198220. lajstromszámú szabadalom • Eljárás S-184 heteropoliszacharid előállítására
1 HU 198220 B2 A találmány tárgya eljárás S-184 jelű heteropoliszacharid előállítására. Ismeretes, hogy bizonyos mikroorganizmusok exocelluláris heteropoliszacharidokat képesek termelni. A heteropoliszacharidok olyan nagy molekulájú, általában lineáris szénhidrát polimerek, amelyek két vagy több monoBzacharidot tartalmaznak, amelyek ismétlődő egységet alkotva polimerizálódnak. A legtöbb heteropoliszacharidok használhatósága azon alapszik, hogy vizes oldatok viszkozitását és reológiai tulajdonságait meg képesek változtatni. Emellett a heteropoliszacharidok másodlagos funkcióval is rendelkeznek, emulgáló, szuszpendáló, stabilizáló, flokkuláló, kenő, filmkcpző, stb. segédanyagokként használhatók. A heteropoliszacharidokat széles körben használják élelmiszerekben, kútfúrásoknál, mezőgazdaságban és az ipar számos területén. Az utóbbi néhány évtizedben nagyon megnóvekedett az ilyen vizoldható polimerek iránti igény. Ezen kívül az új ipari technikák újfajta fizikai tulajdonságokkal rendelkező heteropoliszacharidokat kívánnak meg. Következésképpen, a kereskedelmi szükséglettel párosuló, a különböző funkciójú heteropoliszacharidok iránti igény tisztán jelezte, hogy új és különböző fizikai tulajdonságú, új heteropoliszacharidokat kell kifejleszteni. A találmány tárgya tehát eljárás új heteropoliszacharidok előállítására egy új Alcaligenes faj segítségével. Kísérleteink során úgy találtuk, hogy egy új Alcaligenes faj bizonyos szénforráson olyan új heteropoliszacharidot képes termelni, amely 50-80 tőmegX szénhidrátból, 12-16 tömegX proteinból és 3,0-4,5 tőmegX acilcsoportból (ecetsavként számítva) áll, a szénhidrétrész mintegy 7-16 tömegX uronsavból és mintegy 1:3:5 mólarányban mannóz, glükóz és galaktóz semleges cukrokból áll. Ezt az új vegyületet egy Alcaligenes faj aerob fermentációjával állítjuk elő megfelelő vizes tápközegen. A mikroorganizmus biológialag tiszta tenyészetét a Budapesti Egyezménynek megfelelően 1985. június 19-én helyeztük letétbe az American Type Culture Collection, Rockville, Maryland intézetben ATCC 53160 számon. A találmány szerinti eljárással előállított heteropoliszacharid, amelyet a továbbiakban S-184 heteropoliszacharidként említünk, vizes rendszerekben a kívánt tulajdonságokkal rendelkezik, és különösen jól használható élelmiszerekben. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott mikroorganizmust Kaliforniában, San Diegoban, a Palomar-hegyen, Pauma Creeknél vett vízmintából izoláltuk. A mikroorganizmust YM agarlemezen 4 napig tartó 30 °C-on végzett inkubálás után gumiszerű kolóniák formájában gyűjtöttük. Az izolátumot ezután tápagaron történő tenyésztéssel tisztítottuk. Az izolátum tápagaros tenyészetéből származó lombiknyi oltóanyaggal kezdtük a munkát. Az oltóanyagot egy másik, szénforrásként hidrolizált keményítőt tartalmazó lombik beoltására használtuk. Inkubálás után ez a lombik viszkózus, sörszerű anyagot tartalmazott, és izopropilalkohol hozzáadására szálas csapadék képződött. Egy másik lombik oltóanyagot a különböző tápközegeknek a polimerképzésre gyakorolt hatása meghatározására, valamint a mikroorganizmus legjobb tenyészközegének és fermentációs körülményeinek meghatározására használtunk. Fermentációs körülmények Az S-184 heteropoliszacharidot alkalmas vizes tápközeg aerob körülmények között végzett fermentációjával állítjuk elő, szabályozott körülmények között, az ATCC 53160 számú organizmus segítségével. A tápközeg asszimilálható szén-, nitrogén- és szervetlen sóforrást tartalmaz. A tápközegben szénforrásként általában szénhidrátok (például glükóz, fruktóz, maltóz, xilóz, stb.) alkalmazhatók, önmagukban vagy kombinációban. A szénhidrátforrás vagy -források pontos mennyisége részben a tápközegben jelenlevő többi komponenstől függ, de általában 2 és 5 tömegX között lehet, a tápközegre számítva. Az említett szénforrások önmagukban vagy kombinációban használhatók a tápközegben. A fermentációs eljárásban nitrogénforrásként általában proteinek használhatók. Alkalmas nitrogénforrésok például élesztóhidrolizátum, élesztő, szójaliszt, gyapotmagliszt, kazeinhidrolizátumok, kukoricalekvár, desztillációs maradékok, paradicsompüré, stb. A nitrogénforrósok önmagukban vagy kombinációban alkalmazhatók, a vizes közegre számítva 0,05 és 0,2 tömegX közötti mennyiségben. A tápkőzegben alkalmazható szervetlen sók bármely szokásos, nátrium-, kálium-, am- * mónium-, kalcium-, foszfát-, szulfát-, klorid-,. karbonát-iont szolgáltató sók lehetnek. Alkalmazhatók nyomelemek is, például kobalt, mangán, vas és magnézium. A tápközeg itt ismertetett összetétele csupán illusztratív jellegű. Az S-184 heteropoliszacharid alacsony kalciumiontartalom mellett is előállítható, azaz ionmentesített vízben vagy más vizes rendszerben, amely kalciumiontól mentes (pl. kevesebb, mint 4 ppm CA” per IX polimer a végső fermentlében). A fermentációt 25 és 35 °C közötti hőmérsékleten végezzük, az optimális eredmények elérése érdekében azonban előnyösebb 28 és 32 °C közötti hőmérsékleten dolgozni, az ATCC 53160 számú mikroorganizmus tenyésztéséhez és az S-184 heteropoliszacharid előállításához a tápközeg pH-ja 6 és 8 között változhat. Bár az S-184 heteropoliszacharid mind felszíni, mind szubmerz tenyészetben előállit-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
