Патент на изобретение №2343193

(54) ПРОДУЦЕНТ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Штамм Pseudomonas putida ИБ 17, обладающий высокой продуктивностью экзополисахарида, может быть использован, в частности, в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение позволяет расширить ассортемент экзополисахаридов, обладающих хорошей растворимостью в высокоминерализованных пластовых водах. 1 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается новой культуры микроорганизмов, продуцирующих высоковязкий полисахарид (ЭПС), который может быть использован, в частности, в нефтедобывающей промышленности.

Известен штамм Acinetobacter sp. ВКПМ-3243, являющийся продуцентом полисахарида [1], но с использованием дефицитного сырья, такого как дикарбоновые кислоты.

Известна возможность получения экзополисахарида путем культивирования штамма Bacillus polymyxa ВКПМ-3015 [2]. Экзополисахарид, полученный с его помощью, имеет низкие гелеобразующие свойства.

Известен штамм Azotobacter vinelandii ИБ 1, продуцирующий экзополисахариды [3]. Недостатком известного штамма, принятого за прототип, является низкий выход экзополисахарида.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента экзополисахаридов.

Поставленная задача решается применением в качестве продуцента экзополисахарида штамма бактерий Pseudomonas putida ИБ 17.

Указанный штамм депонирован в Коллекцию микроорганизмов Института биологии Уфимского научного центра РАН под номером ИБ 17 и первоначально был описан [4] как штамм бактерий Pseudomonas putida для получения препарата против заболеваний пшеницы, вызываемых грибными фитопатогенами.

Процесс секреции экзополисахаридов в культуральную жидкость осуществляется при ферментации указанного штамма бактерий на питательной среде Федорова с мелассой.

Состав питательной среды Федорова, г/л: К₂НРО₄ – 0,3; СаНРО₄ – 0,2; MgSO₄ – 0,3; K₂SO₄ – 0,2; NaCl – 0,5; FeCl₃ – 0,01; СаСО₃ – 5,0; меласса – 40,0; смесь микроэлементов – 1 мл; вода водопроводная до 1 л.

Состав экзополисахарида определен методами ИК-, ¹Н, ¹³С – ЯМР-спектроскопии на спектрофотометре «Specord М-40» и на спектрометре «Bruker AM-300». Было установлено, что выделенный экзополисахарид представляет собой альгинат кальция, содержащий в своем составе фрагменты -D-маннуроновой (М) и -L-гулуроновой (G) кислот, находящиеся в пиранозной форме и связанные в линейные цепи 14 гликозидными связями (соотношение M/G составляет, в частности, 0,64, содержание кальция 12,8%). Молекулярная масса, определенная при помощи эксклюзионной ВЭЖХ, составляет, в частности, 182 кДа, степень полимеризации доходит до 950. Полученный полисахарид не растворим в холодной воде, хорошо растворим в горячей воде (при температуре от 60°С).

Изобретение характеризуется следующими примерами.

Пример 1. Значительное количество экзополисахарида в количестве 21 г/л штамм Pseudomonas putida ИБ 17 продуцирует при выращивании в течение 48 ч в условиях интенсивной аэрации (200 об./мин) в качалочных колбах Эрленмейера на среде Федорова с добавлением мелассы в качестве источника углерода. Инокулят вносили в количестве 3% от объема среды, титр клеток на момент максимальной секреции ЭПС в культуральную жидкость составляет 6·10⁹ КОЕ/мл, при этом культуральная жидкость представляет собой густой гель. Оптимальное значение рН для роста и синтеза полисахарида в данном случае составляет 6,8-7,5; оптимальная температура 25°С.

Пример 2. При использовании высоковязких экзополисахаридов в нефтедобывающей промышленности важной технологической характеристикой является их растворимость в высокоминерализованных нефтепромысловых пластовых водах. При этом расслоение геля при смешении с пластовой водой или образование осадка недопустимо с точки зрения повышения эффективности процесса добычи нефти при закачке экзополисахаридов в продуктивные пласты. Изучали растворимость культуральной жидкости предлагаемого штамма бактерий Pseudomonas putida ИБ 17, полученной по примеру 1, и культуральной жидкости штамма по прототипу в нефтепромысловых пластовых водах. Для этого смешивали 0,1%-ный раствор культуральной жидкости предлагаемого штамма и штамма по прототипу в водопроводной воде с нефтепромысловой пластовой водой, имеющей степень минерализации 140 г/дм³ в различных соотношениях по объему – от 1:1 до 1:15. Результаты экспериментов, приведенные в табл.1, свидетельствуют о хорошей растворимости культуральной жидкости, полученной при ферментации предлагаемого штамма бактерий, в высокоминерализованных пластовых водах, не уступающей растворимости штамма по прототипу. Во всех вариантах эксперимента при смешении культуральной жидкости штамма Pseudomonas putida ИБ 17, содержащей экзополисахарид, с пластовой водой мы получили однородный гель, который не обладал свойством к расслоению.

Таким образом, предлагаемый штамм Pseudomonas putida ИБ 17 обладает высокой продуктивностью при секреции высоковязкого экзополисахарида в среду. Гель, полученный при этом, обладает хорошей растворимостью в минерализованных пластовых водах.

Список литературы

1. Авторское свидетельство СССР №1579049, кл. С 12 Р 19/04, 1990.

2. Авторское свидетельство СССР №1698293, кл. С 12 Р 19/04, 1991.

3. Патент РФ №2266324, кл. С 12 N 1/20, 2005.

4. Патент РФ №2213774, кл. С 12 N 1/20, 2003.

Формула изобретения

Применение штамма бактерий Pseudomonas putida, ИБ 17 в качестве продуцента экзополисахарида.