RU2787365C1 - Способ ферментации углеводов бактериями escherichia coli - Google Patents

Способ ферментации углеводов бактериями escherichia coli Download PDF

Info

Publication number
RU2787365C1
RU2787365C1 RU2022109891A RU2022109891A RU2787365C1 RU 2787365 C1 RU2787365 C1 RU 2787365C1 RU 2022109891 A RU2022109891 A RU 2022109891A RU 2022109891 A RU2022109891 A RU 2022109891A RU 2787365 C1 RU2787365 C1 RU 2787365C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
medium
fermentation
escherichia coli
nutrient medium
carbohydrate
Prior art date
Application number
RU2022109891A
Other languages
English (en)
Inventor
Анна Павловна Чернова
Евгений Владимирович Плотников
Дарья Сергеевна Пухнярская
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (ФГАОУ ВО НИ ТПУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (ФГАОУ ВО НИ ТПУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (ФГАОУ ВО НИ ТПУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2787365C1 publication Critical patent/RU2787365C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к способу ускорения биохимических процессов микроорганизмами и может быть использовано в различных областях биотехнологического синтеза. Предложенный способ ферментации углеводов включает посев чистой культуры Escherichia coli на стерильную питательную среду, в которую до стерилизации вносят навеску порошка сукцината лития в количестве 5-20 ммоль/дм3, затем ведут инкубирование. Учет ферментации ведут по изменению цвета культуральной среды и по изменению рН. Если проводят ферментацию глюкозы, то в качестве питательной среды используют среду Кларка. Если углеводом является лактоза или сорбит, то в качестве питательной среды используют среду Гисса. Технический результат заключается в создании способа ферментации углеводов бактериями Escherichia coli, позволяющего ускорить процесс ферментации и провести его количественный учет. 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к способу ускорения биохимических процессов микроорганизмами и может быть использовано в различных областях биотехнологического синтеза.
Известен способ ферментации углеводов микроорганизмами [SU 1090717 Α1, МПК C12Q 1/04(2006.01), опубл. 07.05.1984], включающий посев чистой культуры бактерий P.aeruginosa, Staphylococcus aureus в пробирки с питательной средой, содержащей никотиновую кислоту, хлористый кальций, сернокислый магний, сернокислое железо, углевод, хлористый натрий, фосфорнокислый двузамещенный калий, бромтимоловый голубой и дистиллированную воду, с последующим созданием в пробирке анаэробных условий, инкубированием посевов и определением ферментации по изменению окраски среды.
Этот способ требует использования многокомпонентной питательной среды и длительного периода времени.
Известен способ ферментации углеводов [ГОСТ 30726-2001], таких как сорбит, лактоза и глюкоза, выбранный в качестве прототипа, который включает посев чистой культуры Escherichia coli в пробирки с питательной средой или Кларка, или Гисса, последующее инкубирование и учет ферментации по изменению цвета среды.
Однако, учет ферментации только по изменению цвета среды не является количественным показателем процесса.
Технический результат предложенного изобретения заключается в создании способа ферментации углеводов бактериями Escherichia coli, позволяющего ускорить процесс ферментации, и провести его количественный учет.
Предложенный способ ферментации углеводов, также как в прототипе, включает посев чистой культуры Escherichia coli на стерильную питательную среду, инкубирование и учет ферментации по изменению цвета культуральной среды.
Согласно изобретению, до стерилизации питательной среды в нее вносят навеску порошка сукцината лития в количестве 5-20 ммоль/дм3, а учет ферментации дополнительно проводят по изменению рН.
Если углеводом является глюкоза, то в качестве питательной среды используют среду Кларка.
Если углеводом является лактоза или сорбит, то в качестве питательной среды используют среду Гисса.
Добавление сукцината лития в питательную среду в концентрации 5-20 ммоль/дм3 приводит к сокращению времени ферментации глюкозы до 49 с и к изменению рН культуральной среды до 4; к сокращению времени ферментации лактозы до 39 с при изменении рН культуральной среды до 6; к сокращению времени ферментации сорбита до 8 с при изменении рН культуральной среды до 6.
Достигаемый эффект ускорения процесса ферментации выявлен впервые и является перспективным для использования в биотехнологических процессах.
В таблице 1 представлены результаты ферментации глюкозы бактериями Escherichia coli.
В таблице 2 представлены результаты ферментации лактозы бактериями Escherichia coli.
В таблице 3 представлены результаты ферментации сорбита бактериями Escherichia coli.
Пример 1. Способ ферментации глюкозы.
Музейный штамм бактерий Escherichia coli АТСС25922 предварительно культивировали на мясопептонном агаре (Merck) в течение 24 часов при температуре 37°С в термостате-шейкере WiseCube. Из выращенной культуры готовили водную суспензию с плотностью бактерий 108 КОЕ/мл согласно стандарту Макфарланда №3.
Параллельно приготовили питательную среду Кларка. Для этого в 1 дм3 дистиллированной воды при нагревании растворили 5,0 г пептона, 5,0 г глюкозы, 5,0 г фосфорнокислого двузамещенного калия, затем охладили до 47°С и установили рН 7,2 [ГОСТ 30726-2001]. Полученную среду разлили по 4 см3 в каждую из 8 пробирок.
Затем в 6 пробирок с питательной средой Кларка добавили навеску порошка сукцината лития (BLD Pharm) в количестве 5 ммоль/дм3, 10 ммоль/дм3 и 20 ммоль/дм3 (по две пробирки на каждую концентрацию).
Подготовленные 8 пробирок с содержимым простерилизовали при температуре 121°С в течение 15 мин.
После этого в каждую пробирку добавили по 1 см3 ранее полученной суспензии бактерий Escherichia coli.
Две пробирки, содержащие стерильную питательную среду Кларка без сукцината лития и суспензию бактерий Escherichia coli, использовали для контроля.
Инкубирование бактерий Escherichia coli во всех 8 пробирках проводили в термостате-шейкере WiseCube при температуре 37°С со скоростью вращения 100 об/мин в течение 48 часов.
После этого в каждую пробирку добавили по 5 капель реактива Кларка, полученного при растворении 0,1 г метилового красного в 300 см3 этилового спирта с последующим добавлением 200 см3 дистиллированной воды [ГОСТ 30726-2001].
Контроль ферментации глюкозы бактериями Escherichia coli в каждой пробирке осуществляли визуально по изменению окраски и с использованием универсальной индикаторной бумаги НПО Экрос (рН 0-12) в течение 1 мин.
Присутствие сукцината лития в концентрации 5-20 ммоль/дм3 (таблица 1) в питательной среде Кларка приводит к уменьшению времени ферментации глюкозы до 57-49 с изменением окраски культуральной среды с красной в ярко-оранжевую. рН культуральной среды снизилась в 1,25 раза с 5 до 4.
Пример 2. Способ ферментации лактозы.
Музейный штамм бактерий Escherichia coli АТСС25922 предварительно культивировали на мясопептонном агаре (Merck) в течение 24 часов при температуре 37°С в термостате-шейкере WiseCube. Из выращенной культуры готовили водную суспензию с плотностью бактерий 108 КОЕ/мл согласно стандарту Макфарланда №3.
Параллельно приготовили питательную среду Гисса с лактозой. Для этого в 1 дм3 дистиллированной воды при нагревании растворили 10,0 г пептона, 5,0 г хлористого натрия, далее отфильтровали через бумажный фильтр и прибавили 10,0 г лактозы, затем охладили до 47°С, установили рН 7,2 и внесли 10,0 см3 раствора индикатора Андреде, полученного при растворении 0,5 г кислого фуксина в 100 см3 дистиллированной воды с последующим добавлением 16,4 см3 раствора гидроокиси натрия с концентрацией 1 моль/ дм3 и простерилизованного при температуре 100°С в течение 5 минут [ГОСТ 10444.1-84]. Полученную среду разлили по 4 см3 в 8 пробирок.
Затем в 6 пробирок с питательной средой Гисса добавили навеску порошка сукцината лития (BLD Pharm) в количестве 5 ммоль/дм3, 10 ммоль/дм3 и 20 ммоль/дм3 (по две пробирки на каждую концентрацию).
Подготовленные 8 пробирок с содержимым простерилизовали при температуре 121°С в течение 15 мин.
После этого в каждую пробирку добавили по 1 см3 ранее полученной суспензии бактерий Escherichia coli.
Две пробирки, содержащие стерильную питательную среду Гисса без сукцината лития и суспензию бактерий Escherichia coli, использовали для контроля.
Инкубирование бактерий Escherichia coli во всех 8 пробирках проводили в термостате-шейкере WiseCube при температуре 44°С со скоростью вращения 100 об/мин в течение 24 часов.
Контроль ферментации лактозы бактериями Escherichia coli в каждой пробирке осуществляли визуально по изменению окраски и с использованием универсальной индикаторной бумаги НПО Экрос (рН 0-12) в течение 1 мин.
Присутствие сукцината лития в концентрации 5-20 ммоль/дм3 (таблица 2) в питательной среде Гисса приводит к уменьшению времени ферментации лактозы до 39 с с изменением окраски культуральной среды с соломенно-желтой в светло-желтую. рН культуральной среды снизилась в 1,17 раза с 7 до 6.
Пример 3. Способ ферментации сорбита.
Музейный штамм бактерий Escherichia coli АТСС25922 предварительно культивировали на мясопептонном агаре (Merck) в течение 24 часов при температуре 37°С в термостате-шейкере WiseCube. Из выращенной культуры готовили водную суспензию с плотностью бактерий 108 КОЕ/мл согласно стандарту Макфарланда №3.
Параллельно приготовили питательную среду Гисса с сорбитом. Для этого в 1 дм3 дистиллированной воды при нагревании растворили 10,0 г пептона, 5,0 г хлористого натрия, далее отфильтровали через бумажный фильтр и прибавили 10,0 г сорбита, затем охладили до 47°С, установили рН 7,2 и внесли 10,0 см3 раствора индикатора Андреде, полученного при растворении 0,5 г кислого фуксина в 100 см3 дистиллированной воды с последующим добавлением 16,4 см3 раствора гидроокиси натрия с концентрацией 1 моль/ дм3 и простерилизованного при температуре 100°С в течение 5 минут [ГОСТ 10444.1-84]. Полученную среду разлили по 4 см3 в каждую из 8 пробирок.
Затем в 6 пробирок с питательной средой Гисса добавили навеску порошка сукцината лития (BLD Pharm) в количестве 5 ммоль/дм3, 10 ммоль/дм3 и 20 ммоль/дм3 (по две пробирки на каждую концентрацию).
Подготовленные 8 пробирок с содержимым простерилизовали при температуре 121°С в течение 15 мин.
После этого в каждую пробирку внесли по 1 см3 ранее полученной суспензии бактерий Escherichia coli.
Две пробирки, содержащие стерильную питательную среду Гисса без сукцината лития и суспензию бактерий Escherichia coli, использовали для контроля.
Инкубирование бактерий Escherichia coli во всех 8 пробирках проводили в термостате-шейкере WiseCube при температуре 370°С со скоростью вращения 100 об/мин в течение 24 часов.
Контроль ферментации сорбита бактериями Escherichia coli в каждой пробирке осуществляли визуально по изменению окраски и с использованием универсальной индикаторной бумаги НПО Экрос (рН 0-12) в течение 1 мин.
Присутствие сукцината лития в концентрации 5-20 ммоль/дм3 (таблица 3) в питательной среде Гисса приводит к уменьшению времени ферментации сорбита до 8 с с изменением окраски культуральной среды с соломенно-желтой в оранжевую. рН культуральной среды снизилась в 1,17 раза с 7 до 6.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003

Claims (7)

1. Способ ферментации углеводов, включающий посев чистой культуры Escherichia coli на стерильную питательную среду, инкубирование, учет ферментации по изменению цвета культуральной среды, отличающийся тем, что до стерилизации питательной среды в нее вносят навеску порошка сукцината лития в количестве 5-20 ммоль/дм3, а учет ферментации дополнительно проводят по изменению рН.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углевода используют глюкозу.
3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что в качестве питательной среды используют среду Кларка.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углевода используют лактозу.
5. Способ по пп. 1, 4, отличающийся тем, что в качестве питательной среды используют среду Гисса.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углевода используют сорбит.
7. Способ по пп. 1, 6, отличающийся тем, что в качестве питательной среды используют среду Гисса.
RU2022109891A 2022-04-12 Способ ферментации углеводов бактериями escherichia coli RU2787365C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787365C1 true RU2787365C1 (ru) 2023-01-09

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB521849A (en) * 1938-11-26 1940-06-03 Lummus Co Improvements in the bacterial fermentation of carbohydrates
RU2707118C1 (ru) * 2019-06-07 2019-11-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Способ повышения продуктивности бактерий escherichia coli

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB521849A (en) * 1938-11-26 1940-06-03 Lummus Co Improvements in the bacterial fermentation of carbohydrates
RU2707118C1 (ru) * 2019-06-07 2019-11-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Способ повышения продуктивности бактерий escherichia coli

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бирюков М. Исследование влияния солей лития на жизнеспособность бактерий : бакалаврская работа / М. Бирюков ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Инженерная школа природных ресурсов (ИШПР), Отделение химической инженерии (ОХИ) ; науч. рук. А. П. Чернова. — Томск, 2019. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2433170C1 (ru) Питательная среда жидкая для культивирования чумного микроба вакцинного штамма ев
CN108866128B (zh) 一种提高春雷霉素生物效价方法
RU2787365C1 (ru) Способ ферментации углеводов бактериями escherichia coli
RU2803258C1 (ru) Способ ферментации углеводов бактериями escherichia coli
CN103343157A (zh) 一种用于检测血液病原菌的细菌培养液
CN113151081A (zh) 一种百日咳鲍特菌培养基及其制备方法
CN113862179A (zh) 一种沼泽红假单胞菌及其制备5-ala的用途和方法
RU2238973C1 (ru) Питательная среда (жидкая) для культивирования бруцелл
CN106635865A (zh) 一种用于牛鼻支原体分离纯化的培养基及其制备方法和应用
Sandok et al. Retention of motility of Treponema pallidum (Nichols virulent strain) in an anaerobic cell culture system and in a cell-free system
CN105039230A (zh) 生防菌株x1发酵培养基及小型发酵工艺
RU2820701C1 (ru) Питательная среда для культивирования сульфатредуцирующих бактерий рода Desulfovibrio spp. и способ ее получения
RU2158758C2 (ru) Питательная среда для накопления листерий
RU1549227C (ru) Способ получения комплекса литических ферментов
RU2111245C1 (ru) Питательная среда для культивирования дрожжевидных грибов рода candida
RU2053294C1 (ru) Способ культивирования бифидобактерий
RU2148638C1 (ru) Синтетическая питательная среда для выращивания бруцелл
RU2333948C2 (ru) Питательная среда для выращивания возбудителя туляремии
RU2070934C1 (ru) Способ идентификации гриба candida albicans и гриба candida tropicalis
RU2745504C1 (ru) Питательная среда жидкая для выращивания и сброса биомассы вакционного штамма чумного микроба yersinia pestis ev
RU2708029C1 (ru) Питательная среда для культивирования yersinia pestis ev
RU2241034C1 (ru) Питательная среда для культивирования холерного вибриона
SU1537690A1 (ru) Способ определени вида грамотрицательных микроорганизмов
RU2175671C1 (ru) Питательная среда для выделения гемокультуры при диагностике брюшного тифа и паратифов
US5380652A (en) Device and procedure for identifying pathogenic microorganisms