RU2744107C1 - Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди - Google Patents

Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди Download PDF

Info

Publication number
RU2744107C1
RU2744107C1 RU2020132608A RU2020132608A RU2744107C1 RU 2744107 C1 RU2744107 C1 RU 2744107C1 RU 2020132608 A RU2020132608 A RU 2020132608A RU 2020132608 A RU2020132608 A RU 2020132608A RU 2744107 C1 RU2744107 C1 RU 2744107C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
xanthan
bacterial strain
xanthan gum
medium
vkpm
Prior art date
Application number
RU2020132608A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Викторович Саргин
Валерий Михайлович Батарагин
Александр Александрович Бочкарев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр»
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 «Газпромнефть Научно-Технический Центр» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр»
Priority to RU2020132608A priority Critical patent/RU2744107C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2744107C1 publication Critical patent/RU2744107C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, 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
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, 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
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C12P19/06—Xanthan, i.e. Xanthomonas-type heteropolysaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/64—Xanthomonas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, косметической промышленности, а также при добыче нефти. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) под регистрационным номером ВКПМ В-13738. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans ВКПМ В-13738 обладает способностью продуцировать ксантановую камедь. Изобретение позволяет повысить выход ксантана. 3 ил., 4 пр.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, косметической промышленности, а также при добыче нефти.
Ксантан (ксантановая камедь) - внеклеточный полисахарид, который представляет собой продукт жизнедеятельности бактерий Xanthomonas. Ксантан представляет собой экзополисахарид микробного происхождения. Ксантан - важный промышленный биополимер, который, благодаря своим ценным и уникальным свойствам, нашел применение в пищевой, нефтяной, фармацевтической, горнодобывающей, текстильной и других отраслях промышленности. Ксантан экологически безопасен, нетоксичен (используется в пищевой промышленности как стабилизатор и загуститель под названием Е 415).
Известен штамм бактерий Xanthomonas fuscans, способный расти в среде, содержащей лактозу, и продуцирующий экзоклеточный полисахарид [Konice et al. Folia Microbiol. 22: 12-18 (1977)]. Исследовано получение экзоклеточного полисахарида фитопатогенной бактерии Xanthomonas fuscans с точки зрения его возможного использования при утилизации промышленных отходов, содержащих лактозу.
Известен штамм Xanthomonas campestris X59-1232, депонированный 4 декабря 1991 г.в Американской коллекции, под номером 55258, используемый в качестве активного продуцента ксантановой камеди [заявка US5279961, МПК: C12N 1/21, C12N 15/63, C12N15/74, опубл. 18.01.1994 г.].
Известен штамм Xanthomonas campestris NRRL В-1459 (ВКПМ В-6720), широко используемый в промышленности в качестве активного продуцента ксантана (RU 2252033, МПК: А61K 47/36, С12Р 19/06, опубл. 20.05.2005; RU 2323005, МПК: А61K 47/00, С12Р 19/06, опубл. 27.04.2008; RU 2559553, МПК: C12N 1/20, С12Р 19/06, C12R 1/64, опубл. 10.08.2015).
Известный штамм Xanthomonas campestris NRRL В 1459 (ВКПМ В-6720) согласно паспорту ВКПМ синтезирует ксантан в количестве 6,1 г/л. Недостатком известного штамма является низкая продуктивность.
Известен штамм Xanthomonas campestris 2017 (ВКПМ В-12968), предлагаемый для получения ксантана (RU 2639557, МПК: C12N 1/20, С12Р 19/06, C12R 1/64, опубл. 21.12.2017). Недостатком известного штамма является низкая продуктивность (9,5 г/л ксантана на среде с сахарозой, 12,2 г/л ксантана на среде с мелассой).
Известен штамм Xanthomonas theicola (ВКПМ В-11268), предлагаемый для получения ксантана (RU 2714638, МПК C12N 1/20, С12Р 19/06, C12R 1/64, опубл. 18.02.2020). Недостатком известного штамма является невысокая продуктивность на некоторых средах: выход сухого ксантана на среде с сахарозой составляет 21,2 г/л.; на среде с мелассой - 27,9 г/л; на среде с крахмалом- 15,7 г/л.
Технический результат заключается в создании нового высокопродуктивного штамма бактерии Xanthomonas fuscans, используемого для получения ксантана, обеспечивающего высокий выход полисахарида, в частности, на среде с мелассой и на среде с ферментативным гидролизатом казеина.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать штамм бактерии Xanthomonas fuscans GBigcsan-615, который продуцирует экзополисахард - ксантан. Штамм бактерии Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) под регистрационным номером ВКПМ В-13738.
Штамм выделен в естественных условиях в Московской области из пораженного колоса пшеницы, проявленного в виде черного пигмента на верхних частях колосовых чешуек, сплошного пятна и широких штрихов, выращен на плотной питательной среде и многократно модифицирован селекционным путем.
Материалы, поясняющие сущность изобретения:
на фиг. 1 представлена фотография штамма бактерии Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738;
на фиг. 2 представлено филогенетическое дерево Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738;
на фиг. 3 представлена таблица сравнения продуктивности заявленного штамма со штаммами из коллекции ВКПМ.
Штамм бактерии Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 идентифицирован по культурально-морфологическим, физиолого-биохимическим свойствам и генетическим характеристикам и имеет следующие признаки.
Культурально-морфологические свойства. Клетки одиночные грамотрицательные подвижные палочки с закругленными концами. Спор не образуют.На агаризованной среде следующего состава (г/л): сахароза - 20,0; дрожжевой экстракт - 10,0; пептон - 10,0; агар - 17,0; вода дистиллированная - 1,0 л, образуют круглые, с ровным краем, однородной маслянистой консистенции, блестящие колонии выпуклой формы желтого цвета. Фотография штамма бактерии Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 представлена на фиг. 1
Физиолого-биохимические свойства. Грамотрицательный аэроб. Не восстанавливает нитраты. Культура оксидазоотрицательная и каталазоположительная. Разжижает желатин, пептонизирует молоко, гиролизирует крахмал. Продуцирует кислоту из глюкозы, галактозы, мальтозы, сахарозы и раффинозы. Оптимальная температура роста 28°С. Оптимальное значение рН среды 6,5-7,5.
Генетические характеристики. Штамм идентифицирован до вида с помощью анализа 16S РНК. При секвенировании вариабельных участков 16S rDNA получена собранная нуклеотидная последовательность для штамма. Последовательности были выровнены с соответствующими последовательностями ближайших видов бактерий, доступными из базы данных GenBank. По данным анализа было построено филогенетическое дерево Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 с гомологичными штаммами, представленное на фиг. 2. Анализ филогенетического родства, построенный с использованием типовых штаммов близкородственных бактерий, показал, что наиболее близким к исследуемому штамму являются виды Xanthomonas fuscans (99%).
Штамм бактерии Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 предназначен для получения ксантана путем глубинного культивирования на ферментационных средах различного состава.
В результате биосинтеза из данного штамма получается ксантановая камедь определенного молекулярного веса, позволяющая удерживать заданные значения вязкости в широком диапазоне концентраций и температур. Продуцируемая ксантановая камедь по своим свойствам походит для использования в различных областях, в частности, в нефтяной промышленности для приготовления буровых растворов.
Изобретение характеризуется следующими примерами.
Пример 1. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 культивируют в течение 72 часов в динамических условиях на шейкере-инкубаторе при 200 об/мин и температуре 28°C в колбах на 250 мл, содержащих 100 мл среды следующего состава (г/л): сахароза - 20,0, дрожжевой экстракт - 3,0, ферментативный гидролизат казеина - 10,0, K2HPO4 - 2,0, KH2PO4 - 2,0, MgSO4×7H2O - 0,1, рН среды 6,8. Режим стерилизации 121°C в течение 20 минут.Ферментационную питательную среду засевают посевным материалом культуры в количестве 5%, выращенным при 28°C в течение 48 часов. Полученную культуральную жидкость фильтруют с помощью ультрафильтрационного модуля УФМ-0,2 Далее отделенный ксантан высушивают при 80°C до постоянной массы. Количество ксантана определяют весовым методом. Выход сухого ксантана составляет 29,5 г/л.
Пример 2. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 культивируют в течение 72 часов в динамических условиях на ферментере БИОР-75 при 200 об/мин и температуре 28°C, содержащем 50 л среды следующего состава (г/л): меласса - 45,0, дрожжевой экстракт - 3,0, ферментативный гидролизат казеина - 10,0, K2HPO4 - 2,0, KH2PO4 - 2,0, MgSO4×7H2O - 0,1, рН среды 6,0. Режим стерилизации 121°C в течение 20 минут. Ферментационную питательную среду засевают посевным материалом культуры в количестве 5%, выращенным при 28°C в течение 48 часов. Полученную культуральную жидкость фильтруют с помощью ультрафильтрационного модуля УФМ-0,2. Далее осажденный ксантан высушивают при 80°C до постоянной массы. Количество ксантана определяют весовым методом. Выход сухого ксантана составляет 24,2 г/л.
Пример 3. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 культивируют в течение 72 часов в динамических условиях на шейкере-инкубаторе при 200 об/мин и 28°C в колбах на 250 мл, содержащих 100 мл среды следующего состава (г/л): кукурузный крахмал - 20,0, дрожжевой экстракт - 3,0, ферментативный гидролизат казеина - 10,0, K2HPO4 - 2,0, KH2PO4 - 2,0, MgSO4×7H2O - 0,1, рН среды 6,7. Режим стерилизации 121°C в течение 20 минут.Ферментационную питательную среду засевают посевным материалом культуры в количестве 5%, выращенным при 28°C в течение 48 часов. Полученную культуральную жидкость фильтруют с помощью ультрафильтрационного модуля УФМ-0,2. Далее отфильтрованный ксантан высушивают при 80°C до постоянной массы. Количество ксантана определяют весовым методом. Выход сухого ксантана составил 18,2 г/л.
Пример 4. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans GBigcsan-615 ВКПМ В-13738 культивируют в течение 72 часов в динамических условиях на шуттель-аппарате в качалочных колбах при 200 об/мин и температуре 28°C, содержащих 100 мл среды следующего состава (г/л): сахароза - 20, MgSO4×7H2O - 0,2, (NH4)2SO4 - 3,0, Н3 ВО3 - 0,006, FeCl3 - 0,0024, KH2PO4 - 2,0, CaCO3 - 0,002, ZnO - 0,006, лимонная кислота - 2,0, рН среды 6,7. Режим стерилизации 121°C в течение 20 минут.Ферментационную питательную среду засевают посевным материалом культуры в количестве 5%, выращенным при 28°C в течение 48 часов. Полученную культуральную жидкость центрифугируют в течение 30 минут при 8000 об/мин 4°C. Для осаждения ксантана в супернатант добавляют этиловый спирт в соотношении 1:2, затем смесь выдерживают в холодильнике при 4°C в течение 24 часов. Далее осажденный ксантан высушивают при 80°C до постоянной массы. Количество ксантана определяют весовым методом. Выход сухого ксантана составляет 12,6 г/л.
Сравнение продуктивности заявленного штамма с продуктивностью штаммов из коллекции ВКПМ (Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов) представлено в таблице на фиг. 3. Составы указанных в таблице питательных сред представлены ниже.
Среда 233 (г/л): картофельный отвар - 300, глюкоза 20,0, агар - 20,0 и вода водопроводная - 1,0 л.
Среда 533 (г/л): мальтэкстракт - 3,0, дрожжевой экстракт - 3,0, бактопептон - 5,0, глюкоза 10,0, агар - 20, вода водопроводная - 1,0 л.
Среда DMEM/F12 (г/л): смесь неорганических солей, аминокислот, витаминов и глюкозы.
Среда С** (г/л): кукурузный крахмал - 20,0, дрожжевой экстракт - 3,0, ферментативный гидролизат казеина - 10,0, K2HPO4 - 2,0, KH2PO4 - 2,0, MgSO4×7H2O - 0,1.
По сравнению с известными решениями предлагаемое изобретение обеспечивает более высокий выход полисахарида. В частности, на среде с мелассой образуется 29,5 г/л ксантана, на среде с ферментативным гидролизатом казеина - 24,2 г/л ксантана.

Claims (1)

  1. Штамм бактерий Xanthomonas fuscans ВКПМ В-13738 - продуцент ксантановой камеди.
RU2020132608A 2020-10-05 2020-10-05 Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди RU2744107C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132608A RU2744107C1 (ru) 2020-10-05 2020-10-05 Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132608A RU2744107C1 (ru) 2020-10-05 2020-10-05 Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744107C1 true RU2744107C1 (ru) 2021-03-02

Family

ID=74857775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132608A RU2744107C1 (ru) 2020-10-05 2020-10-05 Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744107C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193063C2 (ru) * 2000-11-29 2002-11-20 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН Бактериолитический комплекс, способ его получения и штамм для осуществления способа
RU2252033C1 (ru) * 2004-04-19 2005-05-20 Научно-производственный реабилитационный центр "Ресхил" Способ получения ксантанового загустителя "сараксан" или "сараксан-т"
RU2553562C1 (ru) * 2014-05-19 2015-06-20 Маргарита Анатольевна Иванова Способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан
RU2714638C1 (ru) * 2019-10-09 2020-02-18 Виктор Васильевич Ревин Штамм бактерии Xanthomonas theicola - продуцент ксантана

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193063C2 (ru) * 2000-11-29 2002-11-20 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН Бактериолитический комплекс, способ его получения и штамм для осуществления способа
RU2252033C1 (ru) * 2004-04-19 2005-05-20 Научно-производственный реабилитационный центр "Ресхил" Способ получения ксантанового загустителя "сараксан" или "сараксан-т"
RU2553562C1 (ru) * 2014-05-19 2015-06-20 Маргарита Анатольевна Иванова Способ получения культуральной жидкости, содержащей ксантан
RU2714638C1 (ru) * 2019-10-09 2020-02-18 Виктор Васильевич Ревин Штамм бактерии Xanthomonas theicola - продуцент ксантана

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100410364C (zh) γ-聚谷氨酸产生菌及利用该菌株制备γ-聚谷氨酸的方法
RU2639557C1 (ru) ШТАММ БАКТЕРИИ Xanthomonas campestris - ПРОДУЦЕНТ КСАНТАНА
RU2714638C1 (ru) Штамм бактерии Xanthomonas theicola - продуцент ксантана
EP2027280A1 (en) Process for the preparation of polymyxin b employing ( paeni ) bacillus polymyxa
US20080064073A1 (en) Process for Preparing
Moosavi-Nasab et al. Effect of fermentation time on xanthan gum production from sugar beet molasses
RU2744107C1 (ru) Штамм бактерий Xanthomonas fuscans - продуцент ксантановой камеди
US5130249A (en) Galactomannan polysaccharide producing organism
US11758923B2 (en) Method for making plant-based meatloaf or tofu using single cell proteins from microalgae
CN101508962B (zh) 一株非谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸合成菌及其发酵方法
RU2748947C1 (ru) Способ получения полисахаридной добавки на основе пищевой ксантановой камеди
US5118803A (en) Zooglan polysaccharide
CN106834390B (zh) 细菌发酵生产糖蛋白絮凝剂中提高产量活性稳定性的方法
CN1170925C (zh) 碱性海藻多糖裂解酶的发酵生产方法和生产该酶的微生物
KR100495272B1 (ko) 세포외다당류를 분비하는 무색소 하헬라 제주엔시스96ＣＪ 10356의 변이주 ｍ10356 및 이로부터세포외다당류를 생산하는 방법
KR100462904B1 (ko) 신규한 해양 미생물 잔토모나스 에스피. 비에이치-1을이용한 알긴산 분해효소의 제조방법
CN114437985B (zh) 一株产气肠杆菌及其在合成微生物多糖中的应用
RU2740710C1 (ru) Штамм бактерии Paenibacillus polymyxa - продуцент левана
JP3057221B2 (ja) 特異な粘性特性を有する新規多糖体及びその製造方法
CN113234633B (zh) 一株产几丁质酶的菌株及其在几丁寡糖制备中的应用
Umasankar et al. Xanthan production—effect of agitation
Kisten et al. Extracellular lectin produced by Bacillus subtilis strain IMV B-7014 depending on the culture conditions
RU2084520C1 (ru) Штамм бактерий brevibacterium flavum - продуцент l-глутамина (варианты)
RU1692144C (ru) Способ получения вещества, обладающего литическим действием
Zahović et al. XANTHAN PRODUCTION ON CRUDE GLYCEROL BY LAB-SCALE BIOREACTOR CULTIVATION OF LOCAL Xanthomonas ISOLATE

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220420