Спосіб одержання метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями

Спосіб одержання метаболітів з поверхневоактивними і емульгувальними властивостями, що включає культивування Rhodococcus erythropolis IMB Ас-5017 на рідкому середовищі, що містить мінеральні солі і 2 % етанолу як джерела вуглецю і енергії, який відрізняється тим, що концентрація етанолу у середовищі для одержання посівного матеріалу становить 1,1-1,3 об.%. Винахід належить до біотехнологічної промисловості і стосується одержання метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями, які можуть бути використані для очистки довкілля від нафти і нафтових забруднень, а також у нафтовидобувній, хімічній, фармацевтичній, харчовій промисловостях. Відомий спосіб одержання метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями за допомогою штаму Pseudomonas sp. PS-17 [Пат. 10467 UA, МПК С 21 N 1/02. Штам Pseudomonas sp. SP-17 - продуцент позаклітинних біоПАР і біополімеру / Шульга О.М., Карпенко О.В., Елісєєв С.А., Щеглова Р.А., Вільданова-Марцишин Р.І.; Опубл. 25.12.96, Бюл. №4.] Його недоліком є використання складного мінерального середовища з високим вмістом солей (12г/л) для культивування продуцента, наявність у його складі попередників синтезу і факторів росту, а також невисокий вихід цільового продукту від субстрату (до 48%). Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення (прототип) є спосіб одержання по верхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою Rhodococcus erythropolis ЕК-1 [Пат. 16721 UA, МПК - С 21 N 1/02. Спосіб одержання поверхневоактивних речовин / Пирог Т.П., Ігнатенко С.В.; Опубл. 15.08.2006, Бюл. №8], який передбачає культивування бактерій у колбах на рідкому мінеральному середовищі з гексадеканом. Для інтенсифікації синтезу ПАР використовується посівний матеріал з середини експоненційної фази росту у кількості 9-11% від об'єму середовища. Недоліком цього способу є недостатньо висока концентрація синтезованих метаболітів з емульгувальними властивостями. В основу винаходу покладено задачу створення нового способу одержання метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями, який підвищує синтез R. erythropolis ЕК-1 емульгатора. Штам R. erythropolis ЕК-1 депоновано у Депозитарії Інституту мікробіології і вірусології Національної академії наук України під номером ІMB Ас-5017. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб одержання метаболітів з поверхнево (19) UA (11) 93280 (13) C2 (21) a200904009 (22) 23.04.2009 (24) 25.01.2011 (46) 25.01.2011, Бюл.№ 2, 2011 р. (72) ПИРОГ ТЕТЯНА ПАВЛІВНА, ТАРАСЕНКО ДМИТРО ОЛЕКСАНДРОВИЧ, МОРОЗОВА АННА ПАВЛІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ (56) UA A 10467, 25.12.1996 UA U 16721, 15.08.2006 UA U 10327, 15.11.2005 UA U 33569, 25.06.2008 UA U 44144, 25.09.2009 UA U 19138, 15.12.2006 UA С2 77345, 15.11.2006 Use of claydite-immobilized oil-oxidizing microbial cells for purification of water from oil. T. P. Pirog, T. A. 3 93280 активними і емульгувальними властивостями включає культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 на рідкому середовищі, що містить мінеральні солі і 2% етанолу як джерела вуглецю і енергії. Згідно винаходу концентрація етанолу у середовищі для одержання посівного матеріалу становить 1,11,3% (об'ємна частка). Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом полягає в наступному. Збільшення концентрації етанолу у середовищі для одержання посівного матеріалу до 1,1-1,3% дає змогу підвищити синтез R. erythropolis ІMB Ас-5017 метаболітів з емульгувальними властивостями (далі по тексту - емульгатор). Експериментально доведено, що використання посівного матеріалу, вирощеного на середовищі з 1,1-1,3% етанолу, дає змогу підвищити до 60% індекс емульгування розбавленої у 70 разів культуральної рідини R. erythropolis ІMB Ас-5017. Спосіб здійснюється наступним чином. Культивування R. erythropolis ІMB Ас-5017 здійснюють на рідкому мінеральному середовищі такого складу (г/л): KН2РО4 - 6,8; NaOH - 1,0; NH4NO3 - 0,6; MgSO47H2O - 0,4; СаСl22Н2О - 0,1; FeSO47H2O - 0,001; рН 6,8-7,0. Як джерело вуглецю і енергії використовують етанол у концентрації 2% (об'ємна частка). Як посівний матеріал використовують культуру R. erythropolis IMB Ас-5017 з середини експоненційної фази (44-48год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,2% (об'ємна частка) етанолу. Кількість посівного матеріалу становить 5% від об'єму середовища. Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750мл з 100мл середовища на качалці (320об/хв) при 30°С, рН 6,8-7,0 упродовж 120год. Використання нового способу дає змогу підвищити індекс емульгування розбавленої у 70 разів культуральної рідини R. erythropolis IMB Ас5017 до 60%. Приклад 1. Залежність синтезу метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними власти 4 востями від природи джерела вуглецевого живлення у середовищі культивування R. erythropolis IMB Ас-5017. Культивування R. erythropolis IMB Ас-5017 здійснюють на рідкому мінеральному середовищі наведеного вище складу. Як джерело вуглецю і енергії використовують гексадекан у концентрації 2% (об'ємна частка) і етанол у концентрації 2,0% (об'ємна частка). Як посівний матеріал використовують культуру R. erythropolis IMB Ас-5017 з середини експоненційної фази (44-48год росту), вирощену на рідкому середовищі з 1,0% (об'ємна частка) етанолу або гексадекану. Концентрація посівного матеріалу становить 5% від об'єму середовища. Культивування здійснюють у колбах об'ємом 750мл з 100мл середовища на качалці (320об/хв) при 30°С, рН 6,8-7,0 упродовж 168год. Синтез ПАР і емульгатора оцінюють за такими показниками: умовна концентрація ПАР (ПАР*) і індекс емульгування (Е24) розбавленої у 50 і 70 разів культуральної рідини. Як субстрат для емульгування використовують соняшникову олію. Умовну концентрацію ПАР 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. Показники синтезу метаболітів з поверхневоактивними і емульгувальними властивостями залежно від природи ростового субстрату у середовищі культивування R. erythropolis IMB Ас-5017 наведено у табл.1. Як видно з наведених даних, за умов росту R. erythropolis IMB Ас-5017 на середовищі з етанолом індекс емульгування розбавленої у 70 разів культуральної рідини є в 1,7-2,5 раза вищим, ніж у процесі культивування на середовищі з гексадеканом. Таблиця 1 Вплив природи джерела вуглецю і енергії у середовищі культивування R. erythropolis IMB Ас-5017 на синтез ПАР і емульгатора Джерело вуглецю і енергії Етанол, 2,0% Гексадекан, 2,0% Гексадекан, 2,0% (прототип) ПАР* 3,4 3,4 6,5 Приклад 2. Вплив концентрації посівного матеріалу на синтез емульгатора R. erythropolis IMB Ас-5017. Культивування R. erythropolis IMB Ас-5017 здійснюють в умовах, описаних вище. Концентра Показники синтезу Е24, %(1:49) 60 40 65 Е24, %(1:69) 50 20 30 ція інокуляту становить 3-10%. Рівень синтезу емульгатора R. erythropolis IMB Ас-5017 залежно від концентрації посівного матеріалу наведено у табл. 2. 5 93280 6 Таблиця 2 Залежність синтезу емульгатора R. erythropolis IMB Ас-5017 від концентрації посівного матеріалу Концентрація посівного матеріалу, % 3 5 7 10 Е24, %(1:49) 50 60 58 58 Індекс емульгування розбавленої у 70 разів культуральної рідини є найвищим за концентрації посівного матеріалу 5%. При подальшому підвищенні концентрації посівного матеріалу не спостерігали збільшення показника індексу емульгування. Приклад 3. Залежність синтезу емульгатора від концентрації етанолу у середовищі для одер Е24, %(1:69) 35 50 40 35 жання посівного матеріалу R. erythropolis IMB Ас5017. Культивування R. erythropolis IMB Ас-5017 здійснюють в умовах, описаних вище. Концентрація етанолу у середовищі для одержання інокуляту становить 1,0-1,4% (об'ємна частка). Рівень синтезу емульгатора R. erythropolis IMB Ас-5017 за таких умов культивування наведено у табл. 3. Таблиця 3 Вплив концентрації етанолу у середовищі для одержання посівного матеріалу на синтез емульгатора R. erythropolis IMB Ас-5017 Концентрація етанолу у середовищі для одержання посівного матеріалу, % 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Е24, %(1:49) Е24, %(1:69) ПАР* 60 65 65 65 55 50 60 60 60 45 3,4 3,5 3,4 3,45 3,55 Таким чином, використання посівного матеріалу, вирощеного на середовищі з 1,1-1,3% етанолу, супроводжується підвищенням синтезу метаболітів з емульгувальними властивостями. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Отже, використання запропонованого способу дає змогу підвищити індекс емульгування розбавленої у 70 разів культуральної рідини до 60%. Підписне Тираж 23 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