DE2328628A1 - Recovery of microbial protein - with nucleic acid content - Google Patents

Abstract

Cell material consisting of unicellular microorganisms is ground in the form of a 1-25% suspension with the addition of alkaline substances (pref. NaOH) at pH 9-14 at 0-40 degrees C, the cell walls are separated off at pH 7-9, the protein is precipitated by acidifying at pH 2-7 and the protein is centrifuged off, dried extracted with alcohol to remove lipids, and again dried to give protein having a low nucleic and content which is utilisable as a food- or feedstuff. In the above procedure, nuclease is released during the grinding process so that nucleic acids are broken down to nucleotides which are not precipitated with the protein. The protein obtained is more easily and has a higher biological value than protein contained in intact cells.

Description

Verfahren zur Gewinnung von nativem mikrobiellem Protein mit einem niedrigen Nucleinsäuregehalt, das sich als Nahrungs- oder Futtermittel eignet Wie allgemein bekannt, macht sich auf dem Weltmarkt ein ständig größerer Protein mangel besonders in Form von Fleisch, Milch und Getreide bemerkbar, und es ist anzunehmen, daß sich dieser Mangel noch weiter verschärfen wird. Deshalb sucht man nach Ersatzquellen von Proteinen für die menschliche Ernährung In dieser Hinsicht wird unter anderem das Protein aus einzelligen Mikroorganismen (Single Cell Protein) wie der Hefelpilze, Bakterien, Algen u. a. in Erwägung gezogen. Dabei ist es günstig, daß man die Züchtung dieser Mikroorganismen automatisieren und bei ihr entweder von Kohlenhydrat-Abfallstoffen oder von Rohstoffen nichtlandwirtschaftlicher Herkunft ausgehen kann. Method for obtaining native microbial protein with a low nucleic acid content that is suitable as food or feed How It is well known that there is an ever increasing protein deficiency on the world market especially noticeable in the form of meat, milk and cereals, and it can be assumed that this deficiency will only worsen. Therefore one looks for substitute sources of proteins for human consumption In this regard, among others the protein from single-cell microorganisms (single cell protein) such as yeast mushrooms, Bacteria, algae, etc. considered. It is favorable that one does the breeding these microorganisms automate and at you either from carbohydrate waste materials or from raw materials of non-agricultural origin.

Die Wachstumsgeschwindigkeit dieser Mikroorganismen ist weitaus größer als die der Makroorganismen, wie dies aus Tabelle I zu ersehen ist Tabelle I (nach Process BiochemQ, Januar 1971, SO 41) Zur Verdoppelung der Zellmasse Organismus erforderliche erforderliche Zeit Bakterien und Hefepilze 20 - 120 Minuten Pilze und Algen 2 - 6 Minuten Grüne Pflanzen 1 - 2 Wochen Hühner 2 - 4 Wochen Schweine 3 - 5 Wochen Rindvieh 4 - 10 Wochen Die Anwendung von Mikroorganismen als Quelle von Eiweißstoffen für die Ernährung stößt aber auf gewisse Schwierigkeiten, u. a durch den üblichen unangenehmen Geruch der Mikroorganismen, z Bo der Hefepilze, die geringe Verdaulichkeit, die durch die Zellwände verursacht wird, den hohen Mucleinsäuregehalt, der eine schädliche Wirkung auf den menschlichen Organismus ausübt, die geringe Möglichkeit der Zubereitung des Proteinkonzentrats in geeigneter Form und Konsistenz u ä. m.The growth rate of these microorganisms is far greater than that of the macroorganisms, as can be seen from Table I, Table I (after Process BiochemQ, January 1971, SO 41) To double the cell mass of the organism required time required bacteria and yeasts 20 - 120 minutes fungi and algae 2 - 6 minutes Green plants 1 - 2 weeks Chickens 2 - 4 weeks Pigs 3 - 5 weeks Cattle 4 - 10 weeks The use of microorganisms as a source of protein substances for nutrition, however, encounters certain difficulties, among other things due to the usual unpleasant smell of the microorganisms, e.g. yeast fungi, the poor digestibility caused by the cell walls, the high mucleic acid content, which has a harmful effect on the human organism, the minor one Possibility of preparing the protein concentrate in a suitable form and consistency u. m.

Bekannt sind Verfahren zur .Entfernung einiger dieser Ursachen. Den typischen Hefegeruch kann man z B. durch Extraktion mit heißem Speiseöl entfernen Die Mucleinsäuren in den unversehrten Zellen werden durch Aktivierung der im Zellinneren befindlichen Nuclease durch kurzzeitiges Erhitzen der Suspension der intakten Zellen auf erhöhte Temperatur (z B. für 15 Sekunden auf 75 C) entfernt (s Bo Maul, A J Sinskey, SO R Tannenbaum. Nature 228, 181 (1970); A. J Mada, A J. Sinskey, SO Tannenbaum: Biotechnology and Bioengineering 14, 103 (1972); SO Ohta und Koautoren: Applied Microbiology Sept. 1971, SO 415 - 421) Sonst wird die Proteinisolierung al.lgemein durch Extraktion der ganzen Zellen z Bo mit Ameisensäure (85proz.) (britische Patentschriften 1 224 172, 1 22 173 und 1 224 174) oder mit Na2CO, (britische Patentschriften 1 234 173 und 1 234 174) ausgeführt. Nach der französischen Patentschrift 1 552 867 benutzt man für die Proteinextraktion 9 - 1molare Harnstofflösung während 24 Stunden. Methods are known for removing some of these causes. The the typical yeast odor can be removed, for example, by extraction with hot cooking oil The mucleic acids in the intact cells are activated by activating the cells inside located nuclease by briefly heating the suspension of the intact cells removed to an elevated temperature (e.g. at 75 C for 15 seconds) (see Bo Maul, A J Sinskey, SO R Christmas tree. Nature, 228: 181 (1970); A. J Mada, A J. Sinskey, SO Tannenbaum: Biotechnology and Bioengineering 14, 103 (1972); SO Ohta and co-authors: Applied Microbiology Sept. 1971, SO 415-421) Otherwise the protein isolation is al.lgemein by extracting the whole cells e.g. with formic acid (85%) (British patents 1 224 172, 1 22 173 and 1 224 174) or with Na2CO, (British patents 1 234 173 and 1 234 174). According to French patent specification 1 552 867 9-1 molar urea solution is used for protein extraction for 24 hours.

Es sind auch Verfahren zur Gewinnung von mikrobiellem Protein bekannt, bei denen zuerst die Zellen des Mikroorganismus mechanisch desintegriert werden, worauf die Extraktion mit NaOH während etwa 2 Stunden bei Raumtemperatur erfolgt (Biotechnology and Bioengineering 12, 1970, 947 ff.). Methods for obtaining microbial protein are also known, in which the cells of the microorganism are first mechanically disintegrated, followed by extraction with NaOH for about 2 hours at room temperature (Biotechnology and Bioengineering 12, 1970, 947 ff.).

Ferner ist die Extraktion mit neutralen Extraktionsmitteln, wie NaCl, bei gleichzeitiger Desintegration bekannt (tschechoslowakische Patentschrift 140 926) Ein Nachteil aller Verfahren, die auf der Extraktion ganzer, intakter Zellen beruhen, ist die lange Einwirkungsdauer des Extraktionsmittels, die im notwendigen Hindurchtreten der Eiweißstoffe durch die Zellwand begründet ist. Furthermore, the extraction with neutral extractants such as NaCl, known with simultaneous disintegration (Czechoslovak patent specification 140 926) A disadvantage of all methods based on the extraction of whole, intact cells is based on the long exposure time of the extractant, which is necessary in the The passage of proteins through the cell wall is justified.

Der Wirkungsgrad dieser Extraktion ist sehr klein, so daß man diese Verfahren im technischen Maßstab nicht anwenden kann. Erst die neueren Verfahren zur Desintegration der Mikroorganismen ermöglichen die technische Anwendung; aber ein geeigneter Desintegrationsgrad wird erst bei mehrmaligem Durchgang durch den Desintegrator erreicht (Hetherington P. J. : Trans, Instn. Chem. Engrs. The efficiency of this extraction is very small, so you can get this Process on an industrial scale can not apply. First the newer procedures to disintegrate the microorganisms enable the technical application; but A suitable degree of disintegration is only achieved when the Disintegrator reached (Hetherington P.J.: Trans, Instn. Chem. Engrs.

49, 142 (1971): Lars Edebo: Journal of Biochemical and Microbiological Technology and Engineering II(4), 1963, 453). Die angeführten Nachteile der bisherigen Gewinnungsverfahren der Proteine mit einem kleinen Nucleinsäuregehalt zur Verwendung als Nahrungs- oder Futtermittel beseitigt das erfindungsgemäße Verfahren, dessen Wesen darin besteht, daß man das aus einzelligen Mikroorganismen bestehende Material in Form einer 1- bis 25prozentigen Suspension unter Zusatz alkalisch reagierender Stoffe, vorteilhaft unter Zusatz von NaOH, bei pH 9 - 14 und einer Temperatur von 0 bis 40 OC zermalmt, die Zellwände bei pH 7 - 9 abtrennt, das Protein durch Ansäuern der Lösung bei pH 2 - 7 ausfällt, es abzentrifugiert, trocknet und dann mit Alkohol extrahiert, wodurch es von den Lipoidstoffen befreit wird, und es dann wieder trocknet.49, 142 (1971): Lars Edebo: Journal of Biochemical and Microbiological Technology and Engineering II (4), 1963, 453). The listed disadvantages of the previous ones Methods of recovering the proteins having a small nucleic acid content for use as food or feed eliminates the inventive method, its Essence is that one is the material consisting of unicellular microorganisms in the form of a 1 to 25 percent suspension with the addition of alkaline reactants Substances, advantageously with the addition of NaOH, at pH 9-14 and a temperature of 0 to 40 OC crushed, the cell walls separated at pH 7 - 9, the protein by acidification the solution precipitates at pH 2-7, it is centrifuged off, dried and then with alcohol extracted, which frees it from the lipoid substances, and then dries it again.

Beim Zermalmen der Zellen wird gleichzeitig die im Zellineren enthaltene Nuclease freigesetzt, mittels welcher man eine markante Herabsetzung des Nucleinsäuregehal tes dadurch erreicht, daß man nach der Zermalmung der Zellen, noch vor der Ausfällung des Proteins, den pH-Wert der Suspension auf 4,5 - 8,5 einstellt, wonach man die bei der Zermalmung freigesetzte und durch die Neutralisation geschützt Nuclease nach dem an und für sich bekannten Verfahren zur Zersetzung der Nucleinsäuren heranzieht, indem man die Temperatur für eine Dauer von 29 Minuten bis 2 1/2 Stunden auf 50 bis 60 0C erhöht. Das dann nach dem oben beschriebenen Verfahren isolierte Protein eignet sich zur Verarbeitung als Nahrungsmittel bzw. als Zusatz zu Nahrungsmitteln, zO B. Fleischprodukten, oder als Futtermittel, z. Bo künstliche Milch für Kälbern Zur erfindungsgemäßen Proteingewinnung kann man insbesondere Suspensionen der Hefegattungen Saccharomyces cerevisiae, Candida, Torulopsis, Rhodotorula, Oidium, Pichia und Hansenula oder Suspensionen der Bakteriengattungen Magaterium, Methanomonas und Escherichia coli anwenden. When the cells are crushed, the cells contained in the cell's interior are simultaneously removed Nuclease released, by means of which one can see a marked reduction in the nucleic acid content tes achieved by the fact that after the cells have been crushed, before the precipitation of the protein, the pH of the suspension is adjusted to 4.5 - 8.5, after which the Nuclease released during crushing and protected by neutralization using the method known per se for the decomposition of nucleic acids, by doing the temperature for a duration of 29 minutes to 2 1/2 Hours increased to 50 to 60 ° C. Then follow the procedure described above isolated protein is suitable for processing as a food or as an additive to food, e.g. meat products, or as feed, e.g. Bo artificial Milk for calves Suspensions in particular can be used to obtain protein according to the invention of the yeast genera Saccharomyces cerevisiae, Candida, Torulopsis, Rhodotorula, Oidium, Pichia and Hansenula or suspensions of the bacterial genera Magaterium, Methanomonas and apply Escherichia coli.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das einige Nachteile der bisherigen Verfahren beseitigt, geht also von zermalmtem Zellmaterial aus, wobei man die Desintegration, beispielsweise in Balotini-Kugelmühlen, durch Zusatz von alkalisch reagierenden Stoffen beschleunigt (pH 9 - 14)0 Die Neutralisation unmittelbar nach der Desintegration beseitigt den Nachteil anderer Verfahren, die auf der lange dauernden alkalischen Extraktion des Proteins aus den zermalmten Zellen beruhen, die aber eine Herabsetzung des Gehaltes der essentiellen Aminosäuren,. besonders des Lysins und Methionins, zur Folge hat, wodurch sich der biologische Wert des Proteins vermindert. Durch Alkalisierung des Milieus während der Desintegration wird die zur Desintegration erforderliche Zeit erheblich verkürzt. Zusatz von NaCl oder anderer Extraktionsmittel, die früher bei der Desintegration angewendet wurden (tschechoslowakische Patentschrift 140 926), verkürzen nicht die Desintegrationszeit. The inventive method, which has some disadvantages of the previous Procedure eliminated, so it starts from crushed cell material, whereby the disintegration, for example in Balotini ball mills, by adding alkaline substances Accelerates substances (pH 9-14) 0 Neutralization immediately after disintegration eliminates the disadvantage of other methods that rely on the long-lasting alkaline Extraction of the protein from the crushed cells is based, but this is a reduction the content of essential amino acids. especially of lysine and methionine, which reduces the biological value of the protein. By The alkalization of the environment during disintegration leads to disintegration time required is reduced considerably. Addition of NaCl or other extraction agents, which were previously used in disintegration (Czechoslovak patent specification 140 926), do not shorten the disintegration time.

Durch Freisetzung der Nuclease bei der Desintegration wird die technologisch schwierige Operation des Wärmeschocks (z. B. nach S. Ohta und Koautoren) , bei der man die Hefe Candida utilis genau 1 - 3 Sekunden auf 68 PC erhitzen muß, umgangen. Überschreitung dieser Zeit führt zur Inaktivierung der Nuclease, und Anwendung einer kürzeren Zeit genügt nicht für ihre Freisetzung. By releasing the nuclease during disintegration, the technological Difficult operation of thermal shock (e.g. according to S. Ohta and co-authors) in which you have to heat the yeast Candida utilis to 68 PC for exactly 1 - 3 seconds. Exceeding this time leads to inactivation of the nuclease, and application of a a shorter time is not sufficient for their release.

Aus den zermalmten Zellen setzt sich die Nuclease frei, die bei geeigneter Temperatur und geeignetem pH-Wert die polymere Ribonucleinsäure in die Nucleotide spaltet und dadurch ihre Fällung bei der Proteinisolierung verhindert. Die Zellwände werden vor oder erst nach der Spaltung der Ribonucleinsäure entfernt. Nach Entfernung der Zellwände durch Abzentrifugieren oder Abfiltrieren wird das gelöste Protein durch Einstellen des pH-Wertes auf den isoelektrischen Punkt ausgefällt, oder der Fällungseffekt wird durch Zusatz enzymatischer Präparate hervorgerufen, die entweder aus dem Magensaft von Säugetieren erhalten oder auf mikrobiellem Weg gewonnen wurden (und bei der Fällung von Milchprotein angewendet werden). The nuclease is released from the crushed cells Temperature and suitable pH value the polymeric ribonucleic acid into the nucleotides splits and thereby prevents their precipitation during protein isolation. The cell walls are removed before or after the splitting of the ribonucleic acid. After removal The dissolved protein is removed by centrifugation or filtration of the cell walls precipitated by adjusting the pH to the isoelectric point, or the Precipitation effect is caused by the addition of enzymatic preparations that either obtained from the gastric juice of mammals or obtained by microbial means (and used in the precipitation of milk protein).

Der Fällungseffekt wird durch Zusatz von bivalenten Kat-1 ionen, z. B. von Ca T -Ionen, erhöht, bei deren Anwendung Anreicherung des Proteine mit Calcium erfolgt. Das gefällte Protein wird entweder durch Filtration oder aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichts von der flüssigen Phase getrennt.The precipitation effect is achieved by adding bivalent Kat-1 ions, e.g. B. Ca T ions increased, when used, the protein is enriched with calcium he follows. The precipitated protein is either by filtration or due to the different specific gravity separated from the liquid phase.

Die flüssige Phase, die Nucleinsäure-Bruchstücke, Aminosäuren, Peptide und Wuchsstoffe enthält, wird eingeengt und entweder zusammen mit den Zellwänden getrocknet und dann als Futtermittel verwendet, oder gesondert verarbeitet und in der Nahrungsmittelindustrie als Geschmackstoff oder aromatischer Stoff bzw als Quelle von Aminosäuren oder Nucleosiden bzw als Vitaminkonzentrat angewendet. Das isolierte Protein wird unter schonenden Bedingungen getrocknet. The liquid phase, the nucleic acid fragments, amino acids, peptides and contains growth substances, is concentrated and either together with the cell walls dried and then used as feed, or separately processed and in the food industry as a flavoring or aromatic substance or used as a source of amino acids or nucleosides or as a vitamin concentrate. The isolated protein is dried under gentle conditions.

Die Komponenten von lipoidartigem Charakter werden entweder sofort nach der Zermalmung der Zellen extrahiert, besonders wenn es sich um Mikroorganismen handelt, die auf Kohlenwasserstoffen gezüchtet wurden, oder werden aus dem feuchten bzw. auch aus dem getrockneten Präparat extrahiert. Bei der Extraktion des trockenen Proteinkonzentrats ergibt sich als Vorteil, daß sich dann der Anteil der nativen Eiweißstoffe im Protein auf einem höheren Niveau hält. The components of lipoid-like character either become instantaneous extracted after crushing the cells, especially if they are microorganisms acts that have been bred on hydrocarbons, or are made from the moist or extracted from the dried preparation. When extracting the dry Protein concentrate has the advantage that the proportion of native Keeps protein in protein at a higher level.

Bei der Regeneration des LdsungSmittels fällt ein Fett an, das man Je nach der Herkunft der Mikroorganismen entweder als Nahrungsmittel oder technisches Fett anwenden kann. When the solvent is regenerated, a fat is produced which is then used Either as food or technical, depending on the origin of the microorganisms Can apply fat.

Das extrahierte Protein wird dann durch Trocknen vom westlichen Lösungsmittel befreit. Das Vroteinkonzentrat kann man ebenfalls entweder als Zusatz zu Nahrungsmitteln, als Ersatz von tierischem Protein oder zur Erhöhung des Nährwertes von stärkehaltigen Nahrungsmitteln (Brot u0 ä.) antennen, oder es wird,in eine Fleisch und Fleischprodukten ähnliche Textur umgeformt. The extracted protein is then dried from the western solvent freed. The protein concentrate can also be used either as an additive to food, as a substitute for animal protein or to increase the nutritional value of starchy ones Food (bread, etc.) antenna, or it will, in a meat and meat products reshaped similar texture.

Das erfindungsgemnB gewonnene Protein weist gegenüber dem Protein in geschlossenen Zellen (Single Cell Protein) eine bessere Verdaulichkeit und einen höheren biologischen Wert auf. In Tabelle II wird der biologische Wert verschiedener Eiweißstoffe mit dem der Eiweißstoffe verglichen, die erfindungsgemäß in Form des getrockneten Proteinkonzentrats aus Torula utilis erhalten werden. The protein obtained according to the invention exhibits opposite the protein in closed cells (single cell protein) a better digestibility and a higher biological Value on. In Table II the biological Value of various protein substances compared with that of the protein substances according to the invention can be obtained in the form of the dried protein concentrate from Torula utilis.

Tabelle II Vergleich des biologischen Werts (bzw) verschiedener Eiweißstoffe Mittelwert der Litera-Eiweißstoff turdaten des BW Eiweißstoffes Gelatine 5,87 Weizengluten 55,32 Erbsen 61,20 Kasein 70,40 Sojabohnen 72,20 Rind- und Kalbfleisch 78,20 Geflügelfleisch 74,00 Schweinefleisch 74,00 Fischmehl 89,90 Eialbumin 83,00 Eier 95,74 Saccharomyces cerevisiae (getrocknet) 61,50 Torula utilis (getrocknet) 67,70 getrocknetes Proteinkonzentrat, erfindungsgemäß aus Torula utilis erhalten 72,93 Im weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren an einigen Beispielen näher erläutert Alle Mengenangaben der Eiweißstoffe wurden mittels der groben Methode aufgrund der Stickstoffbestimmung ermittelt (Eiweißmenge = Stickstoffmenge x 6,25) Beispiel 1 Zur Verarbeitung gelangten 10 Liter einer Suspension der Hefe Candida utilis, deren Trockengewicht 0,5 kg betrug, mit einem Gehalt von 60 % Eiveißstoffen, entsprechen 300 g, und 7,8 ffi Nucleinsäuren, die nach der Methode von Schmidt und Tannhäuser als Ribonucleinsäure bestimmt wurde (J Biol. Chem. 83, 161 (1945))o Die Suspension der Hefezellen wurde durch Zusatz von 50 g festem NaOH auf pH 13 alkalisiert und 20 Minuten in einer Balotini-Kugelmühle desintegriert, wobei 95 ß aller Hefezellen zermalmt wurden. In Tabelle III -ist die prozentuale M nge der in der Balotini-Kugelmühle bei Anwendung einer 5prozentigen Suspension der Hefe candida utilis unter und ohne Alkalizusatz zermalmten Zellen in Abhängigkeit von der Zeit zusammengestellt Tabelle III Desintegrations- Zermalmte te Zellen Unterschied zeit ein der Sugel- in oder mühle (min) ohne Alkali- unter Alkali- zermalmten zusatz () zusatz (bei Zellenmenge pH 13) PH (%) 5 5 30 25 10 20 55 35 15 58 85 27 20 85 95 10 Nach Zermalmung der Zellen wurden die Zellwände von der Suspension durch Zentrifugieren abgetrennt und 985 g Zellwandfraktion mit 13 % Trockengehalt, entsprechend 128 g Trockensubstanz erhalten Die Zellwand-Trockensubstanz enthielt insgesamt 23 * Eiweißstoffe, entsprechend 30 g Die nach Abtrennung der Zellwände anfallende Flüssigkeit wurde mit Salzsäure auf pH 5, 1 angesäuert, und das gefällte Protein schied sich in Form eines pastösen Proteinkonzentrats (1920 g) mit 15 % Trockengehalt, entsprez chend 288 g Trockensubstanz, abO Die Trockensubstanz enthielt 72 ffi Eiweißstoffe, d i 207 g Die nach Abtrennung der Eiweißstoffe verbliebene Flüssigkeit enthielt 3,25 % Trockensubstanz mit einem Gehalt von 26 % Eiweißstoffen, entsprechend 60 g Die Proteinkonzentrat-Paste wurde mit 5 1 Wasser verdünnt, und bei pH 5 schi.eden sich 1670 g gewaschene Paste ab, deren Trockensubstanz 75 % Eiweißstoffe, d. i. 200 g, enthielt. Table II Comparison of the biological value (or) of various proteins Mean value of the litera protein data of the BW protein gelatin 5.87 wheat gluten 55.32 Peas 61.20 Casein 70.40 Soybeans 72.20 Beef and veal 78.20 Poultry 74.00 Pork 74.00 Fish meal 89.90 Egg albumin 83.00 Eggs 95.74 Saccharomyces cerevisiae (dried) 61.50 Torula utilis (dried) 67.70 dried protein concentrate, obtained according to the invention from Torula utilis 72.93 In the further will the process according to the invention is explained in more detail using a few examples. All quantitative data the protein substances were determined by means of the coarse method based on nitrogen determination determined (amount of protein = amount of nitrogen x 6.25) Example 1 Used for processing 10 liters of a suspension of the yeast Candida utilis, the dry weight of which was 0.5 kg, with a content of 60% egg ingredients, corresponding to 300 g, and 7.8 ffi nucleic acids, which was determined as ribonucleic acid by the method of Schmidt and Tannhauser (J Biol. Chem. 83, 161 (1945)) o The suspension of the yeast cells was made by adding alkalized by 50 g of solid NaOH to pH 13 and 20 minutes in a Balotini ball mill disintegrated, with 95 ß of all yeast cells being crushed. In Table III -is the percentage of the in the Balotini ball mill when using a 5 percent Suspension of the yeast candida utilis under and without the addition of alkali, crushed cells compiled as a function of time Table III disintegration crushes te cells difference time in the suction or mill (min) without alkali Alkali-crushed additive () additive (with cell quantity pH 13) PH (%) 5 5 30 25 10 20 55 35 15 58 85 27 20 85 95 10 After crushing the cells were the cell walls separated from the suspension by centrifugation and 985 g cell wall fraction with 13% dry matter, corresponding to 128 g dry matter obtained. The cell wall dry matter contained a total of 23 * protein substances, corresponding to 30 g of the after separation of the Fluid accumulating in the cell walls was acidified to pH 5.1 with hydrochloric acid, and the precipitated protein separated in the form of a pasty protein concentrate (1920 g) with 15% dry matter, corresponding to 288 g dry matter, abO The dry matter contained 72 ffi protein substances, the i 207 g that remaining after the protein substances had been separated off Liquid contained 3.25% dry matter with a content of 26% protein, corresponding to 60 g. The protein concentrate paste was diluted with 5 l of water, and at pH 5 1670 g of washed paste are separated, the dry substance of which is 75% protein, d. i. 200 g.

Das trockene Protein wurde dann noch mit Isopropanol im Gewichtsverhältnis 1 o 1 verrührt, und nach 30 Minuten wurde das Isopropanol abgetrennt Die Extraktion wurde dann noch zweimal mit der halben Isopropanolmenge bei höherer Temperatur (60 OC) wiederholt. Anschließend wurde das Protein zweimal mit der gleichen Menge 95prozentigem Äthylalkohol extrahiert, den man mit 1 g NaOH/Liter alkalisiert hatte, und nach Trocknen wurde das von den Lipoidstoffen (Fetten und Fettsäuren) befreite Protein erhalten. Der Verlust bei der Extraktion betrug 14 ffi des eingesetzten Proteins, und somit betrug die Menge des gewonnenen Reinproduktes 172 g Protein0 Eine Übersicht über die Stoffbilanz bei der Proteingewinnung gemäß Beispiel 1 gibt Tabelle IV Tabelle IV Beispiel 1 Anwendung einer 5proz. 10 Liter, d i. 500 g Hefe-Hefesuspension trockensubstanz entsprechend 300 g Protein Zellwandfraktion 985 g mit 13 % Trockengehalt und einem Gehalt von 23 % Protein in der Trockensubstanz entsprechend 128 g Trockensubstanz mit einem Gehalt sohn 30 g Protein Proteinkonzentrat 1920 g mit 15 ffi Trockengehalt und einem Gehalt von 72 % Protein in der Trockensubstanz, entsprechend 288 g Trockensubstanz mit einem Gehalt von 207 g Protein Nach Abtrennung des Pro- 7100 g mit 3,25 % Trockengeteinkonzentrats anfall halt und einem Gehalt von lende Flüssigkeit 26 % Protein in der Trockensubstanz, entsprechend 231 g Trockensubstanz mit einem Gehalt von 60 g Protein Insgesamt erhalten vor 10 005 g Gesamtgewicht obiger der Naschoperation drei Produkte mit 647 g g Trokkensubstanz, davon 46 g NaCl und 297 g Protein Proteinkonzentrat nach 1670 g Paste mit einem Gehalt Waschen mit 5 1 Wasser von 200 g Protein Proteinkonzentrat nach 172 g Protein Extraktion mit Isopropanol und Äthanol Proteinausbeute auf das 58,2 % in der eingesetzten Hefesuspension enthaltene Protein Beispiel 2 Zur Verarbeitung wurden 10 Liter einer Sprozentigen Suspension von 0,5 kg Hefepilzen Saccharomyces cerevisiae mit einem Gehalt von 300 g Protein eingesetzt Die Desintegration der Zellen wurde ähnlich wie in Beispiel 1 bei pH 14 bewerkstelligt. Dann wurde die- Suspension durch Zusatz von Salzsäure auf pH 7,2 neutralisiert und die Zellwände bei 10°C abzentrifugiert Es wurden 1441 g Zellwandfraktion mit 12 % Trockengehalt und einem Gehalt von 45 Protein erhalten. The dry protein was then added to isopropanol in the weight ratio 1 o 1 stirred, and after 30 minutes the isopropanol was separated off. The extraction was then twice with half the amount of isopropanol at a higher temperature (60 OC) repeated. Then the protein was twice with the same amount of 95 percent Ethyl alcohol extracted, which had been made alkaline with 1 g NaOH / liter, and after The protein freed from lipoid substances (fats and fatty acids) was dried obtain. The loss in the extraction was 14 ffi of the protein used, and thus the amount of the pure product obtained was 172 g protein Table IV shows the material balance during protein production according to Example 1 Tabel IV Example 1 Application of a 5 per cent. 10 liters, d i. 500 g yeast-yeast suspension dry matter corresponding to 300 g protein cell wall fraction 985 g with 13% dry content and one Content of 23% protein in the dry substance, corresponding to 128 g dry substance containing only 30 g protein protein concentrate 1920 g with 15 ffi dry content and a content of 72% protein in the dry substance, corresponding to 288 g dry substance with a content of 207 g protein. After separation of the pro 7100 g with 3.25% dry getein concentrate seizure hold and a loin fluid content of 26% protein in dry matter, corresponding to 231 g dry matter with a total content of 60 g protein obtained before 10 005 g total weight of the above three products with 647 g g dry substance, of which 46 g NaCl and 297 g protein protein concentrate after 1670 g paste with a Content washing with 5 l of water of 200 g of protein Protein concentrate after 172 g protein extraction with isopropanol and ethanol protein yield on the 58.2% protein contained in the yeast suspension used. Example 2 For processing 10 liters of a percent suspension of 0.5 kg yeast Saccharomyces cerevisiae with a content of 300 g protein used The disintegration of the Cells were made similar to Example 1 at pH 14. Then the- Suspension neutralized by adding hydrochloric acid to pH 7.2 and the cell walls centrifuged at 10 ° C. 1441 g of cell wall fraction with a dry content of 12% were obtained and containing 45 protein.

Aus der nach Abzentrifugieren der Zellwandfraktion anfallenden Flüssigkeit wurde durch Ansäuern mit Salzsäure auf pH 5 das Protein gefällt und dieses in Form einer Paste abgetrennt, die 1590 g wog und 15,4 % Trockensubstanz enthielt. Der Proteingehalt in der Trockensubstanz betrug 75 %. Es wurden somit 248 g Trockensubstanz mit einem Gehalt von 186 g Protein gewonnen Die nach Abtrennung des Proteins in einer Menge von 6910 g anfallende Flüssigkeit enthielt 3 % Trockensubstanz mit einem Gehalt von 29 % Protein, entsprechend 60 g. Das obige pastöse Proteinskonzentrat wurde mit 5 1 Wasser gewaschen und 1480 g gereinigtes Protelnkonzentrat mit 16,5 ffi Trocken gehalt und einem Gehalt von 18 Protein in der Trockensubstanz erhalten, d i. 190 g gereinigtes Protein. From the liquid obtained after the cell wall fraction has been centrifuged off the protein was precipitated by acidification with hydrochloric acid to pH 5 and this in shape separated from a paste which weighed 1590 g and contained 15.4% dry matter. Of the Protein content in the dry matter was 75%. There were thus 248 g of dry matter with a content of 186 g protein obtained after separation of the protein in an amount of 6910 g resulting liquid contained 3% dry matter with a Content of 29% protein, corresponding to 60 g. The above pasty Protein concentrate was washed with 5 l of water and 1480 g of purified protein concentrate with 16.5 ffi dry content and a content of 18 protein in the dry matter, d i. 190 g of purified protein.

Zur Entfernung der Lipoidstoffe wurde das getrocknete Proteinkonzentrat ähnlich wie in Beispiel 1 dreimal mit Isopropanol und dann zweimal mit Äthanol extrahiert. The dried protein concentrate was used to remove the lipoid substances similar to Example 1 extracted three times with isopropanol and then twice with ethanol.

Die Menge des gewonnenen reinen Proteins betrug 169 g.The amount of pure protein recovered was 169 g.

Die Stoffbilanz der Proteingewinnung nach Beispiel 2 ist in Tabelle V übersichtlich zusammengestellt Tabelle V Beispiel 2 Anwendung einer 5pro. 10 Liter, d. i. 500 g Hefe-Hefesuspension trockensubstanz, entsprechend 300 g Protein Zellwandfraktion 1441 g mit 12 % Trockengehalt und einem Gehalt von 26 % Protein in der Trockensubstanz, entsprechend 173 g Trockensubstanz mit einem Gehalt von 45 g Protein Proteinkonzentrat 1590 g mit 15,4 ffi Trockengehalt und einem Gehalt von 75 % Protein in der Trockensubstanz, entsprechend 248 g Trockensubstanz mit einem Gehalt von 186 g Protein Nach Abtrennung des Pro- 6910 g mit 3 % Trockengehalt teinkonzentrats anfallen- und einem Gehalt von 29 % Prode Flüssigkeit tein in der Trockensubstanz, entsprechend 207 g Trockensubstanz mit einem Gehalt von 60 g Protein Insgesamt erhalten vor 9941 g Gesamtgewicht obiger der Waschoperation drei Produkte mit 628 g Trokkensubstanz, davon 146 g NaCl und 291 g Protein Proteinkonzentrat nach 1480 g Paste mit einem Gehal Waschen mit 5 1 Wasser von 190 g Protein Proteinkonzentrat nach 169 g Protein Extraktion mit Isopropanol und Äthanol Proteinausbeute auf das 56,2 % in der eingesetzten Hefesuspension enthaltene Protein Beispiel 3 10 1 einer 5prozentigen Suspension der Hefepilze Candida lipolytica wurden analog Beispiel 1 zermalmt, und beim Abzentrifugieren der Zellwände wurde die Temperatur zwischen 4 und 6 OC gehalten. Es wurden 3 kg Zellwandfraktion mit 15 % Trockengehalt und einem Gehalt von 30 % Protein in der Trockensubstanz erhalten, entsprechend 145 g Protein. The material balance of the protein production according to Example 2 is shown in the table V clearly compiled Table V Example 2 Use of a 5pro. 10 liters, d. i. 500 g yeast-yeast suspension dry substance, corresponding to 300 g protein cell wall fraction 1441 g with 12% dry matter and a content of 26% protein in the dry matter, corresponding to 173 g dry matter with a content of 45 g protein protein concentrate 1590 g with 15.4 ffi dry matter and a content of 75% protein in the dry matter, corresponding to 248 g dry matter with a content of 186 g protein To Separation of the pro-6910 g with 3% dry matter tein concentrate incurred and one Content of 29% protein in the dry substance, corresponding to 207 g dry matter with a content of 60 g protein Total obtained before 9941 g total weight of the above washing operation three products with 628 g dry substance, of which 146 g NaCl and 291 g protein protein concentrate after 1480 g paste with a Gehal washing with 5 l of water from 190 g protein protein concentrate to 169 g protein Extraction with isopropanol and ethanol protein yield to the 56.2% in the used Protein containing yeast suspension Example 3 10 1 of a 5 percent suspension the yeast fungi Candida lipolytica were crushed analogously to Example 1, and during centrifugation the temperature of the cell walls was kept between 4 and 6 ° C. It was 3 kg Cell wall fraction with 15% dry matter and a content of 30% protein in the Dry matter obtained, corresponding to 145 g protein.

Nach Abtrennung der Zellwandfraktion wurde der pH-Wert der Lösung auf 6 eingestellt und durch Zusatz eines enzymatischen Präparats, das man bei der Fällung von Milchprotein anwendet, das Protein gefällt Die Fällungsoperation wurde durch Gegenwart von Ca++ -Ionen in einer Konzentration von 0,5 g pro Liter beschleunigt. (Wenn der physiologische Zustand der Zellen vor der Zermalmung einen hinreichenden Gehalt an zelleigenen aktiven Enzymen gewährleistet, ist der Zusatz des enzymatischen Präparats nicht erforderlich) Die Fällungsoperation wurde bei 53 OC und pH 6,0 vorgenommen0 Das gefällte Protein wurde von der flüssigen Phase abgetrennt0 Die erhaltene Paste wog 520 g und enthielt 14,4 % Trockensubstanz0 Der Proteingehalt der so bereiteten Paste betrug ca. 80 % der Trockensubstanz, so daß 60 g Protein erhalten wurden. Die nach Abzentrifugiren des Proteins anfallende Lösung enthielt 2 %0 Trockensubstanz mit 65 % Proteingehalt. Insgesamt enthielt diese Fraktion 85 g Protein0 Die Proteinausbewte war zwar niedriger als in den vorhergehenden Fällen, aber die Qualität und Zusammensetzung des gewonnenen Proteins war für den gegebenen Zweck günstiger. After separating the cell wall fraction, the pH of the solution became adjusted to 6 and by the addition of an enzymatic preparation, which one in the Applying precipitation of milk protein, precipitating the protein The precipitation operation has been carried out accelerated by the presence of Ca ++ ions in a concentration of 0.5 g per liter. (If the physiological condition of the cells before the crushing is sufficient Content of the cell's own active enzymes is ensured by the addition of the enzymatic Preparation not required) The precipitation operation was carried out at 53 ° C. and pH 6.0 The precipitated protein was separated from the liquid phase. The paste obtained weighed 520 g and contained 14.4% dry matter. The protein content of the so prepared Paste was approx. 80% of the dry substance, so that 60 g of protein were obtained. The solution obtained after the protein had been centrifuged off contained 2% dry matter with 65% protein content. This fraction contained a total of 85 g of protein was lower than in the previous cases, but the quality and composition of the recovered protein was more favorable for the given purpose.

Beispiel 4 Zur Herabsetzung des Ribonucleinsäure-Niveaus im Hefelzell-Mahlgut durch Aktivierung der zelleigenen Hefe-Nuclease wurde in der Weise verfahren, daß man in 1000 g der in einer Balotini-Kugelmühle zermalmten Suspension der Hefe Saccharomyces cerevisiae mit einem Gehalt von 93 g Trockensubstanz und 8,1 g Nucleinsäuren mit Salzsäure den pH-Wert auf 5,9 einstellte, die Suspension unter stetigem Rühren auf 53 C erhitzte und sie unter stetigem Rühren 1 Stunde bei dieser Temperatur hielt Dann wurde die Suspension mit Wasser abgekühlt und für die Proteinfällung vorbereitet. Example 4 To reduce the ribonucleic acid level in yeast cell grist by activating the cell's own yeast nuclease was proceeded in such a way that one in 1000 g of the suspension of the yeast Saccharomyces ground in a Balotini ball mill cerevisiae with a content of 93 g dry matter and 8.1 g nucleic acids Hydrochloric acid adjusted the pH to 5.9, the suspension with constant stirring Heated 53 C and she under steady Stir for 1 hour at this Temperature maintained. The suspension was then cooled with water and used for protein precipitation prepared.

Durch die Wirkung der Nuclease hatte sich der Nucleinsäuregehalt auf 0,85 g verringert. The nucleic acid content had increased due to the action of the nuclease reduced to 0.85 g.

Beispiel 5 In einer Suspension der zermalmten Bakterien Escherichia coli wurden die Nucleinsäuren abgebaut. 100 ml 5prozentige Suspension der zermalmten Bakterien E-coli, die man durch Zusatz von 0,1 molaren Phosphatpuffer auf pH 8,0 gebracht hatte, wurden auf 60 OC erhitzt und 1 Stunde im Inkubator bei dieser Temperatur gehalten Nach der Inkubation wurde eine l-ml-Probe entnommen und in ihr der Ribonucleinsäuregehalt bestimmt. Gegenüber dem ursprünglichen Nucleinsäuregehalt von 54 /ug/ml enthielt die Probe nach der Inkubation 16 ug/ml. Der Nucleinsäuregehalt hatte sich somit um ca. 70 ffi verringert. Example 5 In a suspension of the crushed bacteria Escherichia coli, the nucleic acids were degraded. 100 ml 5 percent suspension of the crushed Bacteria E-coli, which can be brought to pH 8.0 by adding 0.1 molar phosphate buffer had brought, were heated to 60 OC and 1 hour in the incubator at this temperature After the incubation, a 1 ml sample was taken and the ribonucleic acid content in it certainly. Contained against the original nucleic acid content of 54 / ug / ml the sample after incubation 16 µg / ml. The nucleic acid content had thus increased reduced by approx. 70 ffi.

Beispiel 6 Es wird ebenso wie in den Beispielen 1 bis 4 verfahren, mit dem Unterschied, daß man Hefepilze der Gattung Torulopsis, Rhodotorula, Oidium, Pichia oder-Hansenula anwendet. Example 6 The same procedure is followed as in Examples 1 to 4, with the difference that yeasts of the genus Torulopsis, Rhodotorula, Oidium, Pichia or Hansenula applies.

Beispiel Es wird ebenso wie in Beispiel 4 verfahren, mit dem Unterschiedy daß man Bakterien der Gattung Megaterium, Methanomonas oder Pseudomonas anvendet. Example The procedure is the same as in Example 4, with the difference y that one uses bacteria of the genus Megaterium, Methanomonas or Pseudomonas.

Das erfindungsgemäß erhaltene trockene pulverförmige Protein zeichnet sich durch einen niedrigen Nucleinsäuregehalt aus (unter 1 %), ist geschmacklos,, farblos bis schwach beigefarbig und während längerer Zeit gut haltbar. Seine Anwendung läßt sich voraussetzen in der Nahrungsmittelindustrie, insbesondere in der Fleischidustrie, Milchindustrie und im Bäckereigewerbe (Fleisch erzeugnis, künstliche Milch, insbesondere zur Erhäh rung von- Tieren, gegebenenfalls auch als Kaseinersatz, "Verstärkung" von Mehl und Verbesserung der Qualität und des biologischen Werts von Bäckereiprodukten). The dry powdery protein obtained according to the invention is characterized is characterized by a low nucleic acid content (less than 1%), is tasteless, colorless to pale beige in color and can be kept for a long time. Its application can be assumed in the food industry, especially in the meat industry, Dairy and bakery industries (meat products, artificial milk, in particular for the nutrition of animals, possibly also as a casein substitute, "reinforcement" of flour and improving the quality and biological value of bakery products).

Claims (4)

Patentansprüche Claims Verfahren zur Gewinnung von na-tivem mikrobiellem Protein mit einem kleinen Nucleinsäuregehalt, das als Nahrungs- oder Futtermittel anwendbar ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß man das aus einzelligen Mikroorganismen bestehende Zellmaterial in Form einer 1-bis 25prozentigen Suspension unter Zusatz alkalisch reagierender Stoffe, vorteilhaft unter Zusatz von NaOH, bei pH 9 - i4 und einer Temperatur von 0 bis 40 OC zermalmt, die Zellwände bei pH 7 - 9 abtrennt, das Protein durch Ansäuern der Lösung bei pH 2 - 7 ausfällt, es abzentrifugiert, trocknet und dann mit Alkohol extrahiert, wodurch es von den Lipoidstoffen befreit wird, und es dann wieder trocknet 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Zermalmung der Zellen, noch vor der Ausfällung des Proteins, das pH der Suspension auf 4,5 , 8,5 einstellt und man die bei der Zermalmung freigesetzte und durch Neutralisation geschützte Nuclease nach dem an und für sich bekannten Verfahren zur Zersetzung der Nucleinsäuren heranzieht, indem man die Temperatur für die Dauer von 20 Minuten bis 2 1/2 Stunden auf 50 - 60 oC erhöht. Method for obtaining native microbial protein with a small nucleic acid content that can be used as food or feed, thereby G e -k e n n n n e i n e t that one consists of unicellular microorganisms Cell material in the form of a 1 to 25 percent suspension with the addition of alkaline reacting substances, advantageously with the addition of NaOH, at pH 9 - i4 and one Temperature of 0 to 40 OC crushes, the cell walls at pH 7 - 9 separates the protein by acidifying the solution at pH 2-7, it is centrifuged off, dried and then extracted with alcohol, as a result of which it is freed from the lipoid substances, and it then dries again. 2. The method according to claim 1, characterized in that after the cells have been crushed and before the protein has precipitated, the pH the suspension is adjusted to 4.5, 8.5 and the one released during the crushing and nuclease protected by neutralization according to what is known per se Method of decomposition of nucleic acids is used by changing the temperature increased to 50 - 60 oC for a period of 20 minutes to 2 1/2 hours. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Proteinquelle Zellmaterial von He fen der Gattungen Saccharomyces cerevisiae, Candida, Torulopsis, Rhodotorula, Oidium, Pichia und Hansenula anwendet. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one as a protein source cell material from yeasts of the genera Saccharomyces cerevisiae, Candida, Torulopsis, Rhodotorula, Oidium, Pichia and Hansenula apply. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Proteinquelle Zellmaterial von Bakterien der Gattungen Megaterium, Methanomonas und Escherichia coli anwendet. 4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one as a protein source cell material from bacteria of the genera Megaterium, Methanomonas and Escherichia coli.