167658. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a metanobaktériumos fermentáció B12-vitamin hozamának növelésére
3 167658 4 Kísérleteink során azt találtuk, hogy a vegyes populáció növekedéséhez szervetlen nitrogén forrás -nevezetesen szervetlen ammóniumsó — szükséges. Kísérleteink alapján tehát az aminosavak, illetve polipeptidek bioszintézisénél, a metanol oxidációs átalakulásából származó intermedier a szénforrás, a metanol reduktív redox átalakulása az energiaforrás, és a folyamat során a szervetlen ammóniumsók, nitrogénforrásként enzimatikus úton kapcsolódnak be a fehérje metabolizmushoz. Figyelembevéve a metanol oxidációs és redukciós átalakulásának egyensúlyát, a sejthártya szemipermeabilitása által megszabott tápanyagfelvétel egyensúlyát, valamint a fermentlé pH viszonyait — különböző ammónium-nitrogén és metanol-szén koncentrációk és arány beállítása függvényében vizsgálva a lejátszódó folyamatokat azt találtuk, hogy a metanol oxidációja során a szénforrást képező intermedier képződés és a nitrogén felvétel csak akkor maximális, ha a táptalaj ammónium-nitrogén és metanol-szén aránya 1:10—1:20, előnyösen 1:11—1:15, ugyanakkor azt is megállapítottuk, hogy a fermentlé biomassza és Bu-vitamin koncentrációja szintén a fenti arányoknál maximális, és csak e két komponens koncentrációjával és arányával van igen szoros korrelációban (a többi komponenes, például prekurzorok, megfelelő szinten tartása mellett). Nagyobb ammónium-nitrogén arány a fermentlé pH-értékének emelkedését, nagyobb metanol-szén -arány viszont pH csökkenést okoz, mindkét változás előnytelenül befolyásolja a Bu -vitamin hozamot. Félfolyamatos fermentáció esetén azt is megállapítottuk, hogy az elvett fermentlé (biomassza és szupernatans együttesen) összes nitrogén tartalma (továbbiakban Npö), amely a fermentlé szerves és szervetlen nitrogén tartalmának összege mg/l fermentlé mértékegységben kifejezve, valamint a fermentlé összes széntartalma (továbbiakban Cp0 ) mg/l fermentlé mértékegységben kifejezve, azonos, lényegében (legalább 90%) ammónium-nitrogén, és azonos, lényegében (legalább 90%) metanol-szén tartalmú és arányú tápanyagokkal pótolhatók anélkül, hogy a fermentlé Bi 2 -vitamin tartama változna. A fermentlé Bia -vitamin tartama, valamint a félfolyamatos fermentáció során termelődött fermentlé ammónium-nitrogén és metanol-szén aránya közötti korrelációt az alábbi táblázatba foglaljuk össze: 1. táblázat Bi 2 -vitamin fermentlé Mg/l fermentlé Np0 C Fö tartalma mg/l A 159.356 számú magyar szabadalmi leírás szerint 10-11000 1000 2500 11000 1150 3800 12000 1250 4300 13000 1350 4600 14000 1450 5000 15000 1550 5450 A 159.356 számú magyar szabadalmi leírás szerint 10-11000 1000 2500 16000 1650 5650 17000 1750 6150 18000 1850 6450 19000 1950 6750 20000 2050 7100 21000 2150 7350 22000 2250 7550 23000 2350 8000 24000 2450 8425 25000 2550 8800 26000 2650 9210 27000 2750 9520 28000 2850 10000 29000 2950 10350 30000 3050 10700 31000 3150 11100 32000 3250 11420 33000 3350 11750 34000 3450 12000 35000 3550 12320 36000 3650 12710 37000 3750 13050 38000 3850 13380 39000 3950 13730 40000 4050 14060 A találmány értelmében oly módon járunk el, hogy a 159.356 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás alapián készült 10-11000 jug/1 B12 -vitamin tartalmú fermentlé összes nitrogén és összes szén ,5 koncentrációját ammóniumsók és metanol betáplálásával a táblázatban megadott értékekre állítjuk be. Amikor a kívánt Bi2 -vitamin koncentrációt elérjük, félfolyamatos üzemelésre térünk át és a fermentlé összes nitrogén és összes szén koncentrációjának 40 változatlan fenntartásával az elért Bla -vitamin szintet biztosítjuk. Mindezt oly módon érjük el, hogy a mezofil metántermelő vegyes populációval a 159.356 lajstromszámú szabadalmi leírás szerint végzett Bi2 -vita-45 min termelő, félfolyamatosan üzemelő fermentáció átlagosan 10 000-11000 jug/1 Bi2 -vitamin tartalmú fermentléhez a levétel szüneteltetése mellett minden nap 1:11—1:15 ammónium-nitrogén/metanol-szén súlyarányú, egyébként ismert táptalajkomponenseket 50 tartalmazó (minimális oldattérfogatú) táptalajt adagolunk. A fermentáció során naponta meghatározzuk a fermentlé összes nitrogén, összes szén és Bi ä -vitamin koncentrációját, valamint a szokásos fermentációra 55 jellemző paraméterkeet (pH stb.). Hét-kilenc napos rátáplálás alatt a fermentlé összes nitrogén és szén koncentrációja eléri a táblázatban megadott maximális értéket, és ennek megfelelően a sejttömeg és Bi2-vitamin koncentrációja is felemelke-60 dik. Ekkor félfolyamatos üzemelésre térünk át, 24 óránként a fermentlé-térfogat 1/10 részét elvesszük és azonos térfogatú vízben oldott, a fermentlé összes nitrogén és szén koncentrációja, valamint Bj 2 -vitamin koncentrációja fenntartásához szükséges táptalajkom-65 ponenseket adjuk hozzá. Ha a rátáplálás ideje alatt a táptalaj ammóniumnitrogén és metanol-szén aránya 1:11 volt, abban az 2
