RU2706074C9 - Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass - Google Patents

Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass Download PDF

Info

Publication number
RU2706074C9
RU2706074C9 RU2018145944A RU2018145944A RU2706074C9 RU 2706074 C9 RU2706074 C9 RU 2706074C9 RU 2018145944 A RU2018145944 A RU 2018145944A RU 2018145944 A RU2018145944 A RU 2018145944A RU 2706074 C9 RU2706074 C9 RU 2706074C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
strain
biomass
protein
methylococcus capsulatus
Prior art date
Application number
RU2018145944A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2706074C1 (en
Inventor
Ирина Анатольевна Буторова
Евгений Леонидович Листов
Николай Николаевич Кузнецов
Олег Евгеньевич Аксютин
Александр Гаврилович Ишков
Александр Зайнетдинович Шайхутдинов
Наталья Борисовна Пыстина
Константин Николаевич Бондаренко
Дмитрий Викторович Чернушкин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Биосинтез"
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 "Научно-производственное объединение Биосинтез" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Биосинтез"
Priority to RU2018145944A priority Critical patent/RU2706074C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706074C1 publication Critical patent/RU2706074C1/en
Publication of RU2706074C9 publication Critical patent/RU2706074C9/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: microbiology.
SUBSTANCE: invention relates to microbiological industry and can be used for production of protein biomass. Disclosed is a strain of bacteria Methylococcus capsulatus, deposited in the All-Russian Collection of Microorganisms IBPM them. G.K. Skryabin RAS under registration number VKM V-3289D.
EFFECT: strain produces a protein biomass with protein content higher than 79 %, has methane-oxidyzing properties, resistance to external effects in a wide range of cultivation parameters, high growth rate under optimal conditions.
1 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для биосинтеза высокобелкового премикса к кормам сельскохозяйственных, домашних и содержащихся в неволе животных. Заявленный штамм бактерий Methylococcus capsulatus CONCEPT-8, обладающий метанокисляющими свойствами, резистентностью к внешним воздействиям в широких пределах параметров культивирования, высокой скоростью роста в оптимальных условиях, депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов под номером ВКМ В-3289ДThe invention relates to the microbiological industry and can be used for the biosynthesis of high-protein premix for feed of agricultural, domestic and captive animals. The claimed bacterial strain Methylococcus capsulatus CONCEPT-8, with methane-oxidizing properties, resistance to external influences over a wide range of cultivation parameters, high growth rate under optimal conditions, was deposited in the All-Russian collection of microorganisms under the number VKM B-3289D

Метанокисляющие бактерии, использующие метан и его производные в качестве источника углерода и энергии, находят применение для снижения концентрации метана в угольных шахтных газах, в биосинтезе богатой белком биомассы, нашедшей применение в качестве премикса к животным кормам.Methane-oxidizing bacteria using methane and its derivatives as a source of carbon and energy are used to reduce the concentration of methane in coal mine gases, in the biosynthesis of protein-rich biomass, which has found application as a premix to animal feed.

Метанокисляющие бактерии, использующие метан и его производные в качестве источника углерода и энергии, широко распространены в природе, являясь биофильтром, снижающим вероятность попадания метана в тропосферу планеты и нарушения озонового слоя.Methane-oxidizing bacteria using methane and its derivatives as a source of carbon and energy are widespread in nature, being a biofilter that reduces the likelihood of methane entering the planet's troposphere and ozone layer disturbance.

Особый интерес представляет собой использование бактерий Methylococcus capsulatus, как биосинтетической системы, активно перерабатывающей содержащийся в природном, в том числе, шахтном газе метан, и быстро наращивающей свою биомассу, отличающуюся высоким содержанием ценного белка, а также биологически активных веществ, в том числе витаминов. Биомасса Methylococcus capsulatus характеризуется высоким уровнем сырого протеина (не менее 70%), а также похожим на рыбную муку соотношением аминокислот, что позволяет использовать ее как белковый премикс к кормам.Of particular interest is the use of Methylococcus capsulatus bacteria as a biosynthetic system that actively processes methane contained in natural gas, including mine gas, and quickly builds up its biomass, which is characterized by a high content of valuable protein, as well as biologically active substances, including vitamins. The biomass of Methylococcus capsulatus is characterized by a high level of crude protein (at least 70%), as well as a ratio of amino acids similar to fishmeal, which allows it to be used as a protein premix to feed.

Испытания кормов с включением биомассы метанокисляющих бактерий, проведенные на сельскохозяйственных животных, птицах и рыбе подтвердили высокую биологическую ценность этой биомассы как источника протеина, витаминов и других питательных веществ. Давно доказана безвредность применения биомассы метанокисляющих бактерий (1-5). Ветеринарными и санитарно-гигиеническими исследованиями установлена доброкачественность и безвредность продуктов животноводства, птицеводства и рыбоводства, полученных при использовании кормов с биомассой метанокисляющих бактерий. (6-8).Tests of feed with the inclusion of biomass of methane-oxidizing bacteria conducted on farm animals, birds and fish have confirmed the high biological value of this biomass as a source of protein, vitamins and other nutrients. The safety of using biomass of methane-oxidizing bacteria has long been proven (1-5). Veterinary and sanitary-hygienic studies have established the benignness and harmlessness of livestock products, poultry farming and fish farming, obtained using feed with biomass of methane-oxidizing bacteria. (6-8).

Несмотря на то, что по ряду показателей бактериальная биомасса отличается от традиционных белковых премиксов, в частности, высоким содержанием нуклеиновых кислот, отсутствием полиненасыщенных жирных кислот и наличием жирных кислот (9), применение биомассы метанокисляющих бактерий не оказывают отрицательного влияния на рост и развитие животных, в частности мальков и товарной рыбы. (10, 11).Despite the fact that, according to a number of indicators, bacterial biomass differs from traditional protein premixes, in particular, by a high content of nucleic acids, the absence of polyunsaturated fatty acids and the presence of fatty acids (9), the use of biomass of methane-oxidizing bacteria does not adversely affect the growth and development of animals. in particular fry and commercial fish. (10, 11).

Различные виды микроорганизмов являются продуцентами полноценного белка и витаминов. Многие из них нашли применение в кормопроизводстве благодаря разработанным и испытанным технологиям (12).Various types of microorganisms produce high-grade protein and vitamins. Many of them have found application in feed production due to the developed and tested technologies (12).

В ряде технологий, в качестве продуцентов белка используются высоко продуктивные грибы рода Candida. (13-16). (Патент РФ №2042713, №2090610, Авт.Св. СССР №№3221059, 1817471). В других успешно используются дрожжи Saccharomyces cerevisiae (Авт. св. СССР №1575570; Патент РФ №2650689), отличающиеся, однако, невысокой продуктивностью и способные развиваться только при низкой концентрации субстрата в среде, что снижает экономическую эффективность их применения (17-18).In a number of technologies, highly productive Candida mushrooms are used as protein producers. (13-16). (RF patent No. 2042713, No. 2090610, Aut. St. USSR No. 3221059, 1817471). Others successfully use the yeast Saccharomyces cerevisiae (Aut. St. USSR No. 1575570; RF Patent No. 2650689), which differ, however, by low productivity and capable of developing only at low substrate concentrations in the medium, which reduces the economic efficiency of their use (17-18) .

Известны штаммы молочнокислых и пропионовывокислых бактерий, используемые в качестве продуцентов белка (патенты РФ №2244000; 2390554; №2244001; №2250258 и ряд других). (19- 22). Общим недостатком данных штаммов является недостаточно высокая концентрация биомассы, биосинтез которой подавляется образующейся молочной или пропионовой кислотами.Known strains of lactic acid and propionic acid bacteria used as protein producers (RF patents No. 224000; 2390554; No. 22400400; No. 2250258 and several others). (19-22). A common drawback of these strains is the insufficiently high concentration of biomass, the biosynthesis of which is suppressed by the resulting lactic or propionic acids.

Известены шляпочные грибы Flammulina velutipes НБК F-112 (А.С. №727687) и Pleurotus ostreatus Kummer (А.С. №427993) продуценты белка, биомасса которого может быть использована как полноценный белковый премикс (23-24). Однако использование для их выращивания сложных сред с высоким содержанием глюкозы и отходов пищевой промышленности, непосредственно используемых в качестве добавок в корм сельскохозяйственных животных, делает их использование практически бессмысленным.Known cap mushrooms Flammulina velutipes NSC F-112 (A.S. No. 727687) and Pleurotus ostreatus Kummer (A.S. No. 427993) are producers of protein whose biomass can be used as a complete protein premix (23-24). However, the use for their cultivation of complex environments with a high glucose content and food industry wastes directly used as additives in feed of farm animals makes their use practically meaningless.

Известен штамм ацидофильных метилотрофных бактерий Acetobacter methylicum ВСБ-867 - продуцент белково-витаминной биомассы (А.С. №925112), характеризующийся, однако, недостаточно высокой продуктивностью и нестабильным выходом конечного продукта (25)The known strain of acidophilic methylotrophic bacteria Acetobacter methylicum VSB-867 is a producer of protein-vitamin biomass (AS No. 925112), characterized, however, by insufficiently high productivity and unstable yield of the final product (25)

Известны штаммы метанотрофных бактерий, культивируемых на природном газе и активно размножаясь, наращивая свою биомассу, продуцирующих белок, обогащенный биологически активными соединениями и пригодный для использования в качестве премикса к кормам (26-32). (Патент РФ №№2613365, 206416; Авт.св. СССР №№770200, 908085, 501681, 1072815, 615871).Known strains of methanotrophic bacteria cultivated on natural gas and actively propagating, increasing their biomass, producing a protein enriched with biologically active compounds and suitable for use as a premix to feed (26-32). (RF patent No. 2613365, 206416; Autost. Of the USSR No. 770200, 908085, 501681, 1072815, 615871).

Наиболее активным продуцентом белковой биомассы на природном газе является вид Methylococcus capsulatus. К недостаткам данного вида метанотрофа можно отнести нестабильность его роста на природном газе при длительном культивировании в условиях проточного режима, что снижает продуктивность процесса и выход готового продукта.The most active producer of protein biomass in natural gas is the species Methylococcus capsulatus. The disadvantages of this type of methanotroph include the instability of its growth on natural gas during prolonged cultivation under flow conditions, which reduces the productivity of the process and the yield of the finished product.

Наиболее близким к заявленному изобретению является штамм метаноокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15, описанный в патенте РФ №2613365 (33). Полученный штамм Methylococcus capsulatus ГБС-15 обладает рядом свойств, обеспечивающих ему более стабильный рост в процессе культивирования. Авторами патента показана фагоустойчивость штамма при выращивании его в атмосфере природного газа разного состава (с содержанием метана от 85% об. до 99,9%. об.) и на различной воде, которые являются потенциальными источниками поступления в систему внешних фагов, а также могут спровоцировать активность профагов самой культуры. Авторами была показана также устойчивость штамма Methylococcus capsulatus ГБС-15 к гомологам метана, поступающим в среду культивирования вместе с метаном в составе природного газа, в частности этану (2-4%), пропану (1,5-3%) и бутану (0,1-0,8%). В патенте также отмечается рост штамма Methylococcus capsulatus ГБС-15 в условиях повышенного давления до 6 атм. При этом достигается концентрация биомассы 32 г/л и скорость протока 0,25 час-1.Closest to the claimed invention is a methane-oxidizing bacteria strain Methylococcus capsulatus GBS-15, described in RF patent No. 2613365 (33). The obtained strain Methylococcus capsulatus GBS-15 has a number of properties that provide it with more stable growth during cultivation. The authors of the patent show the phage resistance of the strain when growing it in an atmosphere of natural gas of different composition (with methane content from 85% vol. To 99.9% vol.) And in different water, which are potential sources of external phages to the system, and can also provoke the activity of prophages of the culture itself. The authors also showed the resistance of the strain Methylococcus capsulatus GBS-15 to methane homologs entering the culture medium together with methane in the composition of natural gas, in particular ethane (2-4%), propane (1.5-3%) and butane (0 , 1-0.8%). The patent also notes the growth of the strain Methylococcus capsulatus GBS-15 under high pressure up to 6 atm. In this case, a biomass concentration of 32 g / l and a flow rate of 0.25 hour -1 are achieved.

Однако следует отметить, что в примере №1 авторами не указывается продолжительность процесса культивирования, что затрудняет оценку фагоустойчивости штамма. Кроме того, в зависимости от месторождения природного газа (особенно газоконденсатных месторождений) в его составе содержится более высокие количества гомологов метана, а также обнаруживается пентан. В попутных газах в небольших количествах могут встречаться высшие углеводороды. В шахтных газах помимо прочего содержится СО2, концентрация которого составляет 3-6%. Следует отметить, что в процессе культивирования метанокисляющих микроорганизмов в среде могут накапливаться продукты неполного окисления метана (метанол, формальдегид, формиат), органические кислоты, углеводы и др., которые также могут оказывать ингибирующее действие на рост бактерий.However, it should be noted that in example No. 1, the authors do not indicate the duration of the cultivation process, which complicates the assessment of the phage resistance of the strain. In addition, depending on the natural gas field (especially gas condensate fields), it contains higher amounts of methane homologues, and pentane is also found. In associated gases, higher hydrocarbons can be found in small quantities. Mine gas contains, among other things, CO 2 , the concentration of which is 3-6%. It should be noted that during the cultivation of methane-oxidizing microorganisms, the products of incomplete oxidation of methane (methanol, formaldehyde, formate), organic acids, carbohydrates, etc., which can also have an inhibitory effect on bacterial growth, can accumulate in the medium.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение нового штамма метанокисляющих бактерий с более широким потенциалом устойчивости, сохраняющего стабильный рост и высокую продуктивность в процессе длительного культивирования на природном газе.The problem to which the invention is directed, is to obtain a new strain of methane-oxidizing bacteria with a wider potential for stability, maintaining stable growth and high productivity during long-term cultivation on natural gas.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение продуктивности штамма метанокисляющих микроорганизмов Methylococcus capsulatus, достижение стабильного выхода конечного продукта, а также обеспечение резистентности к вариациям внешних условий, в том числе:The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the productivity of the methane-oxidizing microorganism strain Methylococcus capsulatus, to achieve a stable yield of the final product, and also to provide resistance to variations in environmental conditions, including:

- механорезистентности, что позволяет интенсифицировать потоки в культуральной среде, снизить диффузионные ограничения и увеличить концентрацию метана активизировать аэрацию;- mechanical resistance, which allows to intensify flows in the culture medium, reduce diffusion restrictions and increase the concentration of methane to activate aeration;

- барорезистентности, что позволяет, при необходимости, регулировать растворимость газов в культуральной жидкости и увеличивать выход биомассы, варьируя давление;- bar resistance, which allows, if necessary, to regulate the solubility of gases in the culture fluid and increase the yield of biomass by varying the pressure;

- резистентности к повышенным концентрациям гомологов метана содержащихся в природном газе, в том числе, шахтном газе, что позволяет снизить его концентрацию в шахтном газе, а также использовать сырье для биосинтеза белка метанокисляющими микроорганизмами Methylococcus capsulatus из различных источников и уменьшить вариабельность выхода конечного продукта;- resistance to increased concentrations of methane homologs contained in natural gas, including mine gas, which allows to reduce its concentration in mine gas, as well as to use protein raw materials for biosynthesis of methane-oxidizing microorganisms Methylococcus capsulatus from various sources and to reduce the variability of the yield of the final product;

- повышенной резистентности к ингибирующему эффекту продуктов метаболизма в возвращаемой в процесс культивирования отработанной культуральной жидкости, что позволяет снизить потери составляющих минерального питания и, соответственно, увеличить эффективность процесса.- increased resistance to the inhibitory effect of metabolic products in the spent culture fluid returned to the cultivation process, which allows to reduce the loss of mineral nutrition components and, accordingly, increase the efficiency of the process.

Для достижения указанного технического результата штамм Methylococcus capsulatus CONCEPT-8 был получен из коллекционного штамма Methylococcus capsulatus ВКМ В - 2116. Предварительную адаптацию штамма к потенциальным ингибиторам проводили в условиях качалочных колб при последовательном многократном пассировании штамма в заданных условиях. Дальнейший отбор штамма вели путем последовательной многоступенчатой селекции в условиях проточного культивирования штамма на природном газе в условиях незащищенной ферментации в присутствии выбранных потенциальных ингибиторов при постепенном увеличении скорости протока от 0,05 час-1 до 0,35 час-1. Критериями отбора служили технологические параметры: скорость роста и содержание белка в биомассе.To achieve the indicated technical result, the strain Methylococcus capsulatus CONCEPT-8 was obtained from the collection strain Methylococcus capsulatus VKM B - 2116. The strain was preliminarily adapted to potential inhibitors under conditions of rocking flasks under sequential repeated passivation of the strain under given conditions. Further strain selection was carried out by sequential multi-stage selection under conditions of flow cultivation of the strain in natural gas under unprotected fermentation in the presence of selected potential inhibitors with a gradual increase in flow rate from 0.05 h-1 to 0.35 h-1. Technological parameters were used as selection criteria: growth rate and protein content in biomass.

В результате проведенной селекции, выделен штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus (CONCEPT-8) ВКМ В -3289Д, который может найти применение в технологиях получения биомассы с высоким содержанием белка, при культивировании на метане,As a result of the selection, the methane-oxidizing bacteria strain Methylococcus capsulatus (CONCEPT-8) VKM B-3289D was isolated, which can be used in technologies for producing high protein biomass when cultured on methane,

содержащимся как в природном газе, так и в шахтном газе.contained both in natural gas and in mine gas.

Штамм Methylococcus capsulatus ВКМ В -3289Д хранят на жидкой минеральной среде при температуре 4°С, пересев 1 раз в 3 месяца на минеральной среде в атмосфере метана.The strain Methylococcus capsulatus VKM B-3289D is stored in a liquid mineral medium at a temperature of 4 ° C, reseeding 1 time in 3 months on a mineral medium in a methane atmosphere.

Культурально-морфологические признаки штамма.Cultural and morphological characteristics of the strain.

Клетки штамма имеют форму кокка и диплококка, диаметром 0,8-1,0 мкм, неподвижные. На агаризованной среде образует мелкие прозрачные колонии (d - 1 мм на 2-ые сутки культивирования), выпуклые, блестящие, гладкие с ровным краем. Штамм сохраняет жизнеспособность в широком диапазоне температур (20-б0°С) и рН (4,5-8,0). Оптимальные значения температуры 40-42°С и рН 6,6-6,7. Штамм является облигатным метанотрофом, использует метан в качестве единственного источника углерода и энергии. Не нуждается в факторах роста. Устойчив к примесям гомологов метана и CO2, содержащихся в природном газе. Штамм способен образовывать покоящиеся формы типа незрелых цист Azotobacter.The cells of the strain are in the form of cocci and diplococcus, with a diameter of 0.8-1.0 μm, motionless. On an agarized medium it forms small transparent colonies (d - 1 mm on the 2nd day of cultivation), convex, shiny, smooth with a smooth edge. The strain remains viable in a wide range of temperatures (20 -0 ° C) and pH (4.5-8.0). The optimum temperature is 40-42 ° C and a pH of 6.6-6.7. The strain is an obligate methanotroph, uses methane as the sole source of carbon and energy. Does not need growth factors. Resistant to impurities of the homologues of methane and CO 2 contained in natural gas. The strain is able to form resting forms such as immature Azotobacter cysts.

Штамм непатогенен.The strain is non-pathogenic.

Генетические манипуляции со штаммом не производились Полученный в результате селекционных работ штамм Methylococcus capsulatus ВКМ В -3289Д характеризуется:Genetic manipulations with the strain were not performed. The strain Methylococcus capsulatus VKM B-3289D obtained as a result of breeding is characterized by:

- механорезистентно.стью, в результате чего число целых, способных к нормальной жизнедеятельности клеток, практически не уменьшается в поле акустических микропотоков с высокими градиентами скростей, что позволяет интенсифицировать перемешивание в культуралной среде, снизить диффузионные ограничения, ускорить процесс растворения и увеличить концентрацию растворенных в культуральной среде газов;- mechanically resistant, as a result of which the number of integers capable of normal cell activity practically does not decrease in the field of acoustic microflows with high gradients of velocities, which makes it possible to intensify mixing in the culture medium, reduce diffusion restrictions, accelerate the dissolution process and increase the concentration of dissolved in the culture gas environment;

- барорезистентностью, что позволяет увеличить концентрацию растворенных в культуральной среде газов;- bar resistance, which allows to increase the concentration of gases dissolved in the culture medium;

- резистентностью к повышенным концентрациям гомологов метана содержащихся в природном газе, в том числе, шахтном газе, что позволяет снизить его концентрацию в шахтном газе, а также использовать сырье для биосинтеза белка метанокисляющими микроорганизмами Methylococcus capsulatus ВКМ В -3289Д из различных источников и уменьшить вариабельность выхода конечного продукта;- resistance to increased concentrations of methane homologs contained in natural gas, including mine gas, which allows to reduce its concentration in mine gas, as well as to use protein biosynthesis with methane-oxidizing microorganisms Methylococcus capsulatus VKM B-3289D from various sources and reduce output variability final product;

- повышенной резистентностью к ингибирующему эффекту продуктов метаболизма в возвращаемой в процесс культивирования отработанной культуральной жидкости, что позволяет снизить потери составляющих минерального питания и, соответственно, увеличить эффективность процесса.- increased resistance to the inhibitory effect of metabolic products in the spent culture fluid returned to the cultivation process, which allows to reduce the loss of mineral nutrition components and, accordingly, increase the efficiency of the process.

Конечный продукт, получаемый при культивировании штамма Methylococcus capsulatus ВКМ В -3289Д - микробная биомасса сThe final product obtained by culturing the strain Methylococcus capsulatus VKM B-3289D is a microbial biomass with

высоким содержанием белка.high in protein.

Область применения штамма -промышленный биосинтез биомассы с высоким содержанием белка.The scope of the strain is industrial biosynthesis of biomass with a high protein content.

Изобретение поясняется примерами, не носящими, однако, ограничительного характера.The invention is illustrated by examples, which are not, however, restrictive.

Пример 1. Штамм Methylococcus capsulatus (CONCEPT-8) ВКМ В -3289Д выращивали на ферментере с рабочим объемом 1,7 л на минеральной среде следующего состава г/л: KNO3 - l,0; MgSO4⋅7Н2О-0,2; CaCl2 - 0,02;Example 1. The strain Methylococcus capsulatus (CONCEPT-8) VKM B-3289D was grown on a fermenter with a working volume of 1.7 l on a mineral medium of the following composition g / l: KNO 3 - l, 0; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O-0.2; CaCl 2 - 0.02;

Na2HPO4⋅12H2O -1,5; KH2PO4 - 0,7;Na 2 HPO 4 ⋅ 12H 2 O -1.5; KH 2 PO 4 0.7;

FeSO4⋅7H2O-2,0 мг; ZnSO4 ⋅ 7H2O - 0, 1 мг;FeSO 4 ⋅ 7H 2 O-2.0 mg; ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O - 0.1 mg;

MnCl2⋅4H2O - 0,03 мг; CuCl2⋅5H2O - 0,1 мг; CoCl2⋅6H2O - 0,2 мг; NiCl2⋅6H2O - 0, 02 мг; Na2MoO4 - 0,03 мг; H3BO3 - 0,03 мг; ЭДТА-Na2 - 5,0.MnCl 2 ⋅ 4H 2 O - 0.03 mg; CuCl 2 ⋅ 5H 2 O - 0.1 mg; CoCl 2 ⋅ 6H 2 O - 0.2 mg; NiCl 2 ⋅ 6H 2 O - 0.02 mg; Na 2 MoO 4 - 0.03 mg; H 3 BO 3 - 0.03 mg; EDTA-Na 2 - 5.0.

рН среды 6,7pH 6.7

Процесс вели при давлении 0,2 МПа, газовая фаза содержала смесь метан:воздух в соотношении 1:3.The process was conducted at a pressure of 0.2 MPa, the gas phase contained a methane: air mixture in a ratio of 1: 3.

Метан -99,9%Methane -99.9%

Температура культивирования 42°СCultivation temperature 42 ° C

Продолжительность процесса - 336 часовThe duration of the process is 336 hours.

Скорость протока Д=0,28 час-1 The flow rate D = 0.28 hour -1

Концентрация биомассы составила 11,8-12,3 г/л, содержание сырого протеина в биомассе - 79,4%The biomass concentration was 11.8-12.3 g / l, the crude protein content in biomass was 79.4%

Пример 2.Example 2

Культивирование вели как описано в примере 1.Cultivation was carried out as described in example 1.

Газовая смесь содержала метан: этан в %-ом соотношении 94: 6. Скорость протока Д=0,28 час -1The gas mixture contained methane: ethane in a% ratio of 94: 6. Flow rate D = 0.28 hour -1

Концентрация биомассы составила 11,7-12,0 г/л, содержание сырого протеина 78,1%The biomass concentration was 11.7-12.0 g / l, the crude protein content of 78.1%

Пример 3.Example 3

Культивирование вели как описано в примере 1.Cultivation was carried out as described in example 1.

Газовая смесь содержала метан: этан: пентан в %-ом соотношении 92: 6:2. Скорость протока Д=0,28 час -1The gas mixture contained methane: ethane: pentane in a% ratio of 92: 6: 2. The flow rate D = 0.28 hour -1

Концентрация биомассы составила 11, 5-11, 7. г/л, содержание сырого протеина 78%The biomass concentration was 11, 5-11, 7. g / l, the crude protein content of 78%

Пример 4.Example 4

Культивирование вели как описано в примере 1. Процесс вели при давлении 0,2 МПа, газовая фаза содержала смесь метан: воздух в соотношении 1:3.Cultivation was carried out as described in example 1. The process was conducted at a pressure of 0.2 MPa, the gas phase contained a methane: air mixture in a ratio of 1: 3.

Метан - 99,9%Methane - 99.9%

В среду культивирования добавляли отработанную культуральную жидкость (ОКЖ), полученную после отделения клеток метанотрофа.In the culture medium was added waste culture fluid (OC) obtained after separation of methanotroph cells.

ОКЖ содержит весь комплекс продуктов метаболизма метанотрофа, которые образуются в процессе выращивания метанотрофа на природном газеOKJ contains the whole complex of metabolic products of methanotroph, which are formed in the process of growing methanotroph in natural gas

, включая метанол, формальдегид, формиат, полисахариды, органические кислоты и др. (33-38).including methanol, formaldehyde, formate, polysaccharides, organic acids, etc. (33-38).

Суммарной количественной характеристикой всех органических веществ, образующихся в процессе культивирования являются показатели ХПК(мгО2/л) и БПК(мгО2/л).The total quantitative characteristic of all organic substances formed in the process of cultivation are indicators of COD (mgO 2 / l) and BOD (mgO 2 / l).

В среду культивирования добавляли ОКЖ со следующими показателями:OKJ was added to the culture medium with the following indicators:

ХПК = 1650 мгО2COD = 1650 mgO 2 / L

БПК = 1100 мгО2BOD = 1100 mgO 2 / L

ОКЖ в среду культивирования добавляли в количестве 1-10 об.%.OKL in the culture medium was added in an amount of 1-10 vol.%.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 5Example 5

Культивировании штамма Methylococcus capsulatus (CONCEPT-8) ВКМ В -3289Д вели на ферментере с рабочим объемом 1,7 л на минеральной среде как и в примере 1.The cultivation of the strain Methylococcus capsulatus (CONCEPT-8) VKM B-3289D was carried out on a fermenter with a working volume of 1.7 l on a mineral medium as in example 1.

рН среды 6,7pH 6.7

Процесс вели при давлении 0,1 МПа, газовая фаза на входе в ферментер содержала смесь: метан -6%, кислород - 19%, углекислый газ - 1,5%, остальное - азот.The process was conducted at a pressure of 0.1 MPa, the gas phase at the inlet to the fermenter contained a mixture: methane -6%, oxygen - 19%, carbon dioxide - 1.5%, the rest was nitrogen.

Метан -99,9%Methane -99.9%

Температура культивирования 42°СCultivation temperature 42 ° C

Продолжительность процесса - 336 часовThe duration of the process is 336 hours.

Скорость протока Д=0,25 час -1The flow rate D = 0.25 hour -1

Концентрация биомассы составила 0,7-0,8 г/л, содержание сырого протеина в биомассе - 78,0%.The biomass concentration was 0.7-0.8 g / l, the crude protein content in biomass was 78.0%.

Газовая фаза на выходе из ферментера содержала смесь: метан -3,7%, кислород - 17%, углекислый газ - 4,3%, остальное - азот.The gas phase at the outlet of the fermenter contained a mixture: methane -3.7%, oxygen - 17%, carbon dioxide - 4.3%, the rest was nitrogen.

Представленные примеры характеризуют штамм Methylococcus capsulatus ВКМ В -3289Д, как продуцент высокого содержания белка в микробной биомассе, способный обеспечивать высокие его показатели в широком диапазоне концентрации метана (от 6 до 99,9%) при его культивировании и повышенной резистентности к ингибирующему эффекту продуктов метаболизма.The presented examples characterize the strain Methylococcus capsulatus VKM B-3289D as a producer of a high protein content in microbial biomass, capable of ensuring its high performance in a wide range of methane concentration (from 6 to 99.9%) during cultivation and increased resistance to the inhibitory effect of metabolic products .

Claims (1)

Штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus ВКМ В-3289Д для биосинтеза белковой биомассы.Methylococcus capsulatus VKM B-3289D methane-oxidizing bacteria strain for protein biomass biosynthesis.
RU2018145944A 2018-12-24 2018-12-24 Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass RU2706074C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145944A RU2706074C9 (en) 2018-12-24 2018-12-24 Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145944A RU2706074C9 (en) 2018-12-24 2018-12-24 Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2706074C1 RU2706074C1 (en) 2019-11-13
RU2706074C9 true RU2706074C9 (en) 2020-01-09

Family

ID=68579955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145944A RU2706074C9 (en) 2018-12-24 2018-12-24 Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706074C9 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755539C1 (en) * 2020-08-11 2021-09-17 Сергей Юрьевич Симонян Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof
RU2763052C1 (en) * 2021-03-19 2021-12-27 Общество с ограниченной ответственностью «Управляющая компания Группы компаний «КОМИТА» Strain of bacteria methylococcus capsulatus rncim b-13554 as source of feed protein
RU2765994C1 (en) * 2021-08-03 2022-02-07 Эквилибриум Биотек Инк. Strain of methane-oxidising bacteria methylococcus capsulatus vkm b-3482d for biosynthesis of protein biomass
RU2787202C1 (en) * 2022-09-26 2022-12-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-проектный центр "Акрон инжиниринг" (ООО "НПЦ "Акрон инжиниринг") Methylococcus capsulatus strain is a producer of high-protein biomass

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3930947A (en) * 1973-12-26 1976-01-06 Ajinomoto Co., Inc. Method of producing microbial cells from methane
GB1463295A (en) * 1973-04-12 1977-02-02 British Petroleum Co Fermentation processes for converting methane into proteina ceous material
RU2064016C1 (en) * 1992-11-26 1996-07-20 Акционерное общество открытого типа "Биотех" Method for production of biomass of methane-oxidizing microorganisms and method for control of continuous process of production of biomass of methane-oxidizing microorganisms
CN104774792A (en) * 2015-04-13 2015-07-15 中国科学院天津工业生物技术研究所 MethyLomonas tolerant to high-concentration methanol and application thereof
RU2613365C1 (en) * 2016-04-07 2017-03-16 Ооо "Гипробиосинтез" Strain of methane-oxidizing bacteria methylococcus capsulatus gbs-15 for obtaining of microbial protein mass

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1463295A (en) * 1973-04-12 1977-02-02 British Petroleum Co Fermentation processes for converting methane into proteina ceous material
US3930947A (en) * 1973-12-26 1976-01-06 Ajinomoto Co., Inc. Method of producing microbial cells from methane
RU2064016C1 (en) * 1992-11-26 1996-07-20 Акционерное общество открытого типа "Биотех" Method for production of biomass of methane-oxidizing microorganisms and method for control of continuous process of production of biomass of methane-oxidizing microorganisms
CN104774792A (en) * 2015-04-13 2015-07-15 中国科学院天津工业生物技术研究所 MethyLomonas tolerant to high-concentration methanol and application thereof
RU2613365C1 (en) * 2016-04-07 2017-03-16 Ооо "Гипробиосинтез" Strain of methane-oxidizing bacteria methylococcus capsulatus gbs-15 for obtaining of microbial protein mass

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755539C1 (en) * 2020-08-11 2021-09-17 Сергей Юрьевич Симонян Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof
RU2763052C1 (en) * 2021-03-19 2021-12-27 Общество с ограниченной ответственностью «Управляющая компания Группы компаний «КОМИТА» Strain of bacteria methylococcus capsulatus rncim b-13554 as source of feed protein
RU2765994C1 (en) * 2021-08-03 2022-02-07 Эквилибриум Биотек Инк. Strain of methane-oxidising bacteria methylococcus capsulatus vkm b-3482d for biosynthesis of protein biomass
RU2787202C1 (en) * 2022-09-26 2022-12-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-проектный центр "Акрон инжиниринг" (ООО "НПЦ "Акрон инжиниринг") Methylococcus capsulatus strain is a producer of high-protein biomass
RU2805960C1 (en) * 2022-12-26 2023-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "Эй Пи Интернэйшнл" Methylotrophic yeast strain ogataea polymorpha 16 ap (bkm y-3389d) for protein production

Also Published As

Publication number Publication date
RU2706074C1 (en) 2019-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adedayo et al. Single cell proteins: as nutritional enhancer
RU2706074C9 (en) Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass
RU2613365C1 (en) Strain of methane-oxidizing bacteria methylococcus capsulatus gbs-15 for obtaining of microbial protein mass
KR101577820B1 (en) Novel culture process for a heterotrophic microalga
RU2728345C1 (en) Methylococcus capsulatus vkpm b-13479 strain - producer of microbial protein mass, resistant to aggressive medium
CN112226373B (en) Strain for producing protein and application thereof
Varel et al. Thermophilic and mesophilic methane production from anaerobic degradation of the cyanobacterium Spirulina maxima
Pane et al. Viability of the marine microalga Tetraselmis suecica grown free and immobilized in alginate beads
Matos et al. Anaerobic digestate abattoir effluent (ADAE), a suitable source of nutrients for Arthrospira platensis cultivation
Xu et al. Heterotrophically ultrahigh-cell-density cultivation of a high protein-yielding unicellular alga Chlorella with a novel nitrogen-supply strategy
RU2687136C1 (en) Heterotrophic bacteria strain stenotrophomonas acidaminiphila gbs-15-2 as associate for producing microbial protein mass
US3981774A (en) Fermentation of oxygenated hydrocarbon compounds with thermophilic microorganisms
CN110121550A (en) Method and product for biodegradable waste
Ajijah et al. Utilization of tofu wastewater as a cultivation medium for Chlorella vulgaris and Arthrospira platensis
CN114196547A (en) Application of DCMU (dendritic cell activator-terminator) in improving chlorophyll yield or strong light tolerance during microalgae polyculture fermentation
CN112312771A (en) Method for producing cell-rich media using chemoautotrophic microorganisms
CN116478838B (en) Pichia pastoris with multi-carbon source utilization and high protein synthesis and application thereof
JP6966096B2 (en) Symbiotic Bacteria for Obtaining Microbial Proteins Heterotrophic Bacteria Cupriavidus guilardii GBS-15-1 Strain
RU2687137C1 (en) Strain of heterotrophic bacteria klebsiella pneumonia is an associate for producing a microbial protein mass
RU2745093C1 (en) Methylococcus capsulatus bf 19-07 methane-oxidizing bacteria strain - producer for obtaining microbial protein mass
RU2763052C1 (en) Strain of bacteria methylococcus capsulatus rncim b-13554 as source of feed protein
CN105189769A (en) Production of omega-3 fatty acids from pythium species
RU2765994C1 (en) Strain of methane-oxidising bacteria methylococcus capsulatus vkm b-3482d for biosynthesis of protein biomass
CN103243032A (en) Sake candida and fermentation method thereof
NL2018539B1 (en) Method for the production of microalgae

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 32-2019 FOR INID CODE(S) (73)

TH4A Reissue of patent specification