DE2810453C3

DE2810453C3 - Verfahren zur Herstellung von ein bestimmtes Element in angereicherter Form enthaltenden Algen

Info

Publication number: DE2810453C3
Application number: DE2810453A
Authority: DE
Inventors: Taiji Komatsu; Kohei Tokio Miyao
Original assignee: GERMAX CO Ltd TOKYO JP
Current assignee: GERMAX CO Ltd TOKYO JP
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1981-10-01
Also published as: CH636499A5; GB1549591A; DE2810453A1; JPS53118587A; FR2384446B1; JPS5646395B2; FR2384446A1; DE2810453B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ein bestimmtes Element in angereicherter Form enthaltenden einzelligen und mehrzelligen Algen durch Züchtung der Algen in einem dieses Element enthaltenden Kulturmedium.

Es ist bekannt, Uran, insbesondere im Meerwasser enthaltenes Uran, in Algen anzureichern, um das in den Algen angereicherte Uran dann aus den Algen zu extrahieren und zu gewinnen (GB-PS 14 72 626). Dabei soll das Uran nur vorübergehend in den Algen absorbiert und nach Entfernen der Algen aus dem Meerwasser davon extrahiert werden.

Da einzellige grüne Algen, wie Chlorella und mehrzellige blaue Algen, wie Spirulina, usw., eine große Menge verschiedener Nährsubstanzen wie auch Protein enthalten, wurde ihre Nützlichkeit als Nahrungsmittel, Futter usw. erkannt, und sie werden bereits in kommerziellem Maßstab gezüchtet. Da andererseits Germanium in Pflanzen, die als medizinische Kräuter verwendet werden, vorhanden ist, hat man festgestellt, daß dieses Element, wenn es vom lebenden Körper aufgenommen wird, wirksam ist, um Krankheiten zu verhindern und zu heilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so weiterzubilden, daß man in den Algen Germanium anreichern kann, Da jedoch einige Gerfnäriiümverbiridühgen Antipilzaktivl· täten besitzen und da weiterhin bekannt ist, daß sie gegenüber grampositiven Bakterien antimikrobielle Aktivität aufweisen, wurden sie niemals als Komponen^ ten für Kulturmedien zum Züchten bzw. Kultivieren verschiedener Mikroorganismen verwendet.

Als Folge ausgedehnter Untersuchungen des Verfahrens, wie Germanium in Algen, beispw. Chlorella u. i, eingearbeitet bzw. angereichert werden kann, wurde gefunden, daß, wenn Germanium als wasserlösliche Verbindung zu einem Kulturmedium für Algen zugegeben wird, es darin konzentriert und akkumuliert wird in Form einer wasserlöslichen organischen Verbindung.

Die oben umrissene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man Algen aus der Gruppe Chlorella und Spirulina in einem Germanium enthaltenden Kulturmedium züchtet, dem mindestens eine wasserlösliche Germaniumverbindung aus der Gruppe Germaniumoxid, Germaniumhydroxid, Germaniumha-Iogenid, Bis-JJ-äthylcarbonsäure-germaniumsesquioxid undBis-/?-äthyI-carbonsäureamid-germaniumsesquioxid in einer Menge von 10 ppm bis zur Sättigungskonzentration zugesetzt worden ist.

Algen, die bei der vorliegenden Erfindung "^rwendet werden können, sind Algen, von denen denen bis heute bekannt ist, daß sie für Gesundheitsdiätmittel, -nahrungsmittel, -futter usw. nützlich sind.

Zum Züchten dieser Algen sind ein Verfahren zur Kultivierung im Freien und ein Verfahren zur Kultivierung in einem abgedichteten Tank bekannt. Bei dem ersteren Verfahren wird hauptsächlich Kohlendioxid und Lichtenergie verwendet. Bei dem letzteren Verfahren werden Zucker, Alkohole, Essigsäure usw. als Hauptkohlenstoffquelle verwendet. Die vorliegende Erfindung kann bei beiden Verfahren nutzbar gemacht werden.

Die Germaniumverbindungen können einzeln oder im Gemisch miteinander verwendet werden.

Die Germaniumverbindung wird in solcher Menge zugegeben, daß ihre Konzentration in einem Kulturmedium nicht unter 10 ppm liegt. Während die obere Grenze der Konzentration nicht kritisch ist, ist es üblich, 0,5 bis 0,6 Gew.-% im Falle der anorganischen Verbindung und 1 Gew.-% im Falle der organischen Verbindung zu verwenden. Einige dieser Germaniumverbindungen besitzen niedrige Löslichkeiten in Wasser, und sie werden daher in solchen Anteilen zugegeben, daß sie unter der gesättigten Konzentration bzw. Sättigungskonzentration liegen.

Durch die Zugabe des Germaniums werden die Züchtungs- bzw. Kultivierbedingungen nicht geändert, und daher kann die Züchtung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei an sich bekannten Bedingungen durchgeführt werden.

Die Versuchsergebnisse zeigen, daß das Germanium in einem Kulturmedium in die Algen ^:n hochkonzentrierten Dosen eingearbeitet bzw. eingebaut bzw. einverleibt wird. Wenn z. B. die Konzentration an Germanium in einem Kulturmedium 100 ppm beträgt (wenn eine organische Germaniumverbindung verwendet wird), betragen die Konzentrationen an Germanium in Chlorella und Spirulina 546 ppm bzw. 1600 ppm. Zusätzlich liegt das in die Algen eingebaute Germanium in Form einer wasserlöslichen organischen Verbindung vor, die im allgemeinen wegen der Ausnutzbarkeit bevorzugt ist.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Algen können einen Germaniumgehalt von 10 bis 10 000 ppm aufweisen, beispielsweise im Bereich von 100 bis 2000 ppm.

Algen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, können in Gesundheitsdiäten bzw, -nahrungsmitteln, Futter, Futtermittelzusätzen, natürlU chen Farbstoffen, physiologisch aktiven Substanzen U, ä, mit Nützen verwendet werden, Sie sind insbesondere als

Gesundheitsdiätmittel, -zusatzstoffe u. ä. nütxlich, da sie Germanium enthalten, das jetzt öffentlich von Interesse ist wegen seiner Aktivität im lebenden Körper in ausnutzbarer Form.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Tabelle I Beispiel

Grundkulturmedium

KNO₃
KH₂PO₄
MgSO₄ · 7 H₂O
FeSO₄ · 7 H₂O
Wasser
pH 5,8

0.25 g
0,25 g
0,5 g
0,0028 g
1000 ml Oermaniumverbindung

Menge an Mikrubenkörper

(mg)

Germnniumgebalt im Mikrobenkörper

(ppm)

10 _cs Nicht zugegeben

Bis-r/i-äthylcarbon-

säuregermanium-

sesquioxid

Germaniumoxid

650 560

540 Beispiel 2

0 546

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Ein Schrägkulturmedium, das durch Zugabe von Agar zu dem obigen Grundkulturmedium hergestellt wurde, wird mit Chlorella ellipsoidea inokuliert, die 2 bis 3 Wochen bei 30° C kultiviert wurden.

in einem 500-ml-Sakaguchi-Koiben gibt man 100 ml des obigen Grundkulturmediums, das mit einer geringen Menge an Mikroorganismus inokuliert wurde, die von dem obigen Schrägkulturmedium mit Hilfe einer Platinöse entnommen wurde. Das Kulturmedium des Mikroorganismus wird mit einer Geschwindigkeit von 150 U/min bei 30⁰C unter Bestrahlung mit Licht bei einer Intensität von etwa 10 000 Lux im Verlauf von 7 Tagen bewegt. Der so gezüchtete Mikroorganismus jo wird als Impfkultur verwendet.

Andererseits werfen 100 ml flüssiges Medium, hergestellt durch Zugabe von 100 pDm einp.r Germaniumverbindung zu dem obigen Grundkulturmedium, in einen 500-ml-Sakaguchi-Kolben gegeben, zu dem 5 ml der obigen Impfkultur zugefügt werden. Dieser Mikroorganismus wird dann 5 Tage bei den gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, gezüchtet.

Die Kulturlösung wird 10 min bei 8000 U/min zentrifugiert, und die Mikrobenzellen werden von der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt Die Mikrobenzellen werden mit destilliertem Wasser vermischt und gerührt, und dann werden die Zellen wiederholt unter den gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, zentrifugiert und dreimal mit Wasser gewaschen. Die Mikrobenzellen werden dann gefriergetrocknet und analysiert Die analytischen Ergebnisse des Germaniumgehalts in den Mikrobenzellen sind in Tabelle I aufgeführt.

Grtndkulturmedium

NaHCO₃
K₂HPO₄
NaNO₃
K₂SO,

MgSO₄ 7 H₂O
CaCl₂ · 2 H₂O
FeSO₄ · 7 Η,Ο
EDTA
Lösung As
Lösung B₆

Lösung A₅
H₃BO₃

MnCIr ■ 4 H₂O
ZnSO₄ ■ 7 H₂O
CuSO₄ · 5 H₂O
MoO₃

Lösung Bb

NH₄VO₃

K₂Cr₂(SO₄J₄ ■ 24 H₂O
NiSO₄ · 7 H₂O
Na₂WO₄ 2H₂O
Ti(SO₄),
Co(NOj)₂ · 6 H₂O

16,8 g/l 0,5 g/I 2,5 g/l 1,0 g/l 0,2 g 0,04 g/l 0,01 g/l 0,08 g/l lml/1 1 ml/1

2.85 g/1 1.81 g/I 0,22 g/l 0,08 g/l 0,015 g/l

230 χ 10-⁴g/l 960 χ 10 -»g/I 478,5 χ 10 -4 g/l 179,4 χ 10 ·* g/l 400 χ 10~4 g/l 440 χ 10-" g/l

Das Verfahren von Beispiel 1 wird v/iederholt, mit der Ausnahme, daß ein Grundkulturmedium der obigen Zusammensetzung anstelle des Grundkulturmediums von Beispiel 1 verwendet wird, Spirulina plalensis anstelle von Chlorella ellipsoidea verwendet wird und die Menge an zugegebener Germaniumverbindung oder 100 ppm beträgt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.

Tabelle Il	Menge an zugegebener Germanium- verbindung	Menge an Mikroben körper	Gcrmaniumgchalt im Mikroben körper
Cicrmaniumverbindung	(ppm)	(mg)	(ppm)
	-	800	0
Nicht zugegeben	20	630	87
Bis-Zf-äthylcarbonsäure- germaniumsesquichlorid	100	1200	1600
Dito	20	360	74
Germaniumoxid	100	150	1500
Dito

Die in den Beispielen 1 Und 2 erhaltenen Mikrobenkörper bzw, 'massen bzw, Massen aus Mikroorganismen werden pulverisiert und mit Wasser extrahiert. Es wird bestätigt, daß die extrahierte Lösung Germanium enthalt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von ein bestimmtes Element in angereicherter Form enthaltenden einzelligen und mehrzelligen Algen durch Züchtung der Algen in einem dieses Element enthaltenden Kulturmedium, dadurch gekennzeichnet, daß man Algen aus der Gruppe Chlorella und Spirulina in einem Germanium enthaltenden Kulturmedium züchtet, dem mindestens eine wasserlösliche Germaniumverbindung aus der Gruppe Germaniumoxid, Germaniumhydroxid, Germaniumhalogenid, Bis-ß-äthyl-carbonsäure-germaniumsesquioxid und Bis-ß-äthyl-carbonsäureamid-germaniumsesquioxid in einer Menge von 10 ppm bis zur Sättigungskonzentration zugesetzt worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kulturmedium verwendet wird, das die wasserlösliche anorganische Germaniumverbindung in einer Konzentration von 0,5 bis 0,6 Gew.-% enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kulturmedium verwendet wird, das die wasserlösliche organische Germaniumverbindung in einer Konzentration von 1 Gew.-% enthält.