CS276099B6 - Process for the fermentative production of hyaluronic acid - Google Patents

Process for the fermentative production of hyaluronic acid Download PDF

Info

Publication number
CS276099B6
CS276099B6 CS894067A CS406789A CS276099B6 CS 276099 B6 CS276099 B6 CS 276099B6 CS 894067 A CS894067 A CS 894067A CS 406789 A CS406789 A CS 406789A CS 276099 B6 CS276099 B6 CS 276099B6
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fermentation
hyaluronic acid
streptococcus
peptone
medium
Prior art date
Application number
CS894067A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS406789A3 (en
Inventor
Ludmila Doc Ing Csc Silhankova
Katerina Doc Ing Csc Demnerova
Blanka Ing Csc Kralova
Tomas Ing Csc Ruml
Martina Ing Brunnerova
Original Assignee
Vysoka Skola Chem Tech
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 Vysoka Skola Chem Tech filed Critical Vysoka Skola Chem Tech
Priority to CS894067A priority Critical patent/CS276099B6/en
Publication of CS406789A3 publication Critical patent/CS406789A3/en
Publication of CS276099B6 publication Critical patent/CS276099B6/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Způsob výroby spočívá v tom, že mutantní kmen Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 působí ve fermentačním médiu, které obsahuje kromě 1 až 8 % hmot./obj. zkvasitelného sacharidu, fosfátů, horečnatých a dalších minoritních iontů 0,10 až 0,30 % hmot./obj. kvasničného autolyzátu a 0,10 až 0,50 % hmot./obj. peptonu, polypeptonu, sojového peptonu nebo hydrolyzátu kaseinu. Kyselina hyaluronová se používá v humánní a veterinární medicíně.The production method consists in the mutant strain Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 acting in a fermentation medium which contains, in addition to 1 to 8% w/v of fermentable carbohydrate, phosphates, magnesium and other minor ions, 0.10 to 0.30% w/v of yeast autolysate and 0.10 to 0.50% w/v of peptone, polypeptone, soy peptone or casein hydrolysate. Hyaluronic acid is used in human and veterinary medicine.

Description

Vynález se týká způsobu výroby hyaluronové kyseliny fermentačním způsobem.The invention relates to a process for the production of hyaluronic acid by a fermentation process.

Kyselina hyaluronová, tj. mukózní glykosaminoglykan s lineární polymerní molekulou o 5 7 molekulové hmotnosti 2x10 až 1,3x10 daltonů, nachází stále širší uplatnění v humánní i veterinární medicíně a v kosmetice. Její živočišné zdroje, například kohoutí hřebínky, nepostačují této potřebě, a proto se začala vyrábět fermentačním postupem. Až dosud se k tomuto účelu používaly druhy rodu Streptococcus serologické skupiny A a C, tj. Streptococcus pyogenes, Streptococcus equi a Stretococcus zooepidemicus, který je v poslední době pokládán za druh identický s druhem Streptococcus equi.Hyaluronic acid, ie a mucosal glycosaminoglycan with a linear polymer molecule with a molecular weight of 2x10 to 1.3x10 daltons, is increasingly used in human and veterinary medicine and cosmetics. Its animal resources, such as rooster combs, are not sufficient for this need, and it has therefore begun to be produced by a fermentation process. Hitherto, species of the genus Streptococcus of serological groups A and C have been used for this purpose, i.e. Streptococcus pyogenes, Streptococcus equi and Stretococcus zooepidemicus, which is recently considered to be identical to Streptococcus equi.

První fermentační postup přípravy hyaluronové kyseliny pomocí hemolytického streptokoku skupiny A popisuje Holmstrom B. a Řičica J. (Appl. Microbiol. 15, 1409 až 1413, 1967), avšak výtěžek v médiu z telecí infuze s přídavkem 1,1 % glukosy činil pouze 0,4 g hyaluronové kyseliny na litr média. Všechny kmeny a mutanty rodu Streptococcus používané při postupech uvedených v patentové í jiné literatuře vyžadují pro dosažení výtěžku 3 až 6 g hyaluronové kyseliny na litr fermentačního média velmi bohaté fermentační médium obsahující vedle 3 až 8 % hmot, gulukosy ještě 0,5 až 3 % hmot, kvasničného autolyzátu spolu s 2 % hmot, hydrolyzátů kaseinu (Nimrod A. a sp., W 086/04355) nebo s 1 až 3 % hmot, peptonu (Shiseido Co. Ltd., J.P. 58-56692, Offenlegungsschr. DE 35 17 629, Hosoya Η., E.P. 0244754, Murata H., J.P. 62-289197, Myamori T., E.P. 0266578, Akasaka H., J.P. 61-219394, Karato a sp. J.P. 62-51999) nebo dokonce 1,5 až 2,5 % obj. telecího séra (Morita a sp. J.P. 61-63294, Offenlegungssch. DE 35 31 612) a navíc ještě s přídavkem některých aminokyselin a/nebo cornsteep liguoru (Murata H., J.P. 62-289197, Takayama K., J.P. 62-32893-, Karato a sp., J.P. 62-51999, Miyazaki T., J.P. 62-289198). Kromě toho vyžadují použité kmeny ještě poměrně dlouhou fermentační dobu, tj. 2 až 5 dnů za nepřetržitého upravování pH na 7,0. V případě, že se pro produkci hyaluronové kyseliny používá promytých buněk rodu Streptococcus, (Morita Y. a sp., J.P. 61-15698, Miyamori T. a sp. E.P. Appl. 0266578 A 2) je nutno použít tyto velmi nákladné půdy pro získání produkčních buněk.The first fermentation procedure for the preparation of hyaluronic acid using hemolytic streptococcus group A is described by Holmstrom B. and Řičica J. (Appl. Microbiol. 15, 1409-1413, 1967), but the yield in calf infusion medium supplemented with 1.1% glucose was only 0. , 4 g of hyaluronic acid per liter of medium. All strains and mutants of the genus Streptococcus used in the processes described in the patent and other literature require a very rich fermentation medium containing, in addition to 3 to 8% by weight, gullucose and 0.5 to 3% by weight in order to obtain a yield of 3 to 6 g of hyaluronic acid per liter of fermentation medium. , yeast autolysate together with 2% by weight, casein hydrolysates (Nimrod A. et al., W 086/04355) or with 1 to 3% by weight, peptone (Shiseido Co. Ltd., JP 58-56692, Offenlegungsschr. DE 35 17 629, Hosoya Η., EP 0244754, Murata H., JP 62-289197, Myamori T., EP 0266578, Akasaka H., JP 61-219394, Karato et al., JP 62-51999) or even 1.5 to 2 , 5% by volume of calf serum (Morita et al. JP 61-63294, Offenlegungssch. DE 35 31 612) and in addition with the addition of certain amino acids and / or cornsteep ligorm (Murata H., JP 62-289197, Takayama K., JP 62-32893-, Karato et al., JP 62-51999, Miyazaki T., JP 62-289198). In addition, the strains used still require a relatively long fermentation time, i.e. 2 to 5 days with continuous adjustment of the pH to 7.0. If washed Streptococcus cells are used for the production of hyaluronic acid (Morita Y. et al., JP 61-15698, Miyamori T. et al. EP Appl. 0266578 A 2), these very expensive soils must be used to obtain production cells.

Tyto nedostatky odstraňuje postup podle vynálezu, který jako produkční mikroorganismus používá mutantní kmen Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079, který je uložen ve sbírce mikroorganismů katedry biochemie a mikrobiologie Vysoké školy chemicko-technologické v Praze pod číslem 1079. Tento nehemolyzující kmen produkuje kyselinu hyaluronovou ve fermentačním prostředí, které obsahuje kromě 1 až 8 % hmot./obj. zkvasitelného sacharidu, fosfátů, horečnatých a dalších minoritních iontů 0,10 až 0,30 % hmot./obj. kvasničného autolyzátu a 0,10 až 0,50 % hmot./obj. peptonu, polypeptonu, sojového peptonu nebo hydrolyzátů kaseinu. Zkvasitelný sacharid je možno přidávat ve dvou až čtyřech dávkách během fermentačního procesu. Aktuální koncentrace zkvasitelného sacharidu se pohybuje v mezích 0,5 až 3,5 % hmot./obj. Zdroj dusíku a růstových látek je přidáván ve formě kvasničného autolyzátu. Zdrojem fosforu je například fosforečnan draselný. Z minoritních iontů jsou potřebné železnaté, manganaté, případně vápenaté a kobaltnaté ionty. Další stimulace produkce hyaluronové kyseliny může být dosaženo případným přídavkem 0,005 až 0,3 % hmot./ /obj. argininu nebo glutamátu.These shortcomings are eliminated by the process according to the invention, which uses a mutant strain of Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 as a production microorganism, which is stored in the collection of microorganisms of the Department of Biochemistry and Microbiology at hyaluronic acid in a fermentation medium which contains in addition to 1 to 8% w / v. of fermentable saccharide, phosphates, magnesium and other minor ions 0.10 to 0.30% w / v. yeast autolysate and 0.10 to 0.50% w / v. peptone, polypeptone, soy peptone or casein hydrolysates. The fermentable saccharide can be added in two to four portions during the fermentation process. The actual concentration of the fermentable saccharide is in the range of 0.5 to 3.5% w / v. The source of nitrogen and growth substances is added in the form of yeast autolysate. The source of phosphorus is, for example, potassium phosphate. Of the minor ions, iron, manganese, or calcium and cobalt ions are needed. Further stimulation of hyaluronic acid production can be achieved by the optional addition of 0.005 to 0.3% w / v. arginine or glutamate.

Způsob podle vynálezu probíhá následovně. Fermentační médium je zaočkováno 8 až 16h starou kulturou kmene Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 v půdě vpředu uvedeného složení. Kvašení probíhá za míchání a mírného provzdušňování při 36 až 37 *C, přičemž vznikající mléčná kyselina a hyaluronová kyselina jsou průběžně neutralizovány přidávaným roztokem hydroxidu draselného nebo sodného. Doba kvašení probíhá 22 až 26 hodin a jeho konec se zjistí bud ze zastavení poklesu koncentrace zkvasitelného sacharidu v médiu nebo ze zastavení stoupání viskozity média, určované například ze zatížení míchadla. Po ukončeném kvašení se médium ihned zbaví buněk, nejlépe odstředěním. Vyhřívání fermentační kapaliny s buňkami před odstředěním (např. 30 min při 85 ‘C) usnadní odstředění buněk a vede ke zvýšení výtěžnosti hyaluronové kyseliny. Výtěžek hyaluronové kyseliny činí 4 až 5 g/1 původního média. . » ' / fThe process according to the invention proceeds as follows. The fermentation medium is inoculated with an 8 to 16 h old culture of Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 in the soil of the above composition. The fermentation is carried out with stirring and gentle aeration at 36 to 37 DEG C., the lactic acid and hyaluronic acid formed being continuously neutralized by the addition of potassium or sodium hydroxide solution. The fermentation time is 22 to 26 hours and its end is determined either from the cessation of the decrease in the concentration of fermentable saccharide in the medium or from the cessation of the increase in the viscosity of the medium, determined for example by the agitator load. After fermentation, the medium is immediately freed of cells, preferably by centrifugation. Heating the fermentation broth with the cells before centrifugation (eg 30 min at 85 ‘C) facilitates the centrifugation of the cells and leads to an increase in the yield of hyaluronic acid. The yield of hyaluronic acid is 4 to 5 g / l of the original medium. . »'/ F

CS 276099 B6 2CS 276099 B6 2

Způsob fermentační výroby hyaluronové kyseliny podle vynálezu je ekonomicky velmi výhodný. Použitý kmen vyžaduje pro fermentaci podstatně chudší živné médium, doba fermentace trvá 22 až 26 hodin při dosažení značně vyšších výtěžků 4 až 5 g/1 živného média. Zvýší se zároveň i kapacita automatizovaného fermentačního zařízení, což znamená úspory na energii i nákladech na dalším zařízení.The process for the fermentation production of hyaluronic acid according to the invention is economically very advantageous. The strain used requires a substantially poorer nutrient medium for fermentation, the fermentation time lasting 22 to 26 hours with significantly higher yields of 4 to 5 g / l of nutrient medium. At the same time, the capacity of the automated fermentation plant will increase, which means savings in energy and costs for other equipment.

Vynález je blíže objasněn na konkrétním příkladu produkce hyaluronové kyseliny.The invention is further elucidated on the basis of a specific example of the production of hyaluronic acid.

PříkladExample

Sterilní fermentační médium obsahující v 1 litru 20,0 g glukosy, 5,0 g peptonu, 2,5 g kvasničného autolyzátu, 5,0 g K2HPO4, 0,1 g Na2S2O3, 1,5 g MgSO4.7H2O, 0,01 g FeSO4.7H2O a 1,5 ml Tweenu 80 sa zaočkuje 120 ml lOh kultury Streptococcus zooepidemicus DBM 1079 v půdě stejného složení jako má fermentační médium, jež byla inkubována za mírného třepání při 37 c. Fermentace probíhá opět při 37 *C za mírného míchání a provzdušnování, přičemž pH je udržováno na hodnotě 7,0 pomocí automatické kontroly dávkování přidávaného roztoku NaOH o koncentraci 3 mol/litr. Po 6 hod. kvašení se přidá 40 ml sterilního 30% hmot./obj. roztoku glukosy a pokračuje se ve fermentaci. Dalších 40 ml sterilního 30% hmot./obj. roztoku glukosy se přidá až po poklesu koncentrace glukosy ve fermentační kapalině na 1,0 až 1,7 % hmot./obj. Kvašení se ukončí při dosažení koncentrace glukosy 0,3 až 0,5 % hmot./obj., čehož se dosáhne během 24 h celkového kvašení. Fermentační kapalina sé odstředí (30 min při 5 000 g). Ze supernatantu se izoluje známým postupem srážení dvojnásobným objemem ethanolu a přečištěním získané sraženiny dialyzou 4,5 g hyaluronátu sodného.Sterile fermentation medium containing in 1 liter 20.0 g glucose, 5.0 g peptone, 2.5 g yeast autolysate, 5.0 g K 2 HPO 4 , 0.1 g Na 2 S 2 O 3 , 1.5 g MgSO 4 .7H 2 O, 0.01 g FeSO 4 .7H 2 O and 1.5 ml Tween 80 are inoculated with 120 ml of a 10 h culture of Streptococcus zooepidemicus DBM 1079 in soil of the same composition as the fermentation medium, which was incubated with gentle shaking at 37 c. The fermentation takes place again at 37 DEG C. with gentle stirring and aeration, the pH being maintained at 7.0 by automatic control of the metering of the 3 mol / liter NaOH solution added. After 6 hours of fermentation, 40 ml of sterile 30% w / v is added. glucose solution and the fermentation is continued. Another 40 ml of sterile 30% w / v. of glucose solution is added only after the concentration of glucose in the fermentation broth has dropped to 1.0 to 1.7% w / v. The fermentation is terminated when the glucose concentration reaches 0.3 to 0.5% w / v, which is achieved within 24 hours of total fermentation. The fermentation broth is centrifuged (30 min at 5,000 g). 4.5 g of sodium hyaluronate are isolated from the supernatant by a known method of precipitation with twice the volume of ethanol and purification of the precipitate obtained by dialysis.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob fermentační výroby hyaluronové kyseliny, vyznačující se tím, že mutantní kmen Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 působí ve fermentačním médiu, které obsahuje kromě 1 až 8 % hmot./obj. zkvasitelného sacharidu, fosfátů, hořečnatých a dalších minoritních iontů 0,10 až 0,30 % hmot./obj. kvasničného autolyzátu a 0,10 až 0,50 % hmot./obj. peptonu, polypeptonu, sojového peptonu nebo hydrolyzátu kaseinu.A process for the fermentation production of hyaluronic acid, characterized in that the mutant strain of Streptococcus zooepidemicus (syn. Streptococcus equi) DBM 1079 is operated in a fermentation medium which contains, in addition to 1 to 8% w / v. of fermentable saccharide, phosphates, magnesium and other minor ions 0.10 to 0.30% w / v. yeast autolysate and 0.10 to 0.50% w / v. peptone, polypeptone, soy peptone or casein hydrolyzate. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že zkvasitelný sacharid se přidává ve 2 až 4 dávkách během fermentačního procesu.2. The method according to item 1, characterized in that the fermentable saccharide is added in 2 to 4 portions during the fermentation process.
CS894067A 1989-07-03 1989-07-03 Process for the fermentative production of hyaluronic acid CS276099B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS894067A CS276099B6 (en) 1989-07-03 1989-07-03 Process for the fermentative production of hyaluronic acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS894067A CS276099B6 (en) 1989-07-03 1989-07-03 Process for the fermentative production of hyaluronic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS406789A3 CS406789A3 (en) 1992-01-15
CS276099B6 true CS276099B6 (en) 1992-04-15

Family

ID=5382589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS894067A CS276099B6 (en) 1989-07-03 1989-07-03 Process for the fermentative production of hyaluronic acid

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS276099B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS406789A3 (en) 1992-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4326053A (en) Polysaccharide S-60 and bacterial fermentation process for its preparation
US4529797A (en) Heteropolysaccharide S-198
Han Levan production by Bacillus polymyxa
JPH0699483B2 (en) Gellan gum as a non-brittle gel
US7579175B2 (en) Process for producing N-acetylneuraminic acid
US6605461B2 (en) Production of exopolysaccharides unattached to the surface of bacterial cells
US5496726A (en) Streptococcus zooepidemicus medium and process for preparing hyaluronic acid
CA1160582A (en) Polysaccharide s-60 and bacterial fermentation process for its preparation
US4355106A (en) Continuous process for the production of gelable exopolysaccharide
US5071976A (en) Novel heteropolysaccharide
HU202918B (en) Process for producing acidic urease
CS276099B6 (en) Process for the fermentative production of hyaluronic acid
US4908310A (en) Water insoluble polysaccharide polymer and method thereof
US5130249A (en) Galactomannan polysaccharide producing organism
Fiedler et al. Teichoic acids in cell walls of strains of the “nicotianae” group of Arthrobacter: a chemotaxonomic marker
CS276913B6 (en) Mutant strain Streptococcus zooepidemicus Frost and Englebrecht / syn. Streptococcus equi Sand and Jensen /
US3737383A (en) Process for production of enzyme alkaline dextranase
JP3057221B2 (en) Novel polysaccharide having unique viscosity characteristics and method for producing the same
US5401644A (en) Process of producing conventional or non-viscous xanthan by action of xanthomonas campestrisCNCM 1-956
Morin et al. Production and recovery of rhamnose-containing polysaccharides from Acinetobacter calcoaceticus
US4286059A (en) Polysaccharide and bacterial fermentation process for its preparation
Lee et al. Microbial production of water-soluble non curdlan type exopolymer-B with controlled composition by agrobacteriumsp
JPH046356B2 (en)
JPH044868B2 (en)
JPH0443637B2 (en)