Режимы культивирования при получении дрожжевой биомассы с высоким содержанием селена

Биомасса дрожжей с высоким содержанием селена, до 900 мг/кг может быть получена при пе риодическом культивировании нерезистентных к селену штаммов при повышенной концентрации селенита в среде, снижающей активность роста дрожжей не менее, чем на 50 % (табл.

В биомассе нерезистентного к селену штамма дрожжей С. utilis накапливается селена около 900 мг/кг при концентрации его в среде 20 мг/л. При этом активность роста (концентрация би омассы) снижается на 80 %, а из среды потребляется не более 20 % селена. Этот процесс ни с эко логической, ни с технологической точки зрения не является приемлемым.

Технологически возможным является режим культивирования дрожжей С. utilis при концентрации в среде 5,0 мг/л селенита. При этой концентрации селенита концентрация биомассы снизится 2-3 %, содержание селена достигнет уровня 400 мг/кг, а степень потребления селена из среды — 80 % .

Получить биомассу дрожжей с высоким содержанием селена возможно при периодической культивировании с дробной подачей селена или селена и источника углерода (см. табл. 9).

При одноразовом внесении селенита в исходную питательную среду концентрация селена 20 мг/л будет ингибировать начальную стадию роста. При дробной подаче обеспечивается доста­точно низкая по отношению к биомассе концентрация селена, обеспечивается активность роста дрожжей, высокий уровень накопления селена в биомассе, до 800 мг/кг. При таком режиме в два раза повышается степень потребления селена из среды по сравнению с разовой подачей аналогич­ной концентрации селена в среду культивирования.

Аналогичная ситуация наблюдается при повышении общей концентрации вводимого в среду культивирования селена до 50 мг/л при дробной подаче.

Если рассчитать продуктивность этих процессов по селену (X_Se), как произведение показателей содержания селена в биомассе и концентрации биомассы, отнесенное ко времени ферментации,

Рис. 4.

и выразить в мг (Эе)/л • час, то X_Se в режиме дробной подачи селенита в концентрации 20 мг/л и 50 мг/л составит 0,55 и 0,21, соответственно.

Низкая степень потребления селена из среды даже при дробном его внесении требует разработ­ки технологического процесса повторного использования отработанной культуральной жидкости. Техническим решением может быть использование батареи ферментеров, работающих последова­тельно. Питательная среда для каждого последующего ферментера готовится на основе культу­ральной жидкости предыдущего и промывной воды биомассы. Такой технологический процесс позволяет получить из каждого последующего ферментера биомассу с меньшим уровнем содержа­ния селена. Примерный расчет процесса представлен на рис. 4.

Данная технологическая схема обеспечивает получение биомассы с высоким уровнем содержа­ния селена и высокой степенью утилизации селенита из среды культивирования, около 90 % . Остаточные концентрации селена не будут оказывать угнетающего воздействия на микроорга­низмы активного ила при биологической очистке стоков.

Данный процесс может быть реализован и в одном ферментере при последовательном использо­вании культуральной жидкости от предыдущего процесса для приготовления питательной среды для последующего процесса ферментации. При приготовлении питательной среды следует обеспе­чивать постоянное соотношение серы и селена.

Высокая остаточная концентрация селена в культуральной жидкости может не будет лимитиро­вать практическое использование такого режима в том случае, если процесс осуществляется не на ав­тономной установке, а на производстве получения хлебопекарных дрожжей или кормовых дрожжей.

5.4.