RU2560585C1 - STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS - Google Patents

STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS Download PDF

Info

Publication number
RU2560585C1
RU2560585C1 RU2014143872/10A RU2014143872A RU2560585C1 RU 2560585 C1 RU2560585 C1 RU 2560585C1 RU 2014143872/10 A RU2014143872/10 A RU 2014143872/10A RU 2014143872 A RU2014143872 A RU 2014143872A RU 2560585 C1 RU2560585 C1 RU 2560585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
ethanol
lignocellulosic biomass
produce ethanol
intended
Prior art date
Application number
RU2014143872/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алла Викторовна Брянская
Константин Викторович Старостин
Алексей Сергеевич Розанов
Сергей Викторович Шеховцов
Татьяна Николаевна Горячковская
Сергей Евгеньевич Пельтек
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Линия солнца" (ООО "Линия солнца")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Линия солнца" (ООО "Линия солнца") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Линия солнца" (ООО "Линия солнца")
Priority to RU2014143872/10A priority Critical patent/RU2560585C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560585C1 publication Critical patent/RU2560585C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: strain of bacteria Bacillus stratosphericus Sol. NK 2, having the ability to produce ethanol, is deposited in RNCM under the registration number RNCM B-11678. The strain can be used for industrial production of ethanol, as well as in food industry, medicine, agriculture for feed production.
EFFECT: invention enables to extend the range of strains having the ability of processing lignocellulosic biomass to ethanol.
2 ex

Description

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии и может быть использовано для промышленного производства этанола, а также в различных отраслях, например в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве для производства кормов.The invention relates to microbiology and biotechnology and can be used for the industrial production of ethanol, as well as in various industries, for example, medicine, food industry and agriculture for the production of feed.

В отличие от крахмала, который содержит гомогенные и легко гидролизуемые полимеры, лигнинцеллюлозная биомасса не является гомогенной по природе. Помимо легко поддающейся превращению целлюлозы и гемицеллюлозы она также содержит лигнин и другие компоненты, которые не могут быть легко превращены в сбраживаемые сахара.Unlike starch, which contains homogeneous and easily hydrolyzable polymers, lignin cellulosic biomass is not homogeneous in nature. In addition to easily convertible cellulose and hemicellulose, it also contains lignin and other components that cannot be easily converted to fermentable sugars.

К настоящему времени известны различные микроорганизмы, используемые для получения этанола.To date, various microorganisms known to produce ethanol are known.

Наиболее распространенным продуцентом этанола являются дрожжи - Saccharomyces cerevisiae. Эти микроорганизмы способны выдерживать высокие концентрации спирта и сахара, растут при высокой концентрации клеток, что позволяет им достигать значительной скорости наработки этанола. Однако все представители этого вида не способны к сбраживанию пентасахаров, что делает невыгодным их использование для переработки лигноцеллюлозной биомассы.The most common ethanol producer is yeast - Saccharomyces cerevisiae. These microorganisms are able to withstand high concentrations of alcohol and sugar, grow at a high concentration of cells, which allows them to achieve a significant rate of ethanol production. However, all representatives of this species are not capable of fermenting pentasugars, which makes their use unprofitable for processing lignocellulosic biomass.

Например, известен штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae В-3855 - продуцент этилового спирта. Штамм является термотолерантным, способен эффективного сбраживать мелассную питательную среду с использованием геотермальной воды нефенольного класса с концентрацией углеводов 21.0 г/100 см3 при температурах 30-32°C (патент RU 2492229 С1, оп. 10.09.2013). Однако этот микроорганизм имеет ряд существенных недостатков: низкая скорость роста и требовательность к субстрату.For example, the known strain of yeast Saccharomyces cerevisiae B-3855 - producer of ethyl alcohol. The strain is thermo-tolerant, capable of efficiently fermenting molasses culture medium using non-phenolic class geothermal water with a carbohydrate concentration of 21.0 g / 100 cm 3 at temperatures of 30-32 ° C (patent RU 2492229 C1, op. 10.09.2013). However, this microorganism has a number of significant drawbacks: low growth rate and exactingness to the substrate.

Были предприняты попытки использования других видов дрожжей, способных к сбраживанию ксилозы до этанола. Наиболее изучены в этом направлении три вида дрожжей: Pichia stipites (заявка WO 2009004273 Α1, оп. 08.01.2009); Pachysolen tannophilus (заявка WO 1982003874 A1, оп. 11.11.1982) и Candida lusitaniae (заявка WO 2010072093 A1, оп. 01.07.2010). Главным недостатком этих микроорганизмов является их чувствительность к воздействию ингибирующих агентов, образующихся в результате гидролиза лигноцеллюлозной биомассы.Attempts have been made to use other types of yeast capable of fermenting xylose to ethanol. Three types of yeast have been most studied in this direction: Pichia stipites (application WO 2009004273 No. 1, op. 08.01.2009); Pachysolen tannophilus (application WO 1982003874 A1, op. 11.11.1982) and Candida lusitaniae (application WO 2010072093 A1, op. 01.07.2010). The main disadvantage of these microorganisms is their sensitivity to the effects of inhibitory agents resulting from the hydrolysis of lignocellulosic biomass.

Известен способ получения этанола путем сбраживания пентозы гидролизатов кукурузной кочерыжки дрожжами Pachysolen zannophilus (Besic S. Grba S. Fermentation of hydrolyzate of corn stover hemicellulose to ethanol by Pachysolen tannophlus. Kem. Ind. 1990, v. 39, N 2, p. 57-67), однако данный способ характеризуется низким выходом этанола из гидролизатов древесины, так как гексоза (преобладающая в древесине) и пентоза эффективно сбраживаются разными видами дрожжей при различных условиях проведения процесса.A known method of producing ethanol by fermentation of pentose hydrolyzates of corn stalks with yeast Pachysolen zannophilus (Besic S. Grba S. Fermentation of hydrolyzate of corn stover hemicellulose to ethanol by Pachysolen tannophlus. Kem. Ind. 1990, v. 39, N 2, p. 57- 67), however, this method is characterized by a low yield of ethanol from wood hydrolysates, since hexose (prevailing in wood) and pentose are effectively fermented by different types of yeast under various process conditions.

Другим распространенным продуцентом этилового спирта является бактерия Zymomonas mobilis. Данные бактерии способны продуцировать этиловый спирт в высоких концентрациях (заявка WO 1986004357 A1, оп. 31.07.1986). Недостатком является их неспособность к сбраживанию пентасахаров.Another common producer of ethyl alcohol is the bacterium Zymomonas mobilis. These bacteria are capable of producing ethanol in high concentrations (application WO 1986004357 A1, op. 07.31.1986). The disadvantage is their inability to ferment pentasugars.

Известно, что бактерии рода Clostridium при сбраживании различных углеводов синтезируют этанол. Так, штамм Clostridium acetobutylicum ВКМ B-2512D является продуцентом н-бутилового спирта, ацетона и этанола (патент RU 2393213 С1, оп. 27.06.2010).It is known that bacteria of the genus Clostridium synthesize ethanol during the fermentation of various carbohydrates. So, the strain of Clostridium acetobutylicum VKM B-2512D is a producer of n-butyl alcohol, acetone and ethanol (patent RU 2393213 C1, op. 27.06.2010).

Также известен штамм Clostridium thermocellum (заявка WO 2012109578 А2, оп. 16.08.2012), способный продуцировать этиловый спирт. Данный штамм несет мутантный генотип с делецией в гене фермента формиат пируват лиазы, что приводит к прекращению наработки формиата, соответственно к снижению выхода побочных продуктов.Also known is a strain of Clostridium thermocellum (application WO 2012109578 A2, op. 16.08.2012), capable of producing ethyl alcohol. This strain carries a mutant genotype with a deletion in the gene of the enzyme formate pyruvate lyase, which leads to the cessation of the production of formate, respectively, to reduce the yield of by-products.

Актуальной задачей на сегодняшний день является поиск новых штаммов бактерий, способных эффективно усваивать пентасахара, которые могут составлять до 40% от всех сахаров, содержащихся в растительной биомассе быстрорастущих травянистых растений. Такие растения являются наиболее перспективными источниками биомассы, которая может быть использована в качестве возобновляемого источника энергии и вещества, целлюлозосодержащего сырья.An urgent task today is the search for new strains of bacteria that can efficiently assimilate pentasugar, which can account for up to 40% of all sugars contained in the plant biomass of fast-growing herbaceous plants. Such plants are the most promising sources of biomass, which can be used as a renewable source of energy and substances, cellulose-containing raw materials.

Наиболее близким к заявляемому штамму - прототипом, является штамм бактерий Clostridium acetobutylicum, являющийся продуцентом бутанола, ацетона и этанола из целлюлозосодержащего сырья (патент RU 2381270 С1, оп. 10.02.2010). Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов, ИБФМ им. Г.К. Скрябина РАН под номером B-2531D. Для культивирования штамма применяют питательные среды, содержащие автолизат кормовых дрожжей, биотин и пара-аминобензойную кислоту. Ферментацию ведут при термостатировании при 36-37°C в течение 40 часов. Выход этанола составляет 0,01-1,35%.Closest to the claimed strain, the prototype, is a bacterial strain Clostridium acetobutylicum, which is a producer of butanol, acetone and ethanol from cellulose-containing raw materials (patent RU 2381270 C1, op. 10.02.2010). The strain is deposited in the All-Russian collection of microorganisms, IBPM them. G.K. Scriabin RAS under the number B-2531D. For the cultivation of the strain, nutrient media containing an autolysate of feed yeast, biotin and para-aminobenzoic acid are used. Fermentation is carried out by incubation at 36-37 ° C for 40 hours. The ethanol yield is 0.01-1.35%.

Недостатками известного штамма являются его анаэробность, что требует дополнительного оборудования и усложняет условия культивирования, а также потребность штамма в факторах роста (необходимость добавления в питательные среды пищевого сырья, например муки или отрубей, а также минеральных добавок).The disadvantages of the known strain are its anaerobicity, which requires additional equipment and complicates the cultivation conditions, as well as the need of the strain for growth factors (the need to add food raw materials, for example flour or bran, as well as mineral additives) to the nutrient media.

Задачей изобретения является получение бактериального штамма, являющегося продуцентом этанола, способного к конверсии целлюлозосодержащего сырья в этанол и устойчивого к токсичным составляющим лигноцеллюлозого гидролизата.The objective of the invention is to obtain a bacterial strain that is a producer of ethanol, capable of converting cellulose-containing raw materials into ethanol and resistant to toxic components of lignocellulosic hydrolyzate.

Поставленная задача достигается получением штамма Bacillus stratosphericus, обладающего способностью продуцировать этанол из лигноцеллюлозной биомассы.The task is achieved by obtaining a strain of Bacillus stratosphericus, with the ability to produce ethanol from lignocellulosic biomass.

Технический результат: упрощение условий культивирования штамма и расширение ассортимента штаммов-продуцентов для переработки лигноцеллюлозной биомассы в этанол.EFFECT: simplification of cultivation conditions of the strain and expansion of the assortment of producer strains for processing lignocellulosic biomass into ethanol.

Предлагаемый штамм выделен из природного материала донного осадка озера Соленое, Новосибирская область (Купинский район) в результате целенаправленного поиска.The proposed strain was isolated from the natural material of the bottom sediment of Lake Solenoe, Novosibirsk Region (Kupinsky District) as a result of a targeted search.

Полученный штамм Bacillus stratosphericus депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) ФГУП Государственного научно-исследовательского института генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГосНИИгенетика) под регистрационным номером ВКПМ В-11678.The obtained strain of Bacillus stratosphericus was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) of the Federal State Unitary Enterprise of the State Research Institute of Genetics and Breeding of Industrial Microorganisms (GosNIIgenetika) under registration number VKPM B-11678.

Штамм Bacillus stratosphericus ВКПМ В-11678 характеризуется следующими признаками.The strain of Bacillus stratosphericus VKPM B-11678 is characterized by the following features.

Культурально-морфологические признаки: грамположительные палочки, растут на средах LB-бульон, LB-arap, среда Гетчинсона с лигноцеллюлозной биомассой. При росте на агаризованной среде LB образует колонии неправильной формы белого цвета. Профиль колоний слегка выпуклый, размеры варьируют от 3 до 5 мм. Рост в жидких средах (LB-бульон) характеризуется ровным помутнением, осадок легко седиментирует.Cultural and morphological characteristics: gram-positive bacilli, grow on LB-broth, LB-arap, Getchinson medium with lignocellulosic biomass. When grown on an agar medium, LB forms irregular white colonies. The profile of the colonies is slightly convex; sizes vary from 3 to 5 mm. Growth in liquid media (LB-broth) is characterized by even turbidity, the sediment is easily sedimented.

Физиолого-биохимические признаки: аэроб, мезофил. Оптимальная температура роста 30-37°C. Хорошо растет в пределах рН среды от 6.5 до 7.5. Штамм характеризуется способностью использовать в качестве субстратов пептон, дрожжевой экстракт. Не утилизирует цитрат, маннитол, малонат, инозитол, адонитол, сорбитол, дульцит, пируват, сахара (глюкозу, целлобиозу, сахарозу, трегалозу, рамнозу, мелибиозу, раффинозу) и аминокислоты (аргинин, триптофан, фенилаланин). Слабо декарбоксилирует лизин и орнитин. Не способен к гидролизу мочевины.Physiological and biochemical signs: aerob, mesophile. The optimum growth temperature is 30-37 ° C. It grows well in the range of pH from 6.5 to 7.5. The strain is characterized by the ability to use peptone, a yeast extract as substrates. It does not utilize citrate, mannitol, malonate, inositol, adonitol, sorbitol, dulcite, pyruvate, sugar (glucose, cellobiose, sucrose, trehalose, rhamnose, melibiosis, raffinose) and amino acids (arginine, tryptophan, phenylalanine). Weakly decarboxylates lysine and ornithine. Not capable of hydrolysis of urea.

Штамм не обладает инфекционным и общетоксическим действием.The strain does not have an infectious and general toxic effect.

Штамм является непатогенным и не включен в списки, приведенные в санитарных правилах СП 1.3.2322-08; штамм не несет опасных генетических конструкций.The strain is non-pathogenic and is not included in the lists given in the sanitary rules of SP 1.3.2322-08; the strain does not carry dangerous genetic constructs.

Штамм идентифицирован на основе секвенирования фрагмента гена 16S рибосомальной РНК.The strain was identified based on sequencing of a fragment of the 16S gene of ribosomal RNA.

Хранение штамма осуществляют на среде Гетчинсона с глицерином при температуре -70°C.The strain is stored in Getchinson’s medium with glycerol at a temperature of -70 ° C.

Для культивирования штамма применяют среды следующего состава:For the cultivation of the strain used medium of the following composition:

Среда LB (г/л): хлорид натрия - 5.0; триптон - 10.0; дрожжевой экстракт - 5.0.LB medium (g / l): sodium chloride - 5.0; tryptone - 10.0; yeast extract - 5.0.

Среда Гетчинсона (г/л): NaNO3 - 2.5, K2HPO4 - 1, (NH4)2SO4 - 0.15, MgCl2 - 0.15, NaCl - 0.1, CaCl2 - 0.1, лигноцеллюлозная биомасса - 15, FeCl3*6H2O - 50 мкг.Hetchinson's medium (g / l): NaNO 3 - 2.5, K 2 HPO 4 - 1, (NH 4 ) 2 SO 4 - 0.15, MgCl 2 - 0.15, NaCl - 0.1, CaCl 2 - 0.1, lignocellulosic biomass - 15, FeCl 3 * 6H 2 O - 50 mcg.

Предлагаемый штамм бактерий Bacillus stratosphericus, обладающий способностью перерабатывать лигноцеллюлозную биомассу в этанол, имеет ряд преимуществ, заключающихся в следующем.The proposed bacterial strain Bacillus stratosphericus, with the ability to process lignocellulosic biomass into ethanol, has several advantages, which are as follows.

1. Бактерии рода Bacillus имеют часть ферментов целлюлозолитического комплекса и, следовательно, продуцент этанола на основе штаммов Bacillus может стать хорошей основой для последующих работ, направленных на создание штамма, способного к прямой конверсии лигноцеллюлозной биомассы в этанол.1. Bacillus bacteria have part of the enzymes of the cellulolytic complex and, therefore, an ethanol producer based on Bacillus strains can be a good basis for subsequent work aimed at creating a strain capable of direct conversion of lignocellulosic biomass to ethanol.

2. На основе бактерий рода Bacillus возможно создание эффективных комплексов микроорганизмов, деградирующих лигноцеллюлозную биомассу и продуцирующих этанол.2. Based on bacteria of the genus Bacillus, it is possible to create effective complexes of microorganisms that degrade lignocellulosic biomass and produce ethanol.

3. Бактерии рода Bacillus обладают достаточно высокой скоростью роста и скоростью катаболических процессов, следовательно, скорость переработки лигноцеллюлозной биомассы в этанол будет выше, чем у других организмов.3. Bacillus bacteria have a rather high growth rate and the rate of catabolic processes, therefore, the rate of lignocellulosic biomass conversion into ethanol will be higher than that of other organisms.

4. Штамм бактерий Bacillus stratosphericus обладает устойчивостью к содержанию в среде ацетата и этанола, что делает его перспективным для использования в условиях производства.4. The bacterial strain Bacillus stratosphericus is resistant to the content of acetate and ethanol in the medium, which makes it promising for use in the production environment.

5. Штамм является аэробом и мезофилом, в связи с чем упрощаются условия его культивирования, поскольку не требуется дополнительный нагрев и поддержание высокой температуры среды культивирования.5. The strain is an aerobic and a mesophile, in connection with which the conditions for its cultivation are simplified, since additional heating and maintaining a high temperature of the culture medium are not required.

6. Штамм проявляет более активный рост на лигноцеллюлозной биомассе, чем на богатых питательных средах (мясо-пептонный агар, Лурия-Бертани бульон), что будет способствовать удешевлению технологии переработки растительной биомассы.6. The strain exhibits more active growth on lignocellulosic biomass than on rich nutrient media (meat-peptone agar, Luria-Bertani broth), which will reduce the cost of plant biomass processing technology.

7. Штамм устойчив к токсичным составляющим лигноцеллюлозого гидролизата, что позволит упростить технологию переработки растительной биомассы.7. The strain is resistant to toxic components of lignocellulosic hydrolyzate, which will simplify the processing technology of plant biomass.

Поскольку предлагаемый штамм получен впервые и он характеризуется уникальной способностью перерабатывать лигноцеллюлозную биомассу в этанол, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого штамма критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».Since the proposed strain was obtained for the first time and it is characterized by a unique ability to process lignocellulosic biomass into ethanol, we can conclude that the proposed strain meets the criteria of the invention of "novelty" and "inventive step".

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.The invention is illustrated by examples of specific performance.

Пример 1. Выращивание штамма Bacillus stratosphericus и определение содержания этанола в культуральной жидкости.Example 1. Growing a strain of Bacillus stratosphericus and determining the ethanol content in the culture fluid.

Для получения биомассы и определения содержания биоэтанола в культуральной жидкости культуру штамма-продуцента рассевали штрихом на чашках с агаризованной средой Гетчинсона с лигноцеллюлозной биомассой таким образом, чтобы были получены отдельные колонии. Засеянные чашки культивировали в суховоздушном термостате в течение 24-48 часов при температуре 37°C. Затем 20 мл среды Гетчинсона с фильтратом лигноцеллюлозной биомассы инокулировали одной колонией нарабатываемого штамма. Культивировали при 37°C в течение 12 часов на орбитальном шейкере при скорости перемешивания 200 оборотов в минуту. После этого к 200 мл среды Гетчинсона с фильтратом лигноцеллюлозной биомассы в литровой конической колбе добавляли 4 мл наработанной культуры. Культивирование проводили при 37°C на орбитальном шейкере при скорости перемешивания 250 оборотов в минуту до достижения оптической плотности OD 600~0.90-0.95. В полученной таким образом культуральной жидкости определяли содержание этанола.To obtain biomass and determine the content of bioethanol in the culture fluid, the culture of the producer strain was scattered in streaks on plates with agarized Hatchinson medium with lignocellulosic biomass so that separate colonies were obtained. Inoculated plates were cultured in a dry-air thermostat for 24-48 hours at a temperature of 37 ° C. Then, 20 ml of Gatchinson’s medium with lignocellulosic biomass filtrate were inoculated with one colony of the produced strain. Cultivated at 37 ° C for 12 hours on an orbital shaker at a stirring speed of 200 rpm. After that, to 200 ml of Hetchinson’s medium with lignocellulosic biomass filtrate in a liter conical flask was added 4 ml of the accumulated culture. Cultivation was carried out at 37 ° C on an orbital shaker at a stirring speed of 250 rpm until an optical density of OD 600 ~ 0.90-0.95 was reached. Ethanol content was determined in the culture fluid thus obtained.

Содержание этанола в культуральной жидкости определяли методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором на хроматографе Agilent Technologies 6890N с квадрупольным масс-спектрометром Agilent Technologies 5973N и кварцевой колонной DB-1. Газ-носитель - гелий с постоянным потоком 1 мл/мин. Режим программирования температуры колонки: начальная температура термостата колонки 50°C, выдержка при начальной температуре 5 мин, далее нагрев до температуры 250°C со скоростью 25°C/мин, выдержка при конечной температуре 7 мин. Ввод пробы осуществляли с помощью микрошприца, объем вводимой пробы 1 мкл, температура инжектора 250°C. Ионизация электронным ударом (70 эВ). Через 15 часов культивирования отбирали 350 мкл культуральной жидкости в пробирку (1,7 мл) и добавляли 1050 мкл 0,5 Μ ТОА (триоктиламин) в ТБФ (трибутилфосфат). Экстракцию проводили при помощи перемешивания на шейкере (15 минут). Затем отбирали 1 мл органического растворителя с экстрактом в стеклянный бокс для хроматографа. Концентрацию этилового спирта определяли сравнением площадей пиков экспериментальных образцов с калибровочными растворами. Выход этанола составил 0,4%.The ethanol content in the culture fluid was determined by gas chromatography with a mass spectrometric detector on an Agilent Technologies 6890N chromatograph with an Agilent Technologies 5973N quadrupole mass spectrometer and a DB-1 quartz column. The carrier gas is helium with a constant flow of 1 ml / min. Column temperature programming mode: initial temperature of the column thermostat 50 ° C, holding at the initial temperature of 5 minutes, then heating to 250 ° C at a speed of 25 ° C / min, holding at the final temperature of 7 minutes. The injection of the sample was carried out using a microsyringe, the volume of injected sample was 1 μl, the temperature of the injector was 250 ° C. Electron impact ionization (70 eV). After 15 hours of cultivation, 350 μl of culture fluid was taken into a test tube (1.7 ml) and 1050 μl of 0.5 Μ TOA (trioctylamine) in TBP (tributyl phosphate) was added. The extraction was carried out by stirring on a shaker (15 minutes). Then, 1 ml of the organic solvent with the extract was taken into a glass box for chromatograph. Ethanol concentration was determined by comparing the peak areas of the experimental samples with calibration solutions. The ethanol yield was 0.4%.

Пример 2. Наработка этанола штаммом Bacillus stratosphericus.Example 2. The production of ethanol by a strain of Bacillus stratosphericus.

Для определения количества этанола, нарабатываемого штаммом Bacillus stratosphericus, было проведено культивирование штамма в вихревом биореакторе "Vortex-5" с программируемым блоком управления («Центр вихревых технологий», Россия) следующим образом.To determine the amount of ethanol produced by the Bacillus stratosphericus strain, the strain was cultured in a Vortex-5 vortex bioreactor with a programmable control unit (Center for Vortex Technologies, Russia) as follows.

Предварительно исследуемую культуру выращивали на питательной среде Гетчинсона с фильтратом лигноцеллюлозной биомассы при температуре 37°C в 1/10 объема от предполагаемого объема культуральной жидкости в биореакторе. Через 12 часов переносили инокулят в биореактор, заполненный 3-мя литрами среды Гетчинсона с фильтратом лигноцеллюлозной биомассы. В ходе культивирования поддерживали температуру 37°C и рН 7.0. Начальный этап культивирования проводили в аэробных условиях. Перемешивание осуществляли вихревым образом при помощи воздушной мешалки (2600 об/мин). В полученной культуральной жидкости определяли содержание этанола аналогично примеру 1. Выход этанола составил 0,5%.The pre-investigated culture was grown on Hutchinson's nutrient medium with lignocellulosic biomass filtrate at a temperature of 37 ° C in 1/10 of the expected volume of the culture fluid in the bioreactor. After 12 hours, the inoculum was transferred to a bioreactor filled with 3 liters of Hutchinson medium with lignocellulosic biomass filtrate. During cultivation, the temperature was maintained at 37 ° C and pH 7.0. The initial stage of cultivation was carried out under aerobic conditions. Stirring was carried out in a vortex manner using an air mixer (2600 rpm). The ethanol content in the obtained culture fluid was determined analogously to example 1. The ethanol yield was 0.5%.

Использование предлагаемого штамма позволит упростить процесс культивирования последнего и расширить ассортимент штаммов, обладающих способностью переработки лигноцеллюлозной биомассы в этанол.Using the proposed strain will simplify the process of culturing the latter and expand the range of strains with the ability to process lignocellulosic biomass into ethanol.

Claims (1)

Штамм бактерий Bacillus stratosphericus, депонированный под регистрационным номером ВКПМ В-11678, предназначенный для получения этанола из лигноцеллюлозной биомассы. The bacterial strain Bacillus stratosphericus, deposited under the registration number VKPM B-11678, designed to produce ethanol from lignocellulosic biomass.
RU2014143872/10A 2014-10-29 2014-10-29 STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS RU2560585C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014143872/10A RU2560585C1 (en) 2014-10-29 2014-10-29 STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014143872/10A RU2560585C1 (en) 2014-10-29 2014-10-29 STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560585C1 true RU2560585C1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014143872/10A RU2560585C1 (en) 2014-10-29 2014-10-29 STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560585C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626544C1 (en) * 2016-10-12 2017-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) Kluyveromyces marxianus vkpm y-4290 yeasts strains applied for production of ethanol on cellulose catalytic hydrolysates

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140454C1 (en) * 1998-06-09 1999-10-27 Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) Method of preparing polysaccharide from bacillus mucilaginosus
RU2381270C1 (en) * 2008-08-28 2010-02-10 Открытое акционерное общество "Корпорация Биотехнологии" STRAIN OF BACTERIA Clostridium acetobutylicum-PRODUCER OF BUTANOL, ACETONE AND ETHANOL
RU2393213C1 (en) * 2008-12-17 2010-06-27 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук" Clostridium acetobutylicum bacteria strain - producer of n-butyl alcohol, acetone and ethanol
RU2445356C2 (en) * 2010-05-17 2012-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Saccharomyces cerevisiae vkpm y-3415 yeast strain - producer of ethyl alcohol
RU2492229C1 (en) * 2012-05-11 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук YEAST STRAIN Saccharomyces cerevisiae USED FOR OBTAINING ALCOHOL

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140454C1 (en) * 1998-06-09 1999-10-27 Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) Method of preparing polysaccharide from bacillus mucilaginosus
RU2381270C1 (en) * 2008-08-28 2010-02-10 Открытое акционерное общество "Корпорация Биотехнологии" STRAIN OF BACTERIA Clostridium acetobutylicum-PRODUCER OF BUTANOL, ACETONE AND ETHANOL
RU2393213C1 (en) * 2008-12-17 2010-06-27 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук" Clostridium acetobutylicum bacteria strain - producer of n-butyl alcohol, acetone and ethanol
RU2445356C2 (en) * 2010-05-17 2012-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Saccharomyces cerevisiae vkpm y-3415 yeast strain - producer of ethyl alcohol
RU2492229C1 (en) * 2012-05-11 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук YEAST STRAIN Saccharomyces cerevisiae USED FOR OBTAINING ALCOHOL

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДМИТРУК К.В. и др., Метаболическая инженерия дрожжей Hansenula polymorpha для создания эффективных продуцентов этанола, Цитология и генетика, 2013, Т.47, N 6, стр. 3-21. РОЗАНОВ А.С. и др., Современное состояние исследований в области генетической и метаболической инженерии бактерий рода Geobacillus, направленных на получение этанола и органических кислот, Вавиловский журнал генетики и селекции, 2013, Т. 17, N4/1, стр. 675-685. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626544C1 (en) * 2016-10-12 2017-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) Kluyveromyces marxianus vkpm y-4290 yeasts strains applied for production of ethanol on cellulose catalytic hydrolysates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sinha et al. Biohydrogen production from various feedstocks by Bacillus firmus NMBL-03
CN101998997B (en) Microbial alcohol production process
JP2011525357A (en) Method for producing yeast biomass
Heidari et al. Biobutanol production using unhydrolyzed waste acorn as a novel substrate
Camelia et al. Yeast isolation and selection for bioethanol production from inulin hydrolysates
WO2010031793A2 (en) Thermophilic fermentative bacterium producing butanol and/or hydrogen from glycerol
CN103911315B (en) Bacterial strain and the application thereof of algin catenase are produced in one strain
RU2381270C1 (en) STRAIN OF BACTERIA Clostridium acetobutylicum-PRODUCER OF BUTANOL, ACETONE AND ETHANOL
CN104673712A (en) Bacterial strain for producing alcohol fuels by synchronously utilizing glucose and xylose and application of bacterial strain
CN102159701A (en) Improved strains of zymomonas mobilis for fermentation of biomass
RU2560584C1 (en) STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus CAPABLE TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS
Hossain Bioethanol fermentation from non-treated and pretreated corn stover using Aspergillus oryzae
RU2560585C1 (en) STRAIN OF BACTERIA Bacillus stratosphericus INTENDED TO PRODUCE ETHANOL FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS
CN102925495A (en) Method for producing butanol through continuous fermentation of saccharine material
Mohseni et al. Isolation and optimization of ethanol producing bacteria from natural environments of mazandaran province in Iran
He et al. Direct ethanol production from dextran industrial waste water by Zymomonas mobilis
Shafaghat et al. Ethanol production with natural carbon sources in batch and continuousfermentation using free and immobilized Saccharomyces cerevisiae
CN104178438A (en) Lactobacillus delbrueckii suitable for fermentation production of high-purity L-lactic acid by molasses as well as fermenting method and application of lactobacillus delbrueckii
CN103275898A (en) Lipase high-producing strain, screening method thereof and method for producing lipase by using strain through fermentation
KR101599997B1 (en) A novel thermostable yeast Pichia guilliermondii Y-2 and use thereof
RU2534880C1 (en) STRAIN OF BACTERIA Geobacillus stearothermophilus - PRODUCER OF BIOETHANOL
CN102220268B (en) Organic-solvent-resistance lipase high-yield strain and use thereof
He et al. Ethanol production by mixed-cultures of Paenibacillus sp. and Zymomonas mobilis using the raw starchy material from sweet potato
CN109182185A (en) The ethyl alcohol production Zymomonas mobilis strain and its separating screening method of the low pH of one plant of tolerance and application
Mansour et al. Isolation of Different Clostridium Isolates for Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) Production from Sargassum sp.

Legal Events

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

Effective date: 20171030