DD212745A1

DD212745A1 - Verfahren zur kultivierung von hefen auf substratgemischen

Info

Publication number: DD212745A1
Application number: DD24633582A
Authority: DD
Inventors: Roland Mueller; Wolfgang Babel; Klausdieter Markuske
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1984-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kultivierung von Hefen auf Substratgemischen auf dem Gebiet der mikrobiologischen Eiweiss- und Produktgewinnung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, den bei der simultanen Verwertung von Substratgemischen moeglichen positiven Effekt in Bezug auf Ertrag, Geschwindigkeit usw. zu sichern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Biomasseproduzenten so vorzukultivieren, dass eine simultane Verwertung sofort und mit bestem Effekt moeglich wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe so geloest, dass bei simultaner Verwertung von Substratgemischen der eingesetzte Hefestamm auf der nichtkohlenhydratischen Komponente vorkultiviert wird.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Kultivierung von Hefen auf Substrat-Vj gemischen

Anwendungegebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein biotechnologisches Verfahren zur aeroben Kultivierung von Hefen unter Verwendung von nach dem Auxiliarsubstratkonzept kombinierten Substratgemischen· Die Erfindung wird in das Gebiet der inikro- ^v biologischen Eiweiß- 'uid Produktgewinnung eingegliedert und kann in Anlagen zur Futterhefeherstellung genutzt . werden· Die Erfindung ist in die IPK C 12 Ή einzuordnen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Kultivierung von Hefen auf Zuckern, Kohlenwasserstoffen und Alkoholen als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle zur Erzeugung von Eiweiß im technischen Maßstab ist bekannt·

Als Eiweißproduzenten werden im wesentlichen Candida- und Saccharomyces-Species eingesetzt· Die gleichzeitige Verwertung von ,Substraten, die nach dem AuxLIisrsubstrat- Konzept (DD-WP 139 870) kombiniert wurden, wie Methanol/Glucose (Th· EgIi 1980, Diss· ETH 3Jr. 6538; L. Eggeling u. H. Sahm 1981, Arch. Microbiol. 130. 362), Ethanol/Saccharose

0 0 Π C 7 Λ Q Q 0 * Π ι~ il l\ r\ Λ

. 2463»

(Ε· Peiler etäU 1980, 2. Symp· Soz. Länder Biotechnologie. y «Daipzig, Posterabstracts) und Parex-Paraffin/Saccharose (B. Heinritz et al. 1982, Z. AlIg, Mikrobiol. 22, 535) wurde beschrieben, aber in technischen Verfahren bisher nicht praktiziert·,Sie hat den Vorteil der besseren.Substratausnutzurig (Ertragskoeffizient) tiröder höheren Produktivität· Diese positiven Effekte treten ,jedoch nicht in Jedem Falle bei simultaner Verwertung ein, da auf dem Wege zur simultanen Verwertung Übergangszuetände durchlaufen werden, die zu unterschiedlichen physiologischen Finalzuständen führen können und sogar den angestrebten und möglichen ökonomischen Kutzen verhindern.

Die Ursachen sind vielgestaltig und im allgemeinen nicht , " .'. erkannt·, ' / ' ' . , ' . . " '

Ziel der Erfindung;

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den bei der simultanen Verwertung von Substratgeniischen möglichen positiven Effekt in Bezug auf Ertrag, Geschwindigkeit usw. zu 3ichem·

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Biomasseproduzenten (Hefe) so vorzukultivieren, daß eine simultane Verwertung sofort und mit bestem Effekt möglich wird· SrfindungsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Eefe auf der nichtkohlenhydratisehen Komponente, z. B· im Falle von Hansenula polymorpha MH 20 auf Methanol als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle nach anfänglicher batch-KultiVierung bei einer Biomassekonzentration von 2 g/l chemostatisch bei B s 0,22 h weiterfermentiert· wird. Uach mindestens 5-maligem Austausch des Fermentorinhaltes v<rird durch Zuspeisung des zweiten Substrates, z· B· Glucose - entsprechend dem ermittelten optimalen Mischungsverhältnis - auf Mischsubatratverwertung umge-

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stellt· Die simultane Verwertung der Glucose setzt sofort nach. Zugabe ein und ein maximaler Mischsubstrateffekt wird gewährleistet·

Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.

Beispiel

Hansenula polymorpha MH 20 wird in einem für aerobe Kultivierung geeigneten Rührfermentor gezüchtet. Die Temperatur beträgt 37 ⁰C, der pH von 4,5 wird durch Zugabe von 0,3 U NaOH geregelt.. Die nährlösung, die zunächst für, 15 g/l Biomassetrockensubstanz bilanziert wurde, hat folgende Zusammensetzung (Angaben in g/l):

HH₄Cl	7H₂O	7,63
KH₂PO₄	2H₂O	2,81
MgSO₄ .	7H₂O	0,59
CaCl₂ .	3H₂O	0,055
PeSO₄ ·	7H₂O	0,0375
MnSO₄ ·	5H₂O	0,017
ZnSO₄ ·	4H₂O	0,022
CuSO₄ ·	• 2H₂O	0,004
CoCl₂ ·		0,0028
Ha₂MoO₄		0,0026
H-BO₄		0,004
KJ		0,0026
Biotin		0,00005
Th1 ^ητί γ)	0,005
EDTA	0,45

Als Inokulum für die Fermentation wird eine im Schüttelkolben auf Methanol.gezüchtete Kultur von Hansenula polymorpha HH 20 in einer Konzentration von 0,2 g/l eingesetzt und in batch-Fermentation bis zu einer Biomassekonzentration von 2 g/l auf 0,5 % Methanol kultiviert.

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Daran schließt sich die kontinuierliche Fermentation an· Die Belüftungsintensität wird so eingestellt, daß die Gelöstsauerstoff-Konzentration im Permentationsmedium 40 % des Sättigungswertes beträgt.

Zuerst wird die Kultur bei D » 0,22 h~¹ -auf 3,2 g/l Methanol kultiviert· Die Biomaseekonzentration stellt sich auf den stationären Wert von 0,6 g/l ein, im Permentorablauf findet man 0,95 g/l Methanol. Hach 5-maligem Austausch des Permentorinhaltes wird Glucose in einer Konzen-

10, tration von 0,75 g/l zugemischt· Die stationäre Biomasse-' konzentration steigt auf 1,14 g/l an und die Methanol-Konzentration im Ablauf sinkt auf 0,15 g/l ab. . Kultiviert man Hansenula polymorpha MH 20 bei einem D, = 0,22 h**¹ auf 2,75 g/l Glucose und geht bei dieser Wachstum3geschwindigkeit dann auf ein Substratgemisch von 2,26 g/l Methanol und 0,75 g/l Glucose über, so wird bei stationären Bedingungen nur eine Biomassekonzentration von 0,73 g/l erhalten und die Methanoi-Konzentration im Fermentorablauf steigt auf 0,7 g/l an.

Claims

24 6 33 5 2 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Kultivierung von Hefen auf Substratgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung eines maximalen AuxLliarsubstrateffektes bei simultaner Ver-Wertung von Substratgemisehen der eingesetzte Hefestamm auf der nicht-kohlenhydratisehen Komponente, z. B₀ Methanol, vorkultiviert wird·

2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß

Hansenula p'olymorpha MH 20 auf einem Methanol/Glucose-Gemisch fermentiert wird.