RU2559553C1 - Способ получения ксантана - Google Patents
Способ получения ксантана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559553C1 RU2559553C1 RU2014130114/10A RU2014130114A RU2559553C1 RU 2559553 C1 RU2559553 C1 RU 2559553C1 RU 2014130114/10 A RU2014130114/10 A RU 2014130114/10A RU 2014130114 A RU2014130114 A RU 2014130114A RU 2559553 C1 RU2559553 C1 RU 2559553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- xanthan
- culture
- nutrient medium
- carried out
- low
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения ксантана. Проводят культивирование культуры бактерий Xanthomonas cаmpestris ВКПМ В-2228 на питательной среде в условиях аэрации. Питательная среда содержит предварительно гидролизованную низкосортную древесину, источники азота, минеральные соли. Выделяют ксантан из культуральной жидкости путем экстракции низшим одноатомным спиртом. Преимуществом способа является повышение эффективности получения ксантана. 6 з.п. ф-лы, 1 пр.
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно - к биотехнологическому получению экзополисахаридов, и может быть использовано при получении ксантана.
Ксантан представляет собой микробиологический полимер, широко применяемый в пищевой, фармацевтической, косметической промышлености, а так же при добыче нефти.
Известен (RU, патент 2323005, опубл. 2008) способ получения ксантана, 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 без выделения ксантана, но с концентрированием культуральной жидкости с наработанным ксантаном. Используемые ферментеры 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.
Недостатком известного способа следует признать использование в качестве источника углеродного питания сахарозы, а также сложность промывки ферментеров.
Известен (US патент 3485719, опубл. 23.12.1969) способ получения 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. Выделение ксантана из культуральной жидкости не производят.
Недостатком указанного способа является значительное загрязнение полученной культуральной жидкости неутилизируемыми бактериями компонентами питательной среды.
Известен (FR, патент 2231748, опубл. 1975) способ получения ксантанов, включающий культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКМ В-611 на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания метанол, а также минеральные соли.
Недостатком известного способа следует признать не только использование токсичного компонента (метанола), но и малое содержание экзосахаров в конечной культуральной среде.
Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (SU, патент 929015, опубл. 1982) способ производства ксантанов, включающий культивирование культуры штамма Pseudomonas polysaccharogenes М-30 на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, с последующим выделением ксантана, причем в качестве источника углерода использован метанол.
Недостатком известного способа следует признать применение токсичного источника углерода (метанола), а также слабую эффективность штамма Pseudomonas polysaccharogenes М-30 как продуцента ксантана.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в оптимизации технологии получания ксантана.
Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в повышении эффективности получения ксантана при одновременном использовании в качестве источника углерода не токсичной предварительно гидролизованной низкосортной древесины.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ получения ксантана, включающий культивирование культуры бактерий Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации с последующим экстрагированием ксантана из культуральной жидкости, причем в качестве источника углерода в питательной среде используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, при этом на питательной среде осуществляют культивирование штамма Xanthomonas campestris В-2228, а экстракцию проводят действием низших однатомных спиртов, предпочтительно этиловым.
Выращивание штамма Xanthomonas campestris В-2228, полученного из коллекции ВНИИГенетика ВКПМ, 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 их технологического процесса токсичное вещество и утилизировать низкосортную древесину с одновременным повышением эффективности культивирования,
выраженый повышенным содержанием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.
Кроме предварительно гидролизованной низкосортной двевесины в качестве источника углерода могут быть использованы и другие предварительно гидролизованные целлюлозосодержащие субстраты.
Культивирование продуцента ксантиана проводят в присутствии источников калия, фосфора, магния, кальция, органического и неорганического азота.
Гидролиз низкосортной древесины может быть осуществлен путем обработки измельченной низкосортной древесины неорганической кислотой или ферментативным путем. В результате гидролиза получают продукт с содержанием 1,75-1,98 дисахаров и 0,56-0,64 моносахаров, который предназначен для микробиологического синтеза ксантана в качестве источника сахаров.
Поскольку процесс биотехнологического получения ксантана достаточно чувствителен к присутствию посторонней микрофауны желательно проводить процесс в асептическом режиме.
Поскольку в ходе культивирования ксантана расходуются компоненты питательной среды желательно в ходе культивирования культуры бактерий добавлять в ферментер питательную среду.
Культуральную среду с наработанным ксантаном обрабатывают с целью экстракции ксантана низшим одноатомным спиртом, предпочтительно, этиловым.
Спиртовую фракцию отделяют и любым известным образом из нее выделяют ксантан.
Разработаный способ осуществляют следующим образом.
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.
Основой источника 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.
Выращивание посевного материала проводят на скошенной агаризованной среде.
В качестве среды для твердофазного культивирования используют агаризованный 2% агара бульон МПА с добавлением 2% стерильной глюкозы.
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°C на 5 суток для проращивания.
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 визуально и микроскопированием, хранящейся в холодильнике не более 20 суток.
Пробирки после посева помещают в термостат при температуре 27-28°C на 24 часа.
Посевная среда для выращивания в колбах имеет следующий состав, г/л:
УГДС (по глюкозе) | - 10,0 |
Кукурузный экстракт | - 15,0 |
Аммоний сернокислый | - 1,0 |
Калий фосфорнокислый однозамещенный | - 1,5 |
Магний сернокислый пятиводный | - 0,7 |
Остальное | - водопроводная вода |
В асептических условиях посевную среду по 10 мл заливают в пробирки с культурой, полученные ранее и производят смыв культуры с поверхности агаризованной среды стерильной пипеткой. Среду с культурой 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°C. В установленном режиме колбы культивируют в течение 24 часов.
Затем колбы снимают с качалки и в асептических условиях сливают посевной материал из каждой колбы в стерильную колбу с нижним тубусом, шлангом и зажимом на нем. Из этой колбы отбирают пробу усредненного посевного материала из колб и осуществляют проверку посевного материала на отсутствие контаминантов микроскопированием и высевом на твердую питательную среду.
При культивировании продуцента ксантана в биореактор, в котором находится 8 л стерильной УГДС, вносят ранее полученный посевной материал, а также ранее подготовленные 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 pH-метра корректируют значение pH 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.
Затем осуществляют культивирование продуцента ксантана осуществляют в биореакторе.
В течение всего процесса культивирования из биореактора периодически отбирают пробу культуральной жидкости для контроля на отсутствие контаминантов, определения концентрации биомассы и ксантана и концентрации остаточных РВ.
При необходимости проводят корректировки состава питательной среды.
Окончание процесса культивирования определяется по результатам анализа проб из биореактора на содержание РВ и показаниям датчика измерения парциального 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.
Культуральную жидкость обрабатывают этиловым спиртом при перемешивании, отделяют спиртовую фракцию, из которой любым известным способом (предпочтительно, выпариванием спирта) выделяют ксантан.
Использование разработанного способа позволяет повысить содержание ксантана в культуральной жидкости на 0,4% при одновременном использовании в качестве источника углерода предварительно гидролизованной низкосортной древесины.
Claims (7)
1. Способ получения ксантана, включающий культивирование культуры бактерий Xanthomonas cаmpestris на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, с последующим выделением ксантана из культуральной жидкости, отличающийся тем, что в качестве источника углерода в питательной среде используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, при этом на питательной среде осуществляют культивирование штамма Xanthomonas campestris ВКПМ B-2228, а выделение ксантана из культуральной жидкости осуществляют путем экстракции его низшим одноатомным спиртом.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят культивирование в присутствии источников калия, фосфора, магния, органического и неорганического азота.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз низкосортной древесины проводят путем обработки измельченной низкосортной древесины неорганической кислотой.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролиз низкосортной древесины осуществляют ферментативным путем.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят в асептическом режиме.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ходе культивирования культуры бактерий проводят добавление питательной среды.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию проводят этанолом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130114/10A RU2559553C1 (ru) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | Способ получения ксантана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130114/10A RU2559553C1 (ru) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | Способ получения ксантана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2559553C1 true RU2559553C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130114/10A RU2559553C1 (ru) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | Способ получения ксантана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2559553C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639557C1 (ru) * | 2017-09-27 | 2017-12-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технический Центр "Биотех" | ШТАММ БАКТЕРИИ Xanthomonas campestris - ПРОДУЦЕНТ КСАНТАНА |
RU2714638C1 (ru) * | 2019-10-09 | 2020-02-18 | Виктор Васильевич Ревин | Штамм бактерии Xanthomonas theicola - продуцент ксантана |
RU2748947C1 (ru) * | 2020-09-15 | 2021-06-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технический Центр "Биотех" | Способ получения полисахаридной добавки на основе пищевой ксантановой камеди |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU929015A3 (ru) * | 1978-10-10 | 1982-05-15 | Мицубиси Петрокемикал Компани Лимитед | Способ получени полисахарида |
SU985021A1 (ru) * | 1981-08-05 | 1982-12-30 | Научно-Производственное Гидролизное Объединение "Гидролизпром" Главного Управления Микробиологической Промышленности | Питательна среда дл выращивани кормовых дрожжей |
SU1081207A1 (ru) * | 1982-04-06 | 1984-03-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Микробиологических Средств Защиты Растений И Бактериальных Препаратов | Питательна среда дл культивировани @ |
SU1389683A3 (ru) * | 1983-06-29 | 1988-04-15 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.(Фирма) | Способ получени гетерополисахарида |
SU1429938A3 (ru) * | 1983-08-30 | 1988-10-07 | Рон-Пуленк Спесьялитэ Шимик (Фирма) | Способ обработки содержащей полисахарид культуральной жидкости ХаNтномоNаS самреSтRIS |
-
2014
- 2014-07-22 RU RU2014130114/10A patent/RU2559553C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU929015A3 (ru) * | 1978-10-10 | 1982-05-15 | Мицубиси Петрокемикал Компани Лимитед | Способ получени полисахарида |
SU985021A1 (ru) * | 1981-08-05 | 1982-12-30 | Научно-Производственное Гидролизное Объединение "Гидролизпром" Главного Управления Микробиологической Промышленности | Питательна среда дл выращивани кормовых дрожжей |
SU1081207A1 (ru) * | 1982-04-06 | 1984-03-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Микробиологических Средств Защиты Растений И Бактериальных Препаратов | Питательна среда дл культивировани @ |
SU1389683A3 (ru) * | 1983-06-29 | 1988-04-15 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.(Фирма) | Способ получени гетерополисахарида |
SU1429938A3 (ru) * | 1983-08-30 | 1988-10-07 | Рон-Пуленк Спесьялитэ Шимик (Фирма) | Способ обработки содержащей полисахарид культуральной жидкости ХаNтномоNаS самреSтRIS |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639557C1 (ru) * | 2017-09-27 | 2017-12-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технический Центр "Биотех" | ШТАММ БАКТЕРИИ Xanthomonas campestris - ПРОДУЦЕНТ КСАНТАНА |
RU2714638C1 (ru) * | 2019-10-09 | 2020-02-18 | Виктор Васильевич Ревин | Штамм бактерии Xanthomonas theicola - продуцент ксантана |
RU2748947C1 (ru) * | 2020-09-15 | 2021-06-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технический Центр "Биотех" | Способ получения полисахаридной добавки на основе пищевой ксантановой камеди |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105838654B (zh) | 一种嗜酸乳杆菌高密度液体培养方法 | |
KR20180002826A (ko) | 높은 수율 및 역가로의 람노리피드 생산을 위한 반연속 프로세스 | |
RU2559553C1 (ru) | Способ получения ксантана | |
CN103614447B (zh) | 一种利用甘蔗糖蜜替代部分玉米淀粉的金霉素发酵生产方法 | |
CN104313079B (zh) | 莫能菌素预混剂的制备方法 | |
CN106635934B (zh) | 一种嗜热型乳酸杆菌及人工添加该嗜热型乳酸杆菌的玉米浸泡方法 | |
CN102757994A (zh) | 一种脂肽类生物表面活性剂的工业化生产方法 | |
RU2553562C1 (ru) | Способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан | |
WO2017016199A1 (zh) | 一种沙链霉菌的用途及香兰素的生产方法 | |
CN109504725A (zh) | 一种发酵猴头菌制备高纯度猴头菌多糖的方法和发酵培养基 | |
Purane et al. | Gluconic acid production from golden syrup by Aspergillus niger strain using semiautomatic stirred-tank fermenter | |
US11149293B2 (en) | Fermentation method for producing gellan gum | |
CN104673767A (zh) | 一种阿魏酸酯酶的生产方法 | |
CN105385608A (zh) | 一种香菇液体菌种深层发酵工艺 | |
CN101555498B (zh) | 葡萄糖酸盐发酵生产2-酮基-d-葡萄糖酸的工艺 | |
CN103667367A (zh) | 以红糖为碳源明串珠菌发酵产甘露醇的方法 | |
CN110564804B (zh) | 一种用于生产核黄素的清液发酵培养基及发酵方法 | |
CN102776166B (zh) | 一种木聚糖酶(xylanase)的生产方法 | |
Khusna et al. | Isolation and identification of Acetobacter sp. from pineapple (Ananas comosus L.) as nata starter | |
RU2676144C1 (ru) | Способ получения инвертазы и лимонной кислоты | |
RU2404247C2 (ru) | Способ получения бутанола | |
CN116286513B (zh) | 一株希氏乳杆菌FR-1012及其工业化生产γ-氨基丁酸的方法 | |
RU2700503C1 (ru) | Способ получения молочной кислоты | |
CN114437985B (zh) | 一株产气肠杆菌及其在合成微生物多糖中的应用 | |
RU2384203C2 (ru) | Способ переработки барды в кормопродукт |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160723 |