FI72138B - Foerfarande foer framstaellning av en icke sporbildande stam av clostridium acetobutylicum - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av en icke sporbildande stam av clostridium acetobutylicum Download PDFInfo
- Publication number
- FI72138B FI72138B FI833853A FI833853A FI72138B FI 72138 B FI72138 B FI 72138B FI 833853 A FI833853 A FI 833853A FI 833853 A FI833853 A FI 833853A FI 72138 B FI72138 B FI 72138B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- strain
- culture
- spore
- medium
- continuous
- Prior art date
Links
- 241000193401 Clostridium acetobutylicum Species 0.000 title description 17
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 28
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 24
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 20
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 20
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 16
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 15
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 15
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 15
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 8
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 8
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 8
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 8
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 8
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 8
- 229920002245 Dextrose equivalent Polymers 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- LKPIMJGGKGPXQL-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol propan-2-one Chemical compound C(CCC)O.CC(=O)C.C(CCC)O.CC(=O)C LKPIMJGGKGPXQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 229940099112 cornstarch Drugs 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 1
- 210000000582 semen Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 1
- 239000008174 sterile solution Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
- C12P7/26—Ketones
- C12P7/28—Acetone-containing products
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/842—Clostridium
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
1 72138
Menetelmä Clostridium acetobutylicum'in itiöttömän kannan valmistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmä C. acetobutylicum'in 5 itiöttömän kannan valmistamiseksi, jossa itiöitä muodostava C. acetobutylicum-kanta viljellään jatkuvana viljelynä. Keksinnön mukaisesti valmistettu C. aceotbutylicum-kanta on käyttökelpoinen käytettäessä hiilihydraatteja butanoliksi ja asetoniksi.
10 Weizmann julkisti US-patenttijulkaisussa 1 315 585 hiilihydraattien käymisen, jossa muodostetaan butanolia ja asetonia Clostridium acetobutylicum'in (lyhennetty C. acetobutylicum) avulla. Tätä prosessia käytettiin useita vuosia asetonin ja butanolin valmistamiseksi, ja sivutuotteena saa-15 tiin tietty määrä etyylialkoholia.
Lopulta kemialliset prosessit, jotka antavat samat tuotteet käyttämällä halpaa fossiilista polttoainetta raaka-aineena, syrjäyttivät mikrobisen prosessin. Kuitenkin fossiilisen raakaöljypolttoaineen asteittainen loppuunkulutta-20 minen yhdessä tuloksena olevan petrokemiallisten raaka-aineiden hintojen nousun kanssa on elvyttänyt kiinnostuksen tähän käymisreaktioon, joka käyttää hiilihydraatteja, jotka ovat uusiutuvia raaka-aineita.
Eräs ongelma, joka on kohdattu käymisprosessin avulla 25 tapahtuvassa butanolin tuotannossa on se, että kuluu pitkä aika ennen kuin mikro-organismi alkaa tuottaa huomattavia määriä liuotinta. Tämä on totta varsinkin, jos yritetään panna reaktio käyntiin yhtäjaksoisesti toimivassa fermen-torissa. Tästä syystä olisi huomattavan kiinnostavaa, jos 30 voitaisiin kehittää mikro-organismikanta, joka antaisi kiihdytettyjä panoskäymisiä tai joka vähentäisi aikaa, joka tarvitaan jatkuvan liuotintuotannon aikaansaamiseksi yhtäjaksoisesti toimivassa fermentorissa.
Aikaisemmin on uskottu, että C. acetobutylicum'in 35 itiön muodostus on välttämätön organismin pitämiseksi aktiivisessa liuotinta tuottavassa tilassa. Katso esimerkiksi 2 721 38
Bahl et ai., European J. Appi. Microbiol. Biotechnol., 14 (1982) 17-20. Äskettäin Jones et ai., Applied and Environ mental Microbiology, 43 (1982) 1434-1439, ilmoittivat, että tietyt C. acetobutylicumin itiöttömät mutantit tuottaisivat 5 liuottimia. Kuitenkin näiden täytyy olla sellaisia mutant-teja, jotka ovat silti sukkulanmuotoisten solumuotojen aktiivisia tuottajia.
Nyt on kehitetty C. acetobutylicum-kanta, joka on hyvä butanolin tuottaja, vaikkakin se osoittaa vähäistä 10 taipumusta muodostaa itiöitä tai muuttua sukkulanmuotoisiksi muodoiksi. Lisäksi tämä kanta kehittää butyylialkoholia kiihdytetyllä nopeudella panoskäymisessä ja saavuttaa liuo-tintuotannon jatkuvuustilan jatkuvassa käymisessä paljon lyhyemmässä ajassa kuin emäkanta.
15 Keksinnön mukaisesti annetaan käyttöön C. acetobutyli- cum'in itiöttömän kannan valmistusmenetelmä, jolle on tunnusomaista, että itiöitä muodostava kanta on ATCC 4259, jatkuva viljely suoritetaan laimennusnopeudella noin 0,1 -noin 0,5/h ja että itiötön kanta on C. acetobutylicum-kanta 20 ATCC 39236.
Keksinnön mukaisesti saadaan C. acetobutylicum-kannan ATCC 39236 biologisesti puhdas viljelmä, joka on käyttökelpoinen tuotettaessa asetonia ja butanolia hiilihydraateista käymisen avulla, ja jonka itiön muodostajiksi vaihtumisen 25 taajuus on vähemmän kuin noin 1 x 10 ®, kun sitä on kasvatettu 96 tuntia panosprosessilla 35°C:ssa väliaineessa, joka sisältää pääasiallisesti 10 D.E.:n tärkkelyshydrolysaa-tin vesiliuosta ja maissinliotusvettä.
Keksinnön mukainen menetelmä käsittää liuotinta tuot-30 tavan C. acetobutylicum1 in itiöitä muodostavan kannan muuttamisen itiöttömäksi kannaksi, joka on parempi liuottimen tuottaja kuin itiöitä muodostava emäkanta. Tämä muutos toteutetaan viljelemällä itiöitä muodostavaa kantaa jatkuvana viljelynä laimennusnopeudella, joka estää liuottimien ke-35 rääntymisen väliaineeseen.
li 3 72138 Tämän keksinnön kuvauksessa sana "laimennusnopeus" tarkoittaa arvoa, joka saadaan jakamalla reaktorin läpi kulkevan väliaineen virtausnopeus, joka on esitetty tilavuus-yksikköinä tuntia kohti, reaktorin toimintatilavuudella, 5 joka on mitattu samoissa tilavuusyksiköissä. Sen dimensiona on 1/h.
Mitä tahansa C. acetobutylicum'in itiöitä muodostavaa kantaa, joka muodostaa pääasiassa butanolia ja asetonia hiilihydraattien käymisen avulla, voidaan käyttää. Erityisen 10 käyttökelpoinen kanta, jota keksinnön mukaisesti käytetään, on C. acetobutylicum1in itiöitä muodostava kanta ATCC 4259, jota on saatavissa American Type Culture Collection'ilta, Rockvillesta, Marylandista.
Tämän keksinnön mukainen jatkuva viljelvprosessi to-15 teutetaan väliaineessa, joka käsittää vesiliuoksen, joka sisältää liuenneita hiilihydraatteja ja muita ravintoaineita, jotka soveltuvat mikro-organismin kasvuun. Väliaine steriloidaan ennen käyttöä lämmön avulla tai muilla alalla hyvin tunnetuilla tavoilla.
20 Tämän keksinnön käytännöllisessä suorituksessa sopi va väliaine parannetun kannan saamiseksi käsittää alhaisen D.E.:n (dekstroosiekvivalentti) tärkkelyshydrolysaatin vesi-liuoksen, johon on lisätty pieni määrä (noin 0,5 paino-%:sta noin 2 paino-%:n, kuiva-ainepohja) maissinliotusvettä. Al-25 haisen D.E.:n (noin 5 D.E. - noin 20 D.E.) tärkkelyshydro-lysaatteja, jotka on tuotettu tärkkelyksen osittaisen hydro-lyysin avulla, on helposti saatavissa maissinjauhatusteol-lisuudesta. Samoin maissinliotusvettä, jota syntyy, kun maissia liotetaan rikkidioksidin laimeassa liuoksessa, on 30 saatavissa maissin märkäjauhatusta suoritettavasta teollisuudesta .
Jatkuva vilejly pannaan alulle ymppäämällä steriili väliaine yhtäjaksoisesti toimivassa reaktorissa itiöitä muodostavan kannan siemenviljelmällä. Sopiva laimennusnopeus 35 jatkuvaa viljelyä varten on noin 0,1 - noin 0,5 1/h.
4 72138
Jatkuvassa viljelyssä käytettävät pH- ja lämpötila-olosuhteet ovat sellaiset, että ne soveltuvat käytettävän itiöitä muodostavan mikro-organismin kasvuun. Kun tämä mikro-organismi on C. acetobutyylicum'in kanta, sopiva lämpö-5 tila-alue on noin 34°C - noin 40°C ja sopiva pH noin 4,5 - noin 5,5.
Jatkuvaa viljelyä suoritetaan annetulla laimennusnopeu-della noin 1 - noin 2 viikkoa kunnes viljelmä osoittaa itiöttömyyttä. Tämä voidaan määrittää levittämällä viljel-10 män soluja agarlevyille, jotka sisältävät sopivaa kasvualustaa. Soluja, jotka kasvavat näillä levyillä anaerobisessa kammiossa, käytetään nestemäisen kasvualustan ymppää-miseen. Siinä muodostuneita soluja tutkitaan mikroskooppi-sesti itiöiden esiintymisen selvittämiseksi.
15 C. acetobutylicum-kanta ATCC 39236 saatiin tämän kek sinnön mukaisella menetelmällä. Se eristettiin jatkuvasta viljelmästä, joka oli suoritettu keksinnön mukaisen menetelmän mukaan käyttämällä ymppiä, joka oli valmistettu tunnetusta itiöitä tuottavasta C . acetobutylicum.-kannasta 20 ATCC 4259.
Kantaa ATCC 39236 nimitetään itiöttömäksi kannaksi.
Sanat "itiötön kanta" tarkoittavat tässä käytettynä kantaa, jonka itiön muodostajiksi vaihtumisen taajuus on vähemmän “6 kuin noin 1x10 , kun sitä on kasvatettu 96 tuntia panos- 25 prosessilla 35°C:ssa väliaineessa, joka sisältää pääasiallisesti 10 D.E.:n tärkkelyshydrolysaatin vesiliuosta ja maissinliotusvettä.
Yllättäen kanta ATCC 39236 tuottaa butanolia nopeammin ja paljon paremmalla saannolla kuin emäviljelmä, vaikka 30 itiötön kanta ei tuota sukkulanmuotoisia muotoja, joita on pidetty välttämättöminä liuotinten tuotannolle. Lisäksi tämä itiötön kanta saavuttaa liuotintuotannon jatkuvuustilan suunnilleen neljäsosassa siitä ajasta, joka emäkannalta vaaditaan tähän, kun niitä käytetään tuottamaan liuottimia 35 jatkuvassa käymisprosessissa.
Il 5 72138
Seuraavat esimerkit kuvaavat edelleen tämän keksinnön suoritusmuotoja. Kaikki osat ovat paino-osia ja kaikki prosentit paino-prosentteja, ellei nimenomaan ole toisin määrätty.
5 Liuotinpitoisuudet määritettiin käyttämällä suurte- hoista nestekromatografiaa (HPLC). Komponentit analysoitiin kromatografisesti eluoimalla 0,006 N H2SC>4:llä kationinvaih-tohartsista vetymuodossa. Eluoidut komponentit tunnistettiin differentiaalirefraktometrillä, piirrettiin piirturil-10 le ja niiden määrä määritettiin käyttämällä elektronista integraattoria. Käyrän alapuolella oleva pinta-ala, joka esittää kunkin komponentin pitoisuutta, ilmoitetaan prosentteina kokonaispinta-alasta. Yleinen menettelytapa on kuvattu artikkelissa "Analysis of Carbohydrate Mixtures by 15 Liguid Chromatography", Am. Soc. Brew. Chem. Proc., 1973, pp. 43-46. Erotukset tehtiin vetymuodossa 30,48 cm:n HPX-87-kolonnilla, joita on saatavissa Bio-Rad Laboratories'ilta, Richmondi, Kalifornia.
Esimerkki 1 20 C. acetobutlicum'in viljelmä, ATCC 4259, saatiin Ame rican Type Culture Collection'ilta, Rockwillestä, Marylandista, ja pidettiin itiöitä muodostaneessa tilassa mullan, hiekan ja kalsiumkarbonaatin seoksessa. Ymppi jatkuvan viljelmän alullepanemiseksi kehitettiin 125 ml:n Erlenmeyer-25 ymppäsypullossa, joka sisälsi 100 ml vesiväliainetta, joka sisälsi 10 %:a kuiva-ainepohjan mukaan 10 D,E.:n tärkkelys-hydrolysaattia (saatavissa Grain Processing Company'stä, Muscatine, Iowa, Maltrin M-100:na) ja 1 %:n kuiva-ainepohjan mukaan maissinliotusvettä (saatavissa Corn Products Unit of 30 CPC International Inc.'ilta, Englewood Cliffs, New Jersey, Code E801:nä). Väliaineen pH säädettiin arvoon 6,2 väke-vöidyllä NH^OH-liuoksella ennen kuin se steriloitiin kuumentamalla autoklaavissa 121°C:ssa 20 minuuttia. Ymppäys-pullossa oleva jäähdytetty steriili väliaine ympättiin 35 5 ml :11a samanlaiseen väliaineeseen sisältyvän viljelmän itiöiden iskukuumennetulla suspensiolla. Iskukuumennus suo- 6 72138 ritettiin suspendoimalla ensin noin 0,5 g:a multa-itiö-suspensiota 10 ml:aan ymppäysväliainetta. Suspensio asetettiin tämän jälkeen kiehuvaan veteen 90 sekunniksi ja jäähdytettiin nopeasti huoneen lämpötilaan. Ymppäyspulloa, 5 jossa oli ympätty väliaine, inkuboitiin anaerobisessa kammiossa 21 tuntia 35°C:ssa.
Jatkuva viljelyprosessi suoritettiin 2 litran ferment-torissa New Brunswick Bioflow, Model C-30 (New Brunswick Scientific Company, New Brunswick, New Jersey), joka sisäl-10 si pH:n säätimen ja pöhjakäyttöisen magneettisekoittimen.
Pullon toimintatilavuus oli 1,3 litraa. Fermenttori täytettiin 1200 ml:11a steriiliä väliainetta, jolla oli sama koostumus kuin sillä, jota käytettiin ympin valmistamiseksi, paitsi että sen pH oli säädetty arvoon 5,0 väkevöidyllä 15 NH^OHrlla. Väliainetta käsiteltiin CC^slla (anaerboinen laatu) 30 minuuttia ennen kuin se ympättiin 100 ml:11a ymppi-viljelmää. Tuoreen väliaineen virtausnopeus fermenttoriin säädettiin sellaiseksi, että se antoi laimennusnopeuden 0,1 1/h. Seosta sekoitettiin nopeudella 200 kierrosta mi-20 nuutissa (rpm). Lämpötilat pidettiin 37°C:ssa, ja pH säädettiin arvoon 5 + 0,1 lisäämällä tarvittaessa NH^OH:ta. Kun jatkuva viljelyprosessi oli ollut käynnissä 2 viikkoa, viljelmän soluja levitettiin Bacto MRS-agarlevyille (Difco Laboratories, Detroit, Michigan) ja levyjä inkuboitiin 25 35°C:ssa anaerboisessa kammiossa. Kahdessa päivässä ilmestyi solupesäkkeitä. Nämä solut varastoitiin jäähdyttämällä glyseroliin tai lyofilisoinnilla.
Itiön muodostajiksi vaihtumisen taajuuden määrittämiseksi väliaine, jolla oli sama koostumus kuin sillä, jota 30 käytettiin kasvattamaan emäviljelmä tässä esimerkissä, ympättiin itiöttämän viljelmän soluilla. 48 tunnin kasvun jälkeen ei itiöitä havaittu kasvualustassa. Jopa 96 tunnin g kasvun jälkeen vähemmän kuin 1 x 10 :sta solusta sisälsi itiöitä. Päinvastoin emäviljelmä, kun sitä oli viljelty 35 samanlaisessa väliaineessa, kehitti korkean itiöpitoisuu-den (>10^/ml) 96 tunnin kasvun jälkeen. Tämä koe osoittaa, il 7 72138 ettS tämän esimerkin mukaisella menetelmällä eristetty kanta on itiötön.
Esimerkki 2
Esimerkin 1 mukaista menettelytapaa noudatettiin pait-5 si että jatkuvaa viljelyprosessia toteutettiin laimennus-nopeudella 0,28 1/h ja lämpötilassa 35°C. Tällä menetelmällä saatua itiötöntä viljelmää käytettiin muuttamaan hiilihydraatteja käymisen avulla asetoniksi ja butanoliksi seu-raavalla panosprosessilla. Itiötön pesäke poimittiin levyl-10 tä ja asetettiin 100 ml:aan tärkkelyshydrolysaatti/maissin-liotusvesi-väliainetta. Tässä ymppäyspuliossa olevaa viljelmää kasvatettiin 20 tuntia 35°C:ssa anaerobisessa kasvatus-kaapissa. Steriiliin liuokseen, joka sisälsi 10 %:a kuiva-ainepohjan mukaan 10 D.E.rn tärkkelyshydrolysaattia ja 1 15 %:n kuiva-ainepohjan mukaan maissinliotusvettä, ja jonka pH oli säädetty arvoon 6,5 NH^OHtlla, lisättiin 0,03 % kuiva-ainepohjan mukaan CaCO^a. Seos ympättiin 3 tilavuus-%:lla materiaalia, joka oli peräisin itiöttömän viljelmän ymppäyspullosta, ja käymistä suoritettiin anaerobisissa 20 olosuhteissa 72 tunnin ajan. Tarkistuserä tehtiin käyttämällä ymppinä materiaalia, joka oli peräisin C. acetobutyli-cum'in itiöitä muodostavan emäkannan ATCC 4259 21 tunnin ymppäyspulloviljelmästä, kuten esimerkissä 1 on kuvattu. Käymislieminäytteet analysoitiin HPLC:llä asetonin ja bu-25 tanolin määrittämiseksi 24:n, 48:n ja 72:n tunnin jälkeen. Tulokset, esitettynä taulukossa I liuotingrammoina 100 ml:n elatusainemäärää kohti, osoittavat, että itiötön viljelmä tuottaa liuottimia nopeammin ja paljon paremmalla saannolla kuin emäviljelmä. Lisäksi tämä esimerkki osoittaa, että 30 kanta voi tuottaa liuottimia käyttämällä ainoastaan aineksia, jotka ovat helposti saatavissa maissin märkäjauhatus-prosessista.
8 72138
TAULUKKO I
Liuotintuotanto (g/100 ml) 5 Emäkanta
Aika Itiötön kanta (tarkistus) (tuntia) Asetoni Butanoli Asetoni Butanoli 24 - 0,18 - 0,09 48 0,34a) 1,02a) - 0,07 10 72 0,46 1,55 0,20b) 0,53b) a) 50:ssä tunnissa b) 70:ssä tunnissa 15 Esimerkki 3
Esimerkissä 2 kuvattua yleistä panoskäymisprosessia noudatettiin paitsi että käytettiin maissisoseväliainetta. Tämä väliaine saatiin nesteyttämällä jauhetusta maissista veteen 10 % suspensio kuiva-ainepohjan mukaan. Nestetyttä-20 minen suoritettiin lisäämällä 2 yksikköä Thermamyl®iä (alfa-amylaasientsyymi, jota on saatavissa Novo Enzyme Corporationilta, Mamaroneck, New York) maissigrammaa kohti, lämmittämällä seosta 30 minuuttia 90°C:ssa, antamalla sen jäähtyä huoneen lämpötilaan sekoittaen silloin tällöin ja ste-25 riloimalla sitä tämän jälkeen autoklaavissa 121°C:ssa 20 minuuttia. Itiötöntä pesäkettä, joka oli poimittu esimerkissä 1 valmistetulta levyltä, käytettiin ymppäyspullon ymppäämiseen ja ymppi kasvatettiin kuten esimerkissä 2 on kuvattu. 388 ml:aan steriiliä maissisoseväliainetta lisät-30 tiin 12 ml:a solususpensiota ymppäyspullosta ja seoksen annettiin käydä anaerobisessa kasvatuskaapissa 68 tuntia. Tarkistuserä valmistettiin käyttämällä siemenenä C. aceto-butylicum'in itiöitä muodostavan emäkannan viljelmää, joka oli valmistettu esimerkissä 1 kuvatulla tavalla. Käymislie-35 minäytteet analysoitiin HPLC:llä asetonin ja butanolin määrittämiseksi 20:n, 44:n ja 68:n tunnin jälkeen. Tulokset, esitettynä taulukossa II liuotingrammoina 100 ml:n elatus- it 9 72138 ainemäärää kohti, osoittavat, että itiötön viljelmä tuottaa liuottimia nopeammin ja paljon paremmalla saannolla kuin emäviljelmä, kun molempia kasvatetaan maissisoseväliainees-sa.
5 TAULUKKO II
Liuotintuotanto (g/100 ml)
Emäkanta 10 Aika Itiötön kanta (tarkistus) (tunti) Asetoni Butanoli Asetoni Butanoli 20 0,07 0,06 44 0,47 0,79 0,16 0,23 68 0,75 1,59 0,57 0,89a) 15 a j 5 päivän jälkeen butanolipitoisuus oli 1,3 g/100 ml.
Esimerkki 4
Kaksi jatkuvaa käymistä toteutettiin käyttämällä vä-20 liainetta, ympin valmistusmenetelmää, ja yhtäjaksoisesti toimivaa fermenttoria kuten esimerkissä 1 on kuvattu. Toisessa käymisessä käytetty viljelmä oli esimerkissä 1 saatu itiötön viljelmä. Toisessa käymisessä (tarkitus) käytetty viljelmä oli C. acetobutylicum'in emäviljelmä, ATCC 4259.
25 Molempia fermenttoreita käytettiin laimennusnopeudella 0,1 1/h ja poistonestenäytteet analysoitiin jaksoittaisesti HPLC:llä asetonin ja butanolin määrittämiseksi. Tulokset, esitettynä taulukossa III liuotingrammoina 100 ml:n poisto-elatusainemäärää kohti, osoittavat, että käyminen, joka 30 suoritettiin itiöttömällä viljelmällä, saavuttaa suhteellisen jatkuvan liuotintuotannon 48 tunnin jälkeen. Emävil- jelmä päinvastoin aloittaa huomattavan liuotintuotannon vasta 8 päivän jälkeen. Havaittiin, että tarvittiin noin 10 päivää ennen kuin emäkanta saavutti jatkuvan liuotin-35 tuotannon. Tämä esimerkki osoittaa tämän keksinnön mukaisen mutanttikannan toisen yllättävän ominaisuuden, nimittäin että se alkaa tuottaa liuottimia jatkuvassa käymisessä paljon pikemmin kuin emäviljelmä.
10 72138
TAULUKKO III
Jatkuva käyminen Liuotintuotanto (g/100 ml) 5 Emäkanta
Aika Itiötön kanta _(tarkistus)_ (tunti) Asetoni Butanoli Asetoni Butanoli 24 48 0,38 0,75 - 0,04 72 0,20 0,41 - 0,03 10 96 0,29 0,65 - 0,04 120 0,28 0,72 - 0,07 144 0,23 0,63 - 0,11 168 0,18 0,54 - 0,13 192 0,16 0,52 0,15 0,29
II
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US44280582 | 1982-11-18 | ||
| US06/442,805 US4521516A (en) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | Strain of Clostridium acetobutylicum and process for its preparation |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI833853A0 FI833853A0 (fi) | 1983-10-21 |
| FI833853L FI833853L (fi) | 1984-05-19 |
| FI72138B true FI72138B (fi) | 1986-12-31 |
| FI72138C FI72138C (fi) | 1987-04-13 |
Family
ID=23758216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI833853A FI72138C (fi) | 1982-11-18 | 1983-10-21 | Foerfarande foer framstaellning av en icke sporbildande stam av clostridium acetobutylicum. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4521516A (fi) |
| EP (1) | EP0111683B1 (fi) |
| JP (1) | JPS59102390A (fi) |
| AR (1) | AR231998A1 (fi) |
| AT (1) | ATE56755T1 (fi) |
| BR (1) | BR8305979A (fi) |
| CA (1) | CA1201399A (fi) |
| DE (1) | DE3381891D1 (fi) |
| DK (1) | DK526783A (fi) |
| ES (1) | ES8504925A1 (fi) |
| FI (1) | FI72138C (fi) |
| GR (1) | GR79084B (fi) |
| IE (1) | IE56887B1 (fi) |
| NO (1) | NO834220L (fi) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4649112A (en) * | 1984-10-11 | 1987-03-10 | Cpc International Inc. | Utilization of xylan and corn fiber for direct fermentation by clostridium acetobutylicum |
| US5242815A (en) * | 1990-01-24 | 1993-09-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process for preparation of streptovaricin |
| US5063156A (en) * | 1990-04-30 | 1991-11-05 | Glassner David A | Process for the fermentative production of acetone, butanol and ethanol |
| US5192673A (en) * | 1990-04-30 | 1993-03-09 | Michigan Biotechnology Institute | Mutant strain of C. acetobutylicum and process for making butanol |
| US5137825A (en) * | 1990-10-23 | 1992-08-11 | Shin-Etsu Bio, Inc. | Process for producing streptovaricin |
| US5210032A (en) * | 1992-01-21 | 1993-05-11 | Trustees Of The Boston University | Degeneration-resistant solventogenic clostridia |
| EP0973929A4 (en) | 1997-05-14 | 2003-02-05 | Univ Illinois | A method of producing butanol using a mutant strain of clostridium beijerinckii |
| US20050089979A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-28 | Ezeji Thaddeus C. | Process for continuous solvent production |
| US20050223532A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Ford Global Technologies, Llc | Method of designing a vehicle closure assembly line |
| US8236994B2 (en) * | 2006-10-31 | 2012-08-07 | Metabolic Explorer | Process for the biological production of 1,3-propanediol from glycerol with high yield |
| WO2008052596A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Metabolic Explorer | Process for the biological production of n-butanol with high yield |
| CN101210257B (zh) * | 2006-12-25 | 2011-08-24 | 上海凯赛生物技术研发中心有限公司 | 一种生物法生产高丁醇的丙酮丁醇的方法 |
| GB2457820B (en) * | 2008-02-28 | 2010-09-08 | Green Biologics Ltd | Production process |
| CN102066551B (zh) * | 2008-03-27 | 2013-10-09 | 基因组股份公司 | 用于产生己二酸和其他化合物的微生物 |
| WO2010005722A2 (en) * | 2008-06-16 | 2010-01-14 | Northwestern University | Methods and compositions for generating sporulation deficient bacteria |
| WO2010024715A1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | Open Joint Stock Company "Corporation Biotechnologies" | Strain of clostridium acetobutylicum and method of producing organic solvents |
| CA2738452C (en) | 2008-10-03 | 2016-06-21 | Metabolic Explorer | Method for purifying an alcohol from a fermentation broth using a falling film, a wiped film, a thin film or a short path evaporator |
| KR101832431B1 (ko) | 2011-08-01 | 2018-04-13 | 릴라이언스 인더스트리즈 리미티드 | 산으로 전처리한 바이오매스를 이용한 부탄올 발효 |
| GB201716845D0 (en) | 2017-10-13 | 2017-11-29 | Green Biologics Ltd | Process |
| AU2019262918B2 (en) * | 2018-04-30 | 2024-06-13 | Sami Labs Limited | Modulation of immune function by Bacillus coagulans |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1315585A (en) * | 1919-09-09 | Charles weizmann | ||
| US1822139A (en) * | 1920-10-01 | 1931-09-08 | Eastern Alcohol Corp | Butyl alcohol and acetone fermentation process |
| US2096377A (en) * | 1932-12-27 | 1937-10-19 | James F Loughlin | Manufacture of butyl alcohol, acetone, and isopropyl alcohol |
| US2198104A (en) * | 1938-12-15 | 1940-04-23 | Commercial Solvents Corp | Butyl alcohol fermentation process |
| US2822319A (en) * | 1954-08-17 | 1958-02-04 | Monod Jacques | Methods for the cultivation of micro-organisms |
| US3361555A (en) * | 1966-04-13 | 1968-01-02 | Crown Zellerbach Corp | Method of stimulating plant growth |
-
1982
- 1982-11-18 US US06/442,805 patent/US4521516A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-09-19 IE IE2194/83A patent/IE56887B1/xx unknown
- 1983-10-05 CA CA000438430A patent/CA1201399A/en not_active Expired
- 1983-10-14 GR GR72703A patent/GR79084B/el unknown
- 1983-10-17 AR AR294551A patent/AR231998A1/es active
- 1983-10-21 FI FI833853A patent/FI72138C/fi not_active IP Right Cessation
- 1983-10-25 AT AT83110649T patent/ATE56755T1/de not_active IP Right Cessation
- 1983-10-25 DE DE8383110649T patent/DE3381891D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1983-10-25 EP EP83110649A patent/EP0111683B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-10-31 BR BR8305979A patent/BR8305979A/pt unknown
- 1983-11-07 ES ES527056A patent/ES8504925A1/es not_active Expired
- 1983-11-17 NO NO834220A patent/NO834220L/no unknown
- 1983-11-17 DK DK526783A patent/DK526783A/da not_active Application Discontinuation
- 1983-11-17 JP JP58215144A patent/JPS59102390A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AR231998A1 (es) | 1985-04-30 |
| EP0111683B1 (en) | 1990-09-19 |
| JPS59102390A (ja) | 1984-06-13 |
| BR8305979A (pt) | 1984-07-10 |
| DK526783A (da) | 1984-05-19 |
| EP0111683A1 (en) | 1984-06-27 |
| ATE56755T1 (de) | 1990-10-15 |
| DK526783D0 (da) | 1983-11-17 |
| IE832194L (en) | 1984-05-18 |
| DE3381891D1 (de) | 1990-10-25 |
| FI72138C (fi) | 1987-04-13 |
| US4521516A (en) | 1985-06-04 |
| FI833853L (fi) | 1984-05-19 |
| ES527056A0 (es) | 1985-05-01 |
| CA1201399A (en) | 1986-03-04 |
| ES8504925A1 (es) | 1985-05-01 |
| FI833853A0 (fi) | 1983-10-21 |
| IE56887B1 (en) | 1992-01-15 |
| GR79084B (fi) | 1984-10-02 |
| NO834220L (no) | 1984-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI72138B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en icke sporbildande stam av clostridium acetobutylicum | |
| Allais et al. | Isolation and characterization of thermophilic bacterial strains with inulinase activity | |
| Hermann et al. | Isolation and characterization of butanol-resistant mutants of Clostridium acetobutylicum | |
| US4701414A (en) | Method for producing ethanol from xylose-containing substance | |
| US20240102058A1 (en) | Caproate-producing bacterium with multiple substrate utilization capabilities and its applications | |
| Harada et al. | Production of a new acidic polysaccharide, succinoglucan by Alcaligenes faecalis var. myxogenes | |
| Fages et al. | 2, 3-Butanediol production from Jerusalem artichoke, Helianthus tuberosus, by Bacillus polymyxa ATCC 12 321. Optimization of k L a profile | |
| Nimcevic et al. | Solvent production by Clostridium beijerinckii NRRL B592 growing on different potato media | |
| EP0146075B1 (en) | Production of butanol by an improved fermentation process | |
| Alam et al. | Production of butyric acid by batch fermentation of cheese whey with Clostridium beijerinckii | |
| Liu et al. | Commensalistic interaction between Lactobacillus acidophilus and Propionibacterium shermanii | |
| Quesada-Chanto et al. | Effect of oxygen supply on biomass, organic acids and vitamin B12 production by Propionibacterium shermanii | |
| Meyer et al. | Effect of acetic acid on astaxanthin production by Phaffia rhodozyma | |
| US4359534A (en) | Conversion of D-xylose to ethanol by the yeast Pachysolen tannophilus | |
| Petitdemange et al. | A novel one step process for cellulose fermentation using mesophilic cellulolytic and glycolytic Clostridia | |
| Vollbrecht et al. | Excretion of metabolites by hydrogen bacteria: III. D (−)-3-hydroxybutanoate | |
| Barker | Streptococcus allantoicus and the fermentation of allantoin | |
| RU2080382C1 (ru) | Штамм бактерий clostridium acetobutylicum-продуцент н-бутилового спирта и ацетона | |
| Claret et al. | Inhibitory effect of dihydroxyacetone on Gluconobacter oxydans: Kinetic aspects and expression by mathematical equations | |
| Rani et al. | Improved ethanol tolerance and production in strains of Clostridium thermocellum | |
| Ahmed et al. | Growth rate dependence of solventogenesis and solvents produced by Clostridium beijerinckii | |
| Tanaka et al. | Fermentative production of poly-β-hydroxybutyric acid from xylose by a two-stage culture method employing Lactococcus lactis IO-1 and Alcaligenes eutrophus | |
| RU2091483C1 (ru) | Способ получения бактериальных клеток рода clostridium, способных продуцировать споры и продукты метаболизма | |
| Boa et al. | Acidophilic fungus Scp from peat hydrolyzate | |
| Bodie et al. | Production of propionic acid by mixed cultures of Propionibacterium shermanii and Lactobacillus casei in autoclave-sterilized whey |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: CPC INTERNATIONAL INC. |