193031. lajstromszámú szabadalom • Eljárás L-triptofán előállítására
193031 A találmány tárgya eljárás az L-triptofán esszenciális aminosav előállítására. Az L-triptofánt a gyógyszeriparban és az orvosi gyakorlatban parenterális táplálás céljára előállított, szabad aminosavakat tartalmazó keverékek előállítására, valamint hasonló célokra alkalmazott fehérjetartalmú hidrolizátumok dúsítására használják, és a takarmánykeverékek összetételének javítására adalékként az állattenyésztésben is alkalmazható. Az L-triptofán előállítására vonatkozó, ismert mikrobiológiai eljárások közül gazdaságilag különösen előnyös egy módszer, amely olyan mikroorganizmusokat alkalmaz, amelyek képesek közvetlen fermentációval, egyszerű szén- és nitrogénforrásokból, anélkül, hogy a mindenkori közegbe triptofán-prekurzorokat — például indolt,illetve antanilsavat - adagolnánk, triptofánt termelni. Ilyenkor szénforrásként melaszt, hidrolt, illetve technikai cukrot, nitrogénforrásként karbamidot, ammóniumsókat, valamint a növekedéshez szükséges adalékokat és ásványi sókat használnak. Nagy tisztaságú, orvosi célra szolgáló kristályos L-triptofán kinyerésének a technológiája meglehetősen komplikált, amely a végtermék kitermelésének csökkenéséhez és a további tisztítás költségeinek a megnövekedéséhez vezet, ezért bármely triptofánelőállítási módszer hatékonyságát a fermentációs lépésnél és a kristályos preparátum kinyerésekor értékeljük. Ismeretes egy eljárás triptofán előállítására, amelyben olyan mutált corynebacterium glutamicum törzseket tenyésztenek az aminosavnak prekurzorait nem tartalmazó táptalajokon, amelyeknek növekedéséhez biotin, fenilalanin és tirozin szükséges és amelyek legalább egy triptofán analogonnal és egy fenilalanin illetve tirozinanalogonnal szemben rezisztensek (3 849 251 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás, 1974). Egy glükózt és növekedési faktor forrást (NZ-amin) tartalmazó táptalajon 4 napi fermentáció után a fermentlében a triptofán mennyisége eléri a 3,6 g/l-t. Melaszos, kukoricaextraktos és szójababhulladék-hidrolizátumos táptalajokon a triptofán mennyisége, 3 - - 4 napos fermentáció után, 3,4 - 16,8 g/1. Az ismert eljárásban a kristályos triptofánt egy erősen savas kationcserélö segítségével 50%-os kitermeléssel nyerik ki abból a fermentléből, amelyben a szénforrás glükóz volt. A melaszt tartalmazó táptalajokra nem ismeretesek a triptofán kinyerésére vonatkozó számadatok, ami nyilvánvalóan avval van összefüggésben, hogy a triptofán nem tisztítható elég jól meg más aminosavaktól, amelyek a fermentációs folyamat során felhalmozódnak, illetve a kiindulási táptalajban (például ha a táptalaj melaszt tartalmaz) előfordulnak. Ismert egy olyan eljárás is triptofán kinyerésére a fermentléből, amelynek során a trip-1 2 tofánt egy gyengén bázikus anioncserélőn megkötik, majd ezután vízzel,illetve egy gyengén savas oldattal eluáiják, ezekután ebből az oldatból újra megkötik egy H+-íormájú szulfokationcserélők betöményítés céljából, és a végtermék tisztasági fokától függően, 70%-ig terjedő kitermeléssel kapják a kristályos terméket (745 889 számú SU szerzői tanúsítvány, 1977). Az L-triptofán előállítására vonatkozó ismert eljárások és az L-triptofánnak a mikroorganizmusok tápoldatából történő kinyerésére vonatkozó eljárás hátrányai a következők: a cor. glutamicum törzsek többféle növekedési faktort igényelnek, amely szükségessé teszi, hogy ezeknek a faktoroknak a forrását, különösképpen fehérjehidrolizátumot adagoljunk a mindenkori táptalajhoz; a mikroorganizmusok tenyésztésének hosszú, 72 - 96 órás időtartama;-a triptofán felhalmozódásának alacsony szintje a standard szénforrások (glükóz, cukor) esetén, amelyek különösen megfelelőek a kristályos triptofán hatékony kinyerése szempontjából, míg a melasz és a hídról, amelyek olyan nyersanyagok közé tartoznak, amelyekben a mikroorganizmusok növekedésére és a bioszintézisre hatást gyakorló komponensek összetétele nem állandó, a fermentáció során nem szolgáltatnak stabilis mutatókat és a jelentős mennyiségű pigmentanyag, ásványi sók, aminosavak, hidroxisavak és egyebek bevitele miatt lecsökkentik a kristályos termék kinyerésének a hatékonyságát;-a kristályos triptofán viszonylag alacsony (50%) kitermelése a tápoldatból való kinyerés után. A találmány szerinti eljáráshoz—műszaki lényegét és az elérendő hatékonyságot tekintve—különösen közel ákl egy L-triptofán előállítására szolgáló eljárás, amelyben bacillus subtilis gen-557/n, illetve 2282 törzseket víz alatt (submers) tenyésztenek olyan táptalajon, amely szénforrásként szénhidrátokat, nitrogénforrásokat, növekedési anyagokat és más szükséges ásványi sókat tartalmaz, a táptalaj levegőztetésével, majd ezt követően az L-triptofán elválasztását ismert módon, ioncserélő segítségével és az aminosav kristályosításával végzik (480 758 számú SU elsőbbségi irat,1972). Az ismert eljárás hátránya a triptofán alacsony felhalmozódási szintje glükózon és cukron, valamint a fermentáció hosszú időtartama (technikai cukrot tartalmazó táptalajon a triptofán képződése 4,6 g/l-es szintet ér el, melaszos, illetve hidrolos táptalajon 8,2- 10,1 g/l-t ér el, 72 órás fermentálás után) A találmány célja az L-triptofán kitermelésének növelése. A kitűzött célt egy L-triptofán előállítására szolgáló eljárással—amelynek során az L-triptofánt termelő bacillus sublilis fajú 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
