DE2158261A1 - Verfahren zur Verbesserung der Nähreigenschaften von Einzelzellenproteinmaterial-Nahrungsmittelprodukten - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Nähreigenschaften von Einzelzellenproteinmaterial-Nahrungsmittelprodukten

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DE2158261A1 DE19712158261 DE2158261A DE2158261A1 DE 2158261 A1 DE2158261 A1 DE 2158261A1 DE 19712158261 DE19712158261 DE 19712158261 DE 2158261 A DE2158261 A DE 2158261A DE 2158261 A1 DE2158261 A1 DE 2158261A1
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Description

Verfahren zur Verbesserung der NähreJRenschäften von Einzelzellenproteinmaterial·-' Nahrungsmittelprodukten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur wesentlichen Verbesserung der Nähreigenschaften und der funktioneilen Eigenschaften von Einzelzellenproteinmaterial-Nahningsmittelprodukten, die von einzelligen Mikroorganismen abgeleitet sind.
Ein großes Problem für die Veitbevölkerung ist dasjenige, die schnell ansteigende Zahl der Menschen zu ernähren. Das Problem besteht darin, pro Kopf der Bevölkerung eine ausreichende EaIorienaufnähme und eine ausgeglichene Diät zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere berücksichtigt werden muß, da in vielen Teilen der Welt ein Mangel an genügend Protein zuführenden Nahrungsmitteln besteht. Eine Möglichkeit zur Schaffung der erforderlichen Proteinvorräte besteht in der Züchtung von Einzelzellenprotein bildenden Mikroorganismen, wie Hefe, Bakterien und Algen, die entweder als Nahrungsmittel oder als Zusatznahrung dienen.
Die Bildung von Einzelzellproteinmaterialien in großer Menge
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karm. durch Fermentationsverfahren (Gärverfahren) erfolgen, "bei denen Kohlenhydrate, Kohlenwasserstoff oder oxydierte Kohlenwasserstoffe als Substrat verwendet werden. Die hauptsächlichen Erfordernisse sind, daß das Substratmaterial billig ist und leicht von den ausgewählten Hikroorganxsmen konsumxert wird, so daß
die Verfahrenskosten niedrig liegen. Gleich wichtig ist die Zugänglichkeit und die Nützlichkeit des Einzelzellenproteinma—
terials als Nahrungsmittel oder als Nahrungsmittelbestandteil. Diese letzteren Erfordernisse umfassen Geschmacks- und Geruchsfaktoren, die die Aufnahme in der Öffentlichkeit beeinflußen als auch Stoffwechselfaktoren und Toxizitätsfaktoren, die mit der
Eignung des Einzelzellproteinmaterials als Zusatz für menschliche Nahrung verknüpft sind.
Sowohl in der technischen Literatur als auch in der Patentliteratur sind Fermentationsverfahren zur Herstellung von Mikroorganismen beschrieben, die leicht zu nützlichen Einzelzellenproteinmaterialien führen. Z.B. wurden Hefen auf Kohlehydraten, die in SuIf it ablaugen enthalten sind, auf Uormalalkan.be standteilen eines Gas-Öl-Kohlenwasserstoff-Brennstoffs und auf einer Mischung oxydierter Kohlenwasserstoffe gezüchtet. Die Herstellung von
Bakterien in ähnlicher Weise wurde ebenfalls beschrieben. Die
Fermentation bzw. Gärung unter Bildung von Hefen oder Bakterien • umfasst ein Oxydationsverfahren, bei dem erhebliche Wärmemengen freigesetzt werden und sowohl eine wesentliche Sauerstoff übertragung und eine gute Steuerung der Fermentationstemperatur erforderlich sind. Bevorzugte Substratmaterialien enthalten bereits die höchstmögliche Menge an kombiniertem Sauerstoff, um
die Wärmefreisetzung und den Sauerstoffbedarf so klein wie möglich zu machen. Die Herstellung von Einzelzellenproteinmaterial in Nahrungsmittelqualität kann auch eine Extraktionsstufe erforderlich machen, um die Anwesenheit unerwünschter verbliebener Substratmaterialien, wie Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht oder langsam vergärende oxydierte Kohlenwasser stoffarten, zu beschränken.
Eine Anzahl von geplanten oder zur Zeit im Betrieb befindlichen Ferment at ions verfahr en zur Herstellung von Einzelzellenprotein-
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material sind darauf ausgerichtet, hauptsächlich Tierfuttermittel herzustellen und das Protein für den menschlichen Verbrauch nur indirekt zu liefern. Jedoch sind gewisse Mikroorganismen, insbesondere gewisse Hefen der Saccharomycetoideae-und Cryptococcoideae- Unterfamilien von der Food and Drug. Administration zur direkten Verwendung in für den menschlichen Verbrauch bestimmten Nahrungsmitteln zugelassen worden.
Das menschliche StoffWechselsystem bildet aus Ribonucleinsäure Harnsäure. Da der Mensch kein Uricaseenzymsystem zur Verfugung hat, wird die Harnsäure nicht weiter abgebaut und mit dem Urin ausgeschieden. Da Harnsäure in Wasser eine sehr geringe Löslichkeit besitzt, sammelt sie sich, wenn sie in größeren Men- gen,als der Körper ausscheiden kann, gebildet wird,in kristalliner Form im Körper an. Dies kann zu dem als Gicht bekannten Zustand führen« Es wird daher von vielen Ernährungsfachleuten empfohlen, daß die Aufnahme von Ribonucleinsäure in die Nahrungsmittel in geringen Mengen erfolgen sollte.
Mikrobenzellen oder EinzelzeDaaproteinmaterialien enthalten in Abhängigkeit von ihrer Wachstumsgeschwindigkeit und der Wachstumsphase 4 bis 30 % oder mehr Nucleinsäuren. Üblicherweise ergeben sich in den Mikrobenzellen höhere Nucleinsäuregehalte in den Phasen schnellen Wachstums. Von den Ernährungsf achleuten wird im allgemeinen vorgeschlagen, daß, wenn die Mikrobenzel— len als Proteinquelle für die menschliche Ernährung verwendet werden sollen, die Menge an durch Einzelzellenproteinmaterialien der Diät zugeführten Nucleinsäuren, 2 g täglich nicht übersteigen sollte.
Die berechneten Ribonucleinsäuregehalte einiger üblicher Proteinquellen sind in der folgenden Tabelle I angegeben. Sie variieren von 0 bis 4 %. Der Gehalt an Eibonucleinsäure in Einzelzellenprotein beträgt für Zellen in der expontielleh Waehstumsphase 8 bis 18 %. Der Gehalt an Ribonucleinsäure in Einzelzellenprotein, das für den menschlichen Verbrauch verwendet werden soll, sollte vorzugsweise auf etwa 2 %, bezogen auf das Gewicht der trockenen Zellen, vermindert werden.
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quellen '% otein für verschiedene Protein
Tabelle I
Gehalt an Ribonucleinsäure (berechnet) Ribonucleinsäure
0
Nahrungsmittel 1,7
Milch 2,4
Bohnen 2,9
Lachs 3,7
Huhn 4,1
Rind 9,3
Schwein 14,5
Leber 8-18
Sardellen
Einzelzellenpr
Ein bevorzugtes Verfahren zur Verwendung von Einzelzellenproteinmaterial besteht in der Verwendung der ganzen Zellen. Demzufolge besteht die Notwendigkeit der Entwicklung eines Verfahrens, zur Entfernung der Nucleinsäuren aus den Mikrobenzellen* Dies muß wünschenswerterweise mit einem minimalen Verlust von Proteinmaterialien aus den Zellen erfolgen, um die Vorteile derartiger Einzelzellenproteinmaterialien als Nahrungsmittel beizubehalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein neues Verfahren zur Abtrennung von Nucleinsäuren aus einzelligen Mikroorganismen, gemäß dem gleichzeitig in überraschender Weise die funktioneilen Eigenschaften der behandelten Einzelzellenproteinnahrungsmaterialien verbessert werden. Die vorliegende Erfindung schafft ferner neue Nahrungsmittelprodukte, die für den menschlichen Verbrauch geeignet sind und die ein Einzelzellenproteinmaterial mit einem stark verminderten Gehalt an Nucleinsäuren enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Hitzebehandlung einer alkalischen Airtmoniakauf schlämmung von Einzelzellenmikroorganismen bei einer Temperatur im Bereich von 90 bis 125°C unter autogenem Druck. Die Zersetzung der Nucleinsäurebestandteile wird dadurch in Gang gesetzt und das Austreten der Nucleinsäurefrag-
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_ 5 —
mente durch die Zellwandung 'erfolgt mit einem relativ geringen Verlust an Proteinmaterial aus den Zellen.
Es wurde gefunden, daß die Hauptmenge der in Einzelzellmikroorganismen enthaltenen Nucleinsäure durch Behandeln mit wäßrigem Ammoniak "bei oder in der Nähe des Siedepunktes unter autogenem Druck entfernt werden kann. Der geeignete Temperaturbereich erstreckt sich von etwa 900C Ms etwa 1250C. Obwohl die Entfernung der Nucleinsäuren aus den Einzelzellenorganismen offensichtlich eine Folge der hydrolytischen Wirkung des Ammoniakmediums ist, wurde überraschenderweise festgestellt, daß das Proteinmaterial, das in den Zellen enthalten ist, nicht im gleichen Ausmaß beeinflußt wird. Es ist somit möglich, durch Anwendung des erfindüngsgemäßen Verfahrens ein Einzelzellenproteinmaterial in Form von intakten Zellen zu erhalten, die einen Nucleinsäuregehalt aufweisen, der wesentlich unterhalb 2 Gew.-% liegt. . " '.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine Vielzahl von Mikroorganismen, insbesondere auf diejenigen Organismen, die als Bakterien, Hefen und Fungi bezeichnet werden, anwendbar. Zur Erläuterung sind in der Tabelle II Bakterien der Tabelle III Hefen und in der Tabelle IV Fungi bzw. Pilze als geeignete Mikroorganismen angegeben.
Tabelle II - Geeignete Bakterien
Acetobacter sp.
Arthrobacter sp.
Bacillus subtilus
Corynebacteria sp.
Micrococcus sp.
Pseudomonas sp.
Tabelle III - Geeignete Hefen
Candida curvata
Candida lipolytica
Candida pulcherima
209825/0718 ' :
Candida utxlis .......
Hansenula anomala
Hansenula miso
Oidium lactis
Saceharomyces carlsbergensis
Saccharomyees fragilis
Trichosporon cutaneum
Saccharomyces cerevisiae
Candida parapsilosis
Hansenula wickerhamii ,
Pichia pastoris
Pichia haplophyla
Tabelle IY- Geeignete Fungi
Aspergillus niger Penicillium notatum
Aspergillus glaucus Penicillium cnrysogenum.
Aspergillus oryzae Penicillium glaucum
Aspergillus terreus Penicillium griseofulvum Aspergillus itaconicus
Die bevorzugten Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren sind jedoch Candida utilis, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces fragilis und Saccharomyces carlsbergensis, da diese Materialien von der Pood and Drug Administration zur Verwendung als Uahrungsmittelprodukte freigegeben wurden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder auf isoliertes Zellmaterial oder auf in einem Eermentationsverfahren frisch gezüchtete Zellen angewandt werden. Wenn das Zellmaterial zuvor isoliert wurde, sollte es mit Wasser aufgeschlämmt werden, um die gewünschte Zellkonzentration einzustellen. Wenn frische Zellen verwendet werden, sollte der Gäreinrichtungsabstrom z.B. durch Zentrifugieren aufkonzentriert werden, so daß man eine geeignete Aufschlämmung erhält.
Die Konzentration der Zellen in der wässrigen Aufschlämmung kann in einem Bereich von 2 Ms 20 Gew.-% (Trockenbasis) variieren und wird vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 15 Gew. -%
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Zellen (Trockenbasis) gehalten.
Die ursprüngliche Zellenauf schlämmung weist typischerweise einen pH-Wert von 7,0 oder weniger auf. Eine erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens macht es erforderlich, daß die Aufschlämmung auf einen pH-Wert im Bereich von 8,0 bis ν 11,0, vorzugsweise 9,0 bis 10,5 durch Zugabe einer wäßrigen Ammoniaklösung eingestellt wird.Um eine Übermässige Verdünnung zu vermeiden, wird vorzugsweise eine konzentrierte Ammoniaklösung verwendet, z.B. eine 30 %-ige Lösung von Ammoniak in Wasser. Gegebenenfalls kann gasförmiger Ammoniak verwendet werden.
Die Abtrennung des Nueleinsäurematerials erfolgt durch Erhitzen der Zellenauf schlämmung in dem alkalischen Ammoniakmedium auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 140°C, vorzugsweise von etwa 90 bis 125°C. Wegen des erheblichen Dampfdrucks des Ammoniaks bei diesen Temperaturen erfolgt die Wärmebehandlung vorzugsweise in einem geschlossenen Gefäß bei autogenem Druck. Die Aufschlämmung wird vorzugsweise während mindestens etwa 5 Hinuten bei der ausgewählten erhöhten Temperatur gehalten. Im allgemeinen übersteigt die bevorzugte Zeit für eine wirksame Behandlung etwa 60 Minuten nicht. Bei höheren Temperaturen verläuft die Abtrennung der Nucleinsäuren aus den Mikrobenzellen schneller. Arbeitet man in einem typischen Teil des Temperaturbereichs, wie z.B. bei einer Temperatur von etwa 90 bis 100°C, so beträgt die Behandlungszeit etwa 20 bis 60 Minuten. Bevorzugte Betriebsbedingungen, die diesen typischen Temperaturbereich anwenden, umfassen ein Erhitzen der Auf schlämmung während etwa 30 Minuten auf etwa 1000C. Wenn man im oberen Teil des Temperaturbereichs, z.B. bei etwa 115°C bis etwa 125°G arbeitet, sollte man die Aufschlämmung während etwa 5 bis 15 Minuten auf der ausgewählten Temperatur halten. Bevorzugte Betriebsbedingungen im höheren Temperaturbereich umfassen ein Erhitzen der Ammoniakaufsehlämmung während etwa 10 Minuten auf etwa 1200C.
Nach Ablauf der Wärmebehandlungszeit werden die Zellen vorzugsweise durch Zentrifugieren von der wäßrigen Phase abgetrennt. Die behandelten Zellen können dann in der Zentrifuge mit Wasser
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gewaschen werden oder können· durch ein getrenntes Auf schlämmen, gefolgt von einer zusätzlichen Abtrennstufe, wie durch Zentrifugieren, gewaschen werden. Die gewaschenen Zellen werden dann in üblicher Weise getrocknet, wobei darauf geachtet werden soll* te, daß sie keinen übermäßig hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Es ist z.B. bevorzugt, die Zellen durch Erhitzen auf etwa 700C zu trocknen. Gewünschtenfalls können eine Vakuumtrocknung oder eine Sprühtrocknung angewandt werden.
Die ursprüngliche Abtrennung der behandelten Zellen von der Ammoniakaufschlämmung kann dadurch erfolgen, daß man das Material bei der erhöhten B.ehandlungstemperatur zentrifugiert oder vorzugsweise indem man die Aufschlämmung zunächst auf etwa Raumtemperatur abkühlt. Wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren frisch gezüchtete Einzelzellmikroorganismen verwendet werden, kann die durch Zentrifugieren abgetrennte Ammoniakphase in die Fermentiereinrichtung zurückgeführt werden, um als Nähr- und Substrat-Material für das Wachstum weiterer Mikroorganismen zu dienen. Wenn diese wäßrige Phase, die sowohl Ammoniak als auch die aus den Zellen entfernten Substanzen, wie Nucleinsäuren, enthält, durch Zentrifugieren bei einer !Temperatur, die bei der Temperatur des Behandlungsverfahrens oder in der Nähe dieser Temperatur liegt, abgetrennt wird, kann dieser-wäßrige Strom direkt ganz oder teilweise ohne dazwischenliegende Sterilisierung in die IPermentiereinrichtung zurückgeführt werden. Wenn Jedoch die wässrige Phase zunächst auf etwa Raumtemperatur abgekühlt wurde, kann es erforderlich sein, den Teil, der in die Fermentiereinrichtung geführt wird, durch Erhitzen auf etwa 60 bis 700C während etwa 10 bis 25 Minuten zu pasteurisieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt sowohl schnell als auch in verlässlicher Weise. Das gewonnene Zeilmaterial enthält durchwegs weniger als 2 % (Trockenbasis) s*1 Nucleinsäuren. Der Proteingehalt der behandelten Zellen liegt üblicherweise in einem Bereich von 4-5 bis 50 Gew.-% (Trockenbasis), was im wesentlichen dem Proteingehalt der ursprünglichen Zellen entspricht. Wünschenswerte physikalische Eigenschaften einschließlich der Geschmack und der Geruch werden durch das erfindungs-
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gemäße Verfahren nicht "beeinträchtigt unä das erhaltene Eihzelzellenproteinnahrungsmittelmaterial zeigt erheblich verbes^· serte Nähreigenschaften. Überraschenderweise werden die funktioneilen Eigenschaften, d.h. die Textureigehschäften, die Wasser und Öl-Retentionseigenschäften, die geringe Dispergierbarkeit in Wasser u. dgl., erheblich verbessert. Demzufolge besitzen die erfindungsgemäßen Einzelzellenproteinnährmateriälien eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit für die Einarbeitung in übliche Nahrungsmittelprodukte und für die Entwicklung neuer Uahrungsmittelprodukte.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter erläutern, ohne-sie jedoch zu beschränken.
.-·"■■■"" Beispiele
Candida utilis (ATCC 9256) wurden in einer 14 Liter fassenden Fermentiereinrichtung in einem Mineralmedium und einem Äthanolsubstrat mit einer Raumgeschwindigkeit von 0,3 Stunden gezüchtet. Die aus der lermentiereinrichtung erhaltenen Zellen wurden zentrifugiert und wieder zu einer Zellaufschlämmung mit einem Gehalt von 10 Gew.-% (Trockenbasis) verdünnt. 10 ml Anteile der Aufschlämmung wurden in Ampullen gegeben und dann wurden Ammoniak, Phosphorsäure und Glucose in die Ampullen eingebracht. Die Ampullen wurden versiegelt und während 10 Minuten bei einem Druck von 10,3 kg/cm^ (14,7 p.s.i.) auf 1210C erhitzt. Die Ampullen wurden auf Raumtemperatur abgekühlt und die Zellen durch Zentrifugieren abgetrennt. Der Rückstand wurde zweimal mit destilliertem Wasser gewaschen und bei 7°°C getrocknet. Die trockenen Zellen wurden zu einem Pulver vermählen und ihre Nucleinsäuregehalte wurden bestimmt Und die dabei erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle V zusammengefasst.
2 0 9 8 2 5 / Q 7 1 8
Tabelle
Nüeieinsäureentfernung durch Extraktion
Probe Additiv £l In den Zellen zurück
bleibende Nucleinsäu
ren °/o des Trockenge
wichts
Kontrolle
(keine Behandlung)		 , 10,5 %
10 ml 10 °/o frische keines
Zellaufschlämmung		 6 8,3
", 0,2 ml
konz. H^PO^		 1,9 3,3
" 0,2 ml
30% wäßriger
Ammoniak		 9,5 1,7
" 0,5 ml
30% wäßriger
Ammoniak		 9,9 1,5
" 1,0 ml
30% wäßriger
Ammoniak		 10,3 1,5
0,2 g
Glucose		 5,8 8,45
Die behandelten Zellen besaßen einen milden und nicht bitteren Geschmack. Die behandelten Zellen konnten zu einer wäßrigen Paste verarbeitet werden, die in Wasser nicht dispergierbar war, wodurch eine wesentliche Verbesserung der funktioneilen Eigenschaften ersichtlich ist.
Beispiel 2
Frische Torulahefe (Candida utilis) wurde durch Zentrifugieren zu einer Aufschlämmung mit einem Gehalt von 10 Gew.-% (Trockenbais) konzentriert. Eine 10 ml Probe ohne Zusatz und eine 10 ml Probe mit einem ml Ammoniak (50 %) wurden 50 Minuten in einem siedenden Wasserbad erhitzt. (Die pH-Werte der Proben betrugen 6,1 bzw. 9,2). Die Zellenaufschlämmungen wurden dann abgekühlt und zentrifugiert. Die Rückstände wurden zweimal in 10 ml destilliertem Wasser suspendiert und erneut zentrifugiert. Die überstehenden Flüssigkeiten wurden für jede Probe vereinigt und die Nucleinsäuregehalte der vereinigten überstehenden STüssig-
20 9 825/07 10
keiten wurden "bestimmt und die Mengen der Nucleinsäuren, die
aus den Zellen ausgetreten waren, wurden berechnet» Die frischen Zellen aus der Fermentiereinrichtung enthielten etwa
9,5 % Nucleinsäure, bezogen auf ihr Trockengewicht. Das Austreten aus der Probe, die nicht mit einem Additiv versetzt wurde, entsprach 3i4- % des ursprünglichen Zellentrockengewichtes, während die Probe, die mit Ammoniak versetzt worden war, einen
Nucleinsäureverlust aufwies, der 8,1 % des ursprünglichen Zellentrockengewichts entsprach. Die entsprechenden Nucleinsäuregehalte der behandelten Hefeproben betrugen demzufolge 6,1 bzvr. 1,A Gew.-%.
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Claims (11)

- 12 Patentansprüche
1. Verfahren zur wesentlichen Verbesserung der Nähreigen-Bchaften und der funktioneilen Eigenschaften von Einzelzellenproteinmaterial-Nährmittelprodukten, die von einzelligen Mikroorganismen abgeleitet sind, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) eine wäßrige Aufschlämmung eines Einzelzellenproteinmaterials herstellt, die 5 bis 15 Gew.-% Zellen enthält,
(b) man zu der Aufschlämmung eine ausreichende Menge wässrigen Ammoniaks zugibt, um die Aufschlämmung auf einen pH-Wert im Bereich von 9»0 bis 10,5 zu bringen,
(c) man die Ammoniakaufschlämmung bei autogenem Druck auf eine Temperatur im Bereich von 90 bis 125°C erhitzt,
Cd) man die die Ammoniakaufschlämmung während 5 bis 60 Minuten · auf der erhöhten Temperatur hält, um das Austreten der Nucleinsäurefragmente aus den Zellen hervorzurufen,
(e) man die Aufschlämmung zentrifugiert, um eine wäßrige Phase, die Ammoniak und Nucleinsäureprodukte, die aus der Zelle ausgetreten sind, enthält, und eine Aufschlämmungsphase, die Einzelzellenproteinmaterial mit einem verminderten Gehalt an Nucleinsäuren enthält, zu erhalten,
(f) man die Einzelzellenproteinmaterialaufschlämmungsphase mit Wasser wäscht und
(g) das gewaschene Einzelzellenproteinmaterial trocknet.
2. * Verfahren gemäß Anspruch· 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelligen Mikroorganismen in einer aeroben Fermentiereinrichtung in einer Fermentierungsbrühe gezüchtet werden, die ein organisches Substrat als Kohlenstoffquelle und ein anorganisches Ammoniaknährstoffmedium enthält, und der Abstrom der Fermentier einrichtung zentrifugiert wird, um die überschüssige Fermentierungsbrühe zu entfernen und eine Aufschlämmung zu erhalten, die 5 bis 15 Gew.-% Zellen enthält.
3· Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der wäßrigen Ammoniakphase aus der Zen-
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trifuge, die die aus der Zelle ausgetretene Nucleinsäureprodukte enthält, zu der Fermentierungsbrühe in der Fermentiereinrichtung zugesetzt wird.
4·, Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellaufschlämmung etwa 10 Gew.-% Zellen enthält und der pH-Wert der Aufschlämmung durch Zugabe von 30 %-igem wässrigen Ammoniak in einem Bereich von 9*5 bis 10,3 gehalten wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniakaufschlämmung während 20 bis 60 Minuten auf einerTemperatur im Bereich von 90 bis etwa 10O0C gehalten wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniakauf schlämmung während etwa 30 Minuten auf einer Temperatur von etwa 10O0G gehalten wird.
7· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniakaufschlämmung während 5 bis 15 Minuten auf einer Temperatur im Bereich von 115 Ms etwa125°C gehalten wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniakaufschlämmung während etwa 10 Minuten bei etwa 1200C gehalten wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einzellige Mikroorganismus eine Bakterie oder Hefe ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus eine Hefe, wie Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces fragilisoder Candida utilis ist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Hefe Candida utilis ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445254A1 (de) * 1973-09-24 1975-04-03 Ranks Hovis Mcdougall Ltd Verfahren zur verminderung des nucleinsaeuregehaltes bei der herstellung von essbaren, protein enthaltenden stoffen
DE2547098A1 (de) * 1974-10-30 1976-05-06 Standard Oil Co Einzelliges proteinmaterial mit verringertem puringehalt und hohem naehrwert
DE2632157A1 (de) * 1975-07-16 1977-02-03 Ici Ltd Behandlung von einzellenprotein

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4021303A (en) * 1972-11-10 1977-05-03 Dai-Nippon Sugar Manufacturing Co., Ltd. Method for treatment of microorganisms
GB1408845A (en) * 1973-02-13 1975-10-08 Ranks Hovis Mcdougall Ltd Production of edible protein containing substances
US4466988A (en) * 1973-02-13 1984-08-21 Ranks Hovis Mcdougall Limited Edible protein containing substances
US3991215A (en) * 1974-02-11 1976-11-09 Anheuser-Busch, Incorporated Manufacture of yeast protein isolate having a reduced nucleic acid content by a thermal process
US3903314A (en) * 1974-04-12 1975-09-02 Standard Oil Co Ohio Process for texturizing microbial broken cell material having reduced nucleic acid content by a deep oil frying technique
GB1502455A (en) * 1975-06-13 1978-03-01 Du Pont Method and apparatus for texturizing a proteinaceous fungal mass
DD124534A1 (de) * 1976-03-01 1977-03-02
US4206243A (en) * 1976-07-27 1980-06-03 Hoechst Aktiengesellschaft Process for reducing the contents of lipids and nucleic acid in microbial cell masses
GB1587828A (en) * 1977-01-25 1981-04-08 Ranks Hovis Mcdougall Ltd Method of texturizing proteinaceous substance
CA1120314A (en) * 1979-08-22 1982-03-23 John A. Ridgway Treatment of proteinaceous materials with anhydrous ammonia gas
EP0041650A3 (de) * 1980-06-10 1982-05-12 Provesta Corporation Verfahren zur Verminderung des Nucleinsäuregehaltes in einzelligem Protein und Verfahren zur Herstellung eines einzelligen Proteinprodukts
US4341802A (en) * 1980-10-24 1982-07-27 Provesto Corporation Production of protein with reduced nucleic acid
CN102028096A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 张宗舟 浅盘液体高密度菌体蛋白生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445254A1 (de) * 1973-09-24 1975-04-03 Ranks Hovis Mcdougall Ltd Verfahren zur verminderung des nucleinsaeuregehaltes bei der herstellung von essbaren, protein enthaltenden stoffen
DE2547098A1 (de) * 1974-10-30 1976-05-06 Standard Oil Co Einzelliges proteinmaterial mit verringertem puringehalt und hohem naehrwert
DE2632157A1 (de) * 1975-07-16 1977-02-03 Ici Ltd Behandlung von einzellenprotein

Also Published As

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IT1050195B (it) 1981-03-10
DE2158261C3 (de) 1981-05-21
GB1372870A (en) 1974-11-06

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