CS225684B1 - Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration - Google Patents

Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration Download PDF

Info

Publication number
CS225684B1
CS225684B1 CS433781A CS433781A CS225684B1 CS 225684 B1 CS225684 B1 CS 225684B1 CS 433781 A CS433781 A CS 433781A CS 433781 A CS433781 A CS 433781A CS 225684 B1 CS225684 B1 CS 225684B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
disintegration
suspension
cell
decompression
mechanical
Prior art date
Application number
CS433781A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vitalij V Lalov
Tatjana A Luscik
Original Assignee
Vitalij V Lalov
Tatjana A Luscik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitalij V Lalov, Tatjana A Luscik filed Critical Vitalij V Lalov
Priority to CS433781A priority Critical patent/CS225684B1/en
Priority to SU827772257A priority patent/SU1291603A1/en
Publication of CS225684B1 publication Critical patent/CS225684B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu uvolňování nativních frakcí z jednobuněčných mikroorganismů mechanickou dezintegrací, a to za účelem izolace jednotlivých frakcí nebo jejich směsí.The invention relates to a process for the release of native fractions from unicellular microorganisms by mechanical disintegration in order to isolate individual fractions or mixtures thereof.

Např. při přípravě koncentrátů potravinářského proteinu z mikroorganismů je nutno vE.g. in the preparation of food protein concentrates from micro - organisms, it is necessary to:

uvolnit vnitrobuněčný protein rozrušením buněčné stěny, a to bud mechanickým, biochemickým nebo chemickým způsobem. Využívá se přitom účinku celulolytických enzymů nebo hydrolysy v silně kyselém či alkalickém prostředí, což však působí destruktivně na nativní bílkovinu. Alkalická hydrolysa umožňuje např. vznik toxických složených aminokyselin /lyzinoalaninu/, případně racemizovaných aminokyselin, čímž se hodnota bílkoviny z potravinářského hlediska podstatně snižuje.to release the intracellular protein by disrupting the cell wall, either in a mechanical, biochemical or chemical manner. The effect of cellulolytic enzymes or hydrolysis in a strongly acidic or alkaline environment is exploited, which however has a destructive effect on the native protein. Alkaline hydrolysis allows, for example, the formation of toxic compound amino acids (lysinoalanine) or racemized amino acids, whereby the protein value is substantially reduced from the food point of view.

Na enzymové rozrušení buňky je nutno předem připravit potřebné lytické enzymy či směs enzymů; vlastní proces je tak časově náročný a tedy i nevýhodný vzhledem k tomu, že izolace jednotlivých enzymů je nákladná a vesměs jsou přítomny i proteázy, které mohou štěpit bílkoviny / Vršanská M., Bielý P. und Krátký Z.: Zechr. Allg. Mikr. 17» 465, 1977; Funatsu M., Aizono O.H. and Shinioda T.s Agr. Biol. Chem. 42, 1975, 1978/. Přestože v oboru enzymové degradace buněčných stěn bylo v posledním desítiletí patentováno několik postupů, tento způsob se v průmyslovém měřítku dosud nevyužívá /brit. patent č. 1, 281.618 /1972/, japonský patent č. 56.682 /1978/ ).For enzymatic cell disruption, the necessary lytic enzymes or enzyme mixture must be prepared in advance; the process itself is thus time-consuming and thus disadvantageous, since the isolation of individual enzymes is expensive and proteases which can break down proteins are also present / Vršanská M., Bielý P. und Krátký Z .: Zechr. Allg. Mikr. 17, 465 (1977); Funatsu M., Aizono O.H. and Shinioda T.s. Agr. Biol. Chem. 42, 1975, 1978]. Although several processes have been patented in the field of enzyme degradation of cell walls in the last decade, this process has not been used on an industrial scale yet. No. 1, 281,618 (1972), Japanese Patent No. 56,682 (1978)).

Použití mechanických způsobů rozrušení buněčných stěn umožní získat protein, vhodnýThe use of mechanical cell wall disruption techniques makes it possible to obtain a suitable protein

235 684235 684

225 684 pro potravinářské účely (aut. osv. ČSSR Nr. 161299). Kromě toho odpadů při takové výrobě je možno využít k izolaci jiných, z biologického hlediska oennýoh komponent buněk, např. ergosterolu.225 684 for food purposes (aut. Certificate ČSSR Nr. 161299). In addition, wastes in such production can be used to isolate other biologically active cell components such as ergosterol.

Z mechanických způsobů rozrušování buněk se jeví jako nejpřijatelnější metoda extrusivní, balotinová dezintegrace a rozrušování cestou rychlé dekomprese.Of the mechanical methods of cell disruption, extrusion, ballotin disintegration and disruption by rapid decompression seem to be the most acceptable method.

Extrusivní dezintegrace je založena na protlačování suspenze buněk z oblasti vysokého tlaku přes mikro-štěrbinu dezintsgračního zařízení do oblasti normálního tlaku. Základními faktory, podmiňujícími dezintegraci buněk, jsou - hodnota hydrostatického tlaku, její gradient a rychlost změny tlaku.Extrusive disintegration is based on forcing the cell suspension from the high pressure region through the micro-slit of the desintegration device to the normal pressure region. The main factors determining cell disintegration are - hydrostatic pressure value, its gradient and rate of pressure change.

Ze zařízení na dezintegraci, ve kterých se využívá tohoto způsobu, jsou nejznámější hydraulické vysokotlaké homogenizátory firmy gaulin (USA) (Gaulin Teohnioal Bulletin, 1968, 7» Hetherington P.J. et al. Trans. Inst. Chem. Engrs., 1971, 49.2. 142). Proces rozrušování buněk v extrusivních homogenizátořech je charakterizován vysokými hodnotami pracovního tlaku (50 až 80 MPa) a poměrně nevysokou produktivitou (50 až 200 l.hod“^·).Of the disintegration devices utilizing this method, gaulin (USA) hydraulic high-pressure homogenizers are best known (Gaulin Teohnioal Bulletin, 1968, 7, Hetherington PJ et al. Trans. Chem. Engrs., 1971, 49, 142). ). The process of cell disruption in extrusive homogenizers is characterized by high working pressure values (50 to 80 MPa) and relatively low productivity (50 to 200 l.hr · ^ ·).

Pro získání vysokého stupně rozrušení buněk (80 až 90%) je třeba několikrát opakovat pracovní cyklus, což vede k získání fragmentů buněk nestejné velikosti a k potížím při dělení pevné a kapalné fáze získané suspenze» kromě toho vyšší teplota jako následek opakované komprese může působit částečnou nebo úplnou inaktivaci intracellulárních složek. Na podobném principu pracuje i upravené vysokotlaké čerpadlo (Brookman J.S., Davies M. Biotechnol. Bioeng. 1973, 15,, 693), s produktivitou suspenze 15 l.hod”·*· při pracovním tlaku do 310 MPa.In order to obtain a high degree of cell disruption (80-90%) it is necessary to repeat the operating cycle several times, resulting in cell fragments of uneven size and difficulty in separating the solid and liquid phases of the obtained suspension. complete inactivation of the intracelllular components. A modified high-pressure pump (Brookman J.S., Davies M. Biotechnol. Bioeng. 1973, 15, 693) works on a similar principle, with a slurry productivity of 15 liters / hour at an operating pressure of up to 310 MPa.

Při použití balotinových dezintegrátorů je možné v průmyslovém měřítku při kontinuální technologii dosáhnout libovolného žádaného stupně rozrušení buněk, ovsem při odpovídajícím prodloužení doby zpracování materiálu. Nedostatky tohoto způsobu jsou lokální přehřívání zpracovávané látky, což nutně vyžaduje intenzivní chlazení» opakované drcení již získaných buněčných fragmentů s vytvářením příliš drobných částic (od jednotek do setin mikrometru) navíc značně komplikuje následující rozdělení pevné a kapalné fáze. Toto vše dohromady, tj. zvýšená spotřeba vody na chlazení elektrické energie, delší doba zpracování biomasy prodražuje proces a odráží sena konečné ceně produktu.With the use of ballotin disintegrators, any desired degree of cell disruption can be achieved on an industrial scale with continuous technology, but with a corresponding increase in material processing time. The disadvantages of this method are the local overheating of the treated substance, which necessarily requires intensive cooling. The repeated crushing of already obtained cell fragments with the formation of too small particles (from units to hundredths of a micrometer) further complicates the following solid and liquid phase separation. All this together, ie increased water consumption for electric power cooling, longer biomass processing time adds cost to the process and reflects the hay price of the product.

Je znám rovněž způsob a zařízení kontinuální dezintegrace s využitím efektu dekomprese (aut. osv. SSSR Nr. 477742 /1973/» aut. osv. SSSR Nr. 492118 /1973/$ aut. osv. SSSR Nr, 602550 /1974/» aut. osv. SSSR Nr, 602551 /1975/$ patent USA Nr, 4084757» Franc,patent Nr. 7624795), jehož funkce spočívá na principu rychlé dekomprese. Suspenze mikroorganizmů je sycena plynem pod tlakem ( dusíkem, vzduchem, kys. uhličitým), který nesmí reagovat s intracelulárními komponentami a také,nesmí inhibovat enzymy, zvláště endofenní nukleázu využitelnou pro degradaci nukleových kyselin v miktobiální bílkovině. Přitom se plynem sytí i buňky až do vyrovnání parciálního tlaku.z obou stran buněčné stěny, načež se suspenze náhle převede na úroveň atmosferického tlaku. Výsledkem je gradient tlaku plynu v buňce, směrovaný do vnějšího prostředí. Jelikož rychlost úniku plynu z buňky je vyšší než rychlost difúze buněčnou stěnou, dochází k roztržení stěny.Also known is a method and apparatus of continuous disintegration using the decompression effect (aut. USSR Nr. 477742/1973 / »aut. USSR Nr. 492118/1973 / $ aut. USSR Nr. 602550/1974 /» aut. USSR No. 602551 (1975), U.S. Patent No. 4084757 (Franc, No. 7624795), whose function is based on the principle of rapid decompression. The suspension of microorganisms is saturated with a pressurized gas (nitrogen, air, carbon dioxide), which must not react with intracellular components and also must not inhibit enzymes, particularly endophenic nuclease useful for degrading nucleic acids in the mictobial protein. The cells are also saturated with gas until the partial pressure is equalized from both sides of the cell wall, whereupon the suspension is suddenly brought to atmospheric pressure. The result is a gas pressure gradient in the cell directed to the outside. Since the rate of gas leakage from the cell is higher than the rate of diffusion through the cell wall, the wall ruptures.

Dezintegrace způsobem rychlé dekomprese probíhá v zařízení, jehož podstatou je kom3Disintegration by rapid decompression takes place in a device based on com3

225 684 presor plynu, vysokotlaké dávkovači čerpadlo suspenze mikroorganizmů a dva vysokotlakové válce na sycení a převádění suspenze. Nesporná výhoda dekompresní dezintegrace spočívá v tom, že buňky resp. buněčné stěny zůstávají po dezintegraci celé nebo vykazují jen malý stupeň rozdrcení a lze je tudíž snadno oddělit separací od protoplazmy.225 684 gas pressurizer, high-pressure micro-organism suspension pump and two high-pressure cylinders for saturation and suspension transfer. The indisputable advantage of decompression disintegration lies in the fact that the cells resp. the cell walls remain whole after disintegration or show only a small degree of crushing and can therefore be easily separated by separation from protoplasm.

Popsaný postup nevede k inaktivaci intracelulárních enzymů a umožňuje izolovat chemické komponenty buňky v nativním stavu. Energetická spotřeba při dekompresní dezintegra ci je nízká a činí 0,06 kWh. kg\ zatímco při extrusivním nebo balotinovém rozdrcení buně ke spotřebuje 0,2 až 0,4 kWh.kg\The described procedure does not lead to inactivation of intracellular enzymes and allows the chemical components of the cell to be isolated in the native state. The energy consumption for decompression disintegration is low and is 0.06 kWh. kg \ while consuming 0.2 to 0.4 kWh.kg for extrusion or ballotin cell crushing \

Proces dekompresní dezintegrace sám o sobě však nezabezpeěuje dostatečně vysoký stu peň uvolnění vnitrobuněčných komponent do vnějšího prostředí a protože je podstatně ovlivněn hodnotou pH zpracovávané suspenze, je třeba postup doplnit extrakcí biomasy dezintegrovaných buněk.However, the decompression disintegration process alone does not provide a sufficiently high degree of release of the intracellular components to the external environment and since it is substantially influenced by the pH of the treated suspension, the process needs to be supplemented by extraction of the biomass of disintegrated cells.

Toto je dokumentováno v Tab. č, 1, kde je udána hodnota pH suspenze kvasinek Sacharomyces cerevisiae v závislosti na uvolňování ve vodě rozpustných bílkovin do mímobuněčného prostředí (supernatantu) z buněk narušených dekompresním způsobem. Pro srovnání jsou uvedeny hodnoty pro jedno a šestinásobnou dezintegraci.This is documented in Tab. No. 1, where the pH of the yeast suspension of Sacharomyces cerevisiae is given as a function of the release of water-soluble proteins into the cell supernatant from cells disrupted by the decompression method. For comparison, values for one and six times disintegration are given.

Množství vodorozpustné bílkoviny v neporušené buňce činí 20 % z celkového obsahu proteinu (N χ 6,25),.The amount of water-soluble protein in the intact cell is 20% of the total protein content (N χ 6.25).

Tabulka 1.Table 1.

Vliv hodnoty pH na stupen extrakce vodorozpustné bílkoviny z buněk kvasinek Sacharomyces cerevisiae, rozrušených dekompresí.Influence of pH on the degree of extraction of water-soluble protein from yeast cells of Sakaromyces cerevisiae, disrupted by decompression.

hodnota pH Stupen extrakce vodorozpustné bílkoviny v %pH value Degree of water soluble protein extraction in%

jednonásob. dezintegrace šestinásob. dezintegrace jednonásob. disintegration six times. disintegration 4,5 4,5 8,0 5l’°8.0 5l -1 7,0 7.0 12,0 68,3 12.0 68.3 9,0 9.0 18,1 96,5 18.1 96.5 11,0 11.0 24,9 124,0 24.9 124.0

Jak je zřejmé z tabulky, prakticky celé množství ve vodě rozpustné bílkoviny se v ** uvolňuje z dezintegrovaných buněk jenom při pH = 9,0. Stupen extrakce při pH = 11,0, převyšující 100% lze vysvětlit dodatečným· rozpuštěním frakcí proteinu, rozpustných v alkáliích. Destrukční působení dekomprese na stěnu buňky trvá setiny sekundy. Poté buňka již není mechanicky namáhána, takže z ní vyteče jen část protoplazmy, obsahující protein. Při opakovaném dekompresním působení do mezibuněčného prostoru přechází další část bílkoviny, jejíž množství závisí na pH vnějšího prostředí a počtu dezintegrací. Buněčná stěna se však již více nenarušuje. Existuje tak proporcionalita mezi množstvím bílkoviny, uvolněným z buňky, a počtem jednotlivých operací dezintegrace, a rovněž hodnotou pH suspenze.As can be seen from the table, virtually all of the water-soluble protein is released in ** from disintegrated cells only at pH = 9.0. The degree of extraction at pH = 11.0, in excess of 100%, can be explained by the additional dissolution of the alkali soluble protein fractions. The destructive effect of decompression on the cell wall takes hundredths of a second. Thereafter, the cell is no longer mechanically stressed, so that only a portion of the protoplasm containing the protein flows out of it. Upon repeated decompression, another part of the protein passes into the intercellular space, the amount of which depends on the pH of the environment and the number of disintegrations. However, the cell wall is no longer disturbed. Thus, there is a proportionality between the amount of protein released from the cell and the number of individual disintegration operations as well as the pH value of the suspension.

Nevýhodou tohotozpůeobu je nízký výtěžek bílkovin z dezintegrace suspenzí při pHThe disadvantage of this method is the low protein yield from suspension disintegration at pH

225 684 okolo 7,0, eventuelně nutnost používání vyššíoh pH pro rychlejší uvolňování až extrakci bílkovin z narušených buněk a dále okolnost, že aktivní nukleáza potřebná pro degradaci nukleovych kyselin se uvolňuje v menši míre nez pri dezintegraci balotinovými dezintegrátory.225,684 at about 7.0, possibly requiring higher pH for faster release or extraction of proteins from disrupted cells, and the fact that the active nuclease needed for nucleic acid degradation is released to a lesser extent than by disintegration with ballotin disintegrators.

Uvedené nevýhody odstraňuje předmět vynálezu, jehož podstatou je, že se mikrobiální suspenze o koncentraci 1 až 20 % hmotnostních při pH 4,5 až 9,5 a za teploty 0 až 70 °C nejprve podrobí dezintegraci dekompresí s pracovním přetlakem 3 až 30 MPa, načež se před drcená suspenze zpracovává mechanickým drcením a uvolněné nativní frakce se izolují obecně známým způsobem.These disadvantages are overcome by the subject-matter of the invention, wherein the microbial suspension at a concentration of 1 to 20% by weight at a pH of 4.5 to 9.5 and at a temperature of 0 to 70 ° C is first subjected to disintegration by decompression at an operating overpressure of 3 to 30 MPa. after which the pre-crushed suspension is treated by mechanical crushing and the released native fractions are isolated by a generally known method.

Cílem vynálezu je izolace intracelulárních chemických komponent v nativním stavu biomasy mikroogranismů za kratší dobu a při nižší spotřebě energie s vysokým výtěžkem a získání suspenze, obsahující dostatečně velké buněčné fragmenty, jejichž izolace na standardních separátorech nedělá potíže.It is an object of the invention to isolate intracellular chemical components in the native state of the biomass of microorganisms in less time and at lower energy consumption in high yield and to obtain a suspension containing sufficiently large cell fragments whose isolation on standard separators does not cause problems.

Toho, e dosahuje použitím kombinované mechanické dezintegrace, kdy suspenze buněk mikroorganismů je jedenkrát nebo i vícekráte dezintegrována dekompresí při teplotě 0 až 70 °C, pH = 4,5 až 9,5, pracovním tlaku v systému 3 až 30 MPa, a poté zpracována v balotinovém dezintegrátoru, obsahujícím balotiny, (sypný objem balotinů je k objemu suspenze s výhodou v poměru 1,7 s l).This is achieved by the use of combined mechanical disintegration, where the suspension of microorganism cells is disintegrated one or more times by decompression at 0 to 70 ° C, pH = 4.5 to 9.5, a working pressure in the system of 3 to 30 MPa, and then processed in a ballotin disintegrator containing ballotins (the bulk volume of the ballotins is preferably in a ratio of 1.7 sl to the volume of the suspension).

Přitom mohou být podrobeny dezintegraci kvasinky např. rodu Sacharomyces cerevisiae, Candida torulopsis, Rhodotorula, Ovidium, Pichia, Hansenula, bacterie rodu Megaterium, Medtanomonas, Eacherichia coli, plísně a řasy.They can be subjected to yeast disintegration, for example of the genus Sacharomyces cerevisiae, Candida torulopsis, Rhodotorula, Ovidium, Pichia, Hansenula, bacteria of the genus Megaterium, Medtanomonas, Eacherichia coli, molds and algae.

Navrhovaný způsob spočívá v následujícím!The proposed method consists of the following!

Izolace nativních frakcí z jednobuněčných mikroogranismů se provádí z jejich vodní suspenze s koncentrací buněk 1 až 20 % hmotnosti o teplotě O až 70 °C a pH = 4,5 až 9,5. Suspenze je zpracována jednou nebo několikráte v periodickém nebo kontinuálním dezintegrátoru. Jako pracovní plyn je používán vzduch, dusík nebo jakýkoliv jiný plyn chemicky inertní ve vztahu k buňkám, Do suspenze je přiváděn stlačený vzduch protlakem 3 až 30 MPa, je udržována pod tlakem 15 až 60 sek·', a převedena do oblasti barometrického tlaku. Přitom probíhá dekompresní dezintegrace buněk mikroorganismů.The isolation of native fractions from unicellular microorganisms is carried out from their aqueous suspension with a cell concentration of 1 to 20% by weight, at a temperature of 0 to 70 ° C and a pH = 4.5 to 9.5. The suspension is treated one or more times in a periodic or continuous disintegrator. The working gas used is air, nitrogen or any other chemically inert gas relative to the cells. Compressed air is introduced into the suspension at a pressure of 3 to 30 MPa, maintained at a pressure of 15 to 60 sec ·, and transferred to the barometric pressure range. The decompression disintegration of the microorganism cells takes place.

Dále je suspenze zpracovávána v balotinovém dezintegrátoru, obsahujícím balotiny o průměru 0,40 až 0.60 mm s výhodou při poměru sypného objemu suchých balotin k objemu suspenze buněk 1,7 i 1. Přitom za 5 až 10 min. dezintegrace přechází do roztoku 80 až 95 % ve vodě rozpustných buněčných frakcí v nativním stavu, které jsou izolovány a čištěny známými metodami.Further, the suspension is processed in a ballotin disintegrator comprising ballotins with a diameter of 0.40 to 0.60 mm, preferably at a ratio of the bulk volume of the dry ballotin to the volume of the cell suspension of 1.7 and 1. Within 5 to 10 minutes. the disintegration becomes a solution of 80 to 95% of the water-soluble cell fractions in the native state, which are isolated and purified by known methods.

Níže jsou uvedeny příklady využití způsobu dezintegrace pro izolaci nativní bílkoviny z buněk mikroorganismů podle vynálezu.Below are examples of using a disintegration method to isolate native protein from microorganism cells of the invention.

Příklad 1Example 1

Vodní suspenze kvasinek Sacharomyces cerevisiae s koncentrací buněk 9,8 hmotnostních % o teplotě 20 °C a pH = 8,4 byla jednorázově zpracována v laboratorním dekompresním dezintegrátoru s periodickým působením, sestávajícím z cylindrické komory - měniče vysokého tlaku o pracovním obsahu 35 ml, opatřené uzavíracím ventilem, z cýklonu-expanderu aThe aqueous suspension of Sakaromyces cerevisiae yeast with a cell concentration of 9.8% by weight at 20 ° C and pH = 8.4 was treated once in a laboratory decompression disintegrator with periodic action, consisting of a cylindrical chamber - high pressure transducer with a working volume of 35 ml. shut-off valve, inclined-expander a

225 684 sběrné nádoby. Suspenze byla vpravena do komory, nasycena stlačeným dusíkem pod přetlakem 9 až 10 MPa, a po 25 sek. sycení plynem vystřelována přes uzavírací ventil do cyklonu-expanderu. Dezintegrovaná suspenze buněk byla jímána do sběrné nádoby a dále zpracována v jednodiskovém balotinovém vertikálním dezintegrátoru s rychlostí otáček disku 180 m-sek.”1 a skleněnými halotinami o průměru 0,40 až 0,56 mm; poměr objemu suspenze sypného objemu suchých kuliček v dezintegrátoru činil 1 : 1,7. Efektivnost dezintegrace byla hodnocena dle rychlosti uvolňování vodorozpustné bílkoviny do mezibuněčného prostředí.225 684 collection containers. The slurry was introduced into the chamber, saturated with pressurized nitrogen under a positive pressure of 9-10 MPa, and after 25 sec. Gas saturation was shot through a shut-off valve into the cyclone-expander. The disintegrated cell suspension was collected in a collection vessel and further processed in a single-disc ballotin vertical disintegrator with a disc speed of 180 m-sec. 1 and glass halotines of 0.40-0.56 mm diameter; the volume ratio of the bulk powder suspension volume in the disintegrator was 1: 1.7. The disintegration efficiency was evaluated according to the rate of release of the water-soluble protein into the intercellular environment.

Pro srovnání byl prováděn pokus, ve kterém byla biomasa zpracovávána jenom v balotinovém dezintegrátoru.For comparison, an experiment was conducted in which the biomass was processed only in a ballotin disintegrator.

Graf na obr. 1 znázorňuje výsledky dezintegrace na balotinovém mlýnu ve srovnání s postupem podle vynálezu v závislosti na čase. Křivka č. 1 zachycuje.průběh kombinovaného drcení podle vynálezu s jedním předdrcením, křivka č. 2 s dvěma předdrceními a křivka č, 3 bez předdrcení.The graph in FIG. 1 shows the results of disintegration on a ballotin mill versus time according to the process of the invention. Curve # 1 shows the combination crushing process of the present invention with a single crush, Curve # 2 with two crushes and Curve # 3 without crushing.

(VRB = vodorozpustné bílkoviny a AKS = absolutní kvasniěná sušina).(VRB = water-soluble protein and ACS = absolute yeast dry matter).

Jak je zřejmé z obr. 1, v pokuse s předběžnou dekompresní dezintegrací prakticky celá vodorozpustná bílkovina přechází do roztoku během 5 minut balotinové dezintegrace; při balotinové dezintegraci bez předběžného dekompresního zpracování je pro uvolnění téhož množv ství bílkoviny zapotřebí 24 min. Tak předběžná dekompresní dezintegrace umožňuje zkrátit dobu balotinové dezintegrace na 21 %,As is apparent from FIG. 1, in the preliminary decompression disintegration experiment, virtually all of the water-soluble protein goes into solution within 5 minutes of ballotin disintegration; For ballotin disintegration without pre-decompression processing, 24 min is required to release the same amount of protein. Thus, pre-decompression disintegration makes it possible to reduce the time of ballotin disintegration to 21%,

Příklad 2Example 2

Pokus byl prováděn v téže suspenzi a v tšehže podmínkách jako v Příkladě 1, ale předběžná dekompresní dezintegrace byla prováděna dvourázově. Časový průběh pokusu a výtěžnost jsou vyjádřeny křivkou č. 2 na obr. 1,The experiment was carried out in the same suspension and under the same conditions as in Example 1, but the pre-decompression disintegration was performed in two phrases. The time course of the experiment and the yield are expressed by curve 2 in Fig. 1,

Příklad 3Example 3

Vodní suspenze Sacharomyces cerevisiae s Koncentrací buněk 15 % hmotnostních o teplotě 50 °C a pH 7,5 byla jednorázově zpracována v dekompresním dezintegrátoru při tlaku 19 až 20 MPa. Ostatní podmínky jsou stejné jako v příkladu 1. Výtěžnost bílkoviny za totéž časové období činí l6 % na sušinu kvasinek (jako v příkladu l).The aqueous suspension of Sacharomyces cerevisiae with a cell concentration of 15% by weight at 50 ° C and pH 7.5 was treated once in a decompression disintegrator at a pressure of 19 to 20 MPa. The other conditions are the same as in Example 1. The protein recovery over the same time period is 16% per yeast dry matter (as in Example 1).

Příklad 4Example 4

Místo suspenze kvasinek Sacharomyces cerevisiae byla dezintegraci podrobena suspenze bakterií Métharibmonas. Podmínky dezintegrace byly stejné jako v příkladu 1. Výtěžnost bílkoviny za totéž časové období činila 19 % na sušinu bakterií.Instead of the yeast suspension of Sacharomyces cerevisiae, a suspension of Métharibmonas was subjected to disintegration. The disintegration conditions were the same as in Example 1. The protein recovery for the same time period was 19% per dry bacteria.

Způsobu dezintegrace jednobuněčných mikroorganismů podle vynálezu lze používat v případech, kdy je zapotřebí efektivní dělení pevné a kapalné fáze vytvořené suspenze rozrušených buněk ve standardních odstředivkách nebo separátorech nebo isolovat v nativním stavu intracelulární chemické komponenty, které se dezaktivují při vyšší teplotě či v příliš kyselé# nebo alkalickém prostředí. Způsobu může být použito např. při získání potravinářských bílkovinných látek z hiomasy jednobuněčných mikroorganismů, když současně s bílkovinami je nutno izolovat v aktivním stavu intracelulární nukleázy, využívané pro snížení obsahu nukleových kyselin v získaném produktu.The method of disintegrating the unicellular microorganisms of the present invention can be used where efficient separation of the solid and liquid phases of the disrupted cell suspension in standard centrifuges or separators is required or isolated in the native state of intracellular chemical components that deactivate at higher temperature or too acidic. alkaline environment. The method can be used, for example, in obtaining food protein substances from hiomass of unicellular microorganisms when, simultaneously with proteins, it is necessary to isolate intracellular nucleases in the active state, used to reduce the nucleic acid content of the obtained product.

Využití navrhovaného způsobu ukazuje, že doba zpracován.! buněk v balotinovém dezinte225 684 grátoru se zkracuje 4 až 5 krát', jestliže suspenze byla předběžné podrobena dekompresní dezintegraci. Přitom se významně snižuje stupen ohřevu suspenze, což přispívá ke zvýšení produktivity balotinového dezintegrátoru, úspoře chladící vody a energie.The use of the proposed method shows that the time is processed. cells in the ballotin disinte225 684 grator is shortened 4-5 times if the suspension has been pre-subjected to decompression disintegration. In doing so, the degree of heating of the suspension is significantly reduced, which contributes to increasing the productivity of the ballotin disintegrator, saving cooling water and energy.

V případě izolace jakýchkoli termolabilních frakcí buněčného obsahu zvyšuje se jejich výtěžnost a uchovává aktivita. Použití způsobu podle vynalezu umožňuje izolovat buněčně enzymy v aktivním stavu, anpř. intracelulární nukleázu a dále ji využít na rozrušení nukleových kyselin, nacházejících se v buňkách mikroorganismů.In the case of isolation of any thermolabile fractions of cellular content, their yield increases and retains activity. The use of the method according to the invention makes it possible to isolate cellular enzymes in the active state, e.g. intracellular nuclease and further used to disrupt the nucleic acids found in the cells of microorganisms.

Claims (2)

1. Způsob uvolňování nativních frakcí z jednobuněčných mikroorganismů mechanickou dezintegrací vyznačený tím, že se mikrobiální suspenze o koncentraci 1 až 20 % hmotnostních, při pH 4,5 až 9,5 a za teploty 0 až 70. °C nejprve podrobí dezintegraci dekompresí s pracovním přetlakem 3 až 30 MPa, načež se předdrcená suspenze zpracovává mechanickým drcením a uvolněné nativní, frakee se izolují obecně známým způsobem.Process for releasing native fractions from unicellular microorganisms by mechanical disintegration, characterized in that the microbial suspension at a concentration of 1-20% by weight, at a pH of 4.5 to 9.5 and at a temperature of 0 to 70 ° C, is first subjected to disintegration by working decompression. at a pressure of from 3 to 30 MPa, after which the pre-crushed suspension is treated by mechanical crushing and the released native fractions are isolated by a generally known method. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se mikrobiální suspenze podrobí dezintegraci dekompresní nejméně dvakrát.2. A method according to claim 1, wherein the microbial suspension is decompressed at least twice to disintegrate.
CS433781A 1981-06-10 1981-06-10 Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration CS225684B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS433781A CS225684B1 (en) 1981-06-10 1981-06-10 Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration
SU827772257A SU1291603A1 (en) 1981-06-10 1982-02-01 Method of isolating native fractions from one-celled microorganisms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS433781A CS225684B1 (en) 1981-06-10 1981-06-10 Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS225684B1 true CS225684B1 (en) 1984-02-13

Family

ID=5385876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS433781A CS225684B1 (en) 1981-06-10 1981-06-10 Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration

Country Status (2)

Country Link
CS (1) CS225684B1 (en)
SU (1) SU1291603A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SU1291603A1 (en) 1987-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roukas Ethanol production from non-sterilized beet molasses by free and immobilized Saccharomyces cerevisiae cells using fed-batch culture
CN102154423B (en) Method for preparing active peptide of laver
JP2017521084A (en) Method for extracting soluble protein from microalgal biomass
Acquah et al. Potential applications of microalgae-derived proteins and peptides in the food industry
US20230174921A1 (en) Method And System Of Pre-Treating Biomass, In Particular Biomass That Is Resistant To Cell Disruption, For Improving The Accessibility Of Cellular Compounds Therefrom
Sharma et al. Enzymes and their production strategies
Vogels et al. Combination of enzymatic and/or thermal pretreatment with mechanical cell disintegration
Tom et al. Effect of reaction conditions on hydrolysis of chitin by Serratia marcescens QMB 1466 chitinase
Li et al. Unit operations applied to cell disruption of microalgae
CN109206475B (en) A method for simultaneously extracting oil body and protein by single-step enzymolysis
Jiang et al. Effects of pH and temperature on recombinant manganese peroxidase production and stability
Duarte et al. Increased expression of keratinase and other peptidases by Candida parapsilosis mutants
EP2971049B1 (en) Production of squalene and/or sterol from cell suspensions of fermented yeast
CN104293750A (en) Method for efficiently extracting sterile papain
CS225684B1 (en) Method of the native fraction liberation from the monocell microorganism by means of mechanical desintegration
Linko et al. Ethanol production from whey with immobilized living yeast
Jin et al. Improvement of resveratrol production from waste residue of grape seed by biotransformation of edible immobilized Aspergillus oryzae cells and negative pressure cavitation bioreactor using biphasic ionic liquid aqueous system pretreatment
Kostyleva et al. A new Bacillus licheniformis mutant strain producing serine protease efficient for hydrolysis of soy meal proteins
WO1981000857A1 (en) Method of production of ethyl alcohol from starch raw material
CN113186102B (en) A Novel Bacterial Lysis Method
Lindblom Properties of intracellular ribonuclease utilized for RNA reduction in disintegrated cells of Saccharomyces cerevisiae
US3801461A (en) Process for the extraction of enzymes from microorganisms
Kula et al. Cell disintegration for the purification of intracellular proteins
JP4693157B2 (en) Microbial culture substrate
US5981212A (en) Way of increasing the riboflavin content in spray-dried discharges from riboflavin fermentations