Штам дріжджів kluyveromyces marxianys продуцент білка та других біологічно активних речовин

ДЛЯ СШЖГЬИОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ № СОЮЗ СОВЕТСНИХ ъ г* СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР О 0 );; с Л 23 J г ) 2 1/20 ИЗОБР (21) 4698488/30-13 (22) 31.05.89 1 (71) Институт микробиологии и вирусологии им. а к а д . Д.К. Заболотного (72) B.C. Подгорский, А,Н. Котляр, С.С» Нагорная, М.Н. Гавриленко, В.Г. Сумневич, О.Ф. Петренко и С Р . Резник (53) 6 3 6 . 0 8 7 . 2 4 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1549573, кл. С 12 С 11/18, 19 79. (54) Ш А М ДРОЛ0Ш* KLUYVEROMYCES ТМ MARXIANUS - ПРОДУЦЕНТ БЕЛКА И ДРУГИХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение о т н о с и т с я к м и к р о биологической промышленности. Целью изобретения я в л я е т с я получение н о в о г о штамма Kluyveromyces m a r x i a n u s ВКПМ У-763 - продуцента белка и д р у гих биологически активных в е щ е с т в . Штамм ВКПМ У—763 выделен из диффузи И з о б р е т е н и е относится к микробиол о г и ч е с к о й промышленности, в ч а с т н о с ти к получению белка и других б и о л о г и ч е с к и активных веществ путем микробиологического синтеза. ЦеЛь и з о б р е т е н и я - получение н о в о г о высокопродуктивного штамма - п р о дуцента белка и д р у г и х биологически активных в е щ е с т в , способного о б е с п е ч и в а т ь их биосинтез с высокой с к о ростью р о с т а на с р е д а х , включающих отходы виноделия и других п р о и з в о д с т в содержащих углеводы или э т а н о л , и обладающего высокими т е х н о л о г и ч е с к и ми п о к а з а т е л я м и . 47-90 онного с о к а с в е к л о с а х а р н о г о з а в о д а , депонирован и х р а н и т с я в Центральном м у з е е промышленных микроорганизмов и н с т и т у т а "БНИИгснетика" под к о л л е к ционным номером ВКПМ У - 7 6 3 . Штамм ВКПМ У-763 в ферментере в о п т и м а л ь ных у с л о в и я х непрерывного к у л ъ т и в и 'рованпя в режиме р Н - с т а т а р а с т е т с высокой удельной с к о р о с т ь ю р о с т а = 0 , 8 5 ч " ) и продуктивностью ( 2 , 6 г ЛСВ/л'ч) на диффузионном с о к е . Штамм р а с т е т и широком д и а п а з о н е температур ( 2 5 - 4 9 ° С ) с оптимумом при 39 С; рН среды ( 2 , 8 - 7 , 2 ) с оптимумом при U,8; высокой концентрации у г л е в о д о в в с р е д е (75% с а х а р о з ы , о с м о ф и л ) : не п а т о г е н е н и не т о к с и ч е н для т е п л о кровных животных. Полученный продукт содержит з н а ч и т е л ь н о е к о л и ч е с т в о б е л к а , незаменимых аминокислот и в и т а м и нов группы В. 2 т а б л . Предусматривается непрерывное вырапц-івание п р е д л а г а е м о г о штамма K l u y v e r o m y c e s m a r x i a n u s ВКПМ У-763, облаладагощего высокими скоростью р о с т а , биосинтетической активностью, осмофильностью, с п о с о б н о г о р а с т и в широком д и а п а з о н е температур и рН среды в условиях а э р а ц и и и перемешивания в режиме р Н - с т а т а или х е м о с т а т а на диффузионном с о к е , приготовленном и з виноградных выжимок, или в жидкой минеральной с р е д е , содержащей и с т о ч ники у г л е р о д а , а з о т а , минеральные соли и дрожжевой а в т о л и э а т как р о с т о вой ф а к т о р . Предлагаемый штамм К.тпаг 1616135 x i a n u s 3 С - продуцент белка и биологически активных веществ, содержащих углеводы или этанол, депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов "ВНИИгенетика" и зарегистрирован под номером ВКПМ У-763. Штамм ВКПМ У-763 выделен из диффузионного сока свеклосахарного п р о изводства в 1975 г . Штамм хранится і на сусло-агаре при температуре +5СС в коллекции Института микробиологии и вирусологии АН УССР, не патогенен и не токсичен. Срок пересева - 1 г . 15 Культурально-морфологические свойства. Через 3 сут роста на сусло-агаре и агаризованной среде Ридер с 0 , 5 1,0% сахарозы или этанола и дрожже20 вым автолизатом (0,1%) при 25°С клет,ки штамма К.marxianus ВКПМ У-763 почти круглые, элипсовидные, цилиндрические (2-6) V (ЗЛО) мкм, встречаются одиночные, в парах или в коротких 25 цепочках. Штрихкультура сероватокремовая, блестящая, почти гладкая, по краю образуется псевдомицелий. Вегетативные клетки превращаются п р я мо п а с к и . Аски содержат 1-4 бобовидные споры. При освобождении наблюдается тенденция их к агглютинации. Образование спор наблюдается на сусло-агаре и ацетатном а г а р е . Форма и размеры клеток К. marxianus В П У-763 в жидком сусле и жидкой мине- 35 КМ ральной среде Ридер с сахарозой или э т а нолом при 2^С т е ж е , ч т о и на агаризованных средах. Через 1 мес в указанных жидких средах при комнатной темпера40 туре образуется кольцо и осадок. Физиолого-биохимические свойства, Отношение к источникам углерода. Сбраживает глюкозу, галактозу, с а харозу и рафинозу. Не сбраживает 45 мальтозу и лактозу. Ассимилирует глюкозу, галактозу, сахарозу, лактозу, рафинозу, инулин, целлобиозу, d-ксилозу, ]-арабинозу, этанол, глицерин, маннит, сорбит, 50 молочную и янтарную кислоты. Не ассимилирует 1-сорбозу, мальтозу, растворимый крахмал, d-арабино-^ зу, d-рибозу, ]-рамнозу, дульцит, ^-метил-D-глюкозид, лимонную кислоту и инозит. 55 Отношение к источникам а з о т а . Усваивает аммонийный а з о т . Не усваивает нитраты. Штамм растет в диапазоне температур 25-49°С с оптимумом 39°С, рН 2,8 7,2 с оптимумом 4,8 культуральной среды. Штамм растет в среде с 75% сахаро зы (осмофил). В среде без витаминов не р а с т е т , Штам У-763 не токсичен и не п а т о генен для теплокровных животных. Оптимальный режим выращивания К. marxianus ВКПМ У-763 установлен при построении и анализе математической модели непрерывного ростового процесса в режиме рН-стата на диффузионном с о к е , полученном из виноград ных выжимок. В результате получено адекватное уравнение, связывающее зависимость удельной скорости роста (йи ч " ) с температурой культивирования и рН культуральной среды 0,83+0,94х, + 0 , 0 9 х 2 г ( Н -1 Координаты максимума уравнения являются параметрами оптимального режима непрерывного культивирования Kluyveromyces marxianus ВКПМ У-763 и составляют: температура 39 С; рН 4,8 культуральной среды; рО 2 20-40% парциального давления растворенного кислорода в культуральной с р е д е ; ^ /^ 0*85 ч~( максимальное Ц значение скорости разбавления в режи.ме рН-стата. Примеры конкретного Оіспользования штамма для наработки белково-витаминного продукта. П р и м е р 1. Штамм дрожжей ft К. marxianus В П У-763 культивируК М ют при 39°С и рН 4 , 8 в ферментере фирмы "Gallencamp" с рабочим объемом 3 л непрерывным способом в режиме рН-стата на диффузионном с о к е , полученном из виноградных выжимок. Выжимки заливают горячей водой в соотношении 1:1 при 70 в С и выдерживают в течение 40-50 мин. Затем эту смесь фильтруют, стерилизуют и получают жидкую питательную среду, так называемый диффузионный сок, который используют для целей микробиологического синтеза. Полученная таким способом питательная среда не требует д о бавления каких-либо дополнительных компонентов, Количество редуцирующих 5 16 16135 6 вепіеств в диффузионном соке стандармальная скорость разбавления среды тизируют на уровне 5 г/л. В эту пидостигает 0,32 ч*' , Концентрация биотательную среду вносят суспензию массы при этом равняется 2,9 г/л АСБ, суточной культуры штамма 0,2 г/л АСВ. продуктивность процесса р = 0,32х В течение всего процесса вырап^ива- 5 Х2,9 < 0,93 г АСВ/л-ч , • ния концентрацию растворенного кислоКультуральную жидкость из проторода в аппарате поддерживают в предека или по окончании процесса нагревалах рО-,20-40% регулировкой подачи возют до 90.°С и выдерживают при этой духа до 2 л/л.'мин и скорости враще10 темп£ратуре 20-30 мин для инактивания мешалки до 500 об/мин. ции дрожжевой клеток. Затем от культуральной жидкости отделяют инактиВ начале процесс выращивания вевированные дрожжи путем центрифугиродут периодическим способом. При вания или сепарирования, Дрожжевую достиженли дрожжевой биомассы 0,950массу сушат и используют в качестве 1,0 г/л АСВ ферментер переводят на 15 белково-витаминного препарата в рацинепрерывный процесс р режиме рН-стаоне животных;. т а . R установившемся режиме максиПолученная биомасса дрожжей К.marxi мальная скорость разбавления среды anus В П У-763 содержит 56% белка, К М ^мс(кС Доставляет 0,85 ч . Концент20 3,9% липидов, 2,9% фосфора, незарация биомассы (Х) при этом равняетменимые аминокислоты и витамины ся 3,1 г/л АСВ, а продуктивность прогруппы В, 1,2% ДНК, 3,9% РНК. цесса (p=DX) р = 0,85*3,1 = 2,6 г Количественный и качественный АСВ/л-ч, fyaKC =^«,1»- ° » 3 5 ч"%» составы аминокислот и витаминов групП р и м е р 2 . Штамм дрожжей У-763 25 пы В приведены в т а б л . 1 . культивируют на минеральной с р е д е Т а б л и ц а 1 с мелассой следующего с о с т а в а , г / л : Содержание аминокислот и витамиМеласса с в е к л о с а нов в биомассе харного производства в пересчете 30 Наименование на 46%-ную с а х а Количество ристость 10,87 : • • (5,0 г саАминокислоты, г/100 г харозы) АСВ 2,0 Витамины, мкг/г АСВ 0,2 35 КС1 0,5 1. Лизин . 4 MgSO 4 0,5 2. Гистидин , 1:9 в ферментере фирмы "Gallencamp" 3. Аргинин ,72 в режиме рН-стата как указано в при4. Аспарагиновая мере 1. В установившемся режиме макЛ кислота 40 симальная скорость протока среды сос5. Треонин ,1 7 тавляет 0,53 ч"