DD287729A5

DD287729A5 - Verfahren zur erhoehung der biomasse bei der kultivierung rhizoeffektiver bakterien

Info

Publication number: DD287729A5
Application number: DD33264689A
Authority: DD
Inventors: Guenter Ruhland; Horst Unger; Otto Jahn; Ramona Drechsler; Ingrid Pfleger; Christof Herrmann
Original assignee: Adl,Fz Fuer Bodenfruchtbarkeit Muencheberg,De
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhoehung der Biomasse bei der Kultivierung rhizoeffektiver Bakterien. Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz bestimmter Suppline in Form von Alkanen eine Steigerung der Zellausbeute bei rhizoeffektiven Bakterien, ohne die C- und N-Bilanz der Naehrloesung insgesamt zu veraendern, zu erreichen. Erfindungsgemaesz wird dies dadurch erreicht, dasz der Kulturloesung fuer die Fermentation der Gattungen Cytophaga spec., Arthrobacter spec., Pseudomonas spec., Agrobacterium spec. und Flavobacterium spec. Alkane in den Konzentrationen von 50-100 Mikroliter pro Liter Kulturloesung zugesetzt werden. Der Zusatz erfolgt nach der Sterilisation der Kulturloesung vor oder nach Beimpfen der Kultur. Die Erfindung kann in der Pflanzenproduktion fuer Bakterienimpfpraeparate zur Beschleunigung und Steigerung des Wurzelwachstums angewendet werden.{Fermentation; Wachstumsaktivatoren; Verfahren; Suppline; rhizoeffektive Bakterien; Alkane; Biomasse}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Biomasse bei der Kultivierung rhizoeffektiver Bakterien. Die Erfindung kann in der Pflanzenproduktion für Bakterienimpfpräpardte zur Beschleunigung und Steigerung des Wurzelwachstums angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Frage der Steigerung der Zellausbeute durch physikalische, chemische oder biologische Beeinflussung des Fermentationsvorganges spielt bei allen Optimierungsverfahren in der mikrobiologischen Industrie eine entscheidende Rolle. Die biologische Steuerung und Optimierung geschieht in erster Linie durch eine Veränderung der Nährlösung bzw. durch die Zugabe von Supplinen oder Wachstumsfaktoren (Aminosäuren, Vitamine, Purine). Dia Bedürftigkeit der Bakterien an diesen Supplinen ergibt sich aus genetischen Dofekton oder dem Unvermögen der Mikroorganismen, bestimmte zum Grundbestand der Zelle gehörenden Verbindungen selbst zu synthetisieren. Die in der Erfindung verwendeten Suppline gehören bisher nicht in die Kategorie der Bakterienwuchsstoffe oder Wachstumsaktivatoren.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist e η Verfahren, mit dem es möglich ist, die Zellausbeute bei rhizoeffektiven Bakterien durch Zusatz von

bestimmten Suppline ι, ohne die C- und N-Bilanz der Nährlösung zu verändern, zu steigern.

Das Verfahren soll slcli durch minimierten materiell-technischen und finanziellen Aufwand auszeichnen. Darlegung Cm Wesens der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch den Einsatz bisher nicht bekannter Suppline für rhizosphäre Bakterien, ohne Veränderung der C- und N-Bilanz der Nährlösung eine Steigerung der Zellausbeute im Schüttelkolben und im Fermenter zu

erzielen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Kulturlösung für die Fermentation der Gattungen Flavobakterium spec, Arthrobacter spec, Cytophaga spec, Pseudomonas spec und Aerobacterium spac. Alkane {Kettenlänge C₁₅ bis C₁₈) in den Konzentrationen von 50-100 Mikroliter pro Liter Kulturlösung zugosetzt werden. Der Zusatz erfolgt nach der Sterilisation der Kulturlösung vor oder nach Beimpfen der Kultur. Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll anhand der nachführenden Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Beispiel 1 (Kontrollvariante) Die Fermentation der rhizosphären Bakterien läuft jeweils über eine Dauer von 3 Tagen bei einer Temperatur von 25 Grad Celsius

im Fermentor (Totalvolumen 5000ml) ab.

Das Produktionsmedium besteht dabei aus:

. 20g/l Melasse

20g/l Maisquellwasserhydrolysat 1 g/l KHjPO₄ 2g/i;vlgSO4X7H₂O 5 g/l NaCI

Die Sterilisation der Nährlösung erfolgt außerhalb des Fermentors als Standkultur bei 121 Grad Celsius in einem Zeitraum von 30min. Der pH-vVert nach der Sterilistion, beträgt 7,0-7,2. Die Beimpfung des Fermentors erfolgt danach mit einer 48 Stunden alten mediumsgleichen Vorkultur aus Schüttelkolben. Die Inokulummenge beträgt 10Vol.-%. Die Biomasse wurde durch Zentrifugation abgetrennt, die Trockengewichtsbestimmung erfolgte im Zentrifugenröhrchen 3 Stunden bei 105 Grad Celsius. Die Trockengewichte sind das Ergebnis von Dreifachbestimmungen.

Ergebnis	Gattung	Trockengewicht (g/l)
72 Stunden Kultur	Flavobacterium	5,22
	Arthrobacter	10,13
	Cytophaga	3,05
	Pseudomonas	9,36
	Agrobacterium	5,55

Beispiel 2 Es wird analog Beispiel 1 verfahren, wobei nach Beimpfung des Fermentors 6 χ 10~⁴mg Biotin pro Liter Fermentationslösung

steril zugegeben werden. Biotin wirkt stark zellvermehrend und ist ein gängiger Wuchsstoff.

Ergebnis	Gattung	Trockengewicht (g/l)
72 Stunden Kultur	Flavobacterium	6,00
	Arthrobacter	11,00
	Cytophaga	3,55
	Pseudomonas	10,48
	Agrobacterium	6,35

Biotin erhöht die Zellausbeute um 10-15%. Beispiel 3 Es wird analog Beispiel 1 verfahren, wobei nach Beimpfung des Fermentors 3 χ 10~²mg p-Aminobenzoesäure pro Liter Fermentationslösung steril zugegeben werden. p-Aminobenzoesäure ist ein spezifischer Bakterienwuchsstoff.

Ergebnis	Gattung	Trockengewicht (g/l)
72 Stunden Kultur	Flavobact&rium	4,95
	Arthrobacter	9,50
	Cytophaga	2,92
	Pseudomonas	10,30
	Agrobacterium	6,01

p-Aminobenzoesäure vermindert die Zellausbeute bei Flavobacterium, Arthrobacter und Cytophaga bis zu 5%, während bei Pseudomonas und Agrobacterium die Zellausboute um 8-10% gesteigert wird.

Beispiel 4 Es wird analog Beispiel 1 verfahren, wobei nach Bsimpfung des Fermentors 80 Mikroliter Pentadecan (Alkan C)S-CH₃ (CH₂Ii₃CH))

pro Liter Fermentationslösung steril zugegeben werden.

Ergebnis	Gattung	Trockengewicht (g/l)
72 Stunden Kultur	Flavobacterium	6,80
	Arthrobacter	12,78
	Cytophaga	3,85
	Pseudomonas	11,40
	Agrobacterium	6,71

Pentadecan steigt die Zellausbeute bis zu 30%, bei Pseudomonas und Agrobacterium bis zu 22%. Beispiels Es wird analog Beispiel 1 verfahren, wobei nach Beimpfung des Fermentors 60 Mikroliter Hexadecan (Alkan Ci₆-CH₃ (

pro Liter Fermentationslösung steril zugegeben werden.

Ergebnis	Gattung	Trockengewicht (g/l)
72 Stunden Kultur	Flavobacterium	6,36
	Arthrobacter	12,58
	Cytophaga	3,88
	Pseudomonas	11,51
	Agrobacterium	6,77

Hexadecan steigt die Zellausbeute bis zu 26%.

Beitplel β

Es wird analog Beispiel 1 verfahren, wobei nach Beimpfung des Fermentors 100 Mikroliter Octadecan (Alkan Ci₈-CH₃ (CH₂

pro Ll,er Fermentationslösung steril zugegeben werden.

Ergebnis	Gattung	Trockengewicht (g/l)
72 Stunden Kultur	Flavobacterium	6,52
	Arthrobacter	12,45
	Cytophaga	3,75
	Pseudomonas	11,23
	Agrobacterium	6,68

Octadocan steigert die Zellaufbouto bis zu 25%.

Claims

1. Verfahren zur Erhöhung der Biomasse bei der Kultivierung rhizoeffektiver Bakterien, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulturlösung Suppline in Form von Alkanen zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkane Pentadecan- Alkan C₁₅-CH₃ (CH₂)i₃CH₃

Hexadecan - Alkan C₁₈-CH₃ (CH₂J₁₄CHj
Cktadecan - AIkBnC₁₈-CH₃(CH₂J₁₆CH₃OdOr
eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkane in den Konzentrationen von 50-100 Mikroliter pro Liter Fermentationslösung, vorzugsweise 80 Mikroliter pro Liter Fermentationslösung, eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß rhizoeffektive Bakterien der Gattungen

Flavobacterium spec.
Arthrobacter spec.
Cytophaga spec.
Pseudomonas spec, oder
Agrobacterium spec,
verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff/Stickstoff-Status der Nährlösung unverändert bleibt.