PL236517B1 - Sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania - Google Patents
Sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania Download PDFInfo
- Publication number
- PL236517B1 PL236517B1 PL428201A PL42820118A PL236517B1 PL 236517 B1 PL236517 B1 PL 236517B1 PL 428201 A PL428201 A PL 428201A PL 42820118 A PL42820118 A PL 42820118A PL 236517 B1 PL236517 B1 PL 236517B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- oxygen
- ozonation
- removing oxygen
- hours
- fermentation media
- Prior art date
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 title claims description 13
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title description 9
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title description 9
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 claims description 9
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 3
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- QIJRTFXNRTXDIP-UHFFFAOYSA-N (1-carboxy-2-sulfanylethyl)azanium;chloride;hydrate Chemical compound O.Cl.SCC(N)C(O)=O QIJRTFXNRTXDIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical class OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- 229920001174 Diethylhydroxylamine Polymers 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229960001305 cysteine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- FVCOIAYSJZGECG-UHFFFAOYSA-N diethylhydroxylamine Chemical compound CCN(O)CC FVCOIAYSJZGECG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 231100000507 endocrine disrupting Toxicity 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001523 saccharolytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest z sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania, przeznaczonych do beztlenowych procesów biotechnologicznych.
Ozonowanie stanowi skuteczną metodę sterylizacji pożywek fermentacyjnych na zimno, bez stosowania wysokich temperatur [Dziugan i wsp., Ozonation as an effective way to stabilize new kinds of fermentation media used in biotechnological production of liquid fuel additives, 2016], Zastosowanie ozonu w przetwarzaniu żywności zostało zatwierdzone przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków, jako środka przeciwdrobnoustrojowego do obróbki, przechowywania i przetwarzania żywności. Ozonowanie jest bezpieczną metodą usuwania związków toksycznych z wody pitnej, np. bisfenolu A, substancji zaburzającej gospodarkę hormonalną [Kusvuran i Yildirim, Kusvuran i Yildirim, Degradation of bisphenol A by ozonation and determination of degradation intermediates by gas chromatographymass spectrometry and liquid chromatography-mass spectrometry, 2013],
Sterylizacja pożywek fermentacyjnych poprzez ich ozonowanie zapewnia nie tylko zabicie mikroorganizmów zanieczyszczających brzeczki melasowe, ale także powoduje odbarwienie brzeczek, utlenienie inhibitorów procesów fermentacyjnych: SO2 i NO2 oraz związków powierzchniowo-czynnych
Problem w zastosowaniu ozonu jako czynnika wyjaławiającego stanowi wysoka pozostadłść tlenu w pożywce, która hamuje procesy biotechnologiczne prowadzone w warunkach beztlenowych, wynosząca ponad 16 mgO2/l w przypadku brzeczki o stężeniu wynoszącym 15°P [Dziugan i wsp., Ozonation as an effective way to stabilize new kinds of fermentation media used in biotechnological production of liquid fuel additives, 2016]. Natomiast konwencjonalne beztlenowe procesy biotechnologiczne powinny odbywać się w środowisku całkowicie pozbawionym wolnego tlenu lub z jego niewielkim dostępem, a wysokie stężenia tlenu powodują zahamowanie procesów biotechnologicznych prowadzonych z udziałem drobnoustrojów beztlenowych [Botheju i wsp., Oxygen effects in anaerobic digestion, 2009].
Znane są metody chemiczne usuwania tlenu ze środowiska wodnego za pomocą związków chemicznych. I tak w europejskim opisie patentowym EP0598384 przedstawiono metodę usuwania tlenu ze środowiska wodnego przy użyciu gazowego azotu, który pełni rolę reduktora nieorganicznego. Z kolei amerykańskie opisy patentowe US 4524015 i US 5178796 opisują adsorpcje tlenu przy użyciu kwasu askorbinowego oraz usuwanie tlenu za pomocą soli kwasu ketoglukonowego.
Powszechnie stosowną metodą usuwania tlenu z pożywek jest użycie tiosiarczanu sodu Na2S2O3, jednakże powoduje to wzrost ilości sodu w środowisku reakcji, co może prowadzić do zaburzenia procesów beztlenowych oraz powoduje wzrost zasolenia [Sinha i wsp., Alternative methods for dissolved oxygen removal from water: a comparative study, 2000], Do usunięcia tlenu z wody mogą być także wykorzystywane siarczki nieorganiczne - jako reduktory nieorganiczne, jednakże ich obecność w brzeczkach fermentacyjnych może zaburzać wzrost i metabolizm drobnoustrojów [Luther i wsp., Thermodynamics and kinetics of sulfide oxidation by oxygen: A look at inorganically controlled reactions and biologically mediated processes in the environment, 2011; Fukushima i wsp., Use of photocatalytic reduction to hasten preparation of culture media for saccharolytic Clostridium species, 2003], Z kolei wykorzystanie organicznych siarczków nie jest stosowane sensu stricte do usunięcia tlenu tylko do procesów utlenienia siarczków organicznych, w wyniku czego powstają sulfotlenki i sulfony [Sun i wsp., Removal of malodorous organie sulfides with molecular oxygen and visible light over metal phthalocyanine, 2008], Znane są też metody usunięcia resztkowego tlenu oparte na użyciu hydrazyny i N,N-dietylohydroksyloaminy (DEHA), ale wymagają one podwyższonej temperatury, zaś same te substancje redukujące są toksyczne i działają negatywnie na środowisko biotyczne [Sinha i wsp., Alternative methods for dissolved oxygen removal from water: a comparative study, 2000], Stosowano również chlorowodorek cysteiny jako czynnik redukujący i obniżający potencjał redox [Mould i wsp., A review and simplification of the in vitro incubation medium, 2005].
Celem wynalazku jest opracowanie skutecznego sposobu usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych po procesie ozonowania, bez konieczności stosowania związków chemicznych mogących zaburzać procesy biotechnologiczne.
Sposób usuwania tlenu z pożywek sterylizowanych metodą ozonowania, wykorzystywanych do beztlenowych procesów biotechnologicznych, na drodze chemicznej, według wynalazku polega tym, że do pożywki, po sterylizacji metodą ozonowania dodaje się FeSO4 w ilości od 0,02 g/l do 1 g/l, po czym prowadzi się inkubację ; w temperaturze od 15 do 30°C w czasie od 6 godzin do 30 godzin.
Korzystnie jako podłoża stosuje się brzeczki słodowe i melasowe.
Korzystnie jako podłoża stosuje się brzeczki o stężeniu od 2 do 15°P.
PL 236 517 B1
Sposób według wynalazku pozwala na usunięcie tlenu z pożywki bez konieczności stosowania związków chemicznych mogących zaburzać procesy biotechnologiczne.
FeSO4 jest również wykorzystywane do suplementacji żelaza u ludzi i zwierząt oraz do wzbogacenia w źródło żelaza pożywek wykorzystywanych w procesach biotechnologicznych. Sól ta jest ponadto tania i łatwo dostępna.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady oraz rysunek, na którym:
Fig. 1. przedstawia wykres dynamiki usuwania tlenu z brzeczki słodowej 15°P przy użyciu FeSO4 w dwóch różnych dawkach 0,01 g /500 ml oraz 0,1 g/500 ml;
Fig. 2. przedstawia wykres dynamiki usuwania tlenu z brzeczki melasowej 2°P przy użyciu FeSO4, w dwóch różnych dawkach 0,01 g /500 ml oraz 0,1 g/500 ml.
P r z y k ł a d 1
Do reaktora o pojemności 11 wprowadzono 500 ml pożywki słodowej o zawartości ekstraktu 15°P i poddano ją procesowi ozonowania w czasie 20 min, przy przepływie 0,4 ml na minutę przy stężeniu ozonu 100 g na m3. Następnie do ozonowanej pożywki o zawartości tlenu ponad 16 mg 02/l wprowadzono FeSO4 w dawkach 0,1 g/500 ml lub 0,01 g/500 ml, a następnie zawiesinę pozostawiono w temp. 25°C na okres 26 godzin. Pomiary stężenia tlenu dokonywane były w sposób ciągły za pomocą tlenomierza CO - 551 podłączonego do komputera.
Wyniki przedstawiono na Fig 1.
Wykazano, że zastosowanie FeSO4 w dawce 0,1 g/500ml powoduje usunięcie tlenu z brzeczki słodowej do poziomu 0 mg/l w czasie 6 godzin, natomiast w dawce 0,01g/500 ml odpowiednio w czasie 26 godzin (zawartość tlenu 0,83 mg 02/l).
P r z y k ł a d 2
Do reaktora o pojemności II wprowadzono 500 ml pożywki melasowej o zawartości ekstraktu 2°P i poddano ją procesowi ozonowania w czasie 20 min, przy przepływie 0,4 ml na minutę przy stężeniu ozonu 100 g O3 na m3. Następnie do ozonowanej pożywki o zawartości tlenu ponad 16 mg O2/l wprowadzono FeSO4 w dawkach 0,1 g/500 ml lub 0,01 g/500 ml, a następnie zawiesinę pozostawiono w temp. 25°C na okres do 30 godzin. Pomiary stężenia tlenu dokonywane były w sposób ciągły za pomocą tlenomierza CO - 551 podłączonego do komputera.
Wyniki przedstawiono na Fig 2.
Wykazano, że zastosowanie dawki 0,1 g/500ml powoduje usunięcie tlenu z brzeczki słodowej do poziomu 0 mg/l w czasie 13 godzin, natomiast w dawce 0,01g/500 ml odpowiednio w czasie 30 godzin (zawartość tlenu 0,86 mg 02/l).
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób usuwania tlenu z pożywek sterylizowanych metodą ozonowania wykorzystywanych do beztlenowych procesów biotechnologicznych, na drodze chemicznej, znamienny tym, że do pożywki po sterylizacji metodą ozonowania dodaje się FeSO4 w ilości od 0,02 g/l do 1 g/l, po czym prowadzi się inkubację w temperaturze od 15 do 30°C w czasie od 6 godzin do 30 godzin.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako podłoża stosuje się brzeczki słodowe i melasowe.
- 3. Sposób według zastrz. 1, albo znamienny tym, że jako podłoża stosuje się brzęczki 2 do 15°P.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL428201A PL236517B1 (pl) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL428201A PL236517B1 (pl) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL428201A1 PL428201A1 (pl) | 2020-06-29 |
| PL236517B1 true PL236517B1 (pl) | 2021-01-25 |
Family
ID=71124821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL428201A PL236517B1 (pl) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236517B1 (pl) |
-
2018
- 2018-12-17 PL PL428201A patent/PL236517B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL428201A1 (pl) | 2020-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Michael et al. | Solar photo-Fenton oxidation followed by adsorption on activated carbon for the minimisation of antibiotic resistance determinants and toxicity present in urban wastewater | |
| Bullock et al. | Ozonation of a recirculating rainbow trout culture system I. Effects on bacterial gill disease and heterotrophic bacteria | |
| Arslan-Alaton et al. | Photo-Fenton-like and photo-fenton-like oxidation of Procaine Penicillin G formulation effluent | |
| RU2385927C2 (ru) | Ингибирование образования биогенного сульфида посредством комбинации биоцида и метаболического ингибитора | |
| Davidson et al. | Evaluating the effects of prolonged peracetic acid dosing on water quality and rainbow trout Oncorhynchus mykiss performance in recirculation aquaculture systems | |
| Pedersen et al. | Decay of peracetic acid in seawater and implications for its chemotherapeutic potential in aquaculture | |
| SA519402561B1 (ar) | وسط تخمير جديد لنمو البكتيريا المحبة للميثان وطريقة لإنتاج هذا الوسط | |
| Kabanov et al. | Evaluation of the influence of drug complex formation on the efficiency of water conditioning with reagents for tetracycline | |
| US7255796B2 (en) | Method of preventing hydrogen sulfide odor generation in an aqueous medium | |
| Liu et al. | A new disposal method for systematically processing of ceftazidime: the intimate coupling UV/algae-algae treatment | |
| CN110526486A (zh) | 一种高盐制药废水处理方法 | |
| AU2005256100A8 (en) | Method for treating ship ballast water | |
| Cao et al. | Impacts of Ag and Ag2S nanoparticles on the nitrogen removal within vertical flow constructed wetlands treating secondary effluent | |
| KR101430778B1 (ko) | 가금 가공에서의 미생물 및 환경 제어 방법 | |
| Parashar et al. | Multi-antibiotics removal under UV-A light using sol-gel prepared TiO2: Central composite design, effect of persulfate addition and degradation pathway study | |
| JP2015192627A (ja) | 閉鎖型養殖システム及び養殖水の浄化方法 | |
| US20220242766A1 (en) | Wastewater treatment apparatus and wastewater treatment method | |
| Burkett et al. | A NOVEL CHLORAMINE COMPOUND FOR WATER DISINFECTION 1 | |
| US4920141A (en) | Synergistic biocides of certain nitroimidazoles and aldehydes | |
| Guimaraes et al. | Inactivation of Clostridium perfringens, total coliforms, and Escherichia coli by UV/H2O2 in wastewater treatment plant effluent | |
| EP2282635A1 (en) | Process and composition for purification of household water | |
| US20090280984A1 (en) | Method of Inhibiting the Growth of Algae | |
| JP2017176146A (ja) | 閉鎖循環型陸上養殖におけるアンモニア処理方法及び閉鎖循環型陸上養殖装置 | |
| US20060073112A1 (en) | Method of preventing hydrogen sulfide odor generation in an aqueous medium | |
| PL238196B1 (pl) | Sposób usuwania tlenu z pożywek fermentacyjnych sterylizowanych metodą ozonowania |