Устройство для культивирования микроорганизмов с нитчато-губчатой структурой

(51) 12 1/24 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области биотехнологии и микробиологии, к созданию устройства для длительного культивирования микроорганизмов. Оно состоит из емкости, в которую опущен металлический стержень, на конце которого расположена подложка для иммобилизации культур, выполненная из льняной грубой ткани ГОСТ 5665-77 и кольца для удаления скапливающейся на подложке биомассы, через которое пропускается носитель с мицелием,установленное соосно со стержнем над подложкой и прикрепленное к горлышку емкости с диаметром на 0,4-0,7 см меньше диаметра подложки.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт микробиологии и вирусологии Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ С НИТЧАТО-ГУБЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ Изобретение относится к области биотехнологии и микробиологии, к созданию устройства для длительного культивирования микроорганизмов. Оно состоит из емкости, в которую опущен металлический стержень, на конце которого расположена подложка для иммобилизации культур,выполненная из льняной грубой ткани ГОСТ 566577 и кольца для удаления скапливающейся на подложке биомассы, через которое пропускается носитель с мицелием. Его диаметр на 0,4-0,7 см меньше диаметра подложки, установлено соосно со стержнем над подложкой и прикреплено к горлышку емкости. Изобретение относится к области биотехнологии и микробиологии, а именно к созданию устройства для культивирования микроорганизмов с нитчатогубчатой структурой. Известно устройство для аэробного культивирования микроорганизмов, состоящее из колбы с ватной пробкой и эластичной пористой подложки из пенополиуретана, закрепленное на стержне и установленное выше уровня питательной среды. На ее поверхность производят посев микроорганизмов - продуцентов ферментов. При аэрации и перемешивании питательной среды брызги попадают на носитель, на котором формируется мицелий в виде пленки. Гифы от мицелия в виде нитей опускаются в питательную среду, образуя нитевидную биомассу (Патент РФ 600170). Однако размещение подложки над жидкостью не обеспечивает повышенного контакта культуры с питательной средой. Микромицеты, образующие нитчатую структуру, в процессе аэрации и перемешивания обрываются,культуральная жидкость требует дополнительной фильтрации. Кроме того, в процессе культивирования после 1,5 недель происходит большое скопление биомассы,подложка покрывается толстым слоем мицелия и после 2 недель продуктивность грибов падает до нуля. Объем жидкой культуры заполняется мицелием и дальнейшее его развитие лимитируется пространством, что приводит к прекращению процесса культивирования. Возникает необходимость перезарядки колбы и удаления с подложки устаревшего гриба. Эти операции осуществляются вручную и снижают производительность процесса культивирования микроорганизмов в целом. Наиболее близким к разрабатываемому изобретению является устройство для культивирования микроорганизмов с нитчатогубчатой структурой (Патент РФ 1047954). Сущность изобретения заключается в повышении производительности устройства путем удаления из системы стареющего мицелия с помощью кольца,установленного в колбе соосно со стержнем над подложкой. Через кольцо периодически пропускается подложка со стареющим мицелием,который удаляют из системы. Это позволяет проводить длительное культивирование и обеспечивает получение высокоактивных фильтратов культуральной жидкости. Недостатком данного устройства является то, что используемый носитель изготовлен из эластичной пористой подложки - пенополиуретана. Он вбирает в себя значительное количество питательной среды,что мешает массопереносу продуктов метаболизма и сменяемости культуральной жидкости на новую порцию питательной среды. Происходит застой продуктов метаболизма в подложке. Все это приводит к снижению производительности устройства. Поэтому мы предлагаем использовать другой носитель - льняную грубую ткань ГОСТ 5665-77, не вбирающую в себя культуральную жидкость и обладающую пористостью и гибкостью. Цель изобретения - повысить эффективность работы устройства, обеспечивающего длительность культивирования микроорганизмов и получение высокоактивных фильтратов культуральной жидкости продуцентов ферментов. Поставленная цель достигается путем изготовления подложки из пористой, грубой льняной ткани ГОСТ 5665-77, не вбирающей в себя питательную среду и продукты метаболизма выращиваемых продуцентов и располагают ее в процессе роста культуры в глубине питательной среды с возможностью перемещения вдоль оси для снятия мицелия с помощью кольца, установленного соосно со стержнем для подложки. Для эффективного снятия мицелия с кольца оно уменьшено на 0,4-0,7 см относительно диаметра подложки. Устройство работает следующим образом. Подготовка ферментационного сосуда к работе заключается в его сборке по Патенту 1047954. В колбу вводят подложку неподвижно укрепленную к стержню, кольцо, которое неподвижно крепится к стержням, оканчивающиеся крючками, с помощью которых они закрепляются к горлышку колбы. В колбу наливают питательную среду, уровень которой ниже уровня кольца. В средней части питательной среды располагают подложку из грубой льняной ткани ГОСТ 5665-77, пробку плотно закрывают. Смонтированное таким образом устройство стерилизуют вместе с питательной средой в автоклаве при заданном режиме,охлаждают и вносят посевной материал. После посева культуры питательную среду вместе с посевным материалом подвергают аэрации и перемешиванию на качалке. На подложке культура иммобилизуется и растет вначале в виде пленки, а затем в виде мощной биомассы. В результате перемешивания и аэрации иммобилизованные клетки начинают быстро расти и активно образуют целевой продукт. Смену культуральной жидкости на новую порцию питательной среды производят первоначальную через 2-3 сут, а по прошествию 710 сут - через 1 сут. По истечении 1,5-2 недель на подложке скапливается огромное количество мицелия, который занимает значительный объем сосуда и рост культуры начинает лимитироваться пространством. Это приводит к плохой аэрации,ослабляет обмен культуры со средой, падает до нуля продуктивность культуры. Для удаления биомассы 2 стержень с подложкой и мицелием поднимают вверх и пропускают через кольцо. Для более чистого и эффективного удаления биомассы с подложки диаметр кольца уменьшают на 0,4-0,7 см относительно диаметра подложки. Биомасса снимается кольцом и удаляется с культуральной жидкостью при ее замене на новую порцию питательной среды. Культура вновь начинает быстро расти в виде пленки молодых клеток на подложке из грубой льняной ткани ГОСТ 5665-77 с активным образованием целевого продукта. Смену культуральной жидкости на новую порцию питательной среды и получение целевого продукта можно осуществлять вначале через 2-3 суток и позже через 1 сутки. Культуральная жидкость быстро осветляется и ее можно сливать без фильтрации. Дальнейшее культивирование продолжается до накопления биомассы на подложке путем пропускания диска с мицелием через кольцо. Процесс культивирования можно продолжать длительное время с активным образованием целевого продукта. Предложенная подложка из грубой льняной ткани ГОСТ 5665-77 не вбирает в себя продукты метаболизма и не тормозит образование фермента. Таким образом, вся конструкция предложенного устройства позволяет удлинить культивирование микроорганизмов с нитчато-губчатой структурой и повысить производительность ферментации. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для культивирования микроорганизмов с нитчато-губчатой структурой,состоящее из колбы с ватной пробкой и эластичной пористой подложки, закрепленной на стержне,установленном внутри колбы с возможностью перемещения вдоль оси, отличающееся тем, что подложка для иммобилизации выполнена из пористой грубой льняной ткани, не вбирающая в себя продукты метаболизма и опущена вглубь питательной среды, также устройство снабжено кольцом для удаления стареющей биомассы,диаметр которого на 0,4-0,7 см меньше диаметра подложки и установлено в колбе соосно со стержнем над подложкой.