EA042631B1 - LARGE-SCALE PRODUCTION OF LIQUID AND SOLID PRODUCTS BASED ON TRICHODERMA - Google Patents

LARGE-SCALE PRODUCTION OF LIQUID AND SOLID PRODUCTS BASED ON TRICHODERMA Download PDF

Info

Publication number
EA042631B1
EA042631B1 EA202090766 EA042631B1 EA 042631 B1 EA042631 B1 EA 042631B1 EA 202090766 EA202090766 EA 202090766 EA 042631 B1 EA042631 B1 EA 042631B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
trichoderma
alginate
agar
inoculant
product
Prior art date
Application number
EA202090766
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Шон Фармер
Кен Алибек
Шармистха Мазумдер
Original Assignee
ЛОКУС АГРИКАЛЧЕ АйПи КОМПАНИ
Ллк
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 ЛОКУС АГРИКАЛЧЕ АйПи КОМПАНИ, Ллк filed Critical ЛОКУС АГРИКАЛЧЕ АйПи КОМПАНИ
Publication of EA042631B1 publication Critical patent/EA042631B1/en

Links

Description

Перекрестные ссылки на родственные заявкиCross-references to related applications

Данная заявка претендует на приоритет и эффект изобретения в соответствии с предварительной заявкой на патент США с регистрационным номером 62/564,683, поданной 28 сентября 2017 г., содержание которой полностью включено в данную публикацию посредством ссылки.This application claims the priority and effect of the invention under U.S. Provisional Application Serial Number 62/564,683, filed September 28, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Почвенные патогенные грибы могут вызывать значительное повреждение сельскохозяйственных культур. Эти паразиты вызывают, например, выпревание (черную ножку), корневую гниль, гниль всходов и гниль корневой шейки у самых разнообразных растений-хозяев. Наиболее распространенными патогенными грибами такого сорта являются грибы родов Rhizoctonia, Pythium, Fusarium, Phytophthora, Sclerotia, Cercospora, Ralstonia, Fragaria, Rhizopus, Botrytis, Colletotrichum, Magnaporthe и многих других. Роды Rhizoctonia, Pythium и Sclerotia имеют исключительно широкий диапазон растений-хозяев и способны поражать многие распространенные коммерческие культуры, такие как бобы, томаты, хлопчатник, арахис, картофель, латук и декоративные цветковые растения.Soil pathogenic fungi can cause significant damage to crops. These parasites cause, for example, rot (blackleg), root rot, seedling rot and collar rot in a wide variety of host plants. The most common pathogenic fungi of this variety are Rhizoctonia, Pythium, Fusarium, Phytophthora, Sclerotia, Cercospora, Ralstonia, Fragaria, Rhizopus, Botrytis, Colletotrichum, Magnaporthe and many others. The genera Rhizoctonia, Pythium and Sclerotia have an exceptionally wide host range and are capable of infecting many common commercial crops such as beans, tomatoes, cotton, peanuts, potatoes, lettuce and ornamental flowering plants.

Наиболее распространенные способы борьбы с этими патогенными видами грибов включают применение химических средств борьбы; однако эти химические вещества могут быть дорогостоящими, и они могут быть вредными для здоровья людей и для окружающей среды. Кроме того, они могут нарушать микросреду растений, например за счет изменения окружающей экосистемы.The most common ways to control these pathogenic fungi include the use of chemical control agents; however, these chemicals can be expensive and they can be harmful to human health and the environment. In addition, they can disturb the plant microenvironment, for example by changing the surrounding ecosystem.

Альтернативой применению химических веществ является применение биологических средств борьбы, которые естественным образом присутствуют в экосистеме. Например, некоторые виды грибов Trichoderma обладают антагонистическими свойствами в отношении различных вредителей. Некоторые из этих грибов полезны при внесении в почву, где они могут размножаться и расти в тесной связи с корнями растений. Они способны частично защищать корни от инвазии других патогенных для растений грибов и других микробных и животных вредителей, а также способствуют стимуляции роста растений.An alternative to the use of chemicals is the use of biological control agents that are naturally present in the ecosystem. For example, some types of Trichoderma fungi have antagonistic properties against various pests. Some of these fungi are useful when introduced into the soil, where they can multiply and grow in close association with plant roots. They are able to partially protect the roots from the invasion of other plant pathogenic fungi and other microbial and animal pests, and also contribute to the stimulation of plant growth.

Trichoderma может обеспечивать устойчивую и длительную колонизацию поверхностей корней, проникая в эпидермис и близлежащие подповерхностные клетки. Эти ассоциации кореньмикроорганизм вызывают значительные изменения протеома и метаболизма растения. Они продуцируют и/или выделяют различные соединения, которые вызывают местные или системные защитные реакции, приводящие к отсутствию патогенности для растений.Trichoderma can provide stable and long-term colonization of root surfaces by penetrating the epidermis and nearby subsurface cells. These root-microorganism associations induce significant changes in the plant's proteome and metabolism. They produce and/or secrete various compounds that elicit local or systemic defense reactions resulting in a lack of pathogenicity for plants.

Кроме того, растения защищаются против многочисленных классов растительных патогенных микроорганизмов за счет реакций, которые сходны с системной приобретенной резистентностью и системной резистентностью, вызываемой ризобактериями. Trichoderma spp. могут эффективно подавлять болезни, вызываемые некоторыми почвенными растительными патогенными микроорганизмами. Например, виды Trichoderma harzianum, Trichoderma hamatum и Trichoderma viride обладают фунгицидной активностью против Sclerotium spp., Rhizoctonia, Solani, Pythium spp., Fusarium spp., Cercospora spp., Ralstonia spp., Fragaria spp., Rhizopus spp., Botrytis spp., Colletotrichum spp., Magnaporthe spp. и многих других. Кроме того, некоторые штаммы Trichoderma способны эффективно подавлять рост некоторых вирусных и бактериальных растительных и почвенных патогенных микроорганизмов, а также обеспечивать значимые нематоцидные эффекты.In addition, plants defend themselves against numerous classes of plant pathogens by reactions that are similar to systemic acquired resistance and systemic resistance caused by rhizobacteria. Trichoderma spp. can effectively control diseases caused by certain soil plant pathogens. For example, Trichoderma harzianum, Trichoderma hamatum and Trichoderma viride species have fungicidal activity against Sclerotium spp., Rhizoctonia, Solani, Pythium spp., Fusarium spp., Cercospora spp., Ralstonia spp., Fragaria spp., Rhizopus spp., Botrytis spp. , Colletotrichum spp., Magnaporthe spp. and many others. In addition, some strains of Trichoderma are able to effectively suppress the growth of some viral and bacterial plant and soil pathogens, as well as provide significant nematocidal effects.

Кроме защиты растений от патогенных микроорганизмов и вредителей, колонизация корней Trichoderma spp. часто усиливает рост и развитие корней, повышает продуктивность сельскохозяйственной культуры, устойчивость против абиотических стрессов и биодоступность питательных веществ.In addition to protecting plants from pathogens and pests, root colonization by Trichoderma spp. often enhances root growth and development, crop productivity, abiotic stress tolerance and nutrient bioavailability.

Несмотря на потенциальную эффективность применения штаммов Trichoderma для повышения уровня здоровья растений, отсутствие высокоэффективной технологии крупномасштабного производства этих организмов создает определенные трудности для коммерциализации. Наиболее распространенным способом выращивания Trichoderma является их выращивание на стандартных твердых средах, а способы согласно предшествующему уровню техники являются слишком дорогостоящими и непрактичными для коммерческой адаптации. С другой стороны, способы выращивания Trichoderma в жидких средах, то есть в глубинных культурах, являются лабораторными или мелкомасштабными способами и не могут обеспечить Trichoderma в количествах, необходимых для того, чтобы сделать их коммерчески целесообразными (например, для обработки сотен, тысяч или даже миллионов акров земель, занятых сельскохозяйственными культурами).Despite the potential effectiveness of using Trichoderma strains to improve plant health, the lack of highly efficient technology for large-scale production of these organisms creates certain difficulties for commercialization. The most common way to grow Trichoderma is to grow them on standard solid media, and prior art methods are too expensive and impractical to be commercially adapted. On the other hand, methods for growing Trichoderma in liquid media, i.e. in depth cultures, are laboratory or small scale methods and cannot provide Trichoderma in the quantities necessary to make them commercially viable (for example, to process hundreds, thousands, or even millions of acres of agricultural land).

Размножение Trichoderma с использованием крупномасштабного способа глубинного культивирования или сочетание глубинного культивирования и культивирования на твердой среде были бы наиболее подходящими для коммерческого производства; однако неизвестны коммерческие способы такого рода, которые были бы крупномасштабными и дешевыми. Поэтому существует потребность в усовершенствованных способах производства грибов Trichoderma, которые могли бы быть масштабированы для коммерческого применения.Propagation of Trichoderma using a large-scale submerged culture method or a combination of submerged and solid media cultures would be most suitable for commercial production; however, there are no known commercial processes of this kind that are large scale and cheap. Therefore, there is a need for improved methods for the production of Trichoderma fungi that can be scaled up for commercial use.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение относится к крупномасштабному производству жидких и сухих продуктов на основе микроорганизмов для коммерческого применения. Более конкретно, предложены материалы и способы для эффективного культивирования грибов, таких как Trichoderma, и/или получения побочных продуктов их размножения в крупном масштабе. Также предложены способы применения этих продук- 1 042631 тов на основе микроорганизмов. Преимуществом настоящего изобретения является то, что его можно использовать в качестве экологически чистого (зеленого) способа производства микроорганизмов в крупном масштабе и с малыми затратами без выделения вредных химических веществ в окружающую среду.The present invention relates to the large scale production of liquid and dry microbial products for commercial use. More specifically, materials and methods are provided for efficiently cultivating fungi such as Trichoderma and/or obtaining their by-products on a large scale. Methods for using these microorganism-based products are also provided. The advantage of the present invention is that it can be used as an environmentally friendly (green) method for the production of microorganisms on a large scale and at low cost without releasing harmful chemicals into the environment.

Настоящее изобретение обеспечивает системы для эффективного производства и применения полезных микроорганизмов, а также для производства и применения веществ, таких как метаболиты, полученных из этих микроорганизмов и ферментационной среды, в которой они производятся. Организмы по настоящему изобретению включают, например, дрожжи, грибы, бактерии, археи и растительные клетки. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения микроорганизмами являются грибы. Еще более предпочтительно микроорганизмами являются грибы Trichoderma, включая, но не ограничиваясь этим, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride и/или Trichoderma hamatum.The present invention provides systems for the efficient production and use of beneficial microorganisms, as well as for the production and use of substances such as metabolites derived from these microorganisms and the fermentation medium in which they are produced. The organisms of the present invention include, for example, yeast, fungi, bacteria, archaea, and plant cells. In preferred embodiments of the present invention, the microorganisms are fungi. Even more preferably, the microorganisms are Trichoderma fungi, including but not limited to Trichoderma harzianum, Trichoderma viride and/or Trichoderma hamatum.

В частных вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает композиции на основе микроорганизмов, содержащие клад грибов Trichoderma и/или побочные продукты их роста. Продукты на основе Trichoderma могут быть, например, в жидкой или сухой форме. Преимуществом является то, что в варианте осуществления настоящего изобретения продукты на основе микроорганизмов могут иметь форму инокулянта, который можно масштабировать до промышленных концентраций для коммерческих применений с использованием глубинной ферментации, твердофазной ферментации и/или их комбинаций или гибридов.In particular embodiments, the present invention provides microorganism-based compositions containing the Trichoderma clade of fungi and/or by-products of their growth. Trichoderma-based products may, for example, be in liquid or dry form. Advantageously, in an embodiment of the present invention, microbial products can be in the form of an inoculant that can be scaled up to industrial concentrations for commercial applications using deep fermentation, solid phase fermentation, and/or combinations or hybrids thereof.

Продукты на основе Trichoderma могут содержать сами микроорганизмы и/или побочные продукты их роста. Микроорганизмы могут быть жизнеспособными, активными или находиться в неактивной форме. Они могут находиться в форме вегетативных клеток, спор, конидий, мицелия, гиф и/или их комбинации. Необязательно композиции могут содержать ферментационную среду, в которой размножались микроорганизмы, а также остаточные и/или добавленные питательные вещества, способствующие микробному росту.Trichoderma-based products may contain the microorganisms themselves and/or by-products of their growth. Microorganisms can be viable, active or in an inactive form. They may be in the form of vegetative cells, spores, conidia, mycelium, hyphae, and/or combinations thereof. Optionally, the compositions may contain a fermentation medium in which the microorganisms have thrived, as well as residual and/or added nutrients that promote microbial growth.

Кроме того, продукты на основе Trichoderma по настоящему изобретению могут быть разработаны, например, в качестве биоудобрений и/или биопестицидов, которые можно использовать в прикладных задачах, включающих, например, садоводство, огородничество, тепличное производство, а также крупномасштабное фермерское производство и лесовосстановительную деятельность. Продукт можно также использовать, например, для обработки семян, рекультивации земель, для интенсивного производства, для укрепления здоровья корней растений и/или для стимуляции роста растений.In addition, Trichoderma products of the present invention can be developed, for example, as biofertilizers and/or biopesticides that can be used in applications including, for example, horticulture, horticulture, greenhouse production, as well as large-scale farming and reforestation. . The product can also be used, for example, for seed treatment, land reclamation, for intensive production, for promoting plant root health and/or for stimulating plant growth.

В предпочтительных вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает культивирование как жидких форм продуктов на основе микроорганизмов, так и твердых продуктов на основе микроорганизмов из одной посевной культуры. В частных вариантах осуществления настоящего изобретения продуктами на основе микроорганизмов являются продукты на основе Trichoderma согласно описанию изобретения.In preferred embodiments, the present invention provides for the cultivation of both liquid forms of microbial products and solid microbial products from a single seed culture. In particular embodiments of the present invention, the microorganism-based products are Trichoderma-based products as described herein.

Способы производства микроорганизмов могут включать глубинную ферментацию, твердофазную ферментацию или их гибриды и/или их комбинации. В варианте осуществления настоящего изобретения способы можно использовать для производства инокулята для производства продуктов на основе микроорганизмов в промышленном масштабе.Methods for the production of microorganisms may include deep fermentation, solid phase fermentation, or hybrids and/or combinations thereof. In an embodiment of the present invention, the methods can be used to produce an inoculum for the production of microbial products on an industrial scale.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает способы производства жидких и твердых продуктов на основе микроорганизмов (например, продуктов на основе Trichoderma) из одной посевной культуры в промышленных количествах, которые включают:In some embodiments, the present invention provides methods for producing liquid and solid microorganism-based products (e.g., Trichoderma-based products) from a single seed crop in commercial quantities, which include:

(a) получение инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из посевной культуры Trichoderma;(a) obtaining an inoculant in the form of alginate-agar beads from a Trichoderma seed culture;

(b) культивирование инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул в жидкой питательной культуральной среде в реакторе до получения желаемой плотности микроорганизмов в гранулах;(b) cultivating the inoculant in the form of alginate agar beads in a liquid nutrient culture medium in a reactor until the desired density of microorganisms in the beads is obtained;

(c) сбор инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из жидкой культуральной среды;(c) collecting the inoculant in the form of alginate-agar beads from the liquid culture medium;

(d) приготовление жидкой формы продукта на основе Trichoderma, при этом культивированные инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул используют для инокуляции реактора для глубинной ферментации, и/или приготовление твердого продукта на основе Trichoderma, при этом культивированные инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул используют для инокуляции реактора для твердофазной ферментации.(d) preparing a liquid form of the Trichoderma product, wherein cultured alginate-agar bead inoculants are used to inoculate the deep fermentation reactor, and/or preparing a solid Trichoderma product, where cultured alginate-agar bead inoculants are used for inoculation reactor for solid phase fermentation.

Более конкретно, в варианте осуществления настоящего изобретения способы включают (a) приготовление инокулянта на основе Trichoderma в форме альгинатных гранул, содержащих предварительно полученную посевную культуру, питательные компоненты, альгинат натрия и агар. Инокулянт в форме альгинатных гранул можно получить посредством объединения стерильной жидкой питательной среды со стерильной смесью 1% агара и 2% альгината натрия и 5% гомогенной суспензии посевной культуры с получением раствора инокулята.More specifically, in an embodiment of the present invention, the methods include (a) preparing a Trichoderma-based inoculant in the form of alginate granules containing a pre-seed, nutrients, sodium alginate, and agar. The inoculant in the form of alginate granules can be obtained by combining a sterile liquid nutrient medium with a sterile mixture of 1% agar and 2% sodium alginate and 5% homogeneous inoculum suspension to obtain an inoculum solution.

Затем используют капельное разбрызгивающее устройство и перистальтический насос для подачи раствора инокулята каплями в смесительный резервуар, содержащий 1%-ный раствор хлорида кальция. Во время процесса разбрызгивания капли раствора для посева (инокулята) образуют гелевые гранулы, содержащие питательные компоненты и культуру Trichoderma, заключенную в альгинат-агаровой массе. После формирования гранул жидкость, оставшуюся в смесительном резервуаре, можно удалить и слить вA drip sprayer and a peristaltic pump are then used to drop the inoculum solution into a mixing tank containing a 1% calcium chloride solution. During the spraying process, droplets of seed solution (inoculum) form gel granules containing nutrients and Trichoderma culture, enclosed in an alginate-agar mass. After the granules are formed, the liquid remaining in the mixing tank can be removed and drained into

- 2 042631 систему для удаления жидких отходов.- 2 042631 liquid waste disposal system.

В варианте осуществления настоящего изобретения способы включают (b) культивирование инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул в жидкой питательной культуральной среде до получения желаемой плотности микроорганизмов внутри гранул и/или на поверхности гранул. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул собирают из смесительного резервуара и затем культивируют в реакторе, содержащем достаточный объем подходящей жидкой питательной среды, до получения высокой концентрации мицелия Trichoderma, распределенного внутри и по поверхности альгинат-агаровых гранул. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения часть Trichoderma также поступает в жидкую питательную среду из гранул.In an embodiment of the present invention, the methods include (b) cultivating an inoculant in the form of alginate agar beads in a liquid nutrient culture medium until a desired microorganism density is obtained within the beads and/or on the surface of the beads. In some embodiments of the present invention, inoculants in the form of alginate agar beads are collected from a mixing tank and then cultured in a reactor containing a sufficient volume of a suitable liquid nutrient medium until a high concentration of Trichoderma mycelium is obtained, distributed inside and on the surface of the alginate agar beads. In some embodiments of the present invention, a portion of the Trichoderma also enters the liquid nutrient medium from the granules.

В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения посевную культуру для получения гранул инокулянта можно получить из культуры, полученной с использованием глубинной ферментации в подходящей жидкой культуральной среде при непрерывной аэрации и непрерывном перемешивании. Во время этой стадии температуру и pH поддерживают на постоянных или по существу постоянных уровнях (то есть температуру поддерживают в диапазоне от примерно 28°C до примерно 30°C; pH - в диапазоне от примерно 5,0 до примерно 6,5). Посевную культуру можно выращивать в течение любого периода времени, достаточного для достижения желаемой концентрации и/или плотности микроорганизма, и затем гомогенизировать с получением суспензии посевной культуры.In an exemplary embodiment of the present invention, the seed culture for obtaining granules of the inoculant can be obtained from a culture obtained using deep fermentation in a suitable liquid culture medium with continuous aeration and continuous agitation. During this step, temperature and pH are maintained at constant or substantially constant levels (ie, temperature is maintained in the range of about 28° C. to about 30° C.; pH is in the range of about 5.0 to about 6.5). The seed culture can be grown for any period of time sufficient to achieve the desired concentration and/or density of the microorganism, and then homogenized to obtain a suspension of the seed culture.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ включает (c) сбор инокулянтов в форме альгинат-агаровых гранул из жидкой культуральной среды после достижения желаемой плотности мицелия. Эти гранулы инокулянта могут содержать высокую концентрацию Trichoderma внутри и на поверхности. Гранулы можно применять для посева масштабированных культур сразу же после сбора, или гранулы можно обработать для кратковременного и/или длительного хранения.In an embodiment of the present invention, the method comprises (c) harvesting inoculants in the form of alginate-agar beads from the liquid culture medium after the desired mycelial density has been achieved. These inoculant granules can contain a high concentration of Trichoderma inside and on the surface. The pellets can be used for seeding scale crops immediately after harvest, or the pellets can be processed for short and/or long term storage.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ после стадии (c) и перед стадией (d) дополнительно включает обработку гранул для хранения. Она может включать помещение собранных инокулянтов в форме альгинат-агаровых гранул в раствор для криоконсервации, так что инокулянты можно хранить в морозильной камере или холодильнике без снижения жизнеспособности микроорганизмов. Раствор для криоконсервации предпочтительно содержит воду и глицерин в соотношении, равном, например, 50%/50%. Этот раствор с помещенными в него гранулами инокулянта можно хранить в течение продолжительных периодов времени при температурах, лежащих, например, в диапазоне от 80°С до -10°С, или в течение более коротких периодов времени в стандартном холодильнике при температурах, лежащих, например, в диапазоне от -10°С до 4,0°С, без снижения эффективности инокулянтной культуры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения гранулы хранят группами, например - от 1 гранулы до 50 гранул, в герметически закрытых флаконах.In some embodiments, implementation of the present invention, the method after stage (c) and before stage (d) further includes processing pellets for storage. This may include placing the collected inoculants in the form of alginate-agar beads in a cryopreservation solution so that the inoculants can be stored in a freezer or refrigerator without compromising the viability of the microorganisms. The cryopreservation solution preferably contains water and glycerol in a ratio of, for example, 50%/50%. This solution with inoculant granules placed in it can be stored for extended periods of time at temperatures ranging, for example, in the range from 80°C to -10°C, or for shorter periods of time in a standard refrigerator at temperatures lying, for example , in the range from -10°C to 4.0°C, without reducing the efficiency of the inoculant culture. In some embodiments, implementation of the present invention, the granules are stored in groups, for example, from 1 granule to 50 granules, in hermetically sealed vials.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает (d) приготовление масштабированной жидкой формы продукта на основе Trichoderma и/или приготовление масштабированной сухой, или твердой, формы продукта на основе Trichoderma. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения стадия (d) включает применение гранул инокулянта для засеивания масштабированной культуры в реактор для глубинной ферментации, в реактор для твердофазной ферментации или в гибридную или модифицированную форму реактора в зависимости от того, желателен жидкий или твердый продукт.In an embodiment of the present invention, the method further comprises (d) preparing a scaled liquid form of the Trichoderma product and/or preparing a scaled dry or solid form of the Trichoderma product. In some embodiments of the present invention, step (d) includes the use of inoculant pellets to seed the scaled culture into a deep fermentation reactor, a solid phase reactor, or a hybrid or modified form of the reactor, depending on whether a liquid or solid product is desired.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения приготовление продукта в жидкой форме включает засеивание реактора для глубинной ферментации, содержащего жидкую питательную среду, альгинат-агаровыми гранулами инокулянта по настоящему изобретению.In some embodiments of the present invention, preparing a product in liquid form comprises seeding a deep fermentation reactor containing a liquid nutrient medium with alginate agar granules of the inoculant of the present invention.

В частном варианте осуществления настоящего изобретения гранулы инокулянта добавляют к жидкой питательной среде, находящейся, например, в реакторе, объем которого (рабочий объем) лежит в диапазоне от 200 галлонов (757,1 л) до 250 галлонов (946,4 л), при по существу постоянном пермешивании и постоянной аэрации при температуре, лежащей в диапазоне от примерно 28°С до примерно 30°С. pH среды в течение всего процесса ферментации поддерживают в диапазоне от примерно 5,0 до примерно 6,5. Культивирование проводят в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 3 дней до 10 дней, или до тех пор, пока плотность конидий, полученных из инокулянта, будет составлять не менее 5х10конидий на мл жидкой среды.In a particular embodiment of the present invention, inoculant granules are added to a liquid nutrient medium, for example, in a reactor, the volume (working volume) of which is in the range from 200 gallons (757.1 l) to 250 gallons (946.4 l), when essentially constant agitation and constant aeration at a temperature ranging from about 28°C to about 30°C. The pH of the medium during the entire fermentation process is maintained in the range from about 5.0 to about 6.5. Cultivation is carried out for a period of time ranging from 3 days to 10 days, or until the density of conidia obtained from the inoculant is at least 5 x 10 conidia per ml of liquid medium.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения приготовление продукта в жидкой форме может включать простое культивирование остаточных микроорганизмов, которые остаются в жидкой среде из стадии (b) после того, как гранулы инокулянта были собраны согласно стадии (c). Остаточные микроорганизмы можно культивировать во втором реакторе или в том же реакторе, где протекала стадия (b).In some embodiments, the implementation of the present invention, the preparation of the product in liquid form may include a simple cultivation of residual microorganisms that remain in the liquid medium from stage (b) after the granules of the inoculant have been collected according to stage (c). Residual microorganisms can be cultured in the second reactor or in the same reactor where step (b) proceeded.

В варианте осуществления настоящего изобретения приготовление жидкого продукта на основе микроорганизмов дополнительно включает повышение концентрации микроорганизма до 1 биллиона пропагул в миллилитре и, при необходимости, добавление дополнительных добавок, консервантов и/или регуляторов pH. Готовый к употреблению жидкий продукт затем можно разлить в контейнеры (например, в контейнеры, объем которых равен 1 галлону (3,785 л)), герметически укупорить и маркировать для разнообразных применений, включая коммерческую деятельность.In an embodiment of the present invention, the preparation of a liquid microorganism product further comprises increasing the concentration of the microorganism to 1 billion propagules per milliliter and, if necessary, adding additional additives, preservatives and/or pH adjusters. The ready-to-use liquid product can then be filled into containers (eg, 1 gallon (3.785 L) containers), sealed, and labeled for a variety of uses, including commercial activities.

- 3 042631- 3 042631

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ включает приготовление масштабированного твердого продукта на основе Trichoderma с использованием твердофазной ферментации или ее гибридной формы или модификации. Инокулянты на основе альгинат-агаровых гранул можно смешать с твердым или полутвердым субстратом, таким как вермикулит или пищевые продукты (например, кукурузная мука, рис, паста или бобы). Субстрат предпочтительно увлажняют в подходящей питательной среде, после чего смесь можно культивировать в инкубаторе в течение периода времени, лежащего в диапазоне от примерно 3 дней до примерно 10 дней или более или от примерно 5 дней до примерно 6 дней. Затем субстрат и культуру можно смешать и/или размолоть и высушить с получением продукта на основе Trichoderma в форме порошка для различных применений, в том числе - в коммерческой деятельности.In some embodiments, the implementation of the present invention, the method includes the preparation of a scaled solid product based on Trichoderma using solid phase fermentation or its hybrid form or modification. Alginate-agar pellet inoculants can be mixed with a solid or semi-solid substrate such as vermiculite or foodstuffs (eg cornmeal, rice, pasta or beans). The substrate is preferably moistened in a suitable nutrient medium, after which the mixture can be cultured in an incubator for a period of time ranging from about 3 days to about 10 days or more, or from about 5 days to about 6 days. The substrate and culture can then be mixed and/or ground and dried to provide a Trichoderma based product in powder form for a variety of applications including commercial use.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение также обеспечивает способы получения метаболита и/или побочного продукта роста грибов, причем способ включает культивирование грибов в условиях, благоприятных для роста и продукции метаболита и/или побочного продукта роста и, необязательно, очистку метаболита и/или побочного продукта роста. В частных вариантах осуществления метаболит и/или побочный продукт роста является ферментом, биополимером, кислотой, растворителем, биосурфактантом, аминокислотой, нуклеиновой кислотой, пептидом, белком, липидом и/или углеводом.In some embodiments, the present invention also provides methods for producing a metabolite and/or growth by-product of fungi, the method comprising cultivating the fungi under conditions favorable for growth and production of the metabolite and/or growth by-product, and optionally purifying the metabolite and/or by-product growth. In particular embodiments, the metabolite and/or growth by-product is an enzyme, biopolymer, acid, solvent, biosurfactant, amino acid, nucleic acid, peptide, protein, lipid, and/or carbohydrate.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Настоящее изобретение относится к крупномасштабному производству жидких и сухих продуктов на основе микроорганизмов для коммерческого применения. Более конкретно, обеспечены материалы и способы для эффективного культивирования грибов, таких как Trichoderma, и/или побочных продуктов их роста в крупном масштабе. Также предложены способы применения эти продуктов на основе микроорганизмов.The present invention relates to the large scale production of liquid and dry microbial products for commercial use. More specifically, materials and methods are provided for efficiently cultivating fungi such as Trichoderma and/or by-products of their growth on a large scale. Methods for using these microorganism-based products are also provided.

Настоящее изобретение обеспечивает системы для эффективного производства и применения полезных микроорганизмов, а также для производства и применения веществ, таких как метаболиты, полученных из этих микроорганизмов и ферментационной среды, в которую они продуцируются. Организмы по настоящему изобретению включают, например, дрожжи, грибы, бактерии, археи и растительные клетки. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения микроорганизмами являются грибы. Еще более предпочтительно микроорганизмами являются грибы Trichoderma, включая, но не ограничиваясь этим, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride и/или Trichoderma hamatum.The present invention provides systems for the efficient production and use of beneficial microorganisms, as well as for the production and use of substances such as metabolites derived from these microorganisms and the fermentation medium into which they are produced. The organisms of the present invention include, for example, yeast, fungi, bacteria, archaea, and plant cells. In preferred embodiments of the present invention, the microorganisms are fungi. Even more preferably, the microorganisms are Trichoderma fungi, including, but not limited to, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride and/or Trichoderma hamatum.

В частных вариантах осуществления настоящего изобретения обеспечены материалы и способы для культивирования жидких и твердых продуктов на основе микроорганизмов, содержащих грибы клада Trichoderma и/или побочные продукты роста Trichoderma с использованием глубинной ферментации, твердофазной ферментации или их гибридов и/или комбинаций. В варианте осуществления настоящего изобретения способы можно использовать для получения инокулята для производства этих продуктов на основе микроорганизмов в промышленном масштабе.In particular embodiments, the present invention provides materials and methods for culturing liquid and solid microbial products containing Trichoderma clade fungi and/or Trichoderma growth by-products using submerged fermentation, solid phase fermentation, or hybrids and/or combinations thereof. In an embodiment of the present invention, the methods can be used to provide an inoculum for the production of these microbial products on an industrial scale.

Избранные определения.Selected definitions.

При использовании в контексте настоящего изобретения термин композиция на основе микроорганизмов означает композицию, которая содержит компоненты, полученные в результате роста микроорганизмов или других клеточных культур. Соответственно, композиция на основе микроорганизмов может содержать сами микроорганизмы и/или побочные продукты микробного роста. Микроорганизмы могут находиться в вегетативной форме, в форме спор, в форме мицелия, в любой другой форме микробной пропагулы или в смеси этих форм. Микроорганизмы могут быть планктонными или находиться в форме биопленки, или являться смесью этих двух форм. Побочные продукты роста могут быть, например, метаболитами (например, биосурфактантами), компонентами клеточной мембраны, экспрессируемыми белками и/или другим клеточными компонентами. Микроорганизмы могут быть интактными или лизированными. Клетки могут вообще отсутствовать или присутствовать, например, в концентрации, равной 1х104, 1x105, 1х104, 1x106, 1х107, 1х108, 1х109, 1х1010, 1x1011, 1х1012, 1х1013 или более клеток или пропагул на миллилитр композиции. При использовании в контексте настоящего изобретения пропагула - это любая часть микроорганизма, из которой может развиться новый и/или зрелый организм, включая, но не ограничиваясь этим, клетки, мицелий, гифы, цисты, споры (например, репродуктивные споры, конидии, эндоспоры и/или экзоспоры), почки и семена.When used in the context of the present invention, the term composition based on microorganisms means a composition that contains components obtained from the growth of microorganisms or other cell cultures. Accordingly, the microbial composition may contain the microorganism itself and/or by-products of microbial growth. Microorganisms can be in vegetative form, in the form of spores, in the form of mycelium, in any other form of microbial propagule, or in a mixture of these forms. Microorganisms can be planktonic or in biofilm form, or a mixture of the two. Growth by-products can be, for example, metabolites (eg, biosurfactants), cell membrane components, expressed proteins, and/or other cellular components. Microorganisms may be intact or lysed. Cells may be absent or present, for example, at a concentration equal to 1x10 4 , 1x105, 1x10 4 , 1x106, 1x10 7 , 1x10 8 , 1x10 9 , 1x10 10 , 1x1011, 1x10 12 , 1x10 13 or more cells or propagules per milliliter of composition . As used in the context of the present invention, a propagule is any part of a microorganism from which a new and/or mature organism can develop, including, but not limited to, cells, mycelium, hyphae, cysts, spores (e.g., reproductive spores, conidia, endospores, and /or exospores), buds and seeds.

Настоящее изобретение также обеспечивает продукты на основе микроорганизмов, которые являются продуктами, которые можно использовать на практике для достижения желаемого результата. Продукт на основе микроорганизмов может быть просто композицией на основе микроорганизмов, собранной из процесса культивирования микроорганизмов. Альтернативно, продукт на основе микроорганизмов может содержать дополнительные ингредиенты, которые были добавлены. Эти дополнительные ингредиенты могут включать, например, стабилизаторы, буферы, носители (например, воду или солевые растворы), добавленные питательные вещества для поддержки дальнейшего микробного роста, непитательные стимуляторы роста и/или агенты, которые способствуют отслеживанию микроорганизмов и/или композиции в среде, к которой они применены. Продукт на основе микроорганизмов может также содержать смеси композиций на основе микроорганизмов. Продукт на основе микроорганизмов можетThe present invention also provides microbial products which are products that can be practiced to achieve the desired result. The microbial product may simply be a microbial composition collected from a microbial culture process. Alternatively, the microorganism-based product may contain additional ingredients that have been added. These additional ingredients may include, for example, stabilizers, buffers, carriers (e.g., water or saline solutions), added nutrients to support further microbial growth, non-nutritional growth promoters, and/or agents that aid in the tracking of microorganisms and/or the composition in the medium, to which they are applied. The microbial product may also contain mixtures of microbial compositions. Microorganism-based product can

- 4 042631 также содержать один или более компонентов композиции на основе микроорганизмов, которая была обработана каким-либо способом, включающим, но не ограничивающимся этим, фильтрацию, центрифугирование, лизис, сушку, очистку и т.п.- 4 042631 also contain one or more components of the composition based on microorganisms, which has been processed in any way, including, but not limited to, filtration, centrifugation, lysis, drying, purification, and the like.

При использовании в контексте настоящего изобретения термин инокулюм или инокулянт (мн. число инокулюмы) может быть включен в термин продукт на основе микроорганизмов. При использовании в контексте настоящего изобретения термин инокулюм (инокулянт) означает продукт на основе микроорганизмов, который можно использовать, например, в качестве посевной культуры для инокуляции крупномасштабной ферментационной системы или способа ферментации. Инокулюм можно масштабировать в такой системе ферментации для получения желаемых количеств композиций и продуктов на основе микроорганизмов.When used in the context of the present invention, the term inoculum or inoculant (plural inoculum) may be included in the term microbial product. When used in the context of the present invention, the term inoculum (inoculant) means a product based on microorganisms, which can be used, for example, as a seed culture for the inoculation of a large-scale fermentation system or method of fermentation. The inoculum can be scaled up in such a fermentation system to produce the desired amounts of microbial compositions and products.

При использовании в контексте настоящего изобретения термин выделенные или очищенные означает молекулу нуклеиновой кислоты, полинуклеотид, полипептид, белок, органическое соединение, такое как мелкая молекула (например, молекулы, описанные ниже), или иное соединение, которое по существу не содержат других соединений, например - клеточного материала, с которыми они связаны в природе. Например, очищенный или выделенный полинуклеотид (рибонуклеиновая кислота (РНК) или дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)) не содержит генов или последовательностей, которые фланкируют его в естественном состоянии. Очищенный или выделенный полипептид не содержит аминокислот или последовательностей, которые фланкируют его в естественном состоянии. Очищенный или выделенный штамм микроорганизмов извлечен из среды, в которой он существует в природе. Соответственно, выделенный штамм может существовать, например, как биологически чистая культура или как споры (или другие формы штамма) в носителе.When used in the context of the present invention, the term isolated or purified means a nucleic acid molecule, a polynucleotide, a polypeptide, a protein, an organic compound such as a small molecule (for example, the molecules described below), or another compound that is essentially free of other compounds, for example - cellular material with which they are associated in nature. For example, a purified or isolated polynucleotide (ribonucleic acid (RNA) or deoxyribonucleic acid (DNA)) does not contain genes or sequences that flank it in its natural state. A purified or isolated polypeptide does not contain amino acids or sequences that flank it in its natural state. A purified or isolated strain of microorganism is extracted from the environment in which it exists in nature. Accordingly, the isolated strain may exist, for example, as a biologically pure culture or as spores (or other forms of the strain) in a carrier.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения очищенные соединения составляют по меньшей мере 60 мас.% (в пересчете на сухую массу) целевого соединения. Препарат предпочтительно содержит по меньшей мере 75 мас.%, более предпочтительно - по меньшей мере 90 мас.%, и наиболее предпочтительно - по меньшей мере 99 мас.% целевого соединения. Например, очищенное соединение является соединением, которое содержит по меньшей мере 90 мас.%, 91 мас.%, 92 мас.%, 93 мас.%, 94 мас.%, 95 мас.%, 98 мас.%, 99 мас.% или 100 мас.% целевого соединения. Степень чистоты измеряют любым подходящим стандартным способом анализа, например - посредством хроматографии на колонке, тонкослойной хроматографии или высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).In some embodiments, implementation of the present invention, the purified compounds comprise at least 60 wt.% (in terms of dry weight) of the target compound. The preparation preferably contains at least 75 wt.%, more preferably at least 90 wt.%, and most preferably at least 99 wt.% of the target compound. For example, a purified compound is a compound that contains at least 90 wt.%, 91 wt.%, 92 wt.%, 93 wt.%, 94 wt.%, 95 wt.%, 98 wt.%, 99 wt. % or 100 wt.% of the target compound. Purity is measured by any suitable standard method of analysis, for example by column chromatography, thin layer chromatography or high performance liquid chromatography (HPLC).

Термин метаболит относится к любому веществу, образующемуся в результате метаболизма (например, к побочному продукту роста), или к веществу, необходимому для участия в конкретном метаболическом процессе. Метаболит может быть органическим соединением, то есть исходным материалом (например, глюкоза), промежуточным соединением (например, ацетил-CoA) или конечным продуктом (например, н-бутанол) метаболизма. Примеры метаболитов могут включать, но не ограничиваются этим, ферменты, токсины, кислоты, растворители, спирты, белки, углеводы, витамины, минеральные вещества, микроэлементы, аминокислоты, полимеры и поверхностно-активные вещества.The term metabolite refers to any substance that is formed as a result of metabolism (for example, a by-product of growth), or to a substance necessary for participation in a particular metabolic process. The metabolite can be an organic compound, ie a starting material (eg glucose), an intermediate (eg acetyl-CoA) or an end product (eg n-butanol) of metabolism. Examples of metabolites may include, but are not limited to, enzymes, toxins, acids, solvents, alcohols, proteins, carbohydrates, vitamins, minerals, trace elements, amino acids, polymers, and surfactants.

При использовании в контексте настоящего изобретения выражения в увеличенном масштабе, крупномасштабный, коммерческого масштаба и промышленного масштаба можно использовать как взаимозаменяемые, и они относятся к продуктам, которые в соответствии с их объемом, концентрацией, количеством, содержанием и/или эффективностью, можно использовать в промышленных и/или коммерческих применениях. Например, промышленное количество жидкого продукта на основе микроорганизмов или сухого продукта на основе микроорганизмов, растворенного в жидком носителе, может составлять от 100 галлонов (378,5 л) до 10000 галлонов (37854 л) или более. Промышленные и/или коммерческие применения могут включать, например, садоводство, огородничество, тепличное производство, сельское хозяйство, рекультивацию почвы, биовосстановление, восстановление лесных массивов и подавление вредителей.When used in the context of the present invention, the terms scaled up, large scale, commercial scale, and industrial scale can be used interchangeably and refer to products that, according to their volume, concentration, amount, content and/or potency, can be used in industrial applications. and/or commercial applications. For example, a commercial amount of liquid microbial product or dry microbial product dissolved in a carrier liquid may be from 100 gallons (378.5 L) to 10,000 gallons (37854 L) or more. Industrial and/or commercial applications may include, for example, horticulture, horticulture, greenhouse production, agriculture, soil reclamation, bioremediation, reforestation, and pest control.

При использовании в контексте настоящего изобретения термин сбор относится к извлечению части или всей композиции на основе микроорганизмов из резервуара, где происходит размножение микроорганизмов.When used in the context of the present invention, the term collection refers to the extraction of part or all of the composition based on microorganisms from the reservoir, where the reproduction of microorganisms.

Переходный термин содержащий, который является синонимом для включающий или имеющий в составе, является инклюзивным или неограничивающим термином, и он не исключает дополнительных, не перечисленных элементов или стадий способа. В противоположность этому, переходное выражение состоящий из исключает любые элементы, стадии или ингредиенты, не перечисленные в пункте формулы изобретения. Переходное выражение состоящий по существу из ограничивает объем пункта формулы изобретения указанными материалами или стадиями и теми материалами или стадиями, которые не оказывают существенного влияния на базовые и новые характеристики настоящего изобретения.The transitional term containing, which is synonymous with comprising or comprising, is an inclusive or non-limiting term, and does not exclude additional, unlisted elements or method steps. In contrast, the transitive expression consisting of excludes any elements, steps, or ingredients not listed in a claim. The transitional expression consisting essentially of limits the scope of the claim to the indicated materials or steps and those materials or steps that do not significantly affect the basic and novel features of the present invention.

Если конкретно не указано или не очевидно из контекста, то при использовании в контексте настоящего изобретения термин или следует понимать как инклюзивный. Если конкретно не указано или не очевидно из контекста, то при использовании в контексте настоящего изобретения формы единственного или множественного числа следует понимать как таковые.Unless specifically stated or obvious from the context, when used in the context of the present invention, the term or should be understood as inclusive. Unless specifically stated or obvious from the context, when used in the context of the present invention, the singular or plural forms should be understood as such.

Если конкретно не указано или не очевидно из контекста, то при использовании в контексте на- 5 042631 стоящего изобретения термин примерно следует понимать как лежащий в диапазоне нормальных допусков в данной области техники, например - в пределах 2 стандартных отклонений от среднего. Примерно следует понимать как лежащий в пределах 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%,Unless specifically stated or obvious from the context, when used in the context of the present invention, the term should be roughly understood as lying within the range of normal tolerances in the art, for example, within 2 standard deviations from the mean. Roughly to be understood as lying within 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%,

0,1%, 0,05% или 0,01% от указанного значения.0.1%, 0.05% or 0.01% of the specified value.

Приведение перечня химических групп в любом определении переменной величины в данной публикации включает определения этой переменной величины как любой отдельной группы или комбинации перечисленных групп. Приведение варианта осуществления переменной величины или аспекта в данной публикации включает то, что вариант осуществления является любым отдельным вариантом осуществления или комбинацией с другими вариантами осуществления или их частями.A listing of chemical groups in any definition of a variable in this publication includes definitions of that variable as any single group or combination of the listed groups. Giving an embodiment of a variable or aspect in this publication includes that the embodiment is any single embodiment or combination with other embodiments or parts thereof.

Все источники, цитируемые в данной публикации, полностью включены в данную публикацию посредством ссылок.All sources cited in this publication are incorporated in this publication by reference in their entirety.

Способы производства продуктов на основе Trichoderma.Methods for the production of products based on Trichoderma.

Настоящее изобретение обеспечивает способы культивирования микроорганизмов Trichoderma и производства микробных метаболитов и/или других побочных продуктов микробного роста. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложены способы производства как сухой, так и жидкой формы продуктов на основе Trichoderma. Способы производства микроорганизмов могут включать глубинную культуру, твердофазную ферментацию или их гибриды и/или комбинации. При использовании в контексте настоящего изобретения термин ферментация относится к культивированию и/или росту клеток в регулируемых условиях. Рост может быть аэробным или анаэробным.The present invention provides methods for cultivating Trichoderma microorganisms and producing microbial metabolites and/or other by-products of microbial growth. In some embodiments, the implementation of the present invention provides methods for the production of both dry and liquid form products based on Trichoderma. Methods for the production of microorganisms may include submerged culture, solid phase fermentation, or hybrids and/or combinations thereof. When used in the context of the present invention, the term fermentation refers to the cultivation and/or growth of cells under controlled conditions. Growth can be aerobic or anaerobic.

В варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает материалы и способы для производства биомассы (например, жизнеспособного клеточного материала), внеклеточных метаболитов (например, мелких молекул и экскретируемых белков), остаточных питательных веществ и/или внутриклеточных компонентов (например, ферментов или других белков).In an embodiment, the present invention provides materials and methods for producing biomass (eg, viable cellular material), extracellular metabolites (eg, small molecules and excreted proteins), residual nutrients, and/or intracellular components (eg, enzymes or other proteins).

Резервуар для роста микроорганизмов (например, реактор), используемый согласно настоящему изобретению, может иметь функциональные управляющие устройства/датчики, или он может быть подсоединен к функциональным управляющим устройствам/датчикам для измерения важных факторов в процессе культивирования, таких как pH, содержание кислорода, давление, температура, влажность, вязкость и/или плотность микроорганизмов и/или концентрация метаболита.The microorganism growth vessel (e.g., reactor) used in accordance with the present invention may have functional controls/sensors, or it may be connected to functional controls/sensors to measure important factors in the culture process such as pH, oxygen content, pressure. , temperature, humidity, viscosity and/or microorganism density and/or metabolite concentration.

Резервуар реактора можно инокулировать выбранным микроорганизмом. Предпочтительно резервуар инокулируют инокулянтом, полученным согласно настоящему изобретению, например инокулянтом в форме альгинат-агаровых гранул, описанным в данной публикации. В зависимости от размера резервуара количество инокулянтов, необходимое для инокуляции резервуара для крупномасштабного производства, может лежать в диапазоне от 1 гранулы инокулянта до 40 или 50 гранул или более.The reactor vessel may be inoculated with the selected microorganism. Preferably, the reservoir is inoculated with an inoculant prepared according to the present invention, for example the alginate-agar bead inoculant described in this publication. Depending on the size of the tank, the amount of inoculants needed to inoculate a tank for large scale production can range from 1 inoculant bead to 40 or 50 or more inoculant beads.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения в резервуаре можно также осуществлять текущий контроль роста микроорганизмов (например, измерение числа клеток и определение фаз роста). Альтернативно из резервуара можно ежедневно извлекать образец и выполнять подсчет способами, известными в данной области техники, например - способом посева разведений. Посев разведений это простой способ, используемый для определения числа микроорганизмов в образце. Способ также может обеспечить показатель, с использованием которого можно сравнивать различные среды или обработки.In another embodiment of the present invention, microbial growth monitoring (eg, cell number measurement and growth phase determination) can also be performed in the tank. Alternatively, a sample can be removed daily from the reservoir and counted by methods known in the art, for example, by seeding dilutions. Inoculation dilutions are a simple method used to determine the number of microorganisms in a sample. The method may also provide a metric against which different media or treatments can be compared.

Способ может предусматривать оксигенацию растущей культуры. В варианте осуществления настоящего изобретения используют медленное перемещение потока воздуха с целью удаления воздуха с низким содержанием кислорода и подачи воздуха с высоким содержанием кислорода. В случае глубинной ферментации воздух с высоким содержанием кислорода может быть атмосферным воздухом, подаваемым ежедневно с использованием механизмов, включающих крыльчатки для механического взбалтывания жидкости и распылители воздуха для подачи пузырьков газа в жидкость для растворения кислорода в жидкости.The method may include oxygenating the growing culture. In an embodiment of the present invention, a slow moving air flow is used to remove low oxygen air and introduce high oxygen air. In the case of deep fermentation, oxygen-rich air may be atmospheric air supplied daily using mechanisms including impellers to mechanically agitate the liquid and air atomizers to introduce gas bubbles into the liquid to dissolve the oxygen in the liquid.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ включает обогащение культуры источником азота. Источником азота может быть, например, нитрат калия, нитрат аммония, сульфат аммония, фосфат аммония, аммиак, мочевина и/или хлорид аммония. Эти источники азота можно использовать независимо друг от друга или в форме комбинации двух или более из них.In an embodiment of the present invention, the method includes enriching the culture with a source of nitrogen. The nitrogen source can be, for example, potassium nitrate, ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonia, urea and/or ammonium chloride. These nitrogen sources can be used independently of each other or in the form of a combination of two or more of them.

Способ может дополнительно включать обогащение культуры источником углерода. Источником углерода в характерном случае является углевод, такой как глюкоза, сахароза, лактоза, фруктоза, трегалоза, манноза, маннитол, мальтоза, картофельная декстроза, целлюлоза, крахмал и/или ламинарии; органические кислоты, такие как уксусная кислота, фумаровая кислота, лимонная кислота, пропионовая кислота, яблочная кислота, малоновая кислота и/или пировиноградная кислота; спирты, такие как этанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, изобутанол и/или глицерин; жиры и масла, такие как соевое масло, масло из рисовых отрубей, оливковое масло, масло канолы, растительное масло, кукурузное масло, кунжутное масло и/или льняное масло, и т.п. Эти источники углерода можно использовать независимо друг от друга или в форме комбинации двух или более из них.The method may further include enriching the culture with a carbon source. The carbon source is typically a carbohydrate such as glucose, sucrose, lactose, fructose, trehalose, mannose, mannitol, maltose, potato dextrose, cellulose, starch and/or kelp; organic acids such as acetic acid, fumaric acid, citric acid, propionic acid, malic acid, malonic acid and/or pyruvic acid; alcohols such as ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, isobutanol and/or glycerin; fats and oils such as soybean oil, rice bran oil, olive oil, canola oil, vegetable oil, corn oil, sesame oil and/or linseed oil, and the like. These carbon sources can be used independently of each other or in the form of a combination of two or more of them.

В варианте осуществления настоящего изобретения в питательную среду включены факторы роста и микроэлементы. Это особо предпочтительно в случае культивирования микроорганизмов, которые неIn an embodiment of the present invention, growth factors and trace elements are included in the nutrient medium. This is particularly advantageous when cultivating microorganisms that do not

- 6 042631 способны продуцировать все необходимые им витамины. Неорганические питательные вещества, включая микроэлементы, такие как железо, цинк, медь, марганец, молибден и/или кобальт, также можно включить в среду. Кроме того, можно включить источники витаминов, незаменимых аминокислот и микроэлементов, например, в форме муки тонкого или крупного помола, такой как кукурузная мука, или в форме экстрактов, таких как дрожжевой экстракт, картофельный экстракт, говяжий экстракт, соевый экстракт, экстракт банановой кожуры и т.п., или в очищенных формах. Также можно включить аминокислоты, например - аминокислоты, используемые для биосинтеза белков.- 6 042631 able to produce all the vitamins they need. Inorganic nutrients, including trace elements such as iron, zinc, copper, manganese, molybdenum and/or cobalt, can also be included in the medium. In addition, sources of vitamins, essential amino acids and trace elements may be included, for example in the form of fine or coarse flour such as cornmeal, or in the form of extracts such as yeast extract, potato extract, beef extract, soy extract, banana peel extract. and the like, or in purified forms. You can also include amino acids, for example - amino acids used for protein biosynthesis.

В варианте осуществления настоящего изобретения также можно включить неорганические соли. Применимыми неорганическими солями могут быть дигидрофосфат калия, вторичный кислый фосфат калия, вторичный кислый фосфат натрия, сульфат магния, хлорид магния, сульфат железа, хлорид железа, сульфат марганца, хлорид марганца, сульфат цинка, хлорид свинца, сульфат меди, хлорид кальция, карбонат кальция и/или карбонат натрия. Эти неорганические соли можно использовать независимо друг от друга или в форме комбинации двух или более из них.In an embodiment of the present invention, inorganic salts can also be included. Applicable inorganic salts can be potassium dihydrogen phosphate, dipotassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, magnesium sulfate, magnesium chloride, iron sulfate, iron chloride, manganese sulfate, manganese chloride, zinc sulfate, lead chloride, copper sulfate, calcium chloride, calcium carbonate and/or sodium carbonate. These inorganic salts can be used independently or in the form of a combination of two or more of them.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ культивирования может дополнительно включать добавление в жидкую среду дополнительных кислот и/или антимикробных средств до и/или во время процесса культивирования с целью защиты культуры против загрязнения нежелательными микроорганизмами. Кроме того, можно также добавить противовспенивающие агенты для предотвращения пенообразования и/или скопления пены при образовании газа во время культивирования.In some embodiments of the present invention, the culture method may further include adding additional acids and/or antimicrobials to the liquid medium prior to and/or during the culture process to protect the culture from contamination by unwanted microorganisms. In addition, antifoam agents can also be added to prevent foaming and/or foam accumulation due to gas generation during cultivation.

pH смеси должен быть подходящим для роста грибов, в частности Trichoderma. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения pH лежит в диапазоне от примерно 5,0 до примерно 7,0, предпочтительно - от примерно 5,0 до примерно 6,5. Буферы и регуляторы pH, такие как карбонаты и фосфаты, можно использовать для стабилизации pH вблизи предпочтительного значения. Если присутствуют ионы металлов в высоких концентрациях, может быть необходимым использование хелатирующего агента в жидкой среде.The pH of the mixture must be suitable for the growth of fungi, in particular Trichoderma. In some embodiments, implementation of the present invention, the pH is in the range from about 5.0 to about 7.0, preferably from about 5.0 to about 6.5. Buffers and pH adjusters such as carbonates and phosphates can be used to stabilize the pH around the preferred value. If high concentrations of metal ions are present, it may be necessary to use a chelating agent in a liquid medium.

Способ и оборудование для культивирования микроорганизмов Trichoderma и производства микробных побочных продуктов можно осуществить в форме периодического, квазинепрерывного или непрерывного процессов.The method and equipment for cultivating Trichoderma microorganisms and producing microbial by-products can be carried out in the form of batch, quasi-continuous or continuous processes.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ культивирования осуществляют при температуре, лежащей в диапазоне от примерно 5°С до примерно 100°С, предпочтительно - от примерно 15°С до примерно 60°С, более предпочтительно - от примерно 25°С до примерно 30°С. В другом варианте осуществления настоящего изобретения культивирование можно осуществлять непрерывно при постоянной температуре. В другом варианте осуществления настоящего изобретения культивирование может быть осуществлено при переменных температурах.In an embodiment of the present invention, the culture method is carried out at a temperature ranging from about 5°C to about 100°C, preferably from about 15°C to about 60°C, more preferably from about 25°C to about 30°C. WITH. In another embodiment of the present invention, the cultivation can be carried out continuously at a constant temperature. In another embodiment of the present invention, the cultivation can be carried out at varying temperatures.

В варианте осуществления настоящего изобретения оборудование, используемое в способе и процессе культивирования, является стерильным. Оборудование для культивирования, такое как реактор/резервуар, может быть отдельным от блока стерилизации, например - автоклава, но соединенным с ним. Оборудование для культивирования может также иметь блок стерилизации, который осуществляет стерилизацию in situ до начала инокуляции. Воздух можно стерилизовать способами, известными в данной области техники. Например, атмосферный воздух можно пропустить через по меньшей мере один фильтр перед подачей в резервуар. В других вариантах осуществления настоящего изобретения среду можно пастеризовать или, необязательно, вообще не нагревать, а для регулирования роста бактерий использовать воду с низкой активностью и низким pH.In an embodiment of the present invention, the equipment used in the culture method and process is sterile. The culture equipment, such as a reactor/tank, may be separate from, but connected to, a sterilization unit, such as an autoclave. The culture equipment may also have a sterilization unit that performs in situ sterilization prior to inoculation. Air can be sterilized by methods known in the art. For example, atmospheric air may be passed through at least one filter before entering the reservoir. In other embodiments of the present invention, the medium can be pasteurized or optionally not heated at all, and water with low activity and low pH is used to control bacterial growth.

В варианте осуществления настоящее изобретение также обеспечивает способ производства микробных метаболитов, таких как этанол, молочная кислота, бета-глюкан, белки, пептиды, промежуточные метаболиты, полиненасыщенные жирные кислоты и липиды, причем способ включает культивирование микроорганизма в условиях, благоприятных для роста и экспрессии метаболитов. В частных вариантах осуществления настоящего изобретения метаболит является ферментом, биополимером, кислотой, растворителем, биосурфактантом, аминокислотой, нуклеиновой кислотой, пептидом, белком, липидом и/или углеводом. Концентрация метаболита, произведенного способом, может быть равна, например, по меньшей мере 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% или 90%.In an embodiment, the present invention also provides a method for the production of microbial metabolites such as ethanol, lactic acid, beta-glucan, proteins, peptides, intermediate metabolites, polyunsaturated fatty acids, and lipids, the method comprising culturing the microorganism under conditions favorable for growth and expression of the metabolites. . In particular embodiments of the present invention, the metabolite is an enzyme, a biopolymer, an acid, a solvent, a biosurfactant, an amino acid, a nucleic acid, a peptide, a protein, a lipid, and/or a carbohydrate. The concentration of the metabolite produced by the process may be, for example, at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90%.

В случае глубинной ферментации содержание биомассы в ферментационном бульоне может лежать, например, в диапазоне от 5 г/л до 180 г/л или более. В варианте осуществления настоящего изобретения содержание твердых веществ в бульоне лежит в диапазоне от 10 г/л до 150 г/л.In the case of deep fermentation, the content of biomass in the fermentation broth may lie, for example, in the range from 5 g/l to 180 g/l or more. In an embodiment of the present invention, the solids content of the broth is in the range of 10 g/l to 150 g/l.

Побочный продукт микробного роста, продуцируемый Trichoderma, может оставаться внутри микроорганизмов или секретироваться в культуральную среду. В другом варианте осуществления настоящего изобретения способ производства побочного продукта микробного роста может дополнительно включать стадии концентрирования и очистки целевого побочного продукта микробного роста. В следующем варианте осуществления настоящего изобретения жидкая среда может содержать соединения, которые стабилизируют активность побочного продукта микробного роста.A by-product of microbial growth produced by Trichoderma may remain within the microorganisms or be secreted into the culture medium. In another embodiment of the present invention, the method for producing a microbial growth by-product may further comprise the steps of concentrating and purifying the desired microbial growth by-product. In a further embodiment of the present invention, the liquid medium may contain compounds that stabilize the activity of the by-product of microbial growth.

В варианте осуществления настоящего изобретения всю композицию микробной культуры извлекают после завершения культивирования (например, после достижения желаемой плотности клеток илиIn an embodiment of the present invention, the entire microbial culture composition is recovered after culture is complete (e.g., after reaching the desired cell density or

- 7 042631 плотности определенного метаболита в среде). В этой периодической процедуре после сбора первой партии начинают производить абсолютно новую партию.- 7 042631 density of a certain metabolite in the medium). In this batch procedure, after the first batch is collected, a completely new batch is produced.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения каждый раз извлекают только часть продукта ферментации. В этом варианте осуществления настоящего изобретения биомасса с жизнеспособными клетками остается в резервуаре в качестве инокулянта для новой культивируемой партии. Извлекаемая композиция может быть бесклеточным бульоном или субстратом, или она может содержать клетки. Таким образом, создают квазинепрерывную систему.In another embodiment of the present invention, only a portion of the fermentation product is recovered each time. In this embodiment of the present invention, the viable cell biomass remains in the tank as an inoculant for the new culture batch. The recovered composition may be a cell-free broth or substrate, or it may contain cells. Thus, a quasi-continuous system is created.

Преимуществом является то, что способ не требует сложного оборудования или большого расхода энергии. Trichoderma можно культивировать в малом или крупном масштабе на месте и использовать даже в форме смеси со средой. Сходным образом микробные метаболиты также можно производить в больших количествах в том месте, где они требуются.The advantage is that the method does not require complex equipment or high energy consumption. Trichoderma can be cultivated on a small or large scale in situ and even used in the form of a mixture with a medium. Similarly, microbial metabolites can also be produced in large quantities in the place where they are required.

Организмы, которые можно культивировать с использованием настоящего изобретения, могут включать, например, дрожжи, грибы, бактерии, археи и растительные клетки. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения микроорганизмы являются грибами. Еще более предпочтительно микроорганизмы являются грибами Trichoderma, включающими, но не ограниченными этим, Trichoderma reesei, Trichoderma harzianum (Trichoderma narcissi), Trichoderma viride и/или Trichoderma hamatum.Organisms that can be cultured using the present invention may include, for example, yeast, fungi, bacteria, archaea, and plant cells. In preferred embodiments of the present invention, the microorganisms are fungi. Even more preferably, the microorganisms are Trichoderma fungi, including, but not limited to, Trichoderma reesei, Trichoderma harzianum (Trichoderma narcissi), Trichoderma viride, and/or Trichoderma hamatum.

Согласно настоящему изобретению можно производить и другие грибы, включающие Mycorrhizae, эктомикоризные грибы, дрожжи, такие как Starmerella bombicola, и даже споры грибов, образующих плодовое тело, таких как шиитаке (Lentinula edodes).Other fungi can be produced according to the present invention, including Mycorrhizae, ectomycorrhizal fungi, yeasts such as Starmerella bombicola, and even spores of fruiting fungi such as shiitake (Lentinula edodes).

Согласно настоящему изобретению можно выращивать крупномасштабные коммерческие количества продуктов на основе Trichoderma. Преимуществом является то, что Trichoderma можно выращивать в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 3 дней до 10 дней или от 5 дней до 6 дней, с получением выходов, лежащих в диапазоне от 5x108 до 5x109 конидий на мл жидкой культуры, с использованием ферментационного реактора, объем которого равен 200 галлонам (757,1 л), и с получением более чем 1x109 конидий на грамм сухого продукта в инкубаторе, таком как герметичный термостатируемый реактор.According to the present invention, large scale commercial quantities of Trichoderma based products can be grown. Advantageously, Trichoderma can be grown for periods ranging from 3 days to 10 days, or 5 days to 6 days, with yields ranging from 5x108 to 5x109 conidia per ml of liquid culture, using a fermentation a 200 gallon (757.1 L) reactor and producing more than 1x109 conidia per gram of dry product in an incubator such as a pressurized thermostatic reactor.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает способы производства жидких и твердых продуктов на основе микроорганизмов (например, продуктов на основе Trichoderma) из одной посевной культуры в промышленных количествах. Преимуществом является то, что использование инокулянтов в форме альгинат-агаровых гранул (или гранул инокулянта, гранулированных инокулянтов, гранул или инокулянтов) по настоящему изобретению обеспечивает инокуляцию реактора значительно большей концентрацией клеток, чем это было возможно при использовании стандартного жидкого инокулянта. Высокая концентрация означает, например, по меньшей мере 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 1010, 1011, 1012, 1013 или более клеток или пропагул желаемого микроорганизма на единицу (массы или объема).In some embodiments, the present invention provides methods for producing liquid and solid microbial products (eg, Trichoderma products) from a single seed crop in commercial quantities. Advantageously, the use of inoculants in the form of alginate-agar beads (or inoculant beads, granulated inoculants, beads or inoculants) of the present invention allows the reactor to be inoculated with a significantly higher concentration of cells than would be possible with a standard liquid inoculant. High concentration means, for example, at least 101, 10 2 , 103, 10 4 , 105, 106, 10 7 , 10 8 , 10 9 , 10 10 , 10 11 , 10 12 , 10 13 or more cells or propagules of the desired microorganism per unit (mass or volume).

В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения способы включают:In preferred embodiments of the present invention, the methods include:

(a) получение инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из посевной культуры Trichoderma;(a) obtaining an inoculant in the form of alginate-agar beads from a Trichoderma seed culture;

(b) культивирование инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул в жидкой питательной культуральной среде в реакторе до получения желаемой плотности микроорганизмов в гранулах;(b) cultivating the inoculant in the form of alginate agar beads in a liquid nutrient culture medium in a reactor until the desired density of microorganisms in the beads is obtained;

(c) сбор инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из жидкой культуральной среды;(c) collecting the inoculant in the form of alginate-agar beads from the liquid culture medium;

(d) приготовление жидкой формы продукта на основе Trichoderma, при этом культивированные инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул используют для инокуляции реактора для глубинной ферментации, и/или приготовление твердого продукта на основе Trichoderma, при этом культивированные инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул используют для инокуляции реактора для твердофазной ферментации.(d) preparing a liquid form of the Trichoderma product, wherein cultured alginate-agar bead inoculants are used to inoculate the deep fermentation reactor, and/or preparing a solid Trichoderma product, where cultured alginate-agar bead inoculants are used for inoculation reactor for solid phase fermentation.

Более конкретно, в варианте осуществления настоящего изобретения способы включают (a) получение инокулянта на основе Trichoderma в форме альгинат-агаровых гранул, содержащих предварительно полученную посевную культуру, питательные компоненты, альгинат натрия и агар. Посевную культуру (например, 5%-ную гомогенную суспензию посевной культуры) можно растворить в стерильной питательной среде и объединить со смесью агара и альгината натрия с получением раствора инокулята.More specifically, in an embodiment of the present invention, the methods include (a) obtaining a Trichoderma-based inoculant in the form of alginate-agar pellets containing the pre-seed, nutrients, sodium alginate, and agar. An inoculum (eg, a 5% homogenous inoculum suspension) can be dissolved in sterile growth medium and combined with a mixture of agar and sodium alginate to form an inoculum solution.

Концентрация альгината в растворе инокулята может лежать в диапазоне от примерно 0,1% до примерно 3,0%, предпочтительно от примерно 0,5% до примерно 2,5%, более предпочтительно она равна примерно 2,0%. Концентрация агара может лежать в диапазоне от примерно 0,1% до примерно 2,0%, предпочтительно от примерно 0,5% до примерно 1,5%, более предпочтительно она равна примерно 1,0%. В варианте осуществления настоящего изобретения альгинат-агар можно автоклавировать и/или нагреть перед смешиванием с посевной культурой.The concentration of alginate in the inoculum solution may range from about 0.1% to about 3.0%, preferably from about 0.5% to about 2.5%, more preferably about 2.0%. The agar concentration may range from about 0.1% to about 2.0%, preferably from about 0.5% to about 1.5%, more preferably about 1.0%. In an embodiment of the present invention, the alginate agar can be autoclaved and/or heated prior to mixing with the inoculum.

Затем используют капельное разбрызгивающее устройство и перистальтический насос для подачи раствора инокулята каплями в смесительный резервуар, содержащий раствор хлорида кальция. Во время процесса разбрызгивания капли инокулята образуют гелевые гранулы, содержащие питательные компоненты и культуру Trichoderma, заключенную в альгинат-агаровой массе. В некоторых вариантах осуще- 8 042631 ствления настоящего изобретения из одной загрузки получают от примерно 5 кг до примерно 10 кг инокулянта в форме альгинатных гранул. После формирования гранул жидкость, оставшуюся в смесительном резервуаре, можно удалить и слить в систему для удаления жидких отходов.A drip sprayer and a peristaltic pump are then used to drop the inoculum solution into a mixing tank containing the calcium chloride solution. During the spraying process, inoculum droplets form gel granules containing nutrients and a Trichoderma culture enclosed in an alginate-agar mass. In some embodiments of the present invention, from about 5 kg to about 10 kg of inoculant in the form of alginate granules is obtained from a single batch. After the granules are formed, the liquid remaining in the mixing tank can be removed and drained into the liquid waste disposal system.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения раствор CaCl2 может быть раствором с концентрацией, лежащей в диапазоне от примерно 1,0% до примерно 5,0%, предпочтительно - раствором с концентрацией, лежащей в диапазоне от примерно 1,0% до примерно 2,0%.In some embodiments of the present invention, the CaCl 2 solution may be a solution with a concentration ranging from about 1.0% to about 5.0%, preferably a solution with a concentration ranging from about 1.0% to about 2, 0%.

В варианте осуществления настоящего изобретения смесительный резервуар является мобильным ротационным баком, оборудованным мотором. Бак может иметь объем, лежащий в диапазоне от примерно 2 кубических футов (56,63 л) до примерно 4 кубических футов (113,3 л) или до примерно 6 кубических футов (169,9 л) или более, и он может быть изготовлен из полиэтилена, любого другого полимерного материала или металла. Ротационный бак может содержать, например, от 5 галлонов (18,93 л) до 10 галлонов (37,85 л) 1%-ного раствора хлорида кальция.In an embodiment of the present invention, the mixing tank is a mobile rotary tank equipped with a motor. The tank may have a volume ranging from about 2 cubic feet (56.63 L) to about 4 cubic feet (113.3 L) or up to about 6 cubic feet (169.9 L) or more, and may be manufactured from polyethylene, any other polymeric material or metal. The rotary tank may contain, for example, 5 gallons (18.93 L) to 10 gallons (37.85 L) of a 1% calcium chloride solution.

В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения посевная культура для получения гранул инокулянта может быть получена из культуры, полученной с использованием глубинной ферментации в подходящей жидкой культуральной среде (см., например, публикацию Elad et al. (1982), содержание которой включено в данную публикацию посредством ссылки) при непрерывной аэрации и непрерывном перемешивании. Температуру и pH во время этой стадии поддерживают на постоянных или по существу постоянных уровнях (например, температуру поддерживают в диапазоне от примерно 28°С до примерно 30°С; pH поддерживают в диапазоне от примерно 5,0 до примерно 6,5). Посевную культуру можно выращивать в течение любого периода времени, достаточного для достижения желаемой концентрации и/или плотности микроорганизма, и затем гомогенизировать с получением суспензии посевной культуры.In an exemplary embodiment of the present invention, the seed culture for obtaining granules of the inoculant can be obtained from a culture obtained using deep fermentation in a suitable liquid culture medium (see, for example, the publication of Elad et al. (1982), the contents of which are incorporated herein by references) with continuous aeration and continuous stirring. The temperature and pH during this stage is maintained at constant or substantially constant levels (for example, the temperature is maintained in the range from about 28°C to about 30°C; pH is maintained in the range from about 5.0 to about 6.5). The seed culture can be grown for any period of time sufficient to achieve the desired concentration and/or density of the microorganism, and then homogenized to obtain a suspension of the seed culture.

В варианте осуществления настоящего изобретения способы включают (b) культивирование инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул в жидкой питательной культуральной среде до получения желаемой плотности микроорганизмов внутри гранул и/или на поверхности гранул. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул собирают из смесительного резервуара и затем культивируют в реакторе, содержащем достаточный объем подходящей жидкой питательной среды, до получения высокой концентрации мицелия Trichoderma, растущего внутри каждой альгинат-агаровой гранулы и распределенного по поверхности гранул. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения параметры культивирования для стадии (b), такие как температура, среда и pH, могут быть такими же, как параметры, использованные для производства начальной посевной культуры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения некоторое количество клеток Trichoderma также растет в жидкой питательной среде, отдельно от гранул инокулянта.In an embodiment of the present invention, the methods include (b) cultivating an inoculant in the form of alginate agar beads in a liquid nutrient culture medium until a desired microorganism density is obtained within the beads and/or on the surface of the beads. In some embodiments of the present invention, inoculants in the form of alginate agar beads are collected from a mixing tank and then cultured in a reactor containing a sufficient volume of suitable liquid nutrient medium until a high concentration of Trichoderma mycelium is obtained growing inside each alginate agar bead and distributed over the surface of the beads. . In some embodiments of the present invention, the culture parameters for step (b), such as temperature, medium, and pH, may be the same as those used to produce the initial seed culture. In some embodiments of the present invention, a number of Trichoderma cells also grow in the liquid nutrient medium, separate from the inoculant granules.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ включает стадию (c), во время которой инокулянт в форме альгинат-агаровых гранул собирают из жидкой культуральной среды. Эти гранулы инокулянта могут содержать высокую концентрацию Trichoderma внутри и/или на поверхности. Гранулы можно применять для посева масштабированных культур сразу же после сбора, или гранулы можно обработать для кратковременного и/или длительного хранения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения гранулы после сбора помещают в контейнер, например - в пробирку или флакон.In an embodiment of the present invention, the method includes step (c) during which the inoculant in the form of alginate-agar beads is collected from the liquid culture medium. These inoculant beads may contain a high concentration of Trichoderma inside and/or on the surface. The pellets can be used for seeding scale crops immediately after harvest, or the pellets can be processed for short and/or long term storage. In some embodiments, implementation of the present invention, the granules after collection is placed in a container, for example - in a test tube or vial.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ после стадии (c) и перед стадией (d) может дополнительно включать обработку гранул для хранения. Эта обработка может включать суспендирование собранных инокулянтов в форме альгинат-агаровых гранул в растворе для криоконсервации, так что инокулянты можно хранить в морозильной камере или холодильнике без снижения жизнеспособности микроорганизмов. Предпочтительно хранение осуществляют в пробирке, колбе, цилиндре, флаконе или чашке Петри или в другом сходном стандартном лабораторном контейнере.In some embodiments, implementation of the present invention, the method after stage (c) and before stage (d) may further include processing pellets for storage. This treatment may include suspending the collected inoculants in the form of alginate-agar beads in a cryopreservation solution so that the inoculants can be stored in a freezer or refrigerator without compromising the viability of the microorganisms. Preferably, storage is in a test tube, flask, cylinder, vial or petri dish, or other similar standard laboratory container.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения раствор для криоконсервации содержит воду и вещество-криопротектор. Криопротекторы - это известные вещества, препятствующие замерзанию, которые способны защищать клетки и другие биологические ткани от повреждения, вызванного замерзанием и образованием льда. Многие виды животных и растений, живущих в зонах с холодным климатом, продуцируют природные криопротекторы для защиты своих организмов и клеток. Выделенные и синтетические криопротекторы используют также для консервации биологических материалов, предназначенных для биологических исследований и содержащихся в пищевых продуктах.In some embodiments of the present invention, the cryopreservation solution contains water and a cryoprotectant. Cryoprotectants are known antifreeze agents that are capable of protecting cells and other biological tissues from damage caused by freezing and ice formation. Many species of animals and plants living in cold climates produce natural cryoprotectants to protect their organisms and cells. Isolated and synthetic cryoprotectants are also used for the preservation of biological materials intended for biological research and contained in food products.

Примеры криопротекторов, которые можно использовать по настоящему изобретению, включают, но не ограничены этим, гликоли, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль и глицерин, диметилсульфоксид (ДМСО), трегалозу, 2-метил-2,4-пентандиол (МПД) и сахарозу.Examples of cryoprotectants that can be used in the present invention include, but are not limited to, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol and glycerol, dimethyl sulfoxide (DMSO), trehalose, 2-methyl-2,4-pentanediol (MPD), and sucrose.

В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения раствор для криоконсервации содержит воду и глицерин, причем процентное содержание глицерина лежит в диапазоне от 35% до 75%, предпочтительно оно равно примерно 50%.In preferred embodiments of the present invention, the cryopreservation solution contains water and glycerin, with the percentage of glycerol ranging from 35% to 75%, preferably about 50%.

Этот раствор с помещенными в него гранулами инокулянта можно хранить в течение длительных периодов времени в морозильной камере, например - при температуре, лежащей в диапазоне от примерно -80°С до примерно 0°С, предпочтительно - от примерно -80°С до примерно -20°С. Хранение при этихThis solution, with inoculant granules placed therein, can be stored for extended periods of time in a freezer, for example at a temperature ranging from about -80°C to about 0°C, preferably from about -80°C to about - 20°C. Storage at these

- 9 042631 температурах может длиться сколько угодно с сохранением эффективности и жизнеспособности находящегося в растворе биологического материала, например -в течение 1 месяца, 6 месяцев или 1 года, 2 лет, 3 лет, 4 лет, 5 лет или даже 10 лет или более.- 9 042631 temperatures can last as long as you like while maintaining the effectiveness and viability of the biological material in solution, for example, for 1 month, 6 months or 1 year, 2 years, 3 years, 4 years, 5 years or even 10 years or more.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, когда желательным является более короткий срок хранения, равный, например, 1 месяцу или менее, контейнеры, содержащие гранулы инокулянта, суспендированные в растворе глицерина, можно хранить в холодильнике при температуре, лежащей в диапазоне от примерно -15°С до примерно 4°С, или от примерно -10°С до примерно 4°С, или от примерно 0°С до 4°С.In some embodiments of the present invention, when a shorter shelf life of, for example, 1 month or less is desired, containers containing inoculant granules suspended in glycerol solution can be stored in a refrigerator at a temperature ranging from about -15° C to about 4°C, or from about -10°C to about 4°C, or from about 0°C to 4°C.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения гранулы хранят группами, содержащими раствор для криоконсервации, например - от 1 гранулы до 50 гранул в герметично закрытом контейнере.In some embodiments, implementation of the present invention, the beads are stored in groups containing a solution for cryopreservation, for example, from 1 pellet to 50 pellets in a sealed container.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения гранулы не собирают из ферментационного реактора согласно стадии (c), а вместо этого заливают раствор для криоконсервации непосредственно в ферментационный реактор, использованный на стадии (b), и используют сам реактор для хранения и консервации всей партии гранул. Температуру внутри реактора можно соответствующим образом отрегулировать.In other embodiments of the present invention, the pellets are not collected from the fermentation reactor according to step (c), but instead the cryopreservation solution is poured directly into the fermentation reactor used in step (b), and the reactor itself is used to store and preserve the entire batch of pellets. The temperature inside the reactor can be adjusted accordingly.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает стадию (d) приготовления увеличенного количества жидкой формы продукта на основе Trichoderma и/или приготовление увеличенного количества сухой или твердой формы продукта на основе Trichoderma. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения стадия (d) включает применение гранул инокулянта для посева увеличенного количества культуры в реактор для глубинной ферментации, в реактор для твердофазной ферментации или в гибридную или модифицированную форму реактора в зависимости от того, желателен жидкий или твердый продукт.In an embodiment of the present invention, the method further comprises the step of (d) preparing an increased amount of a liquid form of the Trichoderma product and/or preparing an increased amount of a dry or solid form of the Trichoderma product. In some embodiments of the present invention, step (d) includes the use of inoculant pellets to inoculate an increased amount of culture in a deep fermentation reactor, in a solid phase fermentation reactor, or in a hybrid or modified form of the reactor, depending on whether a liquid or solid product is desired.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения приготовление продукта в жидкой форме включает засеивание реактора для глубинной ферментации, содержащего жидкую питательную среду, альгинат-агаровыми гранулами инокулянта по настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, если, например, гранулы инокулянта консервировали с использованием раствора глицерина, гранулы можно извлечь непосредственно из морозильной камеры или холодильника, где они хранились, и использовать для засеивания реактора. Преимуществом является то, что способы по настоящему изобретению позволяют инокулировать несколько крупномасштабных ферментационных реакторов (например, имеющих объем, лежащий в диапазоне от 100 галлонов (378,5 л) до 2000 галлонов (7571 л) или до 10000 галлонов (37854 л) или более) с использованием одной посевной культуры.In some embodiments of the present invention, preparing a product in liquid form comprises seeding a deep fermentation reactor containing a liquid nutrient medium with alginate-agar granules of the inoculant of the present invention. In some embodiments of the present invention, if, for example, the inoculant pellets were preserved using a glycerol solution, the pellets can be removed directly from the freezer or refrigerator where they were stored and used to seed the reactor. Advantageously, the methods of the present invention allow for the inoculation of several large scale fermentation reactors (e.g. having a volume ranging from 100 gallons (378.5 L) to 2000 gallons (7571 L) or up to 10000 gallons (37854 L) or more ) using a single seed crop.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения крупномасштабное (масштабированное) производство осуществляют в новом, портативном и распределяемом реакторе. Ферментацию с использованием этой системы проводят в форме периодического процесса без взбалтывания, но с перемешиванием и аэрацией. В варианте осуществления настоящего изобретения система содержит бак большого объема. Реактор может дополнительно содержать систему перемешивания, содержащую первую и вторую системы трубопроводов, причем первая система трубопроводов расположена на левой вертикальной стороне бака, а вторая система трубопроводов расположена на правой вертикальной стороне бака. Каждая система трубопроводов может быть оборудована насосами, способными перемещать культуральную жидкость со дна бака вверх через трубопровод и обратно в верхнюю часть бака со скоростью, достигающей примерно 200 галлонов (757,1 л) в минуту. Эти системы трубопроводов могут работать непрерывно в течение всего процесса ферментации для перемешивания культуры.In a preferred embodiment of the present invention, large-scale (scale) production is carried out in a new, portable and distributable reactor. Fermentation using this system is carried out in the form of a batch process without agitation, but with stirring and aeration. In an embodiment of the present invention, the system comprises a large volume tank. The reactor may further comprise an agitation system comprising first and second piping systems, with the first piping system located on the left vertical side of the tank and the second piping system located on the right vertical side of the tank. Each piping system can be equipped with pumps capable of moving culture fluid from the bottom of the tank up through the piping and back to the top of the tank at rates up to about 200 gallons (757.1 liters) per minute. These piping systems can operate continuously throughout the fermentation process to agitate the culture.

Этот однокамерный реактор может содержать распределитель воздуха, снабжаемый профильтрованным воздухом от нагнетательного вентилятора, способного подавать 2 литра воздуха на литр культуры в минуту. Профильтрованный воздух для распределения может генерироваться системой перекачивания воды большого объема, содержащей насосы, снабженные дополнительными фильтрами.This single chamber reactor may include an air distributor supplied with filtered air from a blower capable of delivering 2 liters of air per liter of culture per minute. Filtered air for distribution can be generated by a large volume water pumping system containing pumps equipped with additional filters.

Реактор системы предпочтительно имеет рабочий объем, лежащий в диапазоне от 200 галлонов (757,1 л) до 2000 галлонов (7571 л), но он может быть меньше (например, от 100 галлонов (378,5 л) до 200 галлонов (757,1 л)) или больше (например, до 10000 галлонов (37845 л) или более). Однако размеры и конфигурация реакторов могут варьироваться (в зависимости, например, от желаемого конечного промышленного объема продукта на основе микроорганизмов). Систему можно использовать для получения культур различных штаммов и видов микроорганизмов, и она практически не имеет ограничений в отношении общего количества продукта на основе микроорганизмов, которое может быть произведено.The system reactor preferably has an operating volume ranging from 200 gallons (757.1 L) to 2000 gallons (7571 L), but it can be less (for example, from 100 gallons (378.5 L) to 200 gallons (757. 1 L)) or more (for example, up to 10,000 gallons (37,845 L) or more). However, the size and configuration of the reactors may vary (depending, for example, on the desired final industrial volume of the microbial product). The system can be used to produce cultures of various strains and species of micro-organisms, and has virtually no limits on the total amount of micro-organism product that can be produced.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для снижения себестоимости производства культуры и обеспечения масштабируемости производства ферментационные системы не стерилизуют с использованием традиционных способов. Вместо этого используют способ санитарной обработки пустого резервуара, который включает обработку внутренних поверхностей 2-3%-ным раствором пероксида водорода и промывку отбеливателем и горячей водой под высоким давлением. Дополнительно для снижения вероятности значимого загрязнения воду, используемую для получения культивируемой культуры, фильтруют через фильтр с диаметром ячеек, равным 0,1 мкм. Компоненты культуральной сре- 10 042631 ды обеззараживают посредством термической обработки при температуре, лежащей в диапазоне от 85°С до 90°С, или растворяют в 3%-ном растворе пероксида водорода (соотношение объемов сухих компонентов и H2O равно 1:3).In some embodiments, the implementation of the present invention to reduce the cost of production of culture and ensure the scalability of production, fermentation systems are not sterilized using traditional methods. Instead, an empty tank sanitization method is used which includes cleaning the interior surfaces with a 2-3% hydrogen peroxide solution and rinsing with bleach and high pressure hot water. Additionally, to reduce the likelihood of significant contamination, the water used to obtain a cultivated culture is filtered through a filter with a mesh diameter of 0.1 μm. The components of the culture medium are decontaminated by heat treatment at a temperature ranging from 85°C to 90°C, or dissolved in a 3% hydrogen peroxide solution (the ratio of the volumes of dry components and H2O is 1:3).

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения среда для использования на стадии расширенного производства Trichoderma является жидкой базовой питательной средой, содержащей бульон на основе картофельной декстрозы или глюкозу в качестве источника углерода. Среда может также содержать дополнительный источник углерода и источник азота. Дополнительный источник углерода может быть выбран из глюкозы, сахарозы, мальтозы, фруктозы, целлюлозы, крахмала и ламинарина. Необязательно среда может также содержать солодовый экстракт.In some embodiments of the present invention, the medium for use in the advanced production step of Trichoderma is a liquid base nutrient medium containing potato dextrose broth or glucose as a carbon source. The environment may also contain an additional source of carbon and a source of nitrogen. The additional carbon source may be selected from glucose, sucrose, maltose, fructose, cellulose, starch and laminarin. Optionally, the medium may also contain malt extract.

В жидкой базовой питательной среде можно использовать различные источники азота, хотя предпочтительно используют нитраты или нитриты. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения в качестве источника азота используют нитрат аммония.Various sources of nitrogen can be used in the liquid base culture medium, although nitrates or nitrites are preferably used. In preferred embodiments of the present invention, ammonium nitrate is used as the nitrogen source.

Жидкая базовая питательная среда может также содержать подходящие количества минеральных веществ и микроэлементов, таких как MgSO4, FeCl2, MnSO4, ZnSO4, KCl и K2HPO4. Также можно добавить другие микроэлементы и минеральные вещества.The liquid base culture medium may also contain suitable amounts of minerals and trace elements such as MgSO 4 , FeCl 2 , MnSO 4 , ZnSO 4 , KCl and K 2 HPO 4 . You can also add other trace elements and minerals.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения жидкая базовая питательная среда содержит экстракт дрожжей в качестве источника витаминов. Для того чтобы получить органический продукт, в питательную среду не следует включать антибактериальные вещества, такие как антибиотики. Вместо этого следует использовать натуральные компоненты с антибактериальными свойствами (например, биосурфактанты, такие как софоролипиды и рамнолипиды, и/или хмелевые кислоты или шишки хмеля), при условии, что они не оказывают неблагоприятного эффекта на микроорганизм, производимый способами по настоящему изобретению (например, различные виды Trichoderma).In some embodiments of the present invention, the liquid base nutrient medium contains yeast extract as a source of vitamins. In order to obtain an organic product, antibacterial substances such as antibiotics should not be included in the nutrient medium. Instead, natural components with antibacterial properties (e.g., biosurfactants such as sophorolipids and rhamnolipids and/or hop acids or hop cones) should be used, provided they do not adversely affect the microorganism produced by the methods of the present invention (e.g., various types of Trichoderma).

В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения жидкая базовая питательная среда для крупномасштабного производства Trichoderma в реакторных системах по настоящему изобретению содержит компоненты в количествах, указанных в таблице из Примера 1, приведенного ниже.In an exemplary embodiment of the present invention, the liquid base culture medium for large-scale production of Trichoderma in the reactor systems of the present invention contains the components in the amounts indicated in the table from Example 1 below.

Температура ферментации для крупномасштабного производства продуктов на основе Trichoderma должна лежать в диапазоне от примерно 25°С до примерно 32°С, предпочтительно - от примерно 28°С до примерно 30°С. pH должен лежать в диапазоне от примерно 5,0 до примерно 6,5, предпочтительно - от примерно 5,5 до примерно 6,0. Стабилизация pH во время ферментации не является критической, однако pH не должен снижаться ниже 4,5. При необходимости может быть выполнено регулирование или поддержание значения pH во время ферментации с использованием ручных или автоматических способов, известных в данной области техники, таких как использование автоматических pH контроллеров для добавления щелочных компонентов. Предпочтительные щелочи, используемые для регулирования pH, включают NaOH и KOH, но не ограничены ими.The fermentation temperature for large scale production of Trichoderma based products should be in the range of about 25°C to about 32°C, preferably from about 28°C to about 30°C. The pH should be in the range from about 5.0 to about 6.5, preferably from about 5.5 to about 6.0. pH stabilization during fermentation is not critical, however the pH should not fall below 4.5. If necessary, the pH can be adjusted or maintained during fermentation using manual or automatic methods known in the art, such as using automatic pH controllers to add alkaline components. Preferred alkalis used for pH adjustment include, but are not limited to, NaOH and KOH.

Предпочтительно культуру поддерживают в течение периода, лежащего в диапазоне от 3 дней до 10 дней или более или от 5 дней до 6 дней, пока плотность конидий, полученных из альгинатных гранул инокулянта не будет лежать в диапазоне от примерно 5x108 до 5x109 конидий на миллилитр жидкой культуры.Preferably, the culture is maintained for a period ranging from 3 days to 10 days or more, or 5 days to 6 days, until the density of conidia obtained from the inoculant alginate granules is in the range of about 5x108 to 5x109 conidia per milliliter of liquid culture .

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения производство жидкой формы продукта может включать простое культивирование остаточных микроорганизмов, которые сохранились в оставшейся жидкой среде после сбора гранул инокулянта согласно стадии (c). Остаточные микроорганизмы можно культивировать во втором реакторе или в том же реакторе, где была проведена стадия (b).In some embodiments, the implementation of the present invention, the production of a liquid form of the product may include a simple cultivation of residual microorganisms that have survived in the remaining liquid medium after the collection of granules of the inoculant according to stage (c). Residual microorganisms can be cultured in the second reactor or in the same reactor where step (b) was carried out.

В варианте осуществления настоящего изобретения получение жидкого продукта на основе микроорганизмов дополнительно включает повышение концентрации микроорганизма до 1 биллиона пропагул на миллилитр и, при необходимости, добавление дополнительных добавок, консервантов и/или регуляторов pH. Готовый к употреблению жидкий продукт затем можно разлить в контейнеры (например, контейнеры, объем которых равен 1 галлону (3,785 л)), герметически укупорить и маркировать для различных применений, в том числе - в коммерческой деятельности.In an embodiment of the present invention, obtaining a microorganism-based liquid product further comprises increasing the concentration of the microorganism to 1 billion propagules per milliliter and, if necessary, adding additional additives, preservatives and/or pH adjusters. The ready-to-use liquid product can then be filled into containers (eg, 1 gallon (3.785 L) containers), sealed, and labeled for a variety of uses, including commercial applications.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ включает производство большого количества твердого продукта на основе Trichoderma с использованием твердофазной ферментации или ее гибридной или модифицированной формы. Инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул можно смешать с твердым или полутвердым субстратом, таким как вермикулит или пищевые продукты (например, кукурузная мука, паста, рис или бобы). Субстрат предпочтительно увлажняют в подходящей питательной среде. Например, лотки можно регулярно опрыскивать (например, раз в день, раз в два дня, раз в неделю) стерильной питательной средой в течение всей культивации.In some embodiments, the implementation of the present invention, the method includes the production of a large amount of solid product based on Trichoderma using solid phase fermentation or its hybrid or modified form. Inoculants in the form of alginate-agar granules can be mixed with a solid or semi-solid substrate such as vermiculite or foods (eg cornmeal, paste, rice or beans). The substrate is preferably moistened in a suitable nutrient medium. For example, the trays can be sprayed regularly (eg, once a day, every other day, once a week) with sterile growth media throughout cultivation.

Смесь можно культивировать в инкубаторе в течение периода времени, лежащего в диапазоне от примерно 3 дней до примерно 10 дней или более или от примерно 5 дней до примерно 6 дней. Затем субстрат и культуру можно перемешать и/или размолоть и высушить с получением продукта на основе Trichoderma в форме порошка для различных применений, в том числе - в коммерческой деятельности.The mixture can be cultured in an incubator for a period of time ranging from about 3 days to about 10 days or more, or from about 5 days to about 6 days. The substrate and culture can then be mixed and/or ground and dried to provide a Trichoderma based product in powder form for a variety of applications including commercial applications.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, если, например, гранулы инокулянта консервировали с использованием раствора глицерина, гранулы можно извлечь непосредственно из морозильной камеры или холодильника, где они хранились, и использовать для засеивания твердогоIn some embodiments of the present invention, if, for example, the inoculant pellets were preserved using a glycerol solution, the pellets can be removed directly from the freezer or refrigerator where they were stored and used to inoculate solid

- 11 042631 или полутвердого субстрата.- 11 042631 or semi-solid substrate.

В частных вариантах осуществления настоящего изобретения производство твердого коммерческого продукта на основе, например, Trichoderma может включать смешивание собранных гранул с субстратом и питательной средой и инкубирование смеси в лотках. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения лотки инкубируют в расстойных шкафах или сходных нагревательных аппаратах.In particular embodiments of the present invention, the production of a solid commercial product based on, for example, Trichoderma may include mixing the harvested pellets with a substrate and growth medium and incubating the mixture in trays. In some embodiments, the trays are incubated in proofers or similar heaters.

В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором используют вермикулит, вермикулит подвергают термической стерилизации в печи при 150°С в течение ночи. Примерно 3 или 4 части стерилизованного вермикулита тщательно перемешивают с 1 частью альгинат-агаровых гранул. Смесь тонким слоем распределяют по лоткам. Затем можно проводить культивирование в течение периода времени, лежащего в диапазоне от примерно 5 дней до примерно 6 дней или до примерно 2 недель, с аэрацией атмосферным воздухом.In an exemplary embodiment of the present invention that uses vermiculite, the vermiculite is heat sterilized in an oven at 150° C. overnight. Approximately 3 or 4 parts of sterilized vermiculite are thoroughly mixed with 1 part of alginate-agar beads. The mixture is spread in a thin layer on the trays. Then, cultivation can be carried out for a period of time ranging from about 5 days to about 6 days or up to about 2 weeks, with atmospheric air aeration.

После завершения процесса культивирования температуру в инкубаторе повышают до примерно 40°С, и можно провести сушку в течение периода, времени, лежащего в диапазоне от примерно 3 дней до примерно 4 дней, с использованием подачи сухого воздуха и вакуумирования влажного воздуха. Высушенный продукт на основе микроорганизмов можно измельчить, размолоть или микронизировать до желаемого размера частиц. Концентрация пропагул должна быть не менее 1х109 конидий на грамм сухого продукта, и она может достигать таких значений, как 1x101°, 1x1011, 1х1012 или даже 1х1013 пропагул на грамм.After completion of the cultivation process, the temperature in the incubator is raised to about 40°C, and drying can be carried out for a period ranging from about 3 days to about 4 days using dry air supply and moist air vacuum. The dried microbial product can be ground, milled or micronized to the desired particle size. The concentration of propagules must be at least 1x10 9 conidia per gram of dry product, and it can be as high as 1x101°, 1x1011, 1x10 12 or even 1x10 13 propagules per gram.

Сухой микробный продукт можно затем смешать с сухой диатомовой землей и коммерческим компостом для перераспределения остаточной влаги и для стандартизации конечного продукта. Концентрация пропагул после смешивания может быть равна, например, примерно 1x106 конидий на грамм. Этот конечный сухой продукт на основе Trichoderma можно затем упаковать в маркированные мешки из полимерного материала и герметически закрыть для коммерческой реализации.The dry microbial product can then be mixed with dry diatomaceous earth and commercial compost to redistribute residual moisture and to standardize the final product. The concentration of propagules after mixing may be, for example, about 1x106 conidia per gram. This final dry product based on Trichoderma can then be packaged in labeled plastic bags and sealed for commercial sale.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения конечный сухой продукт на основе Trichoderma может содержать источники углерода, белка и/или минеральных веществ.In some embodiments, implementation of the present invention, the final dry product based on Trichoderma may contain sources of carbon, protein and/or minerals.

Местное производство продуктов на основе микроорганизмов.Local production of products based on microorganisms.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения установка для выращивания микроорганизмов производит свежие микроорганизмы с высокой плотностью и/или целевые побочные продукты микробного роста в желаемом масштабе. Установка для выращивания микроорганизмов может быть расположена в месте применения микроорганизмов или вблизи от места применения. Установка производит композиции на основе микроорганизмов с высокой плотностью микроорганизмов посредством периодического, квазинепрерывного или непрерывного культивирования.In some embodiments of the present invention, the microorganism growth apparatus produces high density fresh microorganisms and/or targeted microbial growth by-products at the desired scale. The microbial growth facility may be located at or near the site of use of the microorganism. The plant produces compositions based on microorganisms with a high density of microorganisms through periodic, quasi-continuous or continuous cultivation.

Установки для выращивания микроорганизмов по настоящему изобретению могут быть расположены в том месте, где будет применен продукт на основе микроорганизмов (например, в рыбоводческом хозяйстве). Например, установка для выращивания микроорганизмов может быть расположена на расстоянии менее 300 миль, 250 миль, 200 миль, 150 миль, 100 миль, 75 миль, 50 миль, 25 миль, 15 миль, 10 миль, 5 миль, 3 миль или 1 мили от места применения (где 1 миля соответствует 1,609 км).The microorganism cultivation facilities of the present invention may be located at the site where the microbial product will be applied (eg, in a fish farm). For example, a microbial growth facility may be located less than 300 miles, 250 miles, 200 miles, 150 miles, 100 miles, 75 miles, 50 miles, 25 miles, 15 miles, 10 miles, 5 miles, 3 miles, or 1 mile. from the place of application (where 1 mile corresponds to 1.609 km).

Поскольку продукт на основе микроорганизмов производится на месте или вблизи от места применения и нет необходимости в стабилизации, консервации, длительном хранении или широкомасштабных транспортных процессах стандартного производства, можно получить значительно более высокую плотность микроорганизмов, вследствие чего потребуется гораздо меньший объем продукта на основе микроорганизмов для применения на месте. Это позволяет использовать биореактор меньшего объема (например, меньший ферментационный бак, меньшие загрузки стартерного материала, питательных веществ, агентов, регулирующих pH и противовспенивающего агента и т.п.), что делает такую систему экономически выгодной. Кроме того, местное производство способствует транспортабельности продукта.Since the microbial product is produced on site or near the site of use and there is no need for stabilization, conservation, long-term storage, or large-scale transport processes of standard production, a much higher microorganism density can be obtained, resulting in a much smaller volume of microbial product for application. in place. This allows the use of a smaller bioreactor (eg, smaller fermentation tank, lower loadings of starter material, nutrients, pH adjusters and antifoam agents, etc.), making such a system cost effective. In addition, local production contributes to the transportability of the product.

Местное производство продукта на основе микроорганизмов также способствует включению культуральной среды в продукт. Среда может содержать агенты, образовавшиеся во время ферментации, которые особенно хорошо подходят для местного использования.The local production of a microorganism-based product also facilitates the inclusion of a culture medium in the product. The medium may contain agents formed during fermentation which are particularly well suited for topical use.

Полученные посредством местного производства высокоплотные устойчивые культуры микроорганизмов являются более эффективными в полевых условиях, нежели культуры, которые были подвергнуты стабилизации вегетативных клеток или в течение некоторого времени находились в цепочке поставок. Продукты на основе микроорганизмов по настоящему изобретению особенно выгодны по сравнению с традиционными продуктами, в которых клетки отделены от метаболитов и питательных веществ, присутствующих в ферментационной культуральной среде. Сокращенное время транспортировки обеспечивает производство и доставку свежих партий микроорганизмов и/или их метаболитов к нужному моменту времени и в том объеме, в котором они необходимы на месте применения.Locally produced, high-density resistant microbial cultures are more effective in the field than cultures that have been subjected to vegetative cell stabilization or have been in the supply chain for some time. The microbial products of the present invention are particularly advantageous over traditional products in which cells are separated from metabolites and nutrients present in the fermentation culture medium. Reduced transport time ensures that fresh batches of microorganisms and/or their metabolites are produced and delivered at the right time and in the amount needed at the application site.

Установки для выращивания микроорганизмов по настоящему изобретению обеспечивают свежие композиции на основе микроорганизмов, содержащие собственно микроорганизмы, метаболиты микроорганизмов и/или другие компоненты среды, в которой росли микроорганизмы. По желанию, композиции могут содержать высокую плотность вегетативных клеток, инактивированные клетки или смесь ве- 12 042631 гетативных клеток, инактивированных клеток, спор, мицелия и/или других микробных пропагул. Преимуществом является то, что композиции можно адаптировать для применения в конкретном месте. В варианте осуществления настоящего изобретения установка для выращивания микроорганизмов расположена на производственном участке или вблизи производственного участка, где будут применены продукты на основе микроорганизмов.The microbial growth apparatus of the present invention provides fresh microorganism-based compositions containing the microorganism itself, metabolites of the microorganism, and/or other components of the medium in which the microorganism has been grown. Optionally, the compositions may contain a high density of vegetative cells, inactivated cells, or a mixture of vegetative cells, inactivated cells, spores, mycelium, and/or other microbial propagules. The advantage is that the compositions can be adapted for use in a particular location. In an embodiment of the present invention, the microbial growth facility is located at or near the manufacturing site where the microbial products will be used.

Преимуществом является то, что эти установки для выращивания микроорганизмов обеспечивают решение современной проблемы, связанной с географической разбросанностью производителей промышленного масштаба, качество продуктов которых страдает из-за задержек при обработке на предыдущих этапах производства, ограничивающих факторов цепочки поставок, неправильного хранения и других непредвиденных обстоятельств, которые препятствуют своевременной доставке и применению, например, продукта с высоким содержанием жизнеспособных клеток и/или пропагул и сопутствующей среды и метаболитов, в которых изначально росли микроорганизмы.Advantageously, these microbial growth facilities provide a solution to the current problem of geographically dispersed industrial scale producers whose product quality suffers from processing delays in previous production steps, supply chain constraints, improper storage and other unforeseen circumstances. which prevent the timely delivery and use of, for example, a product with a high content of viable cells and/or propagules and accompanying media and metabolites in which the microorganisms were originally grown.

Преимуществом является то, что в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения системы по настоящему изобретению сохраняют способность природных местных микроорганизмов и побочных продуктов их метаболизма воздействовать на патогенные для растений бактерии. Местные микроорганизмы можно идентифицировать, например, на основании солеустойчивости, способности расти при высоких температурах и с использованием генетической идентификации последовательностей. Кроме того, установки для выращивания микроорганизмов обеспечивают гибкость производства благодаря их способности адаптировать продукты на основе микроорганизмов для повышения синергизма с географическими зонами назначения.Advantageously, in preferred embodiments of the present invention, the systems of the present invention retain the ability of naturally occurring local microorganisms and their metabolic by-products to attack plant pathogenic bacteria. Indigenous microorganisms can be identified, for example, based on salt tolerance, ability to grow at high temperatures, and using genetic sequence identification. In addition, microorganism growers provide manufacturing flexibility through their ability to tailor microbial products to enhance synergy with geographic areas of destination.

Время культивирования в конкретных резервуарах может, например, лежать в диапазоне от 1 дня до 2 недель или дольше. Продукт культивирования можно собрать любым из множества различных способов.The culturing time in particular tanks may, for example, range from 1 day to 2 weeks or longer. The culture product can be harvested by any of a variety of different methods.

Местное производство и доставка в течение, например, 24 часов после ферментации обеспечивают чистые композиции с высокой плотностью микроорганизмов и значительно более низкие транспортные расходы. С учетом перспектив быстрых успехов в разработке более эффективных и мощных микробных инокулянтов, потребители получат большую выгоду вследствие этой возможности быстрой доставки продуктов на основе микроорганизмов.Local production and delivery within, for example, 24 hours after fermentation provides pure compositions with a high density of microorganisms and significantly lower transport costs. With the promise of rapid advances in the development of more effective and potent microbial inoculants, consumers will greatly benefit from this ability to quickly deliver microbial-based products.

Продукты на основе микроорганизмов по настоящему изобретению можно применять в различных уникальных прикладных задачах вследствие, например, возможности эффективно доставлять в удаленные места: 1) свежий ферментационный бульон с активными метаболитами; 2) смесь микроорганизмов и ферментационного бульона; 3) композицию с живыми клетками или спорами, мицелием, конидиями или другими микробными пропагулами; 4) композиции с высокой плотностью микроорганизмов, включающих живые клетки и/или споры, мицелий, конидии или другие микробные пропагулы; 5) продукты на основе микроорганизмов, готовые к употреблению; и 6) продукты на основе микроорганизмов.The microbial products of the present invention can be used in a variety of unique applications due to, for example, the ability to efficiently deliver to remote locations: 1) fresh fermentation broth with active metabolites; 2) a mixture of microorganisms and fermentation broth; 3) composition with living cells or spores, mycelium, conidia or other microbial propagules; 4) compositions with a high density of microorganisms, including living cells and/or spores, mycelium, conidia or other microbial propagules; 5) products based on microorganisms, ready for use; and 6) microbial based products.

Описание примеров осуществления изобретенияDescription of exemplary embodiments of the invention

Лучшее понимание настоящего изобретения и его многочисленных преимуществ можно получить из следующих примеров, приведенных с целью иллюстрации. Приведенные ниже примеры иллюстрируют некоторые способы, применения, примеры осуществления и варианты настоящего изобретения. Их не следует считать ограничивающими настоящее изобретение. Можно выполнить множество изменений и модификаций настоящего изобретения.A better understanding of the present invention and its many advantages can be obtained from the following examples given for the purpose of illustration. The following examples illustrate some of the methods, uses, embodiments, and embodiments of the present invention. They should not be considered as limiting the present invention. You can make many changes and modifications of the present invention.

Пример 1. Производство посевной культуры и способ подсчета пропагул.Example 1 Seed production and method for counting propagules.

Посевную культуру Trichoderma получили при pH, равном 5,5, с использованием композиции среды, приведенной в таблице.An inoculum of Trichoderma was prepared at pH 5.5 using the medium composition shown in the table.

Композиция среды для производства TrichodermaComposition of the medium for the production of Trichoderma

Компонент Component Количество (г/л) Quantity (g/l) Глюкоза Glucose 30 thirty Экстракт дрожжей Yeast extract 2,8 2.8 Жидкий экстракт картофеля Liquid Potato Extract 0,5 (мл/л) 0.5 (ml/l) NH4NO3 NH4NO3 1,0 1.0 КН2РО4 KN 2 RO 4 1,0 1.0 MgSO47H2OMgSO 4 7H 2 O 0,5 0.5 KCI KCI 0,5 0.5 FeSO47H2OFeSO 4 7H 2 O 0,01 0.01 ZnSO47H2OZnSO 4 7H 2 O 0,01 0.01 CuSO45H2OCuSO 4 5H 2 O 0,005 0.005

Колбы инокулировали конидиями и активно растущими гифами гриба из чашки Петри. Для получения гомогенной посевной культуры гранулы с мицелием разрушали с использованием стеклянных шаThe flasks were inoculated with conidia and actively growing hyphae of the fungus from a Petri dish. To obtain a homogeneous seed culture, the granules with mycelium were destroyed using glass bowls.

- 13 042631 риков. Встряхиваемые колбы инкубировали при 30°С в течение 3-4 дней при частоте встряхиваний, равной 200 1/мин. Через 3-4 дня сформировались мицелиальные гранулы Trichoderma для крупномасштабной ферментации. Все содержимое колб, содержащих ферментированный субстрат и биомассу, полностью гомогенизировали с использованием стеклянных шариков в течение предварительно заданного времени, равного 180 секундам, для получения конидий и фрагментов мицелия. После гомогенизации выполняли серийные разведения и определяли число микропропагул.- 13 042631 ricks. Shake flasks were incubated at 30° C. for 3-4 days at a shaking frequency of 200 1/min. After 3-4 days, mycelial granules of Trichoderma were formed for large-scale fermentation. The entire contents of the flasks containing the fermented substrate and biomass were completely homogenized using glass beads for a predetermined time of 180 seconds to obtain conidia and mycelium fragments. After homogenization, serial dilutions were performed and the number of micropropagules was determined.

Пример 2. Получение культуры в форме альгинат-агаровых гранул.Example 2. Obtaining a culture in the form of alginate-agar granules.

Альгинатные гранулы, содержащие Trichoderma, получали посредством объединения жидкой среды из таблицы выше со смесью 1% агара и 2% альгината натрия. Эту смесь объединяли с 5%-ной гомогенной суспензией посевной культуры из Примера 1. После тщательного перемешивания всю смесь медленно по каплям добавляли в автоклавированный раствор хлорида кальция с концентрацией 100 мМ при постоянном перемешивании. Сразу же образовывались альгинатные гранулы с грибковыми частицами внутри. Затем альгинатные гранулы извлекали из раствора, а оставшуюся жидкость уничтожали.Alginate beads containing Trichoderma were prepared by combining the liquid medium from the table above with a mixture of 1% agar and 2% sodium alginate. This mixture was combined with a 5% homogenous inoculum suspension from Example 1. After thorough mixing, the entire mixture was slowly added dropwise to an autoclaved 100 mM calcium chloride solution with constant stirring. Immediately formed alginate granules with fungal particles inside. The alginate granules were then removed from the solution and the remaining liquid was destroyed.

Пример 3. Производство конидий в жидкой культуре.Example 3 Production of conidia in liquid culture.

Конидии собирают из биологически чистой культуры Trichoderma harzianum, которую выращивают в реакторе. Композиция питательной среды содержит: глюкозу (30 г/л), экстракт дрожжей (2,8 г/л), KH2PO4 (1,0 г/л), MgSO4-7H2O (0,5 г/л), KCl (0,5 г/л), FeSO4-7H2O (0,01 г/л), ZnSO4-7H2O (0,01 г/л), CuSO4-5H2O (0,005 г/л). Начальный pH при культивировании равен 5,5, а температура лежит в диапазоне от 25°С до 28°С. Объем культуры равен примерно 100 галлонам (378,5 л). После культивирования в течение 5 дней выход составляет больше, чем от примерно 5x108 до примерно 5x109 конидий на миллилитр жидкой культуры.Conidia are collected from a biologically pure culture of Trichoderma harzianum, which is grown in a reactor. The nutrient medium composition contains: glucose (30 g/l), yeast extract (2.8 g/l), KH2PO4 (1.0 g/l), MgSO4-7H2O (0.5 g/l), KCl (0. 5 g/l), FeSO4-7H2O (0.01 g/l), ZnSO4-7H2O (0.01 g/l), CuSO 4 -5H 2 O (0.005 g/l). The initial pH during cultivation is 5.5, and the temperature is in the range from 25°C to 28°C. The culture volume is approximately 100 gallons (378.5 L). After culturing for 5 days, the yield is greater than about 5x108 to about 5x109 conidia per milliliter of liquid culture.

Пример 4. Твердая культура Trichoderma в вермикулитовом субстрате.Example 4 Solid culture of Trichoderma in vermiculite substrate.

Вермикулит и диатомовую землю подвергают тепловой стерилизации при 150°С в течение ночи в нагревательной печи. От трех до четырех частей вермикулита смешивают с одной частью диатомовой земли и либо с одной частью инокулянтных гранул Trichoderma, либо со 150 мл суспензии посевной культуры. Компоненты смешивают с 1 литром питательной среды. Эту смесь тонким слоем распределяют по лотку и инкубируют при 30°С в течение 4-6 дней в расстойном шкафу с аэрацией атмосферным воздухом. Конидии впервые обнаруживают в день 4.Vermiculite and diatomaceous earth are subjected to heat sterilization at 150° C. overnight in a heating oven. Three to four parts of vermiculite are mixed with one part of diatomaceous earth and either with one part of Trichoderma inoculant granules or with 150 ml of inoculum suspension. The components are mixed with 1 liter of nutrient medium. This mixture is thinly spread over the tray and incubated at 30°C for 4-6 days in a proofer with atmospheric air aeration. Conidia are first detected on day 4.

Выход из одного лотка до сушки и переработки составляет примерно 652,60 граммов. После завершения процесса культивирования температуру в инкубаторе можно повысить до примерно 40°С, и сушку можно проводить в течение периода времени, лежащего в диапазоне от примерно 3 дней до примерно 4 дней, с использованием подачи сухого воздуха и вакумирования влажного воздуха. После сушки и тщательного размола из каждого лотка можно получить до 4 фунтов (1,814 кг) или более продукта на основе Trichoderma. Высушенный продукт на основе микроорганизмов можно измельчить, размолоть или микронизировать до желаемого размера частиц и затем смешать с сухой диатомовой землей и коммерческим компостом для перераспределения остаточной влаги и стандартизации конечного продукта. Концентрация пропагул должна быть не менее 1x106 конидий на один грамм сухого продукта, предпочтительно - не менее 1x109.Yield from one tray before drying and processing is approximately 652.60 grams. After completion of the cultivation process, the temperature in the incubator can be raised to about 40°C, and drying can be carried out for a period of time ranging from about 3 days to about 4 days using dry air supply and humid air vacuum. After drying and thorough grinding, up to 4 pounds (1.814 kg) or more of Trichoderma based product can be obtained from each tray. The dried microbial product can be ground, ground or micronized to the desired particle size and then mixed with dry diatomaceous earth and commercial compost to redistribute residual moisture and standardize the final product. The concentration of propagules should be at least 1x106 conidia per gram of dry product, preferably at least 1x109.

Этот конечный сухой продукт на основе Trichoderma можно затем упаковать в маркированные мешки из полимерного материала и герметически закрыть для коммерческой реализации. Продукт можно растворить в воде для различных применений.This final dry product based on Trichoderma can then be packaged in labeled plastic bags and sealed for commercial distribution. The product can be dissolved in water for various applications.

Пример 5. Твердофазная ферментация спор гриба в субстрате на основе кукурузной муки.Example 5 Solid state fermentation of fungal spores in a cornmeal substrate.

Для выращивания спор грибов, таких как Trichoderma spp., 250 г никстамализированной кукурузной муки смешивают с деионизированной водой и стерилизуют в паровом котле из нержавеющей стали, после чего герметично закрывают крышкой и перевязывают лентами. Эти котлы со средой на основе кукурузной муки асептически инокулируют грибковой посевной культурой. Затем котлы инкубируют в расстойном шкафу при 30°С в течение 10 дней. Через 10 дней собирают примерно 1x109 пропагул/г.To grow spores of fungi such as Trichoderma spp., 250 g of nixtamalized cornmeal is mixed with deionized water and sterilized in a stainless steel steam boiler, then sealed with a lid and tied with ribbons. These cornmeal media pans are aseptically inoculated with a fungal seed culture. The pots are then incubated in a proofer at 30° C. for 10 days. After 10 days about 1x109 propagules/g are collected.

Пример 6. Твердофазная ферментация спор грибов в субстрате на основе пасты.Example 6 Solid state fermentation of fungal spores in a paste based substrate.

Для выращивания Trichoderma spp. 250 граммов сухой пасты из кукурузной муки смешивают с деионизированной водой, смешанной с 1000 л воды, распределяют по паровым котлам из нержавеющей стали. Затем паровые котлы, пасту и воду автоклавируют и герметически закрывают стерилизованными крышками и лентами для котлов. Субстрат на основе пасты и воды затем асептически инокулируют посевной культурой Trichoderma. Котлы инкубируют в расстойном шкафу при 30°С в течение 8 дней. Через 8 дней собирают примерно 1x109 пропагул /г Trichoderma.For growing Trichoderma spp. 250 grams of dry cornmeal paste is mixed with deionized water mixed with 1000 liters of water, distributed over stainless steel steam boilers. The steam boilers, paste and water are then autoclaved and hermetically sealed with sterilized lids and boiler bands. The paste-water substrate is then aseptically inoculated with a Trichoderma seed culture. The boilers are incubated in a proofer at 30°C for 8 days. After 8 days, approximately 1x109 propagules/g Trichoderma are harvested.

--

Claims (15)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ производства жидкой формы продукта на основе Trichoderma и твердой формы продукта на основе Trichoderma, который включает:1. A method for producing a liquid form of a Trichoderma product and a solid form of a Trichoderma product, which includes: (a) получение инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из посевной культуры Trichoderma, включающее объединение 5%-ной гомогенной суспензии посевной культуры со стерильной жидкой питательной средой, 1% агара и 2% альгината натрия с получением раствора инокулянта и использование капельного разбрызгивающего устройства для подачи раствора инокулянта каплями в смесительный резервуар, содержащий 1%-ный раствор хлорида кальция, при этом капли образуют инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул, содержащие питательные компоненты и частицы микроорганизма, заключенные в альгинат-агаровой массе;(a) obtaining an inoculant in the form of alginate-agar beads from a Trichoderma seed culture, comprising combining a 5% homogeneous seed culture suspension with a sterile liquid nutrient medium, 1% agar and 2% sodium alginate to obtain an inoculant solution and using a drip spray device to supplying the inoculant solution in drops to a mixing tank containing a 1% solution of calcium chloride, while the drops form inoculants in the form of alginate-agar granules containing nutrients and microorganism particles enclosed in the alginate-agar mass; (b) культивирование инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул в жидкой питательной культуральной среде в реакторе до получения желаемой плотности микроорганизмов в гранулах, причем желаемая повышенная плотность микроорганизмов в альгинатных гранулах равна 1х109 конидий на грамм альгинатных гранул;(b) cultivating the inoculant in the form of alginate agar beads in a liquid nutrient culture medium in a reactor until the desired density of microorganisms in the beads is obtained, the desired increased density of microorganisms in the alginate beads being 1 x 10 9 conidia per gram of alginate beads; (c) сбор инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из жидкой культуральной среды;(c) collecting the inoculant in the form of alginate-agar beads from the liquid culture medium; (d) приготовление жидкой формы продукта на основе Trichoderma, при котором культивированные инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул используют для инокуляции реактора для глубинной ферментации, и приготовление твердого продукта на основе Trichoderma, при котором культивированные инокулянты в форме альгинат-агаровых гранул используют для инокуляции реактора для твердофазной ферментации.(d) preparation of a liquid form of the Trichoderma product, in which cultured inoculants in the form of alginate-agar beads are used to inoculate the deep fermentation reactor, and preparation of a solid product of Trichoderma, in which cultured inoculants in the form of alginate-agar beads are used for inoculation reactor for solid phase fermentation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что микроорганизм Trichoderma выбран из Trichoderma reesei, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride и Trichoderma hamatum.2. The method according to claim 1, wherein the Trichoderma microorganism is selected from Trichoderma reesei, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride and Trichoderma hamatum. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия (b) включает сбор альгинат-агаровых гранул и последующее культивирование их в реакторе, содержащем достаточный объем подходящей жидкой питательной среды, до получения высокой концентрации мицелия Trichoderma, распределенного внутри и по поверхности альгинат-агаровой гранулы.3. The method according to claim 1, characterized in that step (b) comprises collecting alginate-agar beads and then culturing them in a reactor containing a sufficient volume of a suitable liquid nutrient medium until a high concentration of Trichoderma mycelium is obtained, distributed inside and on the surface of the alginate - agar granules. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (b) осуществляют в течение периода времени от 1 дня до 10 дней, при непрерывной аэрации и непрерывном перемешивании, при температуре от 28°С до 30°С и при pH от 5,0 до 6,5.4. The method according to claim 1, characterized in that stage (b) is carried out for a period of time from 1 day to 10 days, with continuous aeration and continuous stirring, at a temperature of from 28°C to 30°C and at a pH of 5 .0 to 6.5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после стадии (с), но перед стадией (d) способ включает обработку инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул для хранения, причем обработка может включать сбор инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул из реактора и помещение гранул в раствор для криоконсервации, содержащий глицерин и воду в соотношении, составляющем 50%/50%.5. The method according to claim 1, characterized in that after step (c) but before step (d) the method comprises treating the inoculant in the form of alginate-agar pellets for storage, the treatment may include collecting the inoculant in the form of alginate-agar pellets from reactor and placing the pellets in a cryopreservation solution containing glycerol and water in a ratio of 50%/50%. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что раствор для криоконсервации находится в контейнере, выбранном из колбы, пробирки, флакона и чашки Петри.6. The method according to claim 5, characterized in that the solution for cryopreservation is in a container selected from a flask, a test tube, a vial and a Petri dish. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что контейнер содержит до 50 гранул инокулянта.7. Method according to claim 6, characterized in that the container contains up to 50 granules of the inoculant. 8. Способ по п.6, отличающийся тем, что контейнер помещают в морозильную камеру при температуре от -80°С до -10°С или контейнер помещают в холодильник при температуре от -10°С до 4°С.8. The method according to claim 6, characterized in that the container is placed in a freezer at a temperature of -80°C to -10°C or the container is placed in a refrigerator at a temperature of -10°C to 4°C. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение жидкой формы продукта на основе Trichoderma включает культивирование инокулянта в реакторной системе с рабочим объемом, равным по меньшей мере 757 литрам, в течение периода времени от 1 дня до 10 дней, при непрерывной аэрации и непрерывном перемешивании, при температуре от 28°С до 30°С и при pH от 5,0 до 6,5, причем предпочтительно концентрацию Trichoderma повышают в жидкой культуре до 1х109 пропагул на миллилитр и необязательно добавляют консерванты, добавки и/или регуляторы pH.9. The method according to claim 1, characterized in that obtaining a liquid form of the product based on Trichoderma includes culturing the inoculant in a reactor system with a working volume equal to at least 757 liters, for a period of time from 1 day to 10 days, with continuous aeration and continuous stirring, at a temperature of from 28°C to 30°C and at a pH of 5.0 to 6.5, and preferably the concentration of Trichoderma is increased in liquid culture to 1x10 9 propagules per milliliter and optionally preservatives, additives and / or regulators are added pH. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение твердой формы продукта на основе Trichoderma включает смешивание собранного инокулянта в форме альгинат-агаровых гранул с жидкой питательной средой и твердым или полутвердым субстратом с получением смеси; распределение смеси тонким слоем по термостойким лоткам; культивирование смеси на лотках в инкубаторе при 30°С в течение периода времени от 3 дней до 10 дней при постоянной аэрации атмосферным воздухом.10. The method according to claim 1, characterized in that obtaining a solid form of the product based on Trichoderma includes mixing the collected inoculant in the form of alginate-agar granules with a liquid nutrient medium and a solid or semi-solid substrate to obtain a mixture; distribution of the mixture in a thin layer on heat-resistant trays; culturing the mixture on trays in an incubator at 30°C for a period of time from 3 days to 10 days with constant aeration with atmospheric air. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что во время культивирования лотки регулярно опрыскивают стерильной питательной средой.11. Method according to claim 10, characterized in that the trays are regularly sprayed with sterile nutrient medium during cultivation. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что инкубатор является расстойным шкафом.12. The method according to claim 10, characterized in that the incubator is a proofer. 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что субстрат является вермикулитом, и соотношение вермикулита и альгинат-агаровых гранул в смеси равно 3:1 или 4:1, или субстрат является пищевым продуктом, выбранным из кукурузной муки, риса, бобов и пасты.13. The method according to claim 10, characterized in that the substrate is vermiculite, and the ratio of vermiculite and alginate-agar granules in the mixture is 3:1 or 4:1, or the substrate is a food product selected from cornmeal, rice, beans and pastes. 14. Способ по п.10, отличающийся тем, что он дополнительно включает повышение температуры инкубатора до 40°С; сушку лотков в течение периода времени от 3 дней до 4 дней, с использованием подачи сухого воздуха и вакуумирования влажного воздуха с получением высушенного продукта; измельчение высушенного продукта в дробилке до желаемого размера частиц; и смешивание измельченного высушенного продукта с сухой диатомовой землей и коммерческим компостом,14. The method according to claim 10, characterized in that it further comprises raising the temperature of the incubator to 40°C; drying the trays for a period of 3 days to 4 days using dry air supply and humid air vacuum to obtain a dried product; grinding the dried product in a crusher to the desired particle size; and mixing the crushed dried product with dry diatomaceous earth and commercial compost, - 15 042631 причем предпочтительно способ дополнительно включает упаковку сухого продукта, смешанного с диатомовой землей и коммерческим компостом, в герметически закрытые мешки для коммерческого применения, причем более предпочительно концентрация Trichoderma в высушенном продукте после смешивания с диатомовой землей и коммерческим компостом составляет не менее 1х106 конидий на грамм.- 15 042631 and preferably the method further comprises packing the dry product mixed with diatomaceous earth and commercial compost into hermetically sealed bags for commercial use, more preferably the concentration of Trichoderma in the dried product after mixing with diatomaceous earth and commercial compost is at least 1x10 6 conidia per gram. Евразийская патентная организация, ЕАПВEurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2
EA202090766 2017-09-28 2018-09-25 LARGE-SCALE PRODUCTION OF LIQUID AND SOLID PRODUCTS BASED ON TRICHODERMA EA042631B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/564,683 2017-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042631B1 true EA042631B1 (en) 2023-03-07

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11286456B2 (en) Large scale production of liquid and solid trichoderma products
US20200318051A1 (en) Reactors and Submerged Fermentation Methods for Producing Microbe-Based Products
US20190216025A1 (en) Enhanced production of arbuscular mycorrhizal fungi in a plant root culture
US20200329710A1 (en) Materials and Methods for Treating Bacterial Infections in Plants
CA3036343A1 (en) Novel cultivation system for the efficient production of microorganisms
CN106011022B (en) A kind of rose yellow streptomycete solid fermentation culture medium and its preparation and fermentation process
WO2019222168A1 (en) Production and preservation of bacillus reference culture for generating standardized and reliable inocula
US20200002660A1 (en) Portable Device and Methods for Efficient Production of Microbes
US20210371781A1 (en) Hybrid Solid State-Submerged Fermentation Using a Matrix
RU2551968C2 (en) Bacillus pumilus A 1.5 BACTERIA STRAIN AS AGENT FOR INCREASING PLANT PRODUCTIVITY AND PLANT PROTECTION FROM DISEASES CAUSED BY PHYTOPATHOGENIC MICROORGANISMS
US20220369647A1 (en) Microbe-Based Products for Enhancing Growth and Phytocannabinoid Content of Cannabis
EA042631B1 (en) LARGE-SCALE PRODUCTION OF LIQUID AND SOLID PRODUCTS BASED ON TRICHODERMA
US11479749B2 (en) Production and cryopreservation of high concentration inocula
EP4073223A1 (en) Reactor for two-stage liquid-solid state fermentation of microorganisms
RU2760337C1 (en) Preparation for increasing the yield of spring wheat
RU2130005C1 (en) Method for producing biofertilizer
JP2004018622A (en) Soil conditioner
AGOSIN et al. Department of Chemical and Bioprocess Engineering, Pontifida Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
UA22948U (en) Process for the preparation of biological agent for the plant growing
UA22947U (en) Process for the preparation of "azotofit", biological activating agent