RU2103346C1 - Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid - Google Patents

Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid Download PDF

Info

Publication number
RU2103346C1
RU2103346C1 RU96113685A RU96113685A RU2103346C1 RU 2103346 C1 RU2103346 C1 RU 2103346C1 RU 96113685 A RU96113685 A RU 96113685A RU 96113685 A RU96113685 A RU 96113685A RU 2103346 C1 RU2103346 C1 RU 2103346C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
citric acid
aspergillus niger
strain
producer
yield
Prior art date
Application number
RU96113685A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96113685A (en
Inventor
А.Ю. Винаров
Т.Е. Сидоренко
С.Е. Сметанина
В.Н. Яшина
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
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 Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ filed Critical Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority to RU96113685A priority Critical patent/RU2103346C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2103346C1 publication Critical patent/RU2103346C1/en
Publication of RU96113685A publication Critical patent/RU96113685A/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, microbiology. SUBSTANCE: new strain of fungus Aspergillus niger VKPM F-722 - a producer of citric acid. Strain is able to synthesize citric acid at 80% yield of ethanol content in medium and at 110% yield of a mixture of ethanol and sucrose. The use of this strain ensures to use sugar-containing media at increased ethanol level as carbon-containing substrate. EFFECT: new strain indicated above, increased yield of product.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области микробиологической промышленности и представляет новый непатогенный штамм гриба Aspergillus niger (ВСБ-945(2)), способный синтезировать лимонную кислоту при глубинном культивировании. The present invention relates to the field of microbiological industry and is a new non-pathogenic strain of the fungus Aspergillus niger (VSB-945 (2)), capable of synthesizing citric acid during deep cultivation.

Лимонная кислота, полученная микробиологическим путем, находит применение как в пищевой, так и в легкой промышленностях. Microbiological citric acid is used in both food and light industries.

Лимонная кислота может образовываться в результате метаболизма грибных, дрожжевых, бактериальных культур (Journal of science, 1986, 51, n 2, Биотехнология, 1992, 1, с. 46-49, заявка ФРГ N 3417777, заявка Великобритании N 1603887). Citric acid can be formed as a result of the metabolism of fungal, yeast, bacterial cultures (Journal of science, 1986, 51, n 2, Biotechnology, 1992, 1, pp. 46-49, German application N 3417777, UK application N 1603887).

В качестве источника углерода при биосинтезе лимонной кислоты чаще всего используют пищевые источники углерода: сахар, мелассу, а в качестве продуцентов гриб Aspergillus niger. Однако с точки зрения экономической эффективности использование таких непищевых источников углерода, как этиловый спирт предпочтительнее. Существующие штаммы микроорганизмов не способны эффективно синтезировать лимонную кислоту, используя технический спирт в повышенных концентрациях в среде. Food carbon sources are most often used as a carbon source in the biosynthesis of citric acid: sugar, molasses, and Aspergillus niger mushroom as producers. However, in terms of economic efficiency, the use of non-food carbon sources such as ethyl alcohol is preferable. Existing strains of microorganisms are not able to efficiently synthesize citric acid using industrial alcohol in high concentrations in the medium.

Наиболее близким по биосинтетической активности является штамм Aspergillus niger F-710. При выращивании этой культуры на сахарозе выход лимонной кислоты составляет 90-95% (Авчиева П.Б., Винаров А.Ю., Козлова И.А. Биосинтез лимонной кислоты из глюкозы при непрерывной ферментации Asporgillus niger. Прикладная биохимия и микробиология. Т.29, 1993, вып. 4, с. 567-575), однако на этиловом спирте лимонная кислота синтезируется этим штаммом с выходом 50%, при этом концентрация в среде этилового спирта больше 2,5% ингибирует рост культуры, что усложняет проведение процесса ферментации. The closest in biosynthetic activity is the strain Aspergillus niger F-710. When growing this culture on sucrose, the yield of citric acid is 90-95% (Avchieva PB, Vinarov A.Yu., Kozlova IA Biosynthesis of citric acid from glucose during continuous fermentation of Asporgillus niger. Applied biochemistry and microbiology. T. 29, 1993, issue 4, pp. 567-575), however, ethanol is synthesized by ethanol in ethanol with a yield of 50%, while the concentration in the medium of ethanol in excess of 2.5% inhibits the growth of the culture, which complicates the fermentation process .

В связи с изложенным задача предлагаемого изобретения заключалась в селекции активного непатогенного штамма гриба Aspergillus niger, характеризующегося производственными свойствами, способностью синтеза лимонной кислоты на этиловом спирте и сахарозе, высокой продуктивностью, технологичностью при выращивании. In connection with the stated objective of the present invention was the selection of an active non-pathogenic strain of the fungus Aspergillus niger, characterized by production properties, the ability to synthesize citric acid on ethyl alcohol and sucrose, high productivity, manufacturability during cultivation.

Предлагаемый новый штамм гриба Aspergillus niger F-722 получен автоселекцией штамма Aspergillus niger F-710 на минеральной питательной среде, содержащей этиловый спирт 4-6%, сахарозу 3%, сернокислый аммоний 2 г/л, калий фосфорнокислый однозамещенный 1,5 г/л, сернокислый магний 0,5 г/л, сернокислый цинк семиводный 0,01 г/л. The proposed new strain of the fungus Aspergillus niger F-722 was obtained by auto-selection of the strain Aspergillus niger F-710 on a mineral nutrient medium containing ethyl alcohol 4-6%, sucrose 3%, ammonium sulfate 2 g / l, potassium phosphate monosubstituted 1.5 g / l , magnesium sulfate 0.5 g / l, zinc sulfate, seven-water 0.01 g / l.

Посев клеток производился двухсуточной культурой гриба Aspergillus niger F-710 по 1 петле на жидкую питательную среду (100 мл). Выращивание вели при перемешивании, аэрации, температуре 30oC в течение 45 сут.Cells were seeded with a two-day culture of Aspergillus niger F-710 fungus, 1 loop per liquid nutrient medium (100 ml). Cultivation was carried out with stirring, aeration, at a temperature of 30 o C for 45 days.

В процессе выращивания и в конце выращивания определяли содержание лимонной кислоты методом окислительного бромирования, основанного на образовании пентабромацетона с последующим спектральным анализом. During the cultivation process and at the end of cultivation, the content of citric acid was determined by the method of oxidative bromination based on the formation of pentabromoacetone followed by spectral analysis.

Ив двух полученных суспензий (4% этилового спирта и 6% этилового спирта) были посеяны культуры на сусло-агар, на качественную среду с добавлением индикатора бромкрезолзеленого. The yves of the two suspensions obtained (4% ethyl alcohol and 6% ethyl alcohol) were seeded with wort-agar cultures and a quality medium supplemented with an indicator of bromocresol-green.

Разведения подбирали так, чтобы вырастало 50-80 колоний. Из каждой экспозиции выбирали колонии, которые окрашивали в ярко-желтый цвет. Отобранные 20 культур грибов выращивали на питательной среде приведенного вышe состава в течение 7 сут. В культуральной жидкости определяли содержание лимонной кислоты. На основании полученных результатов был отобран штамм гриба Aspergillus nuger ВСБ-945(2). Dilutions were selected so that 50-80 colonies grew. From each exposure, colonies were selected that were stained bright yellow. Selected 20 fungal cultures were grown on a nutrient medium of the above composition for 7 days. Citric acid content was determined in the culture fluid. Based on the results, a strain of Aspergillus nuger VSB-945 fungus was selected (2).

Приспособившийся к потреблению этилового спирта в высоких концентрациях штамм проверяли на устойчивость вновь приобретенного свойства. Он пересевался на жидкую питательную среду, содержащую источники минеральных солей, азота, фосфора, а также источники углерода: этиловый спирт, сахарозу, взятых в различных концентрациях. Adapted to the consumption of ethanol in high concentrations, the strain was tested for the stability of the newly acquired properties. It was transferred to a liquid nutrient medium containing sources of mineral salts, nitrogen, phosphorus, as well as carbon sources: ethyl alcohol, sucrose, taken in various concentrations.

При пересеве клеток Aspergillus niger ВСБ-945(2) на агаровую среду с концентрацией 4% этилового спирта клетки приспособившегося штамма образуют колонии большего размера, чем клетки гриба Aspergillus niger F-710 через трое суток выращивания. When Aspergillus niger cells VSB-945 (2) were transplanted onto agar medium with a concentration of 4% ethyl alcohol, cells of the adapted strain form larger colonies than Aspergillus niger F-710 fungus cells after three days of growth.

Определение систематического положения отобранного штамма, проведенное в соответствии с определителем грибов (Bergey s Manual of Systematic Bacteriology - Baltimore. Hong-Kong : London : Sydney, 1989,V. 1,2,3,4). Determination of the systematic position of the selected strain, carried out in accordance with the determinant of fungi (Bergey s Manual of Systematic Bacteriology - Baltimore. Hong-Kong: London: Sydney, 1989, V. 1,2,3,4).

Определение степени патогенности селекционированного штамма Aspergillus niger подтвердило отсутствие патогенности. Determining the degree of pathogenicity of the selected strain of Aspergillus niger confirmed the absence of pathogenicity.

Характеристика штамма грибов Aspergillus niger F-722. Characterization of the strain of fungi Aspergillus niger F-722.

Культуральные признаки: колонии на сусло-агаре белые, мохнатые, через трое суток наблюдается образование спор коричневого цвета при Т-30oС. При выращивании на среде Чапека при Т = 28oC, рH 6,0 образуется разветвленный мицелий гриба без зернистых включений. На МПА рост отсутствует.Cultural traits: the wort agar colonies are white, furry, after three days brown spores are formed at T-30 o C. When grown on Chapek’s medium at T = 28 o C, pH 6.0 a branched fungal mycelium is formed without granular inclusions . There is no growth on MPA.

Морфологические признаки: мицелий состоит из гиф, переплетенных между собой, бесцветных, диаметр гиф 3-6 мкм. При поверхностном росте возвышаются органы плодоношения - конидиеносцы, представляющие собой утолщенные несептированные гифы длиной до 2000 мкм. Morphological signs: the mycelium consists of hyphae intertwined, colorless, the diameter of hyphae is 3-6 microns. With superficial growth, the fruiting organs rise - the conidiophores, which are thickened unseptic hyphae up to 2000 microns in length.

Физиолого-биохомические признаки: ассимилирует этиловый спирт, сахарозу, глюкозу. Не нуждается в витаминах и в факторах роста. Расчет при температуре 20-40oC, оптимальные значения 28-30oC, растет при pH 1,0-7,0, оптимальные значения 5,8-6,2.Physiological and biochemical signs: assimilates ethyl alcohol, sucrose, glucose. It does not need vitamins and growth factors. Calculation at a temperature of 20-40 o C, optimal values 28-30 o C, grows at pH 1.0-7.0, optimal values 5.8-6.2.

Штамм Aspergillus niger ВСБ-945(2) депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов Государственного научно-исследовательского института Генетики под номером F-722. The strain Aspergillus niger VSB-945 (2) was deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms of the State Genetics Research Institute under the number F-722.

Штамм Aspergillus niger F-722 был испытан в камеральных условиях в ферментере Y 20 л, Т = 130oC, n = 400 об/мин при аэрации 0,3 м3/ч, PH 1,5-6,5 на синтетической питательной среде, следующего состава: этиловый спирт 3%, сернокислый аммоний 2 г/л, калий фосфорнокислый однозамещенный 1,5 г/л, сернокислый магний 0,5 г/л, сернокислый цинк семиводный 0,012 г/л, в течение 30 ч, при этом этиловый спирт вносили дробно: концентрация этилового спирта в среде не превышала 2,5%. Засевную биомассу готовили путем выращивания двухсуточной культуры грибов на вышеприведенной среде.The strain Aspergillus niger F-722 was tested in laboratory conditions in a fermenter Y 20 l, T = 130 o C, n = 400 rpm with aeration of 0.3 m 3 / h, PH 1.5-6.5 on a synthetic nutrient medium of the following composition: ethyl alcohol 3%, ammonium sulfate 2 g / l, monosubstituted potassium phosphate 1.5 g / l, magnesium sulfate 0.5 g / l, zinc sulfate, seven-water 0.012 g / l, for 30 hours, at Ethyl alcohol was added fractionally: the concentration of ethyl alcohol in the medium did not exceed 2.5%. Inoculum biomass was prepared by growing a two-day culture of mushrooms on the above medium.

Для сравнительной оценки исследования были проведены со следующими штаммами гриба: Aspergillus niger F-710, Aspergillus niger F-228. For a comparative evaluation, studies were carried out with the following strains of the fungus: Aspergillus niger F-710, Aspergillus niger F-228.

При выращивании гриба Aspergillus niger F-722 на питательной среде, содержащей этиловый спирт, синтезировал лимонную кислоту с выходом 80% от поданного субстрата, в то время как штаммы грибов F-228, F-710 показали низкую синтетическую активность (выход составил 48% и 52% соответственно). When growing Aspergillus niger F-722 fungus on a nutrient medium containing ethyl alcohol, it synthesized citric acid with a yield of 80% of the supplied substrate, while the F-228, F-710 fungi strains showed low synthetic activity (the yield was 48% and 52% respectively).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.

Пример 1. Штамм гриба Aspergillus niger F-722 культивировали в лабораторном ферментере с рабочим объемом 20 л на минеральной среде, следующего состава: сернокислый аммоний 2 г/л, калий фосфорнокислый однозамещенный 1,5 г/л, магний сернокислый 0,5 г/л, сернокислый цинк 0,012 г/л. В среду вносили 2% этилового спирта, 7% сахарозы. Выращивание вели при Т = 32oC, исх. pH 6,5 при перемешивании 400 об/мин, аэрации 0,4 м3/ч., PH не поддерживали. В результате эксперимента было синтезировано 100 г/л лимонной кислоты, выход составил 110%.Example 1. The strain of the fungus Aspergillus niger F-722 was cultured in a laboratory fermenter with a working volume of 20 l on a mineral medium, the following composition: ammonium sulfate 2 g / l, potassium phosphate monosubstituted 1.5 g / l, magnesium sulfate 0.5 g / l, zinc sulfate 0.012 g / l. 2% ethyl alcohol and 7% sucrose were added to the medium. Cultivation was carried out at T = 32 o C, ref. pH 6.5 with stirring 400 rpm, aeration of 0.4 m 3 / h, PH was not maintained. As a result of the experiment, 100 g / l of citric acid was synthesized, the yield was 110%.

Пример 2. Штамм гриба Aspergillus niger F-722 выращивали также, как в примере 1, только в питательной среде содержалось 4% этилового спирта, 6% сахарозы. Выход продукта биосинтеза - лимонной кислоты составил 93%. Example 2. The strain of the fungus Aspergillus niger F-722 was grown as in example 1, only in the nutrient medium contained 4% ethyl alcohol, 6% sucrose. The yield of the biosynthesis product, citric acid, was 93%.

Пример 3. Штамм Aspergillus niger F-710 выращивали также, как в примере 1, при этом выход лимонной кислоты от поданных углеродсодержащих субстратов составил 90%. Example 3. The strain Aspergillus niger F-710 was grown as in example 1, while the yield of citric acid from the supplied carbon-containing substrates was 90%.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что предлагаемый штамм Aspergillus niger F-722 является этанол-ассимилирующим продуцентом лимонной кислоты, характеризующийся следующими отличительными признаками от прототипа Aspergillus niger F-710:
синтезирует лимонную кислоту на питательной среде, содержащей повышенные концентрации этилового спирта и сахарозы, при этом выход от субстратов составляет 90-110%;
устойчив по своим морфолого-культуральным и физиологическим свойствам.
Thus, on the basis of the studies it can be concluded that the proposed strain of Aspergillus niger F-722 is an ethanol-assimilating producer of citric acid, characterized by the following distinctive features from the prototype Aspergillus niger F-710:
synthesizes citric acid in a nutrient medium containing elevated concentrations of ethyl alcohol and sucrose, while the yield from substrates is 90-110%;
stable in its morphological, cultural and physiological properties.

На основании данных приведенных исследований штамм гриба Aspergillus niger F-722 рекомендован в качестве нового продуцента лимонной кислоты. Based on the data from the above studies, the strain of the fungus Aspergillus niger F-722 is recommended as a new producer of citric acid.

Claims (1)

Штамм гриба Aspergillus niger ВКПМ F-722 продуцент лимонной кислоты. The strain of the fungus Aspergillus niger VKPM F-722 producer of citric acid.
RU96113685A 1996-06-27 1996-06-27 Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid RU2103346C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96113685A RU2103346C1 (en) 1996-06-27 1996-06-27 Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96113685A RU2103346C1 (en) 1996-06-27 1996-06-27 Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2103346C1 true RU2103346C1 (en) 1998-01-27
RU96113685A RU96113685A (en) 1999-07-20

Family

ID=20182920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96113685A RU2103346C1 (en) 1996-06-27 1996-06-27 Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2103346C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558228C2 (en) * 2013-11-19 2015-07-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок" (ФГБНУ ВНИИПД) STRAIN Aspergillus niger-PRODUCER OF CITRIC ACID

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авчиева П.Б., Винаров А.Ю., Козлова И.А. Биосинтез лимонной кислоты из глюкозы при непрерывной ферментации Aspergillus niger. Прикладная биохимия и микробиология. - 1993, т.29, вып.4, с.567 - 573. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558228C2 (en) * 2013-11-19 2015-07-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок" (ФГБНУ ВНИИПД) STRAIN Aspergillus niger-PRODUCER OF CITRIC ACID

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Timoumi et al. Impacts of environmental conditions on product formation and morphology of Yarrowia lipolytica
Anastassiadis et al. Continuous gluconic acid production by isolated yeast-like mould strains of Aureobasidium pullulans
CN108431206A (en) The method for producing biomass using the gaseous substrate comprising CO2 and methane
JPH03505396A (en) Improved fermentation methods for carboxylic acids
JP4132253B2 (en) Ammonia-resistant L (+)-lactic acid-producing bacterium and L (+)-lactic acid production method
RU2103346C1 (en) Fungus strain aspergillus niger - a producer of citric acid
JP4623766B2 (en) Osmolarity controlled fermentation method for acarbose preparation
Zhu et al. Fluid flow induced shear stress affects cell growth and total flavone production by Phellinus igniarius in stirred-tank bioreactor
RU2096461C1 (en) Yeast strain yarrowia lipolytica - producer of citric acid and method of citric acid production
JP2005518780A (en) Metabolically controlled fermentation process for pseudomonic acid production
EP1613759B1 (en) Fermentation processes with low concentrations of carbon- and nitrogen-containing nutrients
Kostka et al. Oxygen requirements of Aspergillus awamori fungi in the process of glucoamylase biosynthesis
RU2822163C1 (en) Method of producing carotenoid-enriched protein biomass on natural gas using strain of methane-oxidising bacteria methylomonas koyamae b-3802d
RU2061751C1 (en) Strain of yeast candida ethanolica - a producer of biomass
RU2103350C1 (en) Yeast strain rhodotorula glutinis - a producer of carotinoids
RU2426793C2 (en) Method of cephalosporin c biosynthesis with using new acremonium chrysogenum strain, rncm no f-4081d
RU2209250C2 (en) Method for microbiological processing waste in fractionating alcohol purification to yield protein biomass
RU2077573C1 (en) Strain of yeast hansenula species - a producer of food biomass
RU869332C (en) Strain brevibacterium spe 531 - producent of l-lysin
SU958498A1 (en) Process for producing alpha-mannase
RU2092557C1 (en) Method of preparing the sowing material for citric acid production
SU1631085A1 (en) Strain of yeast debaryomyces globosus producer of lipides on ethanol-containing medium
RU2180689C2 (en) Consortium of strains of bacteria rhodococcus erythropolis and yeast saccharomycopsis fibuligera as protein producer in nutrient medium containing alcoholic mash and grain raw
RU2092549C1 (en) Yeast strain endomycopsis fibuligera - a producer of the protein biomass
RU2126831C1 (en) Strain of fungus pleurotus ostreatus - producer of protein biomass

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090628