WO2011136697A1 - Пространственная структура консорциума микроорганизмов - Google Patents
Пространственная структура консорциума микроорганизмов Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011136697A1 WO2011136697A1 PCT/RU2011/000263 RU2011000263W WO2011136697A1 WO 2011136697 A1 WO2011136697 A1 WO 2011136697A1 RU 2011000263 W RU2011000263 W RU 2011000263W WO 2011136697 A1 WO2011136697 A1 WO 2011136697A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- microorganisms
- consortium
- carrier
- biomass
- spatial structure
- 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
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
-
- 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
Definitions
- the invention relates to means for functionalizing the volume of a carrier of a consortium of microorganisms and can be used in biotechnology to immobilize microorganisms that are components of a consortium on its carrier.
- Known methods for using consortia of microorganisms in biotechnological processes those that include, for example, phased fermentation of raw materials (RU, 2159530), (RU, 2196410), (RU, 2236106), (RU, 2254699), or phased destruction of plant residues ( RU, 2213080), or, for example, stepwise directed biosynthesis (RU, 2044773), (RU, 2098485), where the raw materials are sequentially treated with Aspergillus niger strain and then with Candida lipolytica yeast in separate apparatuses or chambers using in each apparatus their microorganisms and their conditions.
- a known method of forming the spatial structure of a consortium of microorganisms which provides for the immobilization of all components of the consortium on several media, in particular parallel to the fibrous polymer carriers in the form of vertically arranged bundles of fibrous carriers parallel and freely suspended with their upper ends (RU, application N ° 94005669).
- the limitation of the method is that the biotechnological process is a complicated technological chain, which does not reflect in parts of its volume the direction of the sequential food chains of the microorganisms that make up the consortium.
- an increased amount of a carrier of a consortium of microorganisms is expended, and the individual components of a population immobilized on a carrier, located in an area that already contains an increased concentration of the target or intermediate product produced, are inefficient and pollute the target product.
- the spatial structure of the consortium of microorganisms is known, which provides for the formation of the immobilization of all the components of the consortium on several carriers made in the form of several layers of relative helical spirals with the opposite winding direction made of a continuous bundle of polymeric fibrous material (UA, 73428).
- the disadvantage of such a spatial structure of the consortium of microorganisms is that the biotechnological process is a complicated technological chain that does not reflect the direction of the sequential food chains of the microorganisms that make up the consortium in parts of its volume.
- an increased amount of a carrier of a consortium of microorganisms is consumed, and individual components of a population immobilized on a carrier, located in an area that already contains an increased concentration of the target or intermediate product produced, are inefficient and pollute the target product.
- the spatial structure of the consortium of microorganisms is known, which provides for the formation of the immobilization of all components of the consortium on a carrier made in the form of a tubular-shaped element with a mesh structured side surface (DE, 4427576).
- the biotechnological process is a complicated technological chain that does not reflect in parts of its volume the direction of the sequential food chains of the microorganisms that make up the consortium. At this consumes an increased amount of a carrier of a consortium of microorganisms, and the individual components of a population immobilized on a carrier, located in an area that already contains an increased concentration of the target or intermediate product produced, are inefficient and pollute the target product.
- a known method of producing biocompost based on agricultural waste is a method of forming a consortium by mechanically combining individual microorganisms or groups of microorganisms that make up the consortium on their carriers in one technological volume, which is combined with further artificial or simple natural mixing or mutual penetration of microorganisms into neighboring layers before the process begins bioprocessing (RU, application N ° 2008105715).
- a limitation of such a spatial structure of a consortium of microorganisms is that it provides for the formation of a spatial structure of a consortium of microorganisms in a random spatial order without taking into account the sequence of food chains of the microorganisms that make up the consortium.
- this method involves the presence of an additional process of artificial or natural mixing or mutual penetration of microorganisms into neighboring layers and the transformation of the structure of the consortium under the influence of external factors before starting its work. Therefore, this solution is used mainly for destruction processes.
- the basis of the present invention is the task of creating a spatial structure of a consortium of microorganisms, in which through the use of a new sequence of arrangement of the components of a consortium of microorganisms and the use of appropriate carriers of microorganisms, it is possible to obtain final products using a new form of a consortium of microorganisms, which reduces the amount of carrier of a consortium of microorganisms, as well as this further increases uniformity concentrations of the target or intermediate product produced, and as a result, the microorganisms that make up the consortium work more efficiently.
- the microorganisms that make up the consortium are located in the volume of the consortium carrier in the form of separate layers, groups arranged in series in the spatial structure of the carrier of the consortium which corresponds to the sequence of food chains of the microorganisms that make up the consortium.
- New in the spatial structure of the consortium of microorganisms is that the microorganisms that make up the consortium are located in the volume of the consortium carrier in the form of separate sequentially placed in the spatial structure of the consortium carrier (layers) (groups), in the order corresponding to the sequence of food chains of the microorganisms that make up the consortium.
- a new arrangement of the spatial structure of a consortium of microorganisms in a spatial order expands the possibilities for the formation of consortia of microorganisms.
- a smaller amount of the carrier of the consortium of microorganisms is lost, and also all the components of the population of microorganisms immobilized on the carrier are located in the zone with a more uniform concentration of the target or intermediate product produced and therefore work more efficiently.
- the spatial structure of the consortium of microorganisms includes microorganisms that make up the consortium, located on a bulk medium.
- the microorganisms that make up the consortium are located in the volume of the consortium carrier in the form of separate sequentially located in the spatial structure of the carrier of the consortium (layers) (groups) in order. Moreover, this order corresponds to the sequence of food chains of the microorganisms that make up the consortium.
- the proposed new spatial structure of a consortium of microorganisms is illustrated by examples.
- citric acid An example of obtaining citric acid, according to which an initial nutrient medium is prepared in advance, which contains 5% sugar, ammonium chloride 1 g / l, monosubstituted potassium phosphate 0.3 g / l, zinc sulfate, aqueous 0.05 g / l.
- the spatial structure of the consortium is formed from the microorganisms that make up the structure of the consortium, namely: Aspergillus niger BKMF-228, and the carrier layers of each of the microorganisms.
- Each inert biomass carrier of each of the microorganisms used in the example is made in the form of a composite material, which includes a non-woven material made of synthetic fibers, which are bonded to each other and bonded to a textile frame. Like synthetic fibers, it contains polymer-based ion-exchange fibers: polyacrylonitrile, polypropylene copolymer and polypropylene fibers, wherein these fibers have a linear density of 2.8 dtex.
- the specified layer has a thickness of 5-6 mm and bonded by joint flashing with a textile frame, which has a through pore value in the range of 50-90 microns.
- each biomass carrier of microorganisms is pretreated with a solution that consists of polyvinyl alcohol, biosulfactant and a 10% aqueous solution of dimethyl sulfide oxide for 0.1-0.5 hours at 10-30 ° ⁇ , with further drying for 6- 48 hours at 20-30 ° C.
- each biomass carrier for each of the microorganisms is carried out in the traditional way, ensuring the application of 10-50 milligrams of the biomass of microorganisms per gram of carrier.
- a pre-prepared initial nutrient medium is fed under the lower layer of the biomass carrier for the biomass of microorganisms, and the final product selected above the upper carrier of the biomass of microorganisms.
- the process is carried out at a temperature of 32 ° C.
- citric acid solution begins to be taken over the top layer.
- the selection rate in the example was adjusted so that the concentration of citric acid in the solution that passed through the spatial structure of the consortium was at least 50% with a sugar concentration of not more than 2%.
- An example of wastewater treatment using an example of model wastewater of the following medium composition: neonol AF9-12 0.3 g / l, industrial oil I-20 0.5 g / l, tap water.
- the spatial structure of the consortium is formed from the microorganisms that make up the structure of the consortium, namely: Serratia marcescens PL-1, Pseudomonas fluorescens biovar II 10-1, Acidovorax delafieldii 3-1, with the formation of parallel layers of carriers for each of the microorganisms.
- Each inert biomass carrier of each of the microorganisms used in the example is made in the form of a composite material, which includes a non-woven material of synthetic fibers, which are bonded to each other and which are bonded to a textile frame. Like synthetic fibers, it contains polymer-based ion-exchange fibers: polyacrylonitrile, polypropylene copolymer and polypropylene fibers, wherein these fibers have a linear density of 2.8 dtex.
- the specified layer has a thickness of 5-6 mm and bonded by joint flashing with a textile frame, which has a through pore value in the range of 50-90 microns.
- each biomass carrier of microorganisms is pre-treated with a solution containing carboxymethyl cellulose, pectin and a 10% aqueous solution of dimethyl sulfoxide for 0.1-0.5 hours at 10-30 ° C, with further drying for 6-48 hours at 20-30 ° C.
- each biomass carrier for each of the microorganisms is carried out in the traditional way, ensuring the application of 10-50 milligrams of the biomass of microorganisms per gram of carrier.
- layers of biomass carriers for each of the microorganisms are sequentially applied.
- pre-prepared model wastewater of the above composition with a dilution rate of 0.04 h "1 is fed under the lower layer of the biomass carrier for biomass of organisms, and the purified water is taken over the upper carrier of biomass of microorganisms.
- the process is carried out at a temperature of 35 ° C.
- the purification efficiency is 96 % for neonol and 95% for industrial oil.
- An example of purification of an aqueous medium by the example of water contaminated with fuel oil For research, form a sample of model water containing 0.9% fuel oil.
- the spatial structure of the consortium is formed from the microorganisms that make up the structure of the consortium, namely: Candida tropicalis and Mycococcus lactis, with the formation of parallel layers of carriers for each of the microorganisms.
- Each inert biomass carrier of each of the microorganisms used in the example is made in the form of a composite material, which includes a non-woven material of synthetic fibers, which are bonded to each other and which are bonded to a textile frame. Like synthetic fibers, it contains polymer-based ion-exchange fibers: acrylonitrile copolymer, polypropylene copolymer and polypropylene fibers, wherein these fibers have a linear density of 2.8 dtex.
- the specified layer has a thickness of 5-6 mm and bonded by joint flashing with a textile frame, which has a through pore value in the range of 50-90 microns.
- each biomass carrier of microorganisms is pre-treated with a solution containing methyl cellulose, gelatin and a 10% aqueous solution of dimethyl sulfoxide for 0.1-0.5 hours at 10-30 ° C, with further drying for 6-48 hours at 20-30 ° C.
- each biomass carrier for each of the microorganisms is carried out in the traditional way, ensuring the application of 10-50 milligrams of the biomass of microorganisms per gram of carrier.
- layers of biomass carriers for each of the microorganisms are sequentially applied.
- pre-prepared model wastewater of the above composition with a dilution rate of 0.04 h "1 is fed under the lower layer of the biomass carrier for biomass of organisms, and purified water is taken over the upper carrier of biomass of microorganisms.
- the process is carried out at a temperature of 32 ° C.
- the purification efficiency is 90 %
- the spatial structure of the consortium is formed from the microorganisms that make up the structure of the consortium, namely: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, with the formation of parallel layers of carriers for each of the microorganisms.
- Each biomass carrier of each of the microorganisms is made in the form of a composite material, which is characterized by the presence of a layer (5-6 mm) of wood shavings from broadleaf tree species with linear dimensions not exceeding 1, 5 cm, which are fastened by joint flashing with a textile frame of through pores in the range of 50-90 microns.
- each carrier of the biomass of microorganisms is pretreated with a solution containing vegetable oil, gelatin and an alcohol solution for 0.1-0.5 hours at 10-30 ° C, with further drying for 6-48 hours at 20- 30 ° C.
- each biomass carrier for each of the microorganisms is carried out in the traditional way, ensuring the application of 10-50 milligrams of the biomass of microorganisms per gram of carrier.
- a beverage is obtained with an acidity of 0.35% (calculated as malic acid) and a dry matter content of 9.5%, an amino acid content of 0.4%, vitamins C and P in the beverage, respectively 1.1 and 0.7 %
- the spatial structure of the consortium is formed from the microorganisms that make up the structure of the consortium, namely: Medusomiyces Gisevii Linda, Saccharomyces mandshuricus and Hauseniaspora sp. with the formation of parallel layers of carriers for each of the microorganisms.
- Each biomass carrier of each of the microorganisms is made in the form of a composite material, which is characterized by the presence of a layer (5-6 mm) of wood shavings from broadleaf tree species with linear dimensions not exceeding 1, 5 cm, which are fastened by joint flashing with a textile frame of through pores within 30-60 microns.
- each carrier of the biomass of microorganisms is pretreated with a solution containing vegetable oil, gelatin and an alcohol solution for 0.1-0.5 hours at 10-30 ° C, with further drying for 6-48 hours at 20- 30 ° C.
- each biomass carrier for each of the microorganisms is carried out in the traditional way, ensuring the application of 10-50 milligrams of the biomass of microorganisms per gram of carrier.
- the prepared tincture of tea is served under the lower layer of the biomass carrier for the biomass of microorganisms, and the final fermented milk product is taken over the upper layer of the biomass of microorganisms.
- a beverage is obtained with an acidity of 0.35% (calculated as malic acid) and a dry matter content of 9.5%, an amino acid content of 0.4%, vitamins C and P in the beverage, respectively 1.1 and 0.7 % Industrial applicability
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
Устройство пространственной структуры консорциума микроорганизмов содержит микроорганизмы, составляющие консорциума, расположенные на объемном носителе. При этом микроорганизмы, которые составляют консорциум, расположены в объеме носителя консорциума в виде отдельных последовательно расположенных в пространственной структуре носителя консорциума (слоев) (групп) в порядке, который отвечает последовательности пищевых цепей микроорганизмов, которые составляют консорциум.
Description
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА КОНСОРЦИУМА
МИКРООРГАНИЗМОВ
Область техники
Изобретение относится к средствам функционализации объему носителя консорциума микроорганизмов и может быть использовано в биотехнологии для иммобилизации микроорганизмов, составных консорциума на его носителе.
Предшествующий уровень техники
Известны способы использования консорциумов микроорганизмов в биотехнологических процессах, тех, которые включают, например, поэтапное брожение сырьевых компонентов (RU, 2159530), (RU, 2196410), (RU, 2236106), (RU, 2254699), или поэтапную деструкцию растительных остатков (RU, 2213080), или, например, поэтапный направленный биосинтез (RU, 2044773), (RU, 2098485), где сырье последовательно обрабатывают штаммом Aspergillus niger и потом дрожжами Candida lipolytica в отдельных аппаратах или камерах с использованием в каждом из аппаратов своих микроорганизмов и своих условий.
Недостатком таких решений является то, что биотехнологический процесс является усложненной технологической цепочкой, и связан с использованием нескольких аппаратов или камер, что усложняет техническую реализацию биотехнологического процесса и его обслуживание.
Известны способы формирования пространственной структуры консорциума микроорганизмов, которые предусматривают иммобилизацию всех составляющих консорциума во всем объеме носителя выполненного, например, из древесных опилок (RU, 2198747), (RU, 2121459).
Недостатком такой пространственной структуры консорциума микроорганизмов является то, что биотехнологический процесс происходит в объеме, и целевой продукт образуется в объеме. Это усложняет выведение целевого продукта из объема, в котором размещен иммобилизованный на носителе консорциум. Поэтому такие пространственные структуры консорциума микроорганизмов используются преимущественно для процессов деструкции.
Известен способ формирования пространственной структуры консорциума микроорганизмов, который предусматривает иммобилизацию всех составляющих консорциума на нескольких носителях, в частности параллельно расположенных волокнистых полимерных носителях в виде вертикально расположенных
параллельных и свободно подвешенных своими верхними концами жгутов из волокнистых носителей (RU, заявка N° 94005669).
Ограничением способа является то, что биотехнологический процесс является усложненной технологической цепочкой, которая не отображает в частях своего объема направленность последовательных пищевых цепей микроорганизмов составляющих консорциума. При этом затрачивается повышенное количество носителя консорциума микроорганизмов, а отдельные составляющие иммобилизованной на носителе популяции, расположенные в зоне, которая уже содержит повышенную концентрацию произведенного целевого или промежуточного продукта, работают неэффективно и загрязняют целевой продукт.
Известна пространственная структура консорциума микроорганизмов, которая предусматривает при формировании иммобилизацию всех составляющих консорциума на нескольких носителях, выполненных в форме нескольких слоев соотносительных винтовых спиралей с противоположным направлением намотки, выполненных из непрерывного жгута полимерного волокнистого материала (UA, 73428).
Как и в предыдущем случае, недостатком такой пространственной структуры консорциума микроорганизмов является то, что биотехнологический процесс является усложненной технологической цепочкой, которая не отображает в частях своего объема направленность последовательных пищевых цепей микроорганизмов составляющих консорциума. При этом расходуется повышенное количество носителя консорциума микроорганизмов, а отдельные составляющие иммобилизованной на носителе популяции, расположенные в зоне, которая уже содержит повышенную концентрацию произведенного целевого или промежуточного продукта, работают неэффективно и загрязняют целевой продукт.
Известна пространственная структура консорциума микроорганизмов, которая предусматривает при формировании иммобилизацию всех составляющих консорциума на носителе, выполненном в форме элемента трубчатой формы с сетчатой структурированной боковой поверхностью (DE, 4427576).
Как и в предыдущем случае, недостатком этого технического решения является то, что биотехнологический процесс является усложненной технологической цепочкой, которая не отображает в частях своего объема направленность последовательных пищевых цепей микроорганизмов составляющих консорциума. При
этом расходуется повышенное количество носителя консорциума микроорганизмов, а отдельные составляющие иммобилизованной на носителе популяции, расположенные в зоне, которая уже содержит повышенную концентрацию произведенного целевого или промежуточного продукта, работают неэффективно и загрязняют целевой продукт.
Известен способ получения биокомпоста на основе сельскохозяйственных отходов - способ формирования консорциума путем механического объединения отдельных микроорганизмов или групп микроорганизмов, составляющих консорциума на своих носителях в одном технологическом объеме, которое совмещено с дальнейшим искусственным или простым естественным смешиванием или взаимным проникновением микроорганизмов в соседние слои перед началом процесса биообработки (RU, заявка N° 2008105715).
Ограничением такой пространственной структуры консорциума микроорганизмов является то, что она предусматривает формирование пространственной структуры консорциума микроорганизмов в случайном пространственном порядке без учета последовательности пищевых цепей микроорганизмов составляющих консорциума. При этом такой способ предусматривает наличие дополнительного процесса искусственного или естественного смешивания или взаимного проникновения микроорганизмов в соседние слои и преобразование структуры консорциума под влиянием внешних факторов перед началом его работы. Поэтому такое решение используется преимущественно для процессов деструкции.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания пространственной структуры консорциума микроорганизмов, в которой за счет использования новой последовательности расположения составляющих консорциума микроорганизмов и использования надлежащих носителей микроорганизмов обеспечивается возможность получения конечных продуктов с использованием новой формы консорциума микроорганизмов, которая уменьшает расходуемое количество носителя консорциума микроорганизмов, а также при этом дополнительно повышается равномерность концентраций произведенного целевого или промежуточного продукта, и вследствие этого микроорганизмы, составляющие консорциума, работают эффективнее.
Для решения поставленной задачи в известной пространственной структуре консорциума микроорганизмов, включающей микроорганизмы, составляющие консорциума, расположенные на объемном носителе, согласно изобретению микроорганизмы, которые составляют консорциум, расположены в объеме носителя консорциума в виде отдельных последовательно расположенных в пространственной структуре носителя консорциума слоев, групп в порядке, который отвечает последовательности пищевых цепей микроорганизмов, которые составляют консорциум.
Новым в пространственной структуре консорциума микроорганизмов является то, что микроорганизмы, составляющие консорциума, расположены в объеме носителя консорциума в виде отдельных последовательно размещенных в пространственной структуре носителя консорциума (слоев) (групп), в порядке, соответствующем последовательности пищевых цепей микроорганизмов, составляющих консорциума.
Новое устройство пространственной структуры консорциума микроорганизмов в номом пространственном порядке (искусственно образованном) с учетом последовательности пищевых цепей микроорганизмов, составляющих консорциума, расширяет возможности по формированию консорциумов микроорганизмов. При этом теряется меньшее количество носителя консорциума микроорганизмов, а также при этом все составляющие иммобилизованной на носителе популяции микроорганизмов расположены в зоне с более равномерной концентрацией произведенного целевого или промежуточного продукта и вследствие этого работают эффективнее.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые примеры.
Лучшие варианты осуществления изобретения
Пространственная структура консорциума микроорганизмов включает микроорганизмы, составляющие консорциума, расположенные на объемном носителе. Микроорганизмы, которые составляют консорциум, расположены в объеме носителя консорциума в виде отдельных последовательно расположенных в пространственной структуре носителя консорциума (слоев) (групп) в порядке. Причем этот порядок
отвечает последовательности пищевых цепей микроорганизмов, которые составляют консорциум.
Предложенное новое устройство пространственной структуры консорциума микроорганизмов иллюстрируется примерами.
ПРИМЕР 1.
Пример получения лимонной кислоты, согласно которому заранее готовят начальную питательную среду, которая содержит 5% сахара, хлористый аммоний 1 г/л, однозамещенный фосфат калия 0,3 г/л, сернокислый цинк, водный 0,05 г/л.
Далее формируют пространственную структуру консорциума из микроорганизмов, составляющих структуры консорциума, а именно: Aspergillus niger BKMF-228, и слоев носителей каждого из микроорганизмов.
Каждый использованный в примере инертный носитель биомассы каждого из микроорганизмов выполнен в виде композитного материала, который включает нетканый материал из синтетических волокон, который скрепляют между собой и скрепляют с текстильным каркасом. Как синтетические волокна, он содержит ионообменные волокна на основе полимеров: полиакрилнитрил, сополимер полипропилена и полипропиленовые волокна, при чем указанные волокна имеют линейную плотность 2,8 дтекс. Указанный слой имеет толщину 5-6 мм и скреплен путем совместной прошивки с текстильным каркасом, который имеет величину сквозной поры в пределах 50-90 мкм.
Каждый носитель биомассы микроорганизмов перед иммобилизацией предварительно обрабатывают раствором, который состоит из поливинилового спирта, биосульфактанта и 10%-го водного раствора диметилсульф оксида в течение 0,1-0,5 часа при 10-30 °С, с дальнейшей сушкой в течение 6-48 часов при 20-30 °С.
Иммобилизацию каждого носителя биомассы для каждого из микроорганизмов осуществляют традиционным способом с обеспечением нанесения 10-50 миллиграмм биомассы микроорганизмов на грамм носителя.
В ёмкости на металлической сетке с отверстиями (ячейками) 10 мм накладывают последовательно слои носителя биомассы с иммобилизованным на нем штаммом микроорганизмов Aspergillus niger и следующий слой биомассы Candida lipolytica.
Далее заранее подготовленную начальную питательную среду подают под нижний слой носителя биомассы для биомассы микроорганизмов, а конечный продукт
отбирают над верхним носителем биомассы микроорганизмов. Процесс проводят при температуре 32°С.
Затем начинают отбирать раствор лимонной кислоты над верхним слоем. Скорость отбора в примере регулировали так, чтобы концентрация лимонной кислоты в растворе, который прошел через пространственную структуру консорциума, составляла не менее 50% при концентрации сахара не более 2%.
ПРИМЕР 2.
Пример очищения сточных вод, на примере модельной сточной воды следующего состава среды: неонол АФ9-12 0,3 г/л, масло индустриальное И-20 0,5 г/л, водопроводная вода.
Далее формируют пространственную структуру консорциума из микроорганизмов, составляющих структуры консорциума, а именно: Serratia marcescens PL-1 , Pseudomonas fluorescens biovar II 10-1, Acidovorax delafieldii 3-1, с формированием параллельно расположенных слоев носителей для каждого из микроорганизмов.
Каждый использованный в примере инертный носитель биомассы каждого из микроорганизмов сделан в виде композитного материала, который включает нетканый материал из синтетических волокон, который скрепляют между собой, и который скрепляют с текстильным каркасом. Как синтетические волокна, он содержит ионообменные волокна на основе полимеров: полиакрилнитрил, сополимер полипропилена и полипропиленовые волокна, при чем указанные волокна имеют линейную плотность 2,8 дтекс. Указанный слой имеет толщину 5-6 мм и скреплен путем совместной прошивки с текстильным каркасом, который имеет величину сквозной поры в пределах 50-90 мкм.
Каждый носитель биомассы микроорганизмов перед иммобилизацией предварительно обрабатывают раствором с содержанием, состоящим из карбоксиметилцеллюлозы, пектина и 10%-го водного раствора диметилсульфоксида в течение 0,1-0,5 часа при 10-30 °С, с дальнейшей сушкой в течение 6-48 часов при 20- 30 °С.
Иммобилизацию каждого носителя биомассы для каждого из микроорганизмов осуществляют традиционным способом с обеспечением нанесения 10-50 миллиграмм биомассы микроорганизмов на грамм носителя.
У емкости на металлической сетке с отверстиями 10 мм накладывают последовательно слои носителей биомассы для каждого из микроорганизмов.
Затем заранее подготовленную модельную сточную воду указанного выше состава со скоростью разбавления 0,04 ч"1 подают под нижний слой носителя биомассы для биомассы организмов, а очищенную воду отбираю над верхним носителем биомассы микроорганизмов. Процесс проводят при температуре 35°С. Эффективность очищения составляет 96% по неонолу и 95% по индустриальному маслу.
ПРИМЕР 3.
Пример очищения водной среды на примере воды, загрязненной мазутом. Для проведения исследований формируют образец модельной воды, содержащей 0,9% мазута.
Далее формируют пространственную структуру консорциума из микроорганизмов, составляющих структуры консорциума, а именно: Candida tropicalis и Mycococcus lactis, с формированием параллельно расположенных слоев носителей для каждого из микроорганизмов.
Каждый использованный в примере инертный носитель биомассы каждого из микроорганизмов сделан в виде композитного материала, который включает нетканый материал из синтетических волокон, который скрепляют между собой, и который скрепляют с текстильным каркасом. Как синтетические волокна, он содержит ионообменные волокна на основе полимеров: сополимер акрилонитрила, сополимер полипропилена и полипропиленовые волокна, при чем указанные волокна имеют линейную плотность 2,8 дтекс. Указанный слой имеет толщину 5-6 мм и скреплен путем совместной прошивки с текстильным каркасом, который имеет величину сквозной поры в пределах 50-90 мкм.
Каждый носитель биомассы микроорганизмов перед иммобилизацией заранее обрабатывают раствором с содержанием, состоящим из метилцеллюлозы, желатина и 10% водного раствора диметилсульфоксида в течение 0,1-0,5 часов при 10-30 °С, с дальнейшей сушкой в течение 6-48 часов при 20-30°С.
Иммобилизацию каждого носителя биомассы для каждого из микроорганизмов осуществляют традиционным способом с обеспечением нанесения 10-50 миллиграмм биомассы микроорганизмов на грамм носителя.
У емкости на металлической сетке с отверстиями 10 мм накладывают последовательно слои носителей биомассы для каждого из микроорганизмов.
Затем заранее подготовленную модельную сточную воду указанного выше состава со скоростью разбавления 0,04 ч"1 подают под нижний слой носителя биомассы для биомассы организмов, а очищенную воду отбирают над верхним носителем биомассы микроорганизмов. Процесс проводят при температуре 32°С. Эффективность очищения составляет 90%.
ПРИМЕР 4.
Пример получения кисломолочного продукта, согласно которому по известной технологии заранее готовят и стерилизуют молоко.
Далее формируют пространственную структуру консорциума из микроорганизмов, составляющих структуры консорциума, а именно: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, с формированием параллельно расположенных слоев носителей для каждого из микроорганизмов.
Каждый носитель биомассы каждого из микроорганизмов выполнен в виде композитного материала, который характеризуется наличием слоя (5-6 мм) древесной стружки из широколистных пород деревьев с линейными размерами, не превышающими 1 ,5 см, который скрепляют путем совместной прошивки с текстильным каркасом, имеющим величину сквозной поры в пределах 50-90 мкм.
Каждый носитель биомассы микроорганизмов перед иммобилизацией предварительно обрабатывают раствором с содержанием, состоящим из растительного масла, желатина и спиртового раствора в течение 0,1-0,5 часа при 10-30°С, с дальнейшей сушкой в течение 6-48 часов при 20-30°С.
Иммобилизацию каждого носителя биомассы для каждого из микроорганизмов осуществляют традиционным способом с обеспечением нанесения 10-50 миллиграмм биомассы микроорганизмов на грамм носителя.
У емкости на металлической сетке с отверстиями 10 мм накладывают последовательно слои носителей биомассы для каждого из микроорганизмов.
Далее предварительно подготовленное стерилизованное молоко подают под нижний слой носителя биомассы для биомассы микроорганизмов, а конечный кисломолочный продукт отбирают над верхним слоем биомассы микроорганизмов.
В результате в данном примере получают напиток с кислотностью 0,35% (в перерасчете на яблочную кислоту) и содержанием сухим веществ 9,5%, содержанием аминокислот 0,4%, витаминов С и Р в напитке соответственно 1,1 и 0,7%.
ПРИМЕР 5.
Пример получения слабоалкогольного напитка, согласно которому по известной технологии предварительно готовят настойку чая с отходов чайного производства. Настойку чая смешивают с 10%-м сахарным сиропом, доводят смесь до кипения, смешивают с подготовленным конденсатом плодов шиповника, настаивают смесь 12-14 часов.
Далее формируют пространственную структуру консорциума из микроорганизмов, составляющих структуры консорциума, а именно: Medusomiyces Gisevii Linda, Saccharomyces mandshuricus и Hauseniaspora sp. с формированием параллельно расположенных слоев носителей для каждого из микроорганизмов.
Каждый носитель биомассы каждого из микроорганизмов выполнен в виде композитного материала, который характеризуется наличием слоя (5-6 мм) древесной стружки из широколистных пород деревьев с линейными размерами, не превышающими 1 ,5 см, который скрепляют путем совместной прошивки с текстильным каркасом, имеющим величину сквозной поры в пределах 30-60 мкм.
Каждый носитель биомассы микроорганизмов перед иммобилизацией предварительно обрабатывают раствором с содержанием, состоящим из растительного масла, желатина и спиртового раствора в течение 0,1-0,5 часа при 10-30°С, с дальнейшей сушкой в течение 6-48 часов при 20-30°С.
Иммобилизацию каждого носителя биомассы для каждого из микроорганизмов осуществляют традиционным способом с обеспечением нанесения 10-50 миллиграмм биомассы микроорганизмов на грамм носителя.
У емкости на металлической сетке с отверстиями 10 мм накладывают последовательно слои носителей биомассы для каждого из микроорганизмов.
Далее подготовленную настойку чая подают под нижний слой носителя биомассы для биомассы микроорганизмов, а конечный кисломолочный продукт отбирают над верхним слоем биомассы микроорганизмов.
В результате в данном примере получают напиток с кислотностью 0,35% (в перерасчете на яблочную кислоту) и содержанием сухим веществ 9,5%, содержанием аминокислот 0,4%, витаминов С и Р в напитке соответственно 1,1 и 0,7%.
Промышленная применимость
Наиболее успешно заявленная пространственная структура консорциума микроорганизмов применима в биотехнологии для иммобилизации микроорганизмов.
Claims
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пространственная структура консорциума микроорганизмов, включающая микроорганизмы, составляющие консорциума, расположенные на объемном носителе, отличающаяся тем, что микроорганизмы, которые составляют консорциум, расположены в объеме носителя консорциума в виде отдельных последовательно расположенных в пространственной структуре носителя консорциума слоев, групп в порядке, который соответствует последовательности пищевых цепей микроорганизмов, которые составляют консорциум.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA201005081 | 2010-04-27 | ||
| UA201005081 | 2010-04-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011136697A1 true WO2011136697A1 (ru) | 2011-11-03 |
Family
ID=44861760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000263 WO2011136697A1 (ru) | 2010-04-27 | 2011-04-22 | Пространственная структура консорциума микроорганизмов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2011136697A1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1623981A1 (ru) * | 1988-09-26 | 1991-01-30 | Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе | Устройство дл очистки сточных вод от т желых металлов |
| DE4427576A1 (de) * | 1994-08-04 | 1996-02-08 | Norddeutsche Seekabelwerke Ag | Füllmaterial sowie Verfahren zur Herstellung desselben |
| UA73428C2 (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-15 | A nozzle for microorganisms immobilization during the biological waste waters purification and a method for manufacturing the same |
-
2011
- 2011-04-22 WO PCT/RU2011/000263 patent/WO2011136697A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1623981A1 (ru) * | 1988-09-26 | 1991-01-30 | Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе | Устройство дл очистки сточных вод от т желых металлов |
| DE4427576A1 (de) * | 1994-08-04 | 1996-02-08 | Norddeutsche Seekabelwerke Ag | Füllmaterial sowie Verfahren zur Herstellung desselben |
| UA73428C2 (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-15 | A nozzle for microorganisms immobilization during the biological waste waters purification and a method for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Saeed et al. | Loofa (Luffa cylindrica) sponge: Review of development of the biomatrix as a tool for biotechnological applications | |
| Karimi et al. | Mucor indicus: biology and industrial application perspectives: a review | |
| US20120135504A1 (en) | Method for Producing Fungus Structures | |
| CN101555171B (zh) | 一种海水养殖污泥和糖厂滤泥生产微生物肥料的方法 | |
| CN104341535B (zh) | 一种浒苔高值化提取方法 | |
| CN107150390A (zh) | 一种柳条的软化处理方法 | |
| Corujo et al. | Production of bacterial nanocellulose from non-conventional fermentation media | |
| CN102229449B (zh) | 微生物氨基酸肥水素产品 | |
| CN103352016B (zh) | 利用Alteromonas colwelliana A321发酵浒苔制备生物肥 | |
| CN106987572A (zh) | 一种厌氧发酵玉米秸秆生产木聚糖酶的方法 | |
| CN106465695B (zh) | 一种强化型生态基及其制备方法 | |
| WO2011136697A1 (ru) | Пространственная структура консорциума микроорганизмов | |
| CN107285482A (zh) | 一种净化富营养化水质的环保酵素及其制备方法 | |
| Tam et al. | Optimization of Corynebacterium glutamicum immobilization process on bacterial cellulose carrier and its application for lysine fermentation | |
| CN101402990B (zh) | 厌氧反硝化细菌筛选用培养基及筛选厌氧反硝化细菌的方法 | |
| Keerthana et al. | Isolation and screening of lignin and cellulose degrading proficient microbial strains from diverse biotic substrates based on qualitative traits | |
| US20230052976A1 (en) | Method for fermenting biomass and producing material sheets and suspensions thereof | |
| JP6925032B2 (ja) | バイオフィルター装置及びこれを用いた下水汚泥残渣脱水ろ液処理システム | |
| WO2011136698A1 (ru) | Способ формирования пространственной структуры консорциума микроорганизмов | |
| El Hage et al. | Harvest and postharvest technologies | |
| CN214990590U (zh) | 一种处理酱香型白酒废水的装置 | |
| KR20150020775A (ko) | 지장수 및 미생물을 이용한 효소발효식품의 제조방법 | |
| Mahmoud | Utilization of palm wastes for production of invert sugar | |
| CN103990441A (zh) | 一种基于改性细菌纤维素的重金属离子吸附剂制备方法 | |
| KR101402164B1 (ko) | 조류 바이오매스로부터 고품질 젖산의 생산방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11775357 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: COMMUNICATION PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 06-03-2013) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11775357 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |