RU2754927C1 - Method for immobilizing microorganisms on montmorillonite clays - Google Patents
Method for immobilizing microorganisms on montmorillonite clays Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754927C1 RU2754927C1 RU2020143507A RU2020143507A RU2754927C1 RU 2754927 C1 RU2754927 C1 RU 2754927C1 RU 2020143507 A RU2020143507 A RU 2020143507A RU 2020143507 A RU2020143507 A RU 2020143507A RU 2754927 C1 RU2754927 C1 RU 2754927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- microorganisms
- lysobacter
- clay
- mixture
- Prior art date
Links
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
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
Landscapes
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в сельском хозяйстве для получения средства для лечения ран у животных.The invention relates to biotechnology and can be used in agriculture to obtain an agent for treating wounds in animals.
В настоящее время известны многочисленные способы иммобилизации микроорганизмов и клеток. Для иммобилизации применяют различные носители: гели, Са-альгинатный гель, н-алканы с C14-C16, природные сорбенты. Но все описанные способы имеют один большой недостаток они преимущественно применяются для очистки сточных вод или для очистки водной среды от загрязнения нефтепродуктами. Numerous methods are now known for immobilizing microorganisms and cells. Various carriers are used for immobilization: gels, Ca-alginate gel, n-alkanes with C14-C16, natural sorbents. But all the described methods have one big drawback, they are mainly used for wastewater treatment or for cleaning the aquatic environment from pollution with oil products.
Известен способ иммобилизации клеток путем смешения клеток с гелем, отличающийся тем, что, с целью удлинения сроков сохранения жизнеспособности клеток млекопитающих, взвесь клеток смешивают с водным раствором, содержащим метилцеллюлозу 0,3 - 1,5%, альгинат натрия 0,2 - 1% и галактан сульфата 0,1 - 0,5%, в соотношении 1 : (1 - 4), затем полученную смесь смешивают с коллагеном, взятым в количестве 0,3 - 1,5% от массы образуемого гелия.(патент SU № 1 264 575 A1 от 1984.10.23)There is a known method of immobilizing cells by mixing cells with a gel, characterized in that, in order to lengthen the life of mammalian cells, a suspension of cells is mixed with an aqueous solution containing methylcellulose 0.3-1.5%, sodium alginate 0.2-1% and galactan sulfate 0.1 - 0.5%, in a ratio of 1: (1 - 4), then the resulting mixture is mixed with collagen, taken in an amount of 0.3 - 1.5% by weight of the formed helium. (patent SU No. 1 264 575 A1 dated 1984.10.23)
Известен способ иммобилизации клеток микроорганизмов с β-тирозиназной активностью путем включения их в гель, иммобилизацию приводят в присутствии стабилизатора - ацетата аммония или пирувата натрия или тирозина, при этом в качестве геля используют полиакриламидный гель, а из микроорганизмов используют штамм Citrobcioter reund №62. Иммобилизацию клеток проводят в фосфатном буфере рН 7-8 с добавлением ацетата аммония, либо в ацетатном буфере при рН 8. В буфере смешивают суспензию клеток, растворы акриламида и метиленбисакриламида, тетраметилендиамина и персульфата аммония. Реакционный сосуд погружают в баню со льдом. Полимеризация заканчивается через минуту. Блок полученного полиакриламидного геля с включенными клетками протирают через полиэтиленовое сито с размером пор 1*1 мм и отмывают от свободных клеток. В гель включается 89% клеток (патент SU 922142 A1 от 1982.04.23).A known method for immobilizing cells of microorganisms with β-tyrosinase activity by including them in a gel, immobilization is carried out in the presence of a stabilizer - ammonium acetate or sodium pyruvate or tyrosine, while a polyacrylamide gel is used as a gel, and Citrobcioter reund No. 62 is used from microorganisms. Immobilization of cells is carried out in phosphate buffer pH 7-8 with the addition of ammonium acetate, or in acetate buffer at pH 8. Cell suspension, solutions of acrylamide and methylene bisacrylamide, tetramethylenediamine and ammonium persulfate are mixed in the buffer. The reaction vessel is immersed in an ice bath. Polymerization ends in a minute. The block of the obtained polyacrylamide gel with included cells is rubbed through a polyethylene sieve with a pore size of 1 * 1 mm and washed from free cells. 89% of cells are included in the gel (patent SU 922142 A1 from 1982.04.23).
Известен способ получения биопрепарата для очистки водной среды от загрязнения нефтепродуктами. Способ получения биопрепарата заключается в том, что вещество носителя, вещество-фактор роста микроорганизмов и биомассу микроорганизмов-нефтедеструкторов, иммобилизованную посредством рассосредоточения биомассы микроорганизмов-нефтедеструкторов в массе вещества носителя физически соединяют с веществом носителя. В качестве вещества носителя применена композиция из Са-альгинатного геля, н-алканов с C14-C16 и вещества-фактора роста микроорганизмов. Иммобилизацию микроорганизмов-нефтедеструкторов осуществляют посредством рассосредоточения биомассы микроорганизмов-нефтедеструкторов в массе вещества носителя с физическим соединением их с веществом носителя, для чего приготавливают 1% водную смесь с альгинатом натрия (например, в количестве 100 мл для упомянутого количества суспензии биомассы), тщательно ее перемешивают и выдерживают в течение 2-3 часов для завершения абсорбции фрагментами альгината натрия. К полученной таким образом смеси с альгинатом натрия добавляют факторы роста, например, кукурузный экстракт в количестве 10 г на 100 мл смеси. Физическое соединение микроорганизмов-нефтедеструкторов с веществом носителя осуществлено посредством образования капель из смеси суспензированной биомассы с ингредиентами композиции вещества носителя и полимеризации капель с образованием гранул в водном растворе, содержащем ионы Са. Гранулы фильтруют, промывают и помещают в физиологический раствор. (патент РФ №2255052 от 2003.01.17)A known method of obtaining a biological product for cleaning the aquatic environment from oil pollution. The method of obtaining a biological product consists in the fact that the substance of the carrier, the substance-growth factor of microorganisms and the biomass of microorganisms-oil destructors, immobilized by dispersing the biomass of microorganisms-oil destructors in the mass of the substance of the carrier is physically combined with the substance of the carrier. A composition of a Ca-alginate gel, n-alkanes with C14-C16 and a substance-growth factor for microorganisms was used as a carrier substance. The immobilization of oil-degrading microorganisms is carried out by dispersing the biomass of oil-degrading microorganisms in the mass of the carrier substance with their physical connection with the carrier substance, for which a 1% aqueous mixture with sodium alginate is prepared (for example, in an amount of 100 ml for the mentioned amount of biomass suspension), it is thoroughly mixed and incubated for 2-3 hours to complete the absorption of sodium alginate fragments. Growth factors, for example corn extract in an amount of 10 g per 100 ml of the mixture, are added to the mixture thus obtained with sodium alginate. The physical connection of microorganisms-oil destructors with the substance of the carrier is carried out through the formation of drops from a mixture of suspended biomass with the ingredients of the composition of the carrier substance and the polymerization of the drops with the formation of granules in an aqueous solution containing Ca ions. The granules are filtered, washed and placed in saline. (RF patent No. 2255052 dated 2003.01.17)
Известен способ получения биосорбента, заключающийся в иммобилизации в гидрофобный сорбент нефти биомассы штаммов микромицета Fusarium lateritium НК-204 или Gliocladium deliquescens НК-205 или Gliocladium deliquescens НК-206 или консорциума этих штаммов, посредством обрастания мицелием грибов сорбента, помещенного на питательную среду. Далее полученный препарат сушат. Сорбент выполнен из гидрофобного сорбента нефти на основе торфа. Мицелий грибов составляет 20 - 50% по сухому весу. (патент RU (11) №2299181, №2318736, №2299181 от 2005.08.03) A known method for producing a biosorbent consists in immobilizing biomass strains of micromycete Fusarium lateritium NK-204 or Gliocladium deliquescens NK-205 or Gliocladium deliquescens NK-206 or a consortium of these strains into a hydrophobic oil sorbent, by means of overgrowing the mycelium of fungi placed on the sorbent. Next, the resulting preparation is dried. The sorbent is made of peat-based hydrophobic oil sorbent. The mycelium of mushrooms is 20-50% by dry weight. (patent RU (11) No. 2299181, No. 2318736, No. 2299181 dated 2005.08.03)
Известен способ получения биосорбента, включающий иммобилизацию на нефтяном гидрофобном сорбенте дрожжевых грибов Candida lipolytica, Candida guilliermondii, Pichia guilliermondii и культур бактерий Rhodococcus erythropolis, Arthrobacter sp. в количестве от 10 до 50% (по сухому весу) посредством обрастания мицелием грибов сорбента с последующей сушкой на воздухе. (патент RU №2318736 от 2006.02.10)A known method of producing a biosorbent, including immobilization on an oil hydrophobic sorbent yeast fungi Candida lipolytica, Candida guilliermondii, Pichia guilliermondii and bacterial cultures Rhodococcus erythropolis, Arthrobacter sp. in an amount from 10 to 50% (by dry weight) by means of overgrowing with mycelium of fungi of the sorbent, followed by air drying. (patent RU No. 2318736 dated 2006.02.10)
Известен способ иммобилизации клеток микроорганизмов в гидрофобный олеофильный сорбент, заключающийся в смешивании двух аэрозолей до заданной степени насыщения сорбента биоагентом. Первый аэрозоль состоит из газовой среды, в которой во взвешенном состоянии находятся частицы сорбента. Второй аэрозоль состоит из газовой среды, в которой во взвешенном состоянии находится смесь или масла, или нефтепродукта и культуральной жидкости с биоагентом. Частицы сорбента имеют размер - 1÷3 мм в диаметре. Размер капель масляного или нефтяного аэрозоля 15÷25 мкм. Капли масляного или нефтяного аэрозоля попадают на поверхность и в поры гидрофобного сорбента, обеспечивая быстрый контакт и внедрение микробных клеток в разветвленную структуру гидрофобного сорбента. Процесс иммобилизации микробных клеток, содержащихся в масле или в нефти, выполняется в камере, где потоки сорбента и эмульсии подаются с заданной интенсивностью, температурой, давлением. Иммобилизацию продолжают до содержания микробных клеток в сорбенте не менее 109 живых клеток на 1 г сорбента. Эта величина определена расчетно и обеспечивается в производстве посредством забора проб и последующего лабораторного контроля. (патент РФ № 2420579 C2 от 2009.08.11)There is a known method of immobilizing cells of microorganisms in a hydrophobic oleophilic sorbent, which consists in mixing two aerosols to a given degree of saturation of the sorbent with a bioagent. The first aerosol consists of a gaseous medium in which sorbent particles are suspended. The second aerosol consists of a gaseous medium in which a mixture of either oil or oil product and culture liquid with a bioagent is in suspension. The sorbent particles are 1 ÷ 3 mm in diameter. The droplet size of oil or oil aerosol is 15-25 microns. Drops of oil or oil aerosol fall on the surface and into the pores of the hydrophobic sorbent, providing quick contact and introduction of microbial cells into the branched structure of the hydrophobic sorbent. The process of immobilization of microbial cells contained in oil or oil is performed in a chamber where flows of sorbent and emulsion are supplied with a given intensity, temperature, and pressure. Immobilization is continued until the content of microbial cells in the sorbent is not less than 109 living cells per 1 g of sorbent. This value is determined by design and is provided in production through sampling and subsequent laboratory control. (RF patent No. 2420579 C2 dated 2009.08.11)
Известен способ получения композиции, содержащей высушенные бактерии, который предусматривает культивирование одного или нескольких видов живых бактерий; смешивание культивируемой бактерии с одним или несколькими носителями; обработку бактерии импульсными электромагнитными полями 2 мВ/см при 50 Гц и 55 В; инкубирование смеси культура:носитель в течение по крайней мере приблизительно 6 ч и сушку бактерии таким образом, чтобы снизить уровень влажности до величины приблизительно от 1 до приблизительно 6 мас.%.A known method of obtaining a composition containing dried bacteria, which involves the cultivation of one or more species of living bacteria; mixing the cultured bacteria with one or more carriers; treatment of bacteria with pulsed electromagnetic fields of 2 mV / cm at 50 Hz and 55 V; incubating the culture: vehicle mixture for at least about 6 hours; and drying the bacteria so as to reduce the moisture level to about 1 to about 6 wt%.
Согласно данному изобретению предпочтительные носители представляют собой один или несколько из следующих: носитель из цеолита, носитель из глины, природное соединение кремния с естественным содержанием воды, сходным с конечным содержанием влаги в смеси культура: носитель после сушки, как правило, в диапазоне от 3 до 7,5% (мас./мас.). Культивируемую бактерию и носитель смешивают таким образом, что соотношение культуры и носителя составляет от приблизительно 1:3 до приблизительно 1:5. Обработку PEMF (импульсными электромагнитными полями) проводят на одной или нескольких следующих стадиях: в ходе культивирования бактерии; в ходе смешивания культивируемой бактерии с носителем; после смешивания культивируемой бактерии с носителем; в ходе инкубации смеси культура:носитель; в течение высушивания смеси культура:носитель; в любое время после нанесения указанной смеси на семя или компонент семени; в любое время после высушивания смеси культура:носитель; в любое время после повторной гидратации высушенной смеси культура:носитель.Preferred carriers according to the invention are one or more of the following: zeolite carrier, clay carrier, natural silicon compound with a natural water content similar to the final moisture content of the mixture culture: carrier after drying, generally in the range from 3 to 7.5% (w / w). The cultured bacterium and the carrier are mixed in such a way that the ratio of culture to carrier is from about 1: 3 to about 1: 5. Treatment with PEMF (pulsed electromagnetic fields) is carried out at one or more of the following stages: during the cultivation of the bacteria; while mixing the cultured bacteria with the carrier; after mixing the cultured bacteria with the carrier; during incubation of the mixture, culture: vehicle; during the drying of the mixture, culture: vehicle; at any time after applying the specified mixture to the seed or seed component; at any time after the mixture has dried, culture: vehicle; at any time after rehydration of the dried culture: vehicle mixture.
Предпочтительно, микроорганизм и/или смесь культура микроорганизма: носитель сушат комнатным воздухом в лотках или сходных контейнерах. Предпочтительно, сушку комнатным воздухом проводят при температуре приблизительно 10-30°C, как правило, приблизительно 20-24°C, и при относительной влажности менее чем 75%, предпочтительно, приблизительно 30-60%, более предпочтительно, приблизительно 32,5-35%. При сушке комнатным воздухом высушивание может занимать от 1 до 5 суток, предпочтительно, от 1 до 4 суток, приемлемо, 3-4 суток. Соответственно, в ходе сушки комнатным воздухом для выживания микроорганизма может быть полезно наличие в атмосфере ионов Ca2+. В качестве еще одной альтернативы сушку можно проводить помещением смеси культура: носитель в контейнер, например, контейнер Milli-WrapRTM, где контейнер допускает испарение влаги.Preferably, the microorganism and / or the culture of microorganism: carrier mixture is dried with room air in trays or similar containers. Preferably, room air drying is carried out at a temperature of about 10-30 ° C, usually about 20-24 ° C, and at a relative humidity of less than 75%, preferably about 30-60%, more preferably about 32.5- 35%. When drying with room air, drying can take from 1 to 5 days, preferably from 1 to 4 days, suitably 3-4 days. Accordingly, during drying with room air, the presence of Ca 2+ ions in the atmosphere may be beneficial for the survival of the microorganism. Alternatively, drying can be accomplished by placing the culture: carrier mixture in a container, such as a Milli-Wrap RTM container, where the container allows moisture to evaporate.
Уровень влаги постепенно снижают до величины приблизительно от 1% до приблизительно 6% (мас./мас.).The moisture level is gradually reduced to about 1% to about 6% (w / w).
Стадию сушки можно проводить в нестерильных условиях.The drying step can be carried out under non-sterile conditions.
Высушенный продукт можно измельчать с использованием мельницы с воздушным сепаратором до конечного размера частиц приблизительно от 0,1 до приблизительно 150 микрон.The dried product can be milled using an air mill to a final particle size of about 0.1 to about 150 microns.
Соответственно, в одном из вариантов осуществления смесь культура: носитель можно инкубировать при приблизительно 10-15°C и при содержании влаги приблизительно 18-33% (масса во влажном состоянии) с последующей сушкой при 20°C над насыщенным хлоридом кальция в течение 3-4 суток при обеспечении относительной влажности приблизительно 32,5% или с последующей быстрой сушкой в течение менее чем 24 часов. Содержание влаги в смеси культура:носитель можно снижать до величины приблизительно от 4 до приблизительно 7%. Accordingly, in one embodiment, the culture: carrier mixture can be incubated at about 10-15 ° C and at a moisture content of about 18-33% (wet weight), followed by drying at 20 ° C over saturated calcium chloride for 3- 4 days at approximately 32.5% RH or rapid drying in less than 24 hours. The moisture content of the culture: carrier mixture can be reduced to about 4% to about 7%.
Полученная композиция может быть использована для нанесения на семена или другой репродуктивный материал растения, для введения в среду для роста растений, для очистки сточных вод и/или очистки химических/биологических отходов, для очистки загрязненных почв, для введения приемлемого микроорганизма в пищевые продукты и/или корма для животных, для обеспечения молочнокислыми бактериями в медицинских целях. Сочетание смешивания культивируемой бактерии с одним или несколькими носителями и обработки микроорганизмов в композиции значительно повышает исходную выживаемость и срок хранения композиции. (патент РФ № 2370525 C2 от 2005.03.30)The resulting composition can be used for application to seeds or other reproductive material of a plant, for introduction into a medium for plant growth, for purification of waste water and / or purification of chemical / biological waste, for purification of contaminated soils, for introducing an acceptable microorganism into food products and / or animal feed to provide lactic acid bacteria for medical purposes. The combination of mixing the cultured bacterium with one or more carriers and treating the microorganisms in the composition significantly increases the initial survival and shelf life of the composition. (RF patent No. 2370525 C2 dated 2005.03.30)
Недостатком способа является необходимость обработки импульсными электромагнитными полями. Кроме того, полученные продукты не предназначены для лечения ран у животных.The disadvantage of this method is the need for processing by pulsed electromagnetic fields. In addition, the resulting products are not intended for the treatment of wounds in animals.
За прототип выбрано техническое решение по патенту US5695541 (A) (опубликован 1997-12-09), в котором раскрывается способ иммобилизации высушенных микроорганизмов, а именно видов микроорганизмов, выбранных из B. japonicum, R. meliloti, R. leguminosarum biovar trifolii, Viceae и phaseoli, видов Bradyrhizobium для арахиса и B. lupini, путем смешивания микроорганизмов с носителем, а именно смеси каолинита и монтмориллонита, имеющей pH диапазон примерно от 5 до 8. Массовое отношение культуры к носителю на стадии смешивания находится в диапазоне от 1:2 до 1:4. Затем инкубируют смесь культура-носитель в течение, по меньшей мере, одного дня при температуре в диапазоне от 20 до 30°C и уровня влажности в диапазоне примерно от 25 до 33 мас. % по сырому весу смеси, так чтобы количество микроорганизмов в указанной смеси увеличилось; затем сушат полученную смесь в течение по меньшей мере около одного дня при температуре в диапазоне от 20 до 30°С до влажности не менее чем около 15 вес. % на влажной основе. Дополнительно выдерживают смесь в течение примерно 3-14 дней при относительной влажности в диапазоне от 35 до 60%, так что уровень влажности смеси постепенно снижается до примерно 1-5 мас. % по влажной основе. Измельчают с формированием частиц указанного состава, имеющих размер в диапазоне от примерно 0,1 до 150 микрон. Данное изобретение относится к усовершенствованному процессу медленной сушки бактериальных сельскохозяйственных инокулянтов и других композиций, которые способствуют повышенной жизнеспособности бактерий для борьбы с насекомыми, грибами и т.п., или микроорганизмов, которые обладают эффектами стимуляции роста. For the prototype, a technical solution was chosen according to patent US5695541 (A) (published 1997-12-09), which discloses a method for immobilizing dried microorganisms, namely, species of microorganisms selected from B. japonicum, R. meliloti, R. leguminosarum biovar trifolii, Viceae and phaseoli, Bradyrhizobium species for peanuts and B. lupini, by mixing the microorganisms with a carrier, namely a mixture of kaolinite and montmorillonite, having a pH range of about 5 to 8. The weight ratio of culture to carrier in the mixing step ranges from 1: 2 to 1: 4. Then incubate the mixture of the culture-carrier for at least one day at a temperature in the range from 20 to 30 ° C and a humidity level in the range from about 25 to 33 wt. % by wet weight of the mixture so that the number of microorganisms in said mixture is increased; then dry the resulting mixture for at least about one day at a temperature in the range from 20 to 30 ° C to a moisture content of not less than about 15 wt. % on a wet basis. Additionally, the mixture is kept for about 3-14 days at a relative humidity in the range from 35 to 60%, so that the moisture level of the mixture gradually decreases to about 1-5 wt. % on a wet basis. It is crushed to form particles of the specified composition having a size in the range from about 0.1 to 150 microns. This invention relates to an improved slow drying process for bacterial agricultural inoculants and other compositions that enhance the viability of bacteria to control insects, fungi, and the like, or microorganisms that have growth promoting effects.
Недостатком является то, что сорбционная активность глины использована не в полной мере, а также то, что полученный продукт не может быть использован для лечения ран животных.The disadvantage is that the sorption activity of the clay is not fully utilized, as well as the fact that the resulting product cannot be used to treat animal wounds.
Задачей группы изобретений является разработка способа иммобилизации микроорганизмов Lysobacter sp. на монтмориллонитовые глины с целью получения средства для лечения ран животных.The task of the group of inventions is to develop a method for the immobilization of microorganisms Lysobacter sp. on montmorillonite clays in order to obtain a remedy for the treatment of animal wounds.
Технический результат изобретения – продление срока хранения бактериальных клеток Lysobacter sp. на носителе из монтмориллонитовой глины, с возможностью обеспечения восстановления их активности при нанесении на раневую поверхность.The technical result of the invention is to extend the shelf life of bacterial cells of Lysobacter sp. on a carrier made of montmorillonite clay, with the possibility of ensuring the restoration of their activity when applied to the wound surface.
Бактериальные клетки Lysobacter sp. выбраны, так как из уровня техники известно, что они продуцируют антибактериальные и антимикробные агенты (Боннер, Д. П., Дж. О'Салливан, С. К. Танака, Дж. М. Кларк и Р. Р. Уитни. 1988. Лизобактин-новое антибактериальное средство, продуцируемое Lysobacter sp. II. биологические свойства. Дзюдо (Токио) 41:1745-51) (Hashizume, H., S. Hirosawa, R. Sawa, Y. Muraoka, D. Ikeda, H. Naganawa и M. Igarashi. 2004. Трипропептины, новые антимикробные агенты, производимые Lysobacter sp. J Antibiot (Токио) 57:52-8.Bacterial cells of Lysobacter sp. selected because they are known in the art to produce antibacterial and antimicrobial agents (Bonner, D.P., J. O'Sullivan, S.K. Tanaka, J.M. Clark and R.R. Whitney. 1988. Lysobactin is a novel antibacterial agent produced by Lysobacter sp. II. Biological properties. Judo (Tokyo) 41: 1745-51) (Hashizume, H., S. Hirosawa, R. Sawa, Y. Muraoka, D. Ikeda, H. Naganawa and M. Igarashi 2004. Tripropeptins, novel antimicrobial agents, manufactured by Lysobacter sp J Antibiot (Tokyo) 57: 52-8.
Поставленная задача решается путем предложенного ниже способа иммобилизации микроорганизмов Lysobacter sp. на монтмориллонитовые глины (далее МСГ), в состав которых могут входить иллит, кварц, мусковит: The problem is solved by the method proposed below for the immobilization of microorganisms Lysobacter sp. for montmorillonite clays (hereinafter MSG), which may include illite, quartz, muscovite:
- при этом МСГ предварительно обогащают и затем активируют соляной кислотой 10%, после чего промывают очищенной дистиллированной водой до нейтральной среды, сушат при температуре не более 105°C и измельчают на шаровой мельнице до размеров частиц не более 10 мкм; - in this case, MSG is pre-enriched and then activated with 10% hydrochloric acid, after which it is washed with purified distilled water to a neutral medium, dried at a temperature of no more than 105 ° C and ground in a ball mill to a particle size of no more than 10 microns;
- биологический материал в виде биомассы микроорганизмов Lysobacter sp. заливают 0,05 М трис – гидрохлорида буферным раствором с рН 7,5 и перемешивают, при перемешивании смесь постепенно нагревают до 45°С в течение 5 минут. Далее охлаждают до комнатной температуры, затем центрифугируют и супернатант сливают. Такая обработка вызывает остановку клеточного цикла, нарушение внутриклеточных транспортных процессов, а главное способствует накоплению трегалозы, что способствует образованию L-формы микроорганизма, обладающей бактериолитической активностью в отношении живых условно-патогенных и патогенных бактерий, включая и множественно устойчивые штаммы (интернет-источник http://mbio.bas-net.by/wp-content/uploads/2015/09/07_Kudryakova_2015.pdf);- biological material in the form of biomass of microorganisms Lysobacter sp. pour 0.05 M tris - hydrochloride buffer solution with pH 7.5 and mix, while stirring, the mixture is gradually heated to 45 ° C for 5 minutes. Then it is cooled to room temperature, then centrifuged and the supernatant is discarded. Such treatment causes a stop of the cell cycle, disruption of intracellular transport processes, and most importantly contributes to the accumulation of trehalose, which contributes to the formation of the L-form of the microorganism, which has bacteriolytic activity against living opportunistic and pathogenic bacteria, including multiply resistant strains (Internet source http: //mbio.bas-net.by/wp-content/uploads/2015/09/07_Kudryakova_2015.pdf);
- затем к остатку обработанной биомассы в виде L-формы Lysobacter sp. при постоянном механическом перемешивании постепенно добавляют обогащенную и активированную МСГ в соотношении носитель: биомасса равном 1:(2-4) при температуре 25°C;- then to the remainder of the treated biomass in the form of L-form Lysobacter sp. with constant mechanical stirring, the enriched and activated MSH is gradually added in a carrier: biomass ratio of 1: (2-4) at a temperature of 25 ° C;
- смесь тщательно перемешивают в течение не менее 40 минут;- the mixture is thoroughly mixed for at least 40 minutes;
- затем подвергают лиофильной сушке при температуре минус 40-45°C в течение 24 часов до уровня 3-7% влажности композиции. - then subjected to freeze drying at a temperature of minus 40-45 ° C for 24 hours to a level of 3-7% moisture content of the composition.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами его конкретного осуществления.The invention can be illustrated by the following examples of its specific implementation.
Пример 1.Example 1.
Биологический материал в виде биомассы микроорганизмов Lysobacter sp. 20 гр заливают 40 мл 0,05 М трис – гидрохлорида буферным раствором рН 7.5, перемешивают, центрифугируют и супернатант сливают. Затем подвергают лиофильной сушке в течение 24 часов до уровня 3-7% влажности композиции. Biological material in the form of biomass of microorganisms Lysobacter sp. 20 g is poured with 40 ml of 0.05 M tris - hydrochloride buffer solution pH 7.5, mixed, centrifuged and the supernatant is discarded. Then it is subjected to freeze-drying for 24 hours to a level of 3-7% moisture content of the composition.
Пример 2. Example 2.
Биологический материал в виде биомассы микроорганизмов Lysobacter sp. 20 гр заливают 40 мл 0,05 М трис – гидрохлорида буферным раствором рН 7.5, перемешивают и постепенно нагревают до 45°C в течение 5 минут. Далее охлаждают до комнатной температуры, затем центрифугируют и супернатант сливают. Такая обработка вызывает остановку клеточного цикла, нарушение внутриклеточных транспортных процессов, а главное способствует накоплению трегалозы, что способствует образованию L-формы микроорганизма. Затем подвергают лиофильной сушке в течение 24 часов до уровня 3-7% влажности композиции. Biological material in the form of biomass of microorganisms Lysobacter sp. 20 g is poured with 40 ml of 0.05 M tris - hydrochloride with a buffer solution of pH 7.5, stirred and gradually heated to 45 ° C for 5 minutes. Then it is cooled to room temperature, then centrifuged and the supernatant is discarded. Such treatment causes a stop of the cell cycle, disruption of intracellular transport processes, and most importantly contributes to the accumulation of trehalose, which contributes to the formation of the L-form of the microorganism. Then it is subjected to freeze-drying for 24 hours to a level of 3-7% moisture content of the composition.
Пример 3.Example 3.
Иммобилизация микроорганизмов на монтмориллонитовые глины в соотношении носитель: биомасса равном 1:2.Immobilization of microorganisms on montmorillonite clays in a carrier: biomass ratio of 1: 2.
Проводят подготовку монтмориллонит содержащей глины, для чего осуществляют седиментационное обогащение монтмориллонит содержащей глины в воде путем выдержки суспензии в течение 24 часов, взмучивают в течение одной минуты и отстаивают суспензию в течение 20 минут, затем отбирают надосадочную суспензию с размером глиняных частиц менее 10 мкм из верхнего 10-сантиметрового слоя, отстаивают еще 10 минут и после седиментации суспензии декантируют осветленную воду, затем сушат осадок обогащенной МСГ в сушильном шкафу при 70-105°С. При наличии соответствующего оборудования процесс сушки можно проводить при температуре до 900°С, что сокращает длительность процесса, но повышает его энергоемкость. После обогащенную МСГ измельчают до однородной консистенции. Затем МСГ активируют соляной кислотой 10%, после чего промывают очищенной дистиллированной водой до нейтральной среды, сушат при температуре не более 105°С и измельчают на шаровой мельнице до размеров частиц не более 10 мкм.Preparation of montmorillonite-containing clay is carried out, for which sedimentation enrichment of montmorillonite-containing clay in water is carried out by holding the suspension for 24 hours, stirring up for one minute and settling the suspension for 20 minutes, then a supernatant suspension with a clay particle size of less than 10 μm is taken from the upper 10 cm layer, defended for another 10 minutes and after sedimentation of the suspension, clarified water is decanted, then the precipitate of the enriched MSG is dried in an oven at 70-105 ° C. With the appropriate equipment, the drying process can be carried out at temperatures up to 900 ° C, which shortens the duration of the process, but increases its energy consumption. After the enriched MSG is crushed to a homogeneous consistency. Then MSG is activated with 10% hydrochloric acid, after which it is washed with purified distilled water to a neutral medium, dried at a temperature of no more than 105 ° C and ground in a ball mill to a particle size of no more than 10 microns.
Биологический материал в виде биомассы микроорганизмов Lysobacter sp. в количестве 20 гр заливают 40 мл 0,05 М трис – гидрохлорида буферным раствором рН 7.5, перемешивают и постепенно нагревают до 45°С течение 5 минут. Далее охлаждают до комнатной температуры, затем центрифугируют и супернатант сливают. Такая обработка вызывает остановку клеточного цикла, нарушение внутриклеточных транспортных процессов, а главное способствует накоплению трегалозы, что способствует образованию L-формы микроорганизма. Затем к остатку обработанной биомассы при температуре 25°C постепенно добавляют 10 гр МСГ при постоянном механическом перемешивании. Смесь тщательно перемешивают в течение не менее 40 минут. Затем подвергают лиофильной сушке в течение 24 часов до уровня 3% влажности композиции. Biological material in the form of biomass of microorganisms Lysobacter sp. in the amount of 20 g pour 40 ml of 0.05 M tris - hydrochloride buffer solution pH 7.5, mix and gradually heat up to 45 ° C for 5 minutes. Then it is cooled to room temperature, then centrifuged and the supernatant is discarded. Such treatment causes a stop of the cell cycle, disruption of intracellular transport processes, and most importantly contributes to the accumulation of trehalose, which contributes to the formation of the L-form of the microorganism. Then 10 g of MSH is gradually added to the remainder of the treated biomass at a temperature of 25 ° C with constant mechanical stirring. The mixture is thoroughly mixed for at least 40 minutes. Then it is subjected to freeze-drying for 24 hours to a level of 3% moisture content of the composition.
Пример 4.Example 4.
Иммобилизация микроорганизмов на монтмориллонитовые глины в соотношении носитель: биомасса равном 1:3.Immobilization of microorganisms on montmorillonite clays in a carrier: biomass ratio of 1: 3.
Монтмориллонитовую глину готовят как в примере 3.Montmorillonite clay is prepared as in example 3.
Биологический материал в виде биомассы микроорганизмов Lysobacter sp. в количестве 30 гр заливают 60 мл 0,05 М трис – гидрохлорида буферным раствором рН 7.5, перемешивают и постепенно нагревают до 45°С в течение 5 минут. Далее охлаждают до комнатной температуры, затем центрифугируют и супернатант сливают. Такая обработка вызывает остановку клеточного цикла, нарушение внутриклеточных транспортных процессов, а главное способствует накоплению трегалозы, что способствует образованию L-формы микроорганизма. Затем к остатку обработанной биомассы при температуре 25°C постепенно добавляют 10 гр. МСГ при постоянном механическом перемешивании. Смесь тщательно перемешивают в течение не менее 40 минут. Затем подвергают лиофильной сушке в течение 24 часов до уровня 5 % влажности композиции. Biological material in the form of biomass of microorganisms Lysobacter sp. in an amount of 30 g, pour 60 ml of 0.05 M tris - hydrochloride with a buffer solution of pH 7.5, mix and gradually heat up to 45 ° C for 5 minutes. Then it is cooled to room temperature, then centrifuged and the supernatant is discarded. Such treatment causes a stop of the cell cycle, disruption of intracellular transport processes, and most importantly contributes to the accumulation of trehalose, which contributes to the formation of the L-form of the microorganism. Then 10 g is gradually added to the remainder of the treated biomass at a temperature of 25 ° C. MSG with constant mechanical stirring. The mixture is thoroughly mixed for at least 40 minutes. Then it is freeze-dried for 24 hours to a 5% moisture content of the composition.
Пример 5.Example 5.
Иммобилизация микроорганизмов на монтмориллонитовые глины в соотношении носитель: биомасса равном 1:4.Immobilization of microorganisms on montmorillonite clays in a carrier: biomass ratio of 1: 4.
Монтмориллонитовую глину готовят как в примере 3.Montmorillonite clay is prepared as in example 3.
Биологический материал в виде биомассы микроорганизмов Lysobacter sp. в количестве 40 гр заливают 80 мл 0,05 М трис – гидрохлорида буферным раствором рН 7.5, перемешивают и постепенно нагревают до 45°С течение 5 минут. Далее охлаждают до комнатной температуры, затем центрифугируют и супернатант сливают. Такая обработка вызывает остановку клеточного цикла, нарушение внутриклеточных транспортных процессов, а главное способствует накоплению трегалозы, что способствует образованию L-формы микроорганизма. Затем к остатку обработанной биомассы при температуре 25°C постепенно добавляют 10 гр МСГ при постоянном механическом перемешивании . Смесь тщательно перемешивают в течение не менее 40 минут. Затем подвергают лиофильной сушке в течение 24 часов до уровня 7% влажности композиции. Biological material in the form of biomass of microorganisms Lysobacter sp. in an amount of 40 g, 80 ml of 0.05 M tris - hydrochloride are poured with a buffer solution of pH 7.5, stirred and gradually heated to 45 ° C for 5 minutes. Then it is cooled to room temperature, then centrifuged and the supernatant is discarded. Such treatment causes a stop of the cell cycle, disruption of intracellular transport processes, and most importantly contributes to the accumulation of trehalose, which contributes to the formation of the L-form of the microorganism. Then 10 g of MSH is gradually added to the remainder of the treated biomass at a temperature of 25 ° C with constant mechanical stirring. The mixture is thoroughly mixed for at least 40 minutes. Then it is subjected to freeze-drying for 24 hours to a level of 7% moisture content of the composition.
Исходную выживаемость после иммобилизации микроорганизмов Lysobacter sp. на монтмориллонитовые глины по примерам 1-5, определяли методом Pour Plate, при котором образец суспендируют в чашке Петри с использованием расплавленного агара, охлажденного примерно до 40-45°С (чуть выше точки затвердевания, чтобы минимизировать гибель клеток, вызванную нагреванием). После застывания питательного агара планшет инкубируют. Initial survival after immobilization of microorganisms Lysobacter sp. on the montmorillonite clays of Examples 1-5 was determined by the Pour Plate method, in which the sample is suspended in a Petri dish using molten agar cooled to about 40-45 ° C (just above the solidification point to minimize heat-induced cell death). After the nutrient agar has solidified, the plate is incubated.
Результаты (на основе колониеобразующих единиц CFU) представлены в приведенной ниже таблице.The results (based on CFU colony forming units) are presented in the table below.
*p≤0,05 по критерию Стьюдента* p≤0.05 by Student's t test
Из таблицы следует, что температурный шок перед иммобилизацией микроорганизма путем постепенного нагревания биомассы до 45°С с последующим сочетанием с предложенным носителем повышает исходную выживаемость в течение длительного срока хранения. It follows from the table that the temperature shock before the immobilization of the microorganism by gradually heating the biomass to 45 ° C followed by combination with the proposed carrier increases the initial survival over a long shelf life.
Таким образом, предложенный способ иммобилизации микроорганизмов Lysobacter sp. на обогащенные и активированные монтмориллонитовые глины приводит к повышенной жизнеспособности микроорганизма в течение длительного срока хранения. Ограничение жизнедеятельности микроорганизмов перед нанесением на монтмориллонитовые глины позволяет сохранить качественный и количественный состав исходного биоматериала и обеспечить восстановление их активности при нанесении на раневую поверхность.Thus, the proposed method for the immobilization of microorganisms Lysobacter sp. on enriched and activated montmorillonite clays leads to increased viability of the microorganism during a long shelf life. The limitation of the vital activity of microorganisms before application to montmorillonite clays allows maintaining the qualitative and quantitative composition of the original biomaterial and ensuring the restoration of their activity when applied to the wound surface.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143507A RU2754927C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Method for immobilizing microorganisms on montmorillonite clays |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143507A RU2754927C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Method for immobilizing microorganisms on montmorillonite clays |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754927C1 true RU2754927C1 (en) | 2021-09-08 |
Family
ID=77670255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143507A RU2754927C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Method for immobilizing microorganisms on montmorillonite clays |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754927C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU922142A1 (en) * | 1980-06-30 | 1982-04-23 | Московский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им. М.В.Ломоносова | Method for immobilizing cells for microorganisms with beta-tyrosinase activity |
US5695541A (en) * | 1990-11-13 | 1997-12-09 | Liphatech, Inc. | Process for preparation of bacterial agricultural products |
RU2318736C2 (en) * | 2006-02-10 | 2008-03-10 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Biological sorbent based on bacterial and yeast fungi strains for cleaning petroleum product-polluted water reservoirs |
RU2370525C2 (en) * | 2004-03-31 | 2009-10-20 | Даниско А/С | Method of obtaining composition with dried bacteria, and composition application |
RU2412913C2 (en) * | 2008-12-25 | 2011-02-27 | Автономная некоммерческая организация "Национальный комитет по науке и промышленности" | Method of cleaning water from petroleum and petroleum products |
-
2020
- 2020-12-28 RU RU2020143507A patent/RU2754927C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU922142A1 (en) * | 1980-06-30 | 1982-04-23 | Московский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им. М.В.Ломоносова | Method for immobilizing cells for microorganisms with beta-tyrosinase activity |
US5695541A (en) * | 1990-11-13 | 1997-12-09 | Liphatech, Inc. | Process for preparation of bacterial agricultural products |
RU2370525C2 (en) * | 2004-03-31 | 2009-10-20 | Даниско А/С | Method of obtaining composition with dried bacteria, and composition application |
RU2318736C2 (en) * | 2006-02-10 | 2008-03-10 | Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Biological sorbent based on bacterial and yeast fungi strains for cleaning petroleum product-polluted water reservoirs |
RU2412913C2 (en) * | 2008-12-25 | 2011-02-27 | Автономная некоммерческая организация "Национальный комитет по науке и промышленности" | Method of cleaning water from petroleum and petroleum products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kuner et al. | Fruiting body morphogenesis in submerged cultures of Myxococcus xanthus | |
US4155737A (en) | Microbiological process for controlling the productivity of cultivated plants | |
Liffourrena et al. | Alginate-perlite encapsulated Pseudomonas putida A (ATCC 12633) cells: Preparation, characterization and potential use as plant inoculants | |
CA3036343A1 (en) | Novel cultivation system for the efficient production of microorganisms | |
CN109082393A (en) | One kind can be used for Treating Municipal Sewage microbial bacterial agent and preparation method thereof | |
RU2754927C1 (en) | Method for immobilizing microorganisms on montmorillonite clays | |
Soriano et al. | The nitrifying bacteria in soils from Rothamsted classical fields and elsewhere | |
JPS62234005A (en) | Microbial preparation for agriculture, forestry and fishery | |
RU2687023C1 (en) | Pediococcus pentosaceus strain for processing organic wastes and a preparation based thereon | |
JPH0559079B2 (en) | ||
TWI762145B (en) | Chlorella sorokiniana, method of treating wastewater using the same and bioagent including the same | |
Shahzad | Rhizobacterial inoculation to quantify structural stability and carbon distribution in aggregates of sandy clay loam soil | |
RU2698659C1 (en) | Method for granulation of biochar with immobilized microorganisms and granules obtained by said method | |
JP2006288221A (en) | Method for preserving photosynthetic bacterium and preserved material of photosynthetic bacterium obtained by the method | |
Brouers et al. | [70] Immobilization methods for cyanobacteria in solid matrices | |
RU2656146C1 (en) | Biosorbent for purification of water from hydrocarbon pollution and method of its production | |
RU2628692C2 (en) | Biosorbent for soil and water purification from oil and oil products | |
Guzman et al. | Sorption of Escherichia coli in agricultural soils influenced by swine manure constituents | |
Ghosh et al. | Integration of organic and inorganic amendments with native bioagents for bio-intensive management of vascular bacterial wilt on eggplant (Solanum melongena) | |
RU2160718C1 (en) | Method of purification of soil and water from oil and products | |
CN115181738B (en) | Novel organic adhesive for embedding oleaphilic strain, and preparation method and application thereof | |
Paul et al. | Kurthia gibsonii Mb126 immobilised chitinase against Aspergillus flavus, a fungal pathogen linked to lemon postharvest deterioration | |
RU2819374C1 (en) | Method for immobilizing microorganisms on biochar | |
RU2778857C1 (en) | Preparation for processing organic household, animal husbandry and poultry farming waste | |
RU2704434C1 (en) | Method for microbiological processing of poultry manure |