contains ammonium salts and / or nitrates and / or urea and growth substances as the nitrogen source. Savarotrafla, a. p., x*vod 7, MoitSavarotrafla, a. P., X * water 7, Moit
CS198376A 1976-03-26 1976-03-26 Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol CS203987B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS198376A CS203987B2 (en) 1976-03-26 1976-03-26 Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS198376A CS203987B2 (en) 1976-03-26 1976-03-26 Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS203987B2 true CS203987B2 (en) 1981-03-31

Family

ID=5355592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS198376A CS203987B2 (en) 1976-03-26 1976-03-26 Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS203987B2 (en)

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 (en) Method for preparing poly-D-(-)-3-hydroxybutyric acid
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 (en) Method for preparing poly-D-(-)-3-hydroxybutyric acid
NO146331B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A SINGLE CELL PROTEIN MATERIAL FOR THE CULTIVATION OF THERMOPHILE BACTERIES
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 (en) Method of obtaining protein from one-cell organisms based on methanol
CA1058105A (en) Culture of methylococcus on methane gas
US4707449A (en) Pichia pastoris yeast strains of enhanced tryptophan content
SU671738A3 (en) Method of obtaining biomass of microorganisms
SU444375A1 (en) The method of obtaining biomass
Igarashi et al. Excretion of L-tryptophan by analogue-resistant mutants of Pseudomonas hydrogenothermophila TH-1 in autotrophic cultures
RU2773502C1 (en) Strain of methanol-oxidizing bacteria acidomonas methanolica bf 21-05m is a producer for obtaining microbial protein mass
RU2822163C1 (en) Method of producing carotenoid-enriched protein biomass on natural gas using strain of methane-oxidising bacteria methylomonas koyamae b-3802d
NO752792L (en)
US4795708A (en) Novel backteria and single cell protein production therewith