192732. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aktív mikrobák tömeges előállítására
1 192 732 2 A találmány tárgya új eljárás aktív mikrobák tömeges előállítására. Olyan eljárás, amellyel az ipari biotechnológiai eljárásokban, különösen az élelmiszeripari és eijedésipari eljárásokban használatos mikrobákat lehet nagy tömegben előállítani növényi és/vagy állati eredetű természetes anyagok vizes diszperzióiból készített tápközegben. Mint ismeretes, a mikrobák előállításához szintetikus, félszintetikus és természetes tápközegeket használnak. Az előbbieket pontosan definiált kémiai vegyületekből, az utóbbiakat természetes anyagokból vagy azok kivonataiból, míg a félszintetikus tápközegeket részben szintetikus anyagokból, részben természetes anyagokból vagy azok kivonataiból készítik. (Kiss I.: Mikrobiológiai Vizsgálati Módszerek az Élelmiszeriparban. 1. Mennyiségi vizsgálatok. 38—40. old., Mezőgazdasági Könyvkiadó, Budapest 1977.) Újabban ipari vagy mezőgazdasági hulladékokat használnak fel tápanyagként mikrobák szaporítására. Az ilyen módon előállított mikróbakészítmények rendszerint nem felelnek meg azoknak az egészségügyi és higiéniai követelményeknek, amelyek lehetővé tennék élelmiszerek előállításában való alkalmazásukat. (Dart R.K., Strettoh R.J.: Microbiological Aspects of Pollution Control 1. old. Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York 1980.) A modern biotechnológiai eljárások nagy aktivitású speciális mikróbatörzseket igényelnek, és megkövetelik ezeknek nagy tömegben való előállítását. (OMFB 8-8201-T sz. Tanulmány: Mikrobiológiai eljárások és enzimek alkalmazása az élelmiszeripari technológiákban 13—19. old. OMFB kiadás, Budapest 1983.) Ez a kettős követelmény akkor elégíthető ki, ha a tápközegek a mikrobák speciális igényeinek megfelelő minőségű szerves nitrogént tartalmaznak, és ha gondoskodnak a mikrobák energianyerő folyamataihoz szükséges megfelelő nagy mennyiségű szénhidrátról. Természetes tápközegek használata esetén ezt a célt jelenleg csak növényi és állati eredetű anyagokból készült speciális kivonatok, illetve készítmények jelentős mértékű hozzáadásával, illetve az alapanyag előkezelésével lehet elérni. A biotechnológiai eljárások ipari alkalmazásának kiszélesedése megköveteli, hogy az ezekhez szükséges mikrobákat könnyen hozzáférhető nyersanyagokból készített tápközegekben nagy tömegben lehessen előállítani. A megnövekedett ipari igények kielégítésére megkísérelték a természetes anyagok mikrobák által nehezen értékesíthető makromolekuláit a tápközeg készítésekor hőkezeléssel, kémiai úton vagy enzimek felhasználásával lebontani. E kísérletek nyomán olyan, többnyire bonyolult eljárások jöttek létre, amelyek csak speciális fermentációs technológiákban alkalmazhatók. (Han Y.W., Callihan C.D.: Effect of substrate pretreatment, Appl. Microbiol. 27, 159— —165.) Alkalmaznak ionizáló sugárzást is a tápanyagok kezelésére. így például élesztőkivonatból, peptonból és nátrium-kloridból készített vizes tápközeget 1 kGy dózissal sugároztak be, hogy az így előkészített tápközegben Bacillus subtilis sejteket szaporítsanak. (Curr. Sei. 1977, 46,20, 712—713.) A sejtszaporodás kétségtelenül megnövekszik az így előkezelt tápközegben, az ipari célú tenyésztéshez azonban ez a növekedés nem elegendő. Nagyobb sugárdózissal elvileg nagyobb mértékben lehetne lebontani a tápanyagban lévő makromolekulákat, ekkor azonban nagyobb mértékben keletkeznek olyan anyagok is, amelyek a mikrobák szaporodását gátolják. A sugárdózis megnövelésével tehát nem lehet tovább fokozni a természetes tápanyagok mikróbatenyésztési kapacitását. A fentieket összefoglalva elmondhatjuk, hogy a fizikai és kémiai módszereken alapuló eddig kifejlesztett eljárások általában agresszíven hatnak a természetes anyagok molekuláira. Hatásukra nem kívánatos bomlási folyamatok is lejátszódnak, amelyek során nagy mennyiségű biológiailag értékes anyag károsodhat, és a mikrobák szaporodását zavaró bomlástermékek keletkezhetnek. A nagy tápigényű mikrobák természetes anyagokat tartalmazó tápközegben való ipari célú előállításához tehát újabb, az eddigieknél szélesebb körben alkalmazható eljárásra van szükség. Vizsgálataink során arra a felismerésre jutottunk, hogy megfelelő dózisú ionizáló sugárzás hatására, ha azt enyhe hőkezeléssel együtt alkalmazzuk, a természetes növényi és állati eredetű anyagok makromolekuláiban kielégítő mértékű bomlás megy végbe, így hozzáférhetőségük a mikrobák számára megnövekszik, ugyanakkor a kis molekulájú anyagok nem károsodnak, és mikróbagátló anyagok sem halmozódnak fel ezekben az anyagokban. Ez a kedvező hatás tovább növelhető a természetes növényi és állati eredetű anyagok diszperzitásfokának növelésével. E felismerés alapján aktív mikrobákat növényi és/ /vagy állati eredetű természetes anyagokat ionizáló sugárzással kezelve és vízben diszpergálva készített tápközegben a tápközeg mikróbaszuszpenzióval való beoltása és fermentálása útján a találmány szerint oly módon állítunk elő, hogy a növényi és/vagy állati eredetű természetes anyagokat a vízben való diszpergálás előtt, közben vagy után 2—12, előnyösen 4—8 kGy dózisú ionizáló sugárral sugározzuk be, és 40—80 °C, előnyösen 45—55 °C hőmérsékleten 10—60 percig, előnyösen 20-30 percig hőkezeljük, és kívánt esetben 10—800 mikrométer, előnyösen 20—100 mikrométer szemcseméret eléréséig aprítjuk, adott esetben a diszperziót tápközegek szokásos adalékaival kiegészítjük és/vagy szűrjük, azután a vizes diszperziót vagy annak szűrletét mikróbaszuszpenzióval oltjuk be, és a mikrobákat 105 —10® sejt/cm3 sejtkoncentrációjú közegben ismert módon szaporítjuk. A találmány szerinti eljárás tápközegének nyersanyagaként használhatunk bármilyen növényi, illetve állati eredetű természetes anyagot, amely a mikrobák szaporításához elegendő nitrogénvegyületet és szénhidrátot tartalmaz. Előnyösen használhatunk búzalisztet, rozslisztet vagy árpadarát, továbbá fűrészport, illetve keményítőt, de használhatunk húslisztet, hallisztet vagy más hasonló állati eredetű anyagokat is. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
