DE750350C - Verfahren zur Herstellung einer Naehrloesung aus Zellstoffablaugen von Laubhoelzern fuer die Zuechtung von Hefe und hefeaehnlichen Pilzen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer Nährlösung aus Zel.ls,toffablaugen von Laubhölzern für die Züchtung von Hefe und hefeähnlichen Pilzen In Zellstoffablaugen von Laubhölzern lassen sich bekanntlich nach verschiedenen Verfahren Hefe und hefeähnliche Pilze, wie Torula utilis und Monilia- candida, züchten. Allerdings sind diese Ablaugen nicht ohne weiteres für die Durchführung biologischer Prozesse, wie Verhefung oder Vergärung, brauchbar. Sie müssen vielmehr erst durch eine geeignete Vorbehandlung von den schädlichen Begleitstoffen nach Möglichkeit befreit «-erden. Zu diesem Zweck wird die Ablauge entweder heiß unter Zugabe von Mineralsäuren zur Entfernung der schwefligen Säure gelüftet und dann neutralisiert, oder es werden aus ihr die den Verhefungsvorgang störenden Substanzen durch Ausfällen mit geeigneten alkalisch reagierenden anorganischen Stoffen, herausgenommen. Infolge der Schutzkolloideigenschaft der Ablauge gelingt die Ausfällung jedoch nur, wenn mindestens der Neutralpunkt, besser aber schwache Alkalität, eingestellt wird. Das basische ligninsulfosaure Calcium fällt überhaupt erst bei einem pH von 144 aus. Schließlich kann man die schädlichen Stoffe auch durch Destillation entfernen.
• Die Zellstoffablaugen von Laubhölzern enthalten stets größere Mengen an organischen Säuren, insbesondere Essigsäure, die von der Hefe bei ihrer Vermehrung im Lüftungsverfahren assimiliert werden. Wird nun die in den Ablaugen enthaltene schweflige Säure beim Neutralpunkt bzw. die Ligninsulfonsäure beim pH = 11,4 mit sogenannten fixen Alkalien; als welche im folgenden die alkalisch reagierenden anorganischen Stoffe mit Ausnahme von Ammoniak verstanden sein sollen, als Ca S 03 bzw. basischer ligninsulfosaurer Kalk ausgefällt, so werden dabei auch die organischen Säuren an dieses fixe Alkali gebunden. In dem Maße, in dein bei der Verliefung organische Säuren verschwinden, wird Alkali frei, das nun die Reaktion rum \ rutralpunkt bzw. in den alkalischen Bereich verschiebt, wenn inan nicht durch Zugabe von Säure für eine Regelurin Sorge trägt. Dabei treten jedoch, insbesondere bei Verwendung von Schwefelsäure und Sulfaten als stoffe, Ausfällungen von Calcitunlzliosliliat bzw. Calciunisulfat auf, die den Verliefungsprozeß und damit die Qualität der 1.-Iefe ungünstig beeinflussen.
• Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß auf jegliche Vorbehandlung der Ablauge vor der Verliefung verzichtet werden kann und dazu alle Schwierigkeiten, die aus einem hohen Gehalt der verliefungsfertigen Lauge an fixen Alkalien entspringen, vermieden werden, wenn man clen Gehalt an diesen alkalischen Mitteln durch die Verwendung von Ainnioniak zur teilweisen 'Neutralisierung der organischen Säuren bis zu einem über 4,5 liegenden püWert niedrig hält. Bei der Verhefung werden dann sowohl das Ainnionialz als auch die organische Säure assimiliert, wodurch sie aus der Lauge verschwinden, ohne eine Änderung des pH-Wertes zur Folge zu haben-Nach der neuen Arbeitsweise versetzt inan die saure Ablauge der Laubhölzer mit so viel Ammoniak, als zur Erzielung maximaler Eiweißausbeuten notwendig ist, wobei bei kontinuierlichen Verfahren ein Stickstoffüberschuß zweckmäßig zu vermeiden ist. Erst dann stellt man mit einem fixen Alkali, z. B. Ätzkalk, einen pH-Wert ein, der so hoch. mindestens aber .I,5, sein muß, daß sich während der Verliefung. ohne Zusatz von Säuren oder Alkalien, eine dem Wachstuinsopthnuin der verwendeten Heferasse entsprechende konstante Reaktion einstellt. Die Feststellung der jeweils nötigen Ainnioniakinenge, die sich nach dein zur Verwendung kommenden Substrat und seinem Gehalt an verhefbaren organischen Säuren richtet, erfolgt durch einen kurzen Vorver such.
• Das neue Verfahren der Züchtung von Hefe und hefeähnlichen Pilzen in Zellstoffablaugen der Laubhölzer kann sowohl in unterbrochenem als auch ununterbrochenem Arbeitsgang durchgeführt werden.
• Die neue Arbeitsweise hat gegenüber den bisher üblichen Verfahren folgende Vorteile: Eine Vorbehandlung der Stilfitablati-e ist nicht erforderlich. Verluste an verliefbaren Substanzen, wie sie durch das Lüften oder die Destillation bzw. durch die alkalische Reaktion eintreten können und die Ausbeuten an Eiweiß vermindern, werden ausgeschaltet. Ausfällungen, wie sie sonst bei Zugabe von

  half; und Phosphaten erfolgen, «-erden ver-

  hindert. Es tritt somit keine Störung des

  Verliefungsprozesses ein, auch kann seine

  Geschwindigkeit nicht durch Besch:idigung

  und Blockierung der Hefezellen vermindert

  werden. Der Aschengehalt der Erntehefe liegt

  nicht höher als bei einer normalen Preßliefe.

  Die Wasserstofionenkonzentration de, Zu-

  iaufes kann so eingestellt werden, <laß eine

  Änderung während des Verhefungsprozesses

  im Gärgefäß nicht eintritt, eine Zugahe von

  Saure oder Lauge zur pij Regelring also nicht

  nötig ist. Damit wird auch die Kontrolle des

  Verhefun"sprozesses vereinfacht.

  Bei einem bekannten Verfahren der Vor-

  bereitung von Fic'htenholzsulfitahlatige zur

  Herstellung von Sprit- oder Bäckci-he fe wurde

  bereits Ammoniak und Kalk zur \euti-alisa-

  tion angewendet. Dabei wurde jedoch nicht

  die Wichtigkeit der Einhaltung einer be-

  stimmten Wasserstoffion enkonzentration bei

  der Verliefung erkannt, wie die geringen Aus-

  beuten von 2o°/" gegenüber der zehnfach

  höheren der neuen Arbeitsweise zeigen.

  Beispiel i -

  2ooo Teile Buchenholzsulfitablauge mit

  einem Gehalt von 5,911110 reduzierender Sub-

  stani, berechnet auf Glucose, o,i59°ö S0_

  Lind einem pii von 2,i werden mit 23 Teilen

  Ammoniak (techn. conc., enthaltend i9,3°;0 N),

  =,i Teilen :3tikali und 1,7 Teiler. 1lagnesiuni-

  sulfat versetzt, wobei das pii auf .1,i steigt.

  Zu der nachfolgenden Behandlung werden je

  5oo Teile dieses Ansatzes benutzt. a) 5oo Teile

  werden mit 0,85 Teilen technischer Phosphor-

  säure (83 gewichtsprozentig) und d6@ Teilen

  Wasser versetzt. b) 3oo Teile werden finit

  Kalkmilch auf pii 5,1 gestellt, wozu etwa

  .I Teile Ca0 nötig :find, und dann so destil-

  liert,- dal ) i 5 °to als Destillat abgetrieben wer-

  den. Der Rückstand wird auf das Anfangs-

  volumen gebracht, abgekühlt und nach Zusatz

  von o,85 Teilen technischer Phosphorsäure

  mit Wasser im Verhältnis i : i verdünnt.

  c) 5oo Teile werden wie bei b mit Ätzkalk

  auf p11- 5,i gestellt und nach Zusatz von

  o,83 Teilen technischer Phosphorsäure mit

  Wasser im Verhältnis i : i verdünnt.

  Man läßt nunmehr in Gärgefäßen unter

  kräftiger Lüftung bei etwa 30° zu je i 5 Tei-

  len Stellliefe in ioo Teilen Wasser je 500

  Teile der angegebenen Sulfitablaugenwürze

  kontinuierlich zulaufen und trennt nach einer

  Ausreifezeit bei einer Gesamtverliefungsdauer

  von ii Stunden die Hefe von der verliefteit

  Würze. Es zeigte sich, ,:1a13 die Würze nach a

  keinen Hefezuwachs, die Würze nach b einen

  solchen t-on 26,5 Teiler, und die Würze nach c

  einen selchen von 32,3 Teilen aufzuweisen

  hatte.

  Beispiel 6ooo Teile Buchenholzsulfitablauge, die nach einem Vorv ersuch eine maximale Ausbeute von 28 bis 29°/a Eiweiß, bezogen auf eingebrachte reduzierende Substanz, ergibt, mit einem Gehalt von 4,90% reduzierender Substanz, berechnet als Glucose, o,i46% freier abdestillierbarer schwefliger Säure und etwa 1,4% organischer Säure, berechnet als Essig werden werden mit einem wässerigen. Auszug aus 54 Teilen Superphosphat, entsprechend 9 Teilen P20," 4 Teilen Magnesiumsulfat, 5 Teilen Ätzkali und 59 Teilen Ammon:iakwasser, entsprechend 11,5 Teilen. Stickstoff, versetzt, worauf mit Kalkhydrat ein pH von 5,2 bis 5,3 eingestellt wird. Hierzu sind 25 Teile Ca0 erforderlich. Alsdann-, wird mit Wasser auf 650o Teile Endvolumen. verdünnt. Diese gärfertige Würze hat einen Gehalt von 4,2% reduzierender Substanz, berechnet als Glucose, und o,16241/, anorganischem Stickstoff.
• Sie wird nun nach Abtrennung von ausgeschiedenen Feststoffen kontinuierlich einem für die kontinuierliche Hefeerzeugung eingerichteten Apparat, der sich in Tätigkeit befindet und mit Hefe beschickt ist, zugeführt, in dem ohne Zugabe von Säure oder Lauge während der Dauer der Verhefung, die sich je nach Größe des Apparates über mehrere Tage erstreckt, ein pH von 5,8 bis 6,5 herrscht. Die kontinuierlich den Apparat verlassende Verhefungsflüssigkeit enthält nach der Abtrennung der gebildeten Hefe- noch: o,6 bis 0,7°/o reduzierende Substanz, während der anorganische Stickstoff bis auf o,oöoi bis 0.0011/, verbraucht ist.
• Die Verhefung ergibt eine Ausbeute von 24.2% Eiweiß, berechnet auf eingebrachte reduzierende Substanz, welche selbst dabei zu e 5 % verbraucht wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung einer \Tährlösung aus Zellstoffablaugen von Laubhölzern für die Züchtung von Hefe und hefeähnlichen Pilzen, dadurch Bekennzeichnet, daß der rohen. Ablauge ohne jegliche andere Vorbehandlung so viel Ammoniak zugesetzt wird, als Stickstoff zur Erzielung maximaler Ausbeuten an Eiweiß nötig ist und gegebenenfalls weiterhin eine solche Menge an alkalisch reagierenden anorganischen Stoffen, mit Ausnahme von Ammoniak, daß sich ein pH-Wert von oberhalb von 4,5 einstellt, wodurch die Wassers toffionenkonzentration während der Verhefung sich ohne ,weitere Zusätze von Alkalien oder Säuren bei einem PH von über 5,0, vorzugsweise 5,5 bis 6,5, hält. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfähren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: USA-Patentschrift ....... N r. 1 044 615.