UA59862A - Спосіб отримання біологічно-активних речовин - Google Patents
Спосіб отримання біологічно-активних речовин Download PDFInfo
- Publication number
- UA59862A UA59862A UA20021210628A UA20021210628A UA59862A UA 59862 A UA59862 A UA 59862A UA 20021210628 A UA20021210628 A UA 20021210628A UA 20021210628 A UA20021210628 A UA 20021210628A UA 59862 A UA59862 A UA 59862A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- biosynthesis
- nutrient medium
- medium
- culture
- biomass
- Prior art date
Links
- 239000013543 active substance Substances 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 title abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 46
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000013076 target substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 6
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 10
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000835006 Leptadenia pyrotechnica Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Спосіб отримання біологічно-активних речовин включає підготовку живильного середовища, підготовку культури для вирощування, процес біосинтезу і виділення цільових речовин. При цьому біосинтез виконують з використанням живильного середовища, яке відокремлене від біомаси клітин бактеріологічною мембраною.
Description
Опис винаходу
Винахід відноситься до харчової, мікробіологічної та фармацевтичної промисловості і призначається для 2 одержання біологічно-активних речовин, продуктів функціонального призначення, лікарських засобів тощо з використанням системи КТІОЛ (Система КТІОЛ для виробництва якісної і конкурентоспроможної продукції /Наукові праці УДУХТ, Мо10 (спецвипуск), 4.2, Матеріали 7-ї Міжнародної науково-технічної конференції "Пріоритетні напрями впровадження у харчову промисловість сучасних технологій, обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення", Київ, УДУХТ 23-25 жовтня 2001. - С.65-66). 70 Відомі способи отримання біологічно-активних речовин, які включають підготовку поживного середовища, підготовку культури для вирощування, процес біосинтезу і виділення цільових речовин з використанням відомих прийомів розділення фаз, їх концентрування тощо (Управляемьй микробньй синтез /Межиня Г.Р., Цедере З.В.
ПРига, Зинатне, 1973, С.85-92; Основу культивирования микроорганизмов и клеток / Перт Дж./М.: Мир, 1977 тощо). 12 В відомих біотехнологічних процесах на стадії отримання і виділення цільового продукту припадає значна частина експлуатаційних витрат. Так наприклад співвідношення витрат на обробку продукту до витрат на його біосинтез становить при отримані ферментів - 2:1, при отримані антибіотиків (пеніциліну) 1:11 тощо. Тому актуальним с створення нових способів біосинтезу, які дозволять розробити нові біотехнології отримання цільових продуктів при зменшені загальних витрат на їх виробництво.
Найбільш близьким до заявленого винаходу за спільністю технічних ознак, вибраний як прототип, с спосіб отримання біологічно-активного продукту у модульному апараті. (Біосинтез лізину у модульному апараті, ХіПП, 7/2001, с.17). Згідно способу отримання біологічно-активних речовин виконується шляхом підготовки поживного середовища, підготовки культури для вирощування, процес біосинтезу та виділення лізину.
До недоліків способу слід віднести значні витрати стерильного повітря па виконання процесу аерації поживного середовища (1:1), періодичність процесу біосинтезу та пов'язані з цим додаткові експлуатаційні і « загальні витрати.
В основу винаходу поставлена задача створення способу отримання біологічно-активних речовин шляхом введення нових умов процесу біосинтезу.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання біологічно-активних речовин, який включає с підготовку поживного середовища, підготовку культури для вирощування, процес біосинтезу і виділення цільових «о речовин, біосинтез виконують з використанням поживного середовища, яке відокремлене від біомаси клітин бактеріологічною мембраною, із споживанням мікроорганізмами кисню із газової суміші. со
Крім того вирішується також і тим, що процес біосинтезу виконується в біореакторі модульної конструкції, Ге») який включає по меншій мірі два модулі. 3о Крім того вирішується також і тим, що для забезпечення умов біосинтезу вміст поживних речовин у о середовищі підтримується за рахунок введення свіжого середовища.
Крім того вирішується також і тим, що вміст цільових продуктів у поживному середовищі підтримується за рахунок постійного оновлення середовища у часі при чому збільшення біомаси культури не контролюється. «
Крім того вирішується також і тим, що у якості газової суміші використовують по меншій мірі газову суміш З 50 повітря. с Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом полягає у з» тому, що вказана сукупність ознак забезпечує можливість отримання біологічно-активних речовин і створює можливість використання біологічно-активних речовин у продуктах функціонального призначення.
Такий результат забезпечується наступним. Відомо, що біологічно-активні речовини отримують шляхом підготовки поживного середовища, підготовки культури для вирощування, проведення процесу біосинтезу і і-й наступного виділення цільових речовин. Але не відомі очевидні закономірності способу біосинтезу і відповідні (се) технологічні прийоми для вирішення поставленої задачі.
Спосіб і технологічні прийоми, що пропонуються, визначені експериментами. В результаті цього встановлено, бо що отримання біологічно-активних речовин у порівняні з відомими технологіями забезпечується при ведені б 20 процесу біосинтезу з використанням поживного середовища, яке відокремлене від біомаси клітин бактеріологічною мембраною, із споживанням мікроорганізмами (клітинами культури) кисню із газової суміші, яка із включає по меншій мірі газову суміш повітря.
Важливим фактором впливу на отримання цільових продуктів є те, що процес біосинтезу виконується в біореакторі модульної конструкції, який включає по меншій мірі два модулі. Для забезпечення умов біосинтезу 25 вміст поживних речовин у середовищі підтримується за рахунок введення свіжого середовища, а вміст цільових в. продуктів у поживному середовищі підтримується за рахунок постійного оновлення середовища у часі при чому збільшення біомаси культури не контролюється.
Кількість модулів біорсактору, що використовуються, визначається задачею, яка поставлена (вилучення цільових продуктів, кількість стадій, оптимізація процесу біосинтезу тощо). бо Спосіб здійснюється наступним чином.
У двохмодульному біореакторі модуль 1 використовується для поживного середовища (модуль середовища).
Модуль 2 біореактору (модуль вирощування біомаси) відділений від модулю 1 бактеріологічною мембраною.
Модулі біореактору попередньо стерилізуються.
У модуль 1 вводиться поживне середовище, яке подається із напірного баку. Склад поживного середовища бо відповідає виробничому регламенту. Наприклад для культури І-лізину: розчин меляси концентрацією па редукуючи речовини 8905, кукурудзяний екстракт на сухі речовини 495, солей мінерального азоту 295, фосфорних солей (па Р2О5) 0.1905.
Модуль 1 наповнюється до рівня розміщення бактеріологічної мембрани і її змочування. Після цього в модуль 2 стерильно вводиться суспензія культури (продуценту), що використовується для біосинтезу, із розрахунку наприклад 1095 від об'єму поживного середовища. З цього моменту починається процес біосинтезу. Контроль і управління процесом виконуються наступним чином. У пробах, що періодично відбираються, аналізується вміст (рівень накопичення) цільового біологічно-активного продукту у г/л. При досягненні необхідного рівня вмісту (концентрації) цільового продукту вводиться режим протоку середовища у модулі 1 із швидкістю, що забезпечує 70 заданий рівень концентрації продукту. Поживне середовище вводиться із напірної ємкості, а нативний розчин (середовище із цільовим продуктом) збирається в приймальній ємкості. Таким чином біомаса клітин не знаходячись в поживному середовищі через бактеріологічну мембрану виконує біосинтез біологічно-активних речовин.
Процес біосинтезу (по скільки метою є власне цей процес) може бути достатньо тривалим у часі, так як відбувається постійне видалення нативного розчину, що вміщує біологічно-активні речовини (цільовий продукт), в той час як культура (продуцент) накопичує біомасу зовні, тобто не знаходячись у поживному середовищі. При чому збільшення біомаси клітин культури не контролюється. У якості газової суміші, що вміщує кисень, використовують підготовлену газову суміш повітря.
Контроль розвитку популяції клітин (мікроорганізмів) виконується в даному випадку тільки через показник го активності біосинтезу. Культура клітин росте в умовах природного (або близького до природного) надходження повітря без примусової аерації.
Управління біосинтезом виконується через: - швидкість надходження поживного середовища в модуль; - шляхом періодичної подачі повітря в модуль для перемішування нативного середовища; - шляхом підтримання оптимальної температури нативного середовища. Термостатування процесу біосинтезу виконується за рахунок теплообмінних устроїв внутрішнього і/або зовнішнього розміщення. Підтримку « температури виконують включенням - виключенням термоелементів у модулі Мабо подачею води у рубашку біореактору.
Приклад 1. Режим стерилізації модулів: температура - 12070. тиск 12Мпа, тривалість ЗО хвилин. Для процесу су зо біосинтезу використано культуру І-лізину Вгемірасіегішт зр 22. Режим біосинтезу: температура З0ж12С, тривалість процесу до введення режиму протоку - 72 голини, переміщування поживного середовища - ікс, періодичне. со
У модуль 1 вводиться поживне середовище, яке подасться із напірного баку. Склад поживного середовища відповідає виробничому регламенту. Ме
Модуль 1 наповнюється до рівня розміщення бактеріологічної мембрани і її змочування. Після цього в модуль ю 2 стерильно вволиться суспензія вирощеної культури (продуценту), із розрахунку 1095 від об'єму поживного середовища. З цього моменту починається процес біосинтезу. У пробах, що періодично відбираються, аналізується вміст лізину у г/л. При досягненні концентрації лізину через 72 години З0г/л вводиться режим протоку середовища у модулі 1 із швидкістю, що забезпечує заданий рівень концентрації лізину. Поживне « бередовище вводиться із напірної ємкості, а нативний розчин (середовище з лізином) збирається в приймальній ств) с ємкості. Таким чином біомаса клітин не знаходячись в поживному середовищі через бактеріологічну мембрану виконує біосинтез лізину. ;» Процес біосинтезу може бути достатньо тривалим у часі, гак як відбувається постійне видалення нативного розчину, що вміщує лізин, в той час як культура (продуцент) накопичує біомасу зовні, тобто це знаходячись у поживному середовищі. При чому збільшення біомаси клітин культури не контролюється. У якості газової суміші, с що вміщує кисень, використовують підготовлену газову суміш повітря.
Контроль розвитку популяції клітин (мікроорганізмів) виконується в даному випадку тільки через показник і, активності біосинтезу. Культура клітин росте в умовах природного (або близького до природного) надходження
Го! повітря без примусової аерації.
Приклад 2 виконували аналогічно описаному. Для процесу біосинтезу використано культуру Юеїргискії - ЗА.
Ме, Режим біосинтезу: температура 50-17С, режиму протоку введено при досягненні в поживному (нативному)
Ге середовищі концентрації молочної кислоти 17пл. Процес біосинтезу може бути достатньо тривалим у часі, так як відбувається постійне видалення нативного розчину, що вміщує молочну кислоту, в той час як культура (продуцент) накопичує біомасу зовні, тобто не знаходячись у поживному середовищі. При чому збільшення біомаси клітин культури не контролюється. У якості газової суміші, що вміщує кисень, використовують підготовлену газову суміш повітря.
Р Приклад З виконували аналогічно описаному в прикладі 1. Для процесу біосинтезу використано культуру
Авр.підег штам Р-1. Режим біосинтезу: температура 30-17С. Концентрація меласи у поживному середовищі збільшена до 2095. Режим протоку введено при досягненні в поживному (нативному) середовищі концентрації бо лимонної кислоти 50пл. Процес біосинтезу може бути достатньо тривалим у часі, так як відбувається постійне видалення нативного розчину, що вмішує лимонну кислоту, в той час як культура (продуцент) накопичує біомасу зовні, тобто не знаходячись у поживному середовищі. При чому збільшення біомаси клітин культури не контролюється. У якості газової суміші, що вміщує кисень, використовують підготовлену газову суміш повітря.
Наведені признаки способу по винаходу дозволяють: 65 - виконувати процес біосинтезу тривалий час без додаткової підготовки посівного матеріалу (культури - продуценту);
- виконувати процес біосинтезу практично безперервно або безперервно-циклічно; - зменшити експлуатаційні витрати та знизити собівартість біологічно-активних речовин і відповідно цільових продуктів з їх використанням.
Таким чином спосіб по винаходу дозволяє отримувати біологічно-активні речовини з використанням нових технічних і технологічних рішень процесу біосинтезу в біореакторах модульної конструкції.
Використання способу дозволить розширити асортимент біологічно-активних речовин і продуктів харчового і функціонального призначення.
Claims (5)
1. Спосіб отримання біологічно-активних речовин, який включає підготовку живильного середовища, підготовку культури для вирощування, процес біосинтезу і виділення цільових речовин, який відрізняється тим,
,)5. ЩО біосинтез виконують з використанням живильного середовища, яке відокремлене від біомаси клітин бактеріологічною мембраною, з споживанням мікроорганізмами кисню із газової суміші.
2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що процес біосинтезу виконується в біореакторі модульної конструкції, який включає щонайменше два модулі.
3. Спосіб по пп. 1 і 2, який відрізняється тим, що для забезпечення умов біосинтезу вміст живильних речовин го У середовищі підтримується за рахунок введення свіжого середовища.
4. Спосіб по пп. 1-3, який відрізняється тим, що вміст цільових продуктів у живильному середовищі підтримується за рахунок постійного оновлення середовища у часі, причому збільшення біомаси клітин культури не контролюється.
5. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що як газову суміш використовують повітря. тими " дл" " : : - « Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 9, 15.09.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. с (Се) с (22) І в)
- . и? 1 се) (ее) (22) Ко) 60 б5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20021210628A UA59862A (uk) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Спосіб отримання біологічно-активних речовин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20021210628A UA59862A (uk) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Спосіб отримання біологічно-активних речовин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA59862A true UA59862A (uk) | 2003-09-15 |
Family
ID=74220637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20021210628A UA59862A (uk) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Спосіб отримання біологічно-активних речовин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA59862A (uk) |
-
2002
- 2002-12-26 UA UA20021210628A patent/UA59862A/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8043848B2 (en) | Biological reaction method and bioreactor | |
| CN100523167C (zh) | 细胞培养系统 | |
| US20140099679A1 (en) | System and method for producing biomaterials | |
| EP2130906B1 (en) | Method for the supply of growth components to cell cultures | |
| CN102296102B (zh) | 微生物法生产葡萄糖酸盐的控制方法 | |
| JPS63133978A (ja) | 細胞培養装置 | |
| US20100093050A1 (en) | Biotechnical and microbiological production method and equipment | |
| UA59862A (uk) | Спосіб отримання біологічно-активних речовин | |
| Van Gulik et al. | The application of continuous culture for plant cell suspensions | |
| WO2018164586A1 (en) | System for cultivating aquatic organisms by producing feed for the aquatic animals from waste products emanating from said cultivation, particularly carbon dioxide isolated by ultrasound | |
| RU2559553C1 (ru) | Способ получения ксантана | |
| RU2354135C2 (ru) | Способ переработки отходов растительного сырья | |
| Khayum et al. | A summary of the use of microbial cell culture | |
| Fraser et al. | Quorus bioreactor: a new perfusion-based technology for microbial cultivation | |
| RU2399665C1 (ru) | Способ получения стефарина сульфата в культуре клеток растения стефания гладкая | |
| Chitra et al. | Lab scale studies on submerged liquid fermentation (SLF) and solid-state fermentation (SSF) | |
| CN100360667C (zh) | 透性化细胞海藻糖合酶及其制备和用途 | |
| Gutiérrez-Correa et al. | Characteristics and techniques of fermentation systems | |
| RU2596924C1 (ru) | Способ реализации ферментационных процессов и аппарат для его осуществления | |
| Showkat et al. | Fermenters and Bioreactor Systems: An Overview for Practical Applications and Current Trends | |
| Maheswari et al. | INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY | |
| US20210371887A1 (en) | Method and apparatus for the utilization of zero fiber and other side streams | |
| RU2755727C2 (ru) | Способ культивирования метанокисляющих бактерий | |
| US20230357816A1 (en) | Method and apparatus for the utilization of zero fiber and other side streams | |
| SU498940A1 (ru) | Способ получени -лизина |