Реферат к патенту на полезную модель
Полезная модель относится к биотехнологии, а именно, к микробиологической промышленности и может быть использована для оптимизации технологического процесса получения бета-каротина с участием мицелиального продуцента Blakeslea trispora.
Задачей предлагаемой полезной модели является интенсификация спорообразующей способности (+) и (-) штаммов Blakeslea trispora в поверхностной культуре.
Предлагается выращивать (+) и (-) формы продуцента на среде с кукурузным экстрактом, агар-агаром и арабинозой, в присутствии которой уровень спорообразования значительно повышается. Для дальнейшего повышения количества спор, поверхностную культуру освещают спектром солнечного света с длиной волны 600-650 нм в течение 2-4 суток.
МПК С12Р23/00 Способ получения посевного материала в производстве микробиологического бета-каротина
Полезная модель относится к биотехнологии, а именно, к микробиологической промышленности и может быть использована для оптимизации технологического процесса получения бета-каротина с участием мицелиального продуцента Blakeslea trispora.
Известно изобретение [пат. 2245917 Россия, МПК 7 С12Р23/00. Питательная среда для глубинного культивирования биомассы гриба Blakeslea trispora ВКПМБ-17 — продуцента каротина / А. Е. Никифоров, Г. П. Никифорова, С.М. Северинеко — № 2002133797/13; заявл. 15. 12.02; опубл. 10. 02. 05], согласно которому для глубинного культивирования Blakeslea trispora используют питательную среду, содержащую ячменную и соевую муку, калий фосфорнокислый однозамещенный, подсолнечное масло, витамин В1, β-ионон, воду водопроводную в определенных концентрациях.
Недостатком данного изобретения является использование продуктов пищевого назначения для подготовки жидкого питательной среды для накопления биомассы продуцента.
Известен также способ получения посевного материала гриба Blakeslea trispora в производстве микробиологического бета-каротина [Оптимизация посевного материала гриба Blakeslea trispora — продуцента бета-каротина / С.А. Васильченко, И. М. Зубарева, И. С. Федорова / Деп. в НПО Медбиоэкономика 14.03.91, № 554], согласно которому (+) и (-) штаммы продуцента выращивают на поверхности агаризованной среды, содержащего кукурузный экстракт и арабинозу в оптимальных концентрациях.
Недостатком известного способа является нестабильный уровень спорообразования у продуцента бета-каротина Blakeslea trispora.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и результату, что достигается, является способ получения посевного материала в производстве микробиологического бета-каротина [пат. 51531 Украина, МПК C12P23/00. Способ получения посевного материала в производстве микробиологического бета-каротина / И. М. Зубарева, И. С. Федорова — № 200913266; заявл. 21.12.09; опубл. 26.07.10; Бюл. № 14, (прототип)], который включает поверхностное культивирование (+), (-) штаммов Blakeslea trispora на питательной среде с кукурузным экстрактом, агар-агаром и арабинозой, как источника углерода и энергии для микроорганизма, с последующей стерилизацией основного среды при 100-120ºС в течение 40-45 минут. Предварительно проводят термическую обработку арабинозы при 85-90ºС в течение 25-30 минут.
Недостаток прототипа: не учитывается влияние физических факторов на процесс спорообразования у продуцента.
Задачей предлагаемой полезной модели является интенсификация спорообразующей способности (+) и (-) штаммов Blakeslea trispora в поверхностной культуре.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения посевного материала в производстве микробиологического бета-каротина, который включает поверхностное культивирование (+), (-) штаммов Blakeslea trispora на питательной среде с кукурузным экстрактом, агар-агаром и арабинозой, как источника углерода и энергии для продуцента предварительно стерилизованной при 85-90ºС в течение 25-30 минут, с последующей стерилизацией основной среды при 100-120ºС в течение 40-45 минут, согласно полезной модели через 5-7 суток выращивания культуру продуцента обрабатывают спектром солнечного света с длиной волны 600-650 нм в течение 2-4 суток.
У многих мицелиальных микроорганизмов — продуцентов биологически активных веществ выход биомассы и целевых продуктов в ходе ферментации зависит от качества посевного материала. Продуцент бета-каротина Blakeslea trispora не является исключением. Количество биомассы как в маточной, так и в ферментационной культурах, а также и интенсивность каротиногенеза зависит от количества спор в посевном материале. Подобная зависимость объясняется тем, что отдельные споры, или их агломераты, являются исходными точками роста гриба в глубинных условиях культивирования. При достаточно высокой концентрации спор формируется физиологически активный мицелий продуцента, который способен к активному синтезу бета-каротина. Таким образом, интенсификация спорообразования у Blakeslea trispora на стадии подготовки споро-мицелиальной посевного материала активизирует биосинтетические процессы в клетках продуцента и на последующих стадиях производства бета-каротина.
Приводим пример конкретного выполнения предложенной полезной модели.
Пример. Для поверхностного культивирования продуцента используют питательную среду, которая содержит кукурузный экстракт, арабинозу и агар-агар. Наличие арабинозы в среде, при условии ее стерилизации отдельно от основной среды значительно увеличивает количество спор как в (+), так и в (-) форм гриба. Поэтому, в данном примере используется сама среда с арабинозой предварительно стерилизованная при 90ºС в течение 25 минут.
Поверхностную культуру грибу выращивают в течение 7 суток при температуре 26ºС. При этом, через 5 суток, в течение 2 суток, споро-мицелиальный посевной материал освещают разными спектрами солнечного света: фиолетовым (λ = 430 нм), синим (λ = 470 нм), зеленым (λ = 550 нм), желтым (λ = 600 нм), красным (λ = 650 нм). Контрольные пробирки не освещают, то есть на протяжении 7 суток выдерживают в темноте.
По окончании периода культивирования и в экспериментальных, и в контрольных пробирках подсчитывают образованное количество спор. Полученные результаты приведены в таблице.
Таблица — Влияние отдельных участков спектра солнечного света на спорообразования у Blakeslea trispora.
| Длина волны, нм | Количество спор, шт/см2 |
|---|---|
| 430 (фиолетовый) | споры отсутствуют |
| 470 (синий) | 8*106±0,40*106 |
| 550 (зеленый) | 11*106±0,60*106 |
| 600 (желтый) | 21*106±0,87*106 |
| 650 (красный) | 30*106±1,35*106 |
| темнота (контроль) | 0,9*106±0,03*106 |
Данные таблицы свидетельствуют, что только фиолетовый свет угнетает спорообразование у продуцента. Другие участки спектра солнечного света стимулируют этот процесс. С увеличением длины волны интенсивность спорообразования повышается. Максимальное стимулирующее действие выявлено у красного света, количество спор увеличивается в 33 раза по сравнению с контролем.
Предлагаемая полезная модель относится к биотехнологии, а именно, к микробиологической промышленности и может быть использована для оптимизации технологического процесса получения бета-каротина с участием мицелиального продуцента Blakeslea trispora.
Формула полезной модели
Способ получения посевного материала в производстве микробиологического бета-каротина, включающий поверхностное культивирование (+), (-) Blakeslea trispora на питательной среде с кукурузным экстрактом, агар-агаром и арабинозой, предварительно стерилизованной при 85-90ºС в течение 25-30 минут, с дальнейшей стерилизацией основной среды при 100-120ºС в течение 40-45 минут, который отличается тем, что через 5-7 суток выращивания культуру продуцента обрабатывают спектром солнечного света с длиной волны 600-650 нм в течение 2-4 суток.
Авторы статьи: Зубарева И.М., к.т.н., доц. каф. биотехнологии и БЖД, УГХТУ; Федорова И.С., ас. каф. биотехнологии и БЖД, УГХТУ; Ляпустина Е.В.
Автор фото в статье (Blakeslea trispora): Бондарь И.В.