способ приготовления питательной среды для культивирования микроорганизмов

Формула изобретения

Способ приготовления питательной среды для культивирования микроорганизмов, включающий кипячение белоксодержащего раствора, охлаждение, отделение надосадочного слоя путем центрифугирования или фильтрации, нагрев его до 120С в течение 30 мин, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащего раствора используют сок из зеленой массы люцерны, кипячение которого проводят в течение 3-5 мин, и перед автоклавированием доводят значение рН надосадочного слоя до 7,0-7,2, затем разбавляют его водой в соотношении 1:1 по объему и добавляют мел до 0,5% по массе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к технологии приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов.

Известен способ приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов, включающий взвешивание компонентов, смешивание и растворение в воде при следующих соотношениях масс на 1000 мл дистиллированной воды: картофельный крахмал 20 г, пептон 5 г, дрожжевой автолизат 0,2 г, калий фосфорнокислый однозамещенный 0,5 г, калий фосфорнокислый двузамещенный 0,5 г, сульфат магния 0,5 г, хлористый натрий 0,5 г, сульфат железа 0,01 г, сульфат марганца 0,01 г, карбонат кальция 10 г, смесь микроэлементов по М. В. Федорову 1 мл, тиогликолевая кислота 0,05 г, нейтральрот 0,004 г, автоклавирование при 0,5 атм в течение 0,5 часа (Практикум по микробиологии /Е. З.Теппер, В.К.Шильникова, Г.И.Перенверзева - М.: Агропромиздат, 1987. С. 218).

Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, необходимость использования большого числа компонентов, недостаток любого из которых влечет за собой невозможность использования оставшихся для приготовлении полноценной питательной среды. Во-вторых, специальный тип смешивания минеральных компонентов с учетом их растворимости и необходимость предотвращения химических реакций, способных образовывать нерастворимые соединения, недоступные для питания микроорганизмов.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ приготовления питательной среды для культивирования микроорганизмов, включающий кипячение в течение часа взвеси из сухих дрожжей, отстаивание в течение суток на холод при температуре 22-28^oС, декантацию жидкого слоя (отделяют жидкий слой от осадка путем центрифугирования), фильтрацию через бумагу и нагрев при 120^oС в течение 30 минут, затем для получения прозрачной жидкости несколько раз фильтруют (Спесивцева Н. А. , Хмелевский В.Н. Санитария кормов. М.: Колос, 1975. С. 314, - прототип).

Однако в известном способе используется такой ценный продукт как дрожжи, которые эффективнее использовать в других областях производства, например, как пищевую или кормовую добавку. Кроме того, для приготовления такой питательной среды требуется большое количество операций, что делает такую среду достаточно дорогой. Кроме того, вызывает сомнение ее полноценность по минеральному составу. Следует отметить, что питательная среда, полученная по указанному способу, получится низкого качества при низком качестве дрожжей, а это часто случается, так как в большинстве случаев технология получения дрожжей в производственных условиях часто в производстве не соблюдается.

Известные способы не позволяют получать питательную среду для культивирования микроорганизмов высокого качества с минимальными затратами на приготовления.

Техническим решением задачи является снижение материальных и трудозатрат для приготовления питательных сред, упрощения технологии их получения за счет использования нового источника для приготовления питательных сред.

Поставленная задача достигается тем, что способ приготовления питательной среды для культивирования микроорганизмов включает в себя кипячение в течение 3-5 минут белоксодержащего раствора, причем в качестве белоксодержащего раствора используют сок из зеленой массы люцерны, охлаждение, отделение надосадочного слоя путем центрифугирования или фильтрации, доведение значения рН надосадочного слоя до 7,0-7,2, разбавление его водой в соотношении один к одному по объему и добавление мела до 0,5% по массе, нагрев автоклавированием до температуры 120^oС в течение 30 минут.

Заявленный способ приготовления питательной среды для культивирования микроорганизмов отличается от прототипа источником белоксодержащего сырья, временем термических обработок и способом обработки сырья.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежной областях науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию "изобретательский уровень".

Способ приготовления питательной среды для культивирования микроорганизмов реализуется следующим образом.

Свежеотжатый сок из зеленой массы люцерны объемом 1 литр нагревают до кипения и кипятят в течение 3-5 минут. Оптимальное время кипячения должно составлять 4 минуты. Если кипячение проводить меньше 3 минут, то не произойдет полной коагуляции высокомолекулярных компонентов сока и инактивации белковых молекул, обладающих биологической активностью, что отрицательно скажется на качестве получаемого продукта. Если кипячение проводить более 5 минут, то это влечет за собой разрушение термолабильных компонентов сока, которые играют важную роль и обеспечивают качество получаемого продукта. При перегреве образуются продукты разрушения хлорофиллов, которые токсичны для микроорганизмов и, кроме того, происходит разрушение витаминов, что ухудшает качество получаемой питательной среды. Далее обработанный таким образом сок охлаждают и центрифугируют в течение 5 минут при 4000 оборотов в минуту. Надосадочный слой жидкости отделяют и разбавляют водопроводной водой в соотношении по объему один к одному. Если при разбавлении на один объем надосадочной жидкости будет приходиться менее 1 объема воды, то расход надосадочной жидкости будет завышен и высокая концентрация питательных веществ будет ингибировать рост микроорганизмов. Если при разбавлении на один объем надосадочной жидкости будет приходиться более 1 объема воды, то питательных веществ, находящихся в таком растворе, будет недостаточно для активного роста микроорганизмов. Далее с помощью раствора 1 н. соляной кислоты доводят значение рН до 7,0. Оптимальное значение рН надосадочной слоя жидкости должно составлять 7,0-7,2. Если значение рН надосадочного слоя жидкости после доведения рН будет менее 7,0, то не будет оптимальное значение кислотности питательной среды, и рост микроорганизмов будет замедлен или полностью прекращен. Если значение рН надосадочного слоя жидкости после доведения рН будет более 7,2, то рост микроорганизмов также будет замедлен. Полученный и обработанный таким образом сок разливают к 300 мл колбы по 250 мл полученной питательной среды добавляют по 1,25 г мела (0,5% по массе) и автоклавируют в течение 30 минут при 1 атм (120^oС). Если при приготовлении питательной среды добавляют мел менее 0,5% по массе, то это не обеспечивает буферность питательной среды на постоянном уровне, это отрицательно сказывается на росте микроорганизмов. Если при приготовлении питательной среды добавляют мел более 0,5% по массе, то это не вызывает большей буферности питательной среды и неоправданно увеличивает расход мела при приготовлении среды. После автоклавирования стерильные колбы охлаждают и засевают жидкими культурами микроорганизмов. Культивирование проводят в течение 3-х суток при температуре 28^oС.

Для сравнения эффективности роста микроорганизмов на предлагаемой питательной среде на основе сока из люцерны сравнили рост некоторых культур на предлагаемой питательной среде и сусло-агаре после культивирования в течение 3 суток при температуре 28^oС. Результаты эксперимента представлены в таблице.

Как видно из таблицы, во всех изученных вариантах культур микроорганизмов предлагаемая питательная среда обеспечивает более высокий титр клеток при равенстве условий культивирования.

Предлагаемая питательная среда является более дешевой по сравнению с сусло-агаром, так как в ценах 1999 года стоимость 1 литра сусла 3 руб., а стоимость 1 тонны сока 300 руб. При разбавлении нативного люцернового сока стоимость 1 тонны составляет 150 руб. Расчет показал, что стоимость предлагаемой среды 0,15 руб. за 1 литр. Таким образом, стоимость предлагаемой питательной среды в 20 раз меньше, чем среды на основе сусла.

Таким образом, предлагаемая питательная среда на основе сока из люцерны более эффективна при использовании и дешевле в сравнении с используемым.