DD208821A5 - PROCESS FOR MANUFACTURING PLC ASE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von SPS-ase fuer den Abbau eines hochmolekularen Kohlenhydrats.Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Enzyms, mit dem auf einfache und wirtschaftliche Weise ein Proteinprodukt hoher Reinheit hergestest. werden kann. Erfindungsgemaess wird ein neuer Mikroorganismus,der zur Bildung von SPS-ase,einer Carbohydrase,befaehigt ist,fuer den Abbau von Soja-SPS zu Abbauprodukten, die sich an Protein in einem waessigen Medium nur in geringem Masse anlagern, in der Weise ausgewaehlt, dass der zu untersuchende Mikroorganismus auf einem Fernmentationsmedium gezuechtet wird,dessen Hauptkohlenstoffquelle SPS ist, das gebildetwordrn ist auf der Basis von pflanzlichem Rohprotein,vorzugsweise entfettetem Sojamehl,als Ausgangsmaterial,woraufhin eineProbe des Fermentationsmediums auf SPS-ase untersucht wird und der fragliche Mikroorganismus als SPS-ase bildender Mikroorganismus angesehen wird, wenn die Analyse auf SPS-ase positiv ist.The invention relates to a process for the preparation of SPSase for the degradation of a high molecular weight carbohydrate. The object of the invention is to provide a novel enzyme which can easily and economically produce a protein product of high purity. can be. According to the invention, a novel microorganism capable of forming SPS ase, a carbohydrase, is selected for the degradation of soybean SPS into degradation products which attach themselves to protein in a moderate medium only to a small extent, in such a way that the microorganism to be tested is cultivated on a remote fermentation medium whose main carbon source is SPS, which is formed on the basis of vegetable crude protein, preferably defatted soybean meal, as starting material, whereupon a sample of the fermentation medium is assayed for SPS-ase and the microorganism in question as SPS-ase forming microorganism, if the analysis is positive for SPS-ase.
Description
Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Enzyms zum Abbau eines hochmolekularen Kohlenhydrate, ein Verfahren zur Auswahl eines Mikroorganismus, der ein solches Enzym bildet und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Enzyms»The invention relates to the improvement of an enzyme for degrading a high molecular weight carbohydrate, a method for selecting a microorganism which forms such an enzyme, and a process for producing such an enzyme.
Das erfindungsgemäß zur Verfügung gestellte neue Enzym wird angewandt in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise bei der Totalverflüssigung von Vegetäbilien, bei der Saft- und Weinindustrie, bei der Zuckergewinnung, bei der Bierherstellung* für die Backwarenherstellung, bei der Alkoholherstellung und für viele weitere Zwecke·The novel enzyme provided according to the invention is used in the food industry, for example in the total liquefaction of vegetables, in the juice and wine industry, in sugar production, in beer production * for bakery production, in alcohol production and for many other purposes.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions
Ein Verfahren zur Herstellung eines gereinigten pflanzlichen Proteinprodukte (pvp) durch enzymatische Entfernung des Mickstands, ohne das Protein zu lösen und wieder auszufällen, ist in der BE-PS 882 769 beschrieben. Die Reinheit des nach dem bekannten Verfahren erhältlichen pvp ist jedoch nicht zufriedenstellend und sollte daher verbessert werden« In den Beispielen ist eine Reinheit des pvp von ungefähr 85 % angegeben« Selbst wenn es möglich ist, ein pvp mit einer Reinheit von ungefähr 90 % nach dem bekannten Verfahren zu erhalten^ ist dies nurA method for producing a purified vegetable protein product (pvp) by enzymatic removal of the stain without dissolving and reprecipitating the protein is described in Belgian Patent 882,769. However, the purity of the pvp obtainable by the known process is unsatisfactory and therefore should be improved. In the examples, a purity of the pvp of about 85 % is stated. Even if it is possible, a pvp having a purity of about 90 % after this is only known
2SiIPR 1933*0863312SiIPR 1933 * 086331
24 617 5 224 617 5 2
_2__ 2 _
möglich iinter Verwendung bestimmter vorbehandelter Ausgangssubstanzen, z· B. von Sojaproteinkonzentrat. Es wäre günstig, wenn es möglich wäre, eine Reinheit des pvp von ungefähr oder über 90 % mit einem wesentlich breiteren Spektrum an Ausgangsmaterialien zu erhalten, insbesondere aus enthülstem und entfettetem Sojamehl·possible using certain pretreated starting substances, for example of soy protein concentrate. It would be beneficial if it were possible to obtain a pvp purity of about or above 90% with a much broader spectrum of starting materials, especially from hulled and defatted soybean meal.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß ein bestimmter Teil des Rückstandzersetzungsproduktes, wie es während der oben angegebenen enzymatischen Behandlung auftritt, d· h. ein wasserlösliches hochmolekulares Kohlenhydrat sich teilweise an das pflanzliche Protein anlagert (bindet), wie später näher erläutert wird. Das führt natürlich zu einer geringeren Reinheit des Proteins« Es hat sich auch gezeigt, daß dieses hochmolekulare Kohlenhydrat die Fähigkeit besitzt, sich an Proteine tierischen Ursprungs anzulagern·The invention is based on the surprising discovery that a certain part of the residue decomposition product, as occurs during the above-mentioned enzymatic treatment, ie. a water-soluble high molecular weight carbohydrate partially attaches to the vegetable protein (binds), as will be explained later. This naturally leads to a lower purity of the protein. It has also been found that this high molecular weight carbohydrate has the ability to attach to proteins of animal origin.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Enzyms zum Abbau eines hochmolekularen Kohlenhydrats, das die Möglichkeit zur Herstellung eines pvp mit verbesserter Reinheit bietet·The object of the invention is to provide an enzyme for degrading a high molecular weight carbohydrate, which offers the possibility of producing a pvp with improved purity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe ,zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Enzyms zur Verfügung zu stellen·The object of the invention is to provide a method for producing such an enzyme.
Das Prinzip der Erfindung kann folgendermaßen beschriebenThe principle of the invention can be described as follows
61 626 1261 626 12
246 17 5 2 .„.246 17 5 2. ".
werden, wobei auf Pig« 1 Bezug genommen wird, in der nur Produkte, die als ungelöste Feststoffe vorliegen, angegeben sind, während alle überstehenden Flüssigkeiten (und darin gelösten Stoffe) weggelassen worden sind· Eine Menge Sojamehl wurde in zwei gleiche Teile aufgeteilt, Teil I und Teil II (Spalte a in Fig. 1). Teil I wurde proteolytisch bei einem pH-Wert von ungefähr 8 mit Hilfe von ALCALASE (einem proteolytischen Enzym, das gebildet worden ist von B· licheniformis und von NOVO INDUSTRI A/S auf den Markt gebracht worden ist) abgebaut und dann weiter bei ungefähr pH 8 gewaschen, um die Gesamtmenge an Protein zu entfernen, und der Rückstand wurde von dtr überstehenden Flüssigkeit abgetrennt und gewaschen (siehe Teil I, Spalten a und b der Fig· 1)· Auf diese Weise wurde ein reiner Rückstand (als Rückstand I bezeichnet) ieoliert (Spalte b in Fig· 1)· Teil II des Sojamehle wurde nicht behandelt·with reference to Pig "1, in which only products which are present as undissolved solids are indicated while all supernatants (and solutes therein) have been omitted. A quantity of soy flour was divided into two equal parts, part I and Part II (column a in Fig. 1). Part I was digested proteolytically at a pH of about 8 with the aid of ALCALASE (a proteolytic enzyme that has been produced by B. licheniformis and marketed by NOVO INDUSTRI A / S) and then further at about pH 8 to remove the total amount of protein, and the residue was separated from the supernatant liquid and washed (see Part I, columns a and b of Figure 1). Thus, a pure residue (referred to as residue I) was obtained. ieolated (column b in Fig. 1) · Part II of the soy flour was not treated ·
O/ C 17 G Ί 61626 12O / C 17 G Ί 61626 12
24 0 17 D Z _.3-24 0 17 D Z _.3-
Der Rückstand in Teil II wird als Rückstand II bezeichnet (Spalte b in Pig. 1). Jetzt wurden sowohl Rückstand I als auch Teil II mit Hilfe einer handelsüblichen Pectinase abgebaut (siehe Spalten b und c in Pig· 1)·The residue in Part II is referred to as residue II (column b in Pig. 1). Now, both residue I and part II were degraded using a commercial pectinase (see columns b and c in Pig · 1).
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß der ungelöste Teil des Rückstands I wesentlich geringer ist als der ungelöste Teil des Rückstands II auf der Basis der Stickstoff- und Trockensubstanz-Bilanz, siehe Pig· 1, wo die schraffierten Bereiche in Spalte c den unlöslichen nicht-Proteinsubstanzen in der oben angegebenen Stufe entsprechen. Wenn darüber hinaus die überstehende Flüssigkeit des mit Pectinase behandelten Rests I mit einer Sojaprotein-Suspension bei pH 4,5 zusammengebracht wird, wird ein Polysaccharid in der überstehenden Flüssigkeit an das Sojaprotein gebunden« Dieses Polysaccharid in dem Überstand von dem Rest I, das ein Teil des Rest^Abbauproduktes ist und das in Wasser in Abwesenheit von Sojaprotein klar löslich ist, aber beim oder ungefähr beim isoelektrischen Punkt des Sojaproteins, soweit ein solches vorhanden ist, an dieses gebunden wird, wird als SPS (Stolublβ Polysaccharide) bezeichnet (siehe Fig« 1). Das SPS besitzt eine Molekulargewicht sverteilung zwischen 5 x 10 und 4» 9 x '10 · Die Bildung von isoliertem SPS geht aus dem in Fig· 2 angegebenen Schema hervor, das auch einen Teil des in Fig. 1 angegebenen Verfahrens umfaßt. So besteht das Problem darin, ein Enzym au finden, das imstande ist, das SPS in einer solchen Weise abzubauen, daß die SPS-AbbauprodukteSurprisingly, it has been shown that the undissolved part of the residue I is substantially lower than the undissolved part of the residue II on the basis of the nitrogen and dry substance balance, see Pig. 1, where the shaded areas in column c denote the insoluble Protein substances in the above-mentioned stage correspond. Moreover, when the supernatant fluid of the pectinase-treated residue I is brought together with a soy protein suspension at pH 4.5, a polysaccharide in the supernatant fluid is bound to the soy protein. This polysaccharide in the supernatant of the remainder I, which is a part of the remainder of the degradation product, which is clearly soluble in water in the absence of soy protein but is bound to it at or about the isoelectric point of the soy protein, if any, is termed SPS (Stolublβ polysaccharides) (see FIG. 1). The SPS has a molecular weight distribution between 5 × 10 and 4 × 9 × 10 ×. The formation of isolated SPS is evident from the scheme given in FIG. 2, which also comprises a part of the method indicated in FIG. Thus, the problem is to find an enzyme capable of degrading the SPS in such a way that the SPS degradation products
sich nicht an Sojaprotein anlagern bzw. in einem wesentlich geringeren Maß als SPS an Sojaprotein gebunden wird. .' ..' . . ' -. / :- does not attach to soy protein or bind to soy protein to a much lesser extent than SPS. . ' .. '. , '-. / : -
Obwohl in der Beschreibung speziell Sojaprotein erwähnt wird, ist die Erfindung nicht auf Sojaprotein beschränkt, sondern umfaßt alle Arten von pflanzlichen Proteinen, siehe z.B. die in der BE-PS 882 769, Seite 1, angegebenen Proteine.Although the specification specifically mentions soy protein, the invention is not limited to soy protein, but includes all types of vegetable protein, see e.g. the proteins given in Belgian Pat. No. 882,769, page 1.
.' ι·1 . ' . ' 1 . '
Es hat sich nun erfindungsgemäß gezeigt, daß es dirchliitersuchung ihrer Fähigkeit Soja-SPS abzubauen möglich ist, Mikroorganismen auszuwählen, die imstande sind, eine Verbindung zu bilden, die enzymatische Aktivität besitzt und imstande ist, Soja-SPS abzubauen und die im folgenden kurz als SPS-ase bezeichnet wird.It has now been found, according to the invention, that it is possible to reduce its ability to degrade soybean SPS by selecting microorganisms capable of forming a compound which has enzymatic activity and is capable of degrading soybean SPS and hereinafter referred to as SPS -ase is called.
Die Erfindung betrifft daher in erster Linie eine SPS-ase, eine Carbohydrase (Glycosidase) in geeigneter Form, die imstande ist, Soja-SPS unter entsprechenden Bedingungen zu Produkten abzubauen, die sich in wässrigem Medium in geringerem Maße an Protein anlagern als das Soja-SPS sich vor dem Abbau an das gleiche Protein unter entsprechenden Bedingungen angelagert hätte.The invention therefore relates primarily to a SPS ase, a carbohydrase (glycosidase) in a suitable form, which is capable of degrading soybean SPS under corresponding conditions to products which attach themselves to protein to a lesser extent in aqueous medium than the soybean. SPS would have attached to the same protein under appropriate conditions prior to degradation.
Es hat sich ferner gezeigt, daß diese SPS-ase, die fähig ist, Soja-SPS abzubauen, imstande ist, Polysaccharide, die SPS ähnlich sind und aus Pflanzen (Gemüsen und Früchten) stammen, vollständiger abzubauen als übliche Pectinasen und übliche Cellulasen.It has also been found that this SPSase, which is capable of degrading soybean SPS, is capable of degrading more completely polysaccharides, similar to SPS and derived from plants (vegetables and fruits), than conventional pectinases and common cellulases.
Der oben verwendete Ausdruck "in einer geeigneten Form" ist so zu verstehen, daß er z.B. ein SPS-ase haltiges Mittel ausschließt, das toxische Substanzen enthält odqr daß eine so geringe SPS-ase Aktivität besitzt, : daß mehr als 10 % SPS-ase haltiges Mittel angewandtThe term "in a suitable form" as used above is understood to exclude, for example, an SPS ase containing agent containing toxic substances or having so little SPS activity : that more than 10 % of SPS ase used agent
24617 5 2-5-24617 5 2-5-
werden müssen, bezogen auf das Gewicht des SPS in dem Substrat bei einer Reaktion, die 24 h bei 50 C beim pH-Optimum der betreffenden SPS-ase durchgeführt wird, um einen Abbau von SPS von praktischer Bedeutung zu erreichen.must be based on the weight of the SPS in the substrate in a reaction which is carried out at 50 C for 24 h at the pH optimum of the relevant SPS ase to achieve a reduction of SPS of practical importance.
Durch vollständige oder teilweise Abtrennung des SPS von dem erhaltenen pflanzlichen Protein wird die Reinheit des erhaltenen pflanzlichen Proteins verbessert im Vergleich mit der Reinheit von pflanzlichem Protein, das nach dem aus der BE-PS 882 769 bekannten Verfahren erhalten worden ist, da dieses pflanzliche Proteinprodukt mit SPS verunreinigt war.By completely or partially separating the SPS from the obtained vegetable protein, the purity of the obtained vegetable protein is improved in comparison with the purity of vegetable protein obtained by the method known from the BE-PS 882 769, since this vegetable protein product with PLC was contaminated.
Es ist zur Zeit nicht bekannt, ob die im folgenden beschriebene spezielle SPS-ase ihre enzymatisch^; Aktivi-It is not known at this time whether the special SPS ase described below has its enzymatic value; activi-
15 tat aus einem einzigen Enzym bezieht oder aus einem15 did or derives from a single enzyme
Enzymkomplex, umfassend mindestens zwei Enzyme. Einige Untersuchungen scheinen darauf hinzudeuten, daß zumindest zwei Enzyme für die Abbauwirkung der SPS-ase verantwortlich sind, wobei eines dieser Enzyme nur einen geringen Abbau des SPS hervorrufen kann, woraufhin ein oder mehrere Enzyme imstande sind, einen weitergehenden Abbau des SPS zu erreichen. Die" Erfindung soll jedoch durch diese Hypothese nicht eingeschränkt werden.Enzyme complex comprising at least two enzymes. Some studies seem to indicate that at least two enzymes are responsible for the degradation effect of SPS ase, one of which can cause only a small degradation of the SPS, whereupon one or more enzymes are capable of further degrading the SPS. However, the invention should not be limited by this hypothesis.
Die Erfindung betrifft vorzugsweise eine SPS-ase, die imstande ist, Soja-SPS in einem wässrigen Medium zu Produkten abzubauen, die sich in dem wässrigen Medium weniger stark an pflanzliches Protein anlagern als das Soja-SPS vor dem Abbau. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße SPS-ase imstande, Soja-SPS in einem wässrigen Medium mit einem pH-Wert abzubauen, der nicht mehr als 1,5 von 4,5 abweicht. Die erfindungsgemäßeThe invention preferably relates to a SPSsese capable of degrading soybean SPS in an aqueous medium to products which attach less to vegetable protein in the aqueous medium than the soybean SPS prior to degradation. Preferably, the SPS ase invention is capable of degrading soybean SPS in an aqueous medium having a pH which does not deviate more than 1.5 from 4.5. The inventive
nach beendetem Abbauafter completion of dismantling
SPS-ase führt zu Abbauprodukten, die sich"^vorzugsweise zu weniger als 50 %, insbesondere weniger als 20 %, bezogen auf das Soja-SPS vor dem Abbau an pflanzliches Protein in wässrigem Medium anlagern. Die erfindungsgemäße SPS-ase führt vorzugsweise zu einem positiven SPS-ase^-Test, wenn sie nach dem später näher erläuterten Verfahren qualitativ und quantitativ bestimmt wird. Die SPS-ase wird vorzugsweise gebildet mit Hilfe eines Mikroorganismus, der zur Gattung Aspergillus, vorzugsweise zur Art Aspergillus niger,gehört. Günstigerweise ist die SPS-ase abgeleitet von Enzymen, die gebildet werden können mit Hilfe von Asp. aculeatus CBS 101.43· Die gleiche SPS-ase kann gebildet werden mit Hilfe von Asp. japonicus IFO 4408. Es hat sich gezeigt, daß Asp. aculeatus CBS 101.43 auch sehr wirksame Remanasen, Cellulasen, Pectinasen und Hemicellulasen bildet. Ferner hat es sich gezeigt, daß nicht jeder zu der Art Aspergillus aculeatus oder Arpergillus japonicus gehörende Stamm eine SPS-ase bildet, die für die Erfindung brauchbar ist» So konnte, wie später in der Beschreibung angegeben ist (Abschnitt 5), gezeigt werden, daß der Stamm Asp. japonicus ATCC 20 236 nicht solche Mengen an SPS-ase bildet, die mit Hilfe der enzymatisehen Bestimmung von SPS-ase, wie sie später beschrieben wird, nachgewiesen werden können. Die erfindungsgemäße SPS-ase ist vorzugsweise immunoelektrophoretisch identisch mit der SPS-ase, die gebildet werden kann von Asp. aculeatus CBS 101.43 und identifizierbar durch Immunoelektrophorese-Überlage-SPS Ase leads to degradation products which accumulate preferably less than 50 %, in particular less than 20 %, based on the soybean SPS prior to degradation of vegetable protein in an aqueous medium positive SPS ase ^ test, when qualitatively and quantitatively determined by the method explained later, The SPSse is preferably formed by means of a microorganism belonging to the genus Aspergillus, preferably to the species Aspergillus niger SPS ase derived from enzymes that can be formed using Asp. Aculeatus CBS 101.43 · The same SPS ase can be formed using Asp. Japonicus IFO 4408. Asp. Aculeatus CBS 101.43 has also been shown to be very In addition, it has been found that not every strain belonging to the species Aspergillus aculeatus or Arpergillus japonicus produces a As can be seen later in the description (Section 5), it can be shown that the strain Asp. Japonicus ATCC 20 236 does not form such amounts of SPSase with Help the enzymatic determination of SPS-ase, as described later, can be detected. The SPSase according to the invention is preferably immunoelectrophoretically identical to the SPSase, which can be formed by Asp. Aculeatus CBS 101.43 and can be identified by immunoelectrophoresis overlay.
30 rungsverfahren (siehe Abschnitte 6 und 7)·30 (see sections 6 and 7) ·
Wenn eine SPS-ase mikrobiologisch gebildet wird, wird sie gebildet im Gemisch mit verschiedenen begleitenden Substanzen, insbesondere anderen Enzymen,, Wenn dies er-When a SPS seed is formed microbiologically, it is formed in admixture with various accompanying substances, in particular other enzymes.
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24b17b L 24b17b L
wünscht ist,, kann die "betreffende SPS-ase gereinigt werden, z.B. durch chromatographische Trennungsverfahren, wie später näher erläutert ist (Abschnitt 8).If desired, the SPS Ase in question may be purified, for example by chromatographic separation techniques, as described in more detail later (Section 8).
In Agr. Biol. Chem 40 (1), 87 - 92, 1976 ist beschrieben, daß ein Stamm von Asp. japonicus, ATCC 20236 einen Enzymkomplex bildet, der imstande ist, einen speziellen Abbau eines sauren Polysaccharids in Sojasoße, das als APS be-. zeichnet wird, hervorzurufen, von dem ein Teil als APS-I bezeichnet wird. Dieses saure Polysaccharid ist nicht identisch mit SPS, wie später in Abschnitt 3 näher erläutert wird. So sind die HPLC-GeIfiltrations-Chroiaatogramme von SPS und APS deutlich verschieden und darüberhinaus sind die Gelfiltrations-Chromatogramme von APS, das mit Hilfe von handelsüblicher Pectinase,Pectolyase, abgebaut worden ist und von SPS, das mit deren üblichen Pectinase,Pectolyasefbehandelt worden ist, deutlich verschieden. Darüberhinaus geht aus dem Artikel nicht hervor, daß das saure Polysaccharid an das Sojaprotein gebunden ist und daß das abgebaute saure Polysaccharid nicht an das Sojaprotein oder zu einem wesentlich geringeren Grad an das Sojaprotein gebunden ist als das nicht abgebaute saure Polysaecharid. Außerdem konnte gezeigt werden, daß dieser Stamm keine SPS-ase in solchen Mengen bildet, die mit Hilfe der enzymatischeh Bestimmung von SPS-ase, wie sie später näher beschrieben ist, nachgewiesen werden können. Das führte zu einem Vorurteil gegen die Anwendung irgendeines Stammes von Asp. japonicus als SPS-ase-Bildner. Aber überraschenderweise hat es sich erfindungsgemäß gezeigt, daß einige Stämme von Asp. japoriicus SPS-ase-Bildner sind. Die Erfindung betrifft auch das isolierte SPS, das auf der Basis von rohem pflanzlichen Protein als Ausgangsmaterial gebildet worden ist.In Agr. Biol. Chem. 40 (1), 87-92, 1976, it is described that a strain of Asp. Japonicus, ATCC 20236, forms an enzyme complex capable of undergoing a specific degradation of an acidic polysaccharide in soy sauce, referred to as APS. is called to evoke, a part of which is called APS-I. This acidic polysaccharide is not identical to SPS, as discussed in more detail later in Section 3. Thus, the HPLC-GeIfiltrations-Chroiaatogramme of SPS and APS are significantly different and also the gel filtration chromatograms of APS, which has been degraded using commercially available pectinase, pectolyase, and SPS, which has been treated with their usual pectinase, pectolyase f is, clearly different. Moreover, it is not apparent from the article that the acidic polysaccharide is bound to the soybean protein and that the degraded acidic polysaccharide is not bound to the soybean protein or to a much lesser degree to the soybean protein than the undegraded acidic polysaccharide. In addition, it could be shown that this strain does not form SPS ase in such amounts as can be detected by the enzymatic determination of SPSase, as described in more detail later. This led to a prejudice against the use of any strain of Asp. Japonicus as a SPS ase-former. But surprisingly, it has been found in accordance with the invention that some strains of Asp. Japoriicus are SPS-ase generators. The invention also relates to the isolated SPS which has been formed on the basis of crude vegetable protein as the starting material.
I/ JI / J
Bei einem bevorzugten isoliertenIn a preferred isolated
SPS ist das pflanzliche rohe ProteinSPS is the vegetable raw protein
entfettetes Sojamehl. . Die Herstellung des isolierten SPS ist oben mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben worden.defatted soy flour. , The manufacture of the isolated SPS has been described above with reference to FIG.
Die Erfindung betrifft darüberhinaus ein Verfahren zur Auswahl eines SPS-ase produzierenden Mikroorganismus zur Bildung der erfindungsgemäßen SPS-ase, wobei der zu untersuchende Mikroorganismus auf einem Wachstumsmedium gezüchtet wird, dessen hauptsächliche Kohlenstoff quelle SPS ist, woraufhin eine Probe des Fermentationsmediums auf SPS-ase analysiert wird und der fragliche Mikroorganismus als SPS-ase produzierender Mikroorganismus ausgewählt wird, wenn die Analyse aufThe invention further relates to a method for selecting a SPS-ase producing microorganism to form the SPS-ase invention, wherein the microorganism to be examined is grown on a growth medium whose main carbon source is SPS, after which a sample of the fermentation medium analyzed for SPS-ase and the microorganism in question is selected as a SPS ase producing microorganism, if the analysis
15 SPS-ase positiv ist.15 PLC-ase is positive.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bildung von SPS-ase, bei dem ein nach dem oben angewandten Auswahlverfahren für einen SPS-ase bildenden Mikroorganismus auswählbarer Stamm in einem Nährmedium gezüchtet wird. Die Züchtung kann als Submerskultur oder als Oberflächenkultur durchgeführt werden.The invention further relates to a process for forming SPS ase, in which a selectable according to the above selection method for a SPS ase forming microorganism strain is grown in a nutrient medium. The cultivation can be carried out as a submerged culture or as a surface culture.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise der Stamm Asp. aculeatus CBS 101.43 oder Asp. japonicus IFO 4408 in einem Nährmedium· gezüchtet. Es ist ferner bevorzugt, daß die Züchtung als Submerskultur bei einem pH-Wert im Bereich von 3 bis 7, vorzugsweise von 4 bis 6 bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 40, vorzugsweise von 25 bis 35 C durchgeführt wird, wobei das Nährmedium Kohlenstoff-und Stickstoffquellen sowie anorganische Salze enthält. Günstigerweise enthält das Nährmedium zusätzlich geröstetes Sojamehl. Das SojamehlIn the method according to the invention, preferably the strain Asp. Aculeatus CBS 101.43 or Asp. Japonicus IFO 4408 is grown in a nutrient medium. It is further preferred that the cultivation is carried out as a submerged culture at a pH in the range of 3 to 7, preferably 4 to 6 at a temperature in the range of 20 to 40, preferably 25 to 35 C, wherein the nutrient medium carbon and nitrogen sources and inorganic salts. Conveniently, the nutrient medium additionally contains roasted soybean meal. The soy flour
246175 2246175 2
wird vorzugsweise vor der Verwendung als Komponente des Substrats mit einem proteolytischen Enzym behandelt, vorzugsweise einem solchen, das mikrobiologisch gebildet worden ist, mit Hilfe von Bacillus licheniformis. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß eine Lösung von Pectin aseptisch während der Züchtung zu der Fermentätionsbrühe zugesetzt wird.is preferably treated prior to use as a component of the substrate with a proteolytic enzyme, preferably one which has been formed microbiologically, with the aid of Bacillus licheniformis. It is also preferred that a solution of pectin is added aseptically to the fermentation broth during the culture.
Es hat sich gezeigt, daß Asp. aculeatus CBS 101 .43 auch sehr wirksame den Küstand löslich machende Enzyme, Cellulasen, Pectinasen und Hemicellulasen neben der SPS-ase bildet und daß der mit Hilfe von Asp. aculeatus GBS 101.43 gebildete Enzymkomplex außerordentlich gut geeignet ist als Mittel zur Zellwandzerstörung von pflanzlichen Materialien. So kann der von Asp. aculeatus CBS 101.43 gebildete Komplex angewandt werden in der Nahrungsmittel verarbeitenden Industrie zur Behandlung von Frucht- und Gemüsemaische und zur Klärung und Viskositätsverringerung bei der Verarbeitung von Fruchtsaft und Wein mit ausgezeichneten Ergebnissen. Er kann außerdem angewandt werden als Entwässerungsmittel (d.h. Mittel zum Abbau von Polysacchariden und damit zur Freisetzung des in der polymeren Struktur der Polysaccharide gebundenen Wassers (bei der Verarbeitung von Gemüsen). Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer SPS-ase oder ein Verfahren zum Abbau von Polysacchariden, vorzugsweise Pflanzen-Zellwand-Polysacchäriden, mit Hilfe einer Carbohydrase, wobei ein SPS-ase haltiges Mittel nach der Erfindung in einem wässrigen Medium mit einem Substrat für das SPS-ase-Zubereitung zusammen-It has been found that Asp. Aculeatus CBS 101 .43 also forms very effective coagulation-solubilizing enzymes, cellulases, pectinases and hemicellulases in addition to SPS ase, and that the enzyme complex formed by Asp. Aculeatus GBS 101.43 is extremely well suited as a means of cell wall destruction of plant materials. Thus, the complex formed by Asp. Aculeatus CBS 101.43 can be used in the food processing industry for the treatment of fruit and vegetable mash and for clarification and viscosity reduction in the processing of fruit juice and wine with excellent results. It can also be used as a dehydrating agent (ie, means for breaking down polysaccharides and thus releasing the water bound in the polymeric structure of the polysaccharides (in the processing of vegetables) .The invention further relates to the use of a SPS ase or a method of degradation of polysaccharides, preferably plant cell wall polysaccharides, by means of a carbohydrase, in which an SPS ase-containing agent according to the invention is combined in an aqueous medium with a substrate for the SPS ase preparation.
30 gebracht wird, .·, '30 is brought, · ·,
So hat es sich erfindungsgemäß gezeigt, daß SPS-ase-Zubereituhgen wertvolle Enzymzubereitungen zur teilweisen oder vollständigen Verflüssigung oder Abbau von ver-Thus, according to the invention it has been found that SPS ase additions provide valuable enzyme preparations for the partial or complete liquefaction or decomposition of various enzyme preparations.
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246 17 5 2-246 17 5 2-
ro -ro -
schiedenen Materiaien, vorzugsweise pflanzlichen Materialien, ζ. E. Früchten-und Pflanzen-Abfällen, die Protein, Cellulose, Hemicellulose (z. B. Glucane, Xylan, Galactane und Araban), Gummen, Pectin, Lipide, Inulin, Polyphenole, Stärke und Alginate enthalten, sind und für damit verwandte Zwecke (siehe die später artgegebene Tabelle). Als Beispiele für solche verwandte Zwecke können alle Zwecke erwähnt werden, bei denen heute kommerzielle Pectinasen und Cellulasen angewandt werden. Einige Beispiele sind später angegeben.various materials, preferably plant materials, ζ. E. Fruit and plant wastes containing protein, cellulose, hemicellulose (eg glucans, xylan, galactans and araban), gums, pectin, lipids, inulin, polyphenols, starch and alginates are and for related purposes (see later table). As examples of such related purposes, there may be mentioned all purposes in which commercial pectinases and cellulases are used today. Some examples are given later.
Im Zusammenhang mit dem Extraktions-(Isolier)-Verfahren, das z. B. in Beispiel 2 beschrieben ist, wurde festgestellt, daß die SPS-ase-Zubereitung im wesentlichen Proteinase-frei ist, auf Grund der Tatsache, daß das gewünschte Endprodukt, d. h. das Protein(sonst abgebaut würde. Ähnlich sollte, wenn andere biologische Materialien als Protein aus einem biologischen Rohmaterial extrahiert (isoliert) werden die angewandte SPS-ase-Zubereitung im wesentlichen frei sein von Enzymen, die diese anderen biologischen Materialien abbauen. Solche modifizierte SPS-ase-Zubereitungen können gebildet werden durch selektive Inaktivierung des unerwünschten Enzyms, darCh Fraktionierung oder andere an sich bekannte Verfahren.In connection with the extraction (insulating) method, the z. As described in Example 2, it was found that the SPS-ase preparation is substantially proteinase-free, due to the fact that the desired end product, that the protein would (otherwise degraded. Similarly, it should, if other biological materials as protein extracted from a biological raw material (isolated), the SPS ase preparation used will be substantially free of enzymes which degrade these other biological materials. Such modified SPS ase preparations may be formed by selective inactivation of the undesired enzyme, darCh Fractionation or other methods known per se.
So ist eine bevorzugte Anwendung nach der Erfindung gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der Abbau erreicht wird durch Isolierung oder Extraktion eines anderen biologischen Materials als Sojaprotein und verwandte pflanzliche Proteine aus einem biologi-Thus, a preferred use of the invention is characterized by the fact that degradation is achieved by isolating or extracting a biological material other than soybean protein and related plant proteins from a biological
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24617 5 2-24617 5 2-
sehen Rohmaterial, wobei die SPS-ase-Zubereitung im wesentlichen frei ist von Enzymen, die im Stande sind, das biologische Material abzubauen. see raw material wherein the SPS-ase preparation is substantially free of enzymes capable of degrading the biological material.
So hat es sich erfindungsgemäß gezeigt, daß die modifizierten SPS-ase- Zubereitungen (modifiziert in dem Sinne, daß. sie im wesentlichen frei sind von Enzymen, die im Stande sind, das zu extrahierende oder zu isolierende biologische Material abzubauen) wertvolle Enzymzubereitungen darstellen zur Extraktion (Isolierung) von speziellen biologischen Materialien z. B. Stärke, Lipiden, Geschmacksstoffen, Farbstoffen und Säften aus biologischen Rohmaterialien. Verschiedene Beispiele hierfür sind später angegeben.Thus, according to the invention it has been found that the modified SPS preparations (modified in the sense that they are substantially free of enzymes which are capable of degrading the biological material to be extracted or isolated) are valuable enzyme preparations Extraction (isolation) of special biological materials eg. As starch, lipids, flavors, dyes and juices from biological raw materials. Various examples are given later.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, daß eines oder mehrere der Reaktionsprodukte (unbeachtlich, ob es erwünschte Endprodukte oder Nebenprodukte sind)gleichzeitig mit oder nach der Enzymbehandlung weiterbehandelt werden.According to the invention, it is preferred that one or more of the reaction products (regardless of whether they are desired end products or by-products) be treated simultaneously with or after the enzyme treatment.
Hierdurch wird eine flexiblere und besser anpaßbare Arbeitsweise ermöglicht. Diese weitere Behandlung ist vorzugsweise eine alkoholische Fermentation, wenn eines der Reaktionsprodukte ein fermentierbarer Zucker ist. Hierdurch erhält man ein billiges Verfahren zur Herstellung von Alkohol.This allows for a more flexible and adaptable way of working. This further treatment is preferably an alcoholic fermentation when one of the reaction products is a fermentable sugar. This gives a cheap process for the production of alcohol.
Um das Wesen der Erfindung näher zu erläutern, wird auf die folgenden Abschnitte 1 bis 10 Bezug genommen, die jeweils Details im Zusammenhang mit der Erfindung beschreiben:In order to explain the essence of the invention in more detail, reference is made to the following sections 1 to 10, each of which describes details in connection with the invention:
1. Herstellung von SPS.1. Production of SPS.
2. Charakterisierung von SPS, insbesondere Molekulargewichtsverteilung.2. Characterization of SPS, in particular molecular weight distribution.
:' ·. ' "- '' :': . : · ;. '. . .-. - 12 - : '·. '' - '': ': ·;..' .- - 12 -...
24 617 5 224 617 5 2
Λ O — Λ O -
3. Nachweis, daß SPS und APS unterschiedliche Verbindungen sind.3. Proof that SPS and APS are different compounds.
4. Auswahl von SPS-ase bildenden Mikroorganismen.4. Selection of SPS-forming microorganisms.
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5. Charakterisierung einiger SPS-ase bildender Mikroorganismen.5. Characterization of some SPS-ase forming microorganisms.
6. Allgemeine Beschreibung der Überlagerungstechnik 10 bei derlmmunoelektrophorese.6. General Description of Superposition Technique 10 in Immunoelectrophoresis.
7. Immunoelektrophoretische Charakterisierung von SPS-ase mit polyspezifischem Antikörper und Überlagerung.7. Immunoelectrophoretic characterization of SPS ase with polyspecific antibody and overlay.
8. Reinigung einer. SPS-as.e-Zubereitung.·8. Cleaning a. · PLC as.e preparation.
9. Abhängigkeit der SPS-ase-Aktivität von pH-Wert und Temperatur sowie Stabilität der SPS-ase.9. Dependence of the SPS ase activity on pH value and temperature as well as stability of the SPS ase.
10.. Enzymatische Aktivitätsbestimmungen.10 .. Enzymatic activity determinations.
Abschnitt 1 Part 1
Herstellung von SPSProduction of PLC
Wie oben erwähnt, kann das Ausgangsmaterial für die Herstellung von SPS 3a jarüdcstand (Bestandteile außer Protein) sein. Daher wird in erster Linie die Herstel-30 lung von Sojarückstand beschrieben.As mentioned above, the starting material for the production of SPS 3a may be jarüdcstand (ingredients other than protein). Therefore, the production of soy residue is described in the first place.
Sojarückstand ist die Protein-freie Kohlenhydrat-Fraktion (die in der Praxis kleine Mengen an Lignin und Mineralien enthalten kann) in entfettetem und ent-Soy residue is the protein-free carbohydrate fraction (which in practice may contain small amounts of lignin and minerals) in defatted and
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246 175 2 ,ι,- 6162612 246 175 2, ι, - 6162612
hülstem Sojamehl· Diese Kohlenhydratfraktion ist unlöslich in einem wäßrigen Medium bei pH 4,5 und kann auf folgende Weise hergestellt werden, wobei auf das Fließschema 1 verwiesen wird?Soybean Flour · This carbohydrate fraction is insoluble in an aqueous medium at pH 4.5 and may be prepared in the following manner, with reference to Flow Sheet 1.
Entfettetes Sojamehl wird in entionisiertem Wasser von 50 0C in einem Gewichtsverhältnis Sojamehl zu Wasser = 1 : 5 in einem Tank mit einem pH-Stat unter Temperaturregelung suspendiert 9 der pH-Wert wird mit 4n NaOH (I) auf 8,0 eingestellt· Jetzt wird mit Hilfe von Alkalase 0,6 L (einem proteolytischen Enzym auf der Basis von B· licheniformis mit einer Aktivität von 0,6 Anson-Einheiten/g^ bestimmt nach dem Anson-Verfahren, beschrieben in Novo Enzyme Information IB ETr· 058 e-GB), eine Hydrolyse unter konstantem pH-Wert durchgeführt, wobei das Verhältnis Enzym : Substrat 4 % der Menge an Protein in dem Sojamehl (II) beträgt· Nach einer Hydrolysezeit von 1 h wird die Aufschlämmung abzentrifugiert (III) und gewaschen (IV), wobei diese Maßnahmen zweimal wiederholt werden (V, VI, VII)· Die so erhaltene Aufschlämmung wird ein weiteres Mal 1 h mit Alkalse 0,6 L hydrolysiert (VIII, IX), ähnlich wie obenangegeben· Dann wird die Aufschlämmung abzentrifugiert (X) und zweimal gewaschen (XI, XII, XII, XIV), und die nach der letzten Waschstufe erhaltene Aufschlämmung (6) sprühgetrocknet (XV)· Das so erhaltene sprühgetrocknete Pulver ist der Sojarückstand, der als Ausgangsmaterial zur Herstellung von SPS dient·Defatted soy flour is in deionized water at 50 0 C in a weight ratio of soy flour to water = 1: 5 suspended in a tank with a pH-stat under temperature control 9, the pH value (I) is adjusted to 8.0 with 4N NaOH · now is determined by means of Alkalase 0.6 L (a B. licheniformis proteolytic enzyme having an activity of 0.6 Anson units / g.sup.2 according to the Anson method described in Novo Enzyme Information IB ETr.058 e After a hydrolysis time of 1 h, the slurry is centrifuged off (III) and washed (IV.). Hydrogenysis under constant pH is carried out, the ratio enzyme: substrate being 4% of the amount of protein in the soybean meal (II) These measures are repeated twice (V, VI, VII). The slurry thus obtained is hydrolyzed once more for 1 h with Alkalse 0.6 L (VIII, IX), similarly as above. Then the slurry is centrifuged off (X. ) and twice gewa (XI, XII, XII, XIV), and the slurry (6) obtained after the last washing step is spray-dried (XV). The spray-dried powder thus obtained is the soy residue used as starting material for the production of SPS.
SPS ist die wasserlösliche Polysaccarid-Fraktion, die erhalten wird durch übliche Behandlung des oben angegebenen Sojarückstandes mit Pectinase· Das SPS wird auf folgende Weise mit Hilfe der im folgenden angegebenen 14 Reaktionsstufen erhalten« Hierbei wird auf das Fließschema 2 Bezug genommen·SPS is the water-soluble polysaccharide fraction obtained by conventional treatment of the above soy residue with pectinase. The SPS is obtained in the following manner using the 14 reaction steps given below.
/ C 1 7 C- O 61626 12 / C 1 7 C-O 61626 12
4 b I/ 5. 2 -14-4 b I / 5. 2 - 14 -
1« Der Gehalt an trockenen Bestandteilen in dem oben erwähnten Sojarückstand wird bestimmt und der Sojarückstand mit Wasser auf einen Gehalt von 2 % Peststoffe verdünnt und in einem Tank mit Temperaturregelung auf 50 0C fehalten.1 "The content of the dry ingredients in the above-mentioned soy residue is determined and the soybean residue is diluted with water to a content of 2% and Peststoffe fehalten in a tank with temperature control at 50 0 C.
2. Der pH-Wert wird mit 6n NaOH auf 4,50 eingestellt·2. The pH is adjusted to 4.50 with 6N NaOH.
3. Peetinex Super cone· L wird in einer Menge von 200 g/kg Feststoffe zugegeben (eine handeleübliche Pectinase mit einer Pectinase-Aktivität von 750 000 MOU, bestimmt nach dem Prospekt "Determination of the Pectinase unite on Apple Juice (MOU)" vom 12. 6. 1981). Ee wird ferner Celluclast 200 L in einer Menge von 20 g/kg Trockensubstanz zugegeben (eine handelsübliche Cellulaee, beschrieben in dem Prospekt NOVO Enzyme, Informationsblatt B 153 e-GB 1000, Juli 1981).3. Peetinex Super Cone · L is added in an amount of 200 g / kg solids (a commercial pectinase with a pectinase activity of 750 000 MOU, determined in accordance with the prospectus "Determination of the Pectinase unite on Apple Juice (MOU)" of 12. 6. 1981). Ee is further Celluclast 200 L added in an amount of 20 g / kg of dry matter (a commercial cellulae, described in the prospectus NOVO enzymes, information sheet B 153 e-GB 1000, July 1981).
4. Der Tankinhalt wird 24 Stunden unter Rühren auf 50 0C gehalten*4. The contents of the tank are kept at 50 ° C. for 24 hours with stirring.
5· Die Enzyme werden durch Erhöhung des pH-Werts auf 9,0 mit 4n NaOH inaktiviert. Daa Reaktionsgemisch wird 30 min stehengelassen und der pH-Wert dann wieder mit 6n HCl auf 4»5 eingestellt.5 · The enzymes are inactivated by raising the pH to 9.0 with 4N NaOH. Daa reaction mixture is allowed to stand for 30 min and the pH is then adjusted again to 4 »5 with 6N HCl.
6· Das Reaktionsgemisch wird zentrifugiert und sowohl das Zentrifuget (überstehende Flüssigkeit) als auch der Rückstand (Schlamm) gesammelt»6 · The reaction mixture is centrifuged and both the centrifuges (supernatant) and the residue (sludge) are collected »
2U175 2 -ι5- 6162612 2U175 2 -ι 5 - 6162612
7. Das Zehtrifugat aus Stufe 6 wird zur Untersuchung über eine Filterpresse filtriert (das Filter wurde vor der Filtration mit Wasser gewaschen)·7. The tetrastrotate from step 6 is filtered through a filter press (the filter was washed with water before filtration)
8. Das FiItrat wird ultrafiltriert, diafiltriert und nochmals ultrafiltriert über eine Membran mit einem Trenhwert von 30 000, wobei die folgenden Parameter angewandt werden:8. The filtrate is ultrafiltered, diafiltered, and re-ultrafiltered over a membrane having a 30,000 Trenh value using the following parameters:
1. Ultrafiltration auf eine Volumenkonzentration von 6.1. ultrafiltration to a volume concentration of 6.
2. Diafiltration, bis der Prozentsatz an Trockensubstanz in dem Permeat 0 beträgt (0 ° Brix).2. Diafiltration until the percentage of dry matter in the permeate is 0 (0 ° Brix).
3· Ultrafiltration auf ungefähr15 % Feststoffgehalt in dem Konzentrat·3 · ultrafiltration to about 15 % solids content in the concentrate ·
Die Temperatur beträgt 50 0C, der pH-Wert 4,5 und der mittlere Druck 3 bar·The temperature is 50 ° C., the pH is 4.5 and the average pressure is 3 bar.
9. Das ultrafiltrierte Konzentrat wird auf 5 0C gekühlt und ein gleicheβ Volumen 9& %iges Ethanol zugegeben«9. The ultrafiltered concentrate is cooled to 5 0 C and a volume of 9 & gleicheβ% ethanol added "
10. Der Niederschlag wird mit Hilfe einer Zentrifuge gesammelt·10. The precipitate is collected by means of a centrifuge ·
11· Der Niederschlag wird zweimal mit 50 % (Vol/Vol)11 · The precipitation is repeated twice with 50 % (Vol / Vol)
Ethanol in H«0 gewaschen, entsprechend dem Volumen [ des Zentrifugats aus Stufe 10, d· h· es werden zwei Zentrifugierstufen durchgeführt.Ethanol in H "0, corresponding to the volume [of the centrifugate from stage 10, ie two centrifugation stages are carried out.
D 17 ί)D 17 ί)
— ID -- ID -
12. Der gewaschene Niederschlag wird erneut in Wasser gelöst, mit einem Volumen entsprechend dem Volumen des ultrafiltrierten Konzentrats der Stufe 9.12. The washed precipitate is redissolved in water, with a volume corresponding to the volume of the ultrafiltered concentrate of Stage 9.
13. Die Flüssigkeit der Stufe 12 wird zur Untersur chung über ein Glasfilter filtriert.13. Level 12 fluid is filtered through a glass filter for testing.
1.4. Das klare Filtrat, enthaltend reines SPS, wird lyophilisiert.1.4. The clear filtrate containing pure SPS is lyophilized.
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— -» W · I ^J - - »WI ^ J
Fließschema Γ Entfettetes Sojamehl H3O NaC)H auf pHFlow chart Γ defatted soy flour H 3 O NaC) H to pH
= S= S
J HydrolysegemischJ hydrolysis mixture
Alcalase O, 6 LJ Hydrolyse χ h VX)r dem AustragenAlcalase O, 6 LJ hydrolysis χ h VX) for discharging
pH-Stat (pH = 8, T = 50°C)pH-stat (pH = 8, T = 50 ° C)
(E/S = 4 4n NaOH(E / S = 4 4n NaOH
IIII
1. zentrifugation1. centrifugation
IIIIII
ZentrifugatiZentrifugati
j Auf schlärrroungj On slumber
1. ^feaäisiuf e .: 1. ^ e. :
IVIV
' Zentrifugation ' Centrifugation
ν.ν.
Abfallwaste
Zentrifugatcentrifugate
Abfall waste
4. 'Zentrifugation4. 'Centrifugation
.Zentrirr fugatCirrus fugat
H-OH-O
Jl. VJasch- ~A · stufe J l. Vjasch- A level
AufschlärrnnungAufschlärrnnung
XIXI
- " Z entrif ugat ion- "Z entrif ugat ion
XIIXII
Zentrifugatcentrifugate
H-O J ?.. Wasph- HO J ? .. Wasph-
Abfallwaste
Auf ρ ch la mrau jigOn ρ ch la mrau jig
XIIIXIII
. Zentrifugation, centrifugation
XIVXIV
Zentrifugat ·Centrifugate ·
Aufschlämmungslurry
Sprühtrocknenspray drying
XVXV
310 g lyophilisiertes SPS310 g lyophilized SPS
λ , r a nc ο 61 626 12 λ , ra nc ο 61 626 12
2Λ 6 17 5 2 -19-2Λ 6 17 5 2 -19-
Abschnitt 2!Section 2!
Charakterisierung von SPS und besonders Molekulargewi cht sve rteilungCharacterization of SPS and especially molecular weight distribution
Durch Gel^Chromatographie mit Hilfe einer HPLC-Vorrichtung (Waters Pumpe Model 6000, Waters Daten Modul 730 und Waters Refraktometer R 401) wurde die Molekulargewichtsverteilung des SPS, dessen Herstellung wie in der Beschreibung angegeben durchgeführt wurde, bestimmt (Pig· 4)· Mit Hilfe der gleichen Methode wurde auch die Molekulargewichtsverteilung der mit Hilfe von SPS-ase erhaltenen Abbauprodukte von SPS bestimmt (Pig· 5)· Außerdem wurde mit Hilfe der gleichen Methode der Anlagerungseffekt zwischen Sojaprotein und SPS (Pig· 6) und das NichtVorhandensein des Anlagerungseffekts zwischen Sojaprotein und SPS, das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mittels abgebaut worden war (Pig 7), gezeigt.By gel chromatography using an HPLC apparatus (Waters Pump Model 6000, Waters Data Module 730 and Waters Refractometer R 401), the molecular weight distribution of the SPS, whose preparation was carried out as described in the description, was determined (Pig x 4) Using the same method, the molecular weight distribution of the degradation products of SPS obtained with SPSase was also determined (Pig × 5). In addition, by the same method, the attachment effect between soybean protein and SPS (Pig × 6) and the absence of the attachment effect were inferred Soy protein and SPS, which had been degraded using the agent according to the invention (Pig 7) shown.
Die Eich-Kurve (der Logarithmus des Molekulargewichts gegen R^,wobei der R^-Wert für Glucose willkürlich als 1 definiert ist und der R^-Wert für ein spezielles Dextran als die Retentionszeit für dieses Dextran, dividiert durch die Retentionszeit für Glucose, definiert ist) wurde konstruiert mit Hilfe verschiedener Standard-Dextrane mit bekanntem Molekulargewicht (T 4, T 10, T 40, T 70, T 110, T 500). Der R^-Wert für das Maximum jedes Dextran-Peaks wurde festgestellt und das entspreThe calibration curve (the logarithm of the molecular weight against R 1, wherein the R 1 value for glucose is arbitrarily defined as 1 and the R 1 value for a specific dextran as the retention time for this dextran divided by the retention time for glucose, is defined) using various standard dextrans of known molecular weight (T 4, T 10, T 40, T 70, T 110, T 500). The R ^ value for the maximum of each dextran peak was determined and the corresponding
chende Molekulargewicht berechnet als V®w · ^n* wobei das Gewichtsmittel des Molekulargewichts und SL das Zahlenmittel für das Molekulargewicht ist. Als Eluens für dieses Ghromatographieverfahren wurde 0,1m lialO~-Lösung angewandt· Die für die Chromatographie angewandten Säulenthe molecular weight calculated as V® w * n * where the weight average molecular weight and SL is the number average molecular weight. The eluent used for this gyration procedure was 0.1 mM solution of the solution. The columns used for the chromatography
246 17 5 2246 17 5 2
61 626 12 - 20 -61 626 12 - 20 -
waren 60 cm PW 5000 und anschließend 60 cm PW 3000. Auf diese Weise wurde die Beziehung zwischen dem Molekulargewicht und dem Rp-Wert für die oben angegebenen Dextrane aufgestellt, siehe Pig· 3·were 60 cm PW 5000 and then 60 cm PW 3000. In this way, the relationship between the molecular weight and the Rp value for the above dextranes was set up, see Pig · 3 ·
Auf der Basis der Pig· 4 kann berechnet werden, daß SPS eine Molekulargewichtsverteilung besitzt, die zu einem Wert von M__ von ungefähr 5,4 x 10 -und einem Wert für von ungefähr 4,2 χ 10* führt# Aus dieser Figur geht auch hervor, daß das Chromatogramm zwei deutlich Peaks bei Retentionszeiten von 34,5 min (6 ^,entsprechend einem Molekulargewicht von ungefähr 5 x 10 und eine Rietentionszeit von 47»12 min (67 %), entsprechend eißem MoIekulargewicht von rund 4,9 x 1Ov zeigt· Aus die se jr Kurve geht hervor, daß zwischen diesen beiden Peaks eine Schulter existiert, bei einer Re ten tionszeit von 41,2!> min (27 %)t entsprechend einem Molekulargewicht von Ji,8 χ 10 ·On the basis of Pig * 4, it can be calculated that SPS has a molecular weight distribution leading to a value of M__ of approximately 5.4 x 10 and a value of approximately 4.2 x 10 * # This figure also goes show that the chromatogram shows two distinct peaks at retention times of 34.5 min (6 ^, corresponding to a molecular weight of approximately 5 x 10 and a retention time of 47 to 12 min (67 %), corresponding to an apparent molecular weight of approximately 4.9 x 10 ' From the curve, it can be seen that there is a shoulder between these two peaks, with a reaction time of 41.2!> min (27 %) t, corresponding to a molecular weight of Ji, 8 χ 10 ·
Nach dem Abbau des SPS mit SPS-ase wurde das Hydrolysegemisch durch eine Membran filtriert und das Piltrat chromatographiert· Es zeigte sich, daß ungefähr 55 % des SPS zu Mono-, Di- und Trisacchariden abgebaut waren, d und daß die verbleibenden 45 % zu einem Polymer abgebaut worden waren mit drei Peaks mit den folgenden Molekulargewichten: 5 χ 104, 10* "und 4,4 χ 103, siehe Pig· 5.After degradation of the SPS with SPS ase, the hydrolysis mixture was filtered through a membrane and the filtrate chromatographed. It was found that about 55 % of the SPS was degraded to mono-, di- and trisaccharides, d and that the remaining 45 % was of a polymer having three peaks with the following molecular weights: 5 × 10 4 , 10 × and 4.4 × 10 3 , see Pig × 5.
Um den Anlagerungs- bzw. Bindungseffekt zwischen Sojaprotein und SPS zu zeigen und die wesentliche Verringerung des Anlagerungseffekts zwischen Sojaprotein und SPS, das mit Hilfe einer SPS-ase abgebaut worden war, wurden die folgenden Versuche durchgeführt s.In order to show the attachment effect between soy protein and SPS and the substantial reduction of the soy protein-SPS attachment effect, which had been degraded by means of SPS ase, the following experiments were carried out s.
3 % SPS in 0,10m Acetatpuffer bei pH 4,5 wurden zu3 % SPS in 0.10m acetate buffer at pH 4.5 became too
2Λ617 5 2-2Λ617 5 2-
einer Aufschlämmung von Sojaisolat (Purina 35 500) gegeben, um eine Suspension mit einem Verhältnis Isolat zu SPS von 10 : 1 zu erhalten. Diese Suspension wurde 18 h auf einem Schüttelbad bei 500C inkubiert. Nach der Inkubation wurde die Suspension zentrifugiert und die klare überstehende Flüssigkeit durch HPLC, wie oben beschrieben, analysiert. Aus einem Vergleich der Fig. 6 mit Fig. 4 geht hervor, daß das SPS vollständig an das Sojaisolat adsorbiert ist.a slurry of soy isolate (Purina 35 500) to obtain a suspension with an isolate to SPS ratio of 10: 1. This suspension was incubated for 18 h on a shaking bath at 50 ° C. After incubation, the suspension was centrifuged and the clear supernatant liquid analyzed by HPLC as described above. From a comparison of Fig. 6 with Fig. 4 shows that the SPS is completely adsorbed to the soy isolate.
io . .· . '. ; ;;.;. ν- . . ' ; .. : . ; ; ' ' ' ·.io. · ·. '. ; ;. ;;. ν-. , ';..:.; ; '''·.
Das gleiche Verfahren, wie in dem vorhergehenden Absatz angegeben, wurde mit einer 3 prozentigen SPS-Lösung durchgeführt, die mit einer SPS-ase hydrolysiert worden war, die gebildet worden war von CBS 101.43 (Fig 7).The same procedure as given in the previous paragraph was carried out with a 3% SPS solution hydrolysed with a SPS ase formed from CBS 101.43 (Figure 7).
Ein Vergleich zwischen Fig. 7 und Fig. 5 zeigt, daß keine Verbindung in dem hydrolysieren SPS mit einem Molekulargewicht unter etwa 10 an das Sojaisolat adsorbiert war* Die Hydrolyse verringert die quantitative Anlagerung auf etwa 10 bis 15 %, bezogen auf die Anlage-A comparison between Fig. 7 and Fig. 5 shows that no compound in the hydrolyzed SPS having a molecular weight below about 10 was adsorbed to the soy isolate *. Hydrolysis reduces the quantitative addition to about 10 to 15%, based on the investment.
20 rung von SPS an Sojaprotein.20 PLC from soy protein.
Die NMR-Analyse des SPS, dessen Herstellung wie in der Beschreibung angegeben, durchgeführt wurde, zeigt die folgende ungefähre Zusammensetzung des SPS. .25/ · ; ... .The NMR analysis of the SPS, whose preparation was performed as indicated in the description, shows the following approximate composition of the SPS. .25 / · ; ....
1) dC -Galcturonsäure in einer Menge von etwa 45 %, wobei ungefähr 40 % der Gesamtmenge deroC-Galacturonsäure als Methylester vorliegen.1) dC-galacturonic acid in an amount of about 45%, with about 40 % of the total amount of the oC-galacturonic acid being present as methyl ester.
30 2) Rhamnopyranose in einer Menge von ungefähr 20 %. 30 2) Rhamnopyranose in an amount of about 20 %.
3) Galactopypyranose in einer Menge von ungefähr 15 % und3) galactopypyranose in an amount of about 15% and
35 4) ^-Xylopyranose in einer Menge von ungefähr 20 %. 35 4) ^ -xylopyranose in an amount of about 20 %.
- 22 -- 22 -
2A6 17 5 22A6 17 5 2
Die Bestandteile scheinen in einer Struktur vorzuliegen, umfassend eine Rhamnogalacturon-Hauptkette und Seitenketten aus Xylose und Galactose.The constituents appear to be in a structure comprising a rhamnogalacturon backbone and side chains of xylose and galactose.
Eine vollständige saure Hydrolyse von SPS (8h in 1 η HpSO, ) und anschließende Analyse durch Dünnschichtchromatographie (TLC) zeigte, daß auch kleinere Mengen der Monosaccharide Fucose und Arabinose in dem ; Jiydrolysierten SPS vorhanden waren.Complete acid hydrolysis of SPS (8h in 1 η HpSO,) and subsequent analysis by thin layer chromatography (TLC) showed that even minor amounts of the monosaccharides fucose and arabinose in the ; Jiydrolysierten PLC were present.
:'. ; Die HPLC-!-Analyse des SPS, das durch den SPS-ase-Enzymkomplex, der von CBS 101.43 gebildet war, abgebaut worden war, zeigte eine starke Reduktion des Molekulargewichts. In Übereinstimmung damit, zeigtt das NMR-Spektrum des wie oben angegeben abgebauten SPS, daß der Hauptteil der Estergruppen verschwunden war, und daß auch der Gehalt an Xylose und Galactose in dem höhermolekularen Material abgenommen hatte. Das NMR-Spektrum des Teils des SPS-Abbauproduktes, der durch Zugabe von einem Volumen Ethanol zu einem Volumen SPS-Abbauprodukt ausfällt, ist ähnlich dem NMR-Spektrum des SPS mit den oben erwähnten Modifikationen bezüglich der Estergruppen und des Gehalts an Xylose und Galactose.: '. ; HPLC analysis of the SPS degraded by the SPS ase enzyme complex formed by CBS 101.43 showed a strong reduction in molecular weight. Consistent with this, the NMR spectrum of the SPS degraded as indicated above indicates that most of the ester groups had disappeared and that the levels of xylose and galactose in the higher molecular weight material had also decreased. The NMR spectrum of the portion of the SPS degradation product precipitated by addition of one volume of ethanol to one volume of SPS degradation product is similar to the NMR spectrum of the SPS with the above-mentioned modifications to the ester groups and the content of xylose and galactose.
23 -23 -
24617 5 224617 5 2
Abschnitt 3Section 3
Dokumentation der Tatsache, daß SPS und APS unterschiedliche Verbindungen sind.Documentation of the fact that PLC and APS are different connections.
APS wurde hergestellt wie in Agr. Biol. Chem., Bd.36,Nr.4 S. 544 - 550 (1972).APS was produced as in Agr. Biol. Chem., Vol.36, No.4 pp. 544-550 (1972).
Dieses Polysaccharid und SPS wurden jetzt mit unter-schiedlichen Enzymen hydrolysiert, woraufhin das Abbaugemisch durch Gelchromatographie mit Hilfe einer HPLC-Ausrüstuhg untersucht wurde, wie in Abschnitt 2 "Charakterisierung von SPS, insbesondere Molekulargewichtsverteilung" angegeben.This polysaccharide and SPS were now hydrolyzed with different enzymes, after which the digestion mixture was assayed by gel chromatography using HPLC equipment as indicated in Section 2 "Characterization of SPS, especially Molecular Weight Distribution".
. . ' ' :"'.;- . ' ' :; '·.'. '.. .-.':':.: Im einzelnen wurden die Hydrolysen durchgeführt durch Behandlung von 25 ml Lösung von entweder 2 % APS oder 2 % SPS in 0,1 m Acetatpuffer, pH 4,5 mit 10 mg KRF 68 oder 30 mg Pectolyase. KRF 68 ist eine SPS-ase-Zubereitung, deren Herstellung in Beispiel 1 beschrieben wird· Die Ergebnisse gehen aus der folgenden Tabelle hervor., , '': '' - '.:;'. '...''· .. ..:': ': More specifically, the hydrolyses were carried out by treating 25 ml solution of either 2% or 2% APS SPS in 0.1 M acetate buffer, pH 4.5 with 10 mg KRF 68 or 30 mg pectolyase KRF 68 is a SPS ase preparation, the preparation of which is described in Example 1 The results are shown in the following table.
- 24 -- 24 -
246 17 5 2246 17 5 2
Abschnitt 4 ί Section 4 ί
Auswahl von SPS-ase bildenden Mikroorganismen.Selection of SPS-forming microorganisms.
Der zu untersuchende Mikroorganismus wird auf einem Agar-Schräge-Substrat mit einem Mittel inkubiert, das das Wachstum des Mikroorganismus ermöglicht. Nach einem anfänglichen Wachstum auf dem Agar-Schrägen-Substrat, wird der Mikroorganismus in ein flüssiges Hauptsubstrat überführt, in dem die Hauptkohlenstoffquelle SPS (hergestellt wie angegeben) ist, in dem die Stickstoffquelle N0,~, NH^+, Harnstoff, freie Aminosäuren, Proteine oder andere stickstoffhaltige Verbindungen ist und das darüberhinaus ein Gemisch von essentiellen Salzen und Vitaminen, vorzugsweise in Form von Hefeextrakt enthält« Die Zusammensetzung des Hauptsubstrats hängt ab von der Art des Mikroorganismus, wobei der wichtigste Faktor der ist, daß das Hauptsubstrat im Stande sein sollte, das Wachstum und den Metabolismus des Mikroorganismus zu unterstützen. Wenn das Wachsturn eine entsprechende Zeitlang in der Größenordnung von 1 bis 7 Tagen stattgefunden hat, je nach der Wachstumsgeschwindigkeit des betreffenden Mikroorganismus, wird eine Probe der Fermentationsbrühe auf SPS-ase nach der enzymatischen SPS-ase-Bestimmung, wie sie in dieser Beschreibung angegeben ist, analysiert oder nach irgend einer anderen SPS-ase-Bestimmung, die "maßgeschneidert" ist, für andere spezifische Verwendungen der SPS-ase als die Verwendung als Bestandteil eines Mittels zum Abbau von Sojarückstand.The microorganism to be examined is incubated on an agar slant substrate with an agent which allows the growth of the microorganism. After initial growth on the agar slant substrate, the microorganism is transferred to a main liquid substrate in which the main carbon source is SPS (prepared as indicated) in which the nitrogen source is N0, ~, NH ^ + , urea, free amino acids, The composition of the main substrate depends on the nature of the microorganism, the most important factor being that the main substrate should be capable of being formed to support the growth and metabolism of the microorganism. When the growth has taken place for a corresponding time of the order of 1 to 7 days, depending on the growth rate of the microorganism concerned, a sample of the fermentation broth is placed on SPS ase after the enzymatic SPS ase determination as indicated in this specification , analyzed or for any other SPS ase determination that is "tailor-made" for other specific uses of SPS ase than use as part of a soy residue remover.
Um ein empfindlicheres Verfahren zur Bestimmung der enzymatischen Aktivität zu erreichen, sollte die Temperatur auf 400C verringert und die Inkubationszeit aufIn order to achieve a more sensitive method for determining the enzymatic activity, the temperature should be lowered to 40 ° C. and the incubation time should be increased
24 617 5 2 -25-24 617 5 2 - 25 -
20 h erhöht werden während der Bestimmung der SPS-ase-Aktiyitat, wobei Antibiotika zu dem Substrat zugesetzt -werden sollten, um eine Infektion zu vermeiden.20 hours during the determination of the SPSase activity, antibiotics should be added to the substrate to avoid infection.
Bei Befolgung dieses Testverfahrens können andere SPS-ase-bildende Mikroorganismen gefunden werden, die sowohl zu der Art Aspergillus als auch zu anderen Arten gehören.By following this test procedure, other SPS ase-forming microorganisms belonging to both the species Aspergillus and other species can be found.
.'. Abschnitt 3 . ' . : : ' '. : . .. '. Section 3 . ' . :: ''. :. ,
io . .. .'' \'': : : .·. : ' ;' ." . · '\ : ' 'io. . .. '' \ '':::. ·. : ';' . ". '': ' '
Charakterisierung einiger SPS-ase bildender Mikroorganismen |. '/I ..'- ' . ' ' . .' ..'Characterization of some SPS-ase forming microorganisms |. '/ I .. ''.''. . ' .. '
Nach der hier angegebenen Suchmethode nach SPS-ase-bildenden Mikroorganismen hat es sich gezeigt, daß die im oberen Teil der folgenden Tabelle angegebenen Mikroorganismen SPS-ase-Bildner sind. Die Tabelle enthält auch einen Stamm,der zur Art Asp. japonicus gehört, jedoch kein SPS-ase-ßildner ist.According to the search method described here for SPS-ase-forming microorganisms, it has been found that the microorganisms indicated in the upper part of the following table are SPS-ase-formers. The table also contains a strain belonging to the species Asp. Japonicus, but not a SPS ase-bildner.
246 17 5 2246 17 5 2
Eine Kurz-Identifizierung der oben angegebenen Stämme findet sich in den folgenden Katalogen:A brief identification of the above strains can be found in the following catalogs:
List of Cultures 1978 Centraalbureau voor Schimmelcultures, Baarn, NiederlandeList of Cultures 1978 Centraal Bureau voor Schimmelcultures, Baarn, The Netherlands
Institute for Fermentation Osaka, List of Cultures, 1972, 5. Auflage, 17 - 85, Juso-honmachi 2-chome, Yodogawa-kU, Osaka 532, JapanInstitute for Fermentation Osaka, List of Cultures, 1972, 5th edition, 17-85, Juso-honmachi 2-chome, Yodogawa-kU, Osaka 532, Japan
;; ; ;, ;.; . . ' .. - '.." . - ' /. :: The American Type Culture Collection Catalogue of Strains I, 14. Auflage 1980, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852.;; ; ;,;.; , , '.. -' .. '-' /:.: The American Type Culture Collection Catalog of Strains I, 14th edition 1980, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852..
15 Alle oben angegebenen Stämme entsprechen gut der taxo nomisehen Beschreibung der Arten Asp. Japonicus und Asp. aculeatus, wie sie angegeben sind in The genus Aspergillus of Raper and Fennell, 1965 (siehe besonders S. 327 - 330).All of the above strains correspond well to the taxonomic description of the species Asp. Japonicus and Asp. Aculeatus as reported in The genus Aspergillus of Raper and Fennell, 1965 (see especially pp. 327-330).
'20 · . ν i-';:' : ' '. '. .· ' ..· .·; .' ' . ; Abschnitt 6 '20 ·. ν i- ';:': ''. '. · · .. · · ·; . ''.; Section 6
Allgemeine Beschreibung des Überlagerungsverfahrens bei der Immunoelektrophorese.General description of the overlay method in immunoelectrophoresis.
Es wurde ein als Agar-Uberlagerungs-Technik (top-agar overlay;technique) bezeichnetes Verfahren zur Identifizierung von einzelnen Bestandteilen eines Enzymkomplexes durch Kreuz-Immunoelektrophorese mit einemIt has been referred to as a top agar overlay technique for identifying individual components of an enzyme complex by cross-immunoelectrophoresis
30 poly-spezifischen Antikörper gegen alle Enzymkomponenten in dem Enzymkomplex entwickelt. Das Verfahren beruht auf der Tatsache, daß Enzyme nach der spezifischen Enzym^-Antikörper-Bindung noch aktiv sind oder anders gesagt, daß die aktiven Enzymstellen nicht iden-Developed 30 poly-specific antibodies against all enzyme components in the enzyme complex. The method is based on the fact that enzymes are still active after specific enzyme-antibody binding, or in other words, that the active enzyme sites are not identical.
35 tisch sind mit den Stellen der Enzym-Antikörper-Bindung.35 tables are with the sites of enzyme-antibody binding.
246 17 5 2-28-246 17 5 2- 28 -
Die Enzym-Aritikörper-Komplexe werden als deutliche Bögen während der Elektrophorese in dem Gel präzipitiert. Die Gelplatte wird mit löslichem SPS in Agar bedeckt. Nach 20 h langem Erwärmen auf 45°C in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 100 % erscheint der Bogen mit SPS-ase-Aktivität als klare Zone in der SPS-Deckschicht nach Ausfällung mit einem Gemisch aus gleichen Volumina Ethanol und Aceton bei Betrachtung gegen einen schwarzen Hintergrund. Bögen, die keine SPS-ase-Aktivität besitzen, bleiben unsichtbar.The enzyme-antibody complexes are precipitated as distinct arcs during electrophoresis in the gel. The gel plate is covered with soluble SPS in agar. After heating for 20 hours at 45 ° C in an atmosphere with a relative humidity of 100 % , the arc with SPS ase activity appears as a clear zone in the SPS cover after precipitation with a mixture of equal volumes of ethanol and acetone when viewed against a black background. Bows that have no SPS ase activity remain invisible.
Abschnitt 7Section 7
Immunoelektrophoretische Charakterisierung von SPS-ase mit polyspezifischen Antikörpern und Überlagerung.Immunoelectrophoretic characterization of SPS ase with polyspecific antibodies and overlay.
Kaninchen wurden mit dem SPS-ase haltigen Ehzymkomplex immunisiert, der erhalten worden war durch Fermentation von Aspergilluns aculeatüs CBS 101.43 wie in Beispiel 1 angegeben (KiIF 68) und der . polyspezifische Antikörper wurde in an sich bekannter Weise gewonnen. Mit Hilfe dieses polyspezifischen Antikörpers wurde eine Kreuz-Immunoelektrophorese des Enzymkomplexes, der durch Fermentation von Asp. aculeatüs CBS 101.43, wie in Beispiel 1 angegeben (KRF 68) erhalten worden war, durchgeführt, wie von N. H. Axelsen et al., in "A Manual of Quantitative Immuncoelectrophoresis", 6. Auflage 1977 beschrieben. Es wird auf Fig. 11 verwiesen, die die den unterschiedlichen von dem Mikroorganismus gebildeten Proteinen entsprechenden Bögen zeigt. Mit Hilfe des oben beschriebenen Agar-Überlagerungs- bzw. Überschichtungsverfahrens hat'es sich gezeigt, daß die schraffierten Bereiche der SPS-ase entsprechen.Rabbits were immunized with the SPS-ase containing enzyme complex obtained by fermentation of Aspergillus aculeatüs CBS 101.43 as indicated in Example 1 (KiIF 68) and. Polyspecific antibodies were obtained in a manner known per se. Using this polyspecific antibody, cross-immunoelectrophoresis of the enzyme complex obtained by fermentation of Asp. Aculeatüs CBS 101.43 as indicated in Example 1 (KRF 68) was performed as described by NH Axelsen et al., In A Manual of Quantitative Immunocelectrophoresis ", 6th Edition 1977. Reference is made to Figure 11, which shows the arcs corresponding to the different proteins produced by the microorganism. With the aid of the agar overlay method described above, it has been found that the shaded areas correspond to the SPS axis.
Wenn die oben angegebene Hypothese, daß die SPS-aseIf the above hypothesis that the SPS ase
- 29 -- 29 -
24 6 17 5 2 -24 6 17 5 2 -
61 626 1261 626 12
29 W-. .-- .. . ' - .., . ; '-. 29 W-. .-- .. '- ..,. ; '-.
aus zumindest zwei Enzymen besteht, richtig ist, ist der schraffierte Bereich der Bereich, in dem alle Enzyme, die für die SPS-ase-Aktivität verantwortlich sind, vorliegen· Wenn diese Enzyme bei anderen Arbeitsweisen nach der Erfindung durch Immunoelektrophorese auf solche Weise getrennt werden sollen, daß sie keinen gemeinsamen Bereich bedecken, kann ein Teil der SPS-ase-Aktivität noch identifiziert werden durch Immunoelektrophorese mit einer Überschichtung sowohl mit SPS als auch einer kommerziellen Pectinase.is true, the hatched area is the area where all the enzymes responsible for the SPS ase activity are present. When these enzymes are separated by immunoelectrophoresis in other ways according to the invention in such a way In order to avoid covering a common area, some of the SPS ase activity can still be identified by immunoelectrophoresis overlaid with both SPS and a commercial pectinase.
Abschnitt 8Section 8
Reinigung einer SPS-ase-ZubereitungCleaning a PLC ase preparation
Die Reinigung der SPS-ase-Zubereitung KRP 92 (siehe Beispiel 1) wurde durch Ionenaustausch durchgeführt· Der Puffer war 50 mM Iris (Tris-hydroxymethylaminomethan), der mit HCl auf pH 7,0 eingestellt war· Die Säule war eine Κ-5/30-Säule· Das Ionenaustauschermaterial war DEAE-Trisacryl (300 ml)· Die Durchflußgeschwindigkeit betrug 100 ml/h.The purification of the SPS ase preparation KRP 92 (see Example 1) was carried out by ion exchange. The buffer was 50 mM Iris (tris-hydroxymethylaminomethane) adjusted to pH 7.0 with HCl. The column was a Κ-5 / 30 column · The ion exchange material was DEAE-Trisacryl (300 ml) · The flow rate was 100 ml / h.
15 g der SPS-ase-Zubereitung KRP 92 wurden in 450 ml HpO bei 6 0G gelöst und alle weiteren angegebenen Verfahrensstufen zwischen 6 und 10 0C durchgeführt· Der pH-Wert wurde mit 1 m Tris auf 7,0 eingestellt. Die Säule wurde mit dem Puffer äquilibriert und dann die SPS-ase-Probe auf die Säule aufgegeben· Die optische Dichte (ODoqq) und die Leitfähigkeit wurden an dem Eluat gemessen (siehe Pig· 12)· Die Fraktion 1 war das Eluat, das nicht an das Ionenaustauschermaterial gebunden war. Dann wurde die Säule mit 2000 ml Puffer15 g of the SPS ase preparation KRP 92 were dissolved in 450 ml HpO at 6 0 G and carried out all other specified process steps between 6 and 10 0 C · The pH was adjusted to 7.0 with 1 M Tris. The column was equilibrated with the buffer and then the SPS ase sample was applied to the column. The optical density (ODoqq) and conductivity were measured on the eluate (see Pig. 12). The fraction 1 was the eluate which was not was bound to the ion exchange material. Then the column was filled with 2000 ml of buffer
0/C17C 1 61626 120 / C17C 1 61626 12
246 1 7 5 2 -3°-246 1 7 5 2 -3 ° -
gewaschen, wobei man die Fraktion 2 erhielt· Dann wurde ein 0-500 mM NaCl Gradient gebildet, wobei die Fraktionen 3 bis 9 erhalten wurden. Alle 9 Fraktionen wurden auf 200 ml eingeengt und gegen Wasser bis zu einer Leitfähigkeit von 2 mSi dialysiert. Dann wurden die 9 Fraktionen gefriergetrocknet. Nur die Fraktionen 1 und 2 zeigten SPS-ase-Aktivität.Then, a 0-500 mM NaCl gradient was formed to give fractions 3 to 9. All 9 fractions were concentrated to 200 ml and dialyzed against water to a conductivity of 2 mSi. Then the 9 fractions were freeze-dried. Only fractions 1 and 2 showed SPS ase activity.
Die Fraktion 1 wurde weiter durch Gelfiltration gereinigt. 1,5 g der Fraktion 1 wurden in 10 ml 50 mM Hatriumacetat, pH 4,5 (500 mM KCl) gelöst. Die Säule war eine 2,5 x 100-cm-Säule. Das Füllmaterial für die Gelfiltration war Sephacryl S-200. Die Durshflußgeschwindigkeit betrug 30 ml/h. Die Fraktionen, die Substanzen mit Molekulargewichten zwischen 70 000 und 100 000 enthielten, geeicht mit Globular Proteinen, enthielten einen Enzymkomplex, der als Faktor G bezeichnet wird und der bei Untersuchung nach dem qualitativen Agar-Test SPS nicht abbauen kann. SPS wird Jedoch nach dem qualitativen Agar-Test abgebaut, wenn der Faktor G mit einer Pectinase vermischt wird. Es hat sich gezeigt, daß der Faktor G imstande ist, Galactose, Fucose und einen Teil der Galacturonsäure von SPS abzuspalten, aber das Hauptabbauprodukt ist entsprechend der HPLC-Analyse noch ein hochmolekulares Produkt, das SPS sehr ähnlich ist.Fraction 1 was further purified by gel filtration. 1.5 g of fraction 1 were dissolved in 10 ml of 50 mM sodium acetate, pH 4.5 (500 mM KCl). The column was a 2.5 x 100 cm column. The gel filtration filler was Sephacryl S-200. The Durshflußgeschwindigkeit was 30 ml / h. The fractions containing substances with molecular weights between 70,000 and 100,000, calibrated with globular proteins, contained an enzyme complex referred to as factor G which, upon assaying after the qualitative agar test, can not degrade SPS. However, SPS degrades after the qualitative agar test when the factor G is mixed with a pectinase. It has been found that the factor G is able to cleave galactose, fucose and part of the galacturonic acid from SPS, but according to the HPLC analysis the main degradation product is still a high molecular weight product which is very similar to SPS.
Abschnitt 9,Section 9,
Abhängigkeit der Aktivität von pH-Wert und Temperatur sowie Stabilität einer SPS-aseDependence of the activity of pH and temperature as well as stability of a SPS-ase
Fig. 13 zeigt die pH-Wert-Abhängigkeit der Aktivität der SPS-ase-Zubereitung KRF 68· Von pH 2,7 bis pH 3,5Fig. 13 shows the pH dependence of the activity of the SPS ase preparation KRF 68 · from pH 2.7 to pH 3.5
2Λ6 17 5 22Λ6 17 5 2
wurde ein Ameisensäure-Puffer angewandt und von pH 3,7 bis 5,5 ein Acetat-Puffer.For example, a formic acid buffer was used, and from pH 3.7 to 5.5, an acetate buffer.
Fig. 14 zeigt die Abhängigkeit der Aktivität von der Temperatur der SPS-ase-Zubereitung KRF 68.FIG. 14 shows the dependence of the activity on the temperature of the SPS ase preparation KRF 68.
Fig. 15;zeigt die Temperatur-Stabilität der SPS-ase- Zubereitung KRF 68.Fig. 15 shows the temperature stability of the SPS ase preparation KRF 68.
- 32 -- 32 -
24.6.!7:5- 2 24.6.! 7: 5- 2
Abschnitt 10Section 10
Bestimmung der Enzyrn-Aktivität.Determination of enzyme activity.
Die unten angegebene Tabelle ist eine Zusammenfassung der verschiedenen-.Enzym-Aktivitäts-Bestimmungen mit Bezug aufThe table below is a summary of the various enzyme activity determinations with reference to
die Erfindung. - - - -.:. .The invention. - - - -.:. ,
Die in obiger Tabelle angegebene Literatur wird der folgenden Tabelle näher erläutert.The literature given in the above table is explained in more detail in the following table.
2Λ6 17 5 22Λ6 17 5 2
Besonders in Bezug auf die Bestimmung der Cellulose-Aktivität ist zu bemerken, daß die Analyse durchgeführt wurde, wie in AF 149/6-GB angegeben, und daß das Prinzip der Bestimmung erläutert ist in Analytical Biochemistry.With particular reference to the determination of cellulose activity, it should be noted that the analysis was carried out as indicated in AF 149/6-GB and that the principle of determination is explained in Analytical Biochemistry.
O/ C 17 C 0 6162612O / C 17 C 0 6162612
7 k BI 7 5 2 -34- 7 k BI 7 5 2 -34-
Bestimmung der Enzymaktivität von SPS-aseDetermination of the enzyme activity of SPS-ase
Die Bestimmung der Enzymaktivität von SPS-ase wurde in zwei Stufen durchgeführt, d* h· einem qualitativen Agarplatten-Test und einer quantitativen Bestimmung der SPS-ase-Aktivität, die auf der Messung der Gesamtmenge an freigesetzten Zuckern beruht· Wenn der qualitative Agarplatten-Test negativ ist, ist die SPS-ase-Aktivität Null, ungeachtet des Werts, der bei der quantitativen Bestimmung der SPS-ase-Aktivität erhalten wird· Wenn der qualitative Agarplatten-Test positiv ist, ist die SPS-ase-Aktivität gleich dem Wert, der bei der quantitativen Bestimmung der SPS-ase-Aktivität erhalten wird·The determination of the enzyme activity of SPS-ase was carried out in two stages, ie a qualitative agar plate test and a quantitative determination of the SPS ase activity, which is based on the measurement of the total amount of released sugars. If the qualitative agar plate If the qualitative agar plate assay is positive, the SPS ase activity is zero, regardless of the value obtained in the quantitative determination of the SPS ase activity. If the qualitative agar plate assay is positive, the SPS ase activity is equal to the value obtained in the quantitative determination of the SPS ase activity.
I· Qualitativer Agarplatten-TestI · Qualitative agar plate test
Eine SPS-Agarplatte wurde folgendermaßen hergestellt: Es wurde ein Puffer B hergestellt durch Einstellen von 0,3m Essigsäure auf einen pH-Wert von 4»5 mit Hilfe von 1n NaOH. 1 g SPS wird in 20 ml B gelöst· 1 g Agarose (HSB Litex) wird mit 80 ml B vermischt und unter RUhren zum Siedepunkt erhitzt. Wenn sich die Agarose gelöst hat, wird die SPS-Lösung langsam zugegeben· Die erhaltene 1 %ige SPS-Agarose-Iösung wird in ein Wasserbad von 60 0C gestellt· Die Platten werden jetzt durch Ausgießen von 15 ml der 1 jSigen SPS-Agarose-Losung auf eine waagerecht liegende Glasplatte von 10 χ 10 cm hergestellt· Dann werden neun Löcher im Abstand von 2,5 cm in die verfestigte Schicht der SPS-Agarose gestanzt· In jede Vertiefung werden 10/Ul einer 1 $Lgen Lösung des auf die SPS-ase-Aktivität zu untersuchenden Enzymproteins gegeben« Die Platte wird 16 hA SPS agar plate was prepared as follows: Buffer B was prepared by adjusting 0.3 M acetic acid to pH 4 »5 with 1 N NaOH. 1 g of SPS is dissolved in 20 ml of B · 1 g of agarose (HSB Litex) is mixed with 80 ml of B and heated with stirring to the boiling point. When the agarose has dissolved, the SPS solution is slowly added · The 1% SPS-agarose Iösung obtained is placed in a water bath at 60 0 C · The plates are now by pouring 15 ml of the 1 jSigen PLC agarose -Losung made on a horizontal glass plate of 10 χ 10 cm · Then nine holes at a distance of 2.5 cm punched into the solidified layer of the SPS agarose · In each well 10 / Ul of a 1 $ Lgen solution of the PLC ase activity to be examined enzyme protein given «The plate is 16 h
246175 2246175 2
61 626 1261 626 12
35 -35 -
bei 50 0CJund einer relativen Feuchtigkeit von 100 % inkubieri;· Jetzt wird noch nicht abgebautes SPS mit Hilfe einer Lösung von gleichen Volumina Ethanol und Aceton ausgefällt. Der SPS-ase-Agarplatten-Test ist positiv für eine Probe in einer bestimmten Vertiefung, wenn eine klare ringförmige Zone um diese Vertiefung entsteht· ./ ;; .' . .' / \ · : '. . :. "v ;.',at 50 0 CJund a relative humidity of 100% inkubieri · now not degraded SPS is precipitated with the aid of a solution of equal volumes of ethanol and acetone. The SPS Ase agar plate test is positive for a sample in a particular well when a clear annular zone is formed around this well. . ' , . ' / \ ·: '. , :. 'v;',
II· Test zur quantitativen Bestimmung der SPS-ase-AktivitätII. Test for the quantitative determination of the SPS ase activity
Der Zweck dieses Versuches liegt in der Bestimmung der Enzymaktivität, die imstande ist, SPS in einem solchen Maß abzubauen, daß die Abbauprodukte eine stark verringerte oder keine Adsorption oder Bindungsaffinität an Sojaprotein zeigen· Versuche haben gezeigt, daß der Teil der SPS-Abbauprodukte, der durch ein Gemisch gleicher Volumina Wasser und Ethanol nicht ausgefällt wird, keine Adsorptions- oder Bindungsaffinität gegenüber Sojaprotein besitzt·The purpose of this experiment is to determine the enzyme activity capable of degrading SPS to such an extent that the degradation products show greatly reduced or no adsorption or binding affinity to soybean protein. Tests have shown that the portion of the SPS degradation products, the is not precipitated by a mixture of equal volumes of water and ethanol, has no adsorption or binding affinity to soy protein.
Die SPS-ase-Bestimmung beruht auf der Hydrolyse von SPS unter Standardbedingungen und anschließende Ausfällung des Teils des SPS, der nicht hydrolysiert worden ist, mit Ethanol· Nach der Ausfüllung wird der Gehalt an nicht ausgefällten Kohlenhydraten bestimmt durch quantitative Analyse auf den Gesamtzuckergehalt·The SPS ase determination is based on the hydrolysis of SPS under standard conditions and subsequent precipitation of the part of the SPS which has not been hydrolysed with ethanol. · After filling, the content of non-precipitated carbohydrates is determined by quantitative analysis on the total sugar content.
Die Standardbedingungen sind:The standard conditions are:
24 b 1 / t> L -36-24 b 1 / t> L -36-
Temperatur: 50°CTemperature: 50 ° C
pH: ' :"':- ; .· .; -/4,'5· >:.··=:: -:.. :" ,' /. " ' . Reaktionszeit:yergleich 210 min nur mit Substrat, . anschließend 2 min mit zugesetztem ' ..·.' ' '·, ,: /Enzym',;-y,- ·' ' ...· -v'-";'.-.,. ' r '. .pH: ' : "': - ;. ·.; - / 4, '5 ·>: ·· = :: - : ..:",' /. Reaction time: equal to 210 min only with substrate, then 2 min with added ' . '' · ,, : / Enzyme ',; -y, - ·''... · -v' - ";'.-.,.'r'. ,
Hauptwert 212 min.Main value 212 min.
Die Vorrichtung umfaßt:The device comprises:
Thermostatisch geregeltes Rüttel-Wasserbad von 500C Magnetruhrer ZentrifugeThermostatically controlled vibrating water bath of 50 0 C magnetic pulser centrifuge
Eis-Wasser-BadIce-water bath
Die Reagenzien umfassen:The reagents include:
Puffer: 0,6 m Essigsäure in entmirieralisiertemBuffer: 0.6 M acetic acid in defloccinated
Wasser (a) 15 1,0 m NaOH (b)Water (a) 15 1.0 M NaOH (b)
Substrat: Der pH-Wert von 50 ml a wird mit b aufSubstrate: The pH of 50 ml a is raised to b
4,5 eingestellt, dann werden 4,0 g SPS zugegeben und nach Lösung des SPS wird der pH-Wert wieder auf 4,5 eingestellt und das Volumen mit entionisiertem Was-4.5 are added, then 4.0 g of SPS are added and after dissolution of the SPS, the pH is readjusted to 4.5 and the volume is treated with deionized water.
? .. . ser auf 100 ml gebracht. ? ... brought to 100 ml.
Abbruch-Reagenz:Absolutes Ethanol.Stop Reagent: Absolute Ethanol.
Eine SPS-^ase-Einheit (SAE oder SPSU) ist definiert als die SPS-ase-Aktivität, die unter den oben angegebenen Standardbedingungen eine Menge an in 50 %-igem Ethanol löslichen Kohlenhydrat, entsprechend 1 /uMol Galactose pro Minute freigesetzt.A SPSase unit (SAE or SPSU) is defined as the SPS ase activity which liberates an amount of 50 % ethanol soluble carbohydrate, corresponding to 1 / μM galactose per minute, under the standard conditions given above.
Selbst wenn der Anfangsteil der Enzym-Standardkurve gerade ist, ist festzustellen, daß er den (0·0) PunktEven if the initial part of the enzyme standard curve is even, it is noted that it is the (0x0) point
- 37 -- 37 -
24617 5 2 -37-24617 5 2 -37-
nicht schneidet· Abschnitt TO b does not intersect · section TO b
Enzymatische Bestimmung der den Rückstand lösenden Aktivität , ausgedrückt als SRtJM 120Enzymatic determination of residue-solubilizing activity expressed as SRtJM 120
Bei dem Verfahren zur Bestimmung der Hydrolyseaktivität wird der unlösliche Anteil an entfettetem deproteinisiertem und enthülltem Sojamehl unter Standardbedingungen hydrolysiert· Die Enzymreaktion wird mit dem Abbruchreagens angebrochen und der unlösliche Anteil abfiltriert· Die Menge an gelösten Polysacchariden wird spektrophotometrisch bestimmt nach Säurehydrolyse· '";' .-: ' . ;'- ...... . ν ^;^'· ' ''..In the method for the determination of the hydrolysis activity, the insoluble portion of degreased deproteinized and uncovered soybean meal is hydrolyzed under standard conditions. The enzyme reaction is started with the demolition reagent and the insoluble portion is filtered. The amount of dissolved polysaccharides is determined spectrophotometrically after acid hydrolysis. .-: '.;' - ....... ν ^; ^ '·' '' ..
Entsprechend dem Verfahren werden Carbohydrasen mit Endo- sowie Exoaktivitat bestimmt·According to the method, carbohydrases with endo- and exo-activity are determined ·
Das Substrat für diese Enzymbestimmung ist identisch mit dem für das SRU-Verfahren beschriebenen Rückstandsubstrat· Das Substrat wird als 3 %ige Lösung in dem unten erwähnten Oitratpuffer gelöst;The substrate for this enzyme determination is identical to the residue substrate described for the SRU process. The substrate is dissolved as a 3% solution in the below-mentioned octitrate buffer;
0,1 η Citrat-Phosphat-Puffer pH 4f50.1 η citrate-phosphate buffer pH 4f5
5,24 g Citronensäure 1-Hydrat (Merck Art 244) 8,12 g Dinatriumhydrogenphosphat 2-Hydrat (Merck Art 6580)5.24 g citric acid 1 hydrate (Merck Art 244) 8.12 g disodium hydrogen phosphate 2 hydrate (Merck Art 6580)
ad 11 entmineralisiertes Wasser pH 4,5 ±0,05 14 Tage stabil·ad 11 demineralised water pH 4.5 ± 0.05 14 days stable ·
H U I / O / - 38 - H UI / O / - 38 -
Das Abbruchreagenz besitzt die folgende Zusammensetzung:The termination reagent has the following composition:
100 ml 0,5 η NaOH100 ml of 0.5 N NaOH
200 ml 96 % Ethanol200 ml of 96 % ethanol
Bis zur Verwendung im Kühlschrank aufbewahren.Store in the refrigerator until use.
Eine Sojarückstand-lösende-Einheit (SRUM) 120 (M für manuell) ist die Menge Enzym, die unter den angegebenen Reaktionsbedingungen pro Minute gelöste (solubilisierte) Polysaccharide entsprechend 1 /uMol Galactose freisetzt.A soy residue solubilizing unit (SRUM) 120 (M for manual) is the amount of enzyme that releases dissolved (solubilized) polysaccharides per minute, corresponding to 1 / μmole galactose, under the given reaction conditions.
Abschnitt 10cSection 10c
Enzymatische Bestimmung der proteolytischen Aktivität.Enzymatic determination of proteolytic activity.
Verfahren zur Bestimmung von Proteinase in saurem Medium.Method for the determination of proteinase in acidic medium.
Das Verfahren beruht auf dem Abbau (Digestion) von denaturiertem Hämoglobin durch das Enzym bei 400C, pH 3,2 innerhalb von 30 min. Das nicht abgebaute Hämoglobiji wird mit 14 #-iger Trichloressigsäure (Gew./Vol.) ausgefällt.The method is based on the degradation (digestion) of denatured hemoglobin by the enzyme at 40 0 C, pH 3.2 within 30 min. The undegraded hemoglobin is precipitated with 14% trichloroacetic acid (w / v).
- 39 -- 39 -
246 17246 17
Alle Erizympröben werden hergestellt durch Lösen in 0,1 m Acetat-Pufferj pH 3,2.All Erizympröben are prepared by dissolving in 0.1 M acetate buffer pH 3.2.
Das Hämoglobinsubstrat wird hergestellt unter Verwendung von 5,0glyophilisiertem Rinder-Hämoglobin-Pulver konserviert mit 1 % Thiomersalat und 100 ml entmirieralisiertem Wasser und 10 min gerührt, wobei der pH-Wert anschließend mit 0,33 η HCl auf 1,7 eingestellt . wird...Λ .: . ; ' ::::"'-, ' .' :.. .· ~": V . . '. ''The hemoglobin substrate is prepared using 5.0 g lyophilized bovine hemoglobin powder preserved with 1 % thiomersalate and 100 mL of defibrillated water and stirred for 10 minutes, then the pH is adjusted to 1.7 with 0.33 η HCl. will ... Λ.:. ; ' : ::: "' -, ' .' . .. · ~ ": V. , '. ''
Nach weiterem 10 min langem Rühren wird der pH-Wert mit 1 η NaOH auf 3,2 eingestellt. Das Volumen dieser Lösung wird mit 0,2 m Acetatpuffer auf 200 ml erhöht. Dieses Hämoglobin-Substrat muß im Kühlschrank aufbewahrt werden, wo es sich 5 Tage hält.After stirring for a further 10 minutes, the pH is adjusted to 3.2 with 1 N NaOH. The volume of this solution is increased to 200 ml with 0.2 M acetate buffer. This hemoglobin substrate must be stored in the refrigerator where it will last for 5 days.
Das Hämoglobin-Substrat wird auf Raumtemperatur gebracht. Zum Zeitpunkt Null werden 5 ml Substrat in ein Reagenzröhrchen gegeben, das 1 ml Enzym enthält. Nach 1 s langem Schütteln wird das Röhrchen 30 min in ein Wasserbad von 4O0C gegeben. Nach genau 30 min werden 5 ml 14 %-ige Trichloressigsäure in das Reaktionsröhrchen gegeben, das dann geschüttelt und 40 min auf Raumtemperatur gebracht wird.The hemoglobin substrate is brought to room temperature. At time zero, 5 ml of substrate are added to a test tube containing 1 ml of enzyme. After 1 s after shaking the tube for 30 min placed in a water bath at 4O 0 C. After exactly 30 minutes, 5 ml of 14% trichloroacetic acid are added to the reaction tube, which is then shaken and brought to room temperature for 40 minutes.
Für die Blindprobe wird das Hämoglobin-Substrat auf Raumtemperatur gebracht. Zum Zeitpunkt Null werden 5 ml des Substrats in ein Reagenzröhrchen, enthaltend 1 ml Enzym, gegeben. Nach 1 s langem Schütteln wird das Röhrchen 5 n»in in ein Wasserbad von 400C gestellt. Nach genau 5 min werden 5 ml 14 % Trichloressigsäure in das Reagenzglas gegeben, das dann geschüttelt und 40 min auf Raumtemperatur gebrachtFor the blank, the hemoglobin substrate is brought to room temperature. At time zero, 5 ml of the substrate is placed in a test tube containing 1 ml of enzyme. After shaking for 1 second, the tube is placed in a water bath at 40 ° C. for 5 minutes. After exactly 5 minutes, 5 ml of 14 % trichloroacetic acid are added to the test tube, which is then shaken and brought to room temperature for 40 minutes
30 wird.30 becomes.
- 40 -- 40 -
SJ I f J C -40- SJ I f JC -40-
Nach 40 min werden die Blindproben und die Proben geschüttelt, ein- oder zweimal durch Berzelius-Filter Nr. 0 filtriert und in ein Spektrophotometer gegeben. Die Probe wird gegenüber der Blindprobe bei 275 nm abgelesen, während das Spektrophotometer gegen Wasser eingestellt ist.After 40 minutes, the blanks and the samples are shaken, filtered once or twice through Berzelius No. 0 filter and placed in a spectrophotometer. The sample is read against the blank at 275 nm while the spectrophotometer is set against water.
Da die Absorption von Tyrosin bei 275 nm ein bekannter Faktor ist, ist es nicht notwendig, eine Tyrosin-Standardkurve zu bilden, soweit es nicht erforderlieh ist, das Beckman-Spektrophotometer zu überprüfen.Since the absorption of tyrosine at 275 nm is a known factor, it is not necessary to form a tyrosine standard curve unless it is necessary to check the Beckman spectrophotometer.
1 HUT ist die Enzymmenge, die in 1 min ein Hydrolysat bildet, das in der Absorption bei 275 nm einer Lösung von 1,10 /Ug/ml Tyrosin in 0,006 η HCl entspricht. Dieser Absorptionswert beträgt 0,0084. Die Reaktion sollte bei 400C und pH 3,2 30 min lang ablaufen.1 HUT is the amount of enzyme that forms a hydrolyzate in 1 min, which, when absorbed at 275 nm, corresponds to a solution of 1.10 / μg / ml tyrosine in 0.006 η HCl. This absorption value is 0.0084. The reaction should proceed at 40 ° C. and pH 3.2 for 30 minutes.
HUT = Probe-Blindprobe χ Vol. in ml HUT = sample blank χ vol. In ml
0,0084 Reaktionszeit in min0.0084 reaction time in min
HUT = χ Λ± = (p_B) χ ^ ^ HAT = χ Λ ± = (p _ B) χ ^ ^
0,0084 300.0084 30
(P-B) χ 43,65(P-B) χ 43,65
HUT/g Enzym =HAT / g enzyme =
Die Untersuchung der Abhängigkeit der Proteasestabilität in KRF 68 vom pH-Wert durch die HUT-Analyse mit pH-Werten von 2,0 bis 8,0 zeigte, daß die StabilitätThe study of the dependence of protease stability in KRF 68 on pH by HUT analysis with pH values of 2.0 to 8.0 showed that stability
- 41 -- 41 -
6 17 5 2;6 17 5 2;
der Protease oberhalb pH 8,0 sehr gering war, siehe Pig. 16.the protease was very low above pH 8.0, see Pig. 16th
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die folgenden Beispiele 1 bis 8 verwiesen, wobei Beispiel 1 die Herstellung von SPS-ase erläutert und die Beispiele 2 bis 8 die Anwendung der SPS-ase auf ein Soja-Ausgangsmaterial erläutern, um ein gereinigtes pflanzliches Protein zu erhalten. Andere Anwendungen der SPS-ase sind in dem Abschnitt zwischen Beispiel 8 und der Zusammenfassung der Figuren angegeben.For a more detailed explanation of the invention, reference is made to the following Examples 1 to 8, wherein Example 1 illustrates the preparation of SPS ase and Examples 2 to 8 illustrate the application of SPS ase to a soy source to add a purified vegetable protein receive. Other applications of SPS-ase are given in the section between example 8 and the summary of the figures.
Es wurden einige Fermentationen mit den hier angegebenen Stämmen von Asp« aculeatus und Asp. Japonicus im Labormaßstab durchgeführt. Hierbei erhielt man Mittel, enthaltend SPS-ase, entsprechend dem hier angegebenen SPS-ase-Test. Da jedoch verhältnismäßig große Mengen an SPS-ase erforderlich sind, um Anwendungsversuche durchzufuhren, wurden ähnliche Versuche im Pilotmaßstab durchgeführt, siehe das folgende Beispiel 1.Several fermentations were carried out on a laboratory scale with the strains of Aspacleatus and Asp. Japonicus indicated herein. This gave an agent containing SPS ase, according to the here indicated SPS ase test. However, since relatively large amounts of SPS are required to run application trials, similar pilot scale experiments were performed, see Example 1 below.
B e i s pi el 1Example 1
Herstellung von SPS-ase in einer PilotanlageProduction of SPS-ase in a pilot plant
Eine SPS-ase wurde durch Submers-Fermentation von Aspergillus aculeatus GBS 101*43 hergestellt.An SPS ase was prepared by submerged fermentation of Aspergillus aculeatus GBS 101 * 43.
In einem Fernbach-Kolben wurde ein Agar-Substrat der folgenden Zusammenstellung hergestellt:In a Fernbach flask, an agar substrate of the following composition was prepared:
Pepton Difco 6gPeptone Difco 6g
Aminolin Ortana 4gAminolin Ortana 4g
Glucose 1gGlucose 1g
Hefeextrakt Difco 3gYeast Extract Difco 3g
248175 2248175 2
Fleischextrakt Difco 1,5gMeat Extract Difco 1,5g
KH2PO^ Merck 20 gKH 2 PO ^ Merck 20 g
Malzextrakt Evers 20 gMalt extract Evers 20 g
entmineralisiertes H2O ad 1000 mldemineralized H 2 O ad 1000 ml
Der pH-Wert wurde zwischen 5,3 und 5,35 eingestellt. Dann wurden 40 g Agar (Difco) zugegeben und das Gemisch 20 min im Autoklaven bei 12O0C behandelt. Das Substrat wird als E-Agar bezeichnet.The pH was adjusted between 5.3 and 5.35. Then, 40 g of agar (Difco) were added and the mixture was treated for 20 min in an autoclave at 12O 0 C. The substrate is called E agar.
Der Stamm CBS 101.43 wurde auf einer E-Agar-Schräge (370C) gezüchtet. Die Sporen von der Schräge wurden in sterilisierter Magermilch suspendiert und die Suspension in Gläsern lyophilisiert. Der Inhalt einer Ampulle mit lyophilisiertem Inhalt wurde in den Fernbach-Kolben gegeben. Der Kolben wurde dann 13 Tage bei 300C inkubiert.The strain CBS 101.43 was cultivated on an E-agar slant (37 0 C). The spurs from the slope were suspended in sterilized skimmed milk and the suspension was lyophilized in glasses. The contents of a vial of lyophilized contents were placed in the Fernbach flask. The flask was then incubated at 30 ° C. for 13 days.
Es wurde ein Substrat mit der folgenden Zusammensetzung in einem 500 1 Impf-Fermenter hergestellt.A substrate having the following composition was prepared in a 500 1 seeding fermentor.
CaCO, 1,2 kgCaCO2, 1.2 kg
Glucose 7,2 kgGlucose 7.2 kg
20 Rofec (Maiswasser-Feststoffe) 3,6 kg20 Rofec (maize water solids) 3.6 kg
Sojabohnenöl 1,2kgSoy 1,2kg
Leitungswasser wurde bis zu einem Gesamtvolumen von ungefähr 240 1 zugegeben. Der pH-Wert wurde vor der Zugabe von CaCO, auf ungefähr 5,5 eingestellt. Das Substrat wurde in dem Impf-Fermenter 1h bei 1210C sterilisiert. Das Endvolumen vor der Beimpfung betrug ungefähr 300 1.Tap water was added to a total volume of approximately 240 liters. The pH was adjusted to about 5.5 before the addition of CaCO3. The substrate was sterilized in the seed fermenter for 1 h at 121 ° C. The final volume before inoculation was about 300 l.
Die Sporensuspension aus dem Fernbach-Kolben wurde inThe spore suspension from the Fernbach flask was in
246175 2246175 2
den Impf-Fermentor überführt. Die Bedingungen der Impf-Fermentation waren:transferred the vaccine fermenter. The conditions of the seed fermentation were:
Fermentortyp: üblicher belüfteter und gerührter Fermenter mit einem Verhältnis Höhe : Durchmesser von ungefähr · ' . ^: ' ' .-2.3. 'r ' ν · ' . " .' -." ' ; Fermenter type: conventional aerated and stirred fermenter with a ratio height: diameter of approximately. ^: ''.-2.3. ' r ' ν · '. ". ' -. "';
Rühren: 300 UpM (zwei Turbinen-Propellerrührer) ;Stirring: 300 rpm (two turbine propeller stirrers);
Belüftung: 300 Normal Liter Luft pro Minute Temperatur: 30 bis 310CVentilation: 300 normal liters of air per minute Temperature: 30 to 31 0 C
Druck: 1,5 bar (0,5 ato) Zeit: etwa 28 hPressure: 1.5 bar (0.5 ato) time: about 28 h
Ungefähr 28 h nach der Beimpfung wurden 150 1 aus dem Impf-Fermenter in den Hauptfermenter überführt.Approximately 28 hours after inoculation 150 μl were transferred from the seed fermenter to the main fermenter.
15 In einem 2 500 1 Hauptfermentor wurde ein Substrat der folgenden Zusammensetzung hergestellt:In a 2 500 liter main fermentor, a substrate of the following composition was prepared:
Geröstetes Sojamehl 90 kg KH2Pp^ . 20 kgToasted Soy Flour 90 kg KH 2 pp ^. 20 kg
Pluronic 150 ^Pluronic 150 ^
Leitungswasser wurde bis zu einem Gesamtvolumen von etwa 900 1 zugegeben· Das geröstete Sojamehl wurde in Wasser suspendiert. Der pH-Wert wurde mit NaOH auf 8,0 eingestellt und die Temperatur auf 500C erhöht. Daraufhin wurden etwa 925 Anson-Einheiten Alcalase 0,6 L zu der Suspension gegeben. Das Gemisch wurde 4 h bei 500C und pH 8,0 (Na2CO, Zugabe) ohne Belüftung unter Normaldruck (null ato) und Rühren mit 100 UpM gehalten. Anschließend wurden die restlichen Bestandteile des Substrats zugegeben und der pH-Wert mit Phosphorsäure auf ungefähr 6,0 eingestellt. Das Substrat wurde in dem Hauptfermenter 1,5 hTap water was added to a total volume of about 900 liters. The roasted soy flour was suspended in water. The pH was adjusted to 8.0 with NaOH and the temperature raised to 50 0 C. Thereafter, approximately 925 Anson units of Alcalase 0.6 L were added to the suspension. The mixture was maintained at 50 ° C. for 4 h and pH 8.0 (Na 2 CO, addition) without aeration under normal pressure (zero ato) and stirring at 100 rpm. Subsequently, the remaining components of the substrate were added and the pH was adjusted to about 6.0 with phosphoric acid. The substrate was in the main fermenter for 1.5 h
- 44 -- 44 -
2 k 6 ι 7 5 2 - 44 -2 k 6 ι 7 5 2 - 44 -
bei 123 °0 sterilisiert. Das Endvolumen vor der Beimpfung betrug ungefähr 1080 1·sterilized at 123 ° C. The final volume before inoculation was approximately 1080 1x.
Dann wurden 150 1 Impfkultür zugesetzt· Die Permentationsbedingungen waren:Then 150 μl of seed culture were added. The conditions of the fermentation were:
Permentertyp: Üblicher belüfteter und gerührter Permen-Type of per- menter: Usual aerated and stirred permen-
ter mit einem Verhältnis Höhe : Durchmesser von ungefähr 2,7 Iheight with a diameter of approximately 2.7 l
Rühren: 250 UpM (zwei Turbinen-Propellerrührer)Stirring: 250 rpm (two turbine propeller stirrers)
Belüftung: 1200 Normal Liter Luft pro Minute Temperatur: 30 0C Druck: 1,5 bar (0,5 ato) Zeit: etwa 151 hVentilation: 1200 normal liters of air per minute Temperature: 30 0 C Pressure: 1.5 bar (0.5 ato) Time: about 151 h
Zwischen ungefähr 24 und ungefähr 116 h der Fermentation wurde eine Pectinlösung aseptisch zu dem Hauptfermenter mit konstanter Geschwindigkeit von ungefähr 8 l/h zugeführt· Die Pectinlösung der folgenden Zusammensetzung wurde in einem 500 1 Dosierungstank hergestellt:Between about 24 and about 116 hours of fermentation, a pectin solution was aseptically added to the main fermenter at a constant rate of about 8 L / hr. The pectin solution of the following composition was prepared in a 500 L dosage tank:
x' Genu pectin (Citrus-Typ HP) x ' Genu pectin (Citrus type HP)
Leitungswasser wurde auf ein Gesamtvolumen von etwa 325 1 zugegeben· Das Substrat wurde in dem Dosierungstank 1h bei 121 0C sterilisiert. Das BndvolumenTap water was added to a total volume of about 325 L. The substrate was sterilized in the dosing tank for 1 h at 121 ° C. The volume of volume
246 17 5 2-45-246 17 5 2-45-
vor dem Beginn der Dosierung bzw. Zugabe betrug ungefähr 360 1* Nach Auslauf dieser Menge wurde ein zweiter ähnlicher Ansatz hergestellt. Das Gesamtvolumen an Pectinlösung für eine Fermentation betrug ungefähr 725 1.Before the start of dosing or addition was about 360 1 * After expiration of this amount, a second similar approach was prepared. The total volume of pectin solution for fermentation was approximately 725 l.
Nach ungefähr 151 h langer Fermentation wurde die Fermentation abgebrochen. Die ungefähr 1850 1 Kulturbrühe wurden auf ungefähr 5° C gekühlt uj dem folgenden Verfahren gewonnen.After about 151 hours of fermentation, the fermentation was stopped. The approximately 1850 L of culture broth was cooled to approximately 5 ° C by the following procedure.
wurden auf ungefähr 5 C gekühlt und die Enzyme nachwere cooled to about 5 C and the enzymes after
Die KuItürbrühe wurde mit Hilfe eines Vakuum-Trommelfilters (Dorr Oliver), das mit Filterhilfe (Hy-flosuper-cel Diatomeenerde) beschichtet war, filtriert. Das Filtrat wurde durch Eindampfen auf ungefähr 15 96 des Volumens der KuItürbrühe eingeengt. Das Konzentrat wurde über eine Seitz-Filterfolie (Type supra 100) mit 0,25 % Hy-flo-super-cel als Filterhilfe filtriert (in der folgenden Tabelle als Filtration I bezeichnet). Das Filtrat wurde mit 561 g (NH^)2SO^/1 bei pH 5,5 ausgefällt und 4 % Hy-flo-super-cel Diatomeenerde als Filterhilfe zugegeben. Der Niederschlag und die Filterhilfe wurden durch Filtration über ein Rahmenfilter getrennt. Der Filterkuchen wurde in Wasser gelöst und unlösliche Bestandteile über ein Rahmenfilter abfiltriert. Das Filtrat wurde (check) filtriert,über eine Seitz-Filterfolie (type supra 100) mit 0,25 % Hy-flo-super-cel als Filterhilfe (in der folgenden Tabelle als Filtration II bezeichnet). Das Filtrat wurde über eine Ultrafiltrationsvorrichtung diafiltriert. Nach der Diafiltration wurde die Flüssigkeit auf einen Feststoffgehalt von 12,7 # eingeengt (in der folgenden Tabelle als Feststoff gehalt im Konzentrat bezeichnet).The culture broth was filtered using a vacuum drum filter (Dorr Oliver) coated with filter aid (Hy-flosuper-cel diatomaceous earth). The filtrate was concentrated by evaporation to about 15% of the volume of the culture broth. The concentrate was filtered through a Seitz filter film (Type supra 100) with 0.25 % Hy-flo-super-cel as a filter aid (referred to as Filtration I in the following table). The filtrate was precipitated with 561 g (NH 2 ) 2 SO 4 / l at pH 5.5 and 4 % Hy-flo-super-cel diatomaceous earth added as a filter aid. The precipitate and filter aid were separated by filtration through a frame filter. The filter cake was dissolved in water and insoluble constituents were filtered through a frame filter. The filtrate was filtered (check) over a Seitz filter film (type supra 100) with 0.25 % Hy-flo-super-cel as a filter aid (referred to as Filtration II in the following table). The filtrate was diafiltered through an ultrafiltration device. After diafiltration, the liquid was concentrated to a solids content of 12.7 # (referred to as solids in the concentrate in the following table).
- 46 -- 46 -
2461724617
Eine fakultative Basenbehandlung zur teilweisen Entfernung der Proteaseaktivität kann zu diesem Zeitpunkt durchgeführt werden. Im Fall, daß die Basenbehandlung angewandt wird, wird sie lh bei einem pH-Wert von 9,2 durchgeführt, woraufhin der pH-Wert auf 5,0 eingestellt wird.An optional base treatment to partially remove the protease activity may be performed at this time. In the case where the base treatment is applied, it is carried out at pH 9.2 for 1 hour, whereupon the pH is adjusted to 5.0.
Jetzt wird die Flüssigkeit (check) filtriert und zum Zwecke der Keimverminderung filtriert und das FiI-trat über eine Gefriertrockenvorrichtung von Stokes gefriergetrocknet.Now the liquid is (check) filtered and filtered for the purpose of germ reduction and the filtrate is freeze-dried over a Stokes freeze-drier.
Es wurden vier Fermentationsansätze in der unten angegebenen Weise durchgeführt, wobei der für die Fermentation angewandte Stamm die Durchführung der fakultativen Basenbehandlung und andere Parameter verändert Vurde wie in der folgenden Tabelle anFour fermentation runs were carried out in the manner indicated below with the strain used for the fermentation altering the performance of the optional base treatment and other parameters. As in the following table
gegeben .given.
Nach der Filtration zur Keimverringerung wird das KonzentratAfter filtration for germ reduction, the concentrate becomes
im Verhältnis 1 : 2,3 eingeengt. Ein kleinerer Teil des eingeengten Filtrats wurde sprühgetrocknet und der verbleibende Rest wurde gefriergetrocknet.concentrated in the ratio 1: 2.3. A minor portion of the concentrated filtrate was spray dried and the remainder was freeze-dried.
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24617 5 2-24617 5 2-
Um die Proteaseaktivität weiter zu verringern, wurden einige der oben angegebenen Zubereitungen wie unten angegeben behandelt, wobei nur eine der drei Alternativen A, B und C durchgeführt wurdeοTo further reduce protease activity, some of the above formulations were treated as indicated below with only one of the three alternatives A, B and C carried out
A. 100 g SPS-ase-Zubereitung werden in 1 1 entionisiertem Wasser unter Rühren bei 100C - 20C gelöst. Der pH-Wert wird mit 4 η NaOH auf 9,1 eingestellt. Diese Basenbehandlung wird 1h lang durchgeführt. Der pH-Wert wird dann mit Eisessig auf 4,5 eingestellt und das Gemisch gegen eiskaltes entionisiertes Wasser bis zu einer Leitfähigkeit von 3 mSi dialysiert. Dann wird (das Produkt) gefroren und lyophilisiert.A. 100 g of SPS-ase preparation are dissolved in 1 l of deionized water while stirring at 10 0 C - 2 0 C. The pH is adjusted to 9.1 with 4 N NaOH. This base treatment is carried out for 1 hour. The pH is then adjusted to 4.5 with glacial acetic acid and the mixture is dialyzed against ice-cold deionized water to a conductivity of 3 mSi. Then (the product) is frozen and lyophilized.
. " * ' . , "* '.
B. 500 g SPS-ase-Zubereitung werden in 4 1 entionisiertem Wasser unter Rühren beil O0C - 2°C gelöst. Der pH-Wert wird mit 4 η NaOH auf 9,1 eingestellt. Diese Basenbehandlung wird 1 h lang durchgeführt. Der pH-Wert wird mit Eisessig auf 5,0 eingestellt. Das erhaltene Material wird lyophilisiert.B. 500 g of SPS ase preparation are dissolved in 4 l of deionized water with stirring at 0 ° C.-2 ° C. The pH is adjusted to 9.1 with 4 N NaOH. This base treatment is carried out for 1 h. The pH is adjusted to 5.0 with glacial acetic acid. The resulting material is lyophilized.
C. 50 g SPS-ase-Zubereitung werden in 400 ml entionisiertem Wasser unter Rühren bei 100C - 2°C gelöst. Der pH-Wert wird mit 4 η NaOH auf 9,1 eingestellt. Diese Basenbehandlung wird 1 h lang durchgeführt. Dann wird der pH-Wert mit Eisessig auf 5,7 verringert. Das erhaltene Material wird lyophilisiert.C. 50 g of SPS-ase preparation are dissolved in 400 ml of deionized water with stirring at 10 0 C - 2 ° C dissolved. The pH is adjusted to 9.1 with 4 N NaOH. This base treatment is carried out for 1 h. Then the pH is reduced to 5.7 with glacial acetic acid. The resulting material is lyophilized.
-48 --48 -
246 17 5 2246 17 5 2
Die oben angegebenen Zubereitungen werden in der folgenden Tabelle durch ihre Enzymaktivitäten nach der Erfindung charakterisiert.The preparations indicated above are characterized in the following table by their enzyme activities according to the invention.
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246 175 2 —B e i s p j e 1 2 (Anwendungs-Beispiel)246 175 2 - B eispje 1 2 (Application example)
Dieses Beispiel beschreibt die Bildung eines ρ·ν·ρ. aus einem enthülsten und entfetteten Sojamehl "Sojamel 13"· Der Peststoffgehalt dieses Mehls betrug 94,0 %, und der Gehalt an (N σ 6,25) auf Peststoffbasis betrug 58,7 %· Das Sojamehl wurde mit der SPS-ase-Zubereitung KRP 68 BII (Beispiel 1) auf die folgende Weise behandelt: -This example describes the formation of a ρ · ν · ρ. from a hulled and defatted soybean meal "Sojamel 13" · The level of pesticides of this flour was 94.0 %, and the content of (N σ 6.25) on the basis of pesticides was 58.7 % · The soya flour was made with the SPS-ase preparation KRP 68 BII (Example 1) is treated in the following way:
85,2 g des Sojamehls wurden in 664,8 g Wasser suspendiert und unter Rühren bei 50 0C gehalten und der pH-Wert mit Hilfe von 7,5 ml 6 η HCl auf 4,5 eingestellt· 50 g einer Lösung, enthaltend 4,00 g der erwähnten SPS-ase-Zubereitung, wurden zugegeben und das Reaktionsgemisch dann 240 min bei 50 0C gerührt· Das Gemisch wurde dann in einer Laborzentrifuge (Beckmann Model J-6B) 15 min bei 3000 χ g zentrifugiert· Die überstehende Flüssigkeit wurde gewogen und nach Kjeldahl auf N sowie auf den Peststoffgehalt untersucht. Die feste Phase wurde dann mit einem Volumen Wasser entsprechend der bei der ersten Zentrifugetion erhaltenen Menge an /überstehender Flüssigkeit gewaschen· Diese Operation wurde zweimal durchgeführt* Die feste Phase wurde dann gefriergetrocknet, gewogen und nach Kjeldahl auf N sowie auf den Peststoffgehalt untersucht. Die bei dem Versuch erhaltenen Ergebnisse gehen aus Tabelle 2·1 hervor: . '"' -: : . ; - 85.2 g of the soy flour was suspended in 664.8 g of water and kept under stirring at 50 0 C and the pH-value by means of 7.5 ml of 6 η HCl adjusted to 4.5 x 50 g of a solution containing 4 , 00 g of the mentioned SPS ase preparation were added and the reaction mixture was then stirred for 240 min at 50 ° C. The mixture was then centrifuged in a laboratory centrifuge (Beckmann Model J-6B) for 15 min at 3000 g. The supernatant was weighed and examined for Kjeldahl on N as well as on the pesticide content. The solid phase was then washed with one volume of water corresponding to the amount of supernatant liquid obtained in the first centrifugation. This operation was carried out twice. The solid phase was then freeze-dried, weighed and examined for Kjeldahl to N and for the pesticide content. The results obtained in the experiment are shown in Table 2 · 1:. '''-: -.
246 17 5 2246 17 5 2
Tabelle 2.1 ErgebnisseTable 2.1 Results
So erhielt man ein p<,vop. mit einer Proteinreinheit, d.h. Nx 6,25, bezogen auf die Feststoffe, von 91,4 % und mit einer Gesamtausbeute an Protein von 83 %,'. This gave a p <, v o p. with a protein purity, ie Nx 6.25, based on the solids, of 91.4 % and with a total protein yield of 83 %.
B e i sp ie I 3 (Anwendungsbeispiel) B e i le 3 (application example)
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Proteinausbeuten, die Nährstoffqualität und einige funktioneile Eigenschaften von Sojaproteinprodukten zu vergleichen, die nach den folgenden drei Verfahren hergestellt worden waren«This example was performed to compare protein yields, nutritional quality, and some functional properties of soy protein products prepared by the following three methods.
A. Übliche isoelektrische Ausfällung zur Herstellung von Sojaprotein-Isolat.A. Conventional isoelectric precipitation for the production of soy protein isolate.
B. Übliches isoelektrisches Waschverfahren zur Herstellung von Sojaprotein-Konzentrat.B. Conventional isoelectric washing process for the production of soy protein concentrate.
C· Isoelektrisches Waschverfahren nach der Erfindung, umfassend ein den Rückstand lösendes Enzym zur Bildung von p.v.ps C · Isoelectric washing process according to the invention, comprising a residue-dissolving enzyme for the formation of pvp s
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λ,λΠγ - 61 626 12λ, λ Π γ - 61 626 12
24 6 1 7.5 2 -52-24 6 1 7.5 2 -52-
Um einen wirklichen Vergleich des erfindungsgemäßen Verfahrens (C) mit den üblichen Verfahren für Sojaprotein (A und B) zu erhalten, wurde das gleiche Ausgangsmaterial in allen drei Fällen angewandt· Die Versuche wurden auch so durchgeführt, daß entsprechende 5?emperatüren und Behandlungszeiten in allen drei Fällen angewandt wurden· lediglich die pH-Werte waren unterschiedlich aufgrund der fundamentalen Unterschiede zwischen den drei Versuchen·In order to obtain a true comparison of process (C) according to the invention with the usual processes for soybean protein (A and B), the same starting material was used in all three cases. The experiments were also carried out in such a way that corresponding 5 'emperatures and treatment times in all only the pH values were different due to the fundamental differences between the three experiments
A· Übliche isoelektrische Ausfällung zur Herstellung von Sojaprotein-IsolatA · Typical isoelectric precipitation for the production of soy protein isolate
425»8 g Sojamehl wurden in 3574f2 g Leitungswasser bei 50 0C extrahiert4 der pH-Wert wurde mit 20,1 g 4n NaOH auf 8,0 eingestellt· Nach 1stündigem Rühren wurde die Aufschlämmung bei 3000 χ g 15 min unter Verwendung von 41-1-Bechern in einer Laborzentrifuge (Beckmann Model J-6B) zentrifugiert· Das Zentrifugat I und der Niederschlag I wurden gewogen« Der Niederschlag I wurde wie- ; der mit Wasser auf ein Gesamtgewicht von 4000 g extrahiert· Die Temperatur wurde auf 50 0C gehalten, der pH-Wert mit 4n NaOH auf 8 eingestellt und die Aufschlämmung 1 h gerührt· Das Gemisch wurde zentrifugiert und das Zentrifugat II und der Niederschlag II wie oben gewogen· Von den Zentrifugaten I und II und dem Niederschlag II wurden Proben entnommen nach Kjeldahl und auf den Feststoffgehalt untersucht· Anschließend wurden die Zentrifugate I und II vermischt und auf 50 0C gehalten· Das Protein wurde dann isoelektrisch bei pH 4,5 mit Hilfe von 45 g 6n HOl ausgefällt· Nach 1stündigem Rühren bei 50 0C wurde das Protein durch 15 min langes Zentrifugieren bei 3OOO χ g gewonnen· Das Zentrifugat IHwurde gewogen und nach Kjeldahl auf N sowie auf den·-Feststoff-425 »8 g of soy flour were in 3574 f 2 g of tap water at 50 0 C extrahiert4 the pH was adjusted with 20.1 g of 4N NaOH to 8.0 · After stirring for 1 hour, the slurry was χ at 3000 g for 15 min using Centrifuge 41-1 beakers in a laboratory centrifuge (Beckmann Model J-6B). Centrifuge I and Precipitate I were weighed. Precipitate I became like; The temperature was maintained at 50 ° C., the pH adjusted to 8 with 4N NaOH and the slurry stirred for 1 h. The mixture was centrifuged and the centrifugate II and the precipitate II as weighed from above. Centrifuges I and II and precipitate II were sampled for Kjeldahl and analyzed for solids content. Subsequently, centrifugates I and II were mixed and kept at 50 ° C. The protein was then isoelectrically carried at pH 4.5 Aid of 45 g of 6N HCl was precipitated. After stirring for 1 hour at 50 ° C., the protein was recovered by centrifugation at 300,000 g for 15 minutes. The centrifugate IH was weighed and analyzed according to Kjeldahl on N and on the solid.
2461724617
gehalt analysiert. Die feste Phase III wurde gewogen und mit Wasser in einer Menge entsprechend dem Gewicht des Zentrifugats I gewaschen. Der Waschvorgang wurde durchgeführt durch 1 stündiges Rühren bei 500C. Das gewaschene Protein wurde durch 15 min langes Zentrifugieren bei 3000 χ g gewonnen. Das Zentrifugat IV und die feste Phase IV wurden gewogen» Das Zentrifugat IV wurde nach Kjeldahl auf N sowie auf den Feststoffgehalt analysiert. Die feste Phase wurde in 1550 g Wasser von 5O0C suspendiert und der pH-Wert mit 17 g 4 η NaOH auf 6,5 eingestellt. Das Gemisch wurde 1 h gerührt und der pH-Wert, soweit erforderlich, wieder auf 6,5 eingestellte Schließlich wurde das Produkt gefriergetrocknet, gewogen und nach Kjeldahl auf N sowie auf denanalyzed. The solid phase III was weighed and washed with water in an amount corresponding to the weight of the centrifugate I. The washing was carried out by stirring at 50 ° C. for 1 hour. The washed protein was recovered by centrifuging at 3000 g for 15 minutes. Centrifuge IV and solid phase IV were weighed. "Centrifuge IV was analyzed for Kjeldahl to N and for solids content. The solid phase was suspended in 1550 g of water at 5O 0 C and the pH is adjusted with 17 g of 4 η NaOH adjusted to 6.5. The mixture was stirred for 1 h and the pH adjusted back to 6.5, if necessary. Finally, the product was freeze-dried, weighed and weighed according to Kjeldahl on N and on
Feststoffgehalt analysiert. Die Berechnungen der Men- ; genbilanz sind in Tabelle 3.1 angegeben. ;Analyzed solids content. The calculations of the men-; Genetic balance is given in Table 3.1. ;
-Tabelle 3.1 -Table 3.1 -
£<t,.U I / J£ <t, .U I / J
Tabelle 3.1 Berechnung der Mengenbilanz bei der üblichenTable 3.1 Calculation of the mass balance in the usual way
isoelektrischen Ausfällung zur Herstellung von Sojaprotein-Isolat.isoelectric precipitation for the production of soy protein isolate.
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2U175 22U175 2
B. Isoelektrisches Waschverfahren zur Herstellung von So-japrotein-KonzentratB. Isoelectric Washing Process for the Preparation of Sojaprotein Concentrate
".' ' .·. . '. .' j". ' '.' '.' '. j
425,6 g Sojamehl wurden in 3574 g Wasser von 50 0C gewaschen. Der pH-Wert wurde mit 44,8 g 6n HCl auf 4,5 eingestellt» Das Waschen wurde 4 h unter Rtihren durchgeführt· Die Aufschlämmung wurde dann 15 min in einer Laborzentrifuge (Beckmann Model J-6B) bei 3000 χ g zentrifugiert, wobei 41-1-Becher verwendet wurden· Das .Zentrifuget I wurde gewogen und nach Kjeldahl auf .Bf sowie auf den Peststoffgehalt analysiert· Die feste Phase I wurde gewogen und erneut mit Wasser bis zu einem Gesamtgewicht von 4000 g gewaschen· Der pH-Wert wurde wieder mit 1,7 g 6n HCl auf 4,5 eingestellt und die Aufschlämmung 30 min bei 50 0C gerührt· Die Masse wurde zentrifugiert, und das Zentrifuget II und die Feststoffe; II wurden wie oben gewogen* Die feste Phase II wurde er-j neut in 1575 g HgO bei 50 0C suspendiert und der pH-Wert mit 34,5 g 4n NaOH auf 6,5 eingestellt. Das Gemisch wurdjs 1 h bei 50 0C gerührt und der pH-Wert, soweit notwendig, wieder auf 6,5 eingestellt. Schließlich wurde das Proteinprodukt gefriergetrocknet, gewogen und nach Kjeldahl auf Έ sowie auf den Peststoffgehalt analysiert. Die Mengenbilanz ist in Tabelle 3*2 angegeben·425.6 g of soybean meal were washed in 3574 g of water at 50 ° C. The pH was adjusted to 4.5 with 44.8 g of 6N HCl. The washing was carried out under rinses for 4 h. The slurry was then centrifuged at 3000 g for 15 minutes in a laboratory centrifuge (Beckman Model J-6B) The centrifuges I were weighed and analyzed for Kjeldahl to .Bf and for the pesticide content. The solid phase I was weighed and washed again with water to a total weight of 4000 g. The pH became again adjusted to 4.5 with 1.7 g of 6N HCl and the slurry stirred at 50 ° C. for 30 min. The mass was centrifuged and the centrifuge II and the solids; II were weighed as above * The solid phase II was called on-j neut suspended in 1575 g HgO at 50 0 C and the pH is adjusted with 34.5 g of 4N NaOH to 6.5. The mixture was stirred for 1 h at 50 0 C and the pH, if necessary, adjusted to 6.5 again. Finally, the protein product was freeze-dried, weighed and analyzed for Kjeldahl on Έ and for the level of pesticide. The mass balance is given in Table 3 * 2.
Tabelle 3·2 Berechnung der Mengenbilanz beim isoelektrischen Waschen zur Herstellung von Sojaprotein-KonzentratTable 3 · 2 Calculation of the quantity balance in isoelectric washing for the production of soy protein concentrate
2Λ6172Λ617
61 626 1261 626 12
C. Isoelektrisches Waschverfahren unter Verwendung eines den Rückstand lösenden Enzyms zur Bildung von p,v„p,C. Isoelectric washing process using a residue-solubilizing enzyme to form p, v "p,
425,8 g Sojamehl wurden in 3524,2 g Wasser bei 50 0C gewaschen, der pH-Wert wurde mit Hilfe von 43,7 g 6n HCl auf 4,5 eingestellt· 24 g der SPS-ase-Zubereitung KKF 68 BIII (Beispiel 1) wurden in 26 g Wasser gelöst und zu dem Waschgemisch zugegeben» Der425.8 g of soya flour were washed in 3524.2 g of water at 50 0 C, the pH was adjusted with the aid of 43.7 g of 6N HCl to 4.5 x 24 g of the SPS-ase preparation KKF 68 BIII ( Example 1) were dissolved in 26 g of water and added to the washing mixture
24 617 5 224 617 5 2
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Waschvorgang wurde dann 4 h unter Rühren durchgeführt. Anschließend wurde die Reinigung, wie bei B beschrieben, durchgeführt, wobei die Mengen an 6 η HCl, 4 η NaOH und Wasser zum erneuten Suspendieren die einzifpi Parameter mit abweichenden (unterschiedlichen) Werten sind. Die Mengenbilanz ist in Tabelle 3.3 angegebeneWashing was then carried out with stirring for 4 hours. Subsequently, the purification was carried out as described in B, with the amounts of 6 η HCl, 4 η NaOH and water for resuspension being the only parameters with different (different) values. The mass balance is given in Table 3.3
Berechnung der Mengenbilanz bei dem isoelektrischen Waschen einschließlich des den Rückstand lösenden Enzyms zur Herstellung von p.v.p.Calculation of the mass balance in the isoelectric washing, including the residue-solubilizing enzyme for the preparation of p.v.p.
1) Analyse, des Bioteknisk Institut, Holbergsvej 10, DK-6000 Koläing, Denmark1) Analysis, Bioteknisk Institute, Holbergsvej 10, DK-6000 Kolaing, Denmark
2) Analyse" des Qvist's Laboratorium, Marseiis Boulevard 169, DK-8000, Aärhus C, Denmark2) Analysis of Qvist's Laboratory, Marseiis Boulevard 169, DK-8000, Aärhus C, Denmark
246175 2 -246175 2 -
Die Aminosäurezusammensetzungen der drei Proteinprodukte wurden bestimmt siehe Tabelle 3.4. Der Gesamtgehalt an essentiellen Aminosäuren, die chemische Bewertung und der Index der essentiellen Aminosäuren (EAAI) wurde berechnet nach dem FAO Bezugsmuster vonThe amino acid compositions of the three protein products were determined, see Table 3.4. The total content of essential amino acids, the chemical rating and the index of essential amino acids (EAAI) were calculated according to the FAO reference pattern of
Der Gehalt an Trypsininhibitor der drei Produkte wurde bestimmt mit Hilfe des in A.O.C.S. Tentative Method Ba 12 - 75 (A.O.C.S. ist eine Abkürzung für American Oil Chemists* Society) beschriebenen Verfahrens. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3.5 angegeben, die auch die Ausbeuten und das Verhältnis Protein zu Feststoffen der drei Produkte zeigt.The content of trypsin inhibitor of the three products was determined by means of the method described in A.O.C.S. Tentative Method Ba 12-75 (A.O.C.S. is an abbreviation for American Oil Chemists * Society) method described. The results are shown in Table 3.5, which also shows the yields and the protein to solids ratio of the three products.
- Tabellen 3e4 und 3.5 -- Tables 3e4 and 3.5 -
aas = Bewertung der Aminosäure, bezogen auf das FAO-Bezugsmuster (1957)aas = evaluation of the amino acid based on the FAO reference pattern (1957)
2A6175 22A6175 2
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Tabelle 3.5 Verfährens-Charakteristika und Trypsin-Inhi-Table 3.5 Tracing Characteristics and Trypsin Inhi-
bitor-Gehalt der drei Protein-Produkte A, B und C.bitor content of the three protein products A, B and C.
Der Index der Stickstofflöslichkeit (NSI) wurde in einer 1 %-igen Proteindispersion bei pH 7,0 in 0,2 m NaCl-Lösung bzw. in destilliertem Wasser bestimmt« Nach 45 min langem Rühren mit einem Magnetrührer wurde die Suspension 30 min mit 4000 χ g zentrifugiert und die überstehende Lösung auf Stickstoff untersucht. Die Stickstofflöslichkeit wurde berechnet als (lösliches N ^/Gesamt N %). Die Ergebnisse dieser Berechnung für die drei Produkte sind in Tabelle 3.6 angegeben.The index of nitrogen solubility (NSI) was determined in a 1% protein dispersion at pH 7.0 in 0.2 M NaCl solution or in distilled water. After stirring for 45 minutes with a magnetic stirrer, the suspension was stirred for 4,000 min Centrifuged und g and the supernatant solution examined for nitrogen. The nitrogen solubility was calculated as (soluble N 2 / total N %). The results of this calculation for the three products are given in Table 3.6.
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2461724617
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Die Emulgierfähigkeit wurde dreimal an jedem Produkt durch eine leicht modifizierte Swift-Titration bestimmt. 4,0 g (N χ 6,25) des Produktes wurden in 250 ml 0,5 m NaCl mit einem Sorval Omnimixer bei niederer Geschwindigkeit vermischt. 50 ml der Suspension wurden in ein Mischglas gegeben und 50 ml Sojabohnenöl zugesetzt. Anschließend wurde das gesamte Gemisch gewogen. Das Öl-Wasser-Gemisch wurde dann mit 10 000 UpM homogenisiert, wobei das Glas in einem Eisbad stand. Eine zusätzliche Menge Sojabohnenöl wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,3 ml/s zugegeben, bis die Emulsion zusammenfiel. Die Gesamtmenge an Öl, die vor dem "Endpunkt" zugesetzt wurde, wurde durch Wiegen festgestellt. iEmulsifying ability was determined three times on each product by a slightly modified Swift titration. 4.0 g (N χ 6.25) of the product was mixed in 250 ml of 0.5 M NaCl with a Sorval Omnimixer at low speed. 50 ml of the suspension was added to a mixing glass and 50 ml of soybean oil was added. Subsequently, the entire mixture was weighed. The oil-water mixture was then homogenized at 10,000 rpm, with the glass standing in an ice bath. An additional amount of soybean oil was added at a rate of 0.3 ml / s until the emulsion collapsed. The total amount of oil added before the "end point" was determined by weighing. i
Die Emulgierfähigkeit wurde berechnet als ml öl pro Gramm Protein (N χ 6,25). Die Dichte des Öls wurde mit 0,9 g/ ml angenommen.Emulsifying ability was calculated as ml of oil per gram of protein (N χ 6.25). The density of the oil was assumed to be 0.9 g / ml.
Die Mittelwerte der Bestimmungen der Emulgierfähigkeit der drei Produkte sind in Tabelle 3·6 angegeben.The mean values of the determinations of the emulsifying ability of the three products are given in Table 3 × 6.
Die Aufschlagbarkeit wurde in einer 3 %-igen Proteinlösung bei pH 6,5 bestimmt. 250 ml der wässrigen Dispersion der Proteinproben wurden mit Geschwindigkeit III 4 min in einem Hobart-Mischer (Modell N-50),der mit einem Drahtquirl versehen war, aufgeschlagen. Die Aufschlagbarkeit bzw. Ausdehnung beim Aufschlagen wurde berechnet nach der FormelThe whippability was determined in a 3% protein solution at pH 6.5. 250 ml of the aqueous dispersion of protein samples were whipped at speed III for 4 minutes in a Hobart mixer (Model N-50) equipped with a wire whisk. The Aufschlagbarkeit or expansion at impact was calculated according to the formula
V-250 Ausdehnung beim Aufschlagen = 250 χ 100 %, V-250 expansion at impact = 250 χ 100%,
in der V das Endvolumen des aufgeschlagenen Produktes in ml bedeutet.where V is the final volume of the product in ml.
246 17 5 2246 17 5 2
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V wurde gemessen durch erneutes Füllen des Mischerglases mit Wasser. Es vrurden Doppelversuche für jede der drei Proben durchgeführt. Die erhaltenen Mittelwerte!V was measured by refilling the mixer glass with water. There were duplicate experiments for each of the three samples. The obtained mean values!
' ' ' · ' ·'' '. j '' '·' · '' '. j
sind in Tabelle 3.6 angegeben, jare given in Table 3.6, j
' . . ..-'. ' ' ' . ' . ι Die Schaumstabilitat wurde als Verhältnis zwischen djer '. , ..- '. '' '. '. The foam stability was measured as the ratio between djer
Menge Schaum, die nach 3 minütigem Ablaufen verblietj und der ursprünglichen Schaummenge bestimmt. 1 g des nach dem oben angegebenen Verfahren geschäumten bzw. aufgeschlagenen Produktes wurde in einen Kunststoffzylinder (Durchmesser 7 cm, Höhe 9 cm) mit einem Drahtnetz mit einer Maschenweite von 1 χ 1 mm gegeben. Der Zylinder wurde auf einen Trichter auf einem Glaszylinder gegeben und das Gewicht (B) der abgelaufenen Flüssigkeit in dem Glaszylinder bestimmt. Die Schaumstabi-Amount of foam that fades after 3 minutes of running and determines the original amount of foam. 1 g of the foamed or whipped product according to the above-mentioned method was placed in a plastic cylinder (diameter 7 cm, height 9 cm) with a wire mesh with a mesh size of 1 χ 1 mm. The cylinder was placed on a funnel on a glass cylinder and the weight (B) of the elapsed liquid in the glass cylinder was determined. The foam stabilizer
15 lität FS ist definiert durch die Gleichung15 FS is defined by the equation
FS = A T B x 100 %. FS = A T B x 100 %.
Die Ergebnisse dieser Bestimmung sind in Tabelle3.6 angegeben.The results of this determination are given in Table 3.6.
in dieser Beschreibung definiert als die Brookfield-Viskosität gemessen mit Hilfe von T-Spindeln in einem Brookfield Helipath-Ständer. Die Gele wurden hergestellt durch Wärmebehandlung von 12 %-igen Proteinsuspensionen in 0,5 m NaCl. Die Wärmebehandlung wurde in geschlossenen Dosen mit einem Durchmesser von 7»3 cm und einer Höhe von 5 cm, die in ein Wasserbad gestellt wurden, das auf 80 und 1000Cin this specification defined as the Brookfield viscosity measured by T-spindles in a Brookfield Helipath stand. The gels were prepared by heat treatment of 12% protein suspensions in 0.5 M NaCl. The heat treatment was carried out in closed cans with a diameter of 7 »3 cm and a height of 5 cm placed in a water bath at 80 ° C and 100 ° C
durchgeführtcarried out
gehalten wurde, jeweils innerhalb von 30 miny Sie Dosen wurden gekühlt und bevor sie geöffnet und (der Inhalt) gemessen wurde ,thermostatisch auf 200C einge-was maintained, each within 30 to miny cans were cooled and opened and before it (the content) was measured, thermostatically controlled at 20 0 C einge-
- 63 -- 63 -
24 617 5 224 617 5 2
- 63 -- 63 -
stellt. Die Ergebnisse der Messungen sind In Tabelle : 3.6 angegeben.provides. The results of the measurements are given in Table: 3.6.
Tabelle 3.6 Funktionelle Eigenschaften der, drei Protein-Produkte. : : :Table 3.6 Functional properties of, three protein products. :::
B e i spiel 4 ( Anwendungsbeispiel) Example 4 (application example)
Ein p.v.p. wurde hergestellt nach dem in Beispiel 3c beschriebenen Verfahren mit der Ausnahme, daß die Gellulase-Aktivität teilweise von Trichoderma reseei stammte Die im Handel erhältliche Cellulasezuberei-A p.v.p. was prepared according to the procedure described in Example 3c with the exception that the gellulase activity was partly derived from Trichoderma reseei. The commercially available cellulase preparation was
2Λ6 17 5 22Λ6 17 5 2
- 64 - - 64 -
tung CELLUCLASTCELLUCLAST
wurde iait einer Base bei niederer Temperatur auf diewas mixed with a base at low temperature
folgende Weise behandelt. Der pH-Wert einer 10 %-igentreated the following way. The pH of a 10%
NaOH auf Celluclast-Lösung in Wasser wurde mit-v9,2 eihge-NaOH on Celluclast solution in water was washed with -v9.2.
stellt und die so erhaltene Lösung auf 5°C gekühlt. Nach 1h bei diesem pH-Wert und dieser Temperatur wurde der pH erneut mit 20 %-iger Essigsäure auf 4,7 eingestellte Die Lösung wurde über Nacht bei 50C gehalten und dann steril filtriert. Das Filtrat wurde gefriergetrocknet. 4 g des gefriergetrockneten Produktes zusammen mit der SPS-ase-Zubereitung KRF 68 BIII (Beispiel 1) zugegeben. Die beiden Enzyme wurden in 172 g Wasser vor der Zugabe zu dem Wasch-Gemisch gelöst. Die Bestimmung der Mengenbilanz ist in Tabelle 4.1 an^and the resulting solution is cooled to 5 ° C. After 1 hour at this pH and this temperature, the pH was again with 20% acetic acid adjusted to 4.7 The solution was kept overnight at 5 0 C and then sterile filtered. The filtrate was freeze-dried. 4 g of the freeze-dried product are added together with the SPS ase preparation KRF 68 BIII (Example 1). The two enzymes were dissolved in 172 g of water prior to addition to the wash mixture. The determination of the mass balance is given in Table 4.1
15 gegeben.15 given.
' :.. ' .. I ': ..' .. I
Der Versuch zeigt, daß diese spezielle SPS-ase-Zubereitung schon eine wirksame Cellulase enthält, da der Zusatz von Celluclast das Verhältnis Protein : Feststoffen nicht beeinflußt. Andere SPS-ase-Zubereitungen können jedoch weniger Cellulase enthalten, z.B. KRF 92, siehe die Tabelle unmittelbar vor Beispiel 2.The experiment shows that this particular SPS-ase preparation already contains an effective cellulase, since the addition of Celluclast does not affect the protein: solids ratio. However, other SPS ase preparations may contain less cellulase, e.g. KRF 92, see the table immediately before Example 2.
-Tabelle 4.1 -Table 4.1 -
24 6 175 224 6 175 2
- 65 -- 65 -
Tabelle 4.1 Berechnung der Mengenbilanz beim isoelektrischen Waschen einschl. der . SPS-ase-Zubereitung und Celluclast ^ zur HerstellungTable 4.1 Calculation of the balance of quantities in isoelectric washing, including. SPS-ase preparation and Celluclast ^ for the production
';. '. .'... . ' .' VOn p, V.'.p. . : .- . · ; '.:' .,.;; . ../ .' ';. '. .'.... '.' Of p, v. P. , : .-. ·; '.:'.,. , ../. '
2Λ6175 22Λ6175 2
- 66 -- 66 -
B e i s ρ i e 1 5 (Anwendungsbeispiel) B ice ρ ie 1 5 (application example)
Ein p.v.p, wurde nach dem in Beispiel 3c beschriebenen Verfahren hergestellt mit der Ausnahme, daß alle Mengen um den Faktor 5 kleiner waren und daß das iReaktionsgemisch vor dem Zentrifugieren auf ungefähr 50C gekühlt wurde. Auf der Grundlage der Analyseergebnisse im Zusammenhang mit den Zentrifugaten wurde eine theoretische Ausbeute an Protein erhalten, wie aus Tabelle 5.1 hervorgeht.A PVP was prepared according to the procedure described in Example 3c procedure with the exception that all quantities were smaller by a factor of 5, and that the iReaktionsgemisch was cooled prior to centrifuging at about 5 0 C. Based on the analysis results related to the centrifugates, a theoretical yield of protein was obtained, as shown in Table 5.1.
Tabelle 5.1 Bei der Herstellung von p.v.p. erhaltene theoretische : Protein-Ausbeute. 'Table 5.1 In the production of pvp obtained theoretical: protein yield. '
Durchschnitt von 87,5 (Bioteknisk Institut) und 86,9 (Qvist's Laboratorium); entsprechend Feststoffen von 97,6 und 98,0 %.Average of 87.5 (Bioteknisk Institute) and 86.9 (Qvist's Laboratory); corresponding to solids of 97.6 and 98.0%.
Berechnet als Gesamtmenge von Protein - Proteinverlust in den Zentrifugaten.Calculated as the total amount of protein - protein loss in the centrifugates.
246175 2 -«-246175 2 - «-
Bei s ρ i e 1 6 (Anwendungsbeispiel) Nachweis der Proteinbindung von SPS For s ρ ie 1 6 (application example) Detection of protein binding by SPS
40 g (N χ 6,25) aus einem im Handel erhältlichen Sojapro tein-Isolat - wurden in 680 g Wasser gelöst. Das Gemisch wurde im Wasserbad auf 50°C erwärmt und der pH-Wert mit 6 η HCl auf 4,5 eingestellt. 90 g dieses Gemisches wurden in 5/250 ml Erlenmeyer-Kolben gegeben und 10 g wässrige Lösungen, enthaltend 0, 0,2, 0,4, 0,8 bzw. 1,6 g des wie vorher ι in der Beschreibung angegeben hergestellten SPS wurden zugegeben. Die Kolben wurden dann 240 min mit einem Magnetrührer im Wasserbad bei 500C gerührt. !40 g (N χ 6.25) from a commercially available soy protein isolate - were dissolved in 680 g of water. The mixture was heated in a water bath to 50 ° C and the pH adjusted to 4.5 with 6 η HCl. 90 g of this mixture were placed in 5/250 ml Erlenmeyer flasks and 10 g of aqueous solutions containing 0, 0.2, 0.4, 0.8 and 1.6 g of SPS as previously ι described in the description were added. The flasks were then stirred for 240 minutes with a magnetic stirrer in a water bath at 50 0 C. !
Anschließend wurden die Aufschlämmungen mit 3000 χ g \ 15 min zentrifugiert und die Zentrifugate I nach ' Kjeldahl auf N sowie auf Feststoffe analysiert. Die festen Phasen wurden in Wasser von Raumtemperatur ge-j waschen und dann neu zentrifugiert. Dieses Verfahren j wurde wiederholt. Dann wurden die Feststoffe in 50 mli Wasser dispergiert und der pH-Wert durch tropfenweise Zugabe von 6 η NaOH auf 6,50 eingestellt. Die neutralisierten Produkte wurden gefriergetrocknet und nach Kjeldahl auf N sowie auf den Feststoffgehalt analysiert. Bezogen auf die in Tabelle 6.1 angegebene Analyse wurden das gewonnene Protein und der Prozentsatz an SPS, der an das Protein gebunden war, mit Hilfe der in Zusammenhang mit Tabelle 6.2 angegebenen Formeln berechnet.The slurries were then centrifuged at 3000 g / min for 15 min and Kjeldahl centrifuges I analyzed for N and solids. The solid phases were washed in room temperature water and then recentrifuged. This method j was repeated. Then the solids were dispersed in 50 ml of water and the pH was adjusted to 6.50 by the dropwise addition of 6N NaOH. The neutralized products were freeze-dried and analyzed for Kjeldahl to N and for solids content. Based on the analysis given in Table 6.1, the protein recovered and the percentage of SPS bound to the protein were calculated using the formulas given in Table 6.2.
Dieses Beispiel zeigt, daß das SPS fest an das Protein gebunden ist, so daß das Verhältnis Protein !Feststoffen mit zunehmendem Gehalt an SPS abnimmt. Ein SPS-Gehalt/ entsprechend ungefähr 0,4 g in 10 g Wasser,This example shows that the SPS is tightly bound to the protein, so that the ratio of protein solids decreases with increasing content of SPS. SPS content / approximately 0.4 g in 10 g water,
- 68 -- 68 -
24617 5 224617 5 2
- 68 -- 68 -
zugegeben zu 5 g Protein-Isolat, ist das in dem Sojamehl vorhandene Verhältnis Protein : SPS.added to 5 g of protein isolate, is the protein: SPS ratio present in the soy flour.
Die prozentuale Bindung von SPS ist ein berechneter Wert. Die prozentuale Bindung von SPS nimmt aufgrund der Sättigung des Proteins in Beziehung auf SPS bei geringen Verhältnissen Protein : SPS ab.The percent binding of SPS is a calculated value. The percent binding of SPS decreases due to the saturation of the protein in relation to SPS at low protein: SPS ratios.
- Tabelle 6.1 -- Table 6.1 -
2Λ617 5 22Λ617 5 2
- 69 -- 69 -
Tabelle 6.1 Messungen nach Beispiel 6Table 6.1 Measurements according to Example 6
Tabelle 6.2 Protein-Gewinnung und prozentuale Bindung von SPSTable 6.2 Protein recovery and percent binding of SPS
1) % Protein-Rückgewinnung =fi - NC 1x6.2.511)% protein recovery = fi - NC 1x6.2.51
• NC 1 = % N in Zentrifugat I "·5*.• NC 1 =% N in centrifugate I "* 5 *.
^ wobei^ where at
2)2)
% Bindung von SPS =% Binding of SPS =
Rückin-^Gewi Back in
5x (% Protein-^Gewinnunq) (% ^- 5x (% protein gain) (% ^ -
Rück-return
5 χ (% Protein-'vlewinnunq . (% 5 χ (% Protei n -'vlewinnunq. (%
Γ 5/MengeΓ 5 / quantity
SP SjSP Sj
*(% P/H) Verhältnis Protein/Feststoff im trockenen Niederschlag und* (% P / H) ratio of protein / solid in dry precipitate and
gilt für den Niederschlag ohne Zusatz von SPSapplies to precipitation without addition of SPS
2481724817
- 70 -- 70 -
Bei ep le 1At ep le 1
J. (Anwendungsbeispiel) J. (application example)
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines p.v.p. unter Verwendung der SPS-ase-Zubereitung KRF 92 BI in einer Menge von 5 %, bezogen auf die Feststoffe. Die Art der Herstellung entsprach genau derjenigen von Beispiel 3c mit der Ausnahme, daß alle Mengen um den Faktor 5 verringert wurden. Das p.v.p. wurde,wie in Beispiel 2 beschrieben, analysiert. Die bei diesem Versuch erhaltenen Ergebnisse gehen aus Tabelle 7.1 hervor.This example describes the preparation of a pvp using the SPS ase preparation KRF 92 BI in an amount of 5 %, based on the solids. The manner of preparation was exactly the same as that of Example 3c, except that all amounts were reduced by a factor of 5. The pvp was analyzed as described in Example 2. The results obtained in this experiment are shown in Table 7.1.
Tabelle 7.1 in Beispiel 7 erhaltene ErgebnisseTable 7.1 results obtained in Example 7
a Analyse des· Bioteknisk Institut, Holbergsvej 10, DK-6000 Kolding Analyse des Qvist's Laboratorium, Marseiis Boulevard 169, DK-8000 a Analysis of the · Bioteknisk Institut , Holbergsvej 10, DK-6000 Kolding Analysis of the Qvist's Laboratory, Marseiis Boulevard 169, DK-8000
246 17 5 2246 17 5 2
- 71 -- 71 -
Bei s ρ I el 8 (knwendungsbeispiel) For s ρ I el 8 (example of application)
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung einer Vorbehandlung von Sojamehl durch DampfStrahlbehandlung vor der Herstellung von p.v.p.This example shows the effect of pretreatment of soybean meal by steam jet treatment prior to the preparation of p.v.p.
5 Vorbehandlung 5 pretreatment
Eine Aufschlämmung von Sojamehl in Wasser, bestehend aus 10 kg Sojamehl (Sojamel 13 hergestellt von Aarhus Oliefabrik A/S) auf 100 kg wurde durch eine Dampfdüse (Typ Hydroheater B-300) gepumpt und mit Dampf von 8 bar in einer solchen Menge und mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit vermischt, daß eine Endtemperatur von 1500C 25 s in einem rohrförmigen Druckreaktor aufrechterhalten werden konnte. Anschließend wurde der Druck in einerEntspannungskammer (ein Zyklon) aufgehoben und von hier wurde die Aufschlämmung durch einen Plattenwärmeraustauscher geleitet und auf ungefähr 50°C gekühlt. Die abgekühlte Aufschlämmung konnte direkt zur Herstellung von p.v.p. nach der Erfindung verwendet werden aber in diesem Falle wurde die Aufschlämmung mit einer Eintrittstemperatur von 200°CA slurry of soy flour in water, consisting of 10 kg of soybean meal (Sojamel 13 manufactured by Aarhus Oliefabrik A / S) per 100 kg was pumped through a steam jet (Hydroheater B-300 type) and with steam of 8 bar in such an amount and with mixed such a flow rate that a final temperature of 150 0 C 25 s could be maintained in a tubular pressure reactor. Subsequently, the pressure in a relaxation chamber (a cyclone) was released and from here the slurry was passed through a plate heat exchanger and cooled to about 50 ° C. The cooled slurry could be used directly for the preparation of pvp according to the invention but in this case the slurry was at an inlet temperature of 200 ° C
und einer Austrittstemperatur von 900C sprühgetrocknet. , Es zeigte sich, daß das vorbehandelte Produkt einen Feststoffgehalt von 96,5 % und einen Proteingehalt von 56,9 % (N χ 6,25) besaß.and an outlet temperature of 90 0 C spray-dried. It was found that the pretreated product had a solids content of 96.5 % and a protein content of 56.9 % (N χ 6.25).
. ι . .;·, ι. . ·
25 Herstellung von p.v.p« 25 Production of pvp «
Die Herstellung wurde auf die folgende Weise durchgeführt:The preparation was carried out in the following manner:
70 g Feststoffe des mit Dampf behandelten und getrockneten Sojamehls wurden in 560 g Wasser suspendiert und70 g of solids of the steamed and dried soybean meal were suspended in 560 g of water and
24617 5 224617 5 2
- 72 -- 72 -
bei 5O0G gerührt und der pH-Wert mit Hilfe von 6,5 ml 6 η HCl auf 4,50 eingestellt. 6 χ 90 g dieser Suspension wurden in 6 250 ml Erlenmeyer-Kolben gegeben und auf einem Wasserbad von 500C mit Hilfe von Magnetrührern gerührt. Zu jedem Kolben wurden 10 g einer Lösung, enthaltend 0, 0,025, 0,050, 0,10, 0,20 bzw. 0,40 g SPS-ase-Zubereitung KRF 68 BIII gegeben. Die Reaktionsgemische wurden dann 240 min bei 500C gerührt. Dann wurde das Gemisch 15 min bei 3000 χ g zentrifugiert.stirred at 5O 0 G and the pH was adjusted to 4.50 with the aid of 6.5 ml of 6 η HCl. 6 χ 90 g of this suspension were placed in 6 250 ml Erlenmeyer flask and stirred on a water bath of 50 0 C using magnetic stirrers. To each flask was added 10 grams of a solution containing 0, 0.025, 0.050, 0.10, 0.20 and 0.40 grams of SPS Ase formulation KRF 68 BIII, respectively. The reaction mixtures were then stirred at 50 ° C. for 240 minutes. Then, the mixture was centrifuged at 3000 g for 15 minutes.
Die überstehende Flüssigkeit wurde dann nach Kjeldahl auf N analysiert und die feste Phase mit gleichen Volumina Wasser gewaschen und zentrifugiert. Dieses'Verfahren wurde zweimal durchgeführt. Die feste Phase wurde dann gefriergetrocknet und nach Kjeldahl auf N sowie auf den Feststoffgehalt analysiert«The supernatant was then analyzed for Kjeldahl to N and the solid phase washed with equal volumes of water and centrifuged. This procedure was carried out twice. The solid phase was then freeze-dried and analyzed for Kjeldahl on N and on the solids content. "
Ein ähnlicher Versuch wurde mit einem nicht behandelten Sojamehl •^ S©3-a»e3r-43-ä«a^H^«4Mi^^ als Ausgangsmaterial durchgeführt. In diesem Fall waren die Verhältnisse Enzym : Substrat 0, 1, 2, 3, 4 bzw. 8 %. A similar experiment was carried out with untreated soybean meal as starting material. In this case the ratios were enzyme: substrate 0, 1, 2, 3, 4 and 8 % , respectively .
Bezogen auf den Proteingehalt der überstehenden Flüssigkeiten kann der Prozentgehalt an gewonnenem Protein berechnet werden. Die Ausbeute an Protein beruht auf der Annahme, daß das Enzymprodukt nach der Reaktion 100 % gelöst ist. Die folgende Tabelle zeigt die bei beiden Versuchen erhaltenen Ergebnisse.Based on the protein content of the supernatants, the percentage of protein recovered can be calculated. The yield of protein is based on the assumption that the enzyme product is 100 % dissolved after the reaction. The following table shows the results obtained in both experiments.
-Tabelle 8.1 -Table 8.1 -
246 17 5 2246 17 5 2
- 73 -- 73 -
Tabelle 8.1Table 8.1
Verhältnis Protein-ausbeute und Protein der Feststoffe des aus dampfbehandeltem oder rohem Sojamehl hergestellten pvv.p.Protein yield ratio and protein of the solids of pvv.p., made from steamed or raw soybean meal.
Im Zusammenhang mit entweder den Extraktions- (Isolierungs-) Verfahren für andere Materialien als Proteine oder mit den Verflüssigungsverfahren und damit verwandten Verfahren wird auf das allgemeine Verfahrensschema für die Anwendung, wie in dem Fließschema 3 angegeben, verwiesen.In connection with either the extraction (isolation) procedure for materials other than proteins or with the liquefaction processes and related processes, reference is made to the general process scheme for the application as indicated in Flow Sheet 3.
Das Substrat kann ein oder mehrere Kohlenhydrate in einem Ausgangsmaterial sein oder es kann das gesamteThe substrate may be one or more carbohydrates in a starting material or it may be the whole
- 74 -- 74 -
246 17 5 2 Ausgangsmaterial sein.246 17 5 2 be starting material.
- 74 -- 74 -
Dieses Substrat kann einer chemischen oder physikalischen Vorbehandlung, wie später beispielhaft erläutert, ζ.Β. einer Säure-oder Alkalibehandlung, Einweichen, Benetzen und/oder Kochen mit oder ohne Dampf unterworfen worden sein.This substrate may undergo a chemical or physical pretreatment, as exemplified later, ζ.Β. an acid or alkali treatment, soaking, wetting and / or cooking with or without steam.
Das Ausgangsmaterial kann eingeweicht (mazerisiert), gehackt, naß gemahlen und/oder homogenisiert sein (alle diese Behandlungen werden in Fließschema 3 als Homogenisierung bezeichnet), wobei Wasser und andere Additive während dieser Stufe zugesetzt oder nicht zugesetzt werden können. Die Homogenisierung kann mit unterschiedlicher Wirkung durchgeführt werden, z.B. bei unterschiedlichen Drücken, die nur ein Bruchteil des für den speziellen Homogenisator angegebenen Maximal-Druckes ausmachen. Unterschiedliche Zusätze bzw. Additive können vor oder während der Homogenisierung zugegeben werden, wie in dem Fließschema 3 durch b>|, bg...· b angegeben.The starting material may be soaked (macerated), chopped, wet ground and / or homogenized (all of these treatments are referred to as homogenization in Flow Chart 3), with water and other additives added or can not be added during this stage. The homogenization can be carried out with different effects, e.g. at different pressures, which are only a fraction of the maximum pressure specified for the particular homogenizer. Different additives can be added before or during the homogenization, as indicated in flow chart 3 by b> |, bg... · B.
Das Reaktionsverfahren einschließlich der SPS-ase-Herstellung wird unter speziellen Bedingungen, z.B. von Temperatur, Druck, Zeit, pH und Enzymmenge durchgeführt. Auch sind Empfehlungen bezüglich des angewandten Reaktors (z.B. für ansatzweises Arbeiten oder Kolbenströmungsreaktoren) und das Rühren, soweit erforderlich, angegeben. Eine Reihe von Additiven kann für unterschiedliche Ausgangsmaterialien angegeben werden wie durch c,j, C£ ... c in Fließschema 3 angegeben.The reaction process, including SPS-ase preparation, is carried out under special conditions, e.g. of temperature, pressure, time, pH and enzyme amount. Also, recommendations are made regarding the reactor used (e.g., batch work or piston flow reactors) and stirring, if necessary. A number of additives can be given for different starting materials as indicated by c, j, C £ ... c in Flow Chart 3.
Auch die Trennverfahren können mit unterschiedlichenThe separation processes can also be different
- 75 -- 75 -
246 17 5 2246 17 5 2
- 75 -- 75 -
Wirkungen durchgeführt werden. Bei vielen Verfahren wird die Abtrennung weggelassen oder erleichtert, z.B. wenn das Ausgangsmaterial vollständig flüssig (verflüssigt) ist. Unterschiedliche Trennvorrichtungen können angewandt werden (z.B. Zentrifugen, Filter, Ultrafiltrationsvorrichtungen, Hydrozyklon«, Eindicker, Siebe oder einfache Dekantiervorrichtungen).Effects are carried out. In many processes, the separation is omitted or facilitated, e.g. when the starting material is completely liquid (liquefied). Different separation devices may be used (e.g., centrifuges, filters, ultrafiltration devices, hydrocyclones, thickeners, sieves, or simple decanting devices).
Die Trennungswirkung ist definiert als das Verhältnis zwischen dem absoluten Feststoff (sludge)-Gehalt in der festenPhase und dem absoluten Feststoff (sludge)-Gehalt des Reaktionsgemisches.The separation effect is defined as the ratio between the absolute solids (sludge) content in the solid phase and the sludge content of the reaction mixture.
Die erhaltenen festen oder flüssigen Phasen können weiterbehandelt werden, z.Bo eingeengt, getrocknet, mit Lösungsmittel extrahiert, um bestimmte Komponenten wie Fett odor Öl zu entfernen, fermentiert zur BiItdung von Biomasse, Alkohol oder anderen Produkten (Enzymen, Antibiotika oder anderen wertvollen Bestandteilen).The resulting solid or liquid phases may be further treated, for example concentrated, dried, extracted with solvent to remove certain components such as grease or oil, fermented to biification biomass, alcohol or other products (enzymes, antibiotics or other valuable ingredients). ,
Die erhaltenen Produkte können auch zur wiederholten Behandlung entsprechend dem Verfahrensschema zurückgeführt werden»The products obtained can also be recycled for repeated treatment according to the process scheme »
- 76 -- 76 -
24617 5 224617 5 2
- 7 6 -- 7 6 -
F Ii eßschema IIIFormula I III
Substratsubstratum
SPS-aseSPS-ase
Vorbehandlungpreparation
Homogenisierunghomogenization
Reaktionreaction
Homogenisierunghomogenization
Trennungseparation
ν ν
flüssig Hornliquid horn
= Ό - 100%)= Ό - 100%)
(spezielle Reaktons-Bedingungen)(special reaction conditions)
SepSeptember
.= ' 0 - 100%). = '0 - 100%)
Feststoffesolids
Weitere Behandlung (siehe Text) oner erneute Verwendung-als SubstratFurther treatment (see text) oner re-use as a substrate
2Λ6 17 5 2-2Λ6 17 5 2-
77 -77 -
Im folgenden sind einige Beispiele für die Anwendung von SPS-ase-Zubereitungen angegeben und eine Übersicht dieser Anwendungen geht aus der folgenden Liste hervor. . · .· . · '. ... .;' :'. . ' ''The following are some examples of the use of SPS ase preparations and an overview of these applications is shown in the following list. , · · ·. · '. .... ' : '. , '' '
Auch in der beiliegenden Tabelle I sind verschiedene Charakteristika zusammen mit dem Fließschema 3 zusammengefaßt.Also in the attached Table I, various characteristics are summarized together with the flow chart 3.
- 78 -- 78 -
246 175 2246 175 2
- 78 -- 78 -
Aufstellung von Anwendungsmöglichkeiten von SPS-ase-ZubereitungenSet up of possible applications of SPS ase preparations
246175 2 -78a-246175 2 -78a
/79/ 79
246 17 5 2246 17 5 2
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A 1. Extraktion von Stärke aus Mais, Weizen und Kartoffeln.A 1. Extraction of starch from corn, wheat and potatoes.
Die Extraktion von Stärke aus Mais, Weizen, Kartoffeln und anderen stärkehaltigen Pflanzen wird in einer 5 oder mehreren Stufen durchgeführt: Einweichen, Naß-Mahlen und Trennen. Die Anwendung einer SPS-ase-Zubereitung mit im wesentlichen keiner amylolytischen Aktivität führt zu den folgenden Vorteilen, wobei Mais als Beispiel angewandt wird:The extraction of starch from corn, wheat, potatoes and other starchy plants is carried out in one or more stages: soaking, wet-milling and separating. The use of a SPS ase preparation with essentially no amylolytic activity leads to the following advantages, using corn as an example:
1. Die Stärkefreisetzung wird innerhalb einer kürzeren Einweichzeit erleichtert,1. The starch release is facilitated within a shorter soak time,
2. Der Wasserverbrauch kann verringert werden,2. Water consumption can be reduced
3» Die Freisetzung von Maiskeimen wird erleichtert ohne Freisetzung von Maiskeimöl,3 »The release of maize germs is facilitated without the release of maize germ oil,
4. Das Protein kann in höherer Reinheit erhalten werden,4. The protein can be obtained in higher purity,
5. Die Gewinnung von Maiswasser wird erleichtert. A 2. Extraktion von Lipiden aus Pflanzenmaterial,5. The recovery of corn water is facilitated. A 2. Extraction of lipids from plant material,
Da die Lipide in pflanzlichen Materialien innerhalb der Zellen eingeschlossen und üblicherweise an Proteine gebunden sind, können Lipide in wässriger Phase durch Behandlung mit einer SPS-ase-Zubereitung extrahiert werden, die im wesentlichen frei ist von Lipasen. So wird Maiskeimöl üblicherweise isoliert durch Extraktion der getrockneten Maiskeime mit Hexan. Der Trockenvorgang ist jedoch überflüssig, wenn die nassen Maiskeime mit einer SPS-ase-Zube-Since the lipids are entrapped in plant materials within the cells and usually bound to proteins, lipids can be extracted in the aqueous phase by treatment with a SPS ase preparation that is substantially free of lipases. Thus, corn oil is usually isolated by extraction of the dried corn germ with hexane. However, the drying process is superfluous if the wet maize germs are cultivated with a SPS ase
- 81 -- 81 -
2Λ6 17 5 22Λ6 17 5 2
- 81 -- 81 -
reitung der oben angegebenen Art behandelt werden. Ähn lich kann die Extraktion von Olivenöl in wässriger Phase verbessert werden, wenn das für die enzymatische Behandlung angewandte Enzym eine SPS-ase-Zubereitung der 5 oben angegebenen Art ist, siehe z.B. Food, Pharmaceutical and Bioengineering, Nr. 172, Bd. 74, S. 93-94. Auch die wässrige Extraktion von z.B. Sojaöl, Rapsöl und Sonnenblumenöl kann auf ähnliche Weise verbessert werden.treatment of the type indicated above. Similarly, the extraction of olive oil in aqueous phase can be improved if the enzyme used for the enzymatic treatment is a SPS-ase preparation of the type indicated above, see e.g. Food, Pharmaceutical and Bioengineering, No. 172, Vol. 74, p. 93-94. Also, the aqueous extraction of e.g. Soybean oil, rapeseed oil and sunflower oil can be improved in a similar way.
10 A 3. Extraktion von ätherischen ölen aus pflanzlichen Materialien.10 A 3. Extraction of essential oils from plant materials.
Wenn pflanzliche Materialien, die ätherische Öle enthalten, mit einer wässrigen Lösung einer SPS-ase-Zube- reitung behandelt werden, die* im wesentlichen frei ist von Enzymaktivität, die imstande ist, die ätherischen Öle abzubauen oder auf andere Weise zu verändern, werden die ätherischen Öle in hohen Ausbeuten zu sehr geringen Kosten extrahiert.When vegetable materials containing essential oils are treated with an aqueous solution of SPS ase preparation which is substantially free of enzyme activity capable of degrading or otherwise altering the essential oils, the extracted essential oils in high yields at very low cost.
A4. Extraktion von natürlichen Farbstoffen aus pflanzlichem Material.A4. Extraction of natural dyes from plant material.
ν Wenn pflanzliche Materialien, enthaltend Farbstoffeν When vegetable materials containing dyes
z.B. rote Rüben, die den roten Farbstoff Betanin enthalten oder der Farbstoff in Preiselbeeren mit einer SPS-ase-Zubereitung behandelt werden, die im wesent-e.g. Beets containing the red pigment betanin or the colorant being treated in cranberries with a SPS-ase preparation containing essentially
25 liehen frei ist von Enzymaktivitäten, die imstande sind, die Farbstoffe abzubauen oder auf andere Weise zu verändern, werden die Farbstoffe in hohen Ausbeuten zu niedrigen Kosten gewonnen.Since enzymes are capable of degrading or otherwise altering the dyes, the dyes are recovered in high yields at low cost.
- 82 -- 82 -
2Λ6 V7 5 22Λ6 V7 5 2
61 626 12 - 82 -61 626 12 - 82 -
A 5· Extraktion von Gummi aus dem Guayul-BuschA 5 · Extraction of gum from the Guayul bush
Ein anderes Beispiel für ein Substrat für eine SPS->ase-Zubereitung, die im wesentlichen frei ist von Enzymaktivität, die imstande ist, Rohgummi abzubauen, ist das Zellwandmaterial von Wurzeln und Zweigen des Guayul-Busches·Another example of a substrate for a SPS preparation which is substantially free of enzyme activity capable of degrading crude rubber is the cell wall material of roots and branches of the Guayul bush.
Ba 1· Herstellung eines Milchaustauschstoffes für Haustiere, vorzugsweise Austauschstoffe für KälbermilchBa 1 · Preparation of a milk substitute for pets, preferably substitutes for calf milk
Durch vollständige Verflüssigung von Sojabohnen, Sonnenblumensamen, Baumwollsamen, Pababohnen oder Pelderbsen kann ein Kälbermilch-Austauschstoff hergestellt werden, der in kaltem Wasser bei einem pH-Wert von etwa 4,5 löslich ist* Bei Verwendung von stärkehaltigen Rohmaterialien wie Pababohnen oder Pelderbsen muß eine Stärkeverflüssigung mit Hilfe einer «C-Amylose vor, nach oder gleichzeitig mit einer Behandlung mit einer SPS-ase durchgeführt werden, die schließlich die Wicht stärke-Polysaccharide in dem Strukturmaterial der Zellwände verflüssigt· Ein detailliertes Beispiel unter Verwendung von Pababohnen ist unten angegeben, und bezüglich der Sojabohnen wird auf Tabelle I verwiesen· Die Vorbehandlung der Sojabohnen kann vorzugsweise ein Dampfstrahlkochen sein, das das Löslichmachen des Rückstandes verbessert·Complete liquefaction of soybeans, sunflower seeds, cottonseed, pabobeans or pea-tubers can produce a calf milk substitute that is soluble in cold water at a pH of about 4.5. * Starch liquefaction must be used when using starchy raw materials such as pabobo beans or pea peas with the aid of a C-amylose before, after or simultaneously with a treatment with a SPS-ase, which finally liquefies the starch-starch polysaccharides in the structural material of the cell walls. A detailed example using pababeans is given below, and with reference to FIG the soybean is referred to Table I. The pretreatment of the soybeans may preferably be a steam jet cooking which improves the solubility of the residue.
15 kg Pababohnenmehl wurden in 35 115 kg of pabobo bean flour were used in 35 1
246175 2246175 2
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Wasser suspendiert. 75 g Termamyl 60 L und 18 g CaCl2 wurden zugegeben. Die Suspension wurde unter Rühren in einem Dampfmantelkessel auf 95°C erwärmt. Die , Suspension wurde dann 60 min bei dieser Temperatur behandelt. Anschließend wurde der pH-Wert auf 4,5 eingestellt und das Produkt auf 500C gekühlt,, 300 g der SPS-ase--Zubereitung KRF 68 wurden in 1 1 Wasser gelöst und zugegeben. Die Reaktion wurde 440 min lang durchgeführt. Wenn 10 g Fungamyl 800 L mit zugesetzt wurden, wurde die Stärkefraktion im wesentlichen in Disaccharid (Maltose) umgewandelte Anschließend wurde das Reaktionsgemisch 2 min bei 900C pasteurisiert. Ein Anteil des Produktes wurde dann gefriergetrocknet und für Stabilitätsuntersüchungen verwendet. Die Probe wurde dann in einer Menge von 10 %Feststoff (Trockensubstanz) gelöst und die Lösung des Produktes blieb tagelang ohne Sedimentation stabil.Water suspended. 75 g of Termamyl 60 L and 18 g of CaCl 2 were added. The suspension was heated to 95 ° C. with stirring in a jacketed steam kettle. Those suspension was then treated for 60 minutes at this temperature. Subsequently, the pH was adjusted to 4.5 and the product is cooled to 50 0 C ,, 300 g of the SPS-ase - Preparation KRF 68 were dissolved in 1 1 of water and added. The reaction was carried out for 440 minutes. When 10 g of Fungamyl 800 L were added, the starch fraction was essentially converted to disaccharide (maltose). The reaction mixture was then pasteurized at 90 ° C. for 2 minutes. A portion of the product was then freeze-dried and used for stability studies. The sample was then dissolved in an amount of 10 % solids (dry matter) and the solution of the product remained stable for days without sedimentation.
Geschmolzenes Fett oder öl kann leicht in dem Produkt emulgiert werden, wobei ein Endprodukt erhalten werden kann, das Kuhmilch sehr ähnlich ist. Eine Emulsion, enthaltend 3»5 g öl (Sojabohnenöl) konnte auch tagelang ohne Sedimentation stabil gehalten werden.Molten fat or oil can be easily emulsified in the product, whereby a final product very similar to cow's milk can be obtained. An emulsion containing 3 g of 5 g of oil (soybean oil) could also be kept stable for days without sedimentation.
Sojamehl (Sojamel 13) wurde 25 s , wie in Beispiel 8 beschrieben, bei 15O0C mit einem Dampfstrahl behandelt. Das so behandelte Sojamehl wurde sprühgetrocknet und für weitere Untersuchungen/wie im Folgenden beschrieben, angewandt.Soy flour (Sojamel 13) was 25 s as described in Example 8, treated at 15O 0 C with a steam jet. The soymeal flour so treated was spray dried and used for further studies / as described below.
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2 Λ 617 5 22 Λ 617 5 2
- 84 -- 84 -
A :A:
50 g des mit Wasserdampf behandelten Sojamehls wurden mit 450 g Wasser vermischt und der pH-Wert mit 4,1 ml 6n HCl auf 4,5 eingestellt. Das Gemisch wurde dann im Wasserbad auf 450C erwärmt und 0,250 g der SPS-ase-Zubereitung KRF 68 zu dem erwärmten Gemisch zugegeben, das dann 5 h unter Rühren reagierte. Anschließend wurde das Gemisch 2 min auf 800C erwärmt, um das Enzym zu inaktivieren. Eine 100 ml Probe wurde bei Raumtemperatür 15 min mit 3000 χ g zentrifugierte Die überstehende Flüssigkeit wurde mit einem Ionenaustauscher behandelt und auch die Kohlenhydratzusammensetzung durch HPLC analysiert. Die überstehende Flüssigkeit wurde auch auf den Stickstoffgehalt nach Kjeldahl analysiert und der Feststoffgehalt und der Stickstofflöslichkeitsindex (NSI) und der Feststofflöslichkeitsindex (DSI) berechnet, siehe Ergebnisse in Tabelle Ba I. 100 ml des Reaktionsgemisches, das auf 200C gekühlt worden war, wurden in ein kalibriertes 100 ml Glas gegeben und 2 Tage bei 4°C gehalten. Die Dispersionsstabilität (%) wurde gemessen durch Ablesen des Volumens der erhaltenen Dispersionen (Tabelle Ba II) nach 1 und 2 Tagen.50 g of the steamed soybean meal was mixed with 450 g of water and the pH was adjusted to 4.5 with 4.1 ml of 6N HCl. The mixture was then heated in a water bath at 45 0 C and 0.250 g of the SPS-ase preparation KRF added to the heated mixture 68, which reacted then 5 h with stirring. Then, the mixture was heated at 80 ° C. for 2 minutes to inactivate the enzyme. A 100 ml sample was centrifuged at room temperature for 15 min at 3000 g. The supernatant was treated with an ion exchanger and also the carbohydrate composition analyzed by HPLC. The supernatant was also analyzed for Kjeldahl nitrogen content and the solids content and nitrogen solubility index (NSI) and solids solubility index (DSI) were calculated, see results in Table Ba I. 100 ml of the reaction mixture cooled to 20 ° C. placed in a calibrated 100 ml glass and kept at 4 ° C for 2 days. The dispersion stability (%) was measured by reading the volume of the obtained dispersions (Table Ba II) after 1 and 2 days.
Zu 200 ml des Reaktionsgemisches (bei 200C) wurden 8 g Sojabohnenöl gegeben. Es wurde eine Emulsion hergestellt durch 2 min langes Vermischen in einem Waring Blender. Die Emulsionsstabilität {%) wurde, wie oben, nach 1 und 2 Tagen gemessen.To 200 ml of the reaction mixture (at 20 ° C.) was added 8 g of soybean oil. An emulsion was prepared by mixing in a Waring Blender for 2 minutes. The emulsion stability {%) was measured after 1 and 2 days as above.
Es wurde eine Reaktion wie oben durchgeführt, in diesem Falle wurden jedoch 1,00 g der SPS-ase-ZubereitungA reaction was carried out as above, but in this case 1.00 g of the SPS ase preparation was obtained
24 617 5--224 617 5--2
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angewandt. Es wurden die gleichen Arten von Analysen und Stabilitätsmessungen, wie in Absatz A beschrieben, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabellen Ba I und Ba II angegeben.applied. The same types of analyzes and stability measurements as described in paragraph A were performed. The results are given in tables Ba I and Ba II.
Aus der chemischen Analyse der überstehenden Flüssigkeiten geht hervor, daß die Werte für NSI {%) und DSI (%) bei dem Versuch B höher sind als bei dem Versuch A. Die Stabilitätstests, die an den Reäktionsgemischen durchgeführt wurden, zeigen jedoch einen besseren Wert für die Proben A. Dies liegt möglicherweise an der größeren Länge der Peptidkette der Proteine in dem Reaktionsgemisch bei geringerer Enzymmenge.From the chemical analysis of the supernatant fluids, it is seen that the values for NSI {%) and DSI (%) are higher in Experiment B than in Experiment A. However, the stability tests performed on the reaction mixtures show a better value for samples A. This may be due to the greater length of the peptide chain of the proteins in the reaction mixture with a smaller amount of enzyme.
Aus der durch HPLC gemessenen Kohlenhydratzusammensetzung geht hervor, daß hauptsächlich Mono- und Disaccharide gebildet worden sind. So sind Oligosaccharidef von denen bekannt ist, daß sie für Diarrhöe und Flatulenz verantwortlich sind, wenn sie Kälbern in zu großen Mengen verabreicht werden, nur in geringen Mengen vorhanden.It is apparent from the carbohydrate composition measured by HPLC that mainly mono- and disaccharides have been formed. Thus, oligosaccharides f known to be responsible for diarrhea and flatulence, when administered to calves in excessive amounts, are present only in minor amounts.
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24617 5 224617 5 2
!6 -6 -
Tabelle Ba I Chemische Eigenschaften der überstehenden FlüssigkeitTable Ba I Chemical properties of the supernatant
* NSI = Stickstofflöslichkeits-Index ** DSI = Feststofflöslichkeits-Index* NSI = nitrogen solubility index ** DSI = Solubility Index
Tabelle Ba II Stabilitäts-Tests der ReaktionsmischungenTable Ba II Stability tests of the reaction mixtures
24617 5 2 6162612 24617 5 2 6162612
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Ba 2· Herstellung von verzuckerte Stärke enthaltenden RohmaterialienBa 2 · Production of saccharified starch-containing raw materials
Im Zusammenhang mit der Verzuckerung von Cassava und süßen Kartoffeln und anderen stärkehaltigen pflanzlichen Materialien führt die Zugabe einer SPS-ase-Zubereitung zur lösung von Viskositätsproblemen· Bei Verwendung einer SPS-ase-Zubereitung ist es möglich, Stärkesuspensionen mit einem Peststoffgehalt von 25 bis 30 % herzustellen, und nach der Verzuckerung kann die Maische fermentiert werden, wodurch ein billiges Ethanol erhalten werden kann·In connection with the saccharification of cassava and sweet potatoes and other starch-containing plant materials, the addition of a SPS-ase preparation leads to the solution of viscosity problems. · When using a SPS ase preparation, it is possible to use starch suspensions with a pesticide content of 25 to 30 %. and after saccharification, the mash can be fermented, whereby a cheap ethanol can be obtained.
B e is ρ ie 1 Ba 2*1B e is ρ ie 1 Ba 2 * 1
Auf der Basis von frischen und gerösteten süßen Kartoffeln (japanischen) wurde eine Maische mit einem Peststoffgehalt von 24 % hergestellt* Der Stärkegehalt der süßen Kartoffeln betrug ungefähr 70 % des Peststoffgehaltes. Eine Vorverflüssigung mit Hilfe der bakteriellen Amylase von Termamyl ^ 60 L in einer Dosis von 0,5 kg/t Stärke wurde durchgeführt durch Erhitzen der Maische auf 90 0C. Die Maische wurde dann 30 min bei 90 0C gehalten· Die Viskosität \^ des Reaktionsgemisches wurde dann mit Hilfe einer Haake-Spindel bei 90 0C gemessen·On the basis of fresh and roasted sweet potatoes (Japanese), a mash was made with a pesticide content of 24 % * The starch content of the sweet potatoes was about 70 % of the pesticide content. A pre-liquefaction using the bacterial amylase, Termamyl 60 L ^ at a dose of 0.5 kg / tonne of starch was carried out by heating the mash to 90 0 C. The slurry was then held for 30 minutes at 90 0 C · The viscosity \ ^ The reaction mixture was then measured at 90 ° C. using a Haake spindle.
Anschließend wurde das Reaktionsgemisch auf 55 0C gekühlt und der pH-Wert mit 2n HpSO- auf 5»0 eingestellt· Dann wurde eine Verzuckerung eingeleitet durch Zugabe der Glucoamylase SAN 150 (Handelsname) in einer Dosis von 1,75 l/t Stärke· Das Verzuckerungsgemisch wurde dann in drei Teile A, B und C aufgeteilt, die 15 min, wie unten angegeben, mit Enzym behandelt wurden, bevor die Viskosität gemessen wurde«Then the reaction mixture was cooled to 55 0 C and the pH with 2N HpSO- 5 "is set to 0 · Then, a saccharification was initiated by addition of the glucoamylase SAN 150 (trade name) at a dose of 1.75 l / t starch · The saccharification mixture was then divided into three parts A, B and C, which were enzyme treated for 15 minutes, as noted below, before the viscosity was measured.
2Λ6 17 5 22Λ6 17 5 2
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A: Dieser Teil diente zum Vergleich. Die Viskosität '.'Ti ρ wurde gemessen, siehe Tabelle Ba III.A: This part was for comparison. The viscosity '.'Ti ρ was measured, see Table Ba III.
B: Die Tricoderma viride-Cellulase von Celluclast ^> 200 N wurde in einer Dosis von 1 kg/t Feststoffe von süßen Kartoffeln zugegeben. Die Viskosität <ΎΙ -ζ wurde gemessen, siehe Tabelle Ba III.B: Celluclast®> 200 N Tricoderma viride cellulase was added at a dose of 1 kg / t of sweet potato solids. The viscosity <ΎΙ -ζ was measured, see table Ba III.
C: Die SPS-ase-Zubereitung KRF 68 wurde in einer Menge von 0,25kg/t Feststoffe der süßen Kartoffeln zugegebene Die Viskosität Ί\^ wurde gemessen, siehe Tabelle Ba III.C: The SPS ase preparation KRF 68 was added in an amount of 0.25 kg / t of sweet potato solids. The viscosity Ί \ ^ was measured, see Table Ba III.
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Viskosität des Reaktionsgemisches wesentlich verringert werden kann durch die SPS-ase in einer geringen Menge, verglichen mit dem Celluclast^und SAN 150.From this table, it can be seen that the viscosity of the reaction mixture can be significantly reduced by the SPS ase in a small amount compared to the Celluclast® and SAN 150.
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2461724617
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Ba 3β Gesamtverflüssigung von Birnen und anderen Früch- · ν . '/. ten. ·. \ . ' . '.' Ba 3β Total liquefaction of pears and other fruits. '/. ·. \. '. '.'
Wenn ganze Birnen, die mechanisch zerstoßen worden sind, anschließend mit einer SPS-ase-Zubereitung behandelt werden, findet eine vollständige Verflüssigung statt und nach Entfernung von kleineren Mengen Feststoffen wird ein klarer Birnensaft erhalten. Ein ähnliches Verfahren kann auf andere ähnliche Früchte, z.B0 Äpfel, angewandt werden.When whole pears that have been mechanically crushed are subsequently treated with a SPS ase formulation, complete liquefaction takes place and, after removal of smaller amounts of solids, a clear pear juice is obtained. A similar procedure can be applied to other similar fruits, eg 0 apples.
10 Be i s piVl Ba 3.1 10 Be is piVl Ba 3.1
Frische Äpfel wurden mit Hilfe einer Bucher-Zentralmühle grob gemahlen. Die Apfelmaische wurde dann in einem Kessel mit Heizmantel 5 min bei 900C pasteurisiert und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die vermaischten Äpfel wurden dann auf einer Fryma-Mühle mit Korundstein gemahlen, bis die Maische glatt war. Die Maische wurdeFresh apples were coarsely ground using a Bucher central mill. The apple mash was then pasteurized in a boiler with a heating mantle for 5 min at 90 0 C and then cooled to room temperature. The mashed apples were then ground on a Fryma mill with corundum until the mash was smooth. The mash was
ο o o o
dann erneut 10 min bei 80 C pasteurisiert und auf 50 Cthen pasteurized again at 80 C for 10 min and at 50 C
gekühlt. 'cooled. '
Jetzt wurden Enzymreaktionen 30 min bei 500C mit einem Contraves-Rheomat 15 durchgeführt, wobei Rühren und , Viskositätsmessungen (im Zusammenhang mit einer prozentualen Abie sung auf dem Rheometer bei Geschwindigkeit 13) gleichzeitig durchgeführt wurden. Nach vollständiger Enzym-Reaktion wurden 100 g Proben abgezogen und in einem kalibrierten Rohr 15 min bei 3000 χ g zentrifugiert. Hierbei wurde der Prozentsatz an Saft und der Prozentsatz an Abscheidungen bzw. Feststoffen gemessen. Der pH-Wert und der Prozentsatz an Refraktometer-Feststoffen als °Brix wurden ebenfalls gemessen. Tabelle Ba IV zeigt einen Vergleich zwischen der Wirkung von SPS-ase,der Kombination von Celluclast und SPS-ase und der Kombina-Now enzyme reactions were performed for 30 min at 50 0 C with a Contraves Rheomat-15, wherein stirring and, viscosity measurements were carried out (in the context of a percent Abie solution on the rheometer at speed 13) at the same time. After complete enzyme reaction 100 g samples were withdrawn and centrifuged in a calibrated tube for 15 min at 3000 χ g. Here, the percentage of juice and the percentage of precipitates or solids were measured. The pH and percentage of refractometer solids as ° Brix were also measured. Table Ba IV shows a comparison between the effect of SPS-ase, the combination of Celluclast and SPS-ase and the combination of
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246 175 2246 175 2
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tion von Celluclast und Pectinex. Die SPS-ase-^Zubereitung KRF 68 wurde angewandt.Celluclast and Pectinex. The SPS-ase- ^ preparation KRF 68 was used.
Tabelle Ba I'V Ergebnisse der Gesamt-Verflüssigungsversuche mit Apfel-Maische bei 500C, 30 minTable Ba I'v results of the overall liquefaction tests with apple mash at 50 0 C, 30 min
Ba 4. Herstellung von Saft durch Behandlung von Früchten und Gemüsen.Ba 4. Production of juice by treatment of fruits and vegetables.
Es hat sich gezeigt, daß SPS-ase-Zubereitungen gut geeignet sind zur Herstellung von Saft durch BehandlungIt has been found that SPS ase preparations are well suited for the production of juice by treatment
24617 5 224617 5 2
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von verschiedenen Früchten, Beeren und Gemüsen, z.B.of various fruits, berries and vegetables, e.g.
Johannisbeeren Karotten, Erbsen, Tomaten, Äpfeln, Birnen, Schwarze ν Bohnen und Kohl. Hierbei wird eine bessere Ausbeute an Saft sowie eine bessere Extraktion von Färb- und Geschmacksstoffen erreicht, verglichen mit der handelsüblichen Pectinase-undCellulase-- Zubereitung.Currants Carrots, peas, tomatoes, apples, pears, black beans and cabbage. In this case, a better yield of juice and a better extraction of colorants and flavors is achieved, compared with the commercial Pectinase and Cellulase-- preparation.
Es wird auf Beispiel Ba 3<>1 verwiesen, bei dem die SPS-ase-Zubereitung verglichen worden ist mit den im Handel erhältlichen üblichen Cellulase-und Pectinaseprodukten Celluclast ^200 L und Pectinex ® 3x. Aus der Tabelle geht hervor, daß die Ausbeute an Saft leicht verbessert werden kann, wenn so wenig wie 50 g/hl SPS-ase verwendet werden, verglichen mit 2000 g/hl Pectinex ^, beideReference is made, for example, to Ba 3 <> 1, in which the SPS ase preparation has been compared with the commercially available cellulase and pectinase products Celluclast ^ 200 L and Pectinex® 3x. From the table it can be seen that the yield of juice can be improved slightly using as little as 50 g / hl of SPS-ase compared to 2000 g / hl of Pectinex, both
zusammen mit 50 g/hl Celluclast ^H Auch war die Viskosität etwas geringer. So scheint es, daß die SPS-ase ungefähr 40 mal wirksamer ist als Pectinex.together with 50 g / h Celluclast ^ H The viscosity was also slightly lower. So it seems that the SPS ase is about 40 times more effective than Pectinex.
Ba 5. Behandlung im Zusammenhang mit der Extraktion oder dem Pressen von Zuckerrohr oder Zuckerrüben.Ba 5. Treatment in connection with the extraction or pressing of sugar cane or sugar beet.
Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, die Ausbeute im Zusammenhang mit einfachen Extraktionsverfahren zu verbessern, wenn die SPS-ase-Zubereitung angewandt wird zur Behandlung von Zuckerrohr oder Zuckerrüben vor und/oder während der Extraktion oder dem Pressen.It has been found that it is possible to improve the yield associated with simple extraction processes when the SPS ase formulation is used to treat sugar cane or sugar beet before and / or during extraction or pressing.
Auch kann der Rückstand (Bagasse) mit der SPS-ase-Zubereitung behandelt werden, wodurch er teilweise in fermentierbare Zucker umgewandelt wird, die als Ausgangsmaterial zur Ethanolfermentation verwendet werden können.Also, the residue (bagasse) can be treated with the SPS-ase preparation, whereby it is partially converted into fermentable sugars, which can be used as starting material for ethanol fermentation.
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24 617.5 224 617.5 2
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10 kg Rückstand von Zuckerrüben (Pulpe), der erhalten worden war durch kontinuierliche Gegenstromextraktion in einem DDS-Diffuser bei Nakskov Sugar Factory, wurden zweimal in einer Fryma-Mühle (Typ MZ-110) vermählen. Während des MahlVorganges wurde Prozeßwasser zugegeben.Ten kilograms of sugar beet (pulp) residue obtained by continuous countercurrent extraction in a DDS diffuser at Nakskov Sugar Factory were ground twice in a Fryma mill (type MZ-110). During the milling process process water was added.
300 g Anteile der Pulpe wurden jetzt 18h bei 45°C mit Enzym behandelt unter Verwendung der in Tabelle Ba V angegebenen Mengen. Das trockene Enzymprodukt (KRF 68) wurde zu der Pulpe zugegeben, die während der ersten Stunde mit einem Stab gerührt wurde. Daraufhin war die Pulpe so weit verflüssigt, daß die restliche Zeit erfolgreich magnetisch gerührt werden konnte. Am Ende der Reaktion wurde der pH-Wert gemessen (während des Beginns der Reaktion wurde keine pH-Korrektur vorgenommen) und das Reaktionsgemisch wurde zentrifugiert, bis eine klare überstehende Flüssigkeit erhalten wurde. Die Bestimmung des Feststoffgehalts wurde an Reaktionsgemischen und an den überstehenden Flüssigkeiten vorgenommen. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurde der Prozentsatz an gelösten Feststoffen berechnet. Korrekturen für den Gehalt an löslichen Feststoffen des Enzymproduktes wurden bei allen Berechnungen vorgenommen·300 g portions of the pulp were now treated with enzyme at 45 ° C. for 18 h using the amounts indicated in Table Ba V. The dry enzyme product (KRF 68) was added to the pulp which was stirred with a rod for the first hour. As a result, the pulp liquefied so much that the rest of the time was successfully stirred magnetically. At the end of the reaction, the pH was measured (no pH correction was made during the beginning of the reaction) and the reaction mixture was centrifuged until a clear supernatant liquid was obtained. The determination of the solids content was carried out on reaction mixtures and on the supernatants. Based on these results, the percentage of dissolved solids was calculated. Corrections for the soluble solids content of the enzyme product were made in all calculations.
Die überstehenden Flüssigkeiten 2, 3 und 4 wurden durch Ionenaustauscher behandelt und durch HPCL auf die Kohlenhydratzusammensetzung untersucht.The supernatant fluids 2, 3 and 4 were treated by ion exchange and analyzed for carbohydrate composition by HPCL.
Λ 6 17 5Λ 6 17 5
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Tabelle Ba V Ergebnisse bei der enzymatischen Verflüssigung von Rüben-PulpeTable Ba V Results in the enzymatic liquefaction of beet pulp
Reaktionsbedingungen: M =3 00 gReaction conditions: M = 3 00 g
S =.4.18% Feststoffe E/S wie oben angegeben pH nicht eingestellt T = 450C t = 18S = .4.18% solids E / S as indicated above pH not adjusted T = 45 0 C t = 18
246 17246 17
Tabelle Ba VI HPLC-WerteTable Ba VI HPLC values
Alle entsprechend der obigen Tabelle Ba VI entstandenen Zucker konnten zu Alkohol fermentiert oder für andere Zwecke verwendet werden.All sugars produced according to the above table Ba VI could be fermented to alcohol or used for other purposes.
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2Λ6 17 5 22Λ6 17 5 2
95 -95 -
Ba 6. Herstellung von Sojamilch»Ba 6. Production of soymilk »
Sojamilch kann leicht durch vollständige Verflüssigung von gemahlenen Sojabohnen und anschließende Homogenisierung des erhaltenen Gemisches hergestellt werden. Sojamilch wird häufig hergestellt durch Einweichen von Sojabohnen in siedendes Wasser, Mahlen der eingeweichten Bohnen und Extraktion mit Wasser und anschließende Trennung des unlöslichen Rückstandes, z.B. von Proteinen und Polysacchariden. Um die Ausbeute an Sojamilch zu verbessern, können diese unlöslichen Rückstände durch Umsetzung mit der SPS-ase verflüssigt werden.Soy milk can be easily prepared by fully liquefying ground soybeans and then homogenizing the resulting mixture. Soy milk is often made by soaking soybeans in boiling water, grinding the soaked beans and extracting with water and then separating the insoluble residue, e.g. of proteins and polysaccharides. In order to improve the yield of soymilk, these insoluble residues can be liquefied by reaction with the SPS ase.
B e i s pi e 1 Ba 6.1B e i s pi e 1 Ba 6.1
Das Sojamilchverfahren wird durch die folgende Reihe von Enzymreaktionen erläutert, wobei Berechnungen des Protein-Löslichkeitsindex (PSI, %) und des Feststoff--Löslichkeitsindex (DSI, %), die nach Abtrennung bei pH 7 erhaltenen Ausbeuten zeigen (siehe Tabelle Ba VII). Die Enzymreaktionen wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The soymilk method is illustrated by the following series of enzyme reactions, with protein solubility index (PSI, %) and solubility index (DSI, %) calculations showing yields obtained after separation at pH 7 (see Table Ba VII). The enzyme reactions were carried out under the following conditions:
Substrat:substrate:
Menge des Reaktionsgemisches:Amount of the reaction mixture:
Menge des Substrats:Amount of substrate:
Temperatur:Temperature:
pH: Reaktionszeit:pH: reaction time:
Reaktionszeit:Reaction time:
Enzym:Enzyme:
Enzymmenge:Amount of enzyme:
Vollfettes Sojamehl (Dansk Sojakagefabrik A/S) 220 g 20 g 50°CFull-fat soybean meal (Dansk soybean factory A / S) 220 g 20 g 50 ° C
4,5 (6n HCl) Reihe A 1 h Reihe B 0,5 -6h SPS-ase (KRF 68) Reihe A: E/S-Verhältnis (Gew./Gew.) 0 - 8,0 Reihe B: E/S-Verhältnis (Gew./Gew.) 1,04.5 (6n HCl) Row A 1h Series B 0.5 -6h PLC Ase (KRF 68) Row A: E / S Ratio (w / w) 0-8.0 Row B: E / S ratio (w / w) 1.0
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24617 5 224617 5 2
-96 --96 -
Nach der Reaktion wurde der pH-Wert mit Hilfe von 4n NaOH auf 7 eingestellt und die Trennung durch 15 min langes Zentrifugieren bei 3000 χ g durchgeführt.After the reaction, the pH was adjusted to 7 with 4N NaOH, and the separation was carried out by centrifuging at 3000 g for 15 minutes.
Ba 7. Behandlung zur Erhöhung der zurückgewinnbaren Menge an löslichen Kaffeebestandteilen.Ba 7. Treatment to increase the recoverable amount of soluble coffee ingredients.
Es hat sich gezeigt, daß die Behandlung von Kaffeebohnen bei unterschiedlichen Stufen während der Herstellung von Instantkaffee zu einer erhöhten Ausbeute an löslichen Kaffeebestandteilen führt. So können z.B. verbrauchte Kaffeerückstände (Kaffeesatz) oder grüne Bohnen enzymatisch mit günstigen Ergebnissen behandelt werden.It has been found that the treatment of coffee beans at different stages during the production of instant coffee leads to an increased yield of soluble coffee constituents. Thus, e.g. Consumed coffee residues (coffee grounds) or green beans are treated enzymatically with favorable results.
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Tabelle Ba VII Berechnung · der Mengen-Bilanz im Zusammenhang mit dem enzymatischenTable Ba VII Calculation · of the quantity balance in connection with the enzymatic
Sojamilch-Verfahren. - : ' 'Soymilk method. -: ''
246 17 5 2246 17 5 2
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Bb 1. Verhinderung und/oder Abbau des "Schleiers" in Apfeloder Birnensaft.Bb 1. Prevention and / or removal of the "veil" in apple or pear juice.
Nach der Herstellung von Apfelsaft oder Birnensaft und anderen Fruchtsäften, die klar sein sollen und die vorher mit üblichen Pectinase- und Cellulasezubereitungen behandelt worden sind, um die Bildung einer Trübung zu vermeiden, können 'kehleier"auftreten. Es hat sich gezeigt, daß die SPS-ase-Zubereitungen gut geeignet sind zum Abbau derartiger Schleier, die hauptsächlich aus Araban, das an Proteine gebunden ist, bestehen.After the production of apple juice or pear juice and other fruit juices, which are to be clear and which have been previously treated with conventional pectinase and cellulase preparations to avoid the formation of cloudiness, "throat eggs" may appear -ase preparations are well suited to degrade such veils which consist mainly of araban bound to proteins.
Birnensaftkönzentrat, das hergestellt worden war durch enzymatische Verflüssigung von Rückständen von der Herstellung von Birnenkonserven unter Verwendung von Celluclast^und Pectinex ^H wurden beim Stehen wolkig. Der "Schleier" wurde isoliert und mit 0,01 η H2SO^ 24 h hydrolysiert und durch HPLC analysiert. Das Chromatogramm zeigte Arabinose und kleine Mengen an Oligosacchariden.Pear juice concentrate prepared by enzymatic liquefaction of residues from the preparation of pear preserves using Celluclast® and Pectinex® H became cloudy on standing. The "veil" was isolated and hydrolyzed with 0.01 η H 2 SO 4 for 24 h and analyzed by HPLC. The chromatogram showed arabinose and small amounts of oligosaccharides.
Durch Inkubation von 0,5 % (Gew./Vol.) dieses Kohlenhydrats in 1 mMol Acetatpuffer, 3 h bei pH 4,5 und 400C mit SPS-ase (KRF 68 und KRF 92 1 : 1) mit einer Enzymkonzentration von 0,05 % (Gew./Vol.) zeigte es sich, daß 84 % der ursprünglichen schleierbildenden Kohlenhydrate (Feststoffe) in Arabinose umgewandelt wurden.By incubation of 0.5 % (w / v) of this carbohydrate in 1 mmol of acetate buffer, 3 h at pH 4.5 and 40 0 C with SPS ase (KRF 68 and KRF 92 1: 1) with an enzyme concentration of 0.05 % (w / v) showed that 84 % of the original fog-forming carbohydrates (solids) were converted to arabinose.
Auch ein verdünntes Birnenkonzentrat (20° Brix) wurde 2 h bei 400C mit einer Enzymmenge von 0,15 % (Gew./ Vol.) der oben erwähnten SPS-ase oder mit 1 % (Gew./ Vol.) eines Handelsproduktes, das als Clarex^be-Also a diluted pear concentrate (20 ° Brix) was 2 h at 40 0 C with an enzyme amount of 0.15% (Gew./ vol.) Of the above-mentioned SPS-ase or with 1% (Gew./ Vol.) Of a commercial product which is called Clarex
246175 1 246175 1
- 99 -- 99 -
zeichnet wird, behandelt. Es zeigte sich, daß die SPS- ; relativenis being treated. It turned out that the SPS-; relative
ase imstande war, deriVHPLC-Spitzenbereich eines arabanartigen Schleiers um 86 % zu verringernwährend die entsprechende Verringerung mit Clarex^ (in einer wesentlich höheren Menge als die SPS-ase-Zubereitung) nur 78 % betrug.It has been shown that the level of VHPLC peak of an araban-like veil was reduced by 86 % while the corresponding reduction with Clarex (in a much higher amount than the SPS-ase preparation) was only 78 % .
Bb 2. Anwendung als Klärmittel für Weißwein«Bb 2. Application as a clarifying agent for white wine «
Es hat sich gezeigt, daß Weißweine, die eine sehr unerwünschte Trübung zeigen, wirksam mit Hilfe von SPS-ase geklärt werden können. Es hat sich gezeigt, daß das Trübung bildende Material hauptsächlich aus Arabinogalactanen besteht, die an Hydroxyprolinreste in einem Zellwand-Strukturprotein gebunden sind.It has been found that whites which show a very undesirable turbidity can be effectively clarified by means of SPS ase. It has been found that the turbidity-forming material consists mainly of arabinogalactans bound to hydroxyproline residues in a cell wall structural protein.
Bb 3. Herstellung von ISSPH oder anderen pflanzlichen Proteinhydrolysaten.Bb 3. Preparation of ISSPH or other vegetable protein hydrolysates.
Vor der Abtrennung des ISSPH (isoelektrisch löslichen Sojaproteinhydrolysats) oder anderer pflanzlicher Proteinhydrolysate aus der Aufschlämmung, wie in der US-PS 4 100 024 oder in Process Biochemistry, Bd. 14, Nr. 7 (1979), S. 6 - 8 und 10-11 beschrieben, kann das Reaktionsgemisch mit einer SPS-ase-Zubereitung behandelt werden. Hierdurch wird eine leichtere Trennung erzielt.Prior to separation of the ISSPH (isoelectrically soluble soy protein hydrolyzate) or other vegetable protein hydrolysates from the slurry as disclosed in U.S. Patent No. 4,100,024 or in Process Biochemistry, Vol. 14, No. 7 (1979), pp. 6-8 and 10 -11 described, the reaction mixture can be treated with a SPS-ase preparation. This achieves easier separation.
Bb 4. Maische-Enzym für die Brauereiindustrie.Bb 4. Mash enzyme for the brewing industry.
Bei der Herstellung von Bier beeinflussen Kohlenhydrate der Ausgangsmaterialien z.B. der ß-Glucane von Malz und Gerste die Viskosität und Filtrierbarkeit des Extrakts. Die Zugabe von SPS-ase während des Maischens verringert die Viskosität des Extrakts und verbessertIn the production of beer, carbohydrates of the starting materials, e.g. the ß-glucans of malt and barley, the viscosity and filterability of the extract. The addition of SPS ase during mashing reduces the viscosity of the extract and improves
- 100 -- 100 -
246 17 5 2246 17 5 2
- 100 -- 100 -
die Filtrierbarkeit und die Ausbeute an Extrakt. Darüberhinaus führt die Zugabe von SPS-ase während des Maischvorganges zu einer Verbesserung der Fermentierbarkeit des Extrakts und des Stickstoffgehalts in dem Extrakt.the filterability and the yield of extract. Moreover, the addition of SPS-ase during the mashing process leads to an improvement in the fermentability of the extract and the nitrogen content in the extract.
B e i s ρ i e 1 Bb 4.1B e i s ρ i e 1 Bb 4.1
Im Labor wurden 50 g gemahlene Körner , bestehend aus 50 % Malz und 50 % Gerste mit 275 g Wasser (15 % Feststoffgehalt) nach dem folgenden Maischdiagramm vermaischt: 52°C (60min)/63°C (60 min)/76°C (30 min).In the laboratory, 50 g of ground grains consisting of 50 % malt and 50 % barley were milled with 275 g of water (15 % solids) according to the following mash diagram: 52 ° C (60 min) / 63 ° C (60 min) / 76 ° C (30 min).
Um die Wirkung der SPS-ase zu zeigen, wurden vier Versuche durchgeführt, siehe die im folgenden angegebene Tabelle, wobei die Enzyme während des Maischvorgangs zügegeben wurden (pH der Maische 5,5 bis 6,0).To demonstrate the effect of SPS ase, four experiments were performed, see the table below, where the enzymes were added during the mashing process (pH of the mash 5.5 to 6.0).
- 101 - - 101 -
246175 2246175 2
- 101 -- 101 -
BGU = ß-Glucanase-Einheiten, bestimmt nach der analytischen Methode AF 70/4-GBBGU = β-glucanase units, determined by the analytical method AF 70/4-GB
FBG'..= Pilz-ß-Glucanase-Einheiten, bestimmt nach der analytischen Methode AF 70.1/2-GBFBG '.. = fungal β-glucanase units, determined by the analytical method AF 70.1 / 2-GB
Der einzige Unterschied zwischen BGU und FBG ist der pH-Wert, bei dem die Enzymbestimmung durchgeführt wurde: pH 7,5 für BGU und pH 5,0 für FBG.The only difference between BGU and FBG is the pH at which enzyme determination was performed: pH 7.5 for BGU and pH 5.0 for FBG.
Cereflo ist eine bakterielle ß -Glucanasezubereitung, wie sie beschrieben ist in dem Informationsblatt B 214b-GB 1500 Juli 1981,Cereflo is a bacterial β-glucanase preparation as described in the information sheet B 214b-GB 1500 July 1981,
B e i sp i e 1 Bb 4.2B e i sp e e 1 Bb 4.2
Im Labor wurden 50 g gemahlene Körner ,bestehend aus 40 % Malz und 60 % Gerste mit 150 g Wasser (25 % Feststoffgehalt) entsprechend dem folgenden Schema vermaischt; 45°C (60 min-)/630C (90 min)/750C (15 min).In the laboratory, 50 g of ground grains consisting of 40 % malt and 60 % barley were mixed with 150 g of water (25 % solids) according to the following scheme; 45 ° C (60 min -) / 63 0 C (90 min) / 75 0 C (15 min).
Um die Wirkung der SPS-ase nachzuweisen, wurden drei Versuche durchgeführt, siehe die im folgenden angegebene Tabelle, wobei die Enzyme während des Vermaischens zugegeben wurden (pH-Wert der Maische 5,5 bis 6,0).In order to demonstrate the effect of SPS ase, three experiments were carried out, see the table below, where the enzymes were added during mashing (pH of the mash 5.5 to 6.0).
- 102 -- 102 -
2*6 175 22 * 6 175 2
- 102 -- 102 -
Die Definition von BGU und FBG ist wie in Beispiel Bb 4»1 angegeben. In der letzten Spalte der obigen Tabelle ist nur die Menge und Aktivität von SPS-ase angegeben.The definition of BGU and FBG is given as in Example Bb 4 »1. The last column of the above table shows only the amount and activity of SPS-ase.
Ceremix ist eine bakterielle ß -Glucanasezubereitung, wie sie beschrieben ist in dem Informationsblatt B 216 b-GB 1000 Feb. 1982 erhältlich von NOVO Industri A/S.Ceremix is a bacterial β-glucanase preparation as described in Bulletin B 216b-GB 1000 Feb. 1982 available from NOVO Industri A / S.
Bb 5. Enzymatischer Zusatz zur Anwendung während der Bierfermentation und/oder Lagerung.Bb 5. Enzymatic additive for use during beer fermentation and / or storage.
SPS-ase kann während der Fermentation von Extrakt oder während der Lagerung von Bier zugesetzt werden, um den Gehalt an ß -Glucanen zu verringern und dadurch die Filtrierbarkeit und Stabilität gegenüber einer Schleier-SPS ase may be added during the fermentation of extract or during the storage of beer in order to reduce the content of β-glucans and thereby improve the filterability and stability against fogging.
- 103 -- 103 -
ι / jι / j
bildung von Bier zu verbessern. SPS-ase zeigt auch eine Wirkung auf Proteine, die für die beim Kühlen auftretende Trübung verantwortlich sind. ,to improve education of beer. SPS-ase also has an effect on proteins responsible for turbidity occurring during cooling. .
Bb 6. Mittel zur leichteren Entfernung von Mandelhäutchen.Bb 6. Means for easier removal of almond skins.
Während der mechanischen Entfernung von Mandelhäutchen nach dem Blanchieren von Mandeln, wird ein bestimmter Anteil von Mandelhäutchen nicht entfernt. Es hat sich gezeigt, daß eine Enzymbehandlung der Mandeln zu einer Verringerung des erwähnten Prozentsatzes führt.During the mechanical removal of almonds after blanching almonds, a certain percentage of almonds are not removed. It has been found that enzyme treatment of the almonds leads to a reduction of the mentioned percentage.
Bc 1. Zersetzung unterschiedlicher Abfallprodukte.Bc 1. Decomposition of different waste products.
Im Zusammenhang mit bestimmten Herstellungsverfahren werden große Mengen kohlenhydrathaitiger Abfallprodukte gebildet. Z.B. ist dies der Fall im Zusammenhang mit der Herstellung von Sojaisolat durch Wasserextraktion und Säureausfällung, Sojamilch und Sojaquark (einer speziellen Art von japanischem Käse). Auch in diesem Zusammenhang kann Abfallpulpe aus z.B. Äpfeln, Birnen oder Zitrusfrüchten erwähnt werden. Es hat sich gezeigt, daß eine SPS-ase-Zubereitung imstande ist, diese kohlenhydrathaltigen Abfallprodukte vollständig zu verflüssigen und fermentierbare Zucker zu bilden, die als Ausgangsmaterial zur Ethanolfermentation verwendet werden können.In connection with certain manufacturing processes, large quantities of carbohydrate-containing waste products are formed. For example, This is the case in connection with the production of soy isolate by water extraction and acid precipitation, soy milk and soybean curd (a special type of Japanese cheese). Also in this context, waste pulp of e.g. Apples, pears or citrus fruits are mentioned. It has been found that a SPS ase preparation is capable of completely liquefying these carbohydrate-containing waste products and forming fermentable sugars which can be used as a starting material for ethanol fermentation.
25 Beispiel Bc 1.1 25 Example Bc 1.1
Bei der üblichen Herstellung von Sojamilch oder Sojaquark werden Sojabohnen häufig in siedendem Wasser eingeweicht, gemahlen und mit heißem Wasser extrahiert, woraufhin eine Trennung durchgeführt wird. Der RückstandIn the usual production of soymilk or soybean curd, soybeans are often soaked in boiling water, ground and extracted with hot water, whereupon a separation is carried out. The residue
- 104 -- 104 -
246175 2 -.04. 6162612 246175 2 -.04. 6162612
von dieser Trennung ist das Material, das für diesen Versuch angewandt wird· Die flüssige Phase ist die.'Sojamilch, die weiter zur Herstellung von Sojaquark angewandt werden kann·of this separation is the material used for this experiment. The liquid phase is the soybean milk, which can be further used to make soybean curd.
10 kg ganze Sojabohnen wurden gleichzeitig mit 70 1 siedendem Wasser in einer Pryma-Mühle Typ MZ 110 vermählen· Die gemahlene Aufschlämmung wurde dann 15 min oberhalb 85 0C gehalten, um die natürlichen Bohnenenzyme zu inaktivieren, die den bekannten Sojabohnenbeigeschmack erzeugen· 5 1 dieser Sojabohnenaufschläininung wurden dann im Labor 15 min mit 3000 χ g zentrifugiert· Die Analyse zeigte, daß der Rückstand 20,45 % bzw. 20,06 % Feststoffe (Doppelbestimmungen, berechnetes Mittel 20,26 %) enthielt· Ss wurde langsam 6n HCl zugegeben und mit einem Spatel in den Rückstand eingearbeitet, bis ein pH-Meter 4,50 zeigte, wenn die Elektrode direkt in die Masse eingetaucht wurde·10 kg of whole soybeans were ground together with 70 1 of boiling water in a Pryma-mill type MZ 110 · The milled slurry was then held for 15 min above 85 0 C, to inactivate the natural beans enzymes that generate the known soybean flavor x 5 1 of this Soybean slurry was then centrifuged in the laboratory for 15 minutes at 3000 g. The analysis showed that the residue contained 20.45 % and 20.06 % solids (duplicate determinations, calculated mean 20.26 %) . Ss was added slowly to 6N HCl and incorporated into the residue with a spatula until a pH meter showed 4.50 when the electrode was immersed directly in the mass
In einem 500-ml-Beeher Glas wurden bei 50 0C Enzymreaktionen an 2 χ 200 g der Masse mit zwei verschiedenen Mengen an SPS-ase (KRF 68) durchgeführt, nämlich E/S =0,5 %, bezogen auf die Peststoffe und E/S « 3,0 %, bezogen auf die Feststoffe· Das trockene Enzym wurde zu der Masse zugegeben· Während der ersten 1 bis 2 h wurde mit einem Spatel gerührt, und anschließend war die Menge soweit verflüssigt, daß mit einem Magnetrührer erfolgreich gerührt werden konnte· Die Gesamtreaktionszeit betrug 21 h· Während der Reaktion wurde die Osmolalität mit einem Osmometer gemessen· Die Ergebnisse in !Tabelle Bc I zeigen den Verlauf der Reaktion· Am Ende des Versuchs wurde das Gemisch 15 min beiIn a 500 ml Beeher glass at 50 0 C enzyme reactions were carried out on 2 χ 200 g of the mass with two different amounts of SPS ase (KRF 68), namely E / S = 0.5%, based on the pesticides and e / S "3.0%, based on the solids · the dry enzyme was added to the mass · During the first 1 to 2 hours was stirred with a spatula, and then the amount was so far liquefied that successfully stirred with a magnetic stirrer The total reaction time was 21 h. During the reaction, the osmolality was measured with an osmometer. The results in Table Bc I show the progress of the reaction. At the end of the experiment, the mixture became active for 15 min
617617
- 105 -- 105 -
3000 xg zentrifugiert. An (^Oberfläche der überstehenden Flüssigkeit trat eine Ölschicht auf, deren Volumen bestimmt wurde. Als Bodenschicht trat eine lockere Schlammschicht auf. Die überstehende Flüssigkeit einschließlich des Öls wurde mit einer Pipette entfernt. Das Öl wurde mit der klaren wässrigen Phase durch Homogenisieren zusammengegeben und eine Probe zur Bestimmung des Feststoffgehalts abgezogen. Die in Tabelle Bc I angegebenen Ergebnisse zeigen deutlich, daß dieses Abfallprodukt durch enzymatische Reaktion verflüssigt werden kann und daß rohes öl, wie in Abschnitt A 4 angegeben, erhalten werden kann. Nach Gewinnung des Öls kann der gelöste Rückstand auf verschiedene Weise verwendet werden, z.B. zur Fermentation zu wertvollen Verbindungen oder zum Einengen und Trocknen und anschließende Verwendung als Futtermittel oder Nahrungsmittelprodukt oder nach weiterer Reinigung zur Herstellung wertvoller Produkte.Centrifuged 3000 xg. On the surface of the supernatant liquid, an oil layer, the volume of which was determined, appeared as a bottom layer, a supernatant sludge layer was removed, the supernatant liquid including the oil was removed with a pipette, the oil was combined with the clear aqueous phase by homogenization, and a The results given in Table Bc I clearly show that this waste product can be liquefied by enzymatic reaction and that crude oil can be obtained as indicated in Section A 4. After recovery of the oil, the residue that has dissolved can be recovered be used in various ways, for example for fermentation to valuable compounds or for concentration and drying and subsequent use as feed or food product or after further purification to produce valuable products.
-106 --106 -
24617 5 224617 5 2
- 106 -- 106 -
Tabelle Bc I Bei der Verflüssigung von Sojamilch und Sojaquark erhaltene Ergebnisse.Table Bc I Results obtained in the liquefaction of soymilk and soya quark.
24617 5 224617 5 2
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Bc 2. Verzuckerung und gleichzeitige Fermentation.Bc 2. Saccharification and simultaneous fermentation.
Kohlenhydrathaltige Pflanzenmaterialien, z.B. Knollen, wie Jerusalem-Artischocken, Kartoffeln, süße Kartoffeln, Cassawa oder Pulpe von solchen Knollen, d.h. das nach Entfernung der extrahierten Komponenten verbleibende Material können durch Behandlung mit einer SPS-ase-Zubereitung verzuckert ;und gleichzeitig die erhaltenen fermentierbaren Saccharide zu Ethanol fermentiert wer-' den.' ·.·''·. . ' . ; ; . · .' '.Carbohydrate-containing plant materials, e.g. Tubers such as Jerusalem artichokes, potatoes, sweet potatoes, cassawa or pulp of such tubers, i. The material remaining after removal of the extracted components can be saccharified by treatment with a SPS ase preparation and at the same time the resulting fermentable saccharides are fermented to ethanol. ·. · '' ·. , '. ; ; , ·. ' '.
10 B e i s ρ i el Bc 2.1 10 B ic ρ i el Bc 2.1
Die Herstellung von Ethanol durch Fermentation der abgebauten inulinhaltigen Jerusalem-Artischocken wurde im Labormaßstab durch gleichzeitige Verzuckerung mit SPS-ase und Inulinase und bei vier unterschiedlichen Vorbehandlungen der Jerusalem-Artischocken untersucht.The production of ethanol by fermentation of degraded inulin-containing Jerusalem artichokes was investigated on a laboratory scale by simultaneous saccharification with SPS-ase and inulinase and four different pretreatments of Jerusalem artichokes.
SPS-ase: Es wurde die SPS-ase-Zubereitung KRF 68 angewandt.SPS-ase: The SPS-ase-preparation KRF 68 was used.
Inulinasei Die Inulinase wurde gebildet durch Fermentation von Asp. ficuum (CBS 55 565). Die Inulinaseaktivität wurde bestimmt, wie auf S.. 99 von Research Disclosure Nr. 21234 (Dezember 1981) S. 456 - 458 angegeben.Inulinasei The inulinase was formed by fermentation of Asp. Ficuum (CBS 55 565). Inulinase activity was determined as indicated on page 99 of Research Disclosure Item 21234 (December 1981) pp. 456-458.
Fermentation im Labor: 150 g Anteile der vorbehandelten Maische (später beschrieben) wurden nach Zugabe von 4,5 g Bäckerhefe und 1 ml einer 4 %-igen Lösung von Pluronic als Antischaummittel fermentiert. Die Fermentationskolben waren mit CO0-Fallen,, enthaltend 98 96 Schwefelsäure, versehen und die Fermentation wurde durch Messung des Gewichtsverlustes aufgrund von freigesetztem CO^ verfolgt. Der KolbeninhaltFermentation in the laboratory: 150 g portions of the pretreated mash (described later) were fermented after addition of 4.5 g of baker's yeast and 1 ml of a 4% solution of Pluronic as an antifoam agent. The fermentation flasks were fitted with CO 0 traps containing 98% sulfuric acid and the fermentation was monitored by measuring the weight loss due to released CO 2 . The contents of the piston
- 108 -.- 108 -.
2-4.6 17 5 2 -2-4.6 17 5 2 -
108 -108 -
wurde während der bei 30 C durchgeführten Fermentation gerührt. Es wurden für jeden untersuchten Parameter drei Kolben angewandt.was stirred during the fermentation carried out at 30 ° C. Three pistons were used for each parameter studied.
In Tabelle Bc II ist der durch Freisetzung von CO2 auf tretende Gewichtsverlust in Ethanol umgerechnet, angenommen daß 1 Mol freigesetztes CO2 1 Mol C2HcOH, d„h. 1 g CO2 >^ ^l g C2H5OH entspricht.In Table Bc II, the weight loss due to release of CO 2 is converted to ethanol, assuming that 1 mole of CO 2 liberated contains 1 mole of C 2 HcOH, d. 1 g CO 2 > ^ ^ C 2 H 5 OH corresponds.
Vorbehandlung der Artischocken:Pretreatment of artichokes:
Behandlung A: 14,1 kg Artischocken (22,8 % Feststoffgehalt) wurden 20 min bei 1400C und 4 bisTreatment A: 14.1 kg of artichokes (22.8 % solids) were stirred at 140 ° C. for 20 minutes and 4 to
bar gekocht (Henze). Das Gewicht nach dem Kochen betrug 19,0 kg '(-ry 16,9 % Feststoff gehalt). Die Fermentation wurde direkt an der Maische durchgeführt.bar cooked (Henze). The weight after cooking was 19.0 kg '(-ry 16.9 % solids content). The fermentation was carried out directly on the mash.
Behandlung Bs Gewaschene und in Scheiben geschnitteneTreatment Bs Washed and sliced
Artischocken wurden mit Wasser (1 : 1) vermischt in einem Waring-Mischer. DieArtichokes were mixed with water (1: 1) in a Waring blender. The
Maische wurde dann 1 4,5 behandelt»Mash was then treated 1 4.5 »
h bei 85C und pHh at 85C and pH
Behandlung C: Wie B, jedoch ohne Einstellung des pH-Werts.Treatment C: Same as B but without pH adjustment.
Behandlung Dj Wie B, aber ohne Wärmebehandlung und ohne pH-Wert-Einstellung«Treatment Dj Like B, but without heat treatment and without pH adjustment «
Ergebnisse:In Tabelle Bc II zeigen die Ergebnisse die Wirkung des Zusatzes von SPS-ase zu der vorbehandelten Maische auf die Ethanolausbeute. Eine deutliche Verbesserung der Ethanolausbeute wurde bei allen vorbehandelten Maischen erzielt, wenn SPS~ase zugesetzt wurde.Results: In Table Bc II, the results show the effect on the ethanol yield of adding SPS ase to the pretreated mash. A significant improvement in ethanol yield was achieved on all pre-treated mashes when SPS asese was added.
_ -IAQ __ -IAQ _
246 175 2246 175 2
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Tabelle Bc II Fermentations-Ergebnisse im Zusammenhang mit der gleichzeitigen Fermentation und enzymatischen Verzuckerung von Jerusalem Artischoken,Table Bc II Fermentation Results Related to the Simultaneous Fermentation and Enzymatic Saccharification of Jerusalem Artichokes,
246 17 5 2246 17 5 2
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Bc 3. Abbau von Cellulose.Bc 3. Degradation of cellulose.
Es hat sich gezeigt, daß cellulosehaltige Materialien, wie Stroh, z.B. Weizenstroh, Sägespäne, Papier und Lignocellulose in einem größeren Ausmaß mit einer SPS-ase-Zubereitung hydrolysiert werden können als mit üblichen Cellulasen. Das wird durch das folgende Beispiel gezeigt, bei dem ein kristallines Cellulosematerial (AVICEL) mit Hilfe einer üblichen Cellulase Celluclast ^ 200 erzeugt von Trichoderma reesei sowie der SPS-ase-Zubereitung KRF 68 behandelt worden ist.It has been found that cellulosic materials, such as straw, e.g. Wheat straw, sawdust, paper and lignocellulose can be hydrolyzed to a greater extent with a SPS ase preparation than with conventional cellulases. This is demonstrated by the following example in which a crystalline cellulosic material (AVICEL) has been treated with the aid of a standard cellulase Celluclast ™ 200 produced by Trichoderma reesei and the SPS ase preparation KRF 68.
Avicel wurde in Wasser suspendiert (20 % Feststoffe), der pH-Wert auf 5 eingestellt und die Temperatur auf 500C gehalten. Nach 24 h langer Reaktion wurde die Aufschlämmung filtriert und der Gehalt an reduzierendem Zucker (mg Glucose/g Avicel) gemessen. Bei Verwendung von Enzymmengen von 5 und 20 % wurden die folgenden Werte für den Cellulosegehalt gefunden:Avicel was suspended in water (20 % solids), the pH adjusted to 5, and the temperature maintained at 50 ° C. After 24 hours of reaction, the slurry was filtered and the content of reducing sugar (mg glucose / g Avicel) was measured. When using enzyme amounts of 5 and 20 % , the following values for the cellulose content were found:
Tabelle Bc IIITable Bc III
- 111 -- 111 -
24617 5 224617 5 2
- 111-- 111-
Bc 4. Anwendung als Backhilfe.Bc 4. Application as baking aid.
Es hat sich gezeigt, daß SPS-ase-Zubereitungenausgezeichnet geeignet sind als Backhilfen. So ist es, wenn eine SPS-ase-Zubereitung zu dem trockenen Mehl vor der Herstellung des Teiges zugesetzt wird, möglich, ein Brot mit einer besseren Qualität bezüglich Volumen, Krume und Geschmack zu erhalten. So ist es möglich, ein Brot hoher Qualität aus einem Weizenmehl geringer Qualität herzustellen, wenn eine SPS-ase-Zubereitung als Zusatz verwendet wird.It has been found that SPS ase preparations are excellent as baking aids. Thus, when a SPS ase preparation is added to the dry flour prior to making the dough, it is possible to obtain a better quality bread in terms of volume, crumb and taste. Thus, it is possible to produce a high quality bread from a low quality wheat flour when an SPS ase preparation is used as an additive.
Bc 5« Verbesserung der Ausbeute an Alkohol und an Biomasse während der Fermentation von Sulphitlauge von der Papierherstellung.Bc 5 «Improvement of the yield of alcohol and of biomass during the fermentation of sulphite liquor from paper production.
Es hat sich auch gezeigt, daß die Ausbeute an Ethanol verbessert werden kann, wenn Sulphitlauge von der Papierherstellung mit einer SPS-ase-Zubereitung behandelt wird, bevor sie als Kohlenhydratquelle zur Fermentation von Ethanol verwendet wird. Sulphitlauge von der Papierherstellung kann auch angewandt werden zur Herstellung von Biomasse, z.B. Einzelzellprotein durch Fermentation und auch in diesem Falle wird die Ausbeute an Biomasse verbessert, wenn die Sulphitlauge vorher mit einer SPS-ase-Zubereitung behandelt worden ist. Auch können der Abbau aufgrund des Vorhandenseins der SPS-ase-Zubereitung sowie die Fermentation gleichzeitig durchgeführt werden.It has also been found that the yield of ethanol can be improved by treating papermaking sulphite liquor with a SPS ase preparation before it is used as a source of carbohydrate for the fermentation of ethanol. Sulphite liquor from papermaking can also be used to produce biomass, e.g. Single cell protein by fermentation and also in this case, the yield of biomass is improved when the sulphite liquor has been previously treated with a SPS-ase preparation. Also, the degradation due to the presence of the SPS ase preparation and the fermentation can be carried out simultaneously.
Bc 6. Entwässerung von biologischen Schlammprodukten.Bc 6. Drainage of biological sludge products.
Während der üblichen Wasserextraktion von vielen biologischen Materialien aus Pflanzenrohmaterialien entstehen große Volumina an unlöslichem Rückstand^ be-During the usual water extraction of many biological materials from plant raw materials, large volumes of insoluble residue are formed.
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24 61.7 5 2 -H2-24 61.7 5 2 -H 2 -
stehend aus großen Mengen gequollener Polysaccharide . Das ist z.Bo der Fall, wenn Sojamilch, Sojaquark oder Sojaisolat, durch Wasserextraktion von Sojabohnen, entfettetem Sojamehl oder weißen Flocken hergestellt werden. Das strukturell gequollene Polysaccharidmaterial kann dann in geringem Ausmaß mit SPS-ase behandelt werden, wodurch die Netzstruktur des Materials geöffnet wird und nur geringe Mengen Kohlenhydrate gelöst werden. Dadurch wird das Material entwässert und folglieh ein höherer Feststoffgehalt in dem Schlamm erhalten im Vergleich mit einem Produkt, das ohne Enzymbehandlung erhalten wird. So führt das Enzymverfahren zu dem Vorteil eines wesentlich geringeren Energieverbrauchs zur Entfernung von Wasser durch Trocknen und es eröffnet auch die Möglichkeit, ein billigeres trockenes Tierfuttermittel oder massebildendes Mittel für Futterzwecke herzustellen.standing from large quantities of swollen polysaccharides. This is the case, for example, when soymilk, soybean curd or soy isolate are produced by water extraction of soybeans, defatted soy flour or white flakes. The structurally swollen polysaccharide material can then be treated to a small extent with SPSsese, which opens the mesh structure of the material and dissolves only small amounts of carbohydrates. This dehydrates the material and results in a higher solids content in the sludge compared to a product obtained without enzyme treatment. Thus, the enzyme process provides the advantage of significantly lower energy consumption for removing water by drying, and also opens up the possibility of producing a cheaper dry animal feed or bulking agent for animal feed.
Bc 7. Silage-Hilfsmittel.Bc 7. Silage aids.
Es ist bekannt, Enzyme als Silage-Hilfsmittel zuzusetzen, um die Geschwindigkeit des Silierungsprozesses und die Fermentation der Silage zu verbessern. Es hat sich gezeigt, daß SPS-ase-Zubereitungen besser sind im Vergleich mit bekannten enzymatischen Silage-Hilfen.It is known to add enzymes as silage adjuvants to improve the speed of the ensiling process and the fermentation of the silage. It has been found that SPS ase preparations are better in comparison with known enzymatic silage aids.
113-113-
2461724617
- L13 -- L13 -
Übersicht über die Figuren, auf die vorher Bezug genommen worden ist.Overview of the figures to which reference has previously been made.
2461724617
- 114 -- 114 -
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK569081 | 1981-12-22 | ||
DK202582 | 1982-05-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD208821A5 true DD208821A5 (en) | 1984-04-11 |
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ID=26066299
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD82260290A DD213240A5 (en) | 1981-12-22 | 1982-12-17 | PROCESS FOR REMOVING POLYSACCHARIDES |
DD82246175A DD208821A5 (en) | 1981-12-22 | 1982-12-17 | PROCESS FOR MANUFACTURING PLC ASE |
Family Applications Before (1)
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