DE2245545C3 - Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Proteinmaterialien unter Verwendung eines neuen Hefestammes - Google Patents
Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Proteinmaterialien unter Verwendung eines neuen HefestammesInfo
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Description
bis 993, überein mit dem Unterschied, daß bei Züch- HjSO4 , 0,172 g
tung auf Glukose/Hefeextrakt/Peptonagar oder bei Thiaminhydrochlorid 220 mg
Dalmau-Platfenkulturen auf Maismehlagar (Lodder, Leitungswasser zur Auffüllung auf 11
Z Auflage 1970, S. 992) die Kolonien cremefarben
und glatt sind und eine matte Oberfläche ohne Faltung 5 Nach einer Anfahrzeit von etwa 16 Stunden, wäh-
haben und kein Pseudomycelium gebildet wird. rend der die Kultur eine Konzentration von 16 g/l
Dies steht im Gegensatz zu der Bildung von Pseudo- erreichte, wurde mit dem kontinuierlichen Betrieb bei
mycelium bei typischen Stämmen von Candida lipo- riner Verdünnungsrate von 0,16 V/V/StdL, einer Tem-
lytica, z. B. beim Stamm C.B.S. 2078 und beim peratur von 32°C und einem pH-Wert von 5,5 begon-Stamm
C.M.I. 93 743. io nen. Der pH-Wert wurde durch Zusatz von Ammoniak
Die physiologischen Eigenschaften sind mit denen das gleichzeitig als Stickstoffquelle dient, nach Bedarf
von C. lipolytica. Stamm C.B.S. Nr. 2078 und Stamm aufrechterhalten. Der Kohlenstoffwasser wurde in
C.M.I. 93743, die bereits erwähnt wurden, identisch. einer Menge von 10 1/Std. und das wäßrige Nährme-
^eBeob^^^^ f^S^^Ä2
Glukose/Hefeextrakt/Pepton/Wasser def Dmck im Fennenter wurde'bei XSÖ kg/cm* ab-
Bei Züchtung für 3 Tage bei 25 0C in Glukose/Hefe- solut gehalten.
extrakt/Pepton/Wasser sind die Zellen kurz oval bis Der Ausbeutefaktor betrug 0,88 (Ausbeutefaktor =
länglich oval, und ihre Größe beträgt 3- bis 6mal 5 bis Gewicht des Hefeprodukts/Gewicht des von der er-11
μ. Selten werden einige langgestreckte Zellen beob- ao zeugten Hefe verbrauchten Kohlenwasserstoffs). Das
achtet, die eine Länge bis etwa 20 μ haben. Eine Pelli- Kulturmedium enthielt pro Liter 23,6 g Zellen (Trok-
cula wirf nicht gebildet. kengewicht).
,ν n-,. . j „ ... t Der Versuch wurde 1000 Stunden fortgesetzt. Wäh-
b) Bildung von Ascosporen oder Balhstosporen rend ^x ^ wur(Jen 2ur Untersuchu*g der Kultur
Ascosporen oder Ballistosporen werfen nicht ge- 25 auf Veränderungen des Stammes Proben des Kulturbildet,
wenn der Stamm auf den Standard-Sporula- mediums in Abständen von 24 Stunden entnommen,
tionsmedien gezüchtet wird. Die Proben wurden auf Sabourand-Dexlfoseagar und
λ A«-„ii· „ „ Λ χι·» * A-j ♦ Malzextraktdgar aufgebracht. Die Platten wurden
c) Assimiherung von Nitrat und Zersetzung von 3 Tage ^ *Qoc beb B rütet Die gebild(5ten Kolonien
30 waren cremefarben und glatt und hatten eine matte
Der Stamm assimiliert Kaliumnitrat nicht. Harnstoff Oberfläche und keine Faltung.
wird zersetzt. Während der gesamten Dauer der Fermentation
wurden keine Anzeichen einer Änderung der Kultur
d) Verwertung von Zuckern bei der piattierung festgestellt. Bei der Untersuchung
Der Stamm fermentiert Zucker nicht, aber die fol- 35 unter dem Mikroskop wurde kein Pseudomycelium
genden Verbindungen werfen assimiliert: Glukose, beobachtet.
Äthanol, Glycerin, Erythrit und Bernsteinsäure. Der Rohproteingehalt wurde in regelmäßigen Ab-
Die folgenden Verbindungen werden nicht assimi- ständen nach der Methode ermittelt, die in »Fertiliser
liert: Galactose, Sorbose, d-Ribose, L-Rhamnose, and Feeding Stuffs Regulation«, Statutory Instrument
Saccharose, Maltose, Cellobiose, Trehalose, Laktose, 40 Nr. 218, 1968, beschrieben ist.
Mellibiose, Raffinose, Melezitose, Inulin, lösliche Die Hefe hatte einen Rohproteingehalt im Bereich
Mellibiose, Raffinose, Melezitose, Inulin, lösliche Die Hefe hatte einen Rohproteingehalt im Bereich
Stärke, d-Xylose, L-Arabinose, d-Arabinose, Ribit, von 63 bis 66 Gewichtsprozent, bezogen auf das
Galactit, d-Mannit, d-Glucit, a-Methyl-d-glukosid, Trockengewicht der Hefe.
Salicin und Inosit. Gelatine wird verflüssigt und Lak- Vereleichs-Versuch
Salicin und Inosit. Gelatine wird verflüssigt und Lak- Vereleichs-Versuch
musmilch peptonisiert. 45
Das Wachstum auf vitaminfreien Medien ist Zum Vergleich wurde ein bekannter, Kohlenwasser-
schwach. Es wirf durch die Anwesenheit von Thiamin stoffe verwertender Stamm von Candida lipolytica,
angeregt. nämlich der Stamm CMI. Nr. 93743, unter den
gleichen Bedingungen gezüchtet, die vorstehend für
Beispiel 1 5° den neuen Stamm C.B.S. Nr. 6331 beschrieben wurden.
. „„„„,., ,„„, Λ Nach Ablauf der 16stündigen Anfahrperiode betrug
Candida lipolytica, Stamm C.B.S. Nr. 6331, wurde die Zellkonzentration etwa 1,5 g/l. Auf Grund der
kontinuierlich unter aseptischen Bedingungen in einem geringen Wachstumsgeschwindigkeit wurde die Anf ahrmit
Rührer versehenen, belüfteten Druckgefäß mit zeit veriängert, bis eine Zellkonzentration von 16 g/l
einem Arbeitsvolumen von 1800 1 gezüchtet. Als J5 erreicht war (nach etwa 40 Stunden). Der kontinuier-Kohlenstoffquelle
diente em Gemisch von im Kerosin- Hche Betrieb wurde bei einer Verdünnungsrate von
bereich siedenden n-Paraffinen mit 10 bis 13 C-Atomen 0 15 y/V/Std. aufgenommen, wobei die Kultur wegim
Molekül, die durch Behandlung einer Erdölfraktion gewaschen wurde. Es war nicht möglich, stetigen
mit einem Molekularsieb erhalten worden waren. Das Betrieb zu erreichen, da die Wachstumsgeschwindigwäßrige
Nährmedium hatte folgende Zusammen- 6o keit zu njedrig war.
Setzung: Stationärer Betrieb wurde bei einer niedrigeren Ver-
Setzung: Stationärer Betrieb wurde bei einer niedrigeren Ver-
H3PO4 1,594 g dünnungsrate von 0,07 V/V/Std. bei Anwendung eines
KCl 0,916 g Überdrucks von 1,5 kg/cm* absolut erreicht. Der Roh-
MgSO4 · 7 H1O 0,521 g proteingehalt des Hefeprodukts betrug etwa 54 Ge-
MnSO4 · 4 HgO 0,035 g 65 wichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht der
FeSO4 · 7 H,O 0,052 g Hefe. Die plattierten Kolonien waren cremefarben,
ZnSO4 · 7 HjO 0,153 g faltig, rauhhaarig, matt und grob gefaltet. Die mikro-
CuSO4 · 7 HjO 4,36 · 10"* g skopische Untersuchung ergab reichliche Bildung von
5 (6
ebenfalls ge- SÄ
abE°tlUa Anden ^Hder -pichen Impfung
Candida üpolytica, Stamm CBLS. 6331 wurde unter 5 ^^^^Γα^ο^^τ, Escherichia,
den gleichen Bedingungen und bei der gleichen Ver- ^Sohartrum und Pseudomonas entWelt, dem
dünnungsrate von 0,07 V/V/St<L yr,d bei dem gleichen £a^b?£™^ "p^ter zugesetzt. Bakterienüberdruck von 1,5 kg/cm* absolut wie beim Stamm ^ u™edlu£ ™AbSn1en während der folgenden
CMJ. 93743 von Candida lipolytica gezüchtet, dessen ^""^'^^ρ^ο^Γ des Kulturmediums vorge-Kultivierung
vorstehend zum Vergleich anschließend >. 180 «undenan Probe.^ ^ ^ ,^
an Beispiel 1 (Versuch) beschrieben wurde. Der Aus- nommen,wurden *el|^ri ilen mischen 300000
beutefaktor betrug 0,73 und der Rohproteingehalt ^ ^"JJ^SJ^um variierte,
etwa 59 Gewichtsprozent bezogen auf das Trocken- ^^f^K5SSS«ta«r von 3301 bis 402
gewicht der Hefe. *ach ^ die zdldichte der Hefe (Candidabpo-Beispiel
3 5 TyS Stamm CRS. 6331) 23,5 g/l und der Ausbeue-
Candida lipolytica, Stamm C.B.S. 6331 wurde in ^^^^S^^^tT^
ein wäßriges Nähmedium und einen als Quelle von gehalt von 59 ^^,
verwertbarem Konlenstoff dienenden Kohlenwasser- Ί*£«%^%^^^ des Versuchs
stoff geimpft, die in einem mit Rührer versehenen, » Zwischen Jr«0· und 6«υ^ νοπ ^
belüfteten Druckgefäß mit einem Arbeitsvolumen von wurde der ^Ww^des KuKurm Kultunnedium
55 1 enthalten waren. Der Kohlenwasserstoff bestand 4'8.erhoht.B r ak 8 t^ien u^d U^g>
Betriebsstunde vorge-
aus einem Gemisch von im Gasölbereich siedenden zwischen der 800und im « ,(^Zellen/ml.
η-Paraffinen mit 11 bis 18, hauptsächlich 14 bis 17 "0™;7"f^f d" 'Reichen Zeit vorhandenen
C-Atomen im Molekül. Dieses Gemisch war durch *5 Die jZa hTder wah«ndto ^ der lekhen
eine Molekularsiebbehandlung eines Gasöls aus Erdöl fellen von Cand ^ ''po'yu B Bakterienzellen.
erhalten worden. Das wäßrige Nährmedium hatte die Größenordnung wie d,e Zahlen «^.^^ betrug
folgende Zusammensetzung: da7GewiCnt der Trockenzellen der Hefe 21,3 g/l und
H3PO4 1.455 g der Ausbeutefaktor 0,96. Der Rohproteingehalt der
K2SO4 0,969 g Hefe betrug etwa 59 Gewichtsprozent, bezogen auf das
MgSO4 · 7 H2O 0,470 g Trockengewicht der ganzen Zellen.
ZnSO4- 7 HSO 0,138 g ir°ach |iner Betriebsdauer von 1218 Stunden wurde
FeSO4 · 7 H2O 0,047 g der H.Wert weiter auf 5,0 erhöht, worauf der Betneb
MnSO4 · 4 H2O 0,041 g des ^ermenters unstetig wurde und schwierig zu regu-
(NH4)2SO4 0,500 g 35 lieren war Gleichzeitig schwankte der Ausbeutefaktor
CuSO4 · 5 H2O 0,413 mg ffir die Hefe Zur gleichen Zeit stieg d!e Bakterienzahl,
Thiaminhydrochlorid 203 mg bis sie die Zahl der Hefezellen überstieg.
Leitungswasser zur Auffüllung auf 1 1 Dieses Beispiel veranschaulicht die zufnedenstel-
Nach einer Periode des Chargenwachstums wurde +o lende kontinuierliche Durchführung «£^Γϊ£
kontinuierlicher Betrieb bei einer Verdünnungsrate tion zur Herste"u»8 vonJHrfe atejwo
von 0,14 bis 0,15 V/V/Std. bei einer Temperatur von Verwendung des^ neuen St ^ ^ */
320C und einem pH-Wert von 4,5, der durch ZusaU C.B.S. 6331 in uegenwan von £ · t
von Ammoniak, das als we," ,re Stickstoffquelle dient, Yorhand;n ß e"/™hers\dhfng von HSs BiomlS
nach Bedarf aufrechterhalten wurde, aufgenommen. 45 fCTn7^df J'* ?"^™^UJ^toüon unter nicht
Der Kohlenwasserstoff wurde in einer Menge von unbefriedigend ι st wenn d^ ™™ 5
220,5 ml/Std. und das wäßrige Nährmedium in einer aseptischen Bedingung««Joe» pH werte
Menge von 7,42 1/Std. zugeführt. Das Kulturmedium oder hoher durchgeführt wird.
Claims (2)
1. Verfahren zur Umwandlung von KohlenwasserstoffenmProteinmaterialien.wobeimaneuie
Candida-Hefe, diegeradkatige Kohlenwasserstoffe
Wertet, in Gegenwart ,ines g-adkettigen Kohlenwassersioffs mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül, ein«, wäßrigen Nahrmedmms
und eines freien Sauerstoff enthaltenden Ga^ »
züchtet, dadurchgefcennz eich η e t, daß
man Candida Upolytica C.B.S. Nr. 6331 verwendet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Züchtung unter nicht aseptischen
Arbeitsbedingungen bei einem pH-Wert im Bereich
von 4 bis 4,8 durchgeführt wird.
Zellen, ist durch Züchtung des neuen Stammes
Liter und pro Liter neuen S
hohen faktorist
Die Erfindung befrifft ein Verfahren zur Umwand-
lung von Kohlenwasserstoffen in Proteinmatenahen,
wobei man eine Candida-Hefe, die geradkettige Koh-
lenwasserstoffe verwertet, in Gegenwart eines; gerad- as
kettigen Kohlenwasserstoffs mit wenigstens iO Kohlen-
Stoffatomen im Molekül, eines wäßngen Nahrmediums
undeinesfreienSauerstoffsenthaltendenGaseszuchtet.
In den letzten Jahren wurde ein Anzahl von Ver-
fahren zur Herstellung von einzelligem Protein durch
Kultivieren von Candida-Hefen auf Kohlenwasser-
Stoffsubstraten in Gegenwart eines wäßngen Nähr-
mediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden
Gases vorgeschlagen. Die vorgeschlagenen Verfahren
können chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt
werden. Zahlreiche Hefestämme, die Kohlenwasser-
stoffe assimilieren, sind als geeignet für die Verwen-
dung bei solchen Verfahren genannt worden
Die Anmelderin macht einen neuen Cand-da-Hefestamm verfügbar, der für die Verwendung bei kon-
tinuierlichen großtechnischen Verfahren der vorstehend genannten Art besonders gut geeignet ist Der
neue Stamm bleibt über lange Zeiten kontinuierlicher Züchtung stabil, und die erzeugte Hefe hat einen hohen
Gehalt an Rohprotein. .
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahret zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen m
Proteinmaterialien, wobei man eine Candida-Hefe, die
geradkettige Kohlenwasserstoffe verwertet in Gegenwart eines geradkettigen Kohlenwasserstoffs mit we-
nigstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül, eines
wäßrigen Nahrmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases züchtet, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Candida hpolytica C.B.S.
Nr. 6331 verwendet.
Bevorzugt als Kohlenwüisserstoffe werden n-Paraffine, die aus Erdölfraktionen im Leuchtpetroleumode; Gasölsiedebereich gewonnen werden. Bei diesen
Kohlenwasserstoffen handelt es sich um n-Paraffme, die im Gasölbereich sieden und 11 bis 23, hauptsach-Hch 14 bis 21 C-Atome im Molekül enthalten und um
η-Paraffine, die im Kerosinbereich sieden und 10 bi
13 C-Atome im Molekül! enthalten. Besonders gut geeignet sind geradkettige Kohlenwasserstoffe d^e aus
Erdölfraktionen durch Behandlung mit Molekularsieben erhalten werden.
e ^ v<;rwendung des
stamm hat einen L Der Ausbeute.
Gewichts ^ erzeugten
Hefe verbrauchten
Stamm hat eine hohe Wachinsbesondere auf den bevorso daß mit verhältnis-
gearbeitet werden ^ Wachstumgsge.
^S^Sungszeiten) weniger als 4 Stun-STiefeSbt
einen Wert für Dmax von mehr als
0 15 Std -1 Er kann mit großtechnisch annehmbaren
WachsämsgSchwindigkeiten und Ausbeuten unter
nicht aseptischen Bedingungen in Gegenwart verunreinigender Bakterien kultiviert werden. B« Kultivie-
zugten mäßig
Arbeitsbedingungen zeigt aJ«^ des Ausbeuteund nützlichen Einfluß
des Verfahrens, da der ist, mit
Tempe aturen
Werte ™ *
belüftete1,n
druck kann
hohe
Bereiche von
weis«
w. werden.
'nach beliebigen bekannten werden. Bevorzugt werden ^i von 27 bis 33 0C und pH-4,0 bis 5,5. Besonders geeignet
einem mit Rührer versehenen, ι Bei Anwendung von ÜberBereich bis 5 kg/cm2 absolut
:s Merkmal des neuen Stammes, sgeschwindigkeiten über weite und pH-Werten, beispiels-3 bis 5,7 und in einem
3 5 0C aufrechterhalten bei nicht aseptischem pH-Wertes und
von verunreini-
eine Verminderung
bewirken, die die Ernicht wesentlich beein-Stilen. Beispielsweise kann eine Verunreinigung
durch Bakterien durch Arbeiten bei e.nem pH-Wert
im Bereich von 4 bis 4,8 unterdruckt werden, wobei die Temperatur zweckmäßig im Bereich vo
'Der neu?Stamm ist ein Mutant der aus
Hefewildstamm erzeugt worden ist, der von der Anmelderin isoliert und nach den taxonomischen Kriterien von Lodder als Candida Hpolytica identifiziert
worden ist. Der neue Summ wurde beim Centraal-LTeau Voor Schimmelcultures, Baarn, Hol and, wo
er die C.B.S.-Nummer 6331 erhielt hmterlegt
StoMieesmd die
Eigenschaften des neuen wie bei Candida Hpolytica und C.M.I. 93743. Diese Eigen-„..*.. mit der Standardbeschreibung von
var Hpolytica durch J. Lodder in »rhe
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