173785. lajstromszámú szabadalom • Eljárás baktériumok tenyésztésére nem-steril körülmények között
3 173785 4 A találmány célja olyan eljárás kifejlesztése, amely nem-steril körülmények között, nagy produktivitással, fehérjében gazdag végtermék biztosítása mellett stabil folyamatvezetést biztosít. A találmány kidolgozása során azt a feladatot tűztük ki célul, hogy egy olyan tenyészetet válasszunk ki és használjunk fel, amely magas biomassza koncentráció mellett, nem-steril eljárás során, 36 °C-nál magasabb hőmérsékleten, 5,7-nél kisebb pH-értéken kielégítő szelekciót mutat az eddig ismert nyálkaképző, metilotróp mikroorganizmusokkal szemben és maga nem képes nyálkát, valamint a táptalajban 100 mg nitrogén/liter táptalaj értéket meghaladó ammónia koncentrációt tolerál. A találmány szerint a feladatot azáltal oldottuk meg, hogy egy megfelelő kiválasztott, obiigát, metilotróf, metán-asszimiláló törzset folyamatosan, metán-levegő elegyben, normál vagy emelt nyomáson, erősen kiegyenlített tápsó-oldatban, nem-steril körülmények között tenyésztettünk. A törzset Lipcse városi szennyvíztisztító berendezéséből, feldúsító kultúrából izoláltuk, folyamatos körülmények között, olyan különleges kiválasztási program alapján, melyben a hőmérsékletet és a pH-értéket variáltuk, a többi eljárási paramétert viszont állandó értéken tartottuk. A törzs GB 21 jelzést kapott és IMET — B 385 számon került a törzsgyűjteményben letétbe helyezésre. A feldúsító táptalaj 1 liter vízre számítva a következő komponenseket tartalmazza: 30,9 mg foszfor (káliumhidrogénfoszfát, káliumdihidrogénfoszfát) 3,5 mg magnézium (magnéziumszulfát, káliumdihidrogénfoszfát) 0,5 mg vas (vas(II)szulfát • heptahidrát) 0,1 mg réz (réz(II)szulfát • pentahidrát) 0,1 mg mangán (mangán(II)szulfát • tetrahidrát) 0,0g mg cink (cinkszulfát • heptahidrát) 0,05 mg molibdén (nátriummolibdenát • dihidrát) 0,5 mg kalcium (kalciumklorid • hexahidrát) 0,3 mg bór (bórsav) 0,03 mg kobalt (kobaltszulfát • heptahidrát) 0,03 mg nikkel (nikkelszulfát • heptahidrát) 0,03 mg alumínium (alumíniumszulfát • oktadekahidrát) 0,03 mg króm (krómtriklorid • hexahidrát). Ezek a sók elegendőek 1 g biomassza szárazanyagra, ha a nitrogént NR, Monok formájában a pH szabályzón keresztül vezetjük a táptalajba. A dűsító táptalajban a sókoncentrációkat úgy választjuk meg, hogy a mikroorganizmusok megkapjanak minden szükséges elemet. Ezzel elkerüljük a mikroorganizmusoknak a limitáció által okozott teljesítménycsökkenését. A túladagolás által okozott gátlást szintén megelőzzük, mivel a feldúsítási folyamatot viszonylag alacsony sejt-sűrűség mellett (3_4 g/liter BTS, BTS = biomassza szárazanyag-tartalom) hajtjuk végre. A szokásos szelekciós eljárásokkal a dúsító kultúrából izolált fő típus, a GB 21 - IMET B 385, mely a sejtmasszának körülbelül 95%-át teszi ki, a következő jellemzőkkel rendelkezik: Sejt morfológia: Több vagy kevés erősen meggörbült, 0,8-1,3 x 2,0—3 jum nagyságú sejt. A sejtek görbültségének foka függ a tenyésztési hőmérséklettől. A sejtek Gram-negatívak, nem savállóak és nem mozgásképesek. Nyugalmi állapotok nem képződnek. A fermentációs paraméterektől függően a sejtekbe beépülhetnek vakuolák és szudanofil granulák. Tenyészet morfológia: Ásványi agar lemezeken elefántcsont-krémszínű, 0,5 mm átmérőjű kolóniákat növesztünk, melyek sima pereműek és tompán csillogó felületűek, ha szervetlen nitrogén-forrást és szénforrásként metánt használunk. További ismertetőjelek: Pepton-tartalmú táptalajokon, 25—42 °C hőmérsékleten, 5,0—6,9 pH-tartományban nincs növekedés. Morfológiai és fiziológiai jellemzői alapján a GB 21 — IMET B 385 törzs obiigát metilotróp mikroorganizmus. Maximális specifikus növekedési sebessége azonos az eredeti dúsító kultúrával és maximálisan M max= 0,2 óra-1. Nem-steril eljárási feltételek mellett a GB 21 mikroorganizmus a 25—42 °C, előnyösen 38 °C hőmérsékleten, 5,0—6,9, előnyösen 5,4-6,2 pH-tartományban, 1-15 atm nyomáson folyamatosan, minimálisan 5 órás tartózkodási idő mellett tenyészthető. Ezáltal kitűnő szelektivitással rendelkezik, különösen fermentációs technikailag kedvezőtlen tulajdonságú szubsztrát-kultúrákkal szemben, és lehetővé teszi, hogy nem-védett (nem-steril) eljárásban nyálkamentes fermentációt hajtsunk végre. A szellőztetés 1 : 3 — 1 : 6 arányú metán-levegő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
