RU2553562C1 - Method of production of xanthan-containing cultural liquid - Google Patents
Method of production of xanthan-containing cultural liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553562C1 RU2553562C1 RU2014119841/10A RU2014119841A RU2553562C1 RU 2553562 C1 RU2553562 C1 RU 2553562C1 RU 2014119841/10 A RU2014119841/10 A RU 2014119841/10A RU 2014119841 A RU2014119841 A RU 2014119841A RU 2553562 C1 RU2553562 C1 RU 2553562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cultivation
- nutrient medium
- culture
- xanthan
- low
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к биотехнологическому получению экзополисахаридов, и может быть использовано при получении ксантана, а также получению биопрепаратов различного назначения.The invention relates to the field of biotechnology, namely to the biotechnological production of exopolysaccharides, and can be used to obtain xanthan gum, as well as to obtain biological products for various purposes.
Ксантан представляет собой микробиологический полимер, широко применяемый в пищевой, фармацевтической, косметической промышлености, а также при добыче нефти.Xanthan is a microbiological polymer widely used in the food, pharmaceutical, cosmetic industries, as well as in oil production.
Известен (RU, патент 2323005, опубл. 2008) способ получения культуральной жидкости производства ксантанов, включающий культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКМ В-611 на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания сахарозу, а также минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации и перемешивания, причем культивирование ведут в ферментерах, которые предварительно последовательно промывают 0,01-0,05%-ным водным раствором β-лактамного антибиотика или 0,01-0,05%-ным водным раствором антибиотика рода тетрациклинов или их смесью при той же концентрации в любом соотношении, водой и стерилизуют.Known (RU, patent 2323005, publ. 2008) is a method for producing a culture fluid for the production of xanthan gum, comprising cultivating a strain of Xanthomonas campestris VKM B-611 on a nutrient medium containing sucrose as a carbon source, as well as mineral salts and growth factors, under aeration conditions and mixing, and cultivation is carried out in fermenters, which are pre-washed sequentially with a 0.01-0.05% aqueous solution of a β-lactam antibiotic or 0.01-0.05% aqueous solution of a tetracycline antibiotic or a mixture thereof and the same concentration in any ratio, and sterilized water.
Недостатком известного способа следует признать неиспользование в качестве источника углеродного питания сахарозы, а также сложность промывки ферментеров.A disadvantage of the known method should be recognized as the non-use of sucrose as a carbon power source, as well as the difficulty of washing the fermenters.
Известен (US, патент 3485719, опубл. 23.12.1969) способ получения культуральной жидкости производства ксантанов с использованием бактерий Xanthomonas campestris. Известный способ предусматривает культивирование бактерий Xanthomonas campestris с введением в состав питательной среды, кроме источника углерода (сахароза), ионов железа и хелатообразующих соединений.Known (US patent 3485719, publ. 12/23/1969) a method of obtaining a culture fluid for the production of xanthan gum using bacteria Xanthomonas campestris. The known method involves the cultivation of bacteria Xanthomonas campestris with the introduction of a nutrient medium, in addition to a carbon source (sucrose), iron ions and chelating compounds.
Недостатком указанного способа является значительное загрязнение полученной культуральной жидкости неутилизируемыми бактериями компонентами питательной среды.The disadvantage of this method is the significant contamination of the resulting culture fluid with non-recyclable bacteria components of the nutrient medium.
Известен (FR, патент 2231748, опубл. 1975) способ получения культуральной жидкости производства ксантанов, включающий культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКМ В-611 на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания метанол, а также минеральные соли.Known (FR patent 2231748, publ. 1975) is a method for producing a culture fluid of xanthan gum production, comprising cultivating a strain of Xanthomonas campestris VKM B-611 in a nutrient medium containing methanol as well as mineral salts as a carbon source.
Недостатком известного способа следует признать не только использование токсичного компонента (метанола), но и малое содержание экзосахаров в конечной культуральной среде.The disadvantage of this method should be recognized not only the use of a toxic component (methanol), but also the low content of exosugars in the final culture medium.
Известен (RU, патент 2252033, опубл. 2005) способ получения культуральной жидкости ксантанов, включающий культивирование штаммов-продуцентов Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источник углеродного питания (сахароза), минеральные соли и факторы роста, в условиях аэрации и перемешивания, причем культивирование ведут в ферментерах, в которых предварительно производили синтез β-лактамного антибиотика.Known (RU, patent 2252033, publ. 2005) is a method for producing a culture liquid of xanthan gum, comprising culturing Xanthomonas campestris producer strains on a nutrient medium containing a carbon nutrition source (sucrose), mineral salts and growth factors, under conditions of aeration and mixing, and cultivation lead in fermenters, which previously produced the synthesis of β-lactam antibiotic.
Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (SU, патент 929015, опубл. 1982) способ производства культуральной жидкости ксантанов, включающий культивирование культуры штамма Pseudomonas polysaccharogenes М-30 на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, в качестве источника углерода использован метанол.The closest analogue of the developed method can be recognized (SU, patent 929015, publ. 1982) a method for the production of xanthan culture fluid, including cultivating a culture of the Pseudomonas polysaccharogenes M-30 strain on a nutrient medium containing carbon and nitrogen sources, as well as mineral salts, under aeration conditions , methanol was used as a carbon source.
Недостатком известного способа следует признать применение токсичного источника углерода (метанола), а также слабую эффективность штамма Pseudomonas polysaccharogenes М-30 как продуцента ксантана.The disadvantage of this method should recognize the use of a toxic carbon source (methanol), as well as the low efficiency of the strain Pseudomonas polysaccharogenes M-30 as a producer of xanthan gum.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в оптимизации получения культуральной жидкости, содержащей ксантан.The technical problem solved by the developed technical solution is to optimize the production of culture fluid containing xanthan gum.
Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в повышении содержания ксантана в культуральной жидкости, содержащей ксантан на стадии завершения процесса при одновременном использовании в качестве источника углерода нетоксичной предварительно гидролизованной низкосортной древесины.The technical result obtained by implementing the method consists in increasing the xanthan content in the culture fluid containing xanthan at the stage of completion of the process while using non-toxic pre-hydrolyzed low-grade wood as a carbon source.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан, включающий культивирование культуры бактерий Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, причем в качестве источника углерода в питательной среде используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, при этом на питательной среде осуществляют культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed method for producing a culture fluid containing xanthan gum, including cultivating a culture of bacteria Xanthomonas campestris on a nutrient medium containing carbon and nitrogen sources, as well as mineral salts, under aeration conditions, using previously hydrolyzed low-grade wood, while the cultivation of the strain Xanthomonas campestris VKPM B-2228 is carried out on a nutrient medium.
Выращивание штамма Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228, полученного из коллекции ВНИИГенетика, в совокупности с использованием в качестве источника углерода предварительно гидролизованной низкосортной древесины (ольха, осина, береза и т.д) позволяет решить поставленную задачу и достичь указанного технического результата - исключить из технологического процесса токсичное вещество и утилизировать низкосортную древесину с одновременным повышением эффективности культивирования, выраженным повышенным содержанием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.The cultivation of the strain Xanthomonas campestris VKPM B-2228, obtained from the collection of the All-Russian Research Institute of Genetics, combined with the use of pre-hydrolyzed low-grade wood (alder, aspen, birch, etc.) as a carbon source, allows us to solve the problem and achieve the indicated technical result - to exclude it from the technological toxic substance and utilize low-grade wood with a simultaneous increase in cultivation efficiency, expressed as a high content of microbial waste products organisms.
Кроме предварительно гидролизованной низкосортной двевесины в качестве источника углерода могут быть использованы и другие предварительно гидролизованные целлюлозосодержащие субстраты.In addition to the pre-hydrolyzed low-grade twine, other pre-hydrolyzed cellulose-containing substrates can also be used as a carbon source.
Культивирование продуцента ксантана проводят в присутствии источников калия, фосфора, магния, кальция, органического и неорганического азота.The cultivation of the producer of xanthan gum is carried out in the presence of sources of potassium, phosphorus, magnesium, calcium, organic and inorganic nitrogen.
Для усиления получаемого технического результата в питательную среду дополнительно может быть добавлена органическая кислота.To enhance the obtained technical result, an organic acid can be added to the nutrient medium.
Гидролиз низкосортной древесины может быть осуществлен путем обработки измельченной низкосортной древесины неорганической кислотой или ферментативным путем.The hydrolysis of low-grade wood can be carried out by treating the crushed low-grade wood with an inorganic acid or by enzymatic means.
Поскольку процесс биотехнологического получения ксантана достаточно чувствителен к присутствию посторонней микрофлоры желательно проводить процесс в асептическом режиме.Since the biotechnological process of obtaining xanthan is quite sensitive to the presence of extraneous microflora, it is desirable to carry out the process in aseptic mode.
Поскольку в ходе культивирования ксантана расходуются компоненты питательной среды, желательно в ходе культивирования культуры бактерий добавлять в ферментер питательную среду. Since the components of the nutrient medium are consumed during the cultivation of xanthan, it is advisable to add the nutrient medium to the fermenter during the cultivation of the bacteria culture.
Разработанный способ осуществляют следующим образом.The developed method is as follows.
В состав ферментационной среды для культивирования продуцента ксантана входят источник сахаров (упаренный гидролизат древесного сырья - УГДС), кукурузный экстракт (ростовой фактор), аммоний сернокислый, калий фосфорнокислый однозамещенный, магний сернокислый и вода.The composition of the fermentation medium for the cultivation of the xanthan producer includes a sugar source (one stripped off hydrolyzate of wood raw materials - UGDS), corn extract (growth factor), ammonium sulfate, potassium phosphate monosubstituted, magnesium sulfate and water.
Основным источником сахаров является отход - древесная щепа. Размер исходных частиц щепы варьирует в широком пределе и зависит от вида древесины. Гидролиз щепы может быть как кислотным, так и ферментативным. В любом варианте гидролиз проводят известным образом.The main source of sugar is waste - wood chips. The size of the initial particles of wood chips varies widely and depends on the type of wood. Hydrolysis of wood chips can be both acidic and enzymatic. In any embodiment, hydrolysis is carried out in a known manner.
Выращивание посевного материала проводят на скошенной агаризованной среде.The cultivation of seed is carried out on a mowed agar medium.
В качестве среды для твердофазного культивирования используют агаризованный 2% агара бульон МПА с добавлением 2% стерильной глюкозы.As a medium for solid-phase cultivation, agarized 2% agar broth MPA with the addition of 2% sterile glucose is used.
Полученную среду в асептических условиях разливают в стерильные пробирки с ватными пробками. Укладывают пробирки на валик для получения скошенной твердой среды. После остывания и затвердения агаризованной среды в пробирках пробирки помещают в термостат при температуре 37°С на 5 суток для проращивания. The resulting medium under aseptic conditions is poured into sterile tubes with cotton plugs. Place the tubes on a roller to obtain a slanted solid medium. After cooling and hardening of the agar medium in test tubes, the tubes are placed in a thermostat at a temperature of 37 ° C for 5 days for germination.
Через 5 суток отбирают визуально стерильные пробирки со скошенной агаризованной средой и производят в асептических условиях посев культуры продуцента ксантана микробиологической петлей с пробирки с культурой, проверенной на отсутствие контаминантов визульано и микроскопированием, хранящейся в холодильнике не более 20 суток. After 5 days, visually sterile tubes with a beveled agar medium are taken and the culture of the xanthanum producer is seeded under aseptic conditions using a microbiological loop from a test tube with a culture tested for the absence of contaminants of vizulano and microscopically stored for no more than 20 days.
Пробирки после посева помещают в термостат при температуре 27-28°С на 24 часа.The tubes after inoculation are placed in a thermostat at a temperature of 27-28 ° C for 24 hours.
Посевная среда для выращивания в колбах имеет следующий состав, г/л:The seed medium for growing in flasks has the following composition, g / l:
В асептических условиях посевную среду по 10 мл заливают в пробирки с культурой Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228, полученные ранее, и производят смыв с поверхности агаризованной среды стерильной пипеткой. Среду с культурой Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 из пробирок асептически переносят в посевную среду Перемешивают и разливают по стерильным колбам емкостью 250 мл по 30 мл в каждую колбу. Приготовленные колбы устанавливают на качалке. Включают перемешивание на 380-400 об/мин и устанавливают температуру культивирования 26-28°С. В установленном режиме колбы культивируют 24 часа. Under aseptic conditions, 10 ml inoculum is poured into Xanthomonas campestris VKPM B-2228 culture tubes obtained previously, and the surface of the agarized medium is washed off with a sterile pipette. The medium with the culture of Xanthomonas campestris VKPM B-2228 from the tubes is aseptically transferred to the seed medium. It is mixed and poured into sterile flasks with a capacity of 250 ml of 30 ml to each flask. Cooked flasks set on a rocking chair. Mixing is turned on at 380-400 rpm and the cultivation temperature is set at 26-28 ° C. In the established mode, the flasks are cultured for 24 hours.
Затем колбы снимают с качалки и в асептических условиях сливают посевной материал культуры бактерий Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 из каждой колбы в стерильную колбу с нижним тубусом, шлангом и зажимом на нем. Из этой колбы отбирают пробу усредненного посевного материала и осуществляют проверку посевного материала на отсутствие контаминантов микроскопированием и высевом на твердую питательную среду.Then the flasks are removed from the rocking chair and, under aseptic conditions, the seed culture of the bacterial culture Xanthomonas campestris VKPM B-2228 is poured from each flask into a sterile flask with a lower tube, a hose and a clamp on it. A sample of the averaged seed is taken from this flask and the seed is checked for contaminants by microscopic examination and plating on a solid nutrient medium.
При культивировании продуцента ксантана Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 в биореактор, в котором находится 8 л стерильной УГДС, вносят ранее полученный посевной материал, а также ранее приготовленные стерильные растворы солей и ростового фактора. Включают подачу стерильного воздуха в биореактор. Процесс проводят при термостатировании и перемешивании содержимого биореактора. В процессе культивирования из биореактора периодически отбирают пробу на отсутствие контаминантов, оптическую плотность и содержание редуцирующих веществ (РВ, по глюкозе). По показаниям контрольного рН-метра корректируют значение рН в начальной ферментационной среде. При соблюдении всех вышеперечисленных условий, в асептических условиях присоединяют к биореактору колбу с 2 л посевного материала и переносят содержимое колбы в биореактор.During the cultivation of the xanthan producer Xanthomonas campestris VKPM B-2228, the previously obtained seed, as well as previously prepared sterile solutions of salts and growth factor, are introduced into the bioreactor containing 8 l of sterile UGDS. Turn on the supply of sterile air to the bioreactor. The process is carried out with temperature control and mixing of the contents of the bioreactor. In the process of cultivation, a sample is periodically taken from the bioreactor for the absence of contaminants, optical density and content of reducing substances (PB, for glucose). According to the test pH meter, the pH value in the initial fermentation medium is adjusted. Subject to all the above conditions, under aseptic conditions, attach a flask with 2 l of seed to the bioreactor and transfer the contents of the flask to the bioreactor.
Затем осуществляют культивирование продуцента ксантана Xanthomonas campestris ВКПМ В-2228 в биореакторе.Then carry out the cultivation of the producer of xanthan Xanthomonas campestris VKPM B-2228 in the bioreactor.
В течение всего процесса культивирования из биореактора периодически отбирают пробу культуральной жидкости для контроля на отсутствие контаминантов, определения концентрации биомассы, ксанатана и концентрации остаточных РВ.During the entire cultivation process, a sample of the culture fluid is periodically taken from the bioreactor to monitor for the absence of contaminants, determine the concentration of biomass, xanatan and the concentration of residual radioactive substances.
При необходимости проводят корректировки состава питательной среды.If necessary, adjust the composition of the nutrient medium.
Окончание процесса культивирования определяется по результатам анализа проб из биореактора на содержание РB и показаниям датчика измерения парционального давления растворенного кислорода. По окончании процесса культивирования культуральную жидкость сливают из биореактора через нижний штуцер в пластиковые канистры и культуральная жидкость поступает на стадию выделения ксантана.The end of the cultivation process is determined by the analysis of samples from the bioreactor for the content of RB and the readings of the sensor for measuring the partial pressure of dissolved oxygen. At the end of the cultivation process, the culture fluid is drained from the bioreactor through the lower fitting into plastic cans and the culture fluid enters the stage of xanthan recovery.
Использование разработанного способа позволяет повысить содержание ксантана в культуральной жидкости на 0,4% при одновременном использовании в качестве источника углерода предварительно гидролизованной низкосортной древесины. Using the developed method allows to increase the xanthan content in the culture fluid by 0.4% while simultaneously using pre-hydrolyzed low-grade wood as a carbon source.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119841/10A RU2553562C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Method of production of xanthan-containing cultural liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119841/10A RU2553562C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Method of production of xanthan-containing cultural liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2553562C1 true RU2553562C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014119841/10A RU2553562C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Method of production of xanthan-containing cultural liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2553562C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714638C1 (en) * | 2019-10-09 | 2020-02-18 | Виктор Васильевич Ревин | Xanthomonas theicola bacterium strain - xanthan producer |
| RU2744107C1 (en) * | 2020-10-05 | 2021-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр» | Xanthomonas fuscans bacterial strain - producer of xanthan gum |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU929015A3 (en) * | 1978-10-10 | 1982-05-15 | Мицубиси Петрокемикал Компани Лимитед | Process for producing polysaccharide |
| SU1389683A3 (en) * | 1983-06-29 | 1988-04-15 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.(Фирма) | Method of producing heteropolysaccharide |
| US5175278A (en) * | 1985-06-28 | 1992-12-29 | Merck & Co., Inc. | Heteropolysaccharide S-657 |
| RU2189394C2 (en) * | 1998-01-12 | 2002-09-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Composition of nutrient medium for culturing acetobacter xylinum for bacterial cellulose preparing (versions) |
-
2014
- 2014-05-19 RU RU2014119841/10A patent/RU2553562C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU929015A3 (en) * | 1978-10-10 | 1982-05-15 | Мицубиси Петрокемикал Компани Лимитед | Process for producing polysaccharide |
| SU1389683A3 (en) * | 1983-06-29 | 1988-04-15 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.(Фирма) | Method of producing heteropolysaccharide |
| US5175278A (en) * | 1985-06-28 | 1992-12-29 | Merck & Co., Inc. | Heteropolysaccharide S-657 |
| RU2189394C2 (en) * | 1998-01-12 | 2002-09-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Composition of nutrient medium for culturing acetobacter xylinum for bacterial cellulose preparing (versions) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 2193063 с1, 20.11.2002. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714638C1 (en) * | 2019-10-09 | 2020-02-18 | Виктор Васильевич Ревин | Xanthomonas theicola bacterium strain - xanthan producer |
| RU2744107C1 (en) * | 2020-10-05 | 2021-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр» | Xanthomonas fuscans bacterial strain - producer of xanthan gum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105838654B (en) | High-density liquid culture method for lactobacillus acidophilus | |
| CN103614447B (en) | A kind of Ferment of DM production method utilizing cane molasses Substitute For Partial W-Gum | |
| RU2559553C1 (en) | Method of producing xanthan | |
| CN103614428A (en) | Method for fermentation production of L-tryptophan with high efficiency | |
| CN103614445B (en) | A fermentation production method for aureomycin by utilizing mycoprotein in place of a portion of yeast powder | |
| RU2553562C1 (en) | Method of production of xanthan-containing cultural liquid | |
| AU2020101953A4 (en) | A method of cultivating microalgae with high oil content | |
| CN106544293A (en) | A kind of method that use Pichia sp. fermentation bacterium mud produces Clostridium butyricum | |
| CN103667107B (en) | A kind of manure enterococcin strain producing Pfansteihl | |
| CN105385608A (en) | Lentinus edodes liquid strain submerged fermentation technology | |
| CN104673767A (en) | Method for producing feruloyl esterase | |
| CN108911452A (en) | A method of improving citric acid wastewater dewatering performance of sludge using penicillium oxalicum | |
| CN110564804B (en) | Clear liquid fermentation medium for producing riboflavin and fermentation method | |
| Khusna et al. | Isolation and identification of Acetobacter sp. from pineapple (Ananas comosus L.) as nata starter | |
| CN105296407A (en) | Method for culturing avibacterium paragallinarum bacterial solution | |
| CN105154360A (en) | Method for cultivating comonas testosteroni HY-08D | |
| CN101029334A (en) | Colicine testing fluid and simple testing bottle | |
| CN116286513B (en) | Lactobacillus johnsonii FR-1012 and method for industrially producing gamma-aminobutyric acid by same | |
| RU2676144C1 (en) | Method for producing invertase and citric acid | |
| CN103898000A (en) | Liquid fermentation method of petroleum degradation bacteria agent | |
| CN109097435A (en) | A method of screening malaga carbohydrate oxidase strain from air | |
| RU2803269C1 (en) | Nutrient medium for the cultivation of pasteurella in industrial bioreactors | |
| CN114437985B (en) | Enterobacter aerogenes and application thereof in synthesis of microbial polysaccharide | |
| RU2404247C2 (en) | Method of obtaining butanol | |
| CN105349468A (en) | Microbial flocculant produced from brewery wastewater and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160520 |