198101. lajstromszámú szabadalom • Eljárás xanthomonas-heteropoliszacharid előállítására
1 198 101 2 A találmány tárgya eljárás Xanthomonas-heteropoliszacharid előállítására Xanthomonas fajok fermentációja útján. A 3 385 719 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból ismert, bogy lictcropoliszaeharidok clőállílhalók úgy, hogy szénhidrát-forrásokat Xanthomonas campestris (NRRL B-1459) törzzsel fermentálnak. Ebben a leírásban azt állítják, hogy a Xanthomonas campestris NRRL B—1459 törzs által termelt heteropoliszacharid kiválóan alkalmas másodlagos olajkitermelcsnél, továbbá kiváló töltőanyag élelmiszerek és kozmetikumok, stb. gyártásánál, továbbá elfogyasztható filmképző anyag, emulgeálószer nyomdafestékekhez, és töltőanyag textilnyomó pasztákhoz. Kísérleteink során izoláltunk egy új Xanthomonas campestris törzset, melyet a National Collection of Industrial Bacteria törzsgyűjteményben Aberdenben 11854 számon helyeztünk letétbe. Az új, Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzs az NRRL B—1459 törzzsel összehasonlítva bizonyos közegeken nagyobb növekedési sebességet mutat, lényegesen nagyobb sebességgel termel polimert, a tenyésztés körülményei között lényegesen hosszabb ideig fenntartható polimer-termelő képességének romlása nélkül. A találmány szerinti eljárással előállított heteropoliszacharid piráttartalma 3,4—5,4 tömeg%, acetáttartalma 3,2—7,7 tömeg%, szukcináttartalma 0 tömeg %, d-glükóztartalma 34,2—36,8 tömeg %, d-mannóztartalma 34,2—36,8 tömeg%, d-glükóztartalma 18,5—19,8 tömeg%. A találmány szerinti eljárással, NCIB 11854 törzszsel termelt heteropoliszacharid potenciális injektálhatósága a fokozott olajtermelési eljárásokban a szűrési tesztek tanúsága szerint legalább olyan jó, vagy jobb, mint a Xanthomonas campestris NRRL B—1459 törzzsel termelt poliszacharidé, különösen nagy sótartalma oldatokban oldva. A találmány tárgya eljárás Xanthomonas-hetero poliszacharid előállítására oly módon, hogy Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzset tenyésztünk aerob körülmények között, asszimilálható szénforrást és nitrogénforrást tartalmazó vizes tápközegben, majd a heteropoliszacharidot elkülönítjük. Termelékenység szempontjából a feltöltős-leeresztős módszer előnyös Az általánosan hozzáférhető Xanthomonas törzsekkel ellentétben a Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzs tenyésztése nem igényel komplex tenyésztési segédanyagokat vagy vitaminokat ahhoz, hogy kielégítő növekedési sebességet, és polimer-termelést érjünk el a folyékony tenyésztőközegben. Nagyon jó eredményeket lehet úgy is elérni, hogy ha a mikroorganizmust egyszerű, kémiailag meghatározott, élesztőkivonat-mentes egyszerű nitrogénforrást, pl. nátrium-glutamátot vagy ammóniumvagy nitrát-sót tartalmazó tápközegen tenyésztjük. Nitrogénforrásként előnyösen nátrium-glutamátot alkalmazunk. A kémiailag meghatározott tápközeg használata ezenkívül lehetővé teszi, hogy a növekedési feltételeket jobban szabályozzuk, ami a szabályozott polimertermelést, és így reprodukálható termelési eljárást eredményez, ami a termék állandó minőségét biztosítja. A heteropoliszacharid termelésének és minőségének ilyen szabályozása nem általánosan lehetséges például Xanthomonas NRRL B 1459 törzs használata esetén, ha olyan tápközegen tenyésztjük, amely különböző, változó és komplex összetételű nitrogénforrást, például élesztőkivonatot vagy szárított desztillálási maradékot tartalmaz. A találmány szerinti eljárással előállított heteropoliszacharid előnyösen alkalmazható viszkozitásmódosító segédanyagként vagy fúrási folyadék adalékanyagaként. Ez utóbbi esetben a találmány szerinti heteropoliszacharidot úgy alkalmazzuk, hogy a fúrókútba olyan vizes oldatot juttatunk, amely 0,05—1,5 tömeg % találmány szerinti heteropoliszacharidot tartalmaz. A találmány szerinti eljárást a következő példával szemléltetjük. Példa Heteropoliszacharid előállítása Xanthomonas cam pestris Sp. NCIB 11854 törzs tenyésztésével cs tenyésztésének összehasonlítása a Xanthomonas campestris NRRL B—1459 törzsével. Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzset tenyésztettünk három különböző, kémiailag meghatározott sóoldaton (J. I. táblázat) 7 literes Chernap GF jelű fermentorban, szakaszos módszerrel, a II. táblázatban megadott körülmények között. Az első kísérletben az egyetlen nitrogénforrás ammónium-ion volt (24 mmői/1), amely a sejtek exponenciális növekedését eredményezte maximálisan 3 g/1 koncentrációig. A második és a harmadik kísérletben ammonium helyett nitrátot (24 nmiól/1), illetve glutamátot (24 mrnól/1) használtunk. Az eredményeket az 1—3. ábrákon mutatjuk be. Amint az ábrák összehasonlításából kitűnik, a glutamát a legelőnyösebb nitrogén forrás, mivel maximális sejtnövekedési sebességet, (0,12/óra) specifikus polimertermelést (0,36 g/g-óra) és polimertermelést (0,59 g/g) eredményez. Fz végű! magas (0,49 g/l óra) potimer-tcrmclőképességcí eredményezett, ami több, mint a duplája a Xanthomonas campestris NRRL B-1459 törzs tenyésztésekor kapotténak. A III. táblázat A oszlopában a Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzs, a B oszlopában pedig a Xanthomonas campestris NRRL B-1459 törzs eredményeit foglaltuk össze. A táblázatok egyértelműen mutatják, hogy a Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzs termelőképessége jobb, mint a Xanthomonas campestris NRRL B—1459 törzsé. A IV. táblázatban a Xanthomonas campestris NCIB 11854 törzs teiiyészközegénck szűrhetőségét hasonlítottuk össze a Xanthomonas campestris NRRL B-1459 törzs tenyészközegének szürhetőségével, abban az esetben, amikor azonos viszkozitásúra hígítottuk, különböző sókoncentráciőnál. 5 10 15 20 25 30 35 ^0 45 50 55 60 65 2
