DD202892A1

DD202892A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF ERGOSTERINREICHER YEAST

Info

Publication number: DD202892A1
Application number: DD23605681A
Authority: DD
Inventors: Brigitte Seeger; Doris Schlicht; Barbara Stamm
Original assignee: Brigitte Seeger; Doris Schlicht; Barbara Stamm
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-10-05

Abstract

Zur Gewinnung von Hefe mit Ergosteringehalten von 0,8-1,5 % der Trockensubstanz wird bei Gaerprozessen anfallende Hefe wie z. B. Melassesprithefe oder Bierhefe einer aeroben Nachfermentation in Gegenwart von Ammoniumstickstoff, Phosphationen und einer Kohlenstoffquelle unterworfen. Als Kohlenstoffquelle dienen zuckerhaltige und ethanolhaltige Rohstoffe wie z. B. Melasse und vergorene, enthefte Maischen oder Zucker und Ethanol. Die in ueblicher Weise aufgearbeitete Hefe kann zur Gewinnung von Ergosterin oder nach UV-Bestrahlung als Vitamin-D tief 2haltige Futtermittelkomponente benutzt werden.For the production of yeast with Ergosteringehalten of 0.8-1.5% of the dry matter is obtained in Gaerprozessen yeast such. B. molasses syrup or brewer's yeast subjected to an aerobic Nachfermentation in the presence of ammonium nitrogen, phosphate ions and a carbon source. The carbon source are sugary and ethanol-containing raw materials such. As molasses and fermented, enthefte mash or sugar and ethanol. The reclaimed yeast can be used to recover ergosterol or after UV irradiation as a vitamin D deep-2 feed component.

Description

Yerfahren zur Herstellung von ergosterinreicher HefeYerfahren for the production of ergosterinreiche yeast

field of use

Die Erfindung betrifft ein Yerfahren zur Herstellung einer ergosterinreichen Hefe unter Ausnutzung der bei industriellen Gärprozessen anfallenden Gärhefe.The invention relates to a Yerfahren for producing a rich in ergosterol yeast exploiting the resulting in industrial fermentation fermentation yeast.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Gewinnung von "Vitamin Dp oder Yitamin-Dp enthaltenden Futtermittelkomponenten wird als Ausgangsmaterial eine Hefe gebraucht, die mindestens 0,7 % Ergosterin enthält, wenn eine ?Jeiterverarbeitung wirtschaftlich sein soll. Ein solcher Ergosteringehalt wird jedoch unter Produktionsbedingungen bestenfalls von Backhefen erreicht, nicht aber von den billiger herzustellenden Futterhefen* Diese enthalten im allgemeinen nur 0,1 - 0,3 % Ergosterin.To obtain "vitamin Dp or Yitamin-Dp containing feed components, the starting material is a yeast containing at least 0.7 % ergosterol if processing is to be economical." However, such an ergosterin content is best achieved by baker's yeast under production conditions, but not from cheaper feed yeasts * These generally contain only 0.1 - 0.3 % ergosterol.

Es gibt eine große Anzahl von Arbeiten, die sich mit dem Problem befassen, den Ergosteringehalt von Hefen, besonders von Saccharomyces-Hefen, zu erhöhen. Diese Arbeiten sind jedoch meist rein wissenschaftlicher Uatur, die angewandten Fermentationsbedingungen sind wegen zu geringer Hefekonzentration, niedriger Ausbeute an Hefemasse, langer Fermentationsdauer oder wegen der Anwendung teurer-.-Mhrsubstrate oder Zusatzstoffe für eine Großproduktion nicht wirtschaftlich.There is a large body of work dealing with the problem of increasing the ergosterol content of yeasts, especially Saccharomyces yeasts. However, these works are usually purely scientific Uatur, the fermentation conditions used are not economical because of too low yeast concentration, low yield of yeast, long fermentation time or because of the use expensive -Mhrsubstrate or additives for large-scale production.

L ό Ö Uh D D D L ό Öhh DDD

Es sind aber auch technische Verfahren zur Gewinnung von ergosterinreicher Hefe mit ökonomisch günstigeren Parametern beschrieben worden: HachHowever, technical methods have also been described for obtaining ergosterol-rich yeast with economically more favorable parameters: Hach

US Patentnr. 2817624 können Hefen mit extrem hohenErgosteringehalten gewonnen werden, allerdings ist dabei wegen des Ein-satzes spezieller, selektierter Hefestämme eine sterile Arbeitsweise erforderlich»US Pat. No. 2,817,624, yeasts can be obtained with extremely high levels of ergosterol, but because of the use of special, selected yeast strains, a sterile procedure is required »

Ergosteringehalte über 1 % der Trockensubstanz werden nach US Patentnr. 2059980 und US Patentnr. 2276710 durch Zusatz oxydierender Agenzien zum Fermentationsgemisch erhalten, und nach DHP 720 007 durch Einsatz einer Glycerinmaische als Kohlenstoffquelle.Ergosterine levels above 1 % of dry matter are described in US Pat. 2059980 and US Pat. 2276710 obtained by adding oxidizing agents to the fermentation mixture, and after DHP 720 007 by using a glycerol mash as a carbon source.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches, wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung einer Hefe·mit mindestens 0,7 % Ergosteringehalt zu finden, das unter den in der Futterhefeindustrie üblichen Arbeitsbedingungen und nur mit den dort üblichen Nährstoffen ohne kostspielige Zusatzstoffe oder organische Stickstoff- und Wuchsstoffquell en durchführbar ist.The aim of the invention is to find a simple, economical process for obtaining a yeast · with at least 0.7 % ergosterol content, which is under the usual working conditions in the feed yeast industry and only with the usual nutrients there without expensive additives or organic nitrogen and Growth source en is feasible.

Explanation of the essence of the invention

Es ist bekannt, daß unter anaeroben Lebensbedingungen gewachsene Hefen nur wenige Zehntel Prozent Ergosterin enthalten, daß aber beim Übergang von anaeroben zu aeroben Bedingungen eine starke neigung zur Ergosterinbildung besteht. Diese Tatsache wird hier ausgenutzt, indem die bei industriellen Gärprozessen wie z. B. der Gewinnung von Sprit aus Melasse anfallenden Gärhefen oder andere unter anaeroben Bedingungen gewachsene Hefen einer Hachfermentation unter aeroben Bedingungen unterworfen werden.It is known that yeasts grown under anaerobic conditions contain only a few tenths of a percent of ergosterol, but that there is a strong tendency to form ergosterol in the transition from anaerobic to aerobic conditions. This fact is exploited here by the industrial fermentation processes such. B. the production of fuel from molasses resulting fermentation yeast or other grown under anaerobic conditions yeasts Hachfermentation be subjected to aerobic conditions.

Die Hefe vermehrt sich dabei auf etwa die zweifache Menge, der Ergosteringehalt erhöht sich von 0,1 bis 0,2 % auf Werte zwischen 0,8 und 1,5 % je nach Wahl der Fermentationsbedingungen.The yeast increases in this case to about twice the amount, the ergosterol content increases from 0.1 to 0.2 % to values between 0.8 and 1.5 %, depending on the choice of fermentation conditions.

23 60 5 6 6 '23 60 5 6 6 '

Features of the invention

Nachdem der Gärprozeß,, z. B. eine Melassespritgärung, abgeschlossen ist, wird die. Gärhefe von der Würze absepariert. Die so erhaltene Hefesahne wird in ein neues Fermentationsinedium überführt, das Zucker oder zuckerhaltige Rohstoffe wie z. B· Rübenmelasse, Zuckerrohrmelasse, Zuckersäfte, ein Ammoniumsalz oder Ammoniak und Phosphat oder Phosphorsäure enthält. Die Anfangshefekonzentration kann bis zu 20 g/l Hefetrockensubstanz (HTS) betragen, vorzugsweise 10 g/l. Die Konzentration an Zucker in g/l beträgt das ein- oder mehrfache der Hefekonzentration, vorzugsweise das zweifache. Die Phosphatmenge wird so gewählt, daß sich je 1 kg Zucker bis zu 50 g, vorzugsweise 20 - 35 g P₂^ i^{n der} Lösung be-After the fermentation process ,, z. B. a molasses sparkling, is completed, the. Gärhefe separated from the wort. The resulting yeast cream is transferred to a new Fermentationsinedium, the sugar or sugar-containing raw materials such. B · beet molasses, sugar cane molasses, sugar juices, an ammonium salt or ammonia and phosphate or phosphoric acid. The initial yeast concentration may be up to 20 g / l yeast dry matter (HTS), preferably 10 g / l. The concentration of sugar in g / l is one or more times the yeast concentration, preferably twice. The amount of phosphate is chosen so that per 1 kg of sugar up to 50 g, preferably 20-35 g P ₂ ^ i ^{n n the} solution

Die Menge an Ammonium-Stickstoff wird so niedrig wie möglich gehalten, jedoch hoch genug, um gerade noch eine volle Ausnutzung der Kohlenstoffquelle zur Hefemassebildung zu gewährleisten, d. h., daß mit 1 kg Zucker eine Hefeneubildung von ca. 0,5 kg HTS erreicht wird..Es werden 0-2Og, vorzugsweise 10 g Ammoniumstickstoff .je 1 kg Zucker angewendet.The amount of ammonium nitrogen is kept as low as possible, but high enough to allow just a full utilization of the carbon source for yeast production, i. h., That with 1 kg of sugar Yeast formation of about 0.5 kg HTS is achieved .. There are 0-2Og, preferably 10 g of ammonium nitrogen .je 1 kg of sugar applied.

Das Fermentationsgemisch wird bei einer Temperatur von 25-35 , vorzugsweise 30 C intensiv belüftet. Der pH-Wert wird auf Werten zwischen 7₅5 und 5,5 gehalten und bei Bedarf mittels Laugen oder Säuren korrigiert.The fermentation mixture is aerated intensively at a temperature of 25-35, preferably 30 C. The pH is maintained at values between 7 ₅ 5 and 5.5 and corrected if necessary by means of alkalis or acids.

Die Fermentation wird fortgesetzt, bis der maximale Ergosteringehalt der Hefe erreicht ist» Das tritt ca. 1-6 Stunden nach Beendigung des Hefewachstums ein. Die Gesamtdauer beträgt je nach den gev/ählten Konzentrationsverhältnissen 12-20 Stunden,., Danach wird die Hefe in üblicher Weise von der Flüssigkeit abgetrennt, zur Stabilisierung des Ergosterins mit einem geeigneten Antioxidans versetzt und getrocknet.The fermentation is continued until the maximum ergosteric content of the yeast has been reached »This occurs about 1-6 hours after the yeast growth has ended. The total duration is 12-20 hours, depending on the concentration ratios selected. The yeast is then separated off from the liquid in a customary manner, treated with a suitable antioxidant to stabilize the ergosterol and dried.

L O Ό U Ό ^ U 4 LO Ό U Ό ^ U 4

Folgende Varianten der Durchführung sind möglich und vorteilhaft:The following variants of the implementation are possible and advantageous:

1, Der Ammoniumsticlcstof f wird portionsweise oder kontinuierlich zugesetzt, vorzugsweise im Verlauf der ersten 6 bis 10 Fermentationsstunden.1, The Ammoniumsticlcstof f is added in portions or continuously, preferably in the course of the first 6 to 10 fermentation hours.

2. Zu Fermentationsbeginn wird nur ein Teil der erforderlichen Kohlenstoffquelle (z. B. 50 %) in Form von Zucker oder zuckerhaltigen Rohstoffen zugesetzt. Der Rest wird in Form von Ethanol oder ethanolhaltigen Flüssigkeiten wie z. B. vergorenen, entheften Maischen aus alkoholischen Gärprozessen mindestens 7 Stunden nach Fermentationsbeginn zugesetzt« Die Zugabe kann auch von diesem oder einem späteren Zeitpunkt an portionsweise oder kontinuierlich erfolgen·2. At the start of fermentation, only part of the required carbon source (eg 50 %) is added in the form of sugar or sugary raw materials. The remainder is in the form of ethanol or ethanol-containing liquids such. B. fermented, deflated mashes of alcoholic fermentation processes added at least 7 hours after the start of fermentation. "The addition can also take place from this or a later time at portions or continuously

Die so erhaltene Hefe enthält 0,8 - 1,5 % Ergosterin in der Trockensubstanz, bestimmt nach der Methode von 0. Hummel (Z. Lebensmitteluntersuchung und Forschung 103 (1956), 190 - 193). Sie kann zur Gewinnung von Ergosterin verwendet oder durch UV-Bestrahlung in eine Vitamin-Do enthaltende Futtermittelkomponente umgewandelt werden. Ss versteht sich von selbst, daß das Verfahren bei Einhaltung der bekannten hygienischen Forderungen ebenso zur Herstellung von Hefe für die menschliche Ernährung anvvendbar ist..The yeast thus obtained contains 0.8-1.5 % ergosterol in the dry matter, determined by the method of 0. Hummel (Z. Lebensmitteluntersuchung und Forschung 103 (1956), 190-193). It can be used to obtain ergosterol or converted by UV irradiation into a vitamin-do containing feed component. It goes without saying that the method is also viable in the production of yeast for human nutrition while maintaining the known hygienic requirements.

embodiments example 1

In ein 40 1-Glashängegefäß mit Rührer und Belüftungsring werden 10,6 1 Wasser und 18g Dikaliumhydrogenphosphat gegeben und auf 30° C temperiert.In a 40 1 glass stopper vessel with stirrer and vent ring 10.6 1 water and 18g Dikaliumhydrogenphosphat be given and heated to 30 ° C.

0,9 1 Hefesahne mit einem HTS-Gehalt von 124 g/l, die aus einer Melassespritgärung absepariert wurde, sowie 480 g Melasse und 11,2 g Ammonsulfat werden hinzugefügt und das Gemisch wird bei 30° C mit 240 U/min gerührt und mit 360 l/h belüftet. Der anfangs neutrale pH-Wert sinkt rasch ab. Nach Erreichen von pH 6,0wird der pH durch Regelung zwischen 6,3 und 5,5 gehalten* Nach 13 Stunden ist ein HTS-Gehalt von 19,2 g/l erreicht.0.9 1 yeast cream with an HTS content of 124 g / l, which was separated from a molasses sparkling fermentation, and 480 g of molasses and 11.2 g of ammonium sulfate are added and the mixture is stirred at 30 ° C at 240 rev / min and ventilated with 360 l / h. The initially neutral pH drops rapidly. After reaching pH 6.0, the pH is maintained by regulation between 6.3 and 5.5 * After 13 hours, an HTS content of 19.2 g / l is reached.

Uach 1b Stunden wir die Hefe mit einem Separator aus dem Gemisch abgetrennt, mit 30 mg eines Antioxidans vermischt und getrocknet· Man erhält eine Trockenhefe mit 4,5 % Peuchtgehalt und 0,9 % Srgosteringehalt.After 1b hours, we separated the yeast with a separator from the mixture, mixed with 30 mg of an antioxidant and dried to give a dry yeast with 4.5 % Puchtegehalt and 0.9% Srgosterine content.

Die eingesetzte Gärhefe enthält 0,15 % Ergosterin in der Trockensubstanz*The fermentation yeast used contains 0.15 % ergosterol in the dry substance *

Example 2

10 1 Wasser, 11,8 g K₂HPO, und 0,86 1 Gärhefesahne mit 140 g/l HTS-Gehalt, 240 g Melasse und 6 g (1IEL)₂SO. werden vereinigt, das Volumen wird auf 12 1 ergänzt. Rührung, Belüftung, Temperierung des Gemisches sowie die pH-Führung erfolgen wie in Beispiel 1 angegeben· Zur 4· und 7· Fermentationsstunde werden je 6 g (IH^)₂SO, zugesetzt. Von der bis zur 12· Stunde werden 1,25 1 vergorene, enthefte Maische einer Melasseprufgärung mit einem Sthanolgehalt von 8,0 Masse-% kontinuierlich zugesetzt·10 liters of water, 11.8 g K ₂ HPO, and 0.86 1 of fermentation cream containing 140 g / l HTS content, 240 g molasses and 6 g (1IEL) ₂ SO. are combined, the volume is supplemented to 12 1. Stirring, aeration, temperature control of the mixture and the pH-control are carried out as described in Example 1. 6 g (IH ₂ ) ₂ SO 4 are added to the 4 × and 7 × fermentation hour. From 1 to 12 hours, 1.25 liters of fermented, defrosted mash are continuously added to a molasses fermentation fermentation with a stanol content of 8.0 mass%.

lach einer Gesamtdauer von 18 Stunden wird die Fermentation abgebrochen und aufgearbeitet wie in Beispiel 1· Man erhält 230 g Trockenhefe mit einem Srgosteringehalt von 1,35 %.After a total of 18 hours, the fermentation is stopped and worked up as in Example 1. 230 g of dry yeast having a Srgosterin content of 1.35% are obtained.

Beispiel βExample β

10 1 Wasser werden mit 240 g Melasse, 5 ml Phosphorsäure (85 %ig) und 11 ml Ammoniaklösung (30 %ig) versetzt. Nach. Zusatz von 1,05 1 Gärhefesahne mit 115 g/l HTS^Gehalt wird das Volumen auf 12 1 ergänzt. Rührung, Belüftung, Temperierung und pH-Führung erfolgen wie im Beispiel 1, Zur 8., 10· und 12. Fermentationsstunde werden je 42 ml Ethanol (9b-%ig) zugesetzt.10 l of water are mixed with 240 g of molasses, 5 ml of phosphoric acid (85%) and 11 ml of ammonia solution (30%). To. Addition of 1.05 1 of fermentation cream with 115 g / l HTS ^ content, the volume is supplemented to 12 1. Stirring, aeration, temperature control and pH-control are carried out as in Example 1. For the 8th, 10th and 12th hour of fermentation, 42 ml of ethanol (9b% strength) are added.

Hach 16 Stunden wird wie in'Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Man erhält 240 g Trockenhefe mit einem Brgosteringehalt von 1,1 %.Hach 16 hours is worked up as described in 'Example 1. This gives 240 g of dry yeast with a Brgosteringehalt of 1.1%.

Claims

1. A method for obtaining ergosterolreiche yeast, characterized in that a grown under anaerobic conditions yeast such as fermentation yeasts of the molasses or beer extraction is transferred to a new fermentation medium, aerated intensively therein and worked up after reaching the maximum Ergosteringehalts in a conventional manner

2. The method according to claim 1, characterized in that the initial concentration of yeast is up to 20 g / l yeast dry matter, preferably 10 g / l.

3, The method of claim 1 and 2, characterized in that the fermentation medium sugar or sugar-containing raw materials such as, B * beet molasses, cane molasses, sugar juices in such an _amount: contains ^ __daß_die__Zuckerkonzentration the one or more times the concentration of yeast dry matter, is preferably the twice, phosphates or phosphoric acid in a concentration up to 50 g PgOc / kg sugar, preferably 20 to 35 g PpO / kg sugar and ammonium salts or ammonia

solution in a concentration of 0 to 20, preferably 10 g ammonium nitrogen / 1 kg of sugar.

4 · Process according to claim 1-3 »characterized in that the pH is maintained between 7.5 and 5.5.

5. The method of claim 1 to 4 », characterized in that the ammonium nitrogen, in portions or continuously added, preferably in the course of the first 6 to 10 fermentation hours.

6. The method of claim 1 to 5 », characterized in that at the beginning of fermentation only a part of the claimed amount of sugar or sugar-containing raw materials used and the remaining sugar corresponding amount of ethanol or ethanol-containing liquids such as

z. B. fermented, enthefte mash of alcoholic fermentation processes at least

7 hours after the start of fermentation has been added.

verxanren NaCN iinsprucn ο, utmurcu g "ü.eimnejl vxmv υ that the ethanol or ethanol-containing liquid is added in portions or kontinnierlich earliest of the T. fermentation hour.