CS225792B1 - Způsob aerobní kultivace kvasinek - Google Patents

Způsob aerobní kultivace kvasinek Download PDF

Info

Publication number
CS225792B1
CS225792B1 CS325382A CS325382A CS225792B1 CS 225792 B1 CS225792 B1 CS 225792B1 CS 325382 A CS325382 A CS 325382A CS 325382 A CS325382 A CS 325382A CS 225792 B1 CS225792 B1 CS 225792B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
potassium
medium
culture medium
carbon source
yeast
Prior art date
Application number
CS325382A
Other languages
English (en)
Inventor
Lubomir Dr Adamek
Miloslav Ing Rut
Jiri Ing Karnet
Frantisek Ing Csc Stros
Original Assignee
Lubomir Dr Adamek
Rut Miloslav
Jiri Ing Karnet
Frantisek Ing Csc Stros
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 Lubomir Dr Adamek, Rut Miloslav, Jiri Ing Karnet, Frantisek Ing Csc Stros filed Critical Lubomir Dr Adamek
Priority to CS325382A priority Critical patent/CS225792B1/cs
Publication of CS225792B1 publication Critical patent/CS225792B1/cs

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu aerobní kultivaoe kvasinek s průběžným doplňováním obsahu živin v kultivačním médiu, především způsobu řízení doplňkových dávek Živin.
Při některýoh typech aerobníoh kultivacích kvasinek se používá kultivační postup, při němž není růst kvasinek limitován zdrojem uhlíku ani jinou živinou, protože ee živiny spotřebované z kultivačního média rostoucími kvasinkami průběžně do média doplňují. Taková kultivaoe se nutně dostává do limitu kyslíku, v němž je růst kvasinek omezován výkonem aeračního zařízení fermentoru. Popsaný kultivační postup má proti běžnějším kultivacím limitovaným substrátem výhodu v tom, že umožňuje plně využít výkon fermentoru a dosáhnout optimální měrné spotřeby energie a že se při něm často dosahuje vyšší výtěžnosti biomasy (USA patent č. 3 865 691). Zralé médium odcházejíoí z fermentoru obsahuje část nevyužitých živin, a proto je postup vhodný především pro kultivaoe e reoirkulaoí odstředěného média. Při kultivacích bez vracení odstředěného média do fermentoru je třeba za produkční fermentor zařazovat dozrávaoí káč.
Pro realizaci kultivačního postupu probíhajícího v limitu kyslíku je nutný systém řízení dávek zdrojů biogenníoh prvků, kterými se doplňuje obsah živin v kultivačním médiu. Pro dávkování zdroje uhlíku byl např. navržen postup založený na změnáoh koncentrace rozpuštěného kyslíku (čs. patent č. 116 642, USA patent č. 3 384 553), metoda
225 792
225 792 současného přidávání substrátu a zdroje dusíku založená na změnáoh pH kultivačního média určitého složení (čs. autorská osvědčení č. 158 954, čs. autorské osvědčení č. 158 991), příp. způsob využívající změn redox-potenoiálu média při spotřebování zdroje uhlíku (čs. autorské osvědčeni č. 181 337). Pro aerobní kultivaoe mikroorganismů na etanolu nebo metanolu jsou vhodné postupy dávkování zdroje uhlíku založené na stanovování hořlavýoh par ve výdeohu z fermentoru metodou katalytického spalování (čs. patent č. 142 889, čs. autorská osvědčení č. 164 315, čs. autorské osvědčení č. 192 622). Podstatně méně pozornosti bylo zatím věnováno způsobu dávkování ostatních biogenníoh, příp. mikrobiogenníoh prvků. Dávkování zdroje dusíku, kterým bývá většinou amoniak, se obvykle spojuje s úpravou pH fermentujíčího média. Minerální živiny, jako jsou zdroje fosforu, draslíku a hořčíku, příp. i zdroje mikrobiogenníoh prvků se do kultivačního média většinou přidávají ve formě koncentrovaných směsných roztoků společně se zdrojem uhlíku nebo dusíku (čs. autorské osvědčení č. 202 379, čs. autorské osvědčení č. 210 225), přičemž se vzájemný poměr zdrojů jednotlivýoh biogenníoh prvků určuje podle výtěžnosti koeficientu a podle zastoupení prvků v biomase obvyklého složení.
Každý z uvedených známých postupů pro řízení přídavku živin do kultivačního média má své přednosti i nevýhody. Společnou nevýhodou je to, že při postupech používaná čidla vesměs reagují na nedostatek jediného biogenního prvku. Při dávkování se pak předpokládá, že ve stejné míře byly spotřebovány i dalěí biogenní prvky a společně s dávkou defioitního prvku se přidávají v určeném poměru i zdroje dalěíoh živin. V případě, že se nepodaří správně určit vzájemný poměr jednotlivýoh živin, může být některý z biogenníoh prvků předávkován nebo naopak je ho v médiu nedostatek.
Tyto nevýhody částečně řeší způsob aerobní kultivaoe kvasinek s průběžným doplňováním obsahu živin v kultivačním médiu a za průběžného stanovování konoentraoe draslíku v kultivačním médiu, při němž se minerální živiny, tj. zdroje draslíku, fosforu, hořčíku a mikrobiogenníoh prvků, příp. i zdroj uhlíku do kultivačního média, přidávají v závislosti na změnáoh konoentraoe draslíku v kultivačním médiu.
Při kultivačním pH 4 se minerální Živiny do kultivačního média přidávají, klesne-li konoentraoe draslíku v médiu pod 110 až 100 mg.I1. Při nižším případně vyšším kultivačním pH se hranioe konoentraoe draslíku rozhodující pro dávkování zvyšuje, příp. snižuje, na každé 1 pH rozdílu o 20 mg.l-^.
Fosfor, hořčík a mikrobiogenní prvky jsou v dávce minerálních živin obsaženy v témže poměru jako v kvasničné biomase obvyklého složení, obsah draslíku v dávoe je proti tomuto poměru zvýše o 20 až 50 %,
Zdroj uhlíku se do kultivačního média přidává, stoupne-li konoentraoe draslíku v médiu nejméně o 25 mg.I*1 nad hranioi určenou pro dávkování minerálníoh živin.
V případě, že se v závislosti na změnáoh konoentraoe v kultivačním médiu přidávají do média minerální živiny i zdroj uhlíku, smí jedna dávka minerálníoh živin zvýšit konoentraoi draslíku v médiu nejvýše o 20 mg.I*1.
225 792
Předností postupu podle vynálezu je to, že umožňuje dávkovat minerální živiny nezávisle na přídavoíoh zdroje uhlíku, příp. dusíku, a zmenšuje tak nebezpečí chybného živení v případech, kdy dojde k neočekávaná změně výtěžnosti nebo ke změně obsahu dusíkatých látek v biomase. Při dávkování minerálníoh živin postupem podle vynálezu ee přihlíží také ke skutečnosti, že poměr mezi koncentrací draslíku v médiu a obsahem draslíku v biomase se mění s kultivačním pH, což umožňuje dosahovat vyrovnaný obsah draslíku v produkovaných kvasinkáoh.
Dávkování zdroje uhlíku postupem podle vynálezu je založeno na skutečnosti, že po spotřebování zdroje uhlíku uvolňují kvasničné buňky do média draslík. Rychlý vzestup koncentrace draslíku v kultivačním médiu je využit k indikaci nedostatku substrátu v médiu a k řízení doplňkovýoh dávek zdroje uhlíku. Po nadávkování zdroje, uhlíku přijímají kvasničné buňky uvolněný draslík nazpět a koncentrace draslíku v kultivačním médiu opět rychle klesá na původní hodnotu. Další výhodou postupu podle vynálezu je možnost dávkovat na základě údajů jediného čidla nezávisle na sobě jak minerální živiny, tak i zdroj uhlíku. V případě, že je doplňování zdroje uhlíku do média zajišťováno jinou metodou, může sledování kcnoentraoe draslíku v médiu sloužit alespoň ke kontrole dostatečného dávkování zdroje uhlíku.
Postup řízení doplňkovýoh dávek živin je objasněn, nikoliv však omezen, náeleduj íoími příklady.
Příklad 1
V mechanicky míohaném laboratorním skleněném fermentoru s celkovým obsahem 30 1,
byla provedena vsádková přižlvovaná kultivace kvasinky Candida utilie CCY 29-38-73 na saoharóze. Permentor je vybaven automatickou regulací teploty a pH: pro popisovaný pokus bylo vybavení fermentoru doplněno zařízením pro průběžné měření koncentrace draslíku v kultivačním médiu, které se skládalo z draslíkové selektivní elektrody Crytur a z regulačního mV metru a které také umožňovalo dávkování roztoku živných solí a roztoku saoharózy v závislosti na změnách koncentrace draslíku.
Vztah mezi potenciálem elektrody a konoentraoí draslíku v médiu je zaohyoen v tabuloe č. 1.
Konoentraoe draslíku Potenoiál elektrody
320
260
210
135
-16,5
-21,6
-26,9
-38,0
-47,2
-57,4
225 792
Před zahájením kultivaoe se do fermentoru napustilo 14 1 vody, v ní se rozpustilo 15 g síranu ymonnáho, načež se připustila prvni dávka roztoku živných solí (60 ml) a základní dávka roztoku saoharózy 40 % hmot./55 mi/, kterou se obsah saoharózy v médiu upravil na 1,5 g.l“1. K připravenému živnému médiu se potom přidalo inokulum v množství, zajištujícím počáteční konoentraoi kvasničné sušiny 2 g.l“1. Spuštěním míohadla a vzdušnění byla kultivaoe zahájena. V jejím průběhu se teplota média udržovala na 33 °C a pH se čpavkovou vodou, která současně sloužila jako zdroj dusíku, upravovalo na 4,5. Selektivní draslíkovou elektrodou se průběžnš měřila konoentraoe draslíku v médiu a při poklesu potenoiálu pod-43 mV (110 mg K) se do fermentoru dávkoval roztok minerálních živin, ebsahujioí 35 ml kyseliny fosforečné (85 % hmot.), 38 g hydroxidu draselného, g MgSO^.7 HgO a 0,5 g ZnSO^. Jedna dávka roztoku minerálníoh živin byla 10 ml (tj.
265 mg K). Při vzestupu potenoiálu nad -38 mV (135 mg K) se do fermentoru přidával roztok saoharózy, jehož jedna dávka byla 40 ml.
Kultivaoe byla ukončena po 5 hodináoh, když bylo spotřebováno 1 200 ml roztoku saoharózy (480 g saoharózy). Přírůstek kvasničné sušiny byl 270 g, oož odpovídá výtěžnostnimu koeficientu 0,56.
Příklad 2
T meohanioky míohaném skleněném laboratorním fermentoru s oelkovým obsahem 5 1 a užitečném plnění 2,3 1 byla provedena kontinuální kultivaoe kvasinky Torulopsis -ethaholitoleraas CCY 26-58-1 na etanolu. Při vzdušnění 1,0 WM a 1 500 ot. min.“1 byla ve fermentoru dosahována ryohlost rozpuštění kyslíku 150 mmol Og.l-1.^1.
Kultivační teplota byla 35 °C a pH se dávkováním čpavkové vody udržovalo v rozmezí 3,9 až 4,0. V průběhu pokusu se průběžně měřila konoentraoe draslíku v kultivačním médiu selektivní elektrodou Crytur připojenou regulačnímu mV metru. Závislost potenoiálu elektrody na konoentraoi draslíku byla uvedena v příkladu 1 v tabuloe č. 1.
V průběhu kultivaoe se do fermentoru dávkovaoím čerpadlem přiváděla voda obsahujíoí 1 g.l”1 síranu amonného, a to rychlostí zajištující zřečovaoí ryohlost 0,25 h“1. Etanol byl do fermentoru dávkován regulačním analyzátorem etanolu Metrex DEL tak, aby se konoentraoe etanolu v médiu udržovala v rozmezí 1,5 až 2,0 g.l**}*. Konoentraoe draslíku v médiu se udržovala nad 100 mg. K.l*}* tím, že se při poklesu potenoiálu elektrody Crytur pod -45 mV do fermentoru dávkovaly roztoky minerálníoh živin A a B v poměru 1 1 1.
Roztok A obsahoval v litru1 ml kys. fosforečné (85 % hmot.) g hydroxidu draselného g síranu hořečnatého (7 HgO)
0,5 g síranu zinečnatého (7 HgO)
0,02 g síranu měčnatého (5
0,05 g ohloridu manganatého (4 HgO)
225 792
Roztok B obsahoval v litru:
15,6 g chloridu vápenatého (2 HgO)
1,06 g ohloridu železitého (6 HgO)
Vzhledem k žádané konoentraoi draslíku v médiu a protože se při kultivaoi předpokládala rovnovážná konoentraoe kvasničné sušiny 15 g.l-1, byl zvýšen obsah draslíku v roztoku minerálníoh Živin A proti poměrnému zastoupení prvků v kvasničné biomase průměrného složení o 30 %, Protože zdroj uhlíku nebyl dávkován v závislosti na změnáeh konoentraoe draslíku v kultivačním médiu, nebylo třeba dávku roztoků minerálníoh živin limitovat.
Vyhodnooení 24-hodlnového úseku kultivace se zjistilo, že při pokusu byl dosažen výtěžnostní koefioient 0,716 (g kvasničné sušiny z 1 g etanolu). Vyrobená kvasinky obsahovaly v sušině 56,5 % dusíkatých látek, 6,85 popele a 2,02 % draslíku.

Claims (5)

1. Způsob aerobní kultivace kvasinek s průběžným doplňováním obsahu živin v kultivačním médiu a za průběžného stanovování konoentraoe draslíku v kultivační· aédiu, vyznačený tím, že se minerální živiny, tj. zdroje draslíku, fosforu, hořčíku a mikrobiogenníoh prvků, příp. i zdroj uhlíku do kultivačního média přidávají v závislosti na změnách konoentraoe draslíku v kulitvačním médiu.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při kultivačním pH 4 minerální živiny do kultivačního média přidávají, klesne-li konoentraoe draslíku v mádlu pod 110 až 100 mg.l“1 a že ee při nižším, příp. vyšším kultivačním pH hranice konoentraoe draslíku rozhodujíoí pro dávkování zvyšuje, příp. snižuje, na každá 1 pH rozdílu o 20 mg.l“1.
3. Způsob podlé bodu 1 a 2, vyznačený tím, že fosfor, draslík a mikrobiogenní prvky jsou v dávoe minerálníoh živin obsaženy v témže poměru jako v kvasničné biomaae obvyklého složení a že obsah draslíku v dávoe je proti tomuto poměru zvýšen o 20 až 50 %.
4. Způsob podle bodu 1, 2 a 3, vyznačený tím, že se zdroj uhlíku do kultivačního média přidává, stoupne-li konoentraoe draslíku v médiu nejméně o 25 mg.l“1 nad hranici určenou pro dávkování minerálníoh živin.
5. Způsob podle bodu 1, 2, 3 a 4» vyznačený tím, že jedna dávka minerálníoh živin smí zvýšit konoentraoi draslíku v médiu nejvýše o 20 mg.l“1.
CS325382A 1982-05-05 1982-05-05 Způsob aerobní kultivace kvasinek CS225792B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS325382A CS225792B1 (cs) 1982-05-05 1982-05-05 Způsob aerobní kultivace kvasinek

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS325382A CS225792B1 (cs) 1982-05-05 1982-05-05 Způsob aerobní kultivace kvasinek

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS225792B1 true CS225792B1 (cs) 1984-02-13

Family

ID=5372047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS325382A CS225792B1 (cs) 1982-05-05 1982-05-05 Způsob aerobní kultivace kvasinek

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS225792B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sonnleitner et al. Growth of Saccharomyces cerevisiae is controlled by its limited respiratory capacity: formulation and verification of a hypothesis
Button Kinetics of nutrient-limited transport and microbial growth
CN102674539A (zh) 一种基于膜生物反应器的硝化污泥高效富集培养系统及方法
CN101967501B (zh) 基于pH的反馈补料生产赖氨酸的方法
Parrondo et al. Nutrient balance and metabolic analysis in a Kluyveromyces marxianus fermentation with lactose-added whey
Küenzi Regulation of cephalosporin synthesis in Cephalosporium acremonium by phosphate and glucose
BRPI0817137A2 (pt) Método para produzir etanol através de fermentação e método para produzir um produto principal através de fermentação
CN106754483B (zh) 一种氨氮流加-间歇式运行的氨氧化细菌菌群筛选和富集培养方法
Li et al. Recent patents on anammox process
CS225792B1 (cs) Způsob aerobní kultivace kvasinek
Chi et al. Robust partial nitrification and anammox under low-strength nitrogen condition by regulating organic-induced symbiosis of denitrifiers and anammox bacteria
Wheatland et al. Some observations on denitrification in rivers and estuaries
EP0199499B1 (en) Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation
Liu A growth yield model for substrate-sufficient continuous culture of microorganisms
CN101586133A (zh) 阿维菌素批发酵优化工艺
Einsele et al. Respiratory activity of Candida tropicalis during growth on hexadecane and on glucose
CN111099740B (zh) 一种化能自养微生物培养过程的补料控制方法
CN115197984A (zh) 一种生产s-腺苷甲硫氨酸的方法
CN103509780B (zh) 固定化好氧微生物的营养剂、连续培养方法及连续培养装置
CN112746032B (zh) 一种硫细菌的富集培养方法
CN110923275A (zh) 谷氨酸的发酵和提取工艺
CN111286467A (zh) 一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法
CN111349577B (zh) 一种氨氧化细菌的培养方法
CS210225B1 (cs) Způsob aerobní kultivace kvasinek na etanolu
CN112746052B (zh) 一种提高硝化细菌抗性的培养方法