[go: up one dir, main page]

RU2108381C1 - Base for nutrient medium being used for cultivation of microorganism - Google Patents

Base for nutrient medium being used for cultivation of microorganism Download PDF

Info

Publication number
RU2108381C1
RU2108381C1 RU96105219A RU96105219A RU2108381C1 RU 2108381 C1 RU2108381 C1 RU 2108381C1 RU 96105219 A RU96105219 A RU 96105219A RU 96105219 A RU96105219 A RU 96105219A RU 2108381 C1 RU2108381 C1 RU 2108381C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrolyzate
cultivation
hydrolysis
whey
microorganisms
Prior art date
Application number
RU96105219A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96105219A (en
Inventor
Владимир Иванович Сушко
Иван Иванович Школьник
Валентин Викторович Щеткин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью фирма "ЦЕОЛИТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью фирма "ЦЕОЛИТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью фирма "ЦЕОЛИТ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2108381C1 publication Critical patent/RU2108381C1/en
Publication of RU96105219A publication Critical patent/RU96105219A/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: cultivation of microorganism; microbiological synthesis of irreplaceable amino acids, antibiotics and vitamins. SUBSTANCE: hydrolyzate of concentrated whey is proposed as base for nutrient medium. Said hydrolyzate is prepared by deep acid hydrolysis of whey, the process is carried out at 90-125 C within 12-1 h in the presence of 2.0-5.0 N mineral acid (2.0-4.0 N sulfuric acid being preferred). Summary amount of glucose and galactose in said hydrolyzate is at least 50 %, summary amount of amino acid being not more than 13500 mg as calculated for dry residue. EFFECT: increased assimilability all of whey nutrients. 2 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к основе питательных сред, получаемой из молочной сыворотки. Такая основа может быть использована в технологии микробиологического синтеза:
- преимущественно незаменимых аминокислот (в особенности L-лизина, а также треонина, триптофана, лейцина, валина, пролина),
- антибиотиков (например : окситетрациклина и тетрациклина) и
- витаминов (например, рибофлавина),
а также в производстве предпочтительно пекарских дрожжей.
The invention relates to a nutrient medium derived from whey. Such a basis can be used in the technology of microbiological synthesis:
- predominantly essential amino acids (especially L-lysine, as well as threonine, tryptophan, leucine, valine, proline),
- antibiotics (for example: oxytetracycline and tetracycline) and
- vitamins (e.g. riboflavin)
as well as in the production of preferably baker's yeast.

Потребность в указанных продуктах микробиологического синтеза весьма велика. Поэтому к сырью для осуществления технологических процессов их производства предъявляют комплекс систематически ужесточающихся трудносовместимых требований. The need for these microbiological synthesis products is very high. Therefore, raw materials for the implementation of the technological processes of their production are presented with a complex of systematically tightening hardly compatible requirements.

Действительно, весьма желательно, чтобы используемое сырье было:
- в существенной степени сбалансировано по качественному и количественному составу питательных веществ, необходимых и достаточных для эффективного культивирования микроорганизмов и поэтому наиболее полно усвояемых в процессах микробиологического синтеза;
- доступным для использования в промышленных масштабах;
- практически нетоксичным не только для культивируемых микроорганизмов, но и для производственного персонала и потребителей конечных продуктов, если остатки питательных сред входят в качестве составной части в целевые продукты;
- термостабильным и, соответственно, допускающим термическую стерилизацию;
- как можно более гомогенным.
Indeed, it is highly desirable that the raw materials used be:
- is substantially balanced in terms of the qualitative and quantitative composition of the nutrients necessary and sufficient for the efficient cultivation of microorganisms and therefore most fully assimilated in the processes of microbiological synthesis;
- available for use on an industrial scale;
- practically non-toxic not only for cultivated microorganisms, but also for production personnel and consumers of the final products, if the remains of nutrient media are included in the target products as an integral part;
- thermostable and, accordingly, allowing thermal sterilization;
- as homogeneous as possible.

Раздельное выполнение указанных требований или некоторых из их частичных сочетаний не представляет существенных затруднений. Separate fulfillment of these requirements or some of their partial combinations does not present significant difficulties.

Действительно, широко известно использование белково-витаминного концентрата (БВК, или паприна) в качестве полноценной по комплексу ростовых веществ основы питательных сред для культивирования микроорганизмов-продуцентов аминокислот, витаминов и протеолитических ферментов (см., например, соответственно: 1. Бекер В.Ф., Бекер М.Е. Лизин микробного синтеза - Рига: Зинатне, 1974, с. 37-38; 2. Панкова Т.А. Применение кислотного гидролизата БВК при производстве лизина//Микробиологическая промышленность, 1983, N 3, с.9). Indeed, it is widely known to use protein-vitamin concentrate (BVK, or paprika) as a complete nutrient medium base for the cultivation of microorganisms producing amino acids, vitamins, and proteolytic enzymes (see, for example, 1. Beker V.F. ., Becker ME, Lysine of microbial synthesis - Riga: Zinatne, 1974, p. 37-38; 2. Pankova, T. A. Application of BVK acid hydrolyzate in the production of lysine // Microbiological industry, 1983, N 3, p. 9 )

Однако БВК, полученный микробиологическим синтезом с использованием грибков рода Candia, культивируемых на парафинах нефти, в условиях систематического роста цен на энергоносители становится все менее доступным для промышленного микробиологического синтеза аминокислот. Кроме того, БВК весьма опасен как аллерген для промышленного персонала, пожаро- и взрывоопасен при транспортировке и хранении и, наконец, служит источником трудноудаляемых балластных примесей в целевых продуктах типа содержащих аминокислоты кормовых добавок. However, BVK obtained by microbiological synthesis using Candia fungi cultivated on oil paraffins, under conditions of a systematic increase in energy prices, is becoming less and less accessible for industrial microbiological synthesis of amino acids. In addition, BVK is very dangerous as an allergen for industrial personnel, is fire and explosive during transportation and storage, and, finally, serves as a source of hard-to-remove ballast impurities in target products such as amino acid-containing feed additives.

Если же учесть, что синтез БВК сам по себе чрезвычайно экологически опасен, то ясно, что в качестве питательных сред для культивирования микроорганизмов следует использовать материалы из более безопасных и легче возобновляемых источников. If we take into account that the synthesis of BVK in itself is extremely environmentally hazardous, it is clear that materials from safer and easier renewable sources should be used as nutrient media for the cultivation of microorganisms.

Примером такого материала может служить кукурузный экстракт, получаемый из замочных вод при переработке кукурузного зерна на крахмал (см., например, уже упомянутую книгу Бекер В.Ф. и Бекер М.Е., с.36). Этот экстракт, как и БВК, может служить полноценной по комплексу ростовых веществ (и более богатой витаминами) основой питательных сред для культивирования микроорганизмов-продуцентов аминокислот, витаминов и протеолитических ферментов. An example of such a material is corn extract obtained from key waters during the processing of corn grain into starch (see, for example, the already mentioned book by V.F. Becker and M.E. Becker, p. 36). This extract, as well as BVK, can serve as a complete nutrient-rich complex of growth substances (and richer in vitamins) for the cultivation of microorganisms producing amino acids, vitamins and proteolytic enzymes.

Однако он, как правило, обильно инфицирован вульгарной микрофлорой (см., например, Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Производство хлебопекарных дрожжей. Справочник - М.: Агропромиздат, 1990, с.58) и содержит крупные (до 3 мм в поперечнике) взвешенные частицы, что затрудняет его стерилизацию. Кроме того, доля кукурузного экстракта в суммарном объеме производства крахмало-паточной промышленности невелика и его выпуск не в состоянии покрыть потребности микробиологической и пищевой промышленности. However, it is usually abundantly infected with vulgar microflora (see, for example, Novakovskaya S.S., Shishatsky Yu.I. Production of baking yeast. Handbook - M .: Agropromizdat, 1990, p. 58) and contains large ones (up to 3 mm across) suspended particles, which makes sterilization difficult. In addition, the proportion of corn extract in the total production of starch and syrup industry is small and its production is not able to cover the needs of the microbiological and food industries.

Поэтому проблема надежного обеспечения микробиологических производств сырьем остается достаточно острой. Therefore, the problem of reliable provision of microbiological production with raw materials remains quite acute.

Одним из направлений ее решения может служить использование отходов молочного производства в виде молочной сыворотки, получаемой при изготовлении творога и сыров. Эта сыворотка содержит до 6% по массе сухих веществ, в том числе до 4% дисахарида (лактозы), от 0,6 до 1% белков (молочных протеинов: альбуминов, казеина) и свойственный молоку комплекс минеральных солей и витаминов (см. , например, Ростроса Н.К. Справочник по цельномолочному производству - М.: Пищевая промышленность, 1976). One of the directions of its solution may be the use of milk production waste in the form of whey obtained in the manufacture of cottage cheese and cheeses. This serum contains up to 6% by weight of solids, including up to 4% of disaccharide (lactose), from 0.6 to 1% of proteins (milk proteins: albumin, casein) and a complex of mineral salts and vitamins characteristic of milk (see, for example, Rostros N.K. Handbook of whole milk production - M .: Food industry, 1976).

Однако в исходном виде эта сыворотка содержит до 94% воды, что делает нецелесообразным ее транспортировку и прямое использование в качестве источника питательных веществ для культивирования микроорганизмов. Кроме того, содержащиеся в ней лактоза и протеины в исходном виде могут быть усвоены лишь некоторыми промышленными штаммами микроорганизмов. However, in its original form, this serum contains up to 94% water, which makes it inappropriate to transport and direct use as a source of nutrients for the cultivation of microorganisms. In addition, the lactose and proteins contained in it in its original form can be absorbed only by some industrial strains of microorganisms.

Поэтому ее обычно подвергают дополнительной переработке. Therefore, it is usually subjected to additional processing.

Один из вариантов такой переработки предусматривает выделение молочного белка ("альбуминного молока") из исходной сыворотки, частичный гидролиз альбуминов с использованием 3% соляной кислоты или 30% уксусной кислоты, или протеолитического фермента (а именно - препарата "Протосубтилин ГЗх") и использование гидролизата в качестве основы питательных сред для культивирования микроорганизмов-продуцентов аминокислот (см. Межиня Г.Р., Яковича В.Т., Дунце М.Э. и Лиепиньш Г.К. Использование альбуминного молока при биосинтезе аминокислот//Продуценты аминокислот и ферментов - Рига: Зинатне, 1978, с. 80-85). One of the options for such processing involves the isolation of milk protein (“albumin milk”) from the original whey, partial hydrolysis of albumin using 3% hydrochloric acid or 30% acetic acid, or a proteolytic enzyme (namely, Protosubtilin GZh) and the use of a hydrolyzate as the basis of nutrient media for the cultivation of microorganisms producing amino acids (see Mezhinya G.R., Yakovich V.T., Duntse M.E. and Liepins G.K. Use of albumin milk in the biosynthesis of amino acids // Producers a Mineral Acids and Enzymes - Riga: Zinatne, 1978, pp. 80-85).

Однако описанный гидролизат в сравнении с исходной молочной сывороткой существенно обеднен такими питательными веществами, как сахара, витамины, минеральные соли и микроэлементы, что вынуждает впоследствии существенно обогащать ими питательные среды из других источников. Кроме того, кислотный гидролиз белка дает низкий выход свободных аминокислот, а при использовании уксусной кислоты целевой продукт перенасыщается продуктами ее нейтрализации. Ферментативный же гидролиз протосубтилином ГЗх, который представляет собой неочищенный от спор препарат Bacillus subtilis, приводит к загрязнению питательных сред на основе "альбуминного молока" термоустойчивой микрофлорой. However, the hydrolyzate described in comparison with the initial whey is significantly depleted in nutrients such as sugars, vitamins, mineral salts and trace elements, which subsequently forces them to significantly enrich nutrient media from other sources. In addition, acid hydrolysis of the protein gives a low yield of free amino acids, and when using acetic acid, the target product is oversaturated with the products of its neutralization. Enzymatic hydrolysis by protosubtilin GZh, which is a Bacillus subtilis drug, which is not purified from spores, leads to the pollution of nutrient media based on "albumin milk" with heat-resistant microflora.

Поэтому в производстве основных питательных сред для культивирования микроорганизмов предпочтительно использование концентратов молочной сыворотки, например, содержащих 40-60% сухих веществ (см., в частности: ТУ 49-195-72) или имеющих остаточную влажность не более 5% (см. ТУ 49-189-72). Therefore, in the production of basic nutrient media for the cultivation of microorganisms, it is preferable to use whey concentrates, for example, containing 40-60% solids (see, in particular: TU 49-195-72) or having a residual moisture content of not more than 5% (see TU 49-189-72).

Из числа известных основ такого типа к предлагаемой по технической сущности наиболее близка основа питательных сред для культивирования микроорганизмов - с целью микробиологического синтеза L-лизина) по патенту Франции 2526808. Of the known bases of this type, the basis of nutrient media for the cultivation of microorganisms - with the goal of microbiological synthesis of L-lysine) according to French patent 2526808 is the closest to the one proposed by technical essence.

Эта основа представляет собой частичный гидролизат концентрированной молочной сыворотки, который получен с использованием действующих на углеводороды ферментов (например, бета-галактозидазы). This base is a partial hydrolyzate of concentrated whey, which is obtained using enzymes acting on hydrocarbons (for example, beta-galactosidase).

Такие ферменты преобразуют дисахарид (лактозу) в смесь моносахаридов (глюкозу и галактозу), присутствующую в целевом продукте и на фоне неизмененных протеинов, минеральных солей и витаминов. Such enzymes convert the disaccharide (lactose) into a mixture of monosaccharides (glucose and galactose), present in the target product and against the background of unchanged proteins, mineral salts and vitamins.

Соответственно, при культивировании микроорганизмов в жидких питательных средах, приготовленных на основе указанного гидролизата, существенно повышается лишь усвояемость углерода из углеводных источников. Усвоение же питательных веществ протеинов возможно постольку, поскольку культивируемые штаммы способны их самостоятельно ассимилировать. Следует отметить, что большинство промышленных штаммов-продуцентов аминокислот и витаминов и некоторые штаммы-продуценты антибиотиков не содержат протеолитических ферментов и потому утилизируют лишь свободные аминокислоты и олигопептиды, концентрация которых в указанном гидролизате незначительна. Accordingly, during the cultivation of microorganisms in liquid nutrient media prepared on the basis of this hydrolyzate, only the absorption of carbon from carbohydrate sources significantly increases. Assimilation of protein nutrients is possible insofar as cultured strains are able to assimilate them independently. It should be noted that most industrial strains producing amino acids and vitamins and some strains producing antibiotics do not contain proteolytic enzymes and therefore only free amino acids and oligopeptides are utilized, the concentration of which in this hydrolyzate is negligible.

В связи с изложенным в основу изобретения положена задача путем усовершенствования гидролизата концентрированной молочной сыворотки создать такую основу питательной среды для культивирования микроорганизмов, которая была бы наиболее полно усвояемой в процессах микробиологического синтеза. In connection with the foregoing, the invention is based on the task of improving the concentrated whey hydrolyzate to create a basis for a culture medium for the cultivation of microorganisms that would be most fully assimilated in the processes of microbiological synthesis.

Поставленная задача решена тем, что основа питательной среды для культивирования микроорганизмов, представляющая собой гидролизат концентрированной молочной сыворотки, согласно изобретению представляет собой гидролизат, который получен глубоким кислотным гидролизом указанной сыворотки в присутствии 2,0-5,0N минеральной кислоты при температуре 90-125oC в течение от 12 до 1 ч.The problem is solved in that the basis of the nutrient medium for the cultivation of microorganisms, which is a hydrolyzate of concentrated whey, according to the invention is a hydrolyzate, which is obtained by deep acid hydrolysis of this serum in the presence of 2.0-5.0N mineral acid at a temperature of 90-125 o C for 12 to 1 hour

Этот гидролизат содержит по существу смесь аминокислот и моносахаридов с примесью обычных для указанного сырья витаминов и солей минеральных и органических кислот. Тем самым усвояемость практически всех питательных веществ молочной сыворотки культивируемыми микроорганизмами существенно повышается. This hydrolyzate contains essentially a mixture of amino acids and monosaccharides with an admixture of vitamins and salts of mineral and organic acids customary for the specified raw materials. Thus, the digestibility of almost all nutrients of whey by cultivated microorganisms is significantly increased.

Первое дополнительное отличие состоит в том, что гидролизат получен в присутствии 2,0-4,0N серной кислоты, что наиболее предпочтительно и в технологическом, и в потребительском аспектах. Действительно, серная кислота может быть введена в указанное сырье в высококонцентрированном (до 96%) виде, что позволяет получить более насыщенный питательными веществами целевой продукт. Далее, низкая летучесть серной кислоты практически исключает потребность в улавливании ее паров в процессе гидролизата. И, наконец, получаемые при нейтрализации серной кислоты соли (в особенности - сульфат аммония) обычно легче усваивается большинством культивируемых микроорганизмов. The first additional difference is that the hydrolyzate is obtained in the presence of 2.0-4.0 N sulfuric acid, which is most preferable both in technological and in consumer aspects. Indeed, sulfuric acid can be introduced into these raw materials in a highly concentrated (up to 96%) form, which makes it possible to obtain a target product more saturated with nutrients. Further, the low volatility of sulfuric acid virtually eliminates the need for trapping its vapor in the hydrolyzate process. And finally, salts (especially ammonium sulfate) obtained by neutralizing sulfuric acid are usually more easily absorbed by most cultivated microorganisms.

Далее сущность изобретения поясняется:
- конкретными данными о качественном и количественном составе предлагаемой основы питательной среды для культивирования микроорганизмов.
Further, the invention is illustrated:
- specific data on the qualitative and quantitative composition of the proposed basis of a nutrient medium for the cultivation of microorganisms.

- подробным описанием способа ее получения с конкретными примерами его осуществления и
- результатами испытаний основы питательных сред согласно изобретению в процессах микробиологического синтеза.
- a detailed description of the method for its preparation with specific examples of its implementation and
- the test results of the basis of nutrient media according to the invention in microbiological synthesis processes.

Усредненные данные о качественном и количественном составе предлагаемой основы приведены в табл. 1 в сравнении с данными для наиболее полноценных по комплексу питательных веществ аналогичных основ питательных сред для культивирования микроорганизмов. Averaged data on the qualitative and quantitative composition of the proposed framework are given in table. 1 in comparison with the data for the most complete in terms of the complex of nutrients similar basics of nutrient media for the cultivation of microorganisms.

Как видно из табл. 1, предложенная основа, уступая гидролизату БВК по суммарной концентрации аминокислот и по концентрации большинства отдельно взятых аминокислот, существенно превосходит гидролизат БВК по наличию легко усвояемых микроорганизмами-продуцентами моносахаридов. При этом кажущееся преимущество гидролизата БВК в сравнении с гидролизатом согласно изобретению по содержанию аминокислот "нейтрализуется" почти вдвое большим содержанием сульфата аммония. Поэтому гидролизат БВК при введении в питательные среды для культивирования микроорганизмов приходится существенно разбавлять. As can be seen from the table. 1, the proposed framework, inferior to the BVK hydrolyzate in the total concentration of amino acids and in the concentration of most individual amino acids, significantly exceeds the BVK hydrolyzate in the presence of monosaccharides that are easily assimilated by microorganisms-producers. Moreover, the apparent advantage of the BVK hydrolyzate in comparison with the hydrolyzate according to the invention in terms of amino acid content is “neutralized” by almost twice as much ammonium sulfate content. Therefore, the hydrolyzate of BVK, when introduced into culture media for the cultivation of microorganisms, has to be substantially diluted.

Если же учесть, что БВК сам по себе является дорогостоящим продуктом микробиологического синтеза и что такой синтез БВК экологически весьма опасен, то ясно, что утилизация (также экологически опасной в чистом виде) молочной сыворотки обеспечивает заметные преимущества. If we take into account that BVK itself is an expensive product of microbiological synthesis and that such a synthesis of BVK is environmentally very dangerous, then it is clear that the utilization of (also environmentally hazardous in its pure form) whey provides significant advantages.

В общем случае способ изготовления предложенной основы питательной среды для культивирования микроорганизмов заключается в следующем. In the General case, the method of manufacturing the proposed basis of a nutrient medium for the cultivation of microorganisms is as follows.

В исходном концентрате молочной сыворотки на основе паспортных данных или по результатам дополнительного лабораторного анализа определяют сухой остаток и, если необходимо, доводят его до примерно 40% по массе (поскольку сухой концентрат молочной сыворотки гидролизовать невозможно, а концентраты с большим чем 40% содержанием сухого остатка технологически неудобны из-за низкой текучести). In the initial whey concentrate, on the basis of passport data or by the results of additional laboratory analysis, the dry residue is determined and, if necessary, adjusted to about 40% by weight (since it is impossible to hydrolyze the dry whey concentrate, and concentrates with a greater than 40% dry residue technologically inconvenient due to low fluidity).

Указанное возможное разбавление сырья можно проводить как перед приготовлением, так и в процессе приготовления кислых рабочих растворов для гидролиза. The indicated possible dilution of the raw materials can be carried out both before preparation and during the preparation of acidic working solutions for hydrolysis.

Далее с соблюдением общеизвестных правил безопасности приготавливают упомянутые кислые рабочие растворы на основе сильной минеральной (предпочтительно соляной или, что особенно предпочтительно, серной) кислоты с таким расчетом, чтобы нормальность находилась в интервале 2,0-5,0N (а для серной кислоты - в более узком интервале 2,0-4,0N). Further, in compliance with well-known safety rules, the aforementioned acidic working solutions are prepared on the basis of a strong mineral (preferably hydrochloric or, most preferably, sulfuric) acid so that the normality is in the range of 2.0-5.0 N (and for sulfuric acid - in narrower range 2.0-4.0N).

Затем комплекс молочных протеинов и галактозу, содержащиеся в приготовленных кислых рабочих растворах, совместно подвергают глубокому гидролизу при температуре 90-125oC в течение от 12 до 1 ч, то есть тем быстрее, чем выше температура.Then the complex of milk proteins and galactose contained in the prepared acidic working solutions are subjected to deep hydrolysis at a temperature of 90-125 o C for 12 to 1 h, that is, the faster the higher the temperature.

Описанный способ существенно отличается от известного (см., например Гауровиц Ф. Химия и функции белков. - М.: МИР, 1965, с.36-40) способа полного гидролиза протеинсодержащих материалов в среде 6N соляной кислоты при кипячении проб в запаянных стеклянных ампулах в течение 72 ч для аналитических нужд. Эти отличия касаются прежде всего условий гидролиза (температура, отсутствие кислорода, кислотность среды, длительность, использование только HCl как катализатора) и, соответственно, качества получаемого продукта. Действительно, нейтрализация известного гидролизата перед введением в питательные среды приведет к чрезмерной концентрации хлоридов. The described method differs significantly from the known (see, for example, Gaurovits F. Chemistry and protein functions. - M .: MIR, 1965, p. 36-40) of the method for the complete hydrolysis of protein-containing materials in 6N hydrochloric acid by boiling samples in sealed glass ampoules for 72 hours for analytical needs. These differences relate primarily to hydrolysis conditions (temperature, lack of oxygen, acidity of the medium, duration, use of HCl only as a catalyst) and, accordingly, the quality of the resulting product. Indeed, the neutralization of the known hydrolyzate before introduction into the culture medium will lead to an excessive concentration of chlorides.

Для обоснования интервалов режимов выполнения описанного способа были проведены серии экспериментов. To justify the intervals of the modes of execution of the described method, a series of experiments were conducted.

Эксперименты 1-й серии имели целью установление допустимого и предпочтительного интервалов кислотности рабочих растворов, рецептуры которых соответствовали указанным в табл. 2. The experiments of the 1st series were aimed at establishing the permissible and preferred ranges of acidity of working solutions, the formulations of which corresponded to those indicated in table. 2.

Рабочие растворы приготовляли в колбах емкостью 250 мл. В вариантах 1-5 в колбы вначале вливали воду, а в варианте 6 - 40%-ный концентрат молочной сыворотки. Затем при непрерывном перемешивании через капельницу подавали серную кислоту. Working solutions were prepared in 250 ml flasks. In options 1-5, water was first poured into the flask, and in option 6 - 40% whey concentrate. Then, with continuous stirring, sulfuric acid was supplied through a dropper.

Колбы с растворами помещали в автоклав и выдерживали при температуре 125oC в течение 2 ч. Глубину гидролиза углеводов (лактозы) оценивали по содержанию глюкозы, а глубину гидролиза белков - по суммарному содержанию азота в гидролизате.Flasks with solutions were placed in an autoclave and kept at a temperature of 125 ° C for 2 hours. The depth of hydrolysis of carbohydrates (lactose) was estimated by the glucose content, and the depth of protein hydrolysis by the total nitrogen content in the hydrolyzate.

Анализы гидролизатов показали, что содержание глюкозы во всех вариантах составило 10,5%, что указывает на полный гидролиз лактозы независимо от кислотности рабочих растворов. Analyzes of hydrolysates showed that the glucose content in all cases was 10.5%, which indicates the complete hydrolysis of lactose, regardless of the acidity of the working solutions.

Конечная концентрация аминного азота в гидролизатах представлена в колонке 6 табл. 2. Анализ этих данных свидетельствует, что:
- кислотность менее 2N недостаточно для эффективного гидролиза молочных протеинов;
- кислотность более 5N не повышает эффективность гидролиза молочных протеинов;
- кислотность на уровне 4N вполне достаточна для эффективного гидролиза молочных протеинов и более приемлема с точки зрения последующей утилизации солей аммония в процессах культивирования микроорганизмов.
The final concentration of amine nitrogen in the hydrolysates is presented in column 6 of the table. 2. An analysis of these data indicates that:
- an acidity of less than 2N is insufficient for the effective hydrolysis of milk proteins;
- acidity of more than 5N does not increase the efficiency of hydrolysis of milk proteins;
- acidity at the 4N level is quite sufficient for the effective hydrolysis of milk proteins and is more acceptable from the point of view of the subsequent utilization of ammonium salts in the processes of cultivation of microorganisms.

Эксперименты 2-й серии имели целью установление допустимого интервала температуры гидролиза. The experiments of the 2nd series were aimed at establishing the permissible temperature range of hydrolysis.

Рабочие растворы, как и в 1-й серии, приготовляли в колбах емкостью 250 мл по рецептуре 3-го варианта из табл. 2. Температуру гидролиза задавали как указано в табл. 3. При гидролизе колбы в вариантах 3.1, 3.2 и 3.3 снабжали обратным холодильником и нагревали на масляной бане, а в вариантах 3.3, 3.5 и 3.6 - автоклавировали. Гидролиз вели в течение 12 ч. Working solutions, as in the 1st series, were prepared in 250 ml flasks according to the recipe of the 3rd option from the table. 2. The hydrolysis temperature was set as indicated in the table. 3. During hydrolysis, the flasks in options 3.1, 3.2 and 3.3 were equipped with a reflux condenser and heated in an oil bath, and in options 3.3, 3.5 and 3.6 they were autoclaved. Hydrolysis was carried out for 12 hours

Конечные результаты анализов гидролизатов, представленные в колонках 3 и 4 табл. 3 подтверждают, что температуры гидролиза ниже 90oC и выше 125oC неэффективны.The final results of the analyzes of hydrolysates are presented in columns 3 and 4 of the table. 3 confirm that hydrolysis temperatures below 90 ° C and above 125 ° C are ineffective.

Эксперименты 3-й серии имели целью установление допустимого интервала длительности гидролиза. Для этого были проведены две группы экспериментов при разных температурах гидролиза. The experiments of the 3rd series were aimed at establishing an acceptable interval for the duration of hydrolysis. For this, two groups of experiments were carried out at different hydrolysis temperatures.

Рабочие растворы, как и в 1-й серии, приготовляли в колбах емкостью 250 мл по рецептуре 3-го варианта из табл. 2. Температуру гидролиза задавали на уровнях, соответствующих номерам вариантов из табл. 3 (то есть для примеров, содержащих в номерах сочетание цифр "3.5" - 125oC и "3.2" - 90oC). Соответственно той же табл. 3 при гидролизе использовали обратные холодильники или автоклавы.Working solutions, as in the 1st series, were prepared in 250 ml flasks according to the recipe of the 3rd option from the table. 2. The hydrolysis temperature was set at levels corresponding to the numbers of options from the table. 3 (that is, for examples containing in the numbers a combination of the numbers "3.5" - 125 o C and "3.2" - 90 o C). Accordingly, the same table. 3, hydrolysis used reflux refrigerators or autoclaves.

Результаты анализа готовых гидролизатов даны в табл. 4. The results of the analysis of the finished hydrolysates are given in table. 4.

Как видно из табл. 4, длительность гидролиза менее 1 ч приводит к резкому снижению глубины гидролиза белков даже при температуре 125oC и к не менее резкому снижению эффективность гидролиза лактозы при температуре 90oC. Далее, гидролиз более 12 ч при 90oC не повышает аминокислот и моносахаридов.As can be seen from the table. 4, the duration of hydrolysis of less than 1 h leads to a sharp decrease in the depth of hydrolysis of proteins even at a temperature of 125 o C and to a no less sharp decrease in the efficiency of hydrolysis of lactose at a temperature of 90 o C. Further, hydrolysis for more than 12 hours at 90 o C does not increase amino acids and monosaccharides .

Пригодность гидролизата концентрированной молочной сыворотки в качестве основы питательных сред для культивирования микроорганизмов была проведена для синтеза разных аминокислот с использованием разных штаммов-продуцентов. The suitability of the concentrated whey hydrolyzate as the basis of nutrient media for the cultivation of microorganisms was carried out for the synthesis of different amino acids using different producer strains.

Микробиологический синтез L-лизина. Microbiological synthesis of L-lysine.

Микробиологический синтез проводили в колбах Эрленмейера емкостью 750 мл. В экспериментах использовали: по 2 мл смыва физиологическим раствором 24-часовой культуры Brevibacterium sp. ВНИИгенетика-90, выращенной на косяках мясопептонного агара - в качестве посевного материала; по 20 мл питательных сред, которые были приготовлены:
а) с использованием предложенной основы в виде гидролизата концентрированной молочной сыворотки (далее - гидролизат КМС), нейтрализованного аммиаком перед смешиванием с другими общепринятыми источниками питательных веществ (такая среда обозначена далее как "опытная" с добавлением, при необходимости, цифровых индексов для указания вариантов состава) и
б) с использованием в качестве наиболее эффективной из известных основ уже упомянутого гидролизата БВК (такая среда обозначена далее как "контрольная").
Microbiological synthesis was performed in 750 ml Erlenmeyer flasks. In the experiments used: 2 ml of washout with physiological solution of a 24-hour culture of Brevibacterium sp. VNIIgenetika-90 grown on jambs of meat and peptone agar - as a seed; 20 ml of culture media that were prepared:
a) using the proposed base in the form of a concentrated whey hydrolyzate (hereinafter referred to as KMS hydrolyzate), neutralized with ammonia before mixing with other conventional sources of nutrients (this medium is designated below as “experimental” with the addition of, if necessary, digital indices to indicate compositional options ) and
b) using, as the most effective of the known bases, the already mentioned BVK hydrolyzate (such a medium is designated below as “control”).

Колбы с питательными средами стерилизовали 30 мин при температуре 121oC, доводили pH до 7,2 прикапыванием 25%-го стерильного раствора аммиака и вносили посевной материал.Flasks with nutrient media were sterilized for 30 min at a temperature of 121 ° C, adjusted to pH 7.2 by dropwise addition of a 25% sterile ammonia solution, and seed was introduced.

Ферментацию вели при температуре 30oC в течение 72 ч на качалке при 250 об./мин с амплитудой 50 мм.Fermentation was carried out at a temperature of 30 ° C. for 72 hours on a shaker at 250 rpm with an amplitude of 50 mm.

В готовой культуральной жидкости определяли концентрацию лизина (в г/л) и выход лизина (как долю от потребленного сахара). In the prepared culture fluid, the lysine concentration (in g / l) and the lysine yield (as a fraction of the consumed sugar) were determined.

Состав указанных сред (в % по массе) и результаты анализа культуральной жидкости приведены в табл. 5. The composition of these media (in% by weight) and the results of the analysis of the culture fluid are given in table. 5.

Аналогично описанному выше был проведен микробиологический синтез лизина со штаммом-продуцентом Brevibacterium lactofermentum НИТИА-88 на питательной среде "Опытная-1". Концентрация лизина в культуральной жидкости составила 51 г/л при выходе 0.44 для контрольной и 56,4 г/л и выходе 0,45 - для опытной питательной среды. Similarly to the above, microbiological synthesis of lysine was carried out with the producer strain Brevibacterium lactofermentum NITIA-88 on nutrient medium Experimental-1. The concentration of lysine in the culture fluid was 51 g / l with a yield of 0.44 for the control and 56.4 g / l and a yield of 0.45 for the experimental nutrient medium.

Как видно из табл. 5 и внетабличных данных, во всех указанных случаях предложенная основа питательных сред оказывается более эффективной и допускает отказ от дефицитного кукурузного экстракта в качестве ингредиента питательных сред. As can be seen from the table. 5 and non-tabular data, in all these cases, the proposed basis of nutrient media is more effective and allows the rejection of a deficient corn extract as an ingredient in nutrient media.

Микробиологический синтез триптофана. Microbiological synthesis of tryptophan.

Посевным материалом служил инокулят Bacillus subtilis ВНИИ-генетика-15. В качестве контрольной использовали питательную среду согласно отраслевому регламенту Минмедбиопрома СССР ОПР N04688648-001-93, в качестве опытной - среду на основе гидролизата КМС. The inoculum was the inoculum of Bacillus subtilis VNII-genetics-15. As a control, a nutrient medium was used in accordance with the industry regulations of the USSR Ministry of Health and Biotechnology ODA N04688648-001-93, and as an experimental medium, an environment based on KMS hydrolyzate.

Составы сред (с указанием концентрации ингредиентов в г/л) и результаты анализа культуральной жидкости приведены в табл. 6. The composition of the media (indicating the concentration of ingredients in g / l) and the results of the analysis of the culture fluid are given in table. 6.

При подготовке питательных сред раствор мочевины стерилизовали фильтрованием через мембрану, а раствор остальных компонентов - автоклавировали при температуре 121oC в течение 30 мин. В колбы Эрленмейера емкостью 750 мл вносили по 30 мл питательной среды и по 2 мл инокулята. Ферментацию вели при температуре 37oC в течение 48 ч на качалке при 250 об./мин и амплитуде 50 мм.In preparing the culture media, the urea solution was sterilized by filtration through a membrane, and the solution of the remaining components was autoclaved at a temperature of 121 ° C for 30 minutes. 30 ml of culture medium and 2 ml of inoculum were added to 750 ml Erlenmeyer flasks. Fermentation was carried out at a temperature of 37 ° C for 48 hours on a shaker at 250 rpm and an amplitude of 50 mm.

Как видно из табл. 6, при микробиологическом синтезе триптофана гидролизат КМС согласно изобретению вполне эквивалентен кукурузному экстракту в качестве основы питательной среды. As can be seen from the table. 6, in the microbiological synthesis of tryptophan, the hydrolyzate KMS according to the invention is completely equivalent to the corn extract as the basis of the nutrient medium.

Микробиологический синтез хлортетрациклина и витамина B12. Microbiological synthesis of chlortetracycline and vitamin B12.

Для синтеза использовали питательную среду на основе гидролизата КМС согласно изобретению, которая имела состав, мас.%:
Крахмал растительный - 2,0
Гидролизат КМС - 2,0
Нитрат аммония - 0,7
Хлорид натрия - 0,2
Карбонат кальция (мел) - 0,4
Хлорид кобальта - 0,00005
Масло подсолнечное - 0,1
Указанную среду в количестве 50 мл вносили в колбы Эрленмейера емкостью 750 мл и стерилизовали при 121oC в течение 30 мин. Затем в колбы вносили роданистый бензил из расчета 1,5 мкг/мл среды и высевали по 2,5 мл мицелия штамма-продуцента хлортетрациклина Actinomyces aureofaciens.
For the synthesis used a nutrient medium based on the hydrolyzate KMS according to the invention, which had a composition, wt.%:
Vegetable starch - 2.0
Hydrolyzate KMS - 2.0
Ammonium Nitrate - 0.7
Sodium Chloride - 0.2
Calcium carbonate (chalk) - 0.4
Cobalt Chloride - 0.00005
Sunflower oil - 0.1
The indicated medium in an amount of 50 ml was introduced into 750 ml Erlenmeyer flasks and sterilized at 121 ° C for 30 minutes. Then, benzyl thiocyanate was added to the flasks at the rate of 1.5 μg / ml of medium and 2.5 ml of mycelium of the Actinomyces aureofaciens chlortetracycline producer strain were sown.

Ферментацию вели в течение 56 ч при температуре 28oC на качалке при 250 об./мин и амплитуде 50 мм.Fermentation was carried out for 56 hours at a temperature of 28 ° C. on a shaker at 250 rpm and an amplitude of 50 mm.

Анализом в культуральной жидкости были обнаружены 6000 ед./мл хлортетрациклина и 1,5 мкг/мл витамина B12. Analysis in the culture fluid revealed 6000 units / ml of chlortetracycline and 1.5 μg / ml of vitamin B12.

Промышленная применимость изобретения обоснована вышеприведенными примерами. Дополнительно следует отметить экологический эффект, заключающийся в утилизации отхода молочной промышленности, который нередко попадал в промышленные сточные воды и загрязнял поверхностные воды. Industrial applicability of the invention is justified by the above examples. In addition, it should be noted the environmental effect of recycling dairy industry waste, which often fell into industrial wastewater and polluted surface water.

Claims (2)

1. Основа питательной среды для культивирования микроорганизмов, представляющая собой гидролизат концентрированной молочной сыворотки, отличающаяся тем, что гидролизат получен глубоким кислотным гидролизом указанной сыворотки в присутствии 2,0 - 5,0 N минеральной кислоты при 90 - 125oС в течение от 12 до 1 ч и содержит не менее 50% глюкозы и галактозы и суммарно не менее 13500 мг% аминокислот в расчете на сухой остаток.1. The basis of the nutrient medium for the cultivation of microorganisms, which is a concentrated whey hydrolyzate, characterized in that the hydrolyzate is obtained by deep acid hydrolysis of the specified serum in the presence of 2.0 - 5.0 N mineral acid at 90 - 125 o C for 12 to 1 h and contains at least 50% glucose and galactose and a total of at least 13500 mg% amino acids calculated on the dry residue. 2. Основа по п.1, отличающаяся тем, что гидролизат получен в присутствии 2,0 - 4,0 N серной кислоты. 2. The base according to claim 1, characterized in that the hydrolyzate is obtained in the presence of 2.0 - 4.0 N sulfuric acid.
RU96105219A 1995-12-28 1996-03-18 Base for nutrient medium being used for cultivation of microorganism RU2108381C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA95125518 1995-12-28
UA95125518 1995-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2108381C1 true RU2108381C1 (en) 1998-04-10
RU96105219A RU96105219A (en) 1998-06-27

Family

ID=21689103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96105219A RU2108381C1 (en) 1995-12-28 1996-03-18 Base for nutrient medium being used for cultivation of microorganism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2108381C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225112C2 (en) * 2002-04-15 2004-03-10 Евсеев Вадим Валерьевич Method for regulating the structure of populations of microorganisms under conditions of pesticide pressing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бекер В.Ф., Бекер М.Е. Лизин микробного синтеза. Рига: Зинатне, 1974, с.38 - 39. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225112C2 (en) * 2002-04-15 2004-03-10 Евсеев Вадим Валерьевич Method for regulating the structure of populations of microorganisms under conditions of pesticide pressing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11821016B2 (en) Method for culturing bacillus bacterium, and method for producing useful substance
Bridson et al. Chapter III Design and formulation of microbial culture media
JP2023511430A (en) Microorganism-derived protein hydrolyzate, its preparation method and its use
US20200123494A1 (en) Method for obtaining protein from whey or molasses
JP2010524445A (en) Peptide mixtures as wine stabilizers
US6773731B2 (en) Liquid egg yolk product comprising lysophospholipoprotein
US2595827A (en) Recovery of feed products from stillage by refermentation
US4192918A (en) Production of Baker's yeast from acid whey
Singh et al. Enhanced cost-effective phytase production by Aspergillus niger and its applicability in dephytinization of food ingredients
US5962254A (en) Nitrogenous composition resulting from the hydrolysis of wheat gluten and process for its manufacture
US2764487A (en) Nutritive yeast products
RU2108381C1 (en) Base for nutrient medium being used for cultivation of microorganism
CN1227365C (en) Process for producing protein hydrolyzate
Kent Industrial fermentation: principles, processes, and products
RU2041946C1 (en) Method for production of biomass
KR19980024611A (en) Osmotic controlled fermentation method for the production of acarbose
CA1170597A (en) Method for cultivating microorganisms, particularly yeasts, on lactoserum with an association of judiciously selected strains and of specific mutants of a strain
CA2587488A1 (en) Liquid egg yolk product comprising lysophospholipoprotein
JPH01157395A (en) Method for culturing microorganism
RU2814594C1 (en) Nutrient medium for growing milk-clotting enzyme producer piptoporus betulinus - milk-clotting enzyme producer
JP2006262839A (en) Barley syrup and method for producing the same
EP0127938A1 (en) Whey derivatives
SU1677060A1 (en) Method of preparing nutrient antibiotics
SU659620A1 (en) Nutrient medium for growing l-lysine producer microorganisms
US2813061A (en) Production of bacitracin