191043. lajstromszámú szabadalom • Eljárás metanol alapú egysejtfehérje előállítására
1 191 043 2 A találmány tárgya baktériumok tenyésztése metanolt és anorganikus sókat tartalmazó tápközegben fehérjében gazdag sejttömeg előállítása céljából. Fehérjékben gazdag sejttömeg felhasználásának elsősorban az állattakarmányozásban, de megfelelő tisztítás után az emberi táplálkozásban ;s nagy jelentősége van. A demográfiai robbanással összefüggő világméretű fehérjehiány súlyossága és annak összefüggései a nemzetgazdaságok egyensúlyával világosan rávilágítanak arra, hogy a fehérje stratégiai fontosságú anyag. Ezért az utóbbi években rendkívül széleskörű és intenzív kutatásokat folytattak új fehérje források feltárására és előállítására. Új távlatok nyíltak meg ismét az egysejtfehéije fermentációs előállítása előtt : egyrészt a nagy mennyiségben rendelkezésre álló és megújuló cellulóz bázis mikrobiológiai konverziójával, másrészt a nem konvencionális szubsztrátok, a mezőgazdasági termeléstől függetlenül szénhidrogének és szénhidrogén származékok alkalmazásával. Kísérleti tapasztalatok alapján ma már bebizonyosodott, hogy a szénhidrogén és szénhidrogén származék alapú egysejtfehérje takarmányozási célra történő felhasználásának nincsenek toxikológiai és táplálkozási korlátái, így jövője teljes mértékben a technológia gazdaságosságától és a közérdektől függ. Az egysejtfehérje fermentációs előállitásának gazdaságosságára számos tényező hat: legfontosabbak az alkalmazott mikroorganizmus fiziológiai, tenyésztési tulajdonságai, tápértéke, az alkalmazott szén- és energiaforrás, azaz a szubsztrát fajtája, valamint az ezek által meghatározott nagyüzemi fermentációs eljárás technológiai vonatkozásai, amelyek elsősorban az oxigén ellátásával, a hőcserével és a feldolgozási kérdésekkel kapcsolatosak. A szénhidrogén és szénhidrogén származék alapú szubsztrátok közül fermentációs szempontból a metanol alkalmazása a legelőnyösebb. Szemben a metánnal és a folyékony szénhidrogénekkel a metanol alapú fermentációknak kisebb az oxigén szükséglete, kisebb a keletkező hő. A metanol továbbá vízzel korlátlanul elegyedik, így a terméktől könynyű elkülöníteni. A mikroorganizmusok közül a penészek, az élesztők és baktériumok képesek a metanolnak, mint egyetlen szénforrásnak a hasznosítására. A penészek és az élesztők esetében azonban a növekedés sebessége, a metanolra számított sejthozam és a termék fehérje tartalma szignifikánsan kisebb, mint a baktériumok esetében. Több olyan baktériumfajta ismert, amelyek egysejtfehérje termelésre szénforrásként metanolt alkalmaznak, ilyenek többek között a Pseudomonas sp. ATCC Nr. 21439 és ATCC Nr. 21438, Corynebacterium sp. ATCC Nr. 21232 és ATCC Nr. 21236 törzsek (2 059 277 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás). Pseudomonas rosea törzsek (324 997 sz. osztrák szabadalmi leírás), a Methylomonas methanolica NRRL B-5458 törzs (1 420 264 sz. angol szabadalmi leírás), Methylomonas espexii törzs (1 480 684 sz. angol szabadalmi leírás), Pseudomonas utilis FERM-P 1690 és FERM-P 1691, valamint Pseudomonas inaudita FERM-P 1693, FERM-P 1694 sz. törzsek (2 402 217 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás). Fenti baktérium törzsek alkalmazásának hátránya, hogy generációs idejük hosszú, valamint az elérhető hozam is alacsony, vagy többségük nem obiigát methylotroph baktérium. A 2 458 851 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás egysejtfehérje termelésére az obiigát metanol hasznosító Methylomonas sp. DSM 580 törzset ismerteti. E törzs alkalmazásának hátránya, hogy az egysejtfehérje termelés hozama alacsony (Y = 0,40-0,46), valamint, hogy enyhén rózsaszínű pigmentet képez, amely a tápanyagként való felhasználás során az emészthetőséget rontja. Metanol szénforráson egysejtfehérje termelésre eddig alkalmazott legjobb törzs az obiigát metanol hasznosító Methylomonas probus FERM-P 3193 (2 708 112 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás). A fenti törzs generációs ideje ugyan rövid, de az elérhető hozam alacsony (Y = 0,45-0,49). Célul tűztük ki, olyan obiigát metanol hasznosító törzs alkalmazását, amely metanolon kiemelkedően jó növekedési tulajdonságok mellett (rövid generációs idő) magas hozammal produkál nagy fehérjetartamú terméket, a keletkező sejttömeg könnyen szeparálható a FAO előírásoknak megfelelő. Természetes forrásokból több methylotroph baktérium törzset izoláltunk, amelyek közül az egyik a fenti célkitűzésnek megfelelt. Az izolált baktérium egy eddig ismeretlen, nem leírt új obiigát methylotroph baktérium törzs, amelyet Methylomonas nov. spec. No. 7-3 névvel jelöltünk és az Országos Közegészségügyi Intézetnél a Magyar Nemzeti Törzsgyűjteménybe 00196 letéti számmal deponáltunk. A Methylomonas nov. spec. No. 7-3 törzs az alábbi tulajdonságokkal jellemezhető : Morfológiai tulajdonságok Folyékony MSM tápoldatban (Methods in Microbiol. kötet 3/b) 1 tf% metanol tartalommal, 30 °C-on 24 órát tenyésztve átlagosan 0,5-1 x 1-2 nagyságú pálca alakú sejtek figyelhetők meg, a sejtek egy poláris flagellum segítségével mozognak, általában egyedül, de gyakran kettesével, néha hármasával láncba fonódva fordulnak elő. A törzs GRAM negatív. Szilárd MSM táptalajon kifejlődő telepek kétnapos korban sima felületűek, átmérőjük 0,5-1 mm, színtelenek, szélük csipkés. A 3-5 napos telepeknek nagy színtelen sima udvaruk van, kb. 2-2,5 mm az átmérőjük, szélük „fjoTdos”, a telep közepe enyhén drappos, barnás, felülete szederjes. Fiziológiai és növekedési tulajdonságok Az izolált Methylomonas nov. spec. No. 7-3 törzs csak methylotroph szubsztrátokon növekszik : metanolon igen jól, dimetilaminon és formalde-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
