155978. lajstromszámú szabadalom • Eljárás algák és algákat tartalmazó takarmány enzimatikus feltárására
3 sejteket, hogy az értékes tápanyagok ne károsodjanak, a kezelés utáni anyag azonnal felhasználható legyen és az eljárás ne igényeljen komolyabb berendezéseket. Az már ismert volt, hogy a kérődző állatok bendőmikroorganizmusai termelnek olyan enziméket, melyeik képesek a takarmánynövény főleg cellulózból álló sejtfalait lebontani és így a sejtálloimányt az emésztőszervekibe juttatni. Találmányi gondolatunk az volt, hogy az algák sejtfalai ugyanúgy cellulózt tartalmaznak főaikotórészként, mint a magasabbrendű növények, enzimatikus úton kíméletesen lebonthatok mesterségesen előállított céllulolitikus enzimekkel és így az algasejtek és az algákkal együtt alkalmazott takarmánynövény sejték feltárhatók. Takarmánynövény alatt az állattakarmányozásban általánosan használt növényi anyagok, pl. lucerna, lóhere, siló-takarmány, bükköny, árpa, zab, csalamádé, szénaféleségek, takarmányrépák, különböző korpaféleségek, olajos magvak darái, stb. értendő. Az algák sejtfal^analízise azt mutatta, hogy az egyik legismertebb egysejtű algának, a Chlorella pyrenoidosának a sejtfala kb. 15,5% a-cellulózt és 31% bemicellulózt tartalmaz a kísérő protein, lipoid és ásványi anyagok mellett. Az enzimatikus cellulolízis nemcsak a folyamatban résztvevő enzimrendszerektől, hanem a szubsztrá toktól és kémiai, valamint fizikai körül, menyektől is függ. A céllulolitikus enzim egyaránt kell tartalmazza az ún. Cx és Cx enzimfaktorokat ahhoz, hogy a vízoldhatatlan natív cellulózt és annak minden változatát képes legyen lebontani. Megvizsgáltuk néhány mikroorganizmusból származó celluláz enzimkészítmény és növényi eredetű celluláz hatását egysejtű algákra és azt tapasztaltuk, hogy azok sejtfala károsodik, a sejtfal cellulózából kisebb polimerizációs fokú anhidroglukóz láncú anyagok, vízoldható származékok és glukóz keletkeznek. A sejtfal feltáródása következtében a sejtállomány kiszabadul és dldható, emészthető formában jut a környezetbe. Megállapítottuk azokat a kémiai és fizikai körülményeket, melyek a sejtfal enzimatikus feltárásánál a folyamatot kedvezően befolyásolhatják. Azt találtuk, hogy a celiulolitikus enzimek 2,5—7,0 pH tartományban képesek jó hatásfokkal megtámadni a sejtfal cellulózt, de a C± és C x enzimrendszerék együttes, hatásának kifejtésére célszerű 4,5 pH tartomány közelében tartani a feltárandó rendszer pH értékét. Az enzimbehatás optimális időtartama függ az enzim konzentrációjától, minőségétől, az enzim és. sziubsztrát arányától és az alkalmazott hőmérséklettől. Általános érvénnyel megállapítható volt, hogy legalább 2 óra szükséges számottevő céllulolitikus hatás eléréséhez és 48 órai kezelés után ez a határ már lényegesen nem növekedhet. Hosszabb ideig történő enzimes kezelés alkalmával szükséges volt ibakteriosztatikus és/vagy baktericid anyag hozzátétele is a rendszerhez, egyébként az inkubálás alatt fertőző mikroorganizmusok is elsza-4 porodnak, mivel a cellulolízis folyamán keletkező cukoranyag és a felszabadult sejtállomány jó táptalajként szolgálnak számiükra. Az enzimatikus lebontás bizonyos határig a hőmérsék-5 let növekedésévei gyorsul, azonban 60 C° felett az enzimek már részben inaktiválódnak, a szoba- illetve kinti természetes hőmérséklet alatt viszont az enzimatikus folyamat nagyon lelassul. Megállapítottuk, hogy a cellulolízis [0 útján történő sejtfallebontás folyamata jól követhető kémiai vizsgálati módszerekkel, az oldatba kerülő redukáló cukrok, vagy az összes • oldott szénmdráttartaloni, illetve fehérjetartalom növekedésének meghatározásával. Eredmé-15 nyeink igazolták azt a találmányi gondolatunkat, hogy mesterségesen előállított céllulolitikus enzimekkel az algasejtek és takarmánynövénysejtek falai megtámadhatók, lebonthatók és ezúton a sejtek, jobban emészthetővé tehetők. 2Q Az eddig ismert mechanikus és kémiai feltárási módokkal szemben az általunk közölt eljárás egyszerű, bármilyen mennyiségben és bárhol megvalósítható, különleges gépi berendezéseket nem igényel. Az enzimatikus lebontás a 25 legkíméletesebb módszer, nem károsítja az értékes sejtanyagokat, sőt az egyébként emészthetetlen cellulózból is értékesíthető tápanyagként hasznosuló anyagókat képez. Emellett maga az enzim teljesen ártalmatlan a felhaszí0 náló élő szervezet számára. Az eljárás kivitelezésére közölt példák részben szárított algák enzimatikus feltárására adnak iránymutatást, de ezektől el is lehet térni, pl. természetes nedvességtartalmú .algákat és 35 algákkal együtt alkalmazott takarmánynövényeket is fel lehet tárni a példák értelmében, továbbá a céllulolitikus enzimeket a feltárandó sejtekhez szilárd halmazállapotban is, de vizes oldataikban hozzáadva is használhatjuk a meg-40 adott szubsztrát és enzim arányában. Az enzimes kezeléssel kapott anyagok közvetlenül is, szűrés után is felhasználhatók takarmányként, vagy tákarmányadalékként, de használhatók kiindulási anyagként is fehérje, vagy aminosav, 45 vagy bármely más értékes anyag további, ismert módon történő kinyerésére. 1. példa: 56 Chlorella pyrenoidosa 2,'5 pH-jú citrátpufferes 1%-OB szuszpenziójához „iCellulase 36" (Rohm and Haas Co.) 4000 E/g aktivitású enzimkészítményből annyit adtunk, hogy a szuszpenzió 2,5 mg/ml koncentrációjú legyen az en-55 zimre nézve. Ezt 20 C°-on kevertettük 0,1% thymol jelenlétében 48 órán át. Az ép algasejtek száma a kezdeti sejtszám 34%i-ára csökkent a 48. órára, ugyanakkor az enzim nélküli kontroll algaszuszpenzió sejtszáma hasonló kö-60 TÜImenyek között változatlan maradt. 2.. példa: Chlorella vulgaris 4,5 pH-jú 1%-os szuszpen-65 zióját 0,01% cetylpyridimumbromid jelenlétében 2
