DD210553A3 - Verfahren zur kontinuierlichen kultivierung von mikroorganismen - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen kultivierung von mikroorganismen Download PDFInfo
- Publication number
- DD210553A3 DD210553A3 DD23167981A DD23167981A DD210553A3 DD 210553 A3 DD210553 A3 DD 210553A3 DD 23167981 A DD23167981 A DD 23167981A DD 23167981 A DD23167981 A DD 23167981A DD 210553 A3 DD210553 A3 DD 210553A3
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- microorganisms
- continuous cultivation
- growth
- alkanassimilating
- yeast
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 23
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 14
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 abstract description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003630 growth substance Substances 0.000 abstract description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 7
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 7
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 5
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 241000223233 Cutaneotrichosporon cutaneum Species 0.000 description 4
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Carbon fatty acid acids Chemical class 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001508815 Lodderomyces Species 0.000 description 1
- 241001508814 Lodderomyces elongisporus Species 0.000 description 1
- 241000235048 Meyerozyma guilliermondii Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000223230 Trichosporon Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229930010796 primary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen und gehoert in das Gebiet der technischen Mikrobiologie. Sie kann in Anlagen, in denen Mikroorganismen gezuechtet werden, zur Anwendung kommen. Ziel der Erfindung ist die kontinuierliche Kultivierung verschiedener Mikroorganismen ohne zusaetzliche Biokatalysatoren und Wuchsstoffe, indem alkanassimilierende an Erdoeldestillat gebundene und nicht alkanassimilierende Mikroorganismen simultan in einem Fermentor mit einer Durchflussrate, die der Wachstumsrate des schneller wachsenden Mikroorganismus entspricht, kultiviert werden. Die Trennung der Mikroorganismenkulturen erfolgt ausserhalb des Fermentors bei gleichzeitiger Rueckfuehrung der nicht alkanassimilierenden Mikroorganismen. Als Substrat fuer die alkanassimilierenden Mikroorganismen wird ein Erdoeldestillat, das n-Paraffine der Kettenlaenge C tief 10-C tief 20 enthaelt, verwendet.
Description
-Λ-
!Titel der Erfindung
Verfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen
IPK: C 12 IT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen und gehört in das Gebiet der technischen Mikrobiologieo Die Erfindung kann in Anlagen, in denen Mikroorganismen gezüchtet werden, zur Anwendung kommenο
Die Kultivierung von Mikroorganismen ist abhängig von der Einhaltung spezifischer äußerer Bedingungen, die durch grundlegende biologische Gesetzmäßigkeiten bestimmt werden· Das Wachstum von Mikroorganismen vollzieht sich in Phasen, was grafisch durch die Wachstumskurve dargestellt werden kann»
Die Wachstumskurve ist in ihren Grundzügen für die verschiedenen Mikroorganismengruppen gleich und kann grob unterteilt werden in lag-Phase, exponentielle 'Wachstumsphase, stationäre Phase und Absterbephaseβ In Abhängigkeit von der Zielstellung der Kultivierung werden die Prozeßparameter-so gewählt, daß eine bestimmte Wachstumsphase realisiert werden kann, um der Kultur die geforderte physiologische leistung abzugewinnen· So werden beispielsweise zur Erzeugung von mikrobieller Biomasse solche Wachstumsparameter gewählt, die ständig die größtmögliche Biomassebildung
gewährleisten· Das wird in der exponentiellen Wachstumsphase realisiert· Bei Kultivierungen, die die Gewinnung eines Stoff-Wechselproduktes zum Ziel haben, müssen unter Umständen solche Bedingungen gewählt werden, die die Einhaltung der stationären Phase gewährleisten, um eine größtmögliche Ausscheidung des Produktes zu ermöglichen·
Pur verschiedene Kultivierungen, die mit unterschiedlichen Wachstumsraten betrieben werden, sind demzufolge separate Reaktoren erforderlich, da zur Aufrechterhaltung eines einmal eingestellten Fließgleichgewichtes die Menge an zugeführten Medien gleich der der abgeführten sein muß·
Somit kann bezogen auf das Gesamtvolumen eines Permentors nur eine Durchflußrate innerhalb eines Permentors realisiert werden«.
Gemäß DD WP 141 528 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Methanol utilisierende Hefe mit einer zweiten Hefe kultiviert wird, die selbst kein Methanol utilisiert«, Als Substrat werden η-Paraffine, Alkohol, Fettsäuren oder technische Produkte zugegeben· In der DDPS 141 529 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Methanol utilisierende Bakterien gemeinschaftlich bei pH 3 - 5 mit einer nicht Methanol utilisierender Hefe fermentiert werdenβ Es erfolgt die Zugabe eines zweiten Kohlenstoffsubstrates, das von der Hefe utilisiert wird aber nicht oder nur schlecht von den Methanol utilisierenden Bakterien utilisiert werden kann*
In beiden Verfahren dient die Zugabe "ron Mikroorganismen, die kein Methanol utiüsieren der Wachstumsförderung und damit der Erhöhung der Zellausbeute·
Nachteilig ist jedoch, daß für diese Verfahren nur solche Mikroorganismen verwendet werden können, deren Wachstumsrate annähernd gleich ist, da anderenfalls die langsamer wachsende Art bei kontinuierlicher Kultivierung aus dem Permentor ausgetragen wird·
Ziel der Erfindung ist die kontinuierliche Kultivierung verschiedener Mikroorganismen ohne zusätzliche Biokatalysatoren und Wuchsstoffeo
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung geeigneter Yerfahrensbedingungen zur kontinuierlichen Kultivierung von verschiedenen Mikroorganismen mit unterschiedlichen Wachstumsratenο
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei unterschiedliche Mikroorganismenformen, alkanassimilierende an Erdöldestillat gebundene und nicht alkanassimilierende Mikroorganismen, gleichzeitig in einem Fermentor kontinuierlich kultiviert werden, wobei die Durchflußrate des 3?ermentors der Wachstumarate des schneller wachsenden Mikroorganismus entspricht O
Die Fermentation wird so gesteuert, daß wahlweise Biomasse, Primärmet about en, Sekundärmet about en oder Enzyme erzeugt oder mikrobielle Transformationen durchgeführt werden können0
Als alkanassimilierende an Erdöldestillat gebundene Mikroorganismen werden Hefen, Schimmelpilze oder Bakterien, insbesondere alkanassimilierende Hefestämme
der Gattungen Candida oder Lodderomyces und als nicht alkanassimilierende Mikroorganismen Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze verwendet»
Als Energiequelle für die alkanassimilierenden Mikroorganismen dient ein Kohlenwasser st off gemisch, z<> B0 Erdöldestillat, das η-Paraffine der Kettenlänge CjQ- C20 enthält«
IT ach der Abtrennung der Fermentationsprodukte, beispielsweise durch Ölflotation, die außerhalb des Fermentors durchgeführt wird, erfolgt die Rückführung der nicht alkanassimilierenden Mikroorganismen mit der wäßrigen Fnase in den Fermentor. Dadurch verlängert sich die Verweilzeit für die nicht alkanassimilierenden Mikroorganismenο
Für jeden einzelnen zurückgeführten Mikroorganismus verdoppelt sich die Verweilzeit„ Es erfolgt keine Auswaschung oder Verringerung der nicht alkanassimilierenden Mikroorganismen und somit können beide Mikroorganismenformen, alkanassimilierende an Erdöldestillat gebundene und nicht alkanassimilierende Mikroorganismen kontinuierlich nebeneinander kultiviert werden· Die Verweilzeit für die alkanassimilierenden an Erdöldestillat gebundenen Mikroorganismen ergibt sich aus der für den Fermentor eingestellten Durchflußrate, die der nicht alkanassimilierenden Mikroorganismen ist abhängig von der Durchflußrate des Fermentors und dem Rückführungsgrad der wäßrigen Phase· Je höher der Rückführungsgrad gehalten wird, desto langer ist die Verweilzeit, Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine Mikroorganismenpopulation kultiviert werden kann, für die die eingestellte Durchflußrate des Fermentors zu groß ist oder die in der stationären Wachstumsphase gehalten werden soll, während'ein zweiter Mikro-
Organismus simultan mit der unter den gewählten Bedingungen bestmöglichen Wachstumsrate kultiviert wird.»
Die Erfindung soll mit den folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden ohne sie dabei zu begrenzen·
Eine alkanassimilierende Hefe, Candida guilliermondii wurde in einem 5 1 Rührfermentor in einem mineralischen iJährsalzmedium und einem Erdöldestillat der.Kettenlänge C10 _ CpQ in an sich bekannter Y/eise kontinuierlich kultiviert«
Zu einem bestimmten Zeitpunkt wurden dem Permentor 100 ml einer Suspension der Hefe Trichosporon cutaneum zugegeben. Die Konzentration von Trichosporon betrug
5 x. 10^ Zellen/mlβ Im Fermentor wurde danach eine Konzentration von ca. 10 Trichosporon cutaneum -Zellen/ml bestimmt· Der Fermentor wurde mit einer Durchflußrate von 0,17 kontinuierlich betrieben» Die ausfließende Suspension wurde einer Dekantation unterworfene Beim Dekantationsprozeß ist die hefehaltige Ölphase als leichte Phase abgetrennte
Die wäßrige Phase wurde in den Fermentor zurückgeführt. Die Uährsaize wurden so dosiert, daß keine Limitationen an Uährsalzen und Spurenelementen auftreten konntene Die Konzentrationen beider Mikroorganismenpopulationen sowie die Konzentrationen an Fettsäuren und Kohlenhydraten im Fermentor .wurden bestimmt. Für Candida quilliermondii wurde die Biomassekonzentration (g/kg) "und für Trichosporon cutaneum die Zeilenzahl/ml bestimmt» Die Angaben für Kohlehydrate und Fettsäuren sind in mg/1 gegeben* Die Ergebnisse sind in Tabo 1 dargestellt.
Tab· 1 Mikroorganismenkonzentrationen, Kohlenhydrate und Fettsäuren im Fermentationsmedium bei Rückführung des Fermentationsprozesses
Candida quilliermondii (g/kg)
Trichosporon cutaneum (Zellen/ml)
Kohlen- Fetthydrate säuren
| 24 | 13,6 | 3,7 | X | 10 |
| 48 | 13,1 | 3,1 | X | 10 |
| 72 | 13,9 | 2,9 | X | 10 |
| 96 | 14,1 | 4,9 | X | 10 |
| 120 | 13,7 | 5,2 | 10 | |
| 144 | 12,9 | |||
| 168 | 13,8 | |||
| 192 | 14,0 | |||
| 480 | . 25 |
| 510 | 27 |
| 530 | 40 |
| 505 | 37 |
| 435 | 22 |
| 290 | 17 |
| 270 | 19 |
| 295 | 20 |
bestimmt 10 h nach Zugabe von Trichosporon cutaneum
Wurde der Prozeß ohne Rückführung betrieben, so waren nach 48 h keine Trichosporonzellen mehr, gemessen mit Zählkammer, nachweisbare
Die Ergebnisse zeigen, daß es durch Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung gelang, beide Hefen nebeneinander zu kultivieren» Die Werte an Kohlenhydraten und Fettsäuren verdeutlichen die erzielte Wirkung dieser Simultankultivierung» Trichosporon verwertet die im Prozeß anfallenden unerwünschten Kohlenhydrate, Fettsäuren und andere wertvolle biogene Substanzen, die sonst in das Abwasser gelangen und einen Verlust für das System darstellen würden,,
— 7 _
Eine alkanassimilierende Hefe, Lodderomyces elongisporus, wurde mit einem Erdöldestillat der Kettenlänge C.q - C„q als C- und Energiequelle und einer mineralischen Uähr- und Spurensalzlösung unter an sich bekannten Bedingungen kultivierte Der verwendete Stamm benötigt zur Erlangung seiner vollen Produktivität Biotino Aus diesem Grunde wurden der Kultur nach 72 h des kontinuierlichen Betriebes 100 ml einer Bakterien suspension zugeführt«, Die Konzentration der Bakteriensuspension betrug 10 Zellen/ml· Diese Bakterien setzen einen Stoff frei, der für den verwendeten Hefestamm einen wachstumsstimulierenden Effekt besitzt· Es wurden 3 Versuche durchgeführt:
1. Kultivierung der Hefe ohne Bakterienzugabe 2· Kultivierung der Hefe mit Bakterienzugabe, ohne Rückimpfung der wäßrigen Phase nach der Trennung 3· Kultivierung der Hefe mit Bakterienzugabe und Rückimpfung der wäßrigen Phase nach der Trennung
Zur Kontrolle des Prozesses wurde die Biomasse der Hefen sowie die Zellenzahl der Bakterien bestimmt„
t Expo 1 2 3
Hefetrockensubstanz Bakt erien/ml
24 13,8
48 13,9
72 13,3
96 14,1
120 19,7
14,0
168 12,9
Hefetrockensubstanz Bakterien/ml
Hefetrockensubstanz
Bakterien/ml
14,1
14,0
13,4 3,0
14,0 5
13,3
12,9
13,7
10
,8
χ 10l
ru n
η« Ώα no no
13,7
13,9
14,0 3,2 χ 10' 14,9 2,9 x 1-0' 19,7 4,9 15,6 7,3 15,1 9,6
10' 10
Die Ergebnisse zeigen deutlich den positiven Effekt der zugegebenen Bakterien auf die Hefekonzentration im Versuch 3·
Claims (1)
- rfindungsanspruchVerfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von
Mikroorganismen durch gleichzeitige Fermentation
zweier Hefen, wobei die eine Kohlenwasserstoffe
assimiliert, gekennzeichnet dadurch, daß die
alkanassimilierenden und nichtalkanassimilierenden Mikroorganismen simultan in einem Permentor mit einer Durchflußrate, die der Wachsturnsrate des schneller wachsenden alkanassimilierenden Mikroorganismus entspricht, fermentiert werden und die Abtrennung"der Kohlenwasserstoffgebundenen Mikroorganismen mit dem Kohlenwasserstoff außerhalb des !"ermentors bei gleichzeitiger Riickimpfung der. nichtalkanassimilierenden Mikroorganismen erfolgt, wobei als Mikroorganismen außer Hefen auch Bakterien eingesetzt werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23167981A DD210553A3 (de) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Verfahren zur kontinuierlichen kultivierung von mikroorganismen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23167981A DD210553A3 (de) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Verfahren zur kontinuierlichen kultivierung von mikroorganismen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD210553A3 true DD210553A3 (de) | 1984-06-13 |
Family
ID=5532284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD23167981A DD210553A3 (de) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Verfahren zur kontinuierlichen kultivierung von mikroorganismen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD210553A3 (de) |
-
1981
- 1981-07-13 DD DD23167981A patent/DD210553A3/de unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3535050C2 (de) | ||
| DE4000942A1 (de) | Mikroorganismus der species bacillus coagulans sowie ein verfahren zur herstellung von optisch reiner l(+)-milchsaeure | |
| DE102009009985A1 (de) | Verfahren zur Aufkonzentration von Mikroorganismen in wässrigen Substraten | |
| DE68919874T2 (de) | Alkalophile methanogene Bakterien und Fermentationsverfahren zur schnellen Methanproduktion. | |
| DE2408169C2 (de) | Herstellung von Ribonucleinsäure | |
| DE102010033442A1 (de) | Verfahren zur Aufkonzentration von Mikroorganismen in wässrigen Substraten | |
| DD210553A3 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen kultivierung von mikroorganismen | |
| DE69424765T2 (de) | Kontinuierliches Fermentationsverfahren für die optimale gleichzeitige Herstellung von Propionsäure und Vitamin B12 | |
| DE2757877C3 (de) | Herstellung von Biomassen | |
| AT392060B (de) | Verfahren zur biologischen reinigung von methanolhaltigen abwaessern | |
| EP0758398B1 (de) | Verfahren zur biotransformation von carbonsäuren in gegenwart eines mikroorganismus | |
| WO2009086811A2 (de) | Paenibacillus macerans zur erzeugung von biogas | |
| DD219794A5 (de) | Verfahren zur gewinnung einer das coenzym b tief 12 produzierenden fermentbruehe | |
| DE2311006A1 (de) | Verfahren zur proteinherstellung | |
| DE658764C (de) | Verfahren zur Zuechtung von fuer die Butylalkohol-Aceton-Gaerung geeigneten Bakterien | |
| DE665992C (de) | Verfahren zur Gewinnung von Butylalkohol, Aceton und Isopropylalkohol auf gaertechnischem Wege | |
| DE102008006101B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Erythrulose | |
| DD241086A1 (de) | Verfahren zur zuechtung von mikroorganismen unter unsterilen bedingungen | |
| DD254028A1 (de) | Verfahren zur kontrolle und steuerung von mikrobiellen stoffwandlungsprozessen | |
| DD227982A1 (de) | Verfahren zur abtrennung von mikroorganismen vorzugsweise hefen aus fermentationsloesungen | |
| DD124658B1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen auf der Basis kohlenhydrathaltiger Rohstoffe | |
| DD210300A1 (de) | Verfahren zur steuerung von prozessen der biotechnischen stoffwandlung | |
| DD205695A1 (de) | Verfahren zur kultivierung von mikroorganismen | |
| DD157865A3 (de) | Verfahren zur gewinnung mikrobieller biomasse | |
| DE3248420A1 (de) | Verfahren zur mikrobiologischen herstellung von gaerbruehen, die entweder nahezu ausschliesslich nebramycin-5' oder ein gemisch von nebramycin-2 und nebramicyn-5' in einem beliebigen im voraus festgesetzten verhaeltnis und nebramycin-4 enthalten und in diesem verwendbarer mikroorganismusstamm |