179340. lajstromszámú szabadalom • Új eljárás aminosavak előállítása során alkalmazható táptalaj előállítására
7 179340 8 A monoszacharidok elegyének oldatához tisztítás után hozzáadjuk az alkalmazott nitrogénforrást, ásvátyd sókat, majd az egészet sterilizáljuk. Az így elkészített táptalajt beoltjuk a felhasznált mikroorganizmus 24 órás tenyészetével, és a fermentációt aerob körülmények között hajtjuk végre. A fermentáció befejezése után a végterméket aminosavak formájában önmagában ismert módon elkülönítjük. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi az aminosavak termelésének intenzifikálását, minőségük javítását ésftz aminosav-kitermelés megnövelését, mindezek az előnyök pedig annak tulajdoníthatók, hogy szénforrásként hexóz- és pentóz-monoszacharidok olyan elegyét használjuk, amelyet korlátlan mennyiségben rendelkezésre álló cellulóz-tartalmú növényi nyersanyagok extrakciós hidrolízisével állítunk elő. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy a felhasznált szénforrás könnyen hozzáférhető és olcsó. A monoszacharid elegy, amelyet cellulóz-tartalmú növényi anyagok extrakciós hidrolízisével, például fából kiindulva állítunk elő ugyanis körülbelül 30%-kal olcsóbb, mint az aminosavak előállítására széles körben alkalmazott szénforrás, a melasz. Ezen kívül, ha szénforrásként monoszacharidok elegyét használjuk, az ismert eljárásokkal összehasonlítva (3 451 891 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) lerövidül a technológiai műveletsor. Az idézett ismert eljárás esetében szénforrásként melaszt használnak, amelyet biotin feleslegével igen bonyolult mikrobiológiai eljárással tisztítanak. Ez a lépés is elkerülhető. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy a monoszacharidok elegyének oldata, amelyet szénforrásként alkalmazunk, elegendő és optimális mennyiségben mikroorganizmus növekedési anyagokat is tartalmaz, mivel a cellulóz-tartalmú anyagok természetes növényi alapanyagból kerülnek ki. A találmány szerinti eljárás előnye még az is, hogy nem higroszkópos termék előállítását teszi lehetővé. Találmányunk további részleteit a következő példákkal szemléltetjük, anélkül, hogy találmányunkat a példákra kívánnánk korlátozni. 1. példa Tűlevelű és lombos fák kétlépcsős, extrakciós hidrolízisének második lépésében kapott hidrolizátumot, amely 2,51 súly% hexóz-monoszacharidot és 0,09 súly% pentóz-monoszacharidot tartalmaz, 3,3 pH-értékig semlegesítünk. Az elegyet szűrjük, majd a szűrletet vákuumban 60 °C-on bepároljuk mindaddig, míg a monoszacharidok koncentrációja 6,0 súly% nem lesz. A monoszacharidok elegyének bepárolt oldatát a levegő oxigénjével 45 °C-os hőmérsékleten, aktív szén jelenlétében 60 percen át oxidáljuk, majd szüljük. Gázkromatográfiás mérések szerint a hidroüzátum tisztításakor a furfurolt a teljes mennyiségben eltávolítjuk. A hidroximetü-furfurol és a lignohumin-anyagok mennyisége a tisztítás után 2,5% a monoszacharidok súlyára számítva. A koncentráció-értéket úgy határozzuk meg, hogy a hidrolízátumot a tisztítás előtt és után spektrofotometriás úton analizáljuk. 1000 ml tisztított monoszacharid-oldathoz 15 g ammónium-szulfátot, 0,5 g kálium-hidrogénfoszfátot, 0,5 g kálium-dihidrogénfoszfátot, 0,2 g magnézium-szulfátot, 2,5 g kukorica extraktumot és 0,4 g homoszerint adunk, a pH-értéket lúggal 7,0-re állítjuk be, majd a kapott táptalajt 50 ml-enként 750 ml térfogatú rázólombikokba töltjük. Mindegyik lombikba 0,5 g talkumot adunk, és a lombik tartalmát 808 mbar túlnyomáson 30 percen át sterilizáljuk. Ezután hozzáadunk 2,5 ml 24 órás Brevibacterium 22 kultúrát. Ezt a tenyészetet a következő összetételű táptalajon fermentáljuk: 2,0 súly% glükóz, 2,0% kukorica extraktum, 0,3 súly% nátrium-klorid. A táptalaj pH-értéke 7,0. A beoltásra készített táptalajt sterilizáljuk, ferde agar tenyészetet 24 órás kultúrával beoltunk, a tenyésztést 24 órán át 28—32 °C-on folytatjuk, rázógépen. L-lizin termeléséhez a Brevibacterium 22 baktérium törzset használjuk. A fermentálást 28—32 °C hőmérsékleten, 200 fordulat/perc fordulattal működő rázógépen 60 órán át végezzük. Az L-lizin koncentrációja 18 mg/ml, az aminosav kitermelése a táptalajban levő monoszacharid elegy súlyára vonatkoztatva 30%. A tenyészetet elválasztjuk a bakteriális biomasszától, az elegyet 4-5 pH-értékig megsavanyítjuk, és 0,2 súly% nátrium-hidrogénszulfittal stabilizáljuk. A stabilizált folyadékot ioncserélő anyaggal megtöltött ioncserélő kolonnákon vezetjük keresztül. A kapott eluátumot bepároljuk mindaddig, míg az L-lizin-tartalom 40 súly% nem lesz, az oldatot megsavanyítjuk körülbelül 5,0 pH-értékig, lehűtjük 12—14 °C-ra és kristályosítjuk. 2. példa Tűlevelű fák kétlépcsős, extrakciós hidrolízisének második lépésében kapott hidrolízátumot, amely 2,73 súly% hexóz-monoszacharidot és 0,07 súly% pentóz-monoszacharidot tartalmaz, 3,5 pH-értékig semlegesítünk. Az elegyet szüljük, majd a szűrletet vákuumban 70°C-on bepároljuk mindaddig, míg a monoszacharidok koncentrációja 11 súly% nem lesz. A monoszacharidok elegyének bepárolt oldatát a levegő oxigénjével aktív szén jelenlétében 45 °C-on, 30 percen át oxidáljuk. Tisztítás után a monoszacharid elegy furfurolt nem tartalmaz. Ezt gáz-folyadék kromatográfiás módszerrel határoztuk meg. A tisztított oldatban a hidroximetil-furfurol és a lignohumin-anyagok mennyisége a monoszacharidok súlyára számítva 1 súly%. Mennyiségük meghatározása a tisztítás előtt illetve után végzett spektrofotometriás módszerrel került meghatározásra. A monoszacharid oldat 9,6 literéhez 225 g ammónium-szulfátot, 7,5 g kálium-hidrogénfoszfátot, 7,5 g kálium-dihidrogénfoszfátot, 3 g magnézium-szulfátot (7 H2Ü), 600 g kukorica extraktumot és 50 g takarmány élesztőt adunk, és az elegyet vízzel felengedjük 15 literre. A táptalajt 30 literes fermentorba töltjük, és 1010 mbar túlnyomáson, 30 percen át sterilizáljuk. A sterilizálás után a pH-értéket vizes ammóniumhid-5 10 15 20 2'5 30 35 40 45 50 55 60 65 4
