Způsob aerobní kultivace kvasinek

Číslo patentu: 225792

Dátum: 01.07.1985

Autori: Adámek Lubomír, Rut Miloslav, Karnet Jiří, Štros František

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Způsob aerobní kultivace kvasinek s průběžným doplňováním obsahu živin v kultivačním médiu a za průběžného stanovování koncentrace draslíku v kultivačním médiu, vyznačený tím, že se minerální živiny, tj. zdroje draslíku, fosforu, hořčíku a mikrobiogenních prvků, příp. i zdroj uhlíku do kultivačního média přidávají v závislosti na změnách koncentrace draslíku v kultivačním médiu.

Text

Pozerať všetko

(75) Amorvynnam ADKMK Lusomľn dr., RUT MILOSLAV ing., KARNET JIRÍ ing., Smnos IRANTISEK eso. ing., PRAHA(sq Způsob ssrobní kultivaoe kvasinek ~Vynález se týká způsobu serobní kultivsos kvssinek s průběĺným doplňovánín obsahu živin v kultivsčním médiu, především způsobu řízení doplňkovýoh dávek živin.Při některých typeoh serobníoh kultiveoíoh kvasinek se používá kultiveční postup,při němž není růst kvasinek limitován zdrojem uhlíku ani jinou živinou, protože as iiviny spotrebované z kultivačního média rostoucími kvssinkami průbčžně do média dopläují. Taková kultivaoe se nutně dostává do limitu kyslíku, v němž je růst kvasinek omezován výkonem aersčního zařízení fermentoru. Popssný kultivační postup má proti böžnäjěín kultivsoím limitovsným aubstráten výhodu v tom, že umožňuje plně využít výkon rernentoru a dosáhnout optimální měrná spotřeby energie a že se při něm často dosahuje vyšií výtčią nosti biomasy (USA patent č. 3 865 691). Zrslé médium odcházejíoí z fermentoru obsahuje část nevyužitýoh živin, s proto je postup vhodný především pro kultivaoo s reoirkulaoí odstřsděnáho média. Při kultivaoíoh bez vrsoení odstředäněho média do fernentoru je tře ba za produkční fernsntor zsřazovat dozrávaoí káä.Pro realizsoi kultivačního postupu prohíhsjíoího v limitu kyslíku je nutný systém řízení dávok zdrojů biogsnníoh prvků, kterými se doplňuje obsah živin v kultivečnín médiu. Pro dávkování zdroje uhlíku byl např. navržen postup založený na znönásh koncentrsce rozpuštěného kyslíka (če. patent č. 116 642, USA patent č. 3 384 553), metodaecuěaenáho přidávání eubetrátu a zdroje duaíku založená na změnách pH kultivačního média určitáho složení (čs. autorská oavědčení č. 158 954. če. autorské csvědčení č. 158 991), příp. způsob využívající změn rado-potenciálu média při epotřebování zdroje uhlíka (čs. autorské osvědčení č. 181 337). Pro eerobní kultivaoe mikroorganismů na etanolu nebo metanclu jsou vhodná postupy dávkování zdroje uhlíku založená na stanovování hcřlavých par ve výdeohu z fernentoru metodou katalytického spalování (če. patent čt 142 889, če. autorské cavědčení č. 164 315, če. autorské osvědčení č. 192 622). Podstatně méně pozornosti bylo zatím věnována způsobu dávkování ostatních biogenních,příp. mikrobiogenních prvků. Dávkování zdroje dusíku, kterým bývá většinou amcniak, se obvykle spojuje a úpravou pH fermentujíoího média. Minerální živiny. jako jsou zdroje fcsfcu. draslíku a hořčíku, příp. i zdroje mikrohiogenních prvků ee do kultivačního nádia většinou přidávají ve formě konoentrovaných eměaných roztoku společně se zdrojem uhlíku nebo dusíku (čs. autorakě cevědčení č. 202 379, če. autorské oevědčení č. 210 225), přičemž se vzájomný poměr zdrojů jednotlivých biogenníoh prvků určuje podle výtěžnoeti koeficientu a podle zastoupení prvků v bicmase obvyklěhc složení.Každý z uvedených známých poetupů pro řízení přídavku živin do kultivačního média má evě přednoeti i nevýhody. Spclečnou nevýhodou je to, že při poatupech používaná čidla veaměe reagují na nedostatek jedináho biogenníhc prvku. Při dávkcvání se pak předpckládá, že ve stejně míře byly epotřebovány i další biogenní prvky a společně e dávkou deficitního prvku ee přidávají v určenám poměru i zdroje dalěíoh živin. V případě, že se nepodaří správně určit vzájomný poměr jednotlivých živin, může být některý z biogenních prvků předávkován nebo naopak je ho v médiu nedoetatek.Tyto nevýhody částečně řeší způsob aercbní kultivace kvaainek e půběžným doplňovánín cbeahu živin v kultivačním médiu e za průběžnéhc etanovování koncentrace draslíku v kultivačním médiu, při něnž se minerální živiny, tj. zdroje draalíku, foeforu. hořěíku a mikrobicgenních prvků, příp. i zdroj uhlíku do kultivačního média, přidávají v závislosti na změnách koncentrace draslíku v kultivačnín médiu.Při kultivečnín pH 4 se minerální živiny do kultivsěního média přidávejí, klesne-li koncentrace draslíku v médiu pod 110 až 100 mg.l 1. Při nižším případně vyšším kultivačním pH se hranice koncentrace draelíku rczhcdujíoí pro dávkování zvyšuje. příp. snižuje, na každé 1 pH rozdílu o 20 ng.ll. VFosfor, hořčík a mikrcbiegenní prvky jsou v dávce ninerálních živin obeaženy v těnže poměru jako v kvaaničná bicmase obvykláhc alcžení, obsah draalíku v dávce je proti tomuto poměru zvýše o 20 až 50 .zdroj uhlíka se do kultivačního média přidává, etoupne-li koncentrace draelíku v médiu nejměně o 25 mg.11 nad hranici určenou pro dávkování minerálních živin.V případě, že ee v závislosti na zněnách koncentrace v kultivačním médiu přidáva jí do média minerální živiny i zdroj uhlíku, smí jedna dávka minerálních živin zvýěitPřednoatí postupu podle vynálezu je to, že umožňuje dávkovat minerální živiny nezávisle na přídavoích zdroje uhlíku, příp. dusíku, a zmenšuje tak nebezpečí chybného živení v případech, kdy dojde k neoöekávaně změně výtěžnosti nebo ke změně obsahu dusíkatých látek V biomase. Při dávkování minerálních živin postupom podle vynálezu se přihlíží také ke skutečnosti, že poměr mezi koncentrací draslíku v médiu a obsahom draslíku v biomase ae mění s kultivačním pH, což umožňuje doeahcvat vyrovnaný obeah dreelíku v prcdnkovenýoh kvaeinkách.Dávkování zdroje uhlíku postupom podle vynálezu je založeno na skutečnosti, že po spctřebování zdroje uhlíku uvolňují kvaaniěná buňky do média draslík. Rychlý vaeatup koncentrace dreslíku v kultivačním médiu je využit k indikaoi nedostatku eubstrútu v médiu a k řízení doplnkových dávek zdroje uhlíku. Pc nedávkování zdroje.uhlíku přijímají kvasničně bunky uvolněný dreslík naapět a koncentrace draslíku v kultivačním médiu opět rychle klesá na původní hodnotu. Další výhodou postupu podle vynálezu je možnost dívkovat na základě údajů jediného čidla nezávisle na sobě jak minerální živiny, tak i zdroj uhlíku. V případě, že je doplňování zdroje uhlíku do média zajištovňno jinou metodou, může sledování koncentrace draelíku v médiu sloužit alespoň ke kontrole dostatočného dávkování zdroje uhlíka.Postup řízení doplňkových dávek živin je objaeněn, nikoliv však onesen, náeledun jícímipřík 1 ady.V mechanicky níchanám laboratorním skleněném fermentoru s oe 1 kovýmobsahem 30 1,užitečným plněním 15 1 a doeahovancu rychlostí přenosu kyslíku 170 mmol 02. 1.1. 1 byla prcvedena vaádková přiživovana kultivaoe kvasinky candida utilie CGY 29-38-73 na saoherőze. Fernentor je vybaven automatickou reguleoí teploty a pH pro popisovaný pokus bylo vybavení fermentoru doplnčnc zařízením pro průběžně měření koncentrace draslíku v kultivačním médiu, které se skládalo I draslíkcvě eelektivní elektrody Crytur a s regulcčního mV metru a která také umoäňovalo dávkování roztoku iivnýohsolí a roztoku sacharőzy v závislosti na zmenách koncentrace draslíku.vztah mezi potenciálen elektrody a konoentrací draslíku v médiu je áachsoen v tabuloe č. l.xonoentraoe draelíku Potenciál elektrody mg.11 IVPřed zahájením kultivoco so do fsrmentoru napustilc 14 l vody, v ní se rozpuztilo 15 g síranu ymonněho. nnčež se připustila první dávka roztoku živných solí (60 nl) a základní dávku roztoku socharőzy 40 hmot./55 1/, kterou se obsah eacharózy v médiu upravil na 1,5 g.l 1. K připravenćzu živněnu médiu se potom přidalc inokulum v množství,zajiěłujícín počúteční koncentraoi kvasničná sušiny 2 5.1-1 Spuětäním níohadla a vzdušnäní byla kultivace zahájena. V jejím průběhu so teplotu média udržovala na 33 °G a pH ce čpavkovcu vodou, ktoré scučuanč sloužilu jako zdroj dusíku, uprevovalo na 4.5. Selektivní draslíkovcu elektrodou se průběžně měřila koncentrace drsslíku v médiu s při poklesu potenciálu pod-43 IV (110 mg K) ze do fermentoru dávkoval roztok minerálních iivin, obsahující 35 ml kyseliny fosforoöné (B 5 hmct.). 38 g hydroxidu draselněhot 32 g MgSO 4.7 E 20 e 0,5 g ZnB 04. Jedna dávka roztoku ninerálních živín bylo 10 ml (tJ 265 mg K). Při vzostupu potenciálu nad ~ 38 mV (135 mg K) so do fcrnentoru přidával roztok sacharőzy. jehož jedna dávka bla 40 nl.Kultivace byla ukončona po 5 hodináchkdyž bylo spctřsbováno l 200 ml roztoku eacherőzy (480 g sacharőzy). Přírüstek kvasničná suěiny byl 270 g, což odpovídá výtäžncstnímu koeficientu 0.56.V mechanicky níchonćm skleněné lsboretorním fermentoru a celkovým obsahom 5 1 a užitočnón plnění 2,3 1 byla provcdeno kontinuální kultivace kvasinky Toru 1 opsizethaholitolerano car 26-58-1 na otanolu. na vzduänőní 1,0 vvm a 1 soo ot. minĺl, byla. vo fernontoru dcaahovúna rychlost rozpuštění kyslíku 150 mmol 02.l 1. 1.Kultivační toplota byla 35 ° 0 a pH se dávkováním čpavkově vody udržovalo v rozmezí 3,9 až 4,0. V průběhu pokusu se průběžně měřila koncentrace drnslíku v kultivačnín médiu selektivní eloktrodou Grytur připcjenou regulačnímu mv metru. závislost poten ciálu oloktrcdy na konosntraci draslíku byla uvedene v příkledu 1 v tebuloe č. l.V průběhu kultivace so do fornontoru dávkovncím čerpadlem přivádčla vode obsahující 1 g.11 sírsnu amonnóho, a to rychlostí zajiětující zřoüovací rychlost 0,25 h° 1. Etanol byl do ternontoru dávkcván regulačním analyzátorem etanolu Matrox DEL tak, aby1. Koncentraoe drea ao konoentruoe otanolu v médiu udržovala v rozmezí 1,5 až 2,0 g.1 líku V médiu se udržovala nad 100 mg. K.l 1 tím, že se při poklesu potenciálu elektrody Grytur pod -45 mV do farmentoru dávkovaly roztoky minerálních živín A a B v poně ru 1 z 1.

MPK / Značky

Značky: kvasinek, aerobní, kultivace, způsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-225792-zpusob-aerobni-kultivace-kvasinek.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob aerobní kultivace kvasinek</a>

Podobne patenty