DE1442108A1 - Process for the decomposition of the cell walls of yeast species using ss-glucanase, which is produced by microorganisms - Google Patents

Process for the decomposition of the cell walls of yeast species using ss-glucanase, which is produced by microorganisms

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Description

Pirma KINKI YAKLTLT SEIZO KABÜSHIKI KAISHA, TAKARAZUKA-SHI, JapanPirma KINKI YAKLTLT SEIZO KABÜSHIKI KAISHA, TAKARAZUKA-SHI, Japan

und
Firma MBIJI SEIKA KAISHA, LTD., TOKYO/Japanand
Company MBIJI SEIKA KAISHA, LTD., TOKYO / Japan

"Verfahren zur Zersetzung der Zellwände von Hefearten mittels beta-Glucanase, welche durch Mikroorganismen erzeugt wird1*."Process for the decomposition of the cell walls of yeast species by means of beta-glucanase, which is produced by microorganisms 1 *.

(Prioritäten» 23.Februar 1961(Priorities »February 23, 1961

2oJuni 1961 beide June 2, 1961 both

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zersetzung der Zellwände von Hefearten mittels beta-Glucanase, die durch Mikroorganismen erzeugt wird.The present invention relates to a method for decomposing the cell walls of yeast species by means of beta-glucanase, which is produced by microorganisms.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Zersetzung von Zellwänden der verschiedensten Hefearten, ohne daß dabei die in den Hefen enthalte-The present invention particularly relates to the disintegration of cell walls of a wide variety Types of yeast, without the yeast contained

■^ nen wertvollen Nährstoffe zerstört werden und ohne■ ^ n valuable nutrients are destroyed and without

o daß ein Verlust an diesen Stoffen eintritt, wodurch 00o that a loss of these substances occurs, whereby 00

aber die betreffenden Nährstoffe besonders leichtbut the nutrients in question are particularly easy

verdaut und absorbiert werden, so daß sich der Verbrauchswert der Hefen als Nahrungs-und Futtermittel wesentlich erhöht«digested and absorbed, so that the consumption value of the yeast as food and feed significantly increased "

Es ist an. sich bekannt, daß verschiedene Hefearten, wie beispielsweise Saccharomyces, cervesiae and Torulopsis utilies, Protein enthalten, wobei auß.erdem neben den in großen Mengen vorliegenden Vitaminen der B-Gruppe auch noch die verschiedensten anderen Vitamine und Aminosäuren vorhanden sind, woraus sich der außerordentlich hohe ifährwert erklärt, der dazu führt, daß derartige Hefesorten heutzutage für die Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln gezüchtet werden.It is on. known that different types of yeast, such as Saccharomyces, cervesiae and Torulopsis utilies, contain protein, and besides the vitamins present in large quantities The B group also contains a wide variety of other vitamins and amino acids, from which it is derived explains the extraordinarily high nutritional value that goes with it leads that such yeasts are bred nowadays for the production of food and feed will.

Me Zellwände der Hefen bestehen zur Hauptsache aus Hefe-Zellulose und aus Hefe-Mannan. Bei der Zellulose handelt es sich um Polysaccharide von Glukosen, wel- - --■ ehe in der betp-1 : 5 - Stellung miteinander verknüpft sind. Diese Zellulose ist recht widerstandsfähig gegenüber verdünnten Säuren und verdünnten Alkalien· Bei dem Mannan handelt es sich um Polysaccharide der Mannose, welche in der beta-1 : 3 - und in der beta- I : 6-Stellung miteinander verknüpft sind und viele Seitenketten aufweisen. Auch diese Polysaccharpfide sind in Wasser schwer löslich. Wenn man daher solche Hefesorten dem Menschen oder Geflügel als Nahrungs-bzw-Futtermittel gibt, werden die Zellwände nur wenig angegriffen und die Verdauungsgeschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeit, mit welcher die wertvollen iiährstoffe absorbiert werden, ist derart gering, daß diese Hefen bis zum heutigen Tag nur in geringem Ausmaß als Nahrungs- bzw. Futtermittel eingesetzt worden sind, obwohl sie sich sehr leicht herstellen lassen·Me cell walls of yeast mainly consist of yeast cellulose and yeast mannan. Cellulose is a polysaccharide of glucose that is linked to one another in the betp-1: 5 position. This cellulose is quite resistant to dilute acids and dilute alkalis. Mannan is a polysaccharide of mannose which is linked in the beta-1: 3 and beta-1: 6 positions and has many side chains. These polysaccharides are also sparingly soluble in water. Therefore, if such yeasts are given to humans or poultry as food or feed, the cell walls are only slightly attacked and the rate of digestion or the rate at which the valuable nutrients are absorbed is so low that these yeasts are still used today have only been used to a small extent as food or feed, although they are very easy to produce

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■ ■.- 3 - ■■ ■ .- 3 - ■

Wenn man versucht, die vorstehend erläuterten Schwierigkeiten dadurch zu beheben, daß man die Zellwände mittels einer Säure oder eines Alkalis zersetzt, so werden dadurch auch die in den Zellen enthaltenen Nährstoffe zerstört und der Nährwert der Hefen vermindert sich beträchtlich.If one tries to overcome the difficulties discussed above to fix by breaking down the cell walls with an acid or an alkali, so This also destroys the nutrients contained in the cells and reduces the nutritional value of the yeast considerably.

Im Verlauf von Untersuchungen, welche im Hinblick auf die Möglichkeiten einer Zersetzung der Hefe zeilwände ohne die beobachteten Nachteile durchgeführt wurden, hat sich nun gezeigt, daß eine beta-Grlucanase, welche durch Mikroorganismen erzeugt wird, die günstige Eigenschaft hat, die Zellwände weich zu machen und zu zersetzen, ohne daß die in den Hefen enthaltenen Nährstoffe angegriffen werden.In the course of investigations made with regard to the possibilities of a decomposition of the yeast cell walls were carried out without the observed disadvantages, it has now been shown that a beta-grlucanase, which is produced by microorganisms, has the favorable property has to soften and decompose the cell walls without affecting the nutrients contained in the yeast to be attacked.

Die hier verwendete Bezeichnung beta-Glucanase ist ein allgemeiner Ausdruck für alle Enzymsorten, welche durch betn—aua—eolchen ef -w#e-—e^Polysaccharide vom Typ der Zellulose, cter-The term beta-glucanase used here is a general term for all types of enzyme, which are characterized by betn — aua — eolchen ef -w # e -— e ^ polysaccharides of the cellulose type, cter-

Giucanase wird als Enzym bei der Züchtung der verschiedensten Mikroorganismen, wie z.B. Triehoderma, Aspergilli, Actinomycetes, Penicillia gebildet, und sie üben ihre Wirkung innerhalb eines pH-Wertbereiches von 3,0 bis 6,5 , insbesondere von 4,0 bis 5,0 und bei einer Temperatur zwischen 25 und 60° aus, wobei die optimalen Temperaturen zwischen 40 und 45° liegen.Giucanase is used as an enzyme in the breeding of the most diverse Microorganisms such as Triehoderma, Aspergilli, Actinomycetes, Penicillia are formed, and they exercise their effect within a pH range from 3.0 to 6.5, in particular from 4.0 to 5.0 and at a temperature between 25 and 60 °, wherein the optimal temperatures are between 40 and 45 °.

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Erfindungsgemäß werden daher die betreffenden Hefesorten unter geeigneten pH-Wert-und ■ Temperaturbedingungen der Einwirkung einer beta-Glucanase' ausgesetzt, welche u,ea. durch die vorstehend erwähnten Mikroorganismen erzeugt wird, wodurch sich dann die Zellwände erweichen und zersetzen»Therefore, the respective yeast strains under suitable pH and temperature conditions of exposure ■ According to the invention a beta-glucanase 'exposed which u, e a. is generated by the above-mentioned microorganisms, which then soften and decompose the cell walls »

Erfindungsgemäß kommt für diesen Zweck entweder ein Extrakt oder ein Piltrat eines.festen oder flüssigen Bahrmediums, in welchem die betreffenden beta-Slucanase erzeugenden Mikroorganismen gezüchtet worden sind, oder eine Enzymlösung in Betracht, welche durch .Aufkonzentrierung des Enzymgehaltes eines solchen Extraktes oder Filtrates mittels Ammoniumsulfat, Äthanol oder Aceton erhalten wird. Auch kann für den gleichen Zweck eine Lösung verwendet werden, welche man durch Auflösen einer geeigneten Menge der abgetrennten und gereinigten beta-Grlucanase in Wasser oder der Lösung eines anorganischen Salzes erhält. Jede dieser enzymhaltigen Lösungen soll bei einem pH-Wert zwischen 3,0 und 6,5 zur Anwendung kommen. Die rohen oder luftgetrockneten Hefen werden in einer solchen Lösung eingeweicht. Außerdem kann man gewünschtenfalls nock ein Antiseptikum zusetzen. Die Hefen werden während einer festgesetzten Zeit bei einer Temperatur zwischen 25 und 60° in der Lösung gelassen. Nach Zersetzung der iHefeζeilwände werden letztere beispielsweise durch Abpressen oder Abzentrifugieren entfernt.According to the invention, either an extract or a piltrate of a solid or liquid storage medium in which the relevant beta-slucanase-producing microorganisms have been cultured, or an enzyme solution, which by concentrating the enzyme content of such an extract or filtrate by means of ammonium sulfate, can be used for this purpose , Ethanol or acetone is obtained. Also, a solution obtained by dissolving an appropriate amount of the separated and purified beta-glucanase in water or the solution of an inorganic salt can be used for the same purpose. Each of these enzyme-containing solutions is to arrive at a pH of 3.0 to 6.5 are used. The raw or air-dried yeasts are soaked in such a solution. In addition, an antiseptic can be added if desired. The yeasts are left in the solution for a set time at a temperature between 25 and 60 °. After the partial walls of the yeast have decomposed, the latter are removed, for example by pressing or centrifuging.

809808/0438809808/0438

OO
O
OOOO
O
OO

_. 5 —_. 5 -

Die erfindungsgemäß erzieltejaf. enzymatische Zersetzung der Zellwandungen führt zu bemerkenswerten Effekten· Beispielsweise behandelte man Io g getrocknete Hefe der Sorte Torulopsis utilis bei einem pH-Wert von 4,0 und einer Temperatur von 40° mit 50 ml einer Enzymlösung, welche eine Glucanase-Aktivität von 40 u Al. aufwies» Wach der Behandlung wurde die Hefe abfiltriert· Bei einer anschließenden quantitativen Bestimmung der in dem Piltrat enthaltenen Aminosäure wurden die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse erzielt, wobei sich die in der Tabelle angegebenen Zahlenwerte auf den Gehalt von jeweils 5 ml des PiI-trates an Aminosäure (berechnet als Glutaminsäure) in mg beziehen. The achieved according to the invention enzymatic decomposition of the cell walls leads to remarkable effects.For example, Io g of dried yeast of the Torulopsis utilis variety was treated at a pH of 4.0 and a temperature of 40 ° with 50 ml of an enzyme solution which had a glucanase activity of 40 u Al . After the treatment, the yeast was filtered off. In a subsequent quantitative determination of the amino acid contained in the piltrate, the results compiled in the table below were obtained, the numerical values given in the table referring to the content of 5 ml of the piltrate in each case of amino acid (calculated as glutamic acid) in mg.

TabelleTabel

ZeitTime 102,9102.9 102,9102.9 24 Stunden 48 Stunden 72 Stunden24 hours 48 hours 72 hours 20,620.6 25,025.0 Verfahren der
ErfindungProcedure of
invention 83,883.8 Kontroll-
VersuchControl
attempt 17,6.17.6.

Aus diesen Zahlenwerten ergibt sich ohne weiteres, daß es mittels der erfindungsgemäßen enzymatisehen Behandlung gelingt, die Zellwände der Hefe praktisch vollständig zu zersetzen, so daß die in den Zellen enthaltenen wertvollen Nährstoffe in lösung gehen.From these numerical values will be readily apparent that it is possible by the inventive enzymatisehen treatment to decompose the cell walls of yeast virtually completely, so that the valuable nutrients contained in the cells go into solution.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele noch näher erläutert?-- -The invention is illustrated by the following examples explained in more detail? - -

Beispiel 1example 1

Ein Kilogramm Weizenkleie wurde mit 800 ml Wasser versetzt und bei normalem Druck 30 Min. lang mittels Dampf sterilisiert, worauf man die Masse auf 30° abkühlen ließ. Die Weizenkleie wurde dann mit Malz beimpft, auf dem sich Keime von Trichoderma viridae befanden und dieser Mikroorganismus wurde 3 Tage lang bei etwa in dem Nährmedium gezüchtet. Hach Beendigung der Züchtung wurden 5 Liter Wasser zu dem Nahrmedium zugesetzt und das gebildete Enzym wurde durch 1-stündiges Stehenlassen bei Zimmertemperatur extrahiert« Durch Abfiltrieren des Extraktes erhielt man die gewünschte Enzymlösung, deren Glucanase-Aktivität 4Oy /ml betrug. In 5 Litern dieser Lösung wurde 1 Kilogramm getrockne^- te Hefe der Art Torulopsis utilis eingeweicht. Diese Mischung wurde auf einen pH-Wert von 4,0 eingestellt und 48 Stdo lang auf einer Temperatur von 40° gehalten, worauf man sie anschließend filtrierte und so einen Hefeextrakt mit einem Gehalt von 20,6 mg/ml Aminosäure (berechnet als Glutaminsäure) erhielt, indem keine Hefezeilwände mehr vorhanden waren,One kilogram of wheat bran was mixed with 800 ml of water and sterilized by steam at normal pressure for 30 minutes, after which the mass was allowed to cool to 30 °. The wheat bran was then inoculated with malt on which there were germs of Trichoderma viridae and this microorganism was grown for 3 days at about in the nutrient medium. H a ch completion of the culture were added to 5 liters of water to the nutrient medium, and the enzyme formed was extracted by 1 hour of standing at room temperature "by filtering off the extract to give the desired enzyme solution was their glucanase activity 4Oy / ml. 1 kilogram of dried yeast of the species Torulopsis utilis was soaked in 5 liters of this solution. This mixture was adjusted to a pH value of 4.0 and kept at a temperature of 40 ° for 48 hours, after which it was then filtered to give a yeast extract with a content of 20.6 mg / ml amino acid (calculated as glutamic acid) obtained by no longer having any yeast cell walls,

Beispiel 2 ' Example 2 '

Zu 5 Litern der gemäß Beispiel 1 erhaltenen Enzymlösung setzte man 4,4 kg Ammoniumsulfat zu und zentri fugierte den sich blldtnden Niederschlag ab. Dieser 4.4 kg of ammonium sulfate were added to 5 liters of the enzyme solution obtained in Example 1 and the precipitate which formed was centrifuged off. This

Niederschlag wurde in einem liter einer Acetat-Pufferlösung mit einem pH-Wert von 4>O aufgelöst, wobei die Enzymaktivität etwa 180 /u/ml betrug.Precipitate was dissolved in one liter of an acetate buffer solution with a pH of 4> O, the Enzyme activity was about 180 / u / ml.

Zu einem Liter dieser Lösung setzte man 1 Kilogramm im Handel erhältliche rohe Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisae) zu und behandelte das Gemisch 48 Stunden lang bei 40°, worauf man es filtrierte und einen von Zellwänden freien Hefeextrakt erhielte1 kilogram of commercially available raw baker's yeast (Saccharomyces cerevisae) and treated the mixture for 48 hours at 40 °, after which it was filtered and one of Cell walls would receive free yeast extract

809808/0438809808/0438

Claims (3)

1.) Verfahren zur Zersetzung der Zellwände von Hefearten, dadurch gekennzeichnet, daß man eine durch Mikroorganismen erzeugte beta-Ölucanase auf die Hefe zur Einwirkung bringt und dadurch die Zellwände erweicht und zersetzt. 1.) Process for the decomposition of the cell walls of yeasts, characterized in that a beta-oleucanase produced by microorganisms is used brings the yeast to action and thereby softens and decomposes the cell walls. 2.) Verfahren-nach Anspruch 1, dadurch2.) Method-according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß man eine beta-Glücanase enthaltende lösung bei einem pH-Wert von 3,0 bis 6,5 und bei . einer Temperatur zwischen 25 und 6-0° während einer festgesetzten Zeit zur Einwirkung bringt»characterized in that one contains a beta-Glücanase solution at a pH of 3.0 to 6.5 and at. at a temperature between 25 and 6-0 ° for a set period of time » 3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hefehaltige üösung nach der Behandlung filtriert wird·3.) Method according to claim 1 and 2, characterized in that the yeast-containing solution is filtered after the treatment. .809808/0438.809808 / 0438
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