Способ культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов
CoIo3 Советскмк
Социалистическнк
Республик
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii940145 (St ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 11 11,80 (21) 3230198/28-13 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51)M. Кл.
G 05 0 27/00
9 еудвретвопвй канитвт
СССР ю дави взвбрвтеккИ н открытвЯ
Опубликовано 30. 06. 82. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 30. 06.82 (53) УДК 63. . 132 (088. 8) г-Г.В. Денисов, Б.Г. Ковров и С.M. Седельников .: (72) Авторы изобретения
Институт физики им. ll. В. Киренского Сибирского, отделения
АН СССР / (71) Заявитель (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ХЕМОАВТОТРОФНЫХ
МИКРООРГАНИЗМОВ
Изобретение относится к технической микробиологии и может быть ис.пользовано для научных исследований.
Известен способ непрерывного культивирования, при котором итательную
5 среду подают непрерывно с заданной скоростью или импульсно с заданной частотой и объемом импульсов tt2,t22.
Недостатком данного способа является отсутствие согласования между 1о скоростью подачи среды и скоростью роста культуры. При этом существует опасность либо вымывания культуры ,из куль тиватора „когда скорость . пода" чи среды выше скорости роста, либо лимитирования культуры и,.соответственно, снижения ее продуктивности, когда скорость подачи среды недостаточн
Цель изобретения " повйшение продуктивности культуры путем согласования скорости подачи питательной среды со скоростью роста куль туры.
Указанная цель достигается тем, что в способе культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов путем пропускания электрического тока через культуру отличительной особенностью является то, что изменяют скорость подачи питательной среды в зависимости от величины тока, прошедшего через культуру, На чертеже изооражена структурная схема устройства для осуществления способа непрерывного культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов.
Устройство содержит электрохимический реактор l, в котором размещены электроды 2 и 3, соответственно катод и :анод, источник 4 постоянного тока, прибор 5 для измерения тока, включенный в цепь питания реактора 1, и дозатор 6 питательной среды, соединенный с прибором 5.
Способ осуществляется следующйм образом.
- зо
20
3 94
В катодное пространствс еактора
З лизают питательную среду, содержащую минеральные элементы Mg, К, N, S, энергетический субстратионы e ", и вводят в среду инокулят железоокисляющих бактерий. В анодное пространство заливают раствор серной кислоты H SO<. Через куль туральную среду барботируют воздух, содержащий COq. Включают источник по стоянного тока и пропускают через культуру электрический ток. Единственным источником энергии для роста культуры является ион двухвалентного железа, который окисляется бактериями до трехвалентного. Окисленное железо так же непрерывно и с той же скоростью восстанавливается на катоде вновь s двухвалентную форму.
Скорость роста бактерий пропорцио нальна скорости окисления ими двухвалентного железа, которая равна скорости электровосстановления окисного железа на катоде и, следовательно, пропорциональна току через элект рохимический реактор. Поэтому, чтобы обеспечить потребности клеток в мине ральных компонентах и не создавать в культуре их,избыт-:а или недостат-, ков, достаточно подавать питательную среду со скорс стью, пропорциональной току,. прошедшему через культуру.
П р,;-: -. р. Реактор 1 представляет собой электрохимическую ячейку с пл-.ò.яновым ка"одом и анодом, Анодное пространс-во отделено от катодного катионообменной мембраной МК-40 котор .я препятствует возможности окисления ионов Fe 1 до Fe на аноде. В катодное пространство заливают культуру . hiobci 11us ferrooxidans с кон ентрацией леток 6 г/л по сухому весу. B. емкость питательной среды загито 10 л среды состава, г/л:, =50 6)7; (NHg)gSOy 3; HqPOy
0 44;, К о 0,077 gSO„0,05;
pH = 1,65.. Включена подача газовой смеси 0 214; СОп 54; Мп- остальное. Включен источник- постоян.ного тока и системы автоматического управления. Дозированная подача питательной среды осуществляется по сигналу прибора 5, измеряющего количество прошедшего через культуру электричества. После протекания кажrûõ 3600 кулонов включается дозатор пита-. льной среды, который подает в культуру одну дозу, питательной сре ды 10 мл, приведенного выше состава.
0145 4
1При этом концентрация всех элементов в культуре повышается. При дальнейшем росте культуры элементы потребляются клетками, их концентрация вновь снижается до прежнего уровня. Скорость роста клеток и скорость потребления ими элементов питательной среды пропорциональны току через культуру. При протекании через культуру 3600 кулонов клетки потребляют количество элементов среды, которое содержится в 10 мл питательной среды. Можно подавать 5 мл питательной среды после каждых 1800 кулонов или по 1 мл после протекания 360 кулонов и т.д. Существенно важно лишь то, что скорость подачи среды (частота срабатывания дозатора) прямо пропорциональна величине тока через культуру (чем больше ток, тем быстрее будут проходить 3600 кулонов и тем чаще будет срабатывать дозатор питательной среды).
Ежесуточное определение продукт тивности процесса по полученному урожаю и КПД биосинтеза, а также контроль концентрации минеральных элементов показали, что продуктивность культуры устойчивая на уровне з 4 г/л в сут . по сухому весу, КПД биосинтеза на уровне 35-404, концентрации минеральных элементов удерживаются в пределах, не влияющих на рост культуры отрицательно (й 50-100 мг/л;
P 10-30 мг/л; Ng 10-50 мг/л; К 30100 мг/л).
Конкретные соотношения между количеством подаваемой среды, соответствующим потребностям данной культуры и количеством протекшего электричества зависит от вида культуры и концентрации биомассы в культуре.
Таким образом, дозированная подача питательной среды в зависимости от прошедшего через культуру тока позволяет согласовать скорости подачи питательной среды и роста бактерий, что обеспечивает постоянные оптимальные концентрации элементов питательной среды и тем самым высокую производительность культуры и высокий
КПД ее биосинтеза в сочетании с экономичностью и устойчивостью процесса куль Мвирования. формула изобретения
Способ культивирования хемоавтотрофных микроорганизмов путем пропускания электрического тока через культуру, отличающийся тем, Составитель Г. Богачева
Редактор В. Пилипенко Техред Е.Харитончик Корректор В. Бутяга
Тираж 914 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4667/70
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 9401 что, с целью повышения продуктивности культуры, изменяют скорость подачи питательной среды в зависимости от величины тока, прошедшего через культуру. 5
Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе
45 6
1. Терское И.А. Хемосинтез в не.прерывной культуре. "Наука", СО Новосибирск, с. 34-41.
2. Печуркин Н.С. Популяционная микробиология. "Наука", СО Новоси:бирск. 1978, с. 51-58.
