RU2062788C1 - Method of continuous exopolysaccharide preparing - Google Patents
Method of continuous exopolysaccharide preparing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062788C1 RU2062788C1 RU94030864A RU94030864A RU2062788C1 RU 2062788 C1 RU2062788 C1 RU 2062788C1 RU 94030864 A RU94030864 A RU 94030864A RU 94030864 A RU94030864 A RU 94030864A RU 2062788 C1 RU2062788 C1 RU 2062788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermenter
- biomass
- nutrient medium
- fermenters
- fed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения биополимеров, например, экзополисахаридов. The invention relates to the microbiological industry and for the production of biopolymers, for example, exopolysaccharides.
Известны способы получения экзополисахаридов с использованием различных штаммов: Acinetobacter sp. ВКПМ В-3243 (авт. св. N 1579059), Bacillus polymyxa ВКПМ В-3015 (авт. св. N 1698293), консорциум дрожжей Candida tropicalis ЦМПМ У-507 и штамм бактерий Acinetobacter species ЦМПМ В-3243 (авт.св. N 1311256). Known methods for producing exopolysaccharides using various strains: Acinetobacter sp. VKPM B-3243 (auth. St. N 1579059), Bacillus polymyxa VKPM B-3015 (auth. St. N 1698293), Candida tropicalis yeast consortium CMPM U-507 and bacterial strain Acinetobacter species CMPM B-3243 (auth. N 1311256).
Штаммы при росте на богатой органической среде в условиях аэрации при 28-30oС в течение 72-96 часов продуцируют полисахарид, превращая культуральную жидкость в гель.Strains growing on a rich organic medium under aeration conditions at 28-30 o C for 72-96 hours produce a polysaccharide, turning the culture fluid into a gel.
Можно осуществлять культивирование штамма Acinetobacter sp. на жидкой минеральной среде следующего состава: мас. KH2PO4 0,55; NaHPO4 1,0; NH4Cl 0,06; MgSO4 0,019; CaCl2 0,00075; FeSO4 0,0006, вода остальное.The cultivation of a strain of Acinetobacter sp. on a liquid mineral medium of the following composition: wt. KH 2 PO 4 0.55; NaHPO 4 1.0; NH 4 Cl 0.06; MgSO 4 0.019; CaCl 2 0,00075; FeSO 4 0.0006, water the rest.
В качестве источника углеродного питания используют сахарозу в концентрации 4% или глюкозу в концентрации 2% или этанол в количестве 1 об. As a source of carbon nutrition use sucrose at a concentration of 4% or glucose at a concentration of 2% or ethanol in an amount of 1 vol.
Посевную культуру B. polymyxa (10 об.) вносят в питательную среду, содержащую, об. гидролизованный кукурузный крахмал 3; БВК 0,5; KH2PO4 0,05; K2HPO4 •3 H2O 0,05; MgO4•7 H2O 0,04; CaCl 2 0,02.The seed culture of B. polymyxa (10 vol.) Contribute to a nutrient medium containing, about. hydrolyzed
Периодическое культивирование штаммов экзополисахаридов осуществляют в аппаратах типа АНКум объемом 10л, рабочий объем 4л. Periodic cultivation of exopolysaccharide strains is carried out in devices of the ANKum type with a volume of 10 l, a working volume of 4 l.
Общим недостатком известных способов получения экзополисахаридов является низкий выход целевого продукта, периодичность проведения процесса, длительность проведения процесса. A common disadvantage of the known methods for producing exopolysaccharides is the low yield of the target product, the frequency of the process, the duration of the process.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является непрерывный способ культивирования микроорганизмов, например, штаммов для получения экзополисахаридов, включающий выращивание продуцирующего его штамма в условиях аэрации в питательной среде с использованием каскада реакторов (авт. св. N 206491). Closest to the proposed invention is a continuous method of culturing microorganisms, for example, strains for producing exopolysaccharides, including growing its producing strain under conditions of aeration in a nutrient medium using a cascade of reactors (ed. St. N 206491).
Использование в процессе культивирования штаммов каскада реакторов позволяет интенсифицировать процесс выращивания штаммов. The use of reactors cascade of strains in the process of cultivation allows to intensify the process of growing strains.
Недостатком прототипа является получение экзополисахаридов с изменяющимися свойствами, невозможность получения оптимальной совокупности полезных свойств, длительность процесса. The disadvantage of the prototype is to obtain exopolysaccharides with variable properties, the inability to obtain the optimal combination of useful properties, the duration of the process.
Для получения экзополисахаридов с устойчивыми свойствами предлагается в первом ферментаторе штамм выращивать в течение времени, состоящего из времени достижения максимальной скорости роста клеток в данном ферментаторе и 2-4 часов после достижения этого показателя, после чего полученная биомасса поступает во второй ферментатор, предварительно заполненный питательной средой, в котором находится в течение времени, состоящего из времени достижения максимальной скорости роста клеток во втором ферментаторе и 2-4 часов после достижения этого показателя. Затем содержимое второго ферментатора поступает поровну в третий и четвертый ферментаторы, предварительно заполненные питательной средой, при этом в третьем ферментаторе штамм выращивают в течение времени, состоящего из времени достижения максимальной скорости роста клеток в данном ферментаторе и 2-4 часов после достижения этого показателя, после чего из третьего ферментотора биомасса поступает во второй и пятый ферментаторы в количестве, необходимом для получения готового продукта в рабочем объеме засеваемых ферментаторов, а из оставшейся биомассы в третьем ферментаторе и поступившей в четвертый ферментатор получают конечный продукт, после чего процесс повторяют с первого ферментатора. To obtain exopolysaccharides with stable properties, it is proposed to grow the strain in the first fermenter for a time consisting of the time to reach the maximum cell growth rate in this fermenter and 2-4 hours after reaching this indicator, after which the resulting biomass enters the second fermenter, previously filled with nutrient medium , which is for a time consisting of the time to reach the maximum cell growth rate in the second fermenter and 2-4 hours after reaching this about indicator. Then the contents of the second fermenter are distributed equally to the third and fourth fermenters, pre-filled with nutrient medium, while in the third fermenter the strain is grown for a time consisting of the time to reach the maximum cell growth rate in this fermenter and 2-4 hours after reaching this indicator, after which, from the third fermentor, the biomass enters the second and fifth fermenters in the amount necessary to obtain the finished product in the working volume of the seeded fermenters, and from the rest the resulting biomass in the third fermenter and fed into the fourth fermenter receive the final product, after which the process is repeated from the first fermenter.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
1. Подготовка посевного материала. 1. Preparation of seed.
Экзополисахарид получали с использованием двух видов штаммов. Жидкая питательная среда для выращивания культуры в колбах на качалках имеет следующий состав:
Для штамма Acinetobacter sp
KH2PO4 0,55
NaHPO4 1,0
NH4Cl 0,06
MgSO4 0,019
CaCl2 0,00075
FeSO4 0,0006
вода остальное.Exopolysaccharide was obtained using two types of strains. The liquid nutrient medium for growing culture in flasks on a rocking chair has the following composition:
For Acinetobacter sp strain
KH 2 PO 4 0.55
NaHPO 4 1.0
NH 4 Cl 0.06
MgSO 4 0.019
CaCl 2 0,00075
FeSO 4 0.0006
water the rest.
Для штамма Bacillus polymyxa
гидролизованный кукурузный крахмал 3
БВК 0,5
KH2PO4 0,05
K2HPO4•3 H2O 0,05
MgO4•7 H2O 0,04
CaCl2 0,02
вода остальное.For Bacillus polymyxa strain
hydrolyzed
BVK 0.5
KH 2 PO 4 0.05
K 2 HPO 4 • 3 H 2 O 0.05
MgO 4 • 7 H 2 O 0.04
CaCl 2 0.02
water the rest.
Режим стерилизации питательной среды для колб 118oC в течение 30 мин. Для получения посевного материала в колбах-накопителях жидкую питательную среду засевают суспензией культуры с одного косяка. Суспензию готовят, приливая на каждый косяк 10 мл стерильного физ. раствора. Выращивание культуры в колбахнакопителях осуществляют на качалке при 28oC в течение 19-22 час. Число оборотов мешалки 220 об/мин.The sterilization mode of the nutrient medium for flasks 118 o C for 30 minutes To obtain seed in storage flasks, the liquid nutrient medium is inoculated with a culture suspension from one jamb. The suspension is prepared by pouring on each jamb 10 ml of sterile physical. solution. The culture in the storage flasks is carried out on a rocking chair at 28 o C for 19-22 hours. The stirrer speed is 220 rpm.
2. Выращивание посевного материала осуществляют в инокуляторе вместимостью 0,1 м3. В аппарат загружают 35 л воды при работающей мешалке, затем остальные компоненты питательной среды. Заложенный посевной материал в количестве 1,2-1,5 л в асептических условиях внесен в аппарат через дозатор.2. The cultivation of seed is carried out in an inoculator with a capacity of 0.1 m 3 . 35 l of water are loaded into the apparatus with the mixer operating, then the remaining components of the nutrient medium. The planted seed in the amount of 1.2-1.5 l under aseptic conditions is introduced into the device through the dispenser.
3. Ведение технологического процесса выращивания посевного материала в пяти ферментаторах. 3. Maintaining the technological process of growing seed in five fermenters.
1-ый ферментатор (объем 16 л) загружается питательной средой как описано выше. Затем готовый посевной материал передается из инокулятора в 1-ый ферментатор. Процесс ведется при 28oC с работающей мешалкой, расход воздуха 1-0,8 V воздуха/ 1 V среды. Для контроля за стерильностью и развитием продуцента отбираются пробы на стерильность, микроскопию и pH не реже 1 раза в 4 часа. Кроме того, снимается кривая роста культуры в различных фазах. Концентрацию клеток (г/л) определяют по оптической плотности раствора (см. график).The first fermenter (volume 16 l) is loaded with a nutrient medium as described above. Then the finished seed is transferred from the inoculator to the 1st fermenter. The process is carried out at 28 o C with a working stirrer, air flow 1-0.8 V air / 1 V environment. To control the sterility and development of the producer, samples are taken for sterility, microscopy and pH at least 1 time in 4 hours. In addition, the growth curve of the culture in various phases is recorded. The cell concentration (g / l) is determined by the optical density of the solution (see graph).
А начало экспоненциальной, конец логарифмической фазы. Равномерные мелкие клетки округлой формы, расположенные неправильными группами, реже поодиночке или короткими цепочками. And the beginning of the exponential, the end of the logarithmic phase. Uniform small cells of rounded shape, located by irregular groups, less often singly or in short chains.
В экспоненциальная фаза роста, в группах молодые клетки, признак активного деления, максимальная скорость роста (точка перегиба кривой). In the exponential growth phase, in the groups of young cells, a sign of active division, the maximum growth rate (the inflection point of the curve).
С начало стационарной фазы роста, мелкие однородные вегетативные клетки. From the beginning of the stationary phase of growth, small, homogeneous vegetative cells.
Д устойчивая стационарная фаза роста, популяция разнородная. D steady stationary phase of growth, the population is heterogeneous.
ВВ' момент пересева культуры из одного ферментатора в другой. VV 'the moment of reseeding of the culture from one fermenter to another.
2-ой ферментатор (объем 100 л) загружается питательной средой. После чего из первого ферментатора поступает посевной материал, находящийся в фазе роста ВВ'. В аппарате (условия процесса см. в 1-м ферментаторе) происходит процесс выращивания посевного материала. Одновременно снимается кривая роста клеток. Дойдя до точки перегиба В (максимальная скорость роста клеток), процесс выращивания продолжают еще 2-4 часа, после чего содержимое подают в равных долях в 3-й и 4-й ферментаторы объемом по 250 л, предварительно заполненные питательной средой. The 2nd fermenter (volume 100 l) is loaded with a nutrient medium. Then from the first fermenter comes the seed in the explosive growth phase '. In the apparatus (for the process conditions, see the 1st fermenter), the process of growing seed material occurs. At the same time, the cell growth curve is taken. Having reached inflection point B (maximum cell growth rate), the growth process is continued for another 2-4 hours, after which the contents are fed in equal proportions to the 3rd and 4th fermenters with a volume of 250 l, pre-filled with nutrient medium.
В 3-м ферментаторе процесс выращивания осуществляют аналогично 1-му и 2-му ферментатору. Также снимается кривая роста культуры. Доведя процесс до точки перегиба (В) для данного аппарата (максимальная скорость роста культуры), еще 2-4 часа продолжают вести процесс выращивания культуры. Затем из 3-го ферментатора дозатором часть биомассы переводится во 2-ой и 5-й ферментаторы, предварительно заполненные питательной средой. Объем 5-го ферментатора 250 л. In the 3rd fermenter, the growing process is carried out similarly to the 1st and 2nd fermenter. The culture growth curve is also taken. Bringing the process to the inflection point (B) for this apparatus (maximum growth rate of the culture), another 2-4 hours continue to conduct the process of growing the culture. Then, from the 3rd fermenter, a portion of the biomass is transferred by the dispenser to the 2nd and 5th fermenters, previously filled with nutrient medium. The volume of the 5th fermenter is 250 l.
В каждый из этих ферментаторов (2-ой и 5-ый) передали биомассу в количестве 5-20% от объема засеваемых аппаратов. In each of these fermenters (2nd and 5th), biomass was transferred in the amount of 5-20% of the volume of sown apparatus.
Из оставшейся биомассы в 3-ем ферментаторе готовят конечный продукт. В 4-ом ферментаторе процесс также ведут до полного получения конечного продукта. The final product is prepared from the remaining biomass in the 3rd fermenter. In the 4th fermenter, the process is also conducted until the final product is completely obtained.
После этого процесс повторяют с 1-ого ферментатора. Кривую роста культуры снимают только в пусковой период для определения времени максимальной скорости роста культуры для данного аппарата. After this, the process is repeated from the 1st fermenter. The culture growth curve is removed only in the start-up period to determine the time of the maximum culture growth rate for this apparatus.
Готовый продукт должен иметь следующие показатели (см. табл.1). The finished product should have the following indicators (see table 1).
Результаты опытов получения экзополисахаридов предложенным способом сведены в табл. 2. The results of experiments on obtaining exopolysaccharides by the proposed method are summarized in table. 2.
Передача биомассы из 1-ого, 2-ого и 3-ого ферментаторов в фазе роста ВВ' (см. кривую) позволяет получить экзополисахарид с требуемыми реологическими характеристиками (кинематическая вязкость), необходимыми в условиях нефтяного промысла. The transfer of biomass from the 1st, 2nd and 3rd fermenters in the explosive growth phase (see the curve) allows to obtain an exopolysaccharide with the required rheological characteristics (kinematic viscosity) required in the oil field.
Содержание углеводов до 0,8% можно получить предлагаемым способом, в то время как по прототипу этот показатель получается не выше 0,2% В этой фазе отсутствуют признаки специфической бактериофагии культуры. Время процесса по заявляемому варианту составляет 40-44 часа. The carbohydrate content of up to 0.8% can be obtained by the proposed method, while in the prototype this indicator is not higher than 0.2%. In this phase, there are no signs of specific bacteriophagy of the culture. The process time according to the claimed embodiment is 40-44 hours.
При работе установки в режиме по прототипу, когда каскад реакторов используется только для увеличения рабочего объема процесса, составило 72-74 часа. ТТТ1 ТТТ2 When the installation was in prototype mode, when the cascade of reactors is used only to increase the working volume of the process, it amounted to 72-74 hours. TTT1 TTT2
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94030864A RU2062788C1 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Method of continuous exopolysaccharide preparing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94030864A RU2062788C1 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Method of continuous exopolysaccharide preparing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2062788C1 true RU2062788C1 (en) | 1996-06-27 |
RU94030864A RU94030864A (en) | 1996-08-20 |
Family
ID=20159878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94030864A RU2062788C1 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Method of continuous exopolysaccharide preparing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062788C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662979C1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Method for producing exopolysaccharide of bacteria ancylobacter abiegnus |
RU2664198C1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-08-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Method for producing exopolysaccharides of bacteria xanthobacter xylophilus |
RU2787269C1 (en) * | 2021-07-26 | 2023-01-09 | Федеральный исследовательский центр "Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук" (ФИЦ ПНЦБИ РАН) | Method for production of fungal exopolysaccharides |
-
1994
- 1994-08-03 RU RU94030864A patent/RU2062788C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство N 206491, кл. С 12 М 1/06, 1967. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662979C1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Method for producing exopolysaccharide of bacteria ancylobacter abiegnus |
RU2664198C1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-08-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Method for producing exopolysaccharides of bacteria xanthobacter xylophilus |
RU2787269C1 (en) * | 2021-07-26 | 2023-01-09 | Федеральный исследовательский центр "Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук" (ФИЦ ПНЦБИ РАН) | Method for production of fungal exopolysaccharides |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94030864A (en) | 1996-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO326280B1 (en) | Process for Cultivating Crypthecodinium cohnii for the Synthesis of Docosahexaenoic Acid | |
Tamura et al. | Efficient tylosin production from Streptomyces fradiae using rapeseed oil | |
RU2062788C1 (en) | Method of continuous exopolysaccharide preparing | |
Roukas | Production of citric acid from beet molasses by immobilized cells of Aspergillus niger | |
EP3483280B1 (en) | A fermentation method for producing gellan gum | |
US5273891A (en) | Process for the production of microbial cellulose | |
CA1327536C (en) | Process for the production of microbial cellulose | |
Holmes | Bacterial cellulose | |
RU2676144C1 (en) | Method for producing invertase and citric acid | |
Khan et al. | Simple fed-batch cultivation strategy for the enhanced production of a single-sugar glucuronic acid-based oligosaccharides by a cellulose-producing Gluconacetobacter hansenii strain | |
KR20190128395A (en) | Mudium composition for the fermentation of microorganism producing phas comprising enzymatic hydrolysates of lees | |
EP2287324A2 (en) | Fermentation processes with low concentrations of carbon- and nitrogen-containing nutrients | |
SU181591A1 (en) | METHOD OF OBTAINING THE GLUCOSOOXIDASE PREPARATION | |
Díaz Ricci et al. | Determination of the optimal conditions for the continuous culture of Candida utilis in sugarcane stillage | |
Zahović et al. | XANTHAN PRODUCTION ON CRUDE GLYCEROL BY LAB-SCALE BIOREACTOR CULTIVATION OF LOCAL Xanthomonas ISOLATE | |
RU2198921C2 (en) | Method of preparing native spore suspension for anthrax vaccine preparing | |
RU2128915C1 (en) | Method of preparing preparation called phytosporin | |
Šantek et al. | Temperature and dissolved oxygen concentration as parameters of Azotobacter chroococcum cultivation for use in biofertilizers | |
RU2051968C1 (en) | METHOD OF PREPARING HETEROPOLYMER OF β-HYDROXYBUTYRIC AND b-HYDROXYVALERIC ACIDS | |
SU498940A1 (en) | Method for producing lysine | |
SU554281A1 (en) | The method of obtaining biomass | |
RU2078822C1 (en) | Method of biosynthesis of biologically active substance | |
Indraningtyas et al. | Physical Characteristics of Immobilized Cells Acetobacter xylinum of Various Concentrations of Na-alginate | |
RU1822884C (en) | Method of l-tryptophan preparing | |
SU1206305A1 (en) | Method of producing isoleicine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120804 |