DD250332A1 - Sterilisationsverfahren fuer die antibiotikumherstellung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine gefuehrte Hitzesterilisation mit unterschiedlichen Temperatur-Zeit-Profilen gleicher Wirkung fuer die Einstellung reproduzierbarer Hauptsubstratkonzentrationen als guenstige Startbedingung fuer die Fermentation.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Sterilisationen, bevorzugt angewendet in der Sekundärmetabolitproduktion.
Die Erfindung ist für die mikrobielle Industrie bei Verfahren, die eine thermische Sterilisation des Nährmediums erfordern, von Bedeutung.
Aus der Literatur (Banks, G.T., Topics in Enzyme and Fermentation Biotechnologie, 4,1979) ist bekannt, daß zur quantitativen Beurteilung von Sterilisationstemperaturprofilen ein Sterilisationsfaktor herangezogen werden kann, der ein Maß für die Effektivität der Abtötung lebender Mikroorganismen im Verlauf der Sterilisation darstellt. Da die thermische Abtötung lebender Mikroorganismen in Konkurrenz zurthermischen Zerstörung essentieller Nährbodenbestandteile stehen kann, kommt es in Abstimmung zu den eingesetzten Substratkonzentrationen (C-, N-, Salze, Spurenelemente, Zuschlagstoffe) zur Gewährleistung reproduzierbarer Startkonzentrationen der essentiellen Bestandteile des Nährbodens für die Fermentation darauf an, den vorgebbaren Sterilisationsfaktor und die daraus ableitbaren Temperatur-Zeit-Profile möglichst genau einzuhalten. Die bekannten Sterilisationsverfahren führen zu hohen Produktionsverlusten, wenn diese Bedingung nicht eingehalten wird.
Die Erfindung beinhaltet das Ziel, durch geführte Hitzesterilisation reproduzierbare Startbedingungen bezüglich der Hauptsubstratkonzentrationen für die nachfolgende Fermentation bei einem vorgegebenem Kontaminationsrisiko zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch günstige Lösung zur Realisierung reproduzierbarer Fermentationsstartbedingungen bezüglich der Hauptsubstratkonzentrationen durch Hitzesterilisation unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Kontaminationsrisikos und des Fermentormaßstabs anzugeben, um dadurch günstige Startbedingungen für die nachfolgende Fermentation einzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einstellung der Hauptsubstratkonzentration unter der Voraussetzung gleicher Einsatzstoffe im Ausgangsnährboden durch unterschiedliche Sterilisations-Temperatur-Zeit-Profile mit gleicher Wirkung reproduzierbar gelingt. Zur Kennzeichnung von Sterilisations-Temperatur-Zeit-Profilen gleicher Wirkung dienen in bekannter Weise die Aufheizphase mit dem Parameter Auf heizgeschwindigkeittH, die Temperaturhaltephase und den Parametern Haltetemperatur Th und Haltezeit Δϊη, die Abkühlphase mit dem Parameter Abkühlgeschwindigkeit tK. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Sterilisations-Temperatur-Zeit-Profile gekennzeichnet durch tH = 2-3K/min über
100°C,undTH = 115°CundAtH = 60min, oder TH = 117°CundAtH = 38min, oder Th = 119°CundAtH = 21 min, oder Th = 12O0C und ΔίΗ = 17min, oderTH = 1210C und Δϊη = 14min,
bei Einhaltung der Temperaturwerte mit einer Toleranz von ±0,5 K und einer Toleranz der Zeitwerte von ±2 min und Abkühlen auf 1000C mit einer minimalen Abkühlgeschwindigkeit von 0,5-0,7 K/min als physiologisch gleich zu betrachtenden Hauptsubstratkonzentrationen (Glukose, Ammoniumstickstoff, säurelöslichem Phosphat-Phosphor) führen. Als Wärmeträger wurde gespannter Dampf verwendet.
Am Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Vom nourseothricinbildenden Stamm IMET JA 3890b-20 wurden über zwei Schüttelpassagen und eine Passage im gerührten Impftank die Vorkulturen für die Hauptkulturen gezogen. Die Hauptkultivierungen erfolgten im Edelstahlfermentor (720 Liter Bruttovolumen) mit zentral gelagertem Rührwerk (Schaufelrührer) und Vorrichtung zur Sterilbelüftung. Der Fermentor wurde mit 500 Liter Nährmedium folgender Zusammensetzung gefüllt: 32g Kartoffelstärke, 29g Glukose, 11g entöltes Sojamehl, 11g (NH4I2SO4, 2mg MgSO4 · 7H20,1g NaCI, 6g CaCO3 und 0,5g ZnSO4 bezogen auf 1 Liter Leitungswasser. Als Entschäumer wurde je Liter Kulturlösung 0,5 g Entschäumer auf Silikonbasis zugesetzt. Die Glukose wurde separat sterilisiert.
Auf dieser Basis wurden 5 Fermentationen durchgeführt (siehe Diagramm 1), bei denen die Sterilisations-Temperatur-Zeit-Profile mittels gespanntem Dampf als Wärmeträger als in situ-Sterilisation wie folgt realisiert wurden.
1. Fermentation tH = 2 K/min über 1000C, Tn = 115°C±O,5Kmit ΔίΗ = 60 min Tk = 0,5K/min auf 100°C
2. Fermentation tH = 2,5K/min über 1000C, TH = 1170C ± 0,5KmitAtH = 38min, Tk = 0,7 K/min auf 100°C
3. Fermentation TH = 3K/min über 1000C, TH = 1190C ± 0,5K mit AtH = 21 min, tK = 0,5 K/min
4. Fermentation tH = 2 K/min über 100°C, TH = 12O0C mit AtH = 17min, TK = 0,5 K/min
5. Fermentation tH = 2K/min über 1000C, TH = 121°CmitAtH = 14 min, TK = 0,5 K/min
Dabei wurden nach der Sterilisation für den Gehaltan Ammoniumstickstoff 1,8-2,3 g/l und für den Gehaltan säurelöslichem Phosphat-Phosphor 2-4mg/l ausgewiesen. Für Glukose wurden Separatversuche mit den gleichen Sterilisations-Temperatur-Zeit-Profilen im 30ml-Fermentor durchgeführt, wobei die Einwaagekonzentration 29g/l vorlag. Dabei wurden nach der Sterilisation Gehalte an Glukose von 26,5—28g/l ausgewiesen. Die Fermentation in den 5 Ausführungsbeispielen lieferten unter den angegebenen Sterilisationsbedingungen gleiche Ausbeute.
Claims (1)
1. Sterilisationsverfahren für die Antibiotikumherstellung, gekennzeichnet dadurch, daß ein Nährboden bestehend aus Stärke, Sojamehl und ausreichend Nährsalzen mit einem Temperatur-Zeitprofil sterilisiert wird, bei dem die thermische Belastung
— durch Aufheizen ab etwa 1000C mit einer Geschwindigkeit von 2-3K/min und
— Halten eines Temperaturplateaus von
1150C über 60min oder
1150C über 60min oder
1170C über 38min oder
119°C über 21 min oder
12O0C über 17min oder
121°Cüber14min
unter Einhaltung der Temperaturwerte mit einer Toleranz von ±0,5K und einer Toleranz der Zeitwerte von ±2 min und
— Abkühlen auf 1000C mit einer minimalen Abkühlgeschwindigkeit von 0,5-0,7 K/min erzielt wird.
Hierzu 1 Seite Zeichnung
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| DD250332A1 true DD250332A1 (de) | 1987-10-08 |
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ID=5572699
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