150312. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyamatos mikrobiológiai tenyészetek önműködő szabályozására
2 150.312 Végeredményben, tehát megállapítható, hogy a tenyészet bizonyos kinetikai és kémiai paramétereinek stabilizálása nem eredményezi feltétlenül a tenyészet egy bizonyos fiziológiai állapotának stabilizálását is. A találmány célja, hogy a kinetikai szabályozó módszerek hátrányait kiküszöbölve megfelelő módszert dolgozzon ki a folyamatos tenyészet biológiai önszabátyozására. A találmány tárgya eljárás folyamatos mikrobiológiai tenyészetek önműködő szabályozására, valamint berendezés az eljárás foganatosítására. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az egyszerű szakaszos mikróbatenyészetekben a fejlődési ciklus minden egyes fázisához meghatározott elektródapotenciál, vagyis redoxpotenciál tartozik és ez a potenciálérték a tenyészet mindenkori biokémiai állapotának eredője. Ezen alapul a folyamatos tenyészetek szabályozásának biosztattípusúnak nevezhető módszere. Az oxidációs-redukciós rendszer szerepe az élő szervezetiben olyan döntö, hogy maga az élet is úgy definiálható, mint szakadatlan oxidációsredukciós reakció. A redoxpotenciál-görbe alakjából következtetni lehet a mikrobiológiai tenyészet állapotára. A tenyészetben a redoxpotenciál-görbe alapján három szakasz különböztethető meg: a növekedési fázis, amelyben a redoxpotenciál csökken; a termelőfázis, amelyben a redoxpotenciál emelkedik; végül az egyensúlyi fázis, • amelyben a redoxpotenciál — általában oxidáltafob állapotot jelző értéken — közel állandó. A redoxpotenciál minimuma általában a maximális aktív-sejtmennyiség indikátora is. A mikroorganizmusok egyszerű tenyésztési körülmények között is rendelkeznek önszabályozó tevékenységgel. A növekedés megindulásához szükséges értéket maga a tenyészet állítja be azáltal, hogy a táptalaj redox-kapacitását kimerítve a saját optimális redoxpotenciálja érvényesülhessen. A táptalaj alkatrészek oxidálódása táptalajhígulást eredményez; ez csökkenti a redoxpotendált. Bizonyos idő múlva a táptalaj kimerül, elfogy az oxidálható anyag és anyagcsere termékek halmozódnak fel; ekkor a redoxpotenciál emelkedik. Ezek a fázisok a már említett növekedési, illetve termelési redoxpotenciál szakaszoknak felelnek meg. A folyamatos tenyészetszabályozás problémája szoros kapcsolatban van bizonyos anyagcsere termékek — antibiotikum, enzim — nyerésével. A mikroorganizmusok csoportosíthatók aszerint, hogy életciklusuk mely fázisában termelik a kívánt produktumot. Ha a növekedési fázisban termelik — pl. a í'lavofungin, esetében —, akkor a redoxpotenciál-görbe leszálló szakaszán, ha viszont — mint az esetek többségében — a termelő szakaszban nyerjük a kívánt produktumot, akkor a redoxpotenciál-görbe felszálló szakaszán kell szabályoznunk. Végeredményben, tehát a redoxpotenciál a tenyészet fiziológiai állapotának hívebb ás érzékenyebb kifejezője, mint akár a turbidiíási érték, akár a növekedési arány. A találmány lényege tehát abban áll, hogy a tenyészetet biológiailag állandó állapotban tartírdí. ellentétben az eddig használatos szabályozási módszerekkel, amelyek csupán kinetikailag állandó állapotot biztosítottak. Ezt úgy érjük el, hogy a tenyészet redoxpotenciáljával szorosan összefüggő elektródpotenciáit folyamatosan regisztráljuk, a friss táptalaj adagolását a regisztrált elektródpoíenciál függvényében vezéreljük és ily módon az általunk meghatározott optimális szinten tartjuk; eközben a térfogatfelesleg eltávolításáról — pl. túlfolyással —• gondoskodunk. A találmány a folyamatos tenyészetnek a fenti elv alapján való önműködő szabályozását elektronikus berendezéssel valósítja meg. A berendezés áll egy csővoltmérőből, amely elektródapár révén észleli a tenyészet redoxpotenciál ját; a mért elektródpotenciál értékét a csővoltmérőhöz csatlakozó regisztráló műszer jegyzi. A csővoltmérőben megfelelő kapcsolás ellenfeszültség előállítására szolgál. Az ellenfeszültség révén a csővoltmérő műszerét tetszőleges elektródpotentíál értékhez nullműszerként használhatjuk. Az elektródpotenciálnak az ellenfeszültségtől való eltérése erősítőn keresztül hibajelként egy kapcsolóegységre, majd egy szabályozó egységre jut s ez utóbbi pozitív, illetve negatív hibajel hatására nyitja a friss táptalajt adagoló szelepet. A táptalaj adagolása iákkor szűnik meg, amikor az elektródpotenciál ismét előírt értékű, vagyis a hibajel megszűnik és az adagolószelep lezár. A találmány tárgyát képező eljárás két példakép peni foganatosítási módját a következőkben ismertetjük. 1. példa: Fiavofungin-termelő törzset tenyésztünk 4:50 ml hasznos térfogatú edényben a következő összetételű táptalajon: aszparsgin 0,1%; élesztőfőzet 10%; NaNo3 0,2%; Na 2 HP0 4 0,5%; KH9PO4 0,03%; KCl 0,05%; glukóz 2%; pH = 7,0. Ä tenyésztés hőmérséklete 28 C°, a levegőztetés „egyszeres", vagyis 450 ml percenként. Oltás 50 ml, 48 órás rázott vegetatív inokulummal. 16 órán át tartó egyszerű tenyésztés után, aimikor a flavofungin-koncantráció elérte az 1,5 g/liter szintet, megkezdődik a folyamatos tenyésztés, a találmány tárgyát képező szabályozási módszerrel. A tenyészet fiavofungin- és glukóztartalmát 8 óránként mértük, valamint műszer leolvasással ellenőrizzük az egyébként regisztrált elektródpotenciált. A mérési eredményeket az alábbi táblázat tartalmazza: kor í'lavofungin glukóz elektród j: (óra) (g/ítt) (%) (mV) 0 0,15 2,00 +372 8 0,46 1,71 382 18 1,47 0,82 112 24 1,65 0,80 103 32 1,57 0,73 106 40 1,53 0,i68 101 á.3 1,65 0,70 110 56 1,73 0,66 101 64 1,80 0.53 88 72 1,78 0,47 106 Ú'J 1,82 0,48 96
