Спосіб одержання поверхнево-активних речовин

Спосіб одержання поверхнево-активних речовин, який включає культивування Rhodococcus erythropolis EK-1 на рідкому середовищі, що містить мінеральні солі і джерело вуглецевого живлення, який відрізняється тим, що на початку стаціонарної фази росту продуцента у середовище вносять 0,2-0,25 % фумарату і 0,1-0,15 % цитрату. (19) (21) u200901924 (22) 03.03.2009 (24) 25.09.2009 (46) 25.09.2009, Бюл.№ 18, 2009 р. (72) ПИРОГ ТЕТЯНА ПАВЛІВНА, ТАРАСЕНКО ДМИТРО ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЯЦУК ДМИТРО ВАЛЕРІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ 3 44144 ни експоненційної фази (44-48 год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,0 % (об'ємна частка) етанолу або гексадекану. Кількість посівного матеріалу становить 5 % від об'єму середовища. На початку стаціонарної фази росту (58-60 год) у середовище вносять фумарат натрію у концентрації 0,2-0,25 % і цитрат натрію у концентрації 0,1-0,15 %. Цитрат натрію і фумарат натрію добавляють у середовище у вигляді 10 %-них розчинів. Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750 мл з 100 мл середовища на качалці (320 об/хв.) при 30 °С, рН 6,8-7,0 упродовж 100 год. Використання нового способу дає змогу скоротити тривалість культивування (зі 120 до 100 год) і підвищити умовну концентрацію ПАР майже у 2 раза (зі 3,4 до 6,6). Приклад 1. Визначення оптимальної концентрації фумарату і цитрату у середовищі культивування R. erythropolis ЕК-1 Культивування R. erythropolis EK-1 здійснюють на рідкому мінеральному середовищі наведеного вище складу. Як джерело вуглецю і енергії використовують гексадекан і етанол у концентрації 2 % (об'ємна частка). Як посівний матеріал використовують культуру R. erythropolis EK-1 з середини експоненційної фази (44-48 год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,0 % (об'ємна частка) етанолу або гексадекану. Концентрація посівного матеріалу становить 5 % від об'єму середовища. На початку стаціонарної фази росту (58-60 год) у середовище вносять фумарат натрію у концентра 4 ції 0,1-0,3 %, а також цитрат натрію у концентрації 0,05-0,2 %. Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750 мл з 100 мл середовища на качалці (320 об/хв.) при 30 °С, рН 6,8-7,0 упродовж 120 год (на етанолі) і 168 год (на гексадекані). Синтез ПАР оцінюють за показником умовної концентрація ПАР (ПАР*), який визначають як ступінь розведення вільної від клітин культуральної рідини у точці збільшення поверхневого натягу на кривій залежності поверхневого натягу від логарифму значення розведень. Абсциса точки перетину кривої відповідає значенню умовної концентрації ПАР та виражається в безрозмірних одиницях. Значення показника ПАР* залежно від концентрації фумарату і цитрату у середовищі культивування наведено у табл. 1. Отже, найвищий показник ПАР* спостерігається за умови внесення у середовище як з етанолом, так і гексадеканом фумарату у концентрації 0,2-0,25 % і цитрату у концентрації 0,1-0,15 %. Слід зазначити, що за внесення фумарату або цитрату у досліджуваних концентраціях на початку процесу культивування R. erythropolis EK-1 спостерігали підвищення концентрації біомаси; при цьому умовна концентрація поверхнево-активних речовин дещо знижувалася порівняно з вирощуванням штаму ЕК-1 на середовищі без фумарату і цитрату. Тому у наступних дослідженнях фумарат і цитрат вносили на початку стаціонарної фази росту продуцента. Таблиця 1 Вплив концентрації фумарату і цитрату у середовищі культивування R. erythropolis EK-1 на синтез ПАР Концентрація фумарату, Концентрація цитрату, % % Без фумарату і цитрату (контроль) 0,1 0 0,15 0 0,2 0 0,25 0 0,3 0 0 0,05 0 0,1 0 0,15 0 0,2 Приклад 2. Синтез ПАР R. erythropolis EK-1 за одночасної присутності у середовищі з гексадеканом і етанолом фумарату і цитрату Культивування R. erythropolis EK-1 здійснюють в умовах, описаних вище. На початку стаціонарної фази росту продуцента у середовище одночасно вносять фумарат у концентрації 0,15-0,3 % і цитрат - 0,05-0,15 %. Тривалість культивування становить 120 год (на етанолі) і 168 год (на гексадекані) Рівень синтезу поверхнево-активних речовин Умовна концентрація ПАР (ПАР*) за умов росту на етанолі гексадекані 3,4 3,4 4,0 4,1 4,2 4,5 4,8 5,8 4,8 5,75 4,6 5,4 3,4 3,7 3,6 4,1 3,6 4,1 3,2 3,3 R. erythropolis EK-1 наведено у табл. 2. Умовна концентрація ПАР є найвищою за умови одночасного внесення у середовище з етанолом або гексадеканом фумарату у концентрації 0,2-0,25 % і цитрату у концентрації 0,1-0,15 %. За таких умов культивування показник ПАР* підвищується майже у 1,5-2 раза порівняно з вирощуванням продуцента на середовищі без фумарату і цитрату. 5 44144 6 Таблиця 2 Синтез ПАР Rhodococcus erythropolis ЕК-1 залежно від концентрації у середовищі з етанолом і гексадеканом суміші фумарату і цитрату Концентрація фумарату і цитрату, % Умовна концентрація ПАР (ПАР*) за умов росту на етанолі Гексадекані 3,4 3,4 3,7 4,1 3,9 4,3 3,8 4,4 3,8 4,5 4,5 6,1 5,1 6,6 5,1 6,6 4,8 6,2 4,8 5,9 5,2 6,5 5,1 6,5 4,7 6,0 4,0 5,1 3,9 5,3 3,9 5,3 3,8 5,2 Без фумарату і цитрату (контроль) Цитрат, 0,05 + фумарат, 0,15 Цитрат, 0,05 + фумарат, 0,2 Цитрат, 0,05 + фумарат, 0,25 Цитрат, 0,05 + фумарат, 0,3 Цитрат, 0,1 + фумарат, 0,15 Цитрат, 0,1 + фумарат, 0,2 Цитрат, 0,1 + фумарат, 0,25 Цитрат, 0,1 + фумарат, 0,3 Цитрат, 0,15 + фумарат, 0,15 Цитрат, 0,15 + фумарат, 0,2 Цитрат, 0,15+ фумарат, 0,25 Цитрат, 0,15 + фумарат, 0,3 Цитрат, 0,2 + фумарат, 0,15 Цитрат, 0,2 + фумарат, 0,2 Цитрат, 0,2 + фумарат, 0,25 Цитрат, 0,2 + фумарат, 0,3 Приклад 3. Залежність синтезу ПАР від тривалості культивування R. erythropolis EK-1 Культивування R. erythropolis EK-1 здійснюють в умовах, описаних вище. Як джерело вуглецю і енергії використовують гексадекан і етанол у концентрації 2 % (об'ємна частка). На початку стаціо нарної фази росту у середовище вносять фумарат (0,2 %) і цитрат (0,1 %). Тривалість культивування становить 100 і 120 год. Рівень синтезу поверхнево-активних речовин R. erythropolis ЕК-1 за таких умов культивування наведено у табл. 3. Таблиця 3 Вплив тривалості культивування Rhodococcus erythropolis EK-1 на синтез ПАР за присутності у середовищі з етанолом і гексадекано 0,2 % фумарату і 0,1 % цитрату Джерело вуглецевого живлення Гексадекан Етанол Тривалість культивування, год 120 100 120 100 Таким чином, за присутності фумарату і цитрату у середовищі з етанолом або гексадеканом умовна концентрація ПАР досягає найвищого значення на 100 год культивування продуцента. Отже, використання запропонованого способу Комп’ютерна верстка Д. Шеверун ПАР* 6,6 6,6 5,1 5,1 дає змогу скоротити (зі 120 до 100 год) тривалість культивування R. erythropolis EK-1 і підвищити майже у два раза (до 6,6) умовну концентрацію ПАР. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601