початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2092547

СПОСІБ АКТИВАЦІЇ мікробіологічні процеси,
РОСТУ РОСЛИН І КЛІТИН РОСЛИН

Ім'я винахідника: Винаров О.Ю .; Іпатова Т.В .; Мірскова О.М .; Левківська Г.Г.
Ім'я патентовласника: Державний науково-дослідний інститут біосинтезу білкових речовин
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.01.11

Використання: мікробіологічна промисловість, сільське господарство - рослинництво. Суть винаходу: спосіб активації мікробіологічних процесів росту рослин і клітин рослин передбачає введення до складу середовища для вирощування мікроорганізмів або клітин рослин активатора, в якості якого використовують суміш трьох хімічних сполук, що відносяться до групи амонійних солей арілуксусной кислот загальної формули C ₆ H ₄ R ₁ · R ₂ C ₂ H ₂ O ₂ · NH · C ₆ H ₁₅ O _3, де R ₁ = H, Cl, CH _3; R ₂ = -O, -S, -SO _2, узятих в співвідношенні 1-10: 1-10: 1-10 при загальній кількості суміші 1,0 · 10 ^-10 - 1,0 · 10 ^-1 г в розрахунку на 1 г одержуваної або оброблюваної біомаси. Зазначений активатор можна використовувати для обробки грунту або рослин в процесі вегетації.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до областей біотехнології, які використовують мікробіологічні процеси, що протікають в присутності активних клітин мікроорганізмів, і процеси накопичення біомаси рослинних клітин in vitro. Воно може бути використано і в рослинництві для прискорення дозрівання плодів рослин і збільшення врожайності.

Як відомо, основним недоліком як мікробіологічних процесів, так і процесів накопичення рослинних тканин є їх порівняно (з хімічними процесами) мала швидкість протікання в часі. Цим фактом пояснюється розробка численних способів активації цих процесів із застосуванням різноманітних добавок, стимуляторів, активаторів, що збільшують їх швидкість. В якості стимуляторів можуть бути використані як індивідуальні речовини самої різної природи, наприклад, такі як вітаміни, амінокислоти, карбонові кислоти, мікроелементи, поверхнево-активні речовини, пуринові або піримідинові підстави і т.п. так і суміші складного складу.

Так відомий спосіб вирощування дріжджів пологів Pichia, Saccharomyces, Zygosaccharomyces, Candida і Torulopsis на середовищах з вуглеводнями, спиртами або органічними кислотами, в якому в якості активатора мікробіологічного процесу використовують культуральну рідину, отриману після культивування мікроорганізмів: представників родів Candida, Torulopsis, Trichosporon, Rhodotorula і Cryptococcus (патент Японії N 54-19462, C 12 C 11/08 (36 (3) B II), 1979). При додаванні 0,1-10,0% культуральної рідини в середу вирощування мікроорганізмів спостерігається приріст біомаси на 7-30% або збільшення виходу біомаси на 5-15% Однак для активного зростання мікроорганізмів доводиться використовувати поряд з активатором росту (культуральної рідиною) живильне середовище , збагачену такими дорогими препаратами як вітаміни: біотин, пантотенат кальцію, фолевая кислота, інозит, амінобензойна кислота, піридоксин, рибофлавін, тіамін. Цей факт є основним недоліком даного способу, тому що застосування дорогих препаратів в складі живильного середовища вирощування мікроорганізмів трохи реально при промислової реалізації способу.

Відомий і спосіб прискорення зростання мікроорганізмів (патент США N 4997765, кл. C 12 R 1/19, 1991), який передбачає вирощування мікроорганізмів з групи бактерій, дріжджів і грибів на живильному середовищі, що містить сахарид з групи, що складається з цукру, крохмалю, целюлози . Середовище і містить екзогенний стимулятор росту з групи піколіновой кислоти і її солей в стимулюючої концентрації 400 нг / мл середовища. Основним недоліком цього способу є обмежена область його застосування. Спосіб застосовується тільки в тих мікробіологічних процесах, які використовують в якості джерела вуглецю, необхідного для росту мікроорганізмів, сахарид з групи, що складається з цукру, крохмалю та целюлози.

В іншому аналогу (авт.св. СРСР N 1761058, кл. A 01 H 4/00, C 12 N 5/04, 1990, "Спосіб отримання волокна бавовнику") для вирощування клітин волокна бавовнику в якості стимулятора процесу в живильне середовище вводять феруловую і гіберелова кислоти в концентрації по 0,1 мг / л кожної, завдяки чому маса волокна збільшується в 4 рази. Недоліком даного способу є обмежена область застосування активатора процесу.

Відомий спосіб з широким спектром дії активатора процесів життєдіяльності клітин (міжнародна заявка PCT (WO) N 90/03430, кл. C 12 N 5/00), в якому для посилення зростання, збільшення тривалості та продуктивності культури клітин використовують поживні середовища, що містять беспротеіновие добавки, що складаються з сінергідного компонентів, а й сироваткові і бессивороточной добавки, основними компонентами яких є глутамін або глутамат триптофан, попередники фосфоліпідів, наприклад холін і етаноламін. Основним недоліком даного способу є те, що активатор має складний компонентний склад, сувору стабільність якого неможливо дотримати через природу активатора (активатор є продуктом біологічного походження і як всякий такий продукт без попередньої стадії виділення і очищення індивідуальних хімічних сполук підданий коливанням компонентного складу). Нестабільність складу неодмінно спричинить нестабільність властивостей пропонованого активатора.

Застосування стимуляторів (активаторів) в рослинництві для активації життєдіяльності рослин знаходить поки менш широке застосування, ніж для активації життєдіяльності клітин. Однак є достатня кількість аналогічних способів.

Так відомий спосіб вирощування овочевих культур (патент РФ N 1792282 A3, кл. A 01 N 65/00, 1993), що включає обробку насіння розсади водним розчином регулятора росту. Для поліпшення якості продукції та її виходу в якості регулятора росту використовують безклітковий екстракт папороті водного Azolla pinnata в концентрації 0,5-1 г / л. Обробку ведуть шляхом замочування насіння у водному розчині екстракту, обприскування рослин при пікіровці розсади, при висадці на постійне місце і при цвітінні. В результаті такої комплексної обробки томати сорту "Алпатьевка 905 а" збільшили врожайність на 52,8% Основними недоліками даного способу є, по-перше, відсутність дії стимулятора на період дозрівання плодів, і, по-друге, обмежена база сировини для отримання стимулятора при порівняно великій витраті його на одну рослину.

Технічне завдання, яке стояло перед авторами винаходу, підібрати універсальний спосіб активації біологічних процесів, які використовуються в біотехнології і рослинництві, при цьому застосовується в способі активатор повинен мати хімічну природу, яка забезпечує стабільність заданого складу активатора, а й повинен виходити простим способом з доступної сировини і для реалізації способу в промисловому масштабі повинен використовуватися в низьких дозах.

Дана технічна задача вирішується шляхом подачі в біологічний процес активатора, що представляє собою суміш трьох хімічних сполук, що відносяться до групи амонійних солей арілуксусной кислот загальної формули C ₆ H ₄ R ₁ · R ₂ C ₂ H ₂ O ₂ · NH · C ₆ H ₁₅ O _3, де R ₁ H, Cl, CH _3; R ₂ -O, -S, -SO _2, узятих в співвідношенні 0,1-10 0,1-10 0,1-10 при загальній кількості суміші 1,0 · 10 ^-10 1,0 · 10 ^-1 г в розрахунку на 1 г одержуваної або оброблюваної активатором біомаси. Обрані інтервали співвідношень компонентів в суміші і загальної кількості суміші для обробки 1 г одержуваної або оброблюваної біомаси визначені експериментальним шляхом. Спеціальні досліди показали, що при виході загальної кількості активатора за рамки заданого інтервалу або не спостерігається активація процесу, або має місце пригнічення останнього, або при виході за рамки верхньої межі інтервалу недоцільно збільшувати витрата активатора, тому що це не призводить до додаткового збільшення активації. При виході за рамки наведених інтервалів співвідношень компонентів в суміші не спостерігається збільшення активації процесів в порівнянні з аналогічними способами активації.

Технічним результатом винаходу є активація, тобто збільшення продуктивності таких біологічних процесів, як: розмноження клітин, накопичення клітинної маси та продуктів метаболізму в живильному середовищі розмноження мікроорганізмів, споживання продуктів харчування, викид клітинами в зовнішнє середовище клітинних компонентів, потоншення і розрив клітинних мембран, дозрівання рослин, при цьому результат активації отримують стабільним . Додатковим технічним результатом винаходу є і розширення набору активаторів мікробіологічних процесів, процесів росту рослин і їх клітин, причому використовувані в активує суміші хімічні сполуки отримують за простою технологічною схемою і їх синтез освоєний вітчизняною промисловістю. Всі компоненти, що входять до складу суміші перевірені на токсичність в Іркутському Державному медичному інституті. При введенні препаратів LD ₅₀ знаходиться в межах 1000-1599 мг / кг, що дозволяє віднести ці речовини до класу практично нетоксичних сполук. Є дозвіл відповідних інстанцій на їх промислове застосування.

Досягається цей результат за рахунок того, що в біологічний процес вносять суміш трьох індивідуальних хімічних сполук, кожне з яких має певний специфічною дією на живу клітину і вплив кожного з них доповнює один одного. Як наслідок цього явища - виникнення синергічного ефекту, який проявляється в різних біологічних процесах. При цьому для певного біологічного процесу на підставі заздалегідь відомих індивідуальних властивостей з'єднань підбирається комбінація з трьох компонентів в певному співвідношенні речовин і певне загальна кількість суміші, розраховане на г одержуваної або оброблюваної біомаси. Оскільки для кожного біологічного процесу використовують активує суміш чітко визначеного складу і кількості, результат активації стійкий до коливань при відтворенні процесу.

Спосіб активації здійснюють шляхом внесення в живильне середовище, в якій протікає життєдіяльність клітин мікроорганізмів або рослинних тканин, активує суміші у вигляді водного або спиртового розчину на різних стадіях біопроцесів. З використанням методу в рослинництві активує суміш вносять або в живильний розчин, яким обробляють насіння, рослини або грунт, або готують матеріал на основі наповнювача, наприклад піску, торфу, із заданим вмістом активує суміші і цим матеріалом обробляють удобрювати грунт.

Спосіб можна використовувати у виробництві різних кормових добавок, одержуваних мікробіологічним способом, в т.ч. і шляхом біоконверсії рослинної сировини, в процесах біосинтезу різних хімічних речовин, наприклад, таких як етиловий спирт, лимонна кислота і т.п. в процесах очищення різних середовищ від хімічних забруднень, в процесах автолиза і плазмолізу мікроорганізмів, а й в рослинництві, при виробництві рослинної маси і обробці насіння.

Нижче наведені приклади застосування активації різних біологічних процесів пропонованим способом, при цьому область застосування способу не обмежується наведеними прикладами.

Приклад 1. Отримання білково-вітамінного концентрату (БВК). Стадія ферментації.

Спосіб за аналогом

Дріжджі p.Candida maltosa штам ВСБ-779 (ВКПМ N У-196) вирощують безперервно в апараті з робочим об'ємом 5 л з механічним перемішуванням і аерацією середовища повітрям. Як джерело вуглецю використовують очищені рідкі парафіни, що складаються з н-алканів C ₁₃ -C ₂₃ (не менше 97%). Вирощування здійснюють на живильному середовищі наступного складу, г / л: ортофосфорна кислота 0,9; калій хлористий 1,1; магній сірчанокислий 0,8; залізо сірчанокисле 0,15; цинк сірчанокислий 0,03; марганець сірчанокислий 0,03; N-трис- (2-гідроксіетил) амонієва сіль 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти 1,0 · 10 ^-5. Процес вирощування ведуть при температурі 32-34 ^{o C} і pH 4,0-4,2, концентрації парафіну в живильному середовищі 3,2 об. і швидкості обміну середовища 0,33 год ^-1. Продуктивність процесу становить 9,8 кг / м ³ · год, вихід біомаси від джерела вуглецю 121% витрати сировини на освіту 1 кг біомаси 0,826 кг. Продукт містить 54% білка і вітаміни в кількості, мкг / г: B ₂ 50; B ₆ 6; PP 300; стерини 0,28.

пропонований спосіб

Дріжджі C. maltosa штам ВСБ-779 вирощують в тих же умовах, на тій же живильному середовищі з використанням в якості сировини тих же парафінів, що і в аналогічному способі. Але в середу вирощування замість N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти в концентрації 1,0 · 10 ^-5 г / л вводять активатор, що складається з суміші N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2 -хлорфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 1: 1: 1, в кількості 1,0 · 10 ^-5 г / г дріжджів. Вирощування ведуть при концентрації парафіну в живильному середовищі 3,2 об. і швидкості обміну середовища 0,30 год ^-1. Продуктивність процесу становить 10,2 кг / м ³ · год, вихід біомаси від джерела вуглецю 125% витрати сировини на освіту 1 кг біомаси 0,800 кг.

Отримують продукт, що містить 63% білка і вітаміни, мкг / г: B ₂ 200; B ₆ 30; PP 1500; стерини 0,52.

Застосування запропонованого способу активації в процесі отримання білково-вітамінного концентрату дозволяє збільшити продуктивність процесу на 4-16% а по вітамінах в 2-5 разів при одночасному зниженні витрат вихідної сировини на 4% в порівнянні з аналогічним способом.

Приклад 2. Процес отримання білково-вітамінного концентрату (БВК). Стадія плазмолізу.

Процес плазмолізу дріжджової маси у виробництві БВК є другою стадією після декантування суспензії мікроорганізмів в циклі відділення біомаси від культуральної рідини. Умови проведення плазмолізу впливають на якість готової продукції.

спосіб контрольний

За цим способом отриману після ферментації суспензію дріжджів культури Candida maltosa ВСБ-779 згущують декантацією, потім піддають поступового нагрівання при перемішуванні до температури 90 ^{o C,} витримують при цій температурі протягом 60 хв, після чого інактивовану біомасу охолоджують до 50-60 ^{o C,} відокремлюють сепарацией залишки культуральної рідини і сушать. Отримують суху речовину, що містить, волога 6,2; зола 5,5; нуклеїнові кислоти 7,5; вуглеводи 19,5; ліпіди 9,0; вуглеводні 0,7; сирий протеїн 59,0; істинний білок 46,9.

пропонований спосіб

За цим способом отриману ту ж суспензію дріжджів, що і в контрольному способі, згущують декантацією і в згущене біомасу додають суміш N-трис- (2-гідроксіетил) амонієвих сіль фенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) амонієвих сіль 2- хлорфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) амонієвих сіль 2-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 0,1: 10: 10 відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-1 г / г дріжджів. Далі згущене біомасу поступово при перемішуванні нагрівають до 90 ^{o C} і відразу охолоджують до 50-60 ^{o C,} сепарують і сушать. Отримують продукт, що містить, волога 6,9; зола 5,5; нуклеїнові кислоти 7,7; вуглеводи 20,5; ліпіди 9,4; вуглеводні 0,2; сирий протеїн 62,5; істинний білок 53,1.

Таким чином, застосування запропонованого способу для активації процесу плазмолізу дозволяє отримати готовий дріжджовий продукт з великим вмістом таких важливих компонентів, як вуглеводи і істинний білок.

Приклад 3. Отримання хлібопекарських дріжджів.

Спосіб за аналогом

Дріжджі p.Saccharomyces cerevisiae раси 14 вирощують на установці ємністю 10 л на живильному середовищі наступного складу, г / л: меляса (з урахуванням 46% цукристості) 39,4, сульфат амонію 2,76; діамонію фосфат 0,6; хлористий калій 0,7; N-трис- (2-гідроксіетил) амонієва сіль 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти 1,0 · 10 ^-5. Дріжджі вирощують по 6-ти годинний повітряно-припливної схемою при температурі 30 ^{o C,} pH 4,6-5,1. Для регулювання pH додають вуглекислий калій. Кінцеве розведення меляси 1/22. При цих умовах питома швидкість росту становить 0,169 год ^-1, накопичення біомаси 66,7 г / л, вихід дріжджів до мелясі 93,7 мас.

пропонований спосіб

Дріжджі p.Saccharomyces cerevisiae раси 14 вирощують при тих же умовах і на тій же живильному середовищі, що і у варіанті 1, але в живильне середовище замість N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти додають комплексний стимулятор, що складається з N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі хлорфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 0,1: 0,1: 10 відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-10 г / г дріжджів. При цьому отримують такі показники процесу: питома швидкість росту 0,175 год ^-1, накопичення біомаси 70,5 г / л, вихід дріжджів до мелясі 99,1 мас.

Використання запропонованого способу активації в процесі отримання хлібопекарських дріжджів збільшує основні показники процесу на 6% в порівнянні з аналогічним способом.

Приклад 4. Отримання кормових дріжджів на гидролизате хвойної деревини.

спосіб контрольний

Дріжджі p. Candida scottii штам К-д-25 (ВКПМ N У-521) вирощують в безперервних умовах в апараті з робочим об'ємом 5 л. Гідролізат рослинного сировини нейтралізують окисом кальцію при температурі 85 ^{o C} до pH 3,5 і фільтрують. Потім додають мінеральні компоненти до концентрації азоту і фосфору в середовищі відповідно, мг / л: 798 і 600. Далі нейтралізують аміаком до pH 4,2, продувають повітрям при температурі 45 ^{o C} протягом однієї години і фільтрують. Потім в живильне середовище додають N-трис- (2-гідроксіетил) амонієвих сіль 4-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в кількості 1,3 · 10 ^-4 г / л. Вирощування дріжджів ведуть в умовах протоки живильного середовища 0,24 год ^-1 при аерації повітрям на установці з автоматичною підтримкою температури 39 ^{o C} і pH 4,2-4,4. Початкове кількість споживаних цукристих редукуючих речовин (РВ) в живильному середовищі становить 1,3% Вихід біомаси дріжджів від вихідної сировини (в перерахунку на РВ) дорівнює 68,2%

пропонований спосіб

Дріжджі p. Candida sc. вирощують в тих же умовах і на тій же живильному середовищі, що і в контрольному способі, але замість N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти вводять комплексний активатор, що складається з N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-хлорфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-метілфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-метілфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 0,1: 10: 1,0 відповідно , в кількості 1,0 · 10 ^-4 г / г дріжджів. Вихід біомаси дріжджів від РВ в цьому варіанті становить 79,3%

Активація процесу отримання кормових гідролізних дріжджів за пропонованим способом дозволяє підвищити вихід продукту на 16% в порівнянні з контрольним способом.

Приклад 5. Процес очищення рідких потоків виробництва гідролізних кормових дріжджів.

спосіб контрольний

Очищенню підлягає післядріжджова барда. Барду після ферментаційних чанів подають в біоокіслітель, де в безперервному режимі проводять її очищення культурою гриба Trichosporon cutaneum (виробничий штам Тулунского ГЗ). Барда надходить з вмістом, мг / л: ГПК 6050; БСК ₅ 3200; загальний азот 140; фосфор 45; pH 4,0. У процесі накопичення біомаси культура гриба споживає солі, залишковий цукор, окислені сполуки вуглецю. На виході з біоокіслітеля отримують суспензію біомаси гриба Trichosporon c. з вмістом, мг / л: клітинна маса 22000; ГПК 3500; БСК ₅ 1950; азот 67; фосфор 28; pH 5,7. Клітинну масу відокремлюють, додають в кормовий продукт, рідкий потік пускають на фільтраційний стік.

пропонований спосіб

За пропонованим способом очищення післядріжджова барди проводять аналогічно контрольному способу, але разом з бардою в біоокіслітель безперервно подають суміш N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-метілфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-метілфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-метілфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 10: 10: 0,1 відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-9 г / г гриба. На виході отримують суспензію біомаси гриба Trichosporon c. з вмістом, мг / л: клітинна маса 28000; ГПК 2840; БСК ₅ 1850; азот 10,0; фосфор 0,0; pH 6,2. Клітинну масу відокремлюють, додають в кормовий продукт, рідкий потік пускають на фільтраційний стік.

Таким чином, застосування способу активації в процесі очищення рідких потоків виробництва гідролізних кормових дріжджів дозволяє знизити вміст забруднюючих компонентів в середньому на 50% і при цьому отримати додатково продукту на 27% більше, ніж в контрольному способі.

Приклад 6. Отримання етилового спирту з гідролізату хвойної деревини.

спосіб контрольний

Концентрований гідролізат хвойної деревини розбавляють до змісту редукуючих цукрів, рівного 3,5% Додають суперфосфат в кількості 0,3 г / л і сірчанокислий амоній в кількості 0,15 г / л, нейтралізують при нагріванні вапняним молоком до pH 5,5, фільтрують і вносять його в закритий апарат, в якому є трубка для відведення газоподібних продуктів метаболізму. Туди ж вносять дріжджі p. Saccharomyces vinii, раса T-8, в кількості 5 г / л. Зброджування цукрів проводять при температурі 32 ^{o C} протягом 4 год. В кінці досвіду заміряють кількість утвореного вуглекислого газу, етилового спирту і залишкової кількості редукуючих речовин (PB). За даних умов процесу вихід етилового спирту від 100 г зброджених цукрів становить 51,8 мл, т. Е. 80% від теоретичного (64,8 мл на 100 г PB), кількість виділився вуглекислого газу становить 30,1 г, залишкових PB 12 г / л.

пропонований спосіб

Отримання етилового спирту з гідролізату хвойної деревини проводять по контрольному способу, але на початку процесу в гідролізний сусло після фільтрації вносять активатор, що складається з N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-метілфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил ) аммониевой солі фенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі фенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 10: 0,1: 0,1 відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-10 г / г спирту. У цьому випадку мають місце наступні показники процесу: вихід спирту з 100 г зброджених цукрів 60,8 мл, що становить 94% від теоретичного і на 17,4% вище, ніж в контрольному способі; кількість отриманої двоокису вуглецю 24,2 г; залишкових РВ 0,2% що на 83% нижче, ніж в контрольному способі.

Приклад 7. Отримання лимонної кислоти.

спосіб контрольний

Процес отримання лимонної кислоти проводять шляхом глибинного культивування культури гриба Aspergillus niger (ВКПМ N У-228) в апараті періодичної дії при перемішуванні середовища механічною мішалкою і повітрям, що подається в апарат. Синтез лимонної кислоти здійснюють наступним чином. Живильне середовище, що містить очищену жовтої кров'яної сіллю мелясу і солі: хлористий амоній, двозаміщений фосфорнокислий калій, сірчанокислий магній і цинк, засівають спорами гриба Aspergillus niger і накопичують біомасу мікроорганізмів при температурі 30-32 ^{o C} в колбах при хитанні 280 об / хв протягом 4-х діб. Безпосередньо в ферментере піддають стерилізації робочий розчин меляси об'ємом 12 л, що містить 3% мелассного цукру, а потім в стерильних умовах в ферментер вносять стерильні розчини хлористого амонію, двузамещенного фосфорнокислого калію і сірчанокислих солей магнію і цинку, а й засевной біомасу гриба в кількості 2, 5 л. Початковий pH поживного середовища в ферментере дорівнює 4,0-4,3. Процес біосинтезу лимонної кислоти здійснюють без регулювання pH лужними або кислотними реагентами при температурі 31-32 ^{o C,} аерації середовища, рівної 0,2-0,5 л / л · хв, надмірному тиску 0,2-0,4 ати і швидкості мішалки 50-150 об / хв. При досягненні pH розчину 3,0-3,2 в апарат починають подавати порціями концентрований розчин меляси до досягнення її концентрації (по цукру) в живильному середовищі 150 г / л (в розрахунку на всю подану в апарат мелясу). Про закінчення процесу судять по зменшенню вмісту лимонної кислоти після максимального її накопичення. Кінцева концентрація лимонної кислоти при часу процесу, рівному 168 ч, становить 97,5 г / л, вихід лимонної кислоти 65% середньодобовий з'їм кислоти з 1 м ³ дорівнює 13,9 кг / м ³ · добу.

пропонований спосіб

Процес отримання лимонної кислоти проводять аналогічно контрольному способу, але в живильне середовище вводять стимулятор, що складається з N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-хлорфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 1: 10: 1 в кількості 1,0 · 10 ^-10 г / г лимонної кислоти. За цим способом необхідну кількість меляси споживається за 144 ч і кінцева концентрація лимонної кислоти становить 109,5 г / л, що на 12% вище, ніж в контрольному варіанті, при цьому час процесу скорочується на 14% а середньодобовий з'їм лимонної кислоти дорівнює 18, 25 кг / м ³ · год, що на 31% вище, ніж в контрольному способі.

Приклад 8. Виробництво рослинної біомаси женьшеню.

спосіб контрольний

Біомасу женьшеню вирощують поверхневим культивуванням клітин Panax Ginseng (виробнича культура Кіровського БХЗ) на твердому живильному середовищі, рецептура якої відповідає ТУ 59-112-72 на виробництво "біомаси женьшеню". Культивування здійснюють при температурі 26 + 1 ^{o C} і pH 5,0-6,0 протягом 30-32 днів. Далі біомасу знімають з живильного середовища і сушать при температурі 50 + 5 ^{o C.} За цим способом вихід сухої біомаси з 1 л середовища становить 10 г, вміст екстрактивних речовин в рослинній масі 41,2%

пропонований спосіб

За цим способом культуру Panax Ginseng вирощують в тих же умовах, що і в контрольному способі, але в тверду живильне середовище перед накопиченням рослинних клітин вносять суміш N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-хлорфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- ( 2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 10: 10: 1 відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-10 г / г рослинної маси. Вихід сухої біомаси в цьому способі становить 15 г з 1 л середовища, вміст екстрактивних речовин в рослинній масі 46,8% тобто вихід продукту, отриманого за пропонованим способом, на 50% вище, ніж по контрольному способу, при цьому збільшується і вміст екстрактивних речовин в продукті (на 14%).

Приклад 9. Біоконверсія рослинної сировини з метою отримання кормового білкового продукту.

спосіб контрольний

Биоконверсии піддають рис некондиційного якості (у вигляді суміші цілого зерна, лушпиння і борошна). Як біодеструктором використовують культуру дріжджів p. Endomycopsis fibuligera (ВКПМ N У-2173), що володіє амилолитической здатністю. Сировина піддають дрібному помолу, просівають через сито з діаметром отворів 1 мм, розбавляють водою 1: 8, додають фосфорної кислоти до pH 5,5 і нагрівають до температури 70 ^{o C,} витримують при цій температурі 30 хв, охолоджують, додають, г / л : сірчанокислий амоній 2,0; хлористий калій 0,5; сірчанокислий магній 0,35; сірчанокисле залізо (закисное) 0,05. На отриманій середовищі проводять вирощування дріжджів E.fibuligera протягом 18 год при температурі 32 ^{o C,} pH 4,5, аерації середовища 10 л / л · год без механічного перемішування. В кінці процесу відокремлюють рідку фазу від твердої, останню піддають сушінню. В результаті отримують продукт з вмістом справжнього білка 34,5% на 1 кг якого витрачають 1,23 кг зернової суміші.

пропонований спосіб

За цим способом сировину для биоконверсии обробляють і готують так само, як в контрольному способі, але в апарат, в якому проводять біодеструкцію, додають водний розчин суміші N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 2-хлорфенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі 4-хлорфенілтіоуксусной кислоти і 4-хлорфенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 10 1:10 відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-10 г / г білкового продукту. Як біодеструктором використовують ту ж культуру дріжджів, що і в контрольному способі. Процес вирощування мікроорганізмів проводять при температурі 32 ^{o C,} pH 5,5, аерації середовища 10 л / л · год без механічного перемішування протягом 12 год. З 1,2 кг зерна отримують 1 кг продукту з вмістом справжнього білка 46%

Активація процесу біоконверсії рослинної сировини за пропонованим способом прискорює процес на 33% збільшує вміст білка в продукті на 33% і скорочує витрату сировини на 2% в порівнянні з контрольним способом.

Приклад 10. Вирощування томатів сорту "Білий налив".

спосіб контрольний

За цим способом активацію зростання і дозрівання плодів томатів здійснюють сумішшю неорганічних добрив.

З насіння томатів сорту "Білий налив" вирощують розсаду протягом 60 днів. Потім 10 кущів розсади висаджують в грунт на відстані 50 см. Через 7 днів після посадки і далі кожні 10 днів до появи зав'язей на суцвіттях в грунт вносять неорганічні добрива. Суміш комплексного добрива (аммофоскі з співвідношенням: азот: фосфор: калій 2: 1: 0,2), сірчанокислого магнію, борної кислоти і молибденовокислого натрію при співвідношенні компонентів 1: 0,07: 0,004: 0,002 добре розтирають, перемішують і в кількості 1 кг рівномірним шаром розсипають на поверхню грунту розміром 2,5 м ^2, зайнятої розсадою томатів. Щодня протягом всієї фази внесення добрива ця ж поверхню рівномірно змочується водою в кількості 30 л. Після появи зав'язей підживлення рослин припиняється. Щоденний полив скорочується вдвічі. Після дозрівання плодів розраховують середню кількість маси дозрілих плодів на одному кущі. У цьому випадку воно дорівнює 1,75 кг при часу повного дозрівання плодів 70 днів.

пропонований спосіб

Вирощування плодів томатів проводять за тією ж методикою, що в контрольному способі, але активацію зростання і дозрівання плодів томатів сорту "Білий налив" здійснюють додатково композиційним стимулятором. В 1 кг суміші неорганічного добрива додають суміш N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі фенілоксіуксусной кислоти, N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі фенілтіоуксусной кислоти і N-трис- (2-гідроксіетил) аммониевой солі фенілсульфонілуксусной кислоти в співвідношенні 1: 1: 10, відповідно, в кількості 1,0 · 10 ^-10 г / г оброблюваної зеленої маси. Отриманою сумішшю удобрюють ґрунт так само, як в контрольному способі. Подібну обробку проводять через 7 днів після висадки розсади томатів в грунт і далі кожні 14 днів до моменту появи зав'язей в суцвіттях. У проміжках між 14 днями в грунт додатково вносять 0,3 кг неорганічного добрива вищенаведеного (див. Контрольний спосіб) складу.

За цим способом активації повне дозрівання плодів настає через 60 днів, а середня кількість маси плодів на одному кущі одно 3,2 кг, тобто пропонований спосіб активації росту і дозрівання плодів томатів дозволяє прискорити дозрівання на 10 днів і отримати урожай плодів з одного куща на 1,45 кг більше.

Отже, активація різних біологічних процесів пропонованим способом збільшує продуктивність цих процесів на 5-20% в порівнянні з аналогічними способами активації, а в деяких випадках і в 2-2,5 рази (наприклад, в разі отримання вітамінів в БВК) і на 30 80% в порівнянні зі способами, де активація не застосовується.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб активації мікробіологічних процесів, зростання рослин і клітин рослин, що відрізняється тим, що в процес вводять активатор у вигляді суміші трьох хімічних сполук, що відносяться до групи амонійних солей арілуксусной кислот загальної формули

C ₆ H ₄ R ₁ · R ₂ C ₂ H ₂ O ₂ · NH · C ₆ H ₁₅ O _3,

де R ₁ H, CL, CH _3;

R ₂ -O, -S, -SO _2,

взятих в співвідношенні 0,1 10,0 0,1 10,0 0,1 10 при загальній кількості суміші 1 · 10 ^-10 1 · 10 ^-1 г в розрахунку на 1 г одержуваної або оброблюваної біомаси.

Версія для друку
Дата публікації 09.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів