SU1331434A3 - Способ получени микробного протеина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности. Цель изобретени  - оптимизаци  выхода биомассы клеток бактерий относительно метанола, подаваемого в процессе культивировани . В процессе непрерывного культивировани  клеток бактерий Methylophilus methylotrophus в ферментере с циркул ционным контуром осуществл ют введение метанола впрыскиванием таким образом, что изменение концентрации его эквивалентно скорости потреблени  метанола клетками культуры с установлением максимального интервала времени между последующими введени ми метанола в зависимости .от величины отношени  /исхкс удельной скорости роста к максимальной удельной скорости роста . 2 з.п.ф-лы, 4 табл. СО со со 4 СО 4;

Description

1

Изобретение относитс  к микробиологической промъгашенности.

Цель изобретени  - оптимизаци  выхода биомассы клеток бактерий относительно метанола, подаваемого в процессе культивировани .

Способ заключаетс  в том, что в процессе непрерывного культивировани  клеток бактерий на питательной среде в ферментере с циркул ционным контуром осуществл ют введение нола впрыскиванием таким образом, что изменение концентрации его экви

20

валентно скорости потреблени  метано- 15 сухих клеток в стационарном состо нии . П ть точек, через которые ввод т метанол, распредел ют вокруг аппарата дл  ферментации. Несмотр  на то,что скорость потока метанола в каждой точке была отличной от скорости его потока в другой точке, скорости потока метанола пропорциональны объему жидкости, наход щейс  в данном участке аппарата дл  фер- 25 ментации.

Физическое распределение отверстий дл  прибавлени  метанола таково, что циркулирующие клетки подвергаютс  действию последовательных циклов в присутствии субстрата и в отсутстла кпетками культуры с установлением Максимального интервала времени между последующими введени ми метанола в зависимости от величины отношени  V удельной скорости роста к максимальной удельной скорости роста.

Предпочтительными культурами продуцентами белка  вл ютс  Methylophi- lus methylotrophus NC1B V 10508- 10515 и NC1B №№ 10592-10596.

Опыты, проведенные с чистыми культурами бактерий при выращивании,показали , что теори  и практика следует той математической модели, котора  предложена насто щим изобретением.

Пример 1. Культуру Methylop- hilus methylotrophus выращивают в небольшом аппарате дл  ферментации, работающем циклически под давлением

30

вие субстрата каждые 3 с, или действию сходных циклов каждые 20 с, если весь метанол, подаваемый в аппарат дл  фермен гации, поступает в

(т.е. ферментер, имеющий вертикальный 5 оДной его точке. Полученные результрубопровод и спускную трубу, распо- ложенные р дом и взаимосв занные в своих верхних и нижних торцах, причем аэраци  и непрерывна  циркул ци  культуры в ферментере осуществл етс  за счет непрерьшного впрыскивани  воздуха в нижнюю часть вертикального трубопровода, с объемом 165 л рабочей жидкости, при и Д 0,25 ч- . Питательна  среда  вл етс  водной средой, содержащей следующие ингредиенты (концентраци  - вес на литр за исключением специальных обозначений ):

, г

HjPO мол рна 

(NN4)504,г

MgSO -yHjO, г

FeS04 7HjO, г

Ct/S04- 5H/JO, мг

,, мг

4Н,,0, мг

, мг

, мг

таты приведены в табл.1.

П р и м е р 2. Лабораторньй аппарат дл  проведени  ферментации не- прерьгоного действи  (объем жидкости 40 1,5 л и сухой вес в стационарном состо нии 10 г/л }с культурой Met- hylophilus methylotrophus используют дл  выращивани  культуры при различных скорост х разбавлени  при пос- 45 то нном потоке среды. Примен ют отдельную систему дл  прибавлени  метанола так, что достаточное количество метанола, требуюо1еес  дл  3 с роста при М 0,2 ч- .поставл етс  в 20,0 50 форме импульсов метанола, подаваемого 0,0165 в 0,3 с. Это соотношение между про- 9,0 должительностью подачи и общей продол- 1,05 жительностью Цикла поддерживаетс  в 5,0пределах 1 к 10 при всех варвировани0 ,1 55 продолжительности цикла. Состав 0,07 среды и услови  выращивани  были 0,5идентичны тем, которые были описаны

0,5в примере 1. Полученные результаты

0,1 приведены в табл.2.

CaClJ-2HjO, мг 13,24 CoCI . 6HjO, мг 0,1 В этой среде величину рН, необходимую дл  обеспечени  роста, регулируют добавлением смеси 4Н КОН/ /4HNaOH в соотношении 1:1, Скорость циркул ции в пределах аппарата дл  ферментации составл ет 30 м , что составл ет дл  среднего време- ни циркул ции величину в 20 с. Сухой вес клеток св зан со скоростью прибавлени  метанола, составл ющей 14 г/л, что Отвечает концентрации

20

15 25

30

вие субстрата каждые 3 с, или действию сходных циклов каждые 20 с, если весь метанол, подаваемый в аппарат дл  фермен гации, поступает в

313

Содержаниг; углерода в клетках оставалось посто нны - во врем  проведени  всех опытов.

П р и м е р 3. Провод т серию экспер1ментов по непрерьшной культивации при скорости разбавлени  0,1- 0,А Ч . Лп  каждой стеП ьи разбавлени  провод т эксперимент с непре- рьшным введением метанола при культивировании бактерий Methy1ophi1 us methylotrophus NCI В 10515 при выращивании в аэробных услови х в реакторе непрерывной ферментации с рабочим объемом 1,5 л, работающем как хемо- стат, культивирование ведут при и рН 6,8 на среде, представленной в табл.3. Метанол добавл ют отдельно от компонентов среды,чтобы вводить его импульсно с расходом 20 г/л. Состав питательной среды представлен в табл.3.

Эксперимент провод т с непрерывным и импульсным введением метанола дл  р да длительностей импульсов дл  каждой из А различных степеней разбавлени .

Полученные результаты представлены в табл.А, где Д - степень разбавлени  в и равно удельной скорости роста / м /; /иакс максимальна  удельна  скорость роста, равна  0,5 Ч-1 .

Степень превращени  углерода представл ет собой процент превращени  углерода метанола в клеточный углерод , например степень превращени  50% соответствует выходу клеток 0,5.

Минимально допустима  степень превращени  дл  промышленного производства 59-60%.

Идеальной  вл етс  степень превращени  6А%.

Из данных видно, что удовлетворительна  степень превращени  углерода достигаетс  в том случае, когда метанол подают импульсно с установленной длительностью импульсов, причем процент превращени  углерода при более короткой длительности импульсов посто нен и находитс  в пределах ошибки эксперимента. При более длительных импульсах процент превращени  углерода резко падает до неприем лемого уровн .

Изобретение позвол ет оптимизировать выход биомассы клеток бактерий относительно метанола.

АЗА

Claims (2)

1. Способ получени  микробного протеина, предусматривающий непрерывное культивирование клеток бактерий в ферментере с циркул ционным контуром с заданной скоростью разбавлени  на питательной среде, содержащей метанол в качестве источника углерода и питательного вещества, ограничивающего рост культуры, источники азота, фосфора и минеральные соли путем изменени  концентрации метанола введением его впрыскиванием в нескольких точках контура с заданными интервалами времени введени , отличающийс  тем, что, с целью оптимизации выхода биомассы клеток бактерий относительно метанола , подаваемого в процессе культивировани , введение метанола впрыскиванием осуществл ют так, что изменение концентрации его эквивалентно скорости потреблени  метанола клетками культуры, а максимальный интервал времени между последующими введени ми метанола устанавливают в зависимости от величины отношени  удельной скорости роста к максимальной удельной скорости рос5

5

0

5

0

та: 30 с при М/М

макс

более 0,5,

6 с при М/М акс равной 0,2;А с при .,Kc равной 0,1;3 с при / мо(кс равной 0,05; 2,5 с при менее 0,02 или когда , попадает между любыми из этих удельных значений - в линейной пропорции к временному циклу этой пары.

2.Способ поп.1,отлича ю- щ и и с   тем, что при культивировании со скоростью разбавлени  0,07- 0,А ч максимальный интервал времени устанавливают в зависимости от величины отношени  культу- ры: 5с при , равной 0,2;

3,5 с при М/М равной 0,1; 2,5 с при . менее 0,2, или продолжительность введени  имеет линейную зависимость от этой величины дл  других значений ,с3 .Способ по ПП.1 и 2, о т л и- ч ающийс  тем, что используют клетки бактерий штаммов Methy- lophilus methylotrophus NC1B

№№ 10508-10515 и NC1B №№ 10592-10596.

римечание: От С до клеток - это процент

углерода метанола, превратившегос  в углерод клеток; от С до COj - это процент углерода метанола, превратившегос  в углерод двуокиси углерода; от С до S/N - это процент углерода метанола, превратившегос  в углерод, присутствующий в верхнем слое жидкости.

Таблица

20,0 33,0 2,75 5,5

% (вес/вес) клеток.

- углерода метанола, введенного в углерод

Т а б л и ц а 1

65.1

30,9

3,2

46,2 48,8 62,1 61 ,5

ТаблицаЗ

Таблица 4

0.4

0,8

12 16 32

61 ,2 52,3 51,4

66,7 61 ,6 61 ,6 59,3 51,9