Спосіб одержання мікробного протеіна

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цель изобретения - оптимизация выхода биомассы клеток бактерий относительно метанола, подаваемого в процессе культивирования. В процессе непрерывного культивирования клеток бактерий Methylophilus methylotrophus в ферментере с циркуляционным контуром осуществляют введение метанола впрыскиванием таким образом, что изменение концентрации его эквивалентно скорости потребления метанола клетками культуры с установлением максимального интервала времени между последующими введениями метанола в зависимости от величины отношения М / М Д 1 Ы К С - удельной скорости роста к максимальной удельной скорости роста. 2 з.п.ф-лы, 4 табл. с S оо со СО f"*—- — ,„ . 1 1331434 Изобретение относится к микроCaCl z 2Н г О, мг 13,24 биолиГической промышленности. Цель изобретения - оптимизация выВ этой среде величину рН, необхохода биомассы клеток бактерий отнодимую для обеспечения роста, регусительно метанола, подаваемого з пролируют добавлением смеси 4Н КОН/ цессе культивирования. /4HNaOH в соотношении 1:1. Скорость Способ заключается в том, Ч Т О В циркуляции в пределах аппарата для 1 процессе непрерывного культивироваФерментации составляет 30 м ч~ , ния клеток бактерий на питательной 10 что составляет для среднего времесреде в ферментере с циркуляционным ни циркуляции величину в 20 с. Суконтуром осуществляют введение метахой вес клеток связан со скоростью нола впрыскиванием таким образом, прибавления метанола, составляющей что изменение концентрации его экви14 г/л, что отвечает концентрации валентно скорости потребления метано- 15 сухих клеток в стационарном состояла клетками культуры с установлением нии. Пять точек, через которые вво- , максимального интервала времени междят метанол, распределяют вокруг ду последующими введениями метанола аппарата для ферментации. Несмотря в зависимости от величины отношения на то,что скорость потока метанола W Л1ы-„ - удельной скорости роста к 2о в каждой точке была отличной от максимальной удельной скорости роста. скорости его потока в другой точке, Предпочтительными культурами проскорости потока метанола пропорциодуцентами белка являются Methylophiнальны объему жидкости, находящейся 1 us methylotrophus NC1B № > 10508К в данном участке аппарата для фер10515 и МС1В №№ 10592-10596. 25 ментации. Физическое распределение отверсОпыты, проведенные с чистыми культии для прибавления метанола таково, турами бактерий при выращивании^покачто циркулирующие клетки подвергаютзали, что теория и практика следует ся действию последовательных циклов той математической модели, которая предложена настоящим изобретением. 30 в присутствии субстрата и в отсутствие субстрата каждые 3 с, или дейстП р и м е р I. Культуру Methyfopвию сходных циклов каждые 20 с, есhilus methylotrophus выращивают в ли весь метанол, подаваемый в аппанебольшом аппарате для ферментации, рат для ферментации, поступает в работающем циклически под давлением (т.е. ферментер, имеющий вертикальный 35 одной его точке. Полученные результрубопровод и спускную трубу, распо-»таты приведены в табл.1. ложенные рядом и взаимосвязанные в П р и м е р 2. Лабораторный аппасвоих верхних и нижних торцах, прират для проведения ферментации нечем аэрация и непрерывная циркуляпрерывного действия (объем жидкости ция культуры в ферментере осуществ40 1)5 л и сухой вес в стационарном ляется за счет непрерывного впрыссостоянии 10 г/л )с культурой Metкивания воздуха в нижнюю часть верhylophilus methylotrophus использутикального трубопровода, с объемом ют для выращивания культуры при раз165 л рабочей жидкости, при 40°С и личных скоростях разбавления при посД = 0,25 ч~* . Питательная среда яв45 тоянном потоке среды. Применяют отляется водной средой, содержащей дельную систему для прибавления мета-1 следующие ингредиенты (концентрация нола так, что достаточное количествес на литр за исключением специальво метанола, требующееся для 3 с ных обозначений ): роста при М = 0,2 ч"1 ,поставляется в 5Q форме импульсов метанола, подаваемого СН 3 ОН, г 20,0 в 0,3 с. Это соотношение между проHjPO^ молярная 0,0165 должительностью подачи и общей продол(NH 4 ) l SO 4 ,r 9,0 жительностью цикла поддерживается в MgS0 4 7Н 2 О, г 1,05 пределах I к I0 при всех варвированиFeSO 4 -7H 1 O, г 5,0 55 ях продолжительности цикла. Состав CuS0 4 5 H 2 0 , мг , 0,1 среды и условия выращивания были М^ВО,, мг 0,07 идентичны тем, которые были описаны Мп$0 4 -4Н г 0, мг 0,5 в примере I. Полученные результаты ZnSO + .7Н г 0» мг 0,5 приведены в табл.2. , мг 0,1 4 • З І331434 Содержание углерода в клетках осФ о р м у л а и з о б р е т е н и я тавалось постоянным во время проведения всех опытов. 1.Способ получения микробного П р и м е р 3, Проводят серию протеина, предускатривающии непреэкспериментов ПІ непрерывной культирывное культивирование клеток бактерий в ферментере с циркуляционным вации при скорости разбавления 0,11 контуром с заданной скоростью разбав0,4 ч~ . Для каждой степени разбавления на питательной среде, содерления проводят эксперимент с непрежащей метанол в качестве источника рывным введением метанола при куль10 углерода и питательного вещества, тивировании бактерий Methy Ioph І I us ограничивающего рост культуры, источmethylotrophus NC1B 10515 при выращиники азота, фосфора и минеральные вании в аэробных условиях в реакторе соли путем изменения концентрации непрерывной ферментации с рабочим метанола введением его впрыскиванием объемом 1,5 л, работающем как хемов нескольких точках контура с заданстат, культивирование ведут при 37°С ными интервалами времени введения, и рН 6,8 на среде, представленной в о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, табл.3. Метанол добавляют отдельно с целью оптимизации выхода биомассы от компонентов среды,чтобы вводить его клеток бактерий относительно метаимпульсно с расходом 20 г/л. Состав 20 нола, подаваемого в процессе культипитательной среды представлен в вирования, введение метанола впрыстабл.3. киванием осуществляют так, что изЭксперимент проводят с непрерывменение концентрации его эквивалентным и импульсным введением метанола для ряда длительностей импульсов 25 но скорости потребления метанола клетками культуры, а максимальный для каждой из 4 различных степеней интервал времени между последующими разбавления. введениями метанола устанавливают в Полученные результаты представлезависимости от величины отношения ны в табл*4, где Д - степень разбавМ/М м с ( ц С - удельной скорости роста к и равно удельной скорос- 30 ления в ч максимальной удельной скорости рости роста / / /; И Л W o ( K C ~ максималь1 та: 30 с при М/М MCtKc более 0,5, ная удельная скорость роста, равная 6 с при М/М ^скс равной 0,2;4 с 0,5 ч-1. при М / М м а л с равной 0,1 ;3 с при Степень превращения углерода представляет собой процент превращения равной 0,05; 2,5 с при МО(КС 35 углерода метанола в клеточный угле; л , а ^ с менее 0,02 или когда М / М м в м род, например степень превращения попадает между любыми из этих удель50% соответствует выходу клеток 0,5. ных значений - в линейной пропорции Минимально допустимая степень к временному циклу этой пары. превращения для промышленного про40 изводства 59-60%. 2. Способ по п.1, о т л и ч а тоИдеальной является степень превщ и й с я тем, что при культивироращения 64%. вании со скоростью разбавления 0,07Из данных видно, что удовлетвори0,4 ч максимальный интервал времени тельная степень превращения углерода устанавливают в зависимости от вели45 достигается в том случае, когда метачины отношения М/М м а ) •-•. и , 0 47,5 22,0 42,3 1.0 64,4 2,о 62,4 2,5 61,0 з,о 59,5 :;4.о 54,5 8,0 53,0 11,0 47,1 ' 0,20 • v . • * ; • ; • ' , • • . • . ; . . . . , '> \>; . ; • ' • • • : . . ; 2О,о 46,2 33,0 0,4 : • 48,8 -2,75 . 62,1 61,5 • • • • ; • • . - • > • • ; • • • • . ' • • • • : " : . ' Ї 5 > 5 % (вес/вес) - углерода мет клеток. 1331434 Т а б л и ц а З Элемент Концентрация в культуральной среде, млн.кл p 885 Mg MgS0 v 7H 2 0 160 К K^HPQ, • K 2 S0 4 400 s 250 Fe FeS04-7H?0 Cu Раствор 0,18 Zn микроэлементов 0,83 8 « Hn 1,2 Ca 26,0 Т а б л и ц а Степень р а з бавления Д, ч-< или Длительность импульса, с % превращения углерода м/м„ а к с 1 1 і5 4 54,2 48,8 45,4 0 68,1 4 66,4 12 48,0 16 49,0 32 0,4 68,0 68,0 32 0,2 4 16 0,2 0 12 0,1 50,3 66,5 0,3 0,6 4 • 64,9 331434 »0 Продолжение табл.А 12 61,2 16 52,3 32 51,4 v 0 61,6 61,6 59,3 32 Редактор А.Долинич 8 16 0,8 66,7 12 0,4 51,9 Составитель И.Привалова Техред М.Ходаннч Корректор Н.Король Заказ 3596/58 Тираж 499 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4