Исследование процессавыделения биомассы микроорганизмовиз культуральной жидкости

Известны способы выделения биомассы микроорганизмов из культуральной жидкости, предусматривающие добавление высокомолекулярных реагентов - флокулянтов - с последующим отделением осадка.

В качестве флокулянтов для концентрирования биомассы микроорганизмов использованы катионогенные водорастворимые полиэлектролиты ВПК-402 (поли-N, N-flHMemn-N, N-диал- лиламмоний хлорид) по ТУ 6-05-2009-86, каустомин-15 (поли- N, ^диметил-Ы-(2-гидрокси)-пропиламмоний хлорид) по ТУ 2227-222-00203312-2002 и водорастворимый полимер гивпан (продукт гидролиза полиакрилонитрильного сополимера акрилонитрила с метакрилатом) по ТУ 2216-001-04698227-99. Концентрация реагентов варьировала в экспериментах в пределах

O,              01-0,8 об.% по отношению к культуральной жидкости.

Время перемешивания культуральной жидкости с флокулян- том составляло 2 мин. Оптическую плотность культуральной жидкости и супернатанта измеряли на фотоэлектроколориметре марки КФК-2 (длина волны - 540 нм, толщина кюветы - 1,7 мм). В кювету сравнения вносили супернатант, полученный при центрифугировании культуральной жидкости на лабораторной установке марки ОПн-8УХЛ 4.2 (число оборотов - 8000 об./мин, время центрифугирования - 20 мин).

Для осаждения биомассы микроорганизмов-антагонистов фитопатогенов Р. aureofaciens ИБ 51 (биопрепарат Елена), Az. vinelandii ИБ 4 (биопрепарат азолен), а также Р. putida ИБ 17 и Р. aureofaciens ИБ 6 использован процесс флокуляции высокомолекулярными реагентами, в качестве которых исследованы ВПК-402, каустомин-15 и гивпан.

Графическая интерпретация результатов экспериментов по осаждению биомассы микроорганизмов с использованием гивпа- на в качестве флокулянта приведена на рис. 17.

Процесс седиментации под действием флокулянта для различных бактериальных суспензий имеет свои особенности. Так, бактериальные суспензии, содержащие биомассу псевдомонад, сравнительно быстро и довольно четко (процент осветления на уровне 90%) разделимы на супернатант и осажденную биомассу. Время, необходимое для концентрирования биомассы микроорганизмов из той или иной культуральной жидкости с указанным уровнем процента осветления, зависит от особенностей культуры и составляет в условиях эксперимента от 100 мин для Р. aureofaciens ИБ 51 до 150 мин для Р. putida ИБ 17 и 220 мин для

P.              aureofaciens ИБ 6. При этом концентрация флокулянта для достижения необходимого результата должна составлять 0,5-0,8 мас.% от культуральной жидкости. В эксперименте по концентрированию биомассы микроорганизмов, полученной при культивировании штамма Az. vinelandii ИБ 1, степень осветления культуральной жидкости в процессе флокуляции не превысила 70% (рис. 17, г), что, очевидно, связано с наличием в культуральной жидкости экзополисахаридов, секретируемых этим штаммом

Рис. 17. Характеристика процесса выделения биомассы из культуральной жидкости Р. aureofaciens ИБ 17 (а), Р. putida ИБ 51 (б), Р. aureofaciens ИБ 6 (в) и Az. vinelandii (г) под действием флокулянта гивпан при его содержании: 1 - нативная культуральная жидкость; 2 - 0,1%; 3 - 0,3% ; 4 - 0,5 %; 5 - 0,8%

в процессе ферментации и значительно повышающих вязкость культуральной жидкости.

Оценка антагонистической активности микроорганизмов, выделенных при флокуляции гивпаном из соответствующих культуральных жидкостей, на тест-грибах Bipolaris sorokiniana, Fusarium oxysporum и Alternaria alternata показала, что это свойство микроорганизмов-антагонистов не претерпевает при использовании в качестве флокулянта гивпана каких-то изменений. Таким образом, проведенное исследование процесса концентрирования биомассы различных микроорганизмов-антагонистов грибных фитопатогенов позволяет рекомендовать флокулянт гивпан в качестве реагента, обеспечивающего указанный процесс при достаточно приемлемых технологических показателях. Новый способ выделения биомассы микроорганизмов с использованием в качестве флокулянта гивпана в настоящее время запатентован в Российской Федерации (Пат. РФ 2245916).

Таким образом, разработаны технологические аспекты, связанные с выделением биомассы микроорганизмов из культуральных жидкостей для биопрепаратов на основе бактерий-антагони- стов фитопатогенов, в том числе и биопрепарата Елена.