200199. lajstromszámú szabadalom • Továbbfejlesztett eljárás indigót tartalmazó biomassza előállítására és annak kelmék színezésére való alkalmazására
HU 200199 B A találmány tárgy eljárás baktériumok által termelt, indigót tartalmazó biomassza előállítására és annak felhasználásával végzett festésre. Az ily módon, biomasszával végzett festés lehetővé teszi az indigó izolálás nélküli felhasználását A találmány szerinti eljárásnál a szubsztrátum festését olyan, indigót tartalmazó biomasszával végezzük, amelyben a mikroorganizmusok állal termelt indigót a festés előtt nem távolítjuk el a szilárd biomasszából. Ismeretes, hogy az indigó előállítási eljárást indolból vagy triptofánből indolon keresztül, mikrobiológiai források felhasználásával végzik. (4 520 103 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás; Science, 222 (1983), 167-169; és BIOTECHNOLOGY 4,1986,321-324.) Az ismert eljárások szerint a képződött, vízben oldhatatlan indigót minden esetben eltávolítják a keverékből forró kloroformmal végzett többszöri extrakcióval. E művelet azonban igen idő- és költségigényes, de ez vonatkozik az egyéb elválasztási eljárásokra is. Dy módon a mikrobiológiai úton előállított és a biomasszából izolált indigó felhasználása gazdasági okok miatt nem igen valósítható meg. A jelen találmány előnye, hogy lehetővé teszi a mikrobiológiai ütem nyert indigó festék közvetlen felhasználását, anélkül, hogy azt a biomasszától el kellene választani, vagy tisztítani vagy a festés előtt töményíteni kellene. A találmány szerinti eljárásnál úgy járunk el, hogy biomasszában mikroorganizmusok segítségével indigót állítunk elő, a biomasszát lízisnek vetjük alá, majd a kapott szilárd biomasszát alkalmazzuk festéshez anélkül, hogy az indigót belőle elválasztanánk. A membránok lízisét bármely ismert mechanikus vagy nem mechanikus eljárás szerint végezhetjük, így például a következő módokon: a) savas vagy bázikus kezeléssel (Mad 1. Példa) b) enyhe nyomás alatt végzett reakcióval, c) ozmoHzissel vagy d) enzimatikus reakcióval. A találmány szerinti eljárásnál előnyösen úgy járunk el, hogy függetlenül az alkalmazott lízis fajtájától, a biomasszát még további kezelésnek vetjük alá, annak érdekében, hogy a biomassza összes sejtje denaturálódjon, ami környezetvédelmi szempontból is fontos. E kezelés során a biomasszát vizes alkália oldattal kezeljük, a pH értékét lúgosra (előnyösen pH = 12 körüli értékre) beállítva, majd hidrogén-foszfáttal való kezeléssel semlegesítjük, a pH értékét 7-re beállítva. A találmány szerinti eljárásnál a szilárd biomasszát a bioszintézis után, de a festési eljárás előtt megszárítjuk. A szárítást bármely ismert eljárás szerint végezhetjük, így például fémtálcákon, vákuum szántószekrényben vagy keverő hengerrel felszerelt vákuum szárító berendezésben végzett víz-desztillációval. A szárítást előnyösen porlasztással végezzük. A porlasztva szárításnál a biomasszát először meghatározott finomságú szitán engedjük át, majd ismert porlasztó berendezés (például Büchi porlasztó) segítségével megszárítjuk. A szárítást végezhetjük fluidágyas módszerrel is, amikor granulált anyagot nyerünk. A szárítási lépést további adalékanyagok, így például szolubilizáló vagy stabilizáló szerek jelenlé1 tében is végzethetjük, amely anyagok a későbbi festési folyamatnál hasznosak. A szárítás előtt a felesleges, azaz indigót ne ur - talmaeó folyadékfázist a szilárd biomasszától ismert eljárások szerint, így például dekántálással, centrifugálással és/vagy szűréssel elválasztjuk. A találmány szerinti előnyös eljárásnál a bioszintézis és az elválasztás után, de a szárítás előtt a biomasszát homogenizáljuk, előnyösen pH = 7-nél. A homogenizálást végezhetjük pédlául intenzív keveréssel, (politron keverővei), hígításos vagy őrlési folyamattal (például üveggyönggyel), adott esetben diszpergálóczer, előnyösen anionos diszpergálószer, még előnyösebben olyan diszpergálószer jelenlétében, amely képes az indigónak a fürdőből való eloszlatását elősegíteni. Ezzel elősegíthető a sejteken kívül képződött szilárd indigó-agglomerátumok méretének csökkentése. A találmány szerinti biomassza előállítási eljárásnál a szárítást megelőzően a sejteket lízisnek vetjük alá. További, a szárítást megelőzően, a folyadék és szilárd részeket az előzőekben leírtak szerint elválasztjuk, és homogenizáljuk. A biomassza szárítása a festőfürdőben való adagolás előtt azért is előnyös, mert így az erős átható szag eliminálható. A találmány szerinti bioszintézis során az indigót indolból klónozott rekombinens Escherichia coli baktériumokból állítjuk elő. A biomassza formájában a találmány szerint előállított indigót előnyösen használhatjuk hidroxilcsoportot vagy nitrogént tartalmazó szerves anyagok, úgy mim gyapjú, pamut vagy len kádban végzett, előnyösen bemerítéssel, szellőztetés mellett végzett festésére. A nyers kádfestéket vízoldható formává redukáljuk, majd a szubsztrátumra felvive oxidálással fixáljuk. Az ily módon végzett festés tartóssága azonos aa aktív anyaggal végzett festésével. A találmány szerinti biomasszával végzett festéssel az aktív anyaghoz hasonló árnyalatok hozhatók ki, azonos tartóssággal. Meglepetésszerűen azt tapasztaltuk, hogy az indigó mellett a biomassza törmelékét is tartalmazó anyaggal végzett festéssel tiszta színeket adó festés érhető el, és úgy tűnik, hogy magán a szubsztrátumon végbemegy egy tisztítási folyamat, amely egy korábbi lépcsőben végzett tisztítást feleslegessé tesz. A következő nem korlátozó példákkal a találmány szerinti eljárást közelebbről illusztráljuk. A példákban a megadott mennyiségek és százalékok tömegAérfogat egységet, míg a hőmérsékleti értékek Celsius* jelentenek. 1. Példa Indigó-biomassza előállítása A4 520 103 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett módon a megadott pH, hőmérséklet, tápanyag-összetétel, levegőztetés stb. mellett fermentációval klónozott rekombináns Escherichia coli HB101 töizshöz tartozó baktériumot tenyésztünk. A kapott nyers fermenüéről a folyadékot leöntjük és a többi folyadék eltávolítására a visszamaradó anyagot centrifugáljuk, majd ezt követően a sejteket savas vagy bázikus kezeléssel szobahőmérsékleten 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
