用于储存多余能量的方法_4

文档序号:9793493阅读:来源:国知局
为从发酵器7排出的有机物10。
[0110] 细菌9优选为产乙酸菌或氨氧化细菌的形式。用于将含有C0和/或C〇2的气体转化 为有机物的合适细菌和发酵工艺在上述引用的现有技术中公知,因此不需详细说明。
[0111] 制备实施例1:利用间断性气体供应的包含出和C〇2的气体流,使用钩虫贪铜菌 (Qipriavidusnecator)细胞的3-径基下酸(3皿)。
[0112] 钩虫贪铜菌PHB-4的生产阶段用于将氨氧(oxyhy化ogen)生物转化为3-径基下酸 (3皿)。采用运种方法,细菌从被引导的气相中获取此和C〇2并形成3皿。为了培养,使用利用 下基橡胶瓶塞w气密方式密封的耐压玻璃瓶。
[0113] 为研究3-径基下酸的形成,首先使钩虫贪铜菌菌株铺散在含有抗生素的LB-R琼指 板上,并在30°C下溫育3天。
[0114] 为进行预培养,在500ml耐压玻璃瓶中,在200ml的化6矿质培养基(根据Schlegel 等,1961年所修订的)中培养菌株。该培养基由W下组成:化2HPO4 X 12此0(9. Og/1) ;Κ此P〇4 (1.5g/l) ;NH4C1 (1. Og/1) ;MgS〇4 X 7出0(0.2g/l) ;FeCb X 6出0( lOmg/1); CaCb X 2出0 (0.02g/l);微量元素溶液化-6(Pfenning,1974) (lml/1)。
[0115] 微量元素溶液由ZnS〇4 X 7出0(lOOmg/1),MnCl2 X 4此0(30mg/l),曲B03(300mg/l), C0CI2 X 6出0(200mg/l),CuCl2 X 2此0( lOmg/1),NiCl2 X 細2〇(20mg/l),化2MO4X 2H2〇(30mg/ 1)组成。通过加入IM的NaO聞尋培养基的抑调至6.8。
[0116] 用来自溫育的琼脂板的单菌落对瓶接种,并且在的/化/化/0)2混合物(比率为 80%/10%/4%/6%)上化能自养地进行培养。在28°C、150巧mW及11/h的气体流速下进行 137小时,高至0D> 1 . 0下,在开放水浴摇床上溫育培养物。通过气体供应块料 (Begasungsfritte)将气体引导至培养基中,所述气体供应块料具有10WI1的孔径并连接至 反应器中屯、的气体供应管。随后离屯、细胞,并用10ml的洗涂缓冲液(0.769g/L化0H,利用含 6%C02的气体在28°C和15化pm下通气至少一小时)洗涂并再次离屯、。
[0117] 对于生产阶段,将足够的洗涂细胞从生长培养物转移至200mL生产缓冲液(NaOH (0.769g/L),利用含6%C02的气体在28°C和15化pm下通气至少一小时,抑设定为约7.4),设 定0D600nm为1.0。在气体流速为11/h且具有化/此/O2/CO2混合物(比率为80 % /10 % /4 % / 6%)的开放水浴摇床上,在28°CW及15化pm下在耐压500ml玻璃瓶中化能自养地进行主要 培养188小时。通过气体供应块料将气体引导至培养基中,所述气体供应块料具有10M1的孔 径并连接至反应器中屯、的气体供应管。116小时的培养周期后,气体供给切换至100%化进 行24小时,然后利用初始气体混合物(化/此/O2/CO2,比率为80 %/10 % /4% /6 % )再次进行 另外44小时。
[0118] 在用于确定0D600nm、抑和产品光谱的每种情况下,采样需要移除5ml的样品。通过 半定量的1H-醒R光谱确定产品浓度。所用的内部定量标准物为Ξ甲基娃烷基丙酸钢(T(M) SP)。
[0119] 在生产阶段的整个培养期,116小时后在钩虫贪铜菌(C.necator)菌株中形成 270mg/l的3皿,然而在气体供应中断后的培养期的后48小时内,进一步形成140mg/l的3皿。
[0120] 制备实施例2:利用变化的周期间断性气体供应的包含出和C〇2气体流,使用扬氏梭 菌(C. Uungdahlii)细胞的乙醇和乙酸盐。
[0121] 在W下实施例中,自养培养野生型扬氏梭菌菌株。
[0122] 使用由 W 下组成的复合培养基:lg/l NH4Cl、0.1g/l KCl、0.2g/l MgS〇4X7出0、 0.8g/l 化Cl、0.1g/1 KH2P〇4、20mg/l CaCl2X2H2〇、20g/l MES、lg/l酵母提取物、0.4g/L レ半脫氨酸盐酸盐、20mg/l次氮基Ξ乙酸、lOmg/1 MnSCkX 出0、8mg/l(NH4)2Fe(S〇4)2X 6此0、2mg/l C0CI2X細2〇、2mg/l Zn(S〇4)2X7H2〇、0.2mg/l CuCl2X2H2〇、0.2mg/l Na2Mo〇4 X2出0、0.2mg/l NiCbX6出0、0.2mg/l 化2Se〇4、0.2mg/l 化2WO4X2出0、20yg/l d-生物素、 20yg/l叶酸、lOOyg/l盐酸化唉醇、50yg/l盐酸硫胺X出0、50yg/l核黄素、50yg/l烟酸、50μ g/1泛盐巧、lyg/l维他命B12、50yg/1对氨基苯甲酸醋、50yg/l硫辛酸。在来自New Brunswick Scientific的开放Innova 3100水浴摇床中,在具有lOOmL培养基的500血隔瓶 中W150/分钟的振动频率进行相同的自养培养。所述培养在37°C下进行,无需pH控制。利用 67%出和33%C02的合成气体混合物在O.Sbar的正压下对反应器加压。为了补充消耗的气 体,在反应器的顶部空间,每天完全替换一次气体环境且加压至O.Sbar。在开始时利用合成 气体对反应器1加压,在24h、4她和72h后分别对反应器2、3和4加压。对于无合成气体的时 期,利用67 %化和33 %C〇2的气体混合物替代地对反应器加压,同样在0.8bar正压下。
[0123] 在实验开始时,用自养生长细胞接种具有0.1的初始0D的反应器。在具有500mL上 述培养基的1L瓶中连续进行预培养。通过具有10WI1孔径的气体供应块料,利用体积流率为 化A的合成气体(67 %出,33 % C〇2)将气体连续供应至培养物。在对数生长期后期,在0.64的 0D下(450化pm,4300g,20°C,10分钟)将细胞厌氧地离屯、掉。丢弃上清液,并将细胞团块重新 悬浮于lOmL的上述培养基中。然后使用制备的细胞来接种实际实验。
[0124] 在用于确定OD6〇o、pH和产品光谱的每种情况下,采样需要移除5ml的样品。通过半 定量的iH-匪R光谱确定产品浓度。所用的内部定量标准物为Ξ甲基娃烷基丙酸钢(T (M) SP)。
[0125] 在参照实验1中,观察到从一开始的气体消耗(由压降ΔΡ表示)、抑的连续减小、0D 的增加和产物乙酸盐和乙醇的增加。
[0126] 在反应器2、3和4中,在无合成气体时期,在每种情况下均可观察到无抑降低,无 0D 增加且乙酸盐仅小幅增加。如果反应器2、3和4的顶部空间内的气体环境在2地、4她和7化时 间点从化/0)2变化为出/0)2,并且因此W合成气体供应细胞,在每种情况下令人意外地再次 观察到在实验进一步进程中气体消耗、pH值降低,0D增加和产物乙酸盐和乙醇的增加。
[0127]
[0128] 制备实施例3:利用间断性气体供应的包含出和C〇2的气体流,使用热自养穆尔氏菌 (Morelia thermoautotro地ica)细胞的乙醇和乙酸盐。
[0129] 为将合成气体生物转化为乙酸盐和乙醇,进行使用热自养穆尔氏菌(Morelia thermoautotro地ica)的培养。采用运种方法,细菌从气相中获取出和C〇2并将运些用于细胞 生长和乙酸盐及乙醇的形成。为了培养,使用了利用下基橡胶瓶塞W气密方式密封的耐压 玻璃瓶。其中设及热自养穆尔氏菌(Morella thermoautotro曲ica)的所有培养步骤都在厌 氧条件下进行。
[0130] 对于热自养穆尔氏菌(M. thermoautotro地ica)的细胞培养,每2血冷冻培养物在2 X200mL培养基(ATCC1754培养基:pH 6.0;20g/l MES;lg/l酵母提取物,0.8g/L 化Cl;lg/L NH4Cl;0.1g/L KCl;0.1g/L Κ出P〇4;0.2g/L MgS〇4X7H2〇;0.02g/L CaCl2X2H2〇;20mg/L次 氮基Ξ乙酸;lOmg/L MnS〇4 X 出0,8mg/l (NH4)2Fe(S〇4)2 X 細2〇; 2mg/L CoCb X 細2〇; 2mg/L ZnS04X7出0;0.2mg/LCuCl2X2出0;0.2mg/L化2Mo04X2此0;0.2mg/LNiCl2X6H20;0.2mg/ L Na2Se〇4;0.2mg/L Na2W〇4X2出0;20yg/L d-生物素;20yg/L叶酸;100yg/L盐酸化唉醇;50μ g/L盐酸硫胺X出Ο; 50yg/L核黄素;50yg/L烟酸,50yg/L泛酸巧;lyg/L维生素 Βι2 ; 50yg/L对 氨基苯甲酸醋;5化g/L硫辛酸,67.5mg/L化0H;100mg/L心半脫氨酸盐酸盐)中厌氧地再复 活。在开放水浴摇床中,在58°C和15化pm下在耐压1000ml玻璃瓶中培养39小时,该玻璃瓶已 经由67%此和33%〔〇2构成的预混气体混合物覆盖(化6'3证;[油1616]1)至高达化曰1'的正压。 将细胞培养直至0D>0.2,离屯、并重新悬浮于新鲜的ATCC1754培养基中。
[0131] 对于培养阶段,将来自生长培养物的足够细胞转移到4X100mL ATCC1754培养基 中W确立每种情况下0.1的ODsoonm。在开放水浴摇床中,在58°C和15化pm下在耐压500ml玻璃 瓶中培养91小时,该玻璃瓶已经被气封至高达Ibar的正压。运种情况下,开始时一种培养物 由67 %出、33 % C〇2组成的预混气体混合物覆盖,而其他Ξ种培养物由100 %化覆盖。在由 100%化覆盖的一种培养物中,气相在24小时后与由67%出、33%C02组成的预混气体混合物 交换,另一种是在48小时后。由100%化覆盖的第Ξ种培养物的气相没有气相交换。
[0132] 在用于确定ODsoonm、抑和产品光谱的每种情况下,采样需要移除5ml的样品。通过半 定量的iH-匪R光谱确定产品浓度。所用的内部定量标准物为Ξ甲基娃烷基丙酸钢(T (M) SP)。
[0133] 在培养期间,在运种气体环境下,在24小时内,所
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