194941. lajstromszámú szabadalom • Eljárás xantán-típusú poliszacharidok előállítására
194941 A találmány tárgya eljárás xantán típusú poliszacharidok előállítására mikroorganizmusoknak szénhidrátokon történő fermentációja útján. A találmány közelebbről emulzióban végzett fermentációra vonatkozik. A Xanthomonas vagy Arthrobacter nemzetségbe tartozó baktériumok vagy a Sclerotium nemzetségbe tartozó gombák vagy más hasonló mikroorganizmusok segítségével szénhidrátok fermentációjával előállított heteropoliszacharidok vagy biopolimerek sűrítő és viszkozitás-csökkenést akadályozó tulajdonságaik következtében iparilag jelentős anyagok. A xantánpolimer vizes közegben végzett aerob fermentáció útján történő előállítását ismerteti például a 3 000 790, 3 020 206, 3 391 060, 3 433 708, 4 119 546, 4 154 654, 4 296 203 és a 4 377 637 sz. amerikai egyesült államokbeli és a 2 414 555 sz. francia szabadalmi leírás. Az előállítási eljárás végén a fermentlé mintegy 15—50 g/1 poliszacharidot tartalmazhat. Ipari méretekben igen nehéz elérni azt, hogy a szint 30—35 g/1 koncentrációnál magasabb értéket érjenek el speciális módszerek alkalmazása nélkül. A poliszacharid képződésé következtében ugyanis a reakcióközeg viszkozitása növekszik, és ez lelassítja az oxigénszállítást, és gátolja a fermentációt. Még akkor is, ha a reaktorokat erős keverővei szerelik fel — ami energiafelhasználás szempontjából költséges megoldás — nehéz megoldani a reakcióközeg megfelelő levegőztetését és keverését olyan mértékig, amely biztosítja a polimer elérendő koncentrációjának emelését. A 0 058 364, 0 074 775 és a 0 098 473 sz. európai szabadalmi bejelentések a polimer koncentrációjának növelésére javasolnak megoldást, éspedig oly módon, hogy a fermentációt a vizes tápközegnek egy olajjal alkotott emulziójában vagy diszperziójában hajtják végre, ezzel csökken a fermentlé viszkozitása és javul az oxigénszállítás. Ügy tűnik azonban, hogy célszerű a mikroorganizmus növesztésének első szakaszát vizes közegben végrehajtani, mielőtt az olajat adagolják, és a viz-az-olajban emulzió kialakul. Ha a víz-az-olajban emulzió kialakult, nehéz a diszpergált vizes fázis pH-ját beállítani, és fennáll a veszélye annak, hogy savas melléktermék képződik, amely gátolja a mikroorganizmusok növekedését. Lehetőség van arra, hogy pufferolt közegben dolgozzanak, de a puffer jelenléte káros lehet a képződő oldatra nézve. Ezenkívül a stabil víz-az-olajban emulzió csak nehezen hígítható, és ez hátrányos, ha az emulziót közvetlenül kívánják felhasználni, például olajfurásoknál. A találmány célja olyan fermentációs eljárás biztosítása, amely lehetővé teszi mikroorganizmusoknak emulgeált közegben végzett növesztését. 1 A találmány tárgya tehát eljárás xantán típusú poliszacharidok előállítására fermentációs úton, amelynek során legfeljebb mintegy 60%, előnyösen 3—60% poliszacharidot tartalmazó stabil poliszacharid emulziót kapunk. A találmány értelmében egy poliszacharid termelő mikroorganizmust fermentálunk vizes közegben, amelyben olajat diszpergálunk, és így olaj-a-vízben emulziót kapunk, amelyben a fermentációt végezzük. Vizes fázisként bármely, az irodalomból ismert vizes fermentációs közeget használhatunk. Erre vonatkozó részletes leírás található például a 3 391 060 és a 3 433 708 sz. amerikai egyesült államokbeli és a 2 414 555 sz. francia szabadalmi leírásokban. A szokásos közeg tartalmaz szénhidrátforrást, amely lehet cukor vagy más szénhidrátforrás, szerves és/vagy szervetlen nitrogénforrást, továbbá nyomelemeket és kívánt esetben növekedési faktorokat. A cukor, pl. glükóz vagy szacharóz koncentrációja 10—100 g/1 lehet, de elérheti a 150—200 g/1 értéket is. Mikroorganizmusként olyan baktériumot alkalmazunk, amely szénhidrátbontóként van megemlítve a BERGEY’S MANUAL OF DETERMINATIVE BACTERIOLOGY (8. kiadás (1974), Williams N., Wilkins Co., Baltimore) helyen, például ilyen a Xanthomonas begoniae, Xanthomonas campestris, Xanthomonas carotae, Xanthomonas hedera, Xanthomonas incanae, Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas papavericola, Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas pisi, Xanthomonas vasculorum, Xanthomonas vericatoria, Xanthomonas vitians, Xanthomonas pelargonii; az Arthrobacter nemzetségbe tartozó baktériumok, különösen az Arthrobacter stabilis, Arthrobacter viscosus; az Erwinia nemzetség tagjai; az Azotobacter nemzetség tagjai, különösen az Azotobacter indicus törzs; az Agrobacterium nemzetség tagjai, különösen az Agrobacterium radiobacter, Agrobacterium rhizogenes Agrobacterium tumefaciens. A Sclerotium nemzetségbe tartozó gombák is használhatók. Az említett mikroorganizmusok közül előnyös a Xanthomonas campestrist használni. Ami az olajos fázist illeti, bármely ásványi vagy növényi olaj használható, amely vízzel nem elegyedik, így például izoparaffinok, szagtalanított kerozin, magas, pl. 150— 200°C fölötti forráspontú szénhidrogének, repce-, szója-, kukorica-, napraforgó- és földimogyoróolaj, stb. Előnyös, ha az olajos fázis aránya a teljes közegre számítva kevesebb, mint 30 térf%, célszerűen 1 —18 térf%, előnyösen 3—16 térf %. Az olajos fázisnak a vizes fázisban történő diszpergálását és stabilizálását felületaktív anyag alkalmazásával elősegíthetjük. Ilyen felületaktív anyag lehet például előnyösen egy nemionos felületaktív anyag, amelynek HLB értéke előnyösen 11 alatti, még előnyösebben 6 és 11 közötti, ezt az értéket egyetlen felületaktív anyag vagy felület2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
