SU501681A3 - Способ получени белка - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности.

Известен способ получени  белка путем выращивани  метанокисл ющих микроорганизмов на питательной среде, содержащей метан в качестве источника углерода, ионы аммони  в качестве источника азота и другие питательные вещества.

Однако при использовании этого способа происходит снижение скорости роста микроорганизмов в процессе выран ивани .

С целью упрощени  и ускорени  процесса но предлагаемому способу источник азота в питательную среду ввод т норционно: вначале в виде соединени , способного раствор тьс  с образованим ионов аммони  с концентрацией последних не менее 2 мг/л, а затем в виде соединени  в форме св занного азота, которые не образуют в среде ионов аммони  и обеспечивают избыток азота.

Соединение, способное раствор тьс  с образованием ионов аммони , добавл ет в среду в количестве не выше 99% от веса азота, присутствующего в биомассе. В качестве такого соединени  используют аммиак и/или гидрат окиси аммони .

В качестве соединени  в форме св занного азота используют азотную кислоту и/или нитраты , в количестве, предпочтительно, от 2 до 12% по весу от общего азота, присутствующего в биомассе. В качестве метанокисл ющих микроорганизмов используют микроорганизмы рода jMethylococcus.

В качестве питательной среды используют любую метановую питательную среду дл  выращивани  метанокисл ющих микрооргаиизмов , из которой предварительно удален источник азота.

Источник азота как в виде соединений, способных раствор тьс  с образованием ионов аммони , так и в форме св занного азота, не

образующего в среде ионов аммони , добавл ют в среду дл  вырап,ивани  микроорганизмов либо в водную питательную среду, которую затем ввод т в питательную среду дл  выращивани  микроорганизмов.

Количество каждого из питательных веществ , вход щих в среду, регулируют таким образом, чтобы обеспечить неограниченный рост микроорганизмов. Расчет количества источника азота основан на скорости образовани  клеток в процессе выращивани  микроорганизмов (суха  масса биомассы, образующа с  в 1 л среды за час) и на общем содержании азота в биомассе. При этом не выше

99% от содержани  азота в биомассе (потребности азота дл  роста микроорганизмов) ооеспечивают соединени ми, раствор ющимис  с ооразованием ионов аммони , и 2-12% от содержани  азота в биомассе (гютреокости азота дл  роста микроорганизмов) - соединени ми в форме св занного азота, не образующими ионов аммони .

Смесь газообразных компонентов питательной среды, когирую подают в виде воздущиоMeiaHOBoii смеси, содержит (оо. -/о); метан - iu,u-uu,u, предночтитсльно lb,0-25,0; кислород ш,о-1Ь,у, иредпи-ггительно 1Ь,0-1/,и.

ь качестве источника метана можно иснользовать природный газ. Ьоздущнометановую смесь можно оиогащать добавлением чистого кислорода.

ь хиде проведени  процесса поддерживают температуру в пределах от 2U до bUC.

Ьеличину pri среды процесса выращивани  метанокисл ющих микроорганизмов поддерживают в пределах от 4,5 до 6,0, предпочтительно от 5,0 до У,и. Дл  регулировани  величины рН используют щелочь, например, гидрат окиси щелочного металла, в частности гидрат окиси натри .

УСЛОВИЯ проведепн  процесса выбирают с учетом вида используемых метаноокисл ющих микроорганизмов. 1ак, при использовании щтамма Aketnylococcus capsulatus процесс выращивани  микроорганизмов ведут при ,Ь и температуре ii5-50 С.

Процесс выращивани  микроорганизмов можно проводить при давлении, превышающем атмосферное, например, при атм.

Метанокисл ющие микроорганизмы могут быть получены в чистом или смешанном виде . Предпочтительно использовать окисл ющие метан и имеющие внутреннюю мембрану микроорганизмы вида Метиломонас, Метилооактер и Метилококкус.

Перед выращиванием по предлагаемому способу микроорганизмы могут выращиватьс  в присутствии единственного источника азота, ионов аммони  или нитратных ионов в количестве достаточном дл  удовлетворени  оощей потребности.

При использовании в качестве единственного источника азота соединени  в форме св занного азота, которое не образует в среде ионов аммони , например азотной кислоты и/или нитратов, дл  обеспечени  роста микроорганизмов концентраци  нитратных ионов в питательной среде должна быть в интервале от 5,0 до 1500 мг/л, предпочтительно от 400 до 200 мг/л.

Пример. В аэрируемый ферментер при перемешивании в течение 5 дней ежедневно добавл ют шлам метансодержащего ила из застойных водоемов порцп ми по 500 мл.

Фермептер с рабочим объемом 5,0 л содержит 5,0 л водной питательной среды (рН 2,6) следующего состава (мг/л):

Кислый первичный фосфат

кали 937,5

Додекагидрат вторичного

кислого фосфата натри 787,5

Гентагидрат сульфата магни 562,5

Серна  кислота706,0

Безводный хлористый кальций 112,5 Гентагидрат сульфата железа42,7

Ьезводный сульфат натри 225,0

Пентагидрат сульфата меди20,5

Гентагидрат сульфата цинка2,5

Дигидрат молибдена натри 1,5

Моногидрат сульфата марганца 1,7 1ексагидрат хлористого кобальта0 ,5 Вода До 1 (л) Процесс выращивани  микроорганизмов провод т при температуре питательной среды 4ЬС, скорости разбавлени  0,18 и скорости вращени  мешалки 3000 об/мип.

Дл  обеспечени  потребности биомассы в метане и кислороде через впускное отверстие в ферментер продают метановоздушную смесь, расход которой, равен 66 об/об-г. Эта смесь содержит 18,2 об. % метана и 81,8 об. % воздуха . Величину рН довод т до 6,5 добавлением 1 и. раствора гидрата окиси натри .

Общую потребность биомассы расчитывают следующим образом.

Плотность клеточного материала биомассы в питательной среде в пересчете на сухую массу должна составл ть 14,0 г/л. Скорость разбавлени  0,18 г

Отсюда скорость производства биомассы равна 14, г/лг. При содержании азота в клеточном материале 11,6% обща  потребность в азоте биомассы составл ет

14,0.0,18-11,6

292,3 .мг/лг. 100

Дл  удовлетворени  общей потребности биомассы в азоте ввод т соединени , способные раствор тс  с образованием ионов аммони , а именно гидрат аммони  в виде 1,1 н. раствора -89,7%-265,7 мг/лг. Потери азота в виде ионов аммони  составл ют 0,3 мг/лг. Введенный с аммонием азот усваиваетс  биомассой практически полностью.

Дл  удовлетворени  остальных 10,3% общей потребности биомассы в азоте и обеспечени  избытка азота в среде, равного 75 мг нитратных ионов в 1 л, ввод т 30,3 мг/лг нитратного азота, т. е. на 1 л в 1 час 0,762 мг азотной кислоты (концентраци  70%, удельный вес 1,42). Потери нитратных ионов составл ют 3,0 мг/лг. Усвоепо биомассой 90,1% введенного нитратного азота.

В питательной среде не обнаружены ионы аммони  с помощью аппарата дл  отбора проб, нижний предел которого равен 2 мг/л.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа выращивани  белка концентраци  ионов аммони  в питательной среде поддерживаетс  па уровне ниже уровн  подавлени  роста микроорганизмов или токсичиого в отношении к этим микроорганизмам,

при полном удовлетворении потребностей биомассы в азоте.

Claims (5)

1. Способ получени  белка путем выращивани  метанокисл ющих микроорганизмов на питательной среде, содержащей метан в качестве источника углерода, ионы аммони  в качестве источника азота и другие питательные вещества, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и ускорени  процесса, источник азота в питательную среду ввод т порционно: вначале в виде соединени , способного раствор тьс  с образованием ионов аммони  с концентрацией последних 2 иг/л, а затем в виде соединени  в форме св занного азота, которое не образует в среде ионов аммони  и обеспечивает избыток азота.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что соединение, способное раствор тьс  с образованием ионов аммони  добавл ют в среду в количестве 99% от веса азота, присутствующего в биомассе.

3.Способ попп. 1 и 2, отличающийс  тем, что в качестве соединени  раствор ющегос  с образованием ионов аммони  используют аммиак и/или гидрат окиси аммони .

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что в качестве соединени  в форме св занного азота используют азотную кислоту и/или нитраты, в количестве, предпочтительно , от 2 до 12% по весу от общего веса азота , присутствующего в биомассе.

5. Способ по п. 1-4, отличающийс  тем, что в качестве метанокисл ющих микроорганизмов используют микроорганизмы рода Methylococcus.