Verfahren zum Herstellen von Streptomyein. Für die Kultivierung von Streptomy ein erzeugenden Stämmen von Streptomyces gri- seus verwendete man bisher Medien, welche vier Typen von Substanzen enthalten, näm- lieh: 1. ein Kohlenhydrat, z. B. Glukose; \_'. eine stiekstoffhaltige Substanz, z. B.
Pepton oder Trypton; 3. ein organisches Salz, beispielsweise Chlornatrium; 4. eine geringe Menge einer stickstoffhal tigen organischen Substanz, welche einen für die Streptomycinerzeugung durch Strepto- my ces griseus wesentlichen spezifischen Fak tor enthält.. Dieser Faktor wurde beschrieben als in verschiedenem Grade enthalten in Fleischextrakt und Maisweichbottiehwasser (eorn steep liquor).
Man hat es als erforderlich betrachtet, dass das eine oder das andere oder beide der eben genannten Produkte anwesend sind. Beispiels weise ist. ein bevorzugtes Medium, wie es von Dr. ZV aksman und seinen Mitarbeitern ver wendet wurde, eine wässrige Flüssigkeit, wel- che 1% Cxlukose, 0,5 % Pepton oder Trypton, 0,
3 % Fleischextrakt und 0,5 % Chlornatrium enthält. An Stelle des Fleischextraktes wurde auch 1,2 % Maisweichbottiehwasser als taug lich erachtet.
Fleischextrakt. ist kostspielig, Maisweieh- bottiehwasser ist dagegen in erheblicher Menge als Handelsprodukt billig erhältlich. Befrie- digende Resultate wurden jedoch bisher bei der Herstellung von Streptomy ein in indu striellem Massstab nur dann erhalten, wenn man nicht vollständig auf Fleischextrakt ver zichtete.
In Anbetracht des hohen Preises des Fleischextraktes wurde gesucht., ihn durch ein billigeres als Fleischextrakt, aber geeigneteres Material als iN1aisweiclrbottiehwasser zu erset zen; etwas Befriedigenderes wurde bis anhin jedoch nicht bekannt.
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, den Fleisehextrakt befriedigend zu erset zen durch 'Mischungen von Sojabohnenmehl mit einem Konzentrat, des proteinreichen, dünnflüssigen Anteils der nach der Destilla tion von Alkohol verbleibenden, aus Getreide herstammenden Schlempen. Derartige Kotr- zentrate, die im folgenden der Kürze halber als proteinhaltige. Sehlempenkonzentrate be zeichnet werden sollen, können z.
B. bei der Herstellung von genussfähigem Alkohol, durch Hefegärung von Getreidemaischen, als Neben produkte in folgender Weise gewonnen wer den. Von den nach der Alkoholdestillation ver bleibenden Schlempen werden zunächst die gröberen Getreideteilchen abgesiebt, worauf der verbleibende, dünnflüssige, proteinreiche Anteil der Sehlempe, wenn gewünscht nach einer zur Entfernung weiterer wasserunlös licher Bestandteile dienenden Sehleuderbe- harndlung, im Vakuum zu einem dicken,
un- gefähr 30 bis 45 % feste Gewichtsbestandteile enthaltenden Sirup konzentriert wird. Das sirupartige Konzentrat kann in. einer Trom- inel oder durch Versprühen zu einem pulver förmigen Konzentrat getrocknet werden. Pro- teinhaltige Schlempenkonzentrate dieser Art sind im Handel in grossen Mengen billig er hältlich.
Proteinhaltige Schlempenkorizentrate und für ihre industrielle Herstellung angewendete Verfahren sind in einem Aufsatz von C. S. Boruff Industrial Wastes-Recoverv of Fer mentation Residues as Feeds , in Industrial and Engineering Chmiestry, Bd. 39, Seite 60'_' (Mai 1947) beschrieben.
Das Verfahren des vorliegenden Patentes zur Herstellung voll Streptomycin durch Kul tivierung von Streptoiny ein erzeugenden Stämmen von Streptomyces griseus in einem wässerigen Kulturmedium ist. dadurch ge kennzeichnet, dass man ein wässeriges Kultur medium verwendet-, welches ausser einem von den Mikroorganismen assimilierbaren Kohlen hydrat, Sojabohnenmehl und ein proteinhal tiges Sehlempenkonzentrat enthält.
Dabei kön nen neben Sojabohnenmehl und proteinhalti gem Schlempenkonzentrat als Quelle des wesentlichen, die Streptomy cinerzeugung för dernden Faktors, der von Waksinan als im Fleisehextrakt und auch im lIaisweichbotticli- wasser enthalten beschrieben wurde, eventuell noch andere stickstoffhaltige, organische Materialien verwendet werden, in denen sieh dieser wesentliche Faktor findet.
Es hat sieh ferner gezeigt-, dass es möglich ist, .die bisher in zur Streptomyeinerzeugung dienenden Kul turmedien als assimilierbares Kohlenhydrat verwendete Dextrose wenigstens teilweise durch die wesentlich billigere melasseartige l1utterlauge zu ersetzen, welche nach der Kri stallisation und der Entfernung der im Han del erhältlichen Dextrose aus hydrolisierten Stärkelösungen zurückbleibt.
Diese 1-Iutterlauge soll im folgenden der Kürze wegen als melasseartige Mutterlauge hy drolysierter Stärkelösungen bezeichnet werden. Sie ist im Handel unter dein Namen Hydrol erhältlich.
Ein Beispiel eines erfindungsgemässen Me diums ist folgendes:
EMI0002.0044
(xramm <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> em$
<tb> Bestandteile: <SEP> -ässriges <SEP> Medium
<tb> Sojabohnenmehl <SEP> 2,0
<tb> getrocknetes <SEP> proteinhaltiges
<tb> Sehlempenkonzentrat <SEP> 0,25
<tb> Dextrose <SEP> 1,0
<tb> Chlornatrium <SEP> 1,0 Das Medium wird zweckniäliig vor der Impfung mit. Streptoniyees griseus sterilisiert, z. B. indem- man es während etwa 30 -_Minuten auf 1'20 C hält. Nach Abkühlen wird das Me dium z.
B. mit Sporen oder mit einem vege tativen Inoculuni eines Streptoniycin erzeu genden Stammes von Streptoniyees griseus ge impft.
Die Konzentration des Sojabohnenmehles wird zweckmässig zwischen 1. und 5 % gehal- tem. Die optimale Konzentration hängt von der Beschaffenheit des verwendeten speziellen Sojabohneninehlproduktes ab; im allgemeinen zeigte sieh, dass die besten Resultate erhalten werden, wenn zwischen 1 und 21/o Sojaboh nenmehl in dem Kulturmedium enthalten sind.
Der CTehalt an proteinhaltigem Sehlempen- konzentrat kann innerhalb weiter Grenzen variieren. Obwohl die optimale Konzentration von der Beschaffenheit des verwendeten Kon zentrates abhängt, so wurde im allgemeinen gefunden, dass die besten Resultate erhalten werden, wenn davon zwischen 1 und 21/o ge- troeknetes Konzentrat in dem Medium enthal ten ist, wobei besonders gute Resultate mit einer Konzentration im Bereich von 1,
0 bis 1..5 % erhalten wurden.
Ein Kochsalzgehalt, bis zu 3 % des Me- diums kann zweekmässig sein, wobei die opti male Konzentration gewöhnlich in dein Be- reich von 0,1.0 bis 7.,0 % fällt. Es hat.
sieb gezeigt, class als von den Mi kroorganismen assimilierbares Kohlenhydrat, Dextrose in Mengen bis zu -1 g auf 100 em3 des Mediums verendet werden kann.
Diese Konzentration soll zwecks Vereinfaehung mit -1% bezeichnet werden. Gewöhnlieh wurden die besten Resultate mit Dextrosekonzentra- tionen im Bereieh von 0,
75 bis 2 % erhalten. Wenn die inelasseartige Mutterlauge hydroly- sierter Stärkelösungen zugleich als Kohlen- liydratquelle verwendet wird, so kann sie in :1lcngen gebraucht werden, welehe denjenigen äquivalent sind, in welchen Dextrose in der ini übrigen gleichen Zusammensetzung ver wendet werden würde.
Als andere geeignete Kohlenliydratquellen können Stärke, Maltose oder die versehiedenen, Dextrose und Maltose enthaltenden, im Handel erhältlichen Sirupe in entsprechenden Mengen verwendet werden.
Beispiel <I>1:</I> folgendes Medium wurde Hergestellt:
EMI0003.0032
Gramm <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> cm3
<tb> Bestandteile <SEP> : <SEP> wässriges <SEP> Medium
<tb> Cetroeknetes <SEP> proteinhaltiges
<tb> Sehlempenkonzentrat <SEP> 0,5
<tb> Sojabohnenmehl <SEP> 2,0
<tb> Dextrose <SEP> 1,0
<tb> Natriumchlorid <SEP> 1,0 Das oben besehriebene Gemiseh wurde in geeigneter Menge in ein 380-l-iiter-Gärgefäss aus Stahl gepumpt, 30 Minuten bei 120 C sterilisiert, abgekühlt,
mit einer vegetativen Kultur eines Streptoinycin erzeugenden Stam- nies von Streptomy ees griseus geimpft, wel- eher bei 25 C unter der Oberfläche, bei Durchlüftung und mechanischem Rühren %i-iilii#end 8-1 Stunden gezüchtet wurde, wobei eine Brühe mit einer Wirkungsfähigkeit von .\-155 Einheiten Streptomyein auf 1 em3 erhal ten wurde.
Beispiel 1las folgende lIediuni er-,ab nach sation, Abkühlung und Impfung mit einem Streptomyein erzeugenden Stamm von Strepto- niyces nriseus, nach Entwieklung in rotieren den Sehüttelflaschen bei 27 C eine Brühe, welche 480 Einheiten Streptomyein/em3 ent hielt.
EMI0003.0064
Gramm <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> cm'
<tb> Bestandteile: <SEP> wässriges <SEP> Medium
<tb> Getrocknetes <SEP> proteinhaltiges
<tb> Schlempenkonzentrat <SEP> 0,25
<tb> Sojabohnenmehl <SEP> 2,0
<tb> Dextrose <SEP> 1,0
<tb> Natriumchlorid <SEP> 1,0 Beispiel <I>3:</I> Die folgenden Medien wurden nach Steri lisation, Abkühlung und Impfung mit einem Streptoiny ein erzeugenden Stamm von Strepto- myces griseus in rotierenden Schüttelflaschen bei 27 C entwickelt.
1.,5 % Sojabohnenmehl (Staley's Special Nutrient 4S), 1,0 % Dextrose, 0,25 % NaCl.
Variierende Mengen von proteinhaltigem Schlempenkonzentrat, nämlich 0,5 %, 0,75 %, 1,05 %, 1,25 %, 1,5 % und 2 010. Auffüllen mit Wasser auf 100 %.
Nach drei Tagen waren die Ausbeuten an Streptomycin wie folgt
EMI0003.0104
Konzentration
<tb> von <SEP> proteinhaltigem <SEP> Busbeute
<tb> Schlempenkonzentrat <SEP> an <SEP> Streptomycin:
<tb> <B>0,5"/o</B> <SEP> 590 <SEP> Einheiten/cm3
<tb> <B>0,751/0</B> <SEP> 500 <SEP>
<tb> 1,0 <SEP> 550 <SEP>
<tb> 1,25 <SEP> 640 <SEP>
<tb> 1,5 <SEP> 640 <SEP>
<tb> 9,0 <SEP> -190 <SEP> Beispiel <I>4:
</I> Die folgenden Medien wurden nach Steri lisation, Abkühlung und Impfung mit einem Streptomy ein. erzeugenden Stamm von Strepto- inyces griseus in rotierenden Sehüttelflaschen bei 27 C entwickelt.
1,5 % Sojabohnenmehl (Staley's Special Nutrient 4S), 1,5 % Dextrose, 0,25 % NaCl. Variierende Mengen.
von proteinhaltigem Schlempenkonzentrat, nämlich Null, 0,2.5 %, 0,5 %, 0,75 %, 1,0 %, 1,25 % und 1.,
5 010. Auf- füllen mit Wasser auf 100 %.
Nach drei Tagen waren die Ausbeuten an Streptomy ein wie folgt
EMI0004.0026
Konzentration
<tb> von <SEP> proteinhaltigem <SEP> Ausbeute
<tb> Schlempenkonzentrat <SEP> an <SEP> Streptomycin:
<tb> 0 <SEP> 305 <SEP> Einheiten/ein3
<tb> 0,25 <SEP> .140 <SEP>
<tb> 0,5 <SEP> 495 <SEP>
<tb> 0,75 <SEP> 570 <SEP>
<tb> 1,0 <SEP> 475 <SEP>
<tb> 1.,25 <SEP> 470 <SEP> >
<tb> 1,5 <SEP> 530 <SEP>