SU1514777A1

SU1514777A1 - Method of producing biomass of saccharomyces cerevisial yeast

Info

Publication number: SU1514777A1
Application number: SU874311625A
Authority: SU
Inventors: Valentina M Borodina; Lyudmila I Fedorova; Izyaslav G Abidor; Aleksandr V Zelenin
Original assignee: Inst Molekulyarnoj Biolog An S; Inst Elektrokhimii Im A N Frum
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1989-10-15

Description

Изобретение относится к микробиологическому производству, связанному с получением дрожжевой биомассы. Целью изобретения является повышение выхода биомассы дрожжей. Способ получения биомассы дрожжей БассНагошусез сегеу1з|'а1 включает их культивирование в питательной среде при 28—30°С с предварительной обработкой при комнатной температуре 1—3 импульсами электрического поля напряженностью 1—5 кВ/см и длительностью 1050 мкс. 3 ил.The invention relates to microbiological production associated with the production of yeast biomass. The aim of the invention is to increase the yield of yeast biomass. The method of obtaining the biomass of the yeast BassNagoshusez segeus | 'a1 includes their cultivation in a nutrient medium at 28–30 ° C with preliminary treatment at room temperature with 1–3 electric field pulses with a strength of 1–5 kV / cm and a duration of 1050 μs. 3 il.

</)</)

Изобретение относится к микробиологическому производству, связанному с получением дрожжевой биомассы.The invention relates to microbiological production associated with the production of yeast biomass.

Цель изобретения — повышение выхода биомассы.The purpose of the invention is to increase the biomass yield.

Способ заключается в том, что перед культивированием дрожжи обрабатывают в питательной среде 1—3 импульсами электрического поля напряженностью 2—5 кВ/см и длительностью 10—50 мкс. Культивирование проводят в питательной среде при 28—30°С. Обычно используемая минеральная питательная среда Ридер является пригодной как для электрообработки, так и для последующего культивирования дрожжей Бассбаготусез сегеу|51а1.The method consists in the fact that before cultivation the yeast is treated in a nutrient medium with 1–3 pulses of an electric field of 2–5 kV / cm intensity and a duration of 10–50 μs. Cultivation is carried out in a nutrient medium at 28-30 ° C. The commonly used mineral nutrient medium Reader is suitable for both electrotreatment and subsequent cultivation of the yeast Bassbagotusez segeu | 51a1.

При импульсной высоковольтной обработке происходит обратимый электрический пробой клеточных мембран, в результате чего в них возникают сквозные поры. Проницаемость мембран на некоторое время резко возрастает, что приводит кIn the case of pulsed high-voltage processing, a reversible electrical breakdown of cell membranes occurs, as a result of which through pores arise. The permeability of the membranes for some time increases dramatically, which leads to

нарушению состава внутриклеточной среды. При слишком интенсивной импульсной обработке изменение внутриклеточного состава столь велико, что клетки погибают. При меньших напряженностях, не приводящих к необратимым повреждениям клеток, наблюдаются клеточные процессы, не характерные в норме.violation of the composition of the intracellular environment. When the pulse treatment is too intense, the change in the intracellular composition is so great that the cells die. At lower tensions that do not lead to irreversible cell damage, cellular processes that are not characteristic of normal are observed.

Пример 1. Накопление биомассы дрожжей БассЬаготусез сегеу|з1а1 после воздействия электрического поля.Example 1. The accumulation of the biomass of the yeast Bassgauses segeu | z1a1 after exposure to an electric field.

15147771514777

Суспензию дрожжей БассЬаготусез сегеνίδίβΙ в питательной среде Ридер в концентрации 10°—10” клеток/мл помещают в цилиндрическую ячейку с двумя плоскими электродами из нержавеющей стали и обрабатывают импульсом поля напряженностью 2 кВ/см и длительностью 15 мкс. Затем суспензию разбавляют до концентрации 10° клеток/мл той же средой с добавкой 1% сахарозы и 0,5% дрожжевогоA suspension of the yeast BassBaguseses segreνίδίβΙ in Rider's nutrient medium at a concentration of 10 ° —10 ”cells / ml is placed in a cylindrical cell with two flat stainless steel electrodes and treated with a pulse of a field strength of 2 μV / cm and a duration of 15 μs. Then the suspension is diluted to a concentration of 10 ° cells / ml with the same medium with the addition of 1% sucrose and 0.5% yeast

15147771514777

4four

33

автолизата и инкубируют в пробирках наautolysate and incubated in tubes on

качалке при 28- 30°С.rocking chair at 28-30 ° C.

На фиг. 1 показаны кривые роста числа клеток (а) и общего содержания белка (б) в суспензии дрожжей без и после импульсной электрической обработки. Число клеток определяют в камере Горяева, а содержание белка — спектрофлуориметрически ио связыванию флуорескамина Как видно из фиг. 1 через 6 ч число клеток после электрообработки почти на 40%, а содержание белка на 80% превышают контрольные значения.FIG. Figure 1 shows the growth curves of the number of cells (a) and total protein content (b) in a yeast suspension without and after pulsed electrical treatment. The number of cells is determined in the Goryaev chamber, and the protein content is determined spectrofluorimetrically with fluorescamine binding. As can be seen from FIG. 1 after 6 hours, the number of cells after electrotreatment is almost 40%, and the protein content is 80% higher than the control values.

На фиг. 2 показан относительный прирост числа дрожжевых клеток при культивировании в контроле и после электрообработки. Видно, что скорость роста клеток после электрообработки выше контрольной только в первые 10 ч. При этом через 24 ч общее число клеток после обработки примерно в 1,5 раза превышает контрольное значение. В среднем в разных опытах после обработки дрожжей по предлагаемому способу через 24 ч число клеток возрастает в 1,5—2 раза.FIG. 2 shows the relative increase in the number of yeast cells during cultivation in the control and after electrotreatment. It can be seen that the growth rate of cells after electrotreatment is higher than the control one only in the first 10 hours. After 24 hours, the total number of cells after treatment is about 1.5 times higher than the control value. On average, in different experiments after processing the yeast by the proposed method, after 24 hours, the number of cells increases 1.5-2 times.

Пример 2. Влияние амплитуды и длительности электрического импульса на скорость роста дрожжей.Example 2. The effect of the amplitude and duration of the electric pulse on the growth rate of yeast.

Обработку дрожжей ведут аналогично примеру 1, но с различными параметрами электрического импульса. На фиг. 3 приведена измеренная после культивирования в течение 24 ч зависимость числа дрожжевых клеток, отнесенного к числу клеток в контроле, при длительности импульса 15 мкс и напряженности от 0,5 до 7 кВ/см. Видно, что общее количество дрожжевых клеток возрастает при увеличении напряженности до 3 кВ/см, а затем убывает и при 6 кВ/см становится ниже, чем в контроле. Положительный эффект электрообработки на блюдается в диапазоне напряженностей 1-5 кВ/см.Processing of yeast is carried out analogously to example 1, but with different parameters of the electric pulse. FIG. Figure 3 shows the dependence of the number of yeast cells, related to the number of cells in the control, measured after 24 h of cultivation, with a pulse duration of 15 μs and a strength of 0.5 to 7 kV / cm. It is seen that the total number of yeast cells increases with increasing tension to 3 kV / cm, and then decreases, and at 6 kV / cm it becomes lower than in the control. The positive effect of electrical treatment is observed in the range of strengths of 1-5 kV / cm.

Изменение длительности импульса в диапазоне от 10 50 мкс при напряженииThe change in pulse duration in the range of 10 50 μs at a voltage

2 кВ/см практически не влияет на скорость роста дрожжей. При более коротком времени обработки эффект ускорения роста снижается и становится менее воспроизводимым, а при больших временах наблюдается массовая гибель клеток после электрообработки.2 kV / cm almost does not affect the growth rate of yeast. With a shorter processing time, the effect of growth acceleration decreases and becomes less reproducible, and for longer times there is a massive cell death after electrotreatment.

Таким образом, оптимальный диапазон параметров стимулирующего импульса: 1 5 к В/см, 10—50 мкс.Thus, the optimum range of parameters of the stimulating pulse: 1 5 kV / cm, 10-50 μs.

Пример 3. Влияние повторных импульсо! на скорость роста дрожжей.Example 3. The effect of repeated pulses! at yeast growth rate.

Обработка и культивирование ведется аналогично примеру 1. Однако на клетки воздействуют не одним, а несколькими импульсами. При последовательной обработке двумя—тремя импульсами поля напряженностью 2 кВ/см и длительностью 15 мкс с интервалом 30 с (время зарядки конденсатора в формирователе импульса) .скорость роста дрожжей возрастает на 10—15%, однако при дальнейшем увеличении числа импульсов становится выше, чем в контроле.Processing and cultivation is carried out analogously to example 1. However, the cells are affected not by one but by several pulses. With sequential processing of two to three pulses of a field of 2 kV / cm intensity and a duration of 15 μs with an interval of 30 s (charging time of the capacitor in the pulse shaper). in control.

При наложении повторных импульсов (3 кВ/см, 15 мкс) через 3—5 ч скорость роста дрожжей подавляется, хотя и остается несколько выше (на 45— 10% ), чем в контроле. Повторное воздействие на дрожжевые клетки через 24 ч приводит к такому же ускорению роста дрожжей, как и при первичной их обработке.When applying repeated pulses (3 kV / cm, 15 μs) after 3-5 h, the growth rate of the yeast is suppressed, although it remains somewhat higher (by 45–10%) than in the control. Repeated exposure to yeast cells after 24 hours leads to the same acceleration of the growth of yeast, as in their initial processing.

Пример 4. Обработку дрожжей ведут аналогично примеру 1, при напряженности электрического поля 1 кВ/см и длительности импульса 15 мкс. Скорость роста дрожжей биомассы увеличивается на 20% (фиг. 3).Example 4. Processing of yeast is carried out analogously to example 1, with an electric field strength of 1 kV / cm and a pulse duration of 15 μs. The growth rate of biomass yeast is increased by 20% (Fig. 3).

Пример 5. Обработку дрожжей ведут аналогично примеру 1, при напряженности электрического поля 5 кВ/см и длительности импульса 15 мкс. Скорость роста дрожжевой биомассы увеличивается на 30% (фиг. 3). Положительный эффект электрообработки наблюдается в диапазоне напряженностей электрического поля 1—5 кВ/см (фиг. 3).Example 5. Processing of yeast is carried out analogously to example 1, with an electric field strength of 5 kV / cm and a pulse duration of 15 μs. The growth rate of yeast biomass is increased by 30% (Fig. 3). The positive effect of electrical treatment is observed in the electric field strength range of 1–5 kV / cm (Fig. 3).

Пример 6. При изучении влияния длительности электрического импульса на прирост дрожжевой биомассы используют среднее значение напряженности электрического поля 2 кВ/см. Обработку дрожжей проводят аналогично примеру 1. При длительности импульса 10 мкс дрожжевая биомасса нарастает ио сравнению с контрольной, необработанной, в 1,5—2 раза больше.Example 6. In studying the effect of the duration of an electric pulse on the growth of yeast biomass, an average value of the electric field strength of 2 kV / cm is used. The treatment of yeast is carried out analogously to example 1. With a pulse duration of 10 μs, the yeast biomass increases in comparison with the control, untreated, 1.5-2 times more.

Пример 7. Обработку дрожжей аналогично примеру 1. При напряженности электрического поля 2 кВ/'см и длительности импульса 50 мкс дрожжевая биомасса нарастает в 1.5 раза больше.Example 7. Yeast processing is similar to Example 1. With an electric field strength of 2 kV / 'cm and a pulse duration of 50 μs, the yeast biomass increases 1.5 times as much.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить выход дрожжей на 80%.Thus, the proposed method in comparison with the known allows to increase the yield of yeast by 80%.

Claims

Claim

A method of obtaining biomass of the Yeast SassNagotusey segeuch51a1 yeast, which involves treating them with an electric field followed by cultivation on a nutrient medium, characterized in that, in order to increase the biomass yield, yeast is processed by 1-3 pulses of an electric field with a strength of 1 - 5 kV / cm and duration 10 - 50 µs

1514777

phi 5.1

1514777

FIG. 3