DE102015118700A1

DE102015118700A1 - Culture media additive for the culture of microorganisms

Info

Publication number: DE102015118700A1
Application number: DE102015118700.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Bickeböller; Klaus Heeder; Hendrik Becker; Thomas Ludwig
Original assignee: Think Tank Licenses LLC
Current assignee: Think Tank Licenses LLC
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2017-05-04

Abstract

Um ein sowohl nach REACH als auch nach der Biozidverordnung in Europa zulässiges Nährmedien-Additiv für die Kultur von Mikroorganismen bereitzustellen, das dazu geeignet ist, das Wachstum und/oder die Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen in verschiedenen Verfahren, wie z. B. bei der Biogasproduktion, zu fördern und gleichzeitig die erforderliche biologische Stabilität aufweist, wird erfindungsgemäß ein flüssiges Nährmedien-Additiv für die Kultur von Mikroorganismen vorgeschlagen, wobei das Additiv den wässrigen Überstand einer Hefekultur und den wässrigen Überstand einer Milchsäurebakterienkultur umfasst und wenigstens ein amphoteres Tensid enthält. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des vorgeschlagenen Nährmedien-Additivs sowie dessen Verwendung zur Förderung des Wachstums und/oder der Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen in verschiedenen Verfahren, die z. B. in Kläranlagen, Biogasanlagen, Kompostieranlagen, Biowäschern, Biofiltern, in Ackerböden, in Pflanzsubstraten oder anderen Nährlösungen/-trägern oder in Algen- oder Cyanobakterienzuchten Anwendung finden.In order to provide a nutrient medium additive for the culture of microorganisms which is permissible under both REACH and the Biocidal Regulation in Europe, it is suitable for monitoring the growth and / or the metabolic processes of microorganisms in various processes, such as microorganisms. As in biogas production, and at the same time has the required biological stability, the invention proposes a liquid nutrient media additive for the culture of microorganisms, wherein the additive comprises the aqueous supernatant of a yeast culture and the aqueous supernatant of a lactic acid bacteria culture and at least one amphoteric surfactant contains. Furthermore, the present invention relates to a method for producing the proposed culture medium additive and its use for promoting the growth and / or metabolic processes of microorganisms in various processes, the z. B. in sewage treatment plants, biogas plants, composting plants, bio-scrubbers, biofilters, in arable land, in plant substrates or other nutrient solutions / carriers or in algae or Cyanobakterienzuchten application.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nährmedien-Additiv für die Kultur von Mikroorganismen, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie die Verwendung des Nährmedien-Additivs zur Förderung des Wachstums und/oder der Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen in verschiedenen Verfahren.The present invention relates to a nutrient medium additive for the culture of microorganisms, a process for its preparation and the use of the nutrient medium additive for promoting the growth and / or metabolic processes of microorganisms in various processes.

In einer Bakterienkultur vermehren sich die Bakterien unter Ausführung der hierfür erforderlichen Stoffwechselprozesse nur dann, wenn sie hierfür geeignete Bedingungen vorfinden. Sind die Bedingungen nicht geeignet oder nicht gut genug, findet entsprechend gar kein oder nur verringertes Wachstum statt, da die hierfür erforderlichen Stoffwechselprozesse nicht oder nicht hinreichend ausgeführt werden können.In a bacterial culture, the bacteria multiply by performing the necessary metabolic processes only if they find suitable conditions for this. If the conditions are not suitable or not good enough, no or only limited growth takes place accordingly, since the metabolic processes required for this purpose can not or can not be adequately performed.

Untersuchungen an Biogasfermentern haben gezeigt, dass der organische Kohlenstoff der Inputstoffe unzureichend abgebaut wird. Die Abbauraten liegen hier oft lediglich zwischen 60% und 75%. Das bedeutet, dass der Gärrest noch ein Potenzial von 25 bis 40% an abbaubarem organischem Kohlenstoff, der zu Biogas werden kann, aufweist.Investigations on biogas fermenters have shown that the organic carbon of the input materials is insufficiently degraded. The degradation rates here are often only between 60% and 75%. This means that the digestate still has a potential of 25 to 40% of degradable organic carbon that can become biogas.

Die Biogasproduktion wird weltweit mit unterschiedlichen organischen Inputstoffen durchgeführt. Diese organischen Inputstoffe sind z. B. Bioabfälle, Klärschlamm oder auch nachwachsende Rohstoffe, wie sie im EEG oder der Bioabfallverordung beschrieben sind. Die Gärreste werden als Dünger verwendet und unterliegen somit der Düngemittelverordnung. Gleiches gilt für den Klärschlamm aus Abwasserbehandlungsanlagen und den dort genutzten Faultürmen.Biogas production is carried out worldwide with different organic input materials. These organic input materials are z. As biowaste, sewage sludge or renewable resources, as described in the EEG or the Biowasteverordung. The fermentation residues are used as fertilizer and are therefore subject to the Fertilizers Ordinance. The same applies to the sewage sludge from wastewater treatment plants and the digester towers used there.

Zur Optimierung des biologischen Abbaus in Biogasanlagen werden häufig Betriebshilfsmittel, meistens Enzyme und Spurenelemente, eingesetzt. (z. B. WO2011/092136A1 , WO2009/077623A1 ). In US 3,635,797 und WO 2010/033203 A1 wird ein Additiv für Biogasanlagen beschrieben, der aus dem Überstand einer Hefezucht besteht, dem als weiterer Zusatzstoff ein nichtionisches Tensid zugesetzt wurde.In order to optimize biodegradation in biogas plants, process aids, mostly enzymes and trace elements, are often used. (eg WO2011 / 092136A1 . WO2009 / 077623A1 ). In US 3,635,797 and WO 2010/033203 A1 describes an additive for biogas plants, which consists of the supernatant of a yeast breeding, to which a nonionic surfactant was added as a further additive.

Bei den in den genannten Schriften vorgeschlagenen nicht-ionischen Tensiden Octylphenolethoxylat oder Nonylphenylethoxylat handelt es sich allerdings um problematische Stoffe, die in Europa für viele Anwendungszwecke verboten sind (REACH). Nach der Düngemittelverordnung Tabelle 8.2. dürfen nämlich nur solche Tenside eingesetzt werden, die sich vollständig abbauen, und dies ist bei Octylphenolethoxylat und Nonylphenylethoxylat nicht der Fall.However, the nonionic surfactants octylphenol ethoxylate or nonylphenyl ethoxylate proposed in the cited documents are problematic substances which are banned in Europe for many purposes (REACH). According to the Fertilizers Regulation Table 8.2. In fact, only those surfactants which degrade completely may be used, and this is not the case with octylphenolethoxylate and nonylphenylethoxylate.

Auch in WO 2013/180756 werden die Tenside Octylphenolethoxylat und Nonylphenolethoxylat für die Optimierung von aeroben biologischen Prozessen vorgeschlagen. Allerdings wird in diesem Zusammenhang auch darauf hingewiesen, dass das aus US 3,635,797 bekannte Produkt nicht stabil sei, weshalb Imidazolidinylharnstoff und/oder Diazolidinylharnstoff als biozide Stoffe zugegeben werden müssen. Diese beiden bioziden Stoffe sind jedoch ebenfalls nach der Biozidverordnung in Europa nicht zugelassen sind und auch nach REACH nicht registriert.Also in WO 2013/180756 The surfactants Octylphenolethoxylat and Nonylphenolethoxylat are proposed for the optimization of aerobic biological processes. However, in this context, it is also noted that the US 3,635,797 known product is not stable, which is why imidazolidinyl urea and / or Diazolidinylharnstoff must be added as biocidal substances. However, these two biocidal substances are also not authorized under the Biocidal Products Regulation in Europe and are not registered under REACH.

Es besteht daher ein Bedarf nach einem sowohl nach REACH als auch nach der Biozidverordnung in Europa zulässigen Nährmedien-Additiv für die Kultur von Mikroorganismen, das dazu geeignet ist, das Wachstum und/oder die Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen in verschiedenen Verfahren, wie z. B. bei der Biogasproduktion, zu fördern. Gleichzeitig soll das Nährmedien-Additiv auch die erforderliche biologische Stabilität aufweisen.There is therefore a need for a nutrient medium additive for the culture of microorganisms which is permissible under both REACH and the Biocidal Regulation in Europe and which is suitable for monitoring the growth and / or metabolic processes of microorganisms in various processes, such as microorganisms. B. in biogas production to promote. At the same time, the nutrient media additive should also have the required biological stability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein flüssiges Nährmedien-Additiv für die Kultur von Mikroorganismen, wobei das Additiv:

a) den wässrigen Überstand einer Hefekultur und
b) den wässrigen Überstand einer Milchsäurebakterienkultur

umfasst und wenigstens ein amphoteres Tensid enthält.This object is achieved according to the invention by a liquid culture medium additive for the culture of microorganisms, wherein the additive:

a) the aqueous supernatant of a yeast culture and
b) the aqueous supernatant of a lactic acid bacterial culture

comprises and contains at least one amphoteric surfactant.

Der Begriff Nährmedium bezeichnet hier eine Masse bzw. Substanz, in der Mikroorganismen jedenfalls für einen bestimmten Zeitraum vital sind und optional darin sogar wachsen und/oder sich vermehren. Typischerweise handelt es sich bei den Nährmedien, für die die vorliegende Erfindung ein Additiv bereitstellt, um flüssige oder zumindest fließfähige Nährmedien. Bei dem Nährmedium kann es sich beispielsweise um die zu verarbeitetende organische Substanz in Kläranlagen, Biogasanlagen und Kompostieranlagen handeln oder um das bereitgestellte Nährmedium in Biowäschern und Biofiltern oder um Ackerböden, Pflanzsubstrate und das Wasser einer Algen- oder Cyanobakterienzucht oder um andere Nährlösungen/-träger für Mikroorganismen.The term nutrient medium here refers to a mass or substance in which microorganisms are at least vital for a certain period of time and optionally even grow and / or multiply therein. Typically, the nutrient media for which the present invention provides an additive are liquid or at least fluid nutrient media. The nutrient medium may be, for example, the organic substance to be processed in sewage treatment plants, biogas plants and composting plants or the nutrient medium provided in biological scrubbers and biofilters or for arable land, plant substrates and the water of an algae or cyanobacteria breeding or other nutrient solutions / carriers for microorganisms.

Der Begriff Nährmedien-Additiv bezeichnet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung einen Zusatz, der dazu bestimmt ist, einem Nährmedium für Mikroorganismen zugegeben zu werden, um dessen Nährbedingungen für den darin lebenden bzw. kultivierten Mikoorganismus zu verbessern. The term nutrient additive in the context of the present invention refers to an additive which is intended to be added to a nutrient medium for microorganisms in order to improve its nutrient conditions for the microorganism living therein or cultured.

Der Begriff Mikroorganismus bezeichnet hier einzellige Organismen, insbesondere Bakterien, Hefen, einzellige Algen und Protozoen. Und der Begriff Kultur bezeichnet hier eine Masse, in der Mikroorganismen mit einem Nährmedium unter Bedingungen in Kontakt treten, die jedenfalls für einen bestimmten Zeitraum Vitalität, Wachstum und/oder Vermehrung von Mikroorganismen ermöglichen.The term microorganism here refers to unicellular organisms, in particular bacteria, yeasts, unicellular algae and protozoa. And the term culture here refers to a mass in which microorganisms come into contact with a nutrient medium under conditions which in any case enable vitality, growth and / or multiplication of microorganisms for a certain period of time.

Überraschenderweise zeigt die Kombination von amphoteren Tensiden mit einem wässrigen Überstand einer Hefekultur und einem wässrigen Überstand einer Milchsäurebakterienkultur in einem Nährmedien-Additiv ein gegenüber herkömmlichen Vergleichsprodukten stark vermehrtes Wachstum von Mikroorganismen in verschiedenen Nährmedien.Surprisingly, the combination of amphoteric surfactants with an aqueous supernatant of a yeast culture and an aqueous supernatant of a lactic acid bacteria culture in a nutrient media additive shows a greatly increased growth of microorganisms in various nutrient media compared to conventional comparison products.

Der Begriff Überstand ist hier so zu verstehen, dass damit der überstehende flüssige Teil einer Kultur gemeint ist, der sich nach 1, 2, 5, 10, 12 oder 24 Stunden über dem Sediment aus in der Kultur enthaltenen Feststoffen ausbildet.The term supernatant is to be understood here as meaning the supernatant liquid part of a culture which forms after 1, 2, 5, 10, 12 or 24 hours over the sediment of solids contained in the culture.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das flüssige Nährmedien-Additiv dadurch gekennzeichnet, daß der wässrige Überstand der Hefekultur und der wässrige Überstand der Milchsäurebakterienkultur aus wenigstens einer separaten Hefe-Kultur und wenigstens einer separaten Milchsäurebakterien-Kultur hervorgegangen sind. Bei einer alternativen Ausführungsform werden der wässrige Überstand der Hefekultur und der wässrige Überstand der Milchsäurebakterienkultur mittels einer Hefe-Milchsäurebakterien-Mischkultur erzeugt.In one embodiment of the invention, the liquid nutrient media additive is characterized in that the aqueous supernatant of the yeast culture and the aqueous supernatant of the lactic acid bacterial culture have resulted from at least one separate yeast culture and at least one separate lactic acid bacteria culture. In an alternative embodiment, the aqueous supernatant of the yeast culture and the aqueous supernatant of the lactic acid bacterial culture are produced by means of a yeast-lactic acid bacteria mixed culture.

Grundsätzlich kann es sich bei dem im erfindungsgemäßen Nährmedien-Additiv enthaltenen Hefekulturüberstand um den Überstand einer beliebigen Hefekultur handeln. Unter einer Hefe wird hier eine Art oder ein Stamm eines einzelligen Pilzes verstanden, der sich durch Sprossung oder Teilung vermehrt.In principle, the yeast culture supernatant contained in the culture medium additive according to the invention may be the supernatant of any yeast culture. A yeast is understood here to be a kind or a strain of a unicellular fungus that multiplies by budding or division.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um den Überstand einer Kultur eines oder mehrerer Stämme von Cellulose-abbauenden Hefen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um den Überstand einer Kultur eines oder mehrerer Stämme von Cellobiose-abbauenden Hefen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um den Überstand einer Kultur eines oder mehrerer Stämme von Hemicellulose-abbauenden Hefen.One embodiment of the invention is the supernatant of a culture of one or more strains of cellulose-degrading yeasts. Another embodiment of the invention is the supernatant of a culture of one or more strains of cellobiose degrading yeasts. Another embodiment of the invention is the supernatant of a culture of one or more strains of hemicellulose-degrading yeasts.

Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Cellulose-abbauende Hefen sind ohne Beschränkung hierauf Lindnera jadinii, Pachysolen tannophilus und Pichia kudriavzevii. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Cellobiose-abbauende Hefen sind ohne Beschränkung hierauf Dekkera anomala, Meyerozyma guilliermondii, Candida wickerhamii und Clavispora lusitaniae. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Hemicellulose-abbauende Hefen sind ohne Beschränkung hierauf Lindnera jadinii, Pachysolen tannophilus, Hanseniaospora Valbyensis, Lachancea Fermentati und Zygotorulaspora Florentina.Examples of cellulose-degrading yeasts which can be used according to the invention are, without limitation, Lindnera jadinii, Pachysolen tannophilus and Pichia kudriavzevii. Examples of cellobiose degrading yeasts which can be used according to the invention are, without limitation, Dekkera anomala, Meyerozyma guilliermondii, Candida wickerhamii and Clavispora lusitaniae. Examples of hemicellulose-degrading yeasts which can be used according to the invention include, without limitation, Lindnera jadinii, Pachysolen tannophilus, Hanseniaospora Valbyensis, Lachancea Fermentati and Zygotorulaspora Florentina.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden einzelne oder gemischte Hefekulturen eingesetzt, die sowohl Cellulose, Cellobiose als auch Hemicellulose sowie Stärke und Zucker verschiedener Art (Saccharaose, Glukose, Mannose, Fructose, Invertzucker, Isoglucose, Melezitose, Maltose, Milchzucker, Raffinose, Rhamnose, Stachyose, Maltodextrin, Traubenzucker, Trehalose) abbauen können.In one embodiment of the invention, single or mixed yeast cultures are used which include both cellulose, cellobiose and hemicellulose, and starch and sugars of various kinds (sucroseose, glucose, mannose, fructose, invert sugar, isoglucose, melezitose, maltose, lactose, raffinose, rhamnose, stachyose , Maltodextrin, glucose, trehalose).

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das flüssige Nährmedien-Additiv dadurch gekennzeichnet, daß die Hefekultur eine oder mehrere Kulturen eines oder mehrerer Stämme von Saccharomyces carlsbergensis, Brettanomyces lambicus und Brettanomyces bruxellensis ist.In one embodiment of the invention, the liquid nutrient media additive is characterized in that the yeast culture is one or more cultures of one or more strains of Saccharomyces carlsbergensis, Brettanomyces lambicus and Brettanomyces bruxellensis.

Grundsätzlich kann es sich bei dem im erfindungsgemäßen Nährmedien-Additiv enthaltenen Milchsäurebakterien-Kulturüberstand um den Überstand einer beliebigen Milchsaurebakterien-Kultur handeln. Unter einem Milchsäurebakterium wird hier eine Art oder ein Stamm aus der Ordnung der grampositiven, fakultativ anaeroben Lactobacillales verstanden, die bzw. der Kohlenhydrate zu Milchsäure abbauen kann (Milchsäuregärung).In principle, the lactic acid bacteria culture supernatant contained in the culture medium additive according to the invention may be the supernatant of any lactic acid bacteria culture. A lactic acid bacterium is here understood to mean a species or a strain from the order of the gram-positive, optionally anaerobic lactobacillales, which can decompose carbohydrates to lactic acid (lactic acid fermentation).

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das flüssige Nährmedien-Additiv dadurch gekennzeichnet, daß die Milchsäurebakterien-Kultur eine Kultur eines oder mehrerer Stämme aus der Gattung Lactobacillus ist.In one embodiment of the invention, the liquid nutrient media additive is characterized in that the lactic acid bacteria culture is a culture of one or more strains of the genus Lactobacillus.

Bei einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung ist das flüssige Nährmedien-Additiv dadurch gekennzeichnet, daß die Milchsäurebakterien-Kultur eine Kultur eines oder mehrerer Stämme von Lactobacillus delbrückii ist. In a specific embodiment of the invention, the liquid nutrient medium additive is characterized in that the lactic acid bacteria culture is a culture of one or more strains of Lactobacillus delbrückii.

Bei einer sehr spezifischen Ausführungsform der Erfindung ist das flüssige Nährmedien-Additiv dadurch gekennzeichnet, daß eine Lactobacillus-Kultur von Lactobacillus delbrückii in Kombination mit einer Hefekultur von Brettanomyces lambicus und/oder Brettanomyces bruxellensis eingesetzt wird, wahlweise in separaten Kulturen oder in gemischter Hefe-Milchsäurebakterien-Kultur.In a very specific embodiment of the invention, the liquid nutrient media additive is characterized by employing a Lactobacillus delbrückii Lactobacillus culture in combination with a yeast culture of Brettanomyces lambicus and / or Brettanomyces bruxellensis, optionally in separate cultures or in mixed yeast lactic acid bacteria -Culture.

Grundsätzlich können die erfindungsgemäß eingesetzten Hefe-Kulturen und Milchsäurebakterien-Kulturen als Grundnährstoff beliebige organische Nährsubstanz für die Hefe bzw. Milchsäurebakterien enthalten. Beispiele für organische Nährsubstanz der Kulturen sind ohne Beschränkung hierauf: Melasse, Caseinhydrolysat, Casein, Milch, Hefe, Hefeextrakt, Pepton, Fleischextrakt, Blut, Nährmedien für die Biotechnologie, Zucker, und Cerealien (z. B. Hafer, Roggen, Dinkel, Weizen, Triticale, Gerste, Reis, Hirse, Mais), Ölfrüchte (z. B. Rapssaat oder Sonnenblumensaat), Nüsse, Algen, Blaualgen, Früchte und Gemüse, die roh oder gekocht fermentiert werden.In principle, the yeast cultures and lactic acid bacterial cultures used according to the invention may contain as basic nutrient any organic nutrient substance for the yeast or lactic acid bacteria. Examples of organic nutrient of the cultures include, but are not limited to: molasses, casein hydrolyzate, casein, milk, yeast, yeast extract, peptone, meat extract, blood, nutrient media for biotechnology, sugar, and cereals (e.g., oats, rye, spelled, wheat , Triticale, barley, rice, millet, corn), oil crops (eg rape seed or sunflower seed), nuts, algae, blue-green algae, fruits and vegetables that are fermented raw or cooked.

Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung wird die Hefekultur und/oder die Milchsäurebakterienkultur mit einem Getreideprodukt als Nährsubstanz angesetzt, wobei das Getreideprodukt vorzugsweise ausgewählt ist unter Körnern, Flocken, Kleie, Schrot, Graupen, Grieß, Dunst oder Mehl von Weizen, Roggen, Triticale, Gerste, Dinkel, Reis, Mais, Hirse oder Hafer. Bei einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung wird die Hefekultur und/oder die Milchsäurebakterienkultur mit einem Getreideprodukt als Nährsubstanz angesetzt, wobei das Getreideprodukt aus Haferflocken, Reiskleie oder Gemischen hiervon besteht.In certain embodiments of the invention, the yeast culture and / or the lactic acid bacterial culture is seeded with a cereal product, the cereal product preferably being selected from grains, flakes, bran, meal, barley, semolina, malt or flour of wheat, rye, triticale, barley , Spelled, rice, corn, millet or oats. In a specific embodiment of the invention, the yeast culture and / or the lactic acid bacterial culture is prepared with a cereal product as a nutrient substance, the cereal product consisting of oat flakes, rice bran or mixtures thereof.

Grundsätzlich kann die Menge an organischer Nährsubstanz in der Hefe- und/oder Milchsäurebakterienkultur je nach Bedarf der speziellen Hefe bzw. des speziellen Milchsäurebakteriums und in Abhängigkeit des jeweligen Verfahrens bei dem die Nährmedien-Additiv letztlich eingesetzt werden soll, eingestellt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen enthält die Hefe- und/oder Milchsäurebakterienkultur eine Menge von 0,5 bis 5 kg organischer Nährsubstanz je 10 Liter der Hefe- und/oder Milchsäurebakterienkultur.Basically, the amount of organic nutrient in yeast and / or lactic acid bacteria culture can be adjusted according to the needs of the particular yeast or lactic acid bacterium and depending on the particular process in which the nutrient media additive is ultimately to be used. In certain embodiments, the yeast and / or lactic acid bacteria culture contains an amount of 0.5 to 5 kg of organic nutrient per 10 liters of the yeast and / or lactic acid bacteria culture.

Grundsätzlich kann in dem erfindungsgemäßen Nährmedien-Additiv ein beliebiges amphoteres Tensid enthalten sein. Unter Tensiden werden hier Substanzen verstanden, die die Oberflächenspannung von Wasser herabsetzen können. Amphotere Tenside sind zwitterionische Tenside, die sowohl einen kationischen als auch einen anionischen Teil aufweisen.In principle, any desired amphoteric surfactant may be present in the culture media additive according to the invention. Surfactants are understood here to mean substances which can lower the surface tension of water. Amphoteric surfactants are zwitterionic surfactants which have both a cationic and an anionic part.

Bei einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung ist das flüssige Nährmedien-Additiv dadurch gekennzeichnet, daß es als amphoteres Tensid Betain enthält. Bei speziellen Ausführungsformen ist das amphotere Tensid ein Betain der Formel I R1-[CO-X-(CH₂)_n]_x-N+(R2)(R3)-(CH₂)_m-[CH(OH)-CH₂]_y-Y– (I) wobei
R1 = gesättigter oder ungesättigter C_6-22-Alkylrest
X = NH, NR4 mit dem C₄-Alkylrest R4, O oder S
n = ganze Zahl von 1 bis 10
x = 0 oder 1
R2, R3 = unabhängig voneinander ein C_1-4-Alkylrest
m = ganze Zahl von 1 bis 4
y = 0 oder 1
Y = COO, SO₃, OPO(OR5)O oder P(O)(OR5)O, wobei R5 = H oder C_1-4-Alkylrest.In a particular embodiment of the invention, the liquid nutrient media additive is characterized by containing betaine as the amphoteric surfactant. In specific embodiments, the amphoteric surfactant is a betaine of the formula I. R1- [CO-X- (CH ₂₎ _n] _x -N + (R2) (R3) - (CH ₂₎ _m - [CH (OH) -CH _2] _y -Y- (I) in which
R1 = saturated or unsaturated C _6-22 alkyl radical
X = NH, NR 4 with the C ₄ -alkyl radical R ₄ , O or S.
n = integer from 1 to 10
x = 0 or 1
R 2, R 3 = independently of one another a C _1-4 -alkyl radical
m = integer from 1 to 4
y = 0 or 1
Y = COO, SO ₃ , OPO (OR 5) O or P (O) (OR 5) O, wherein R 5 = H or C _1-4 alkyl.

Beispiele für Betaine der Formel (I) sind Alkylbetaine, Alkylamidobetaine, Imidazoliniumbetaine, Sulfobetaine (INCI Sultaines) sowie Phosphobetaine. Die Alkyl- und Alkylamidobetaine mit einer Carboxylatgruppe (Y = COO) heißen auch Carbobetaine.Examples of betaines of the formula (I) are alkylbetaines, alkylamidobetaines, imidazolinium betaines, sulfobetaines (INCI Sultaines) and phosphobetaines. The alkyl and alkylamido betaines having a carboxylate group (Y = COO) are also called carbobetaines.

Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist das Betain ein Alkylbetain der Formel (Ia), ein Alkylamidobetain der Formel (Ib), ein Sulfobetain der Formel (Ic) und/oder ein Amidosulfobetain der Formel (Id), R1-N+(CH₃)₂-CH₂COO (Ia), R1-CO-NH-(CH₂)₃-N+(CH₃)₂-CH₂COO (Ib), R1-N+(CH₃)₂-CH₂CH(OH)CH₂SO₃ (Ic), R1-CO-NH-(CH₂)₃-N+(CH₃)₂-CH₂CH(OH)CH₂SO₃ (Id) in denen R1 die gleiche Bedeutung wie in Formel (I) hat.In certain embodiments of the invention, the betaine is an alkylbetaine of the formula (Ia), an alkylamidobetaine of the formula (Ib), a sulphobetaine of the formula (Ic) and / or an amidosulphobetaine of the formula (Id), R1-N + (CH ₃₎ ₂ -CH ₂ COO (Ia), R1-CO-NH- (CH ₂₎ ₃ -N + (CH ₃₎ ₂ -CH ₂ COO (Ib), R1-N + (CH ₃₎ ₂ -CH ₂ CH (OH) CH ₂ SO ₃ (Ic), R ₁ -CO-NH- (CH ₂ ) ₃ -N + (CH ₃ ) ₂ -CH ₂ CH (OH) CH ₂ SO ₃ (Id) in which R1 has the same meaning as in formula (I).

Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist das Betain ein Carbobetain der Formel (Ia) und (Ib). Bei speziellen Ausführungsformen der Erfindung werden Alkylamidobetaine der Formel (Ib) verwendet.In certain embodiments of the invention, the betaine is a carbobetaine of formula (Ia) and (Ib). In specific embodiments of the invention, alkylamidobetaines of formula (Ib) are used.

Beispiele für sehr spezifische Betaine, die erfindungsgemäß zum Einsatz kommen können, sind die folgenden gemäß INCI benannten Verbindungen:
Almondamidopropyl Betaine, Apricotam idopropyl Betaine, Avocadamidopropyl Betaine, Babassuamidopropyl Betaine, Behenamidopropyl Betaine, Behenyl Betaine, Betaine, Canolam idopropyl Betaine, Capryl/-Capramidopropyl Betaine, Carnitine, Cetyl Betaine, Cocamidoethyl Betaine, Cocam idopropyl Betaine, Cocam idopropyl Hydroxysultaine, Coco-Betaine, Coco-Hydroxysultaine, Coco/Oleam idopropyl Betaine, Coco-Sultaine, Decyl Betaine, Dihydroxyethyl Oleyl Glycinate, Dihydroxyethyl Soy Glycinate, Dihydroxyethyl Stearyl Glycinate, Dihydroxyethyl Tallow Glycinate, Dimethicone Propyl PG-Betaine, Erucam idopropyl Hydroxysultaine, Hydrogenated Tallow Betaine, Isostearam idopropyl Betaine, Lauram idopropyl Betaine, Lauryl Betaine, Lauryl Hydroxysultaine, Lauryl Sultaine, Minkamidopropyl Betaine, Minkamidopropyl Betaine, Myristam idopropyl Betaine, Myristyl Betaine, Oleam idopropyl Betaine, Oleam idopropyl Hydroxysultaine, Oleyl Betaine, Olivamidopropyl Betaine, Palmamidopropyl Betaine, Palmitamidopropyl Betaine, Palmitoyl Carnitine, Palm Kernelam idopropyl Betaine, Polytetrafluoroethylene Acetoxypropyl Betaine, Ricinoleam idopropyl Betaine, Sesamidopropyl Betaine, Soyamidopropyl Betaine, Stearam idopropyl Betaine, Stearyl Betaine, Tallowamidopropyl Betaine, Tallowamidopropyl Hydroxysultaine, Tallow Betaine, Tallow Dihydroxyethyl Betaine, Undecylenam idopropyl Betaine, Wheat Germam idopropyl Betaine, Coco/Oleamidopropyl betaine, Coco/Sunfloweramidopropyl betaine, Coco-sultaine, Coco-hydroxysultaine, Coco-betaine, Almondamidopropyl betaine, Cocamidopropyl hydroxysultaine, Apricotamidopropyl betaine, Avocadoamide, n-bis(2-hydroxyethyl)-betain, Avocadamidopropyl betaine, Babassuamidopropyl betaine, Behenamidopropyl betaine, Behenyl betaine, 12-14 Alkyl diaminoethylglycine Hcl, C12-14 hydroxyalkyl hydroxyethyl beta-alanine, Canolamidopropyl betaine, Capryl/Capramidopropyl betaine, Capryloyl collagen amino acids, Capryloyl glycine, Capryloyl keratin amino acids, Capryloyl silk amino acids, Caprylyl glucoside, Caprylyl glyceryl ether, Caprylyl/capryl glucoside, Caprylyl/Capryl wheat bran/straw glycosides, Caprylyl/Capryl xylosides, Caprylyl/Capryl xylosides, Carboxymethyl caprooyl chitosan, Cetearyl glucoside, Cetearyl wheat bran glycosides, Cetearyl wheat straw glycosides, Cetyl betaine, Cocamidoethyl betaine, Cocamidopropyl betainamide mea chloride, Cocamidopropyl betaine, Dinatriumcocoamphodiacetat, Natrium-cocoamphoacetat, Natrium-cocoamphoprpionat, Phospholipoide 1(3-[(3-Cholamidopropyl)-dimethylammonio]propan-sulfonat).Examples of very specific betaines which can be used according to the invention are the following compounds named according to INCI:
Almondamidopropyl betaines, apricotam idopropyl betaines, avocadamidopropyl betaines, babassuamidopropyl betaines, behenamidopropyl betaines, behenyl betaines, betaines, canolam idopropyl betaines, caprylic capramidopropyl betaines, carnitines, cetyl betaines, cocamidoethyl betaines, cocam idopropyl betaines, cocam idopropyl hydroxysultaines, coco betaines , Coco-Hydroxysultaine, Coco / Oleam Idopropyl Betaine, Coco-Sultaine, Decyl Betaine, Dihydroxyethyl Oleyl Glycinate, Dihydroxyethyl Soy Glycinate, Dihydroxyethyl Stearyl Glycinate, Dihydroxyethyl Tallow Glycinate, Dimethicone Propyl PG Betaine, Erucam Idopropyl Hydroxysultaine, Hydrogenated Tallow Betaine, Isostearam Idopropyl Betaine, lauram idopropyl betaine, lauryl betaine, lauryl hydroxysultaine, lauryl sultaine, minkamidopropyl betaine, minkamidopropyl betaine, myristam idopropyl betaine, myristyl betaine, oleam idopropyl betaine, oleam idopropyl hydroxysultaine, oleyl betaine, olivamidopropyl betaine, palmamidopropyl betaine, palmitamidopropyl B etaine, palmitoyl carnitine, palm kernelam idopropyl betaine, polytetrafluoroethylene acetoxypropyl betaine, ricinoleam idopropyl betaine, sesamidopropyl betaine, soyamidopropyl betaine, stearam idopropyl betaine, stearyl betaine, tallowamidopropyl betaine, tallowamidopropyl hydroxysultaine, tallow betaine, tallow dihydroxyethyl betaine, undecyleneamidopropyl betaine, wheat germ idopropyl betaine, coco / oleamidopropyl betaine, coco / sunfloweramidopropyl betaine, coco-sultaine, coco-hydroxysultaine, coco-betaine, almondamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultaine, apricotamidopropyl betaine, avocadoamide, n-bis (2-hydroxyethyl) betaine, avocadamidopropyl betaine, Babassuamidopropyl betaine, behenamidopropyl betaine, behenyl betaine, 12-14 alkyl diaminoethylglycine Hcl, C12-14 hydroxyalkyl hydroxyethyl beta alanine, canolamidopropyl betaine, caprylic / capramidopropyl betaine, capryloyl collagen amino acids, capryloyl glycine, capryloyl keratin amino acids, capryloyl silk amino acids , C aprylyl glucoside, caprylyl glyceryl ether, caprylyl / capryl glucoside, caprylyl / capryl wheat bran / straw glycosides, caprylyl / capryl xylosides, caprylyl / capryl xylosides, carboxymethyl caprooyl chitosan, cetearyl glucoside, cetearyl wheat bran glycosides, cetearyl wheat straw glycosides, cetyl betaine , Cocamidoethyl betaine, cocamidopropyl betainamide mea chloride, cocamidopropyl betaine, disodium cocoamphodiacetate, sodium cocoamphoacetate, sodium cocoamphoropionate, phospholipids 1 (3 - [(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] propane sulfonate).

Ein spezifisches Beispiel aus dieser Gruppe ist das Betain Cocoamidopropylbetain.A specific example from this group is the betaine cocoamidopropyl betaine.

Desweiteren können Betaine der Firma Calbiochem eingesetzt werden, wie z. B.: ASB-14, ASB-16, CHAPS, CHAPSO, DDMAB, DDMAU, EMPIGEN BB^® Detergent, Lauryldimethylamine Oxide (LDAO), ZWITTERGENT^® 3-08 Detergent, ZWITTERGENT^® 3-10 Detergent, ZWITTERGENT^® 3-12 Detergent, ZWITTERGENT^® 3-14 Detergent, ZWITTERGENT^® 3-16 Detergent.Furthermore Betaine the company Calbiochem can be used, such as. B .: ASB-14, ASB-16, CHAPS, CHAPSO, DDMAB, DDMAU, EMPIGEN BB ^® detergent, Lauryldimethylamine oxide (LDAO), ZWITTERGENT ^® 3-08 detergent, ZWITTERGENT ^® 3-10 detergent, ZWITTERGENT ^® 3-12 detergent , ZWITTERGENT ^® 3-14 detergent ZWITTERGENT ^® 3-16 detergent.

Grundsätzlich kann der Gehalt an amphoterem Tensid in dem flüssigen Nährmedien-Additiv je nach Bedarf des speziellen Verfahrens, bei dem das flüssige Nährmedien-Additiv zum Einsatz kommt, eingestellt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen enthält das flüssige Nährmedien-Additiv in der Summe ein oder mehrere Betaine in einer Gesamtmenge von 2 bis 18 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des flüssigen Nährmedien-Additivs. Bei bestimmten Ausführungsformen enthält das flüssige Nährmedien-Additiv in der Summe ein oder mehrere Betaine in einer Gesamtmenge von 3 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des flüssigen Nährmedien-Additivs.In principle, the content of amphoteric surfactant in the liquid nutrient media additive can be adjusted as needed by the particular process using the liquid nutrient media additive. In certain embodiments, the total liquid nutrient additive contains one or more betaines in a total amount of from 2 to 18% by weight based on the total weight of the liquid nutrient media additive. In certain embodiments, the total liquid nutrient additive contains one or more betaines in a total amount of from 3 to 15% by weight based on the total weight of the liquid nutrient media additive.

Neben den erfindungsgemäß zwingend enthaltenen Komponenten: wässriger Überstand einer Hefekultur, wässriger Überstand einer Milchsäurebakterienkultur und amphoteres Tensid kann das flüssige Nährmedien-Additiv der Erfindung bezogen auf das Gesamtgewicht des Nährmedien-Additivs in der Summe bis zu 10 Gew.-% an weiteren Zusätzen enthalten, die ausgewählt sein können unter Vitaminen, Spurenelementen, Aminosäuren, Ammoniumphosphaten, Alkaliphosphaten, Pyrimidinen und Purinen.In addition to the components necessarily contained according to the invention: aqueous supernatant of a yeast culture, aqueous supernatant of a lactic acid bacterial culture and amphoteric surfactant, the liquid nutrient media additive of the invention based on the total weight of the nutrient media additive may in total contain up to 10% by weight of further additives, which may be selected from vitamins, trace elements, amino acids, ammonium phosphates, alkali phosphates, pyrimidines and purines.

Beispielsweise sind bestimmte Ausführungsformen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie Diammoniumphopshat als Zusatz enthalten. Die Menge an zugegebenen Diammoniumphosphat kann in dem Bereich von 0,1 bis 50 g/Liter der Hefe- und/oder Milchsäurebakterienkultur liegen. Mit Vorteil kann auch ein Konzentrationsbereich von 0,5 bis 2 g/Liter gewählt werden. For example, certain embodiments of the invention are characterized by containing diammonium opiate as an additive. The amount of diammonium phosphate added may be in the range of 0.1 to 50 g / liter of the yeast and / or lactic acid bacteria culture. Advantageously, a concentration range of 0.5 to 2 g / liter can be selected.

Außerdem sind einige Ausführungsformen der Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein Vitamin der B-Gruppe enthalten, das ausgewählt ist unter den Vitaminen B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12 und Gemischen davon. Bei einer spezifischen Ausführungsform, die B-Vitamin-Zusätze enthält, sind Vitamine der B-Gruppe mit folgenden Anteilen bezogen auf das gesamte Additivvolumen enthalten:
B6 = 5 bis 20 mg/l,
B1, B2, B3 und B5 = jeweils 1 bis 10 mg/l,
B7 und B9 = jeweils 0,5 bis 5 mg/l und
B12 = 0,05 bis 0,5 mg/l und
Weitere spezifische Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass dem flüssigen Nährmedien-Additiv myo-Inosit und/oder Inositol zugegeben wird. Die Menge an myo-Inosit und/oder Inositol kann dabei insgesamt in dem Bereich von 0,5 bis 50 mg/Liter der Hefe- und/oder Milchsäurebakterienkultur liegen.In addition, some embodiments of the invention are also characterized by containing at least one vitamin of the B group selected from vitamins B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12 and mixtures thereof. In a specific embodiment containing B vitamin supplements, B group vitamins are included in the following proportions based on total additive volume:
B6 = 5 to 20 mg / l,
B1, B2, B3 and B5 = in each case 1 to 10 mg / l,
B7 and B9 = 0.5 to 5 mg / l each and
B12 = 0.05 to 0.5 mg / l and
Further specific embodiments of the invention are characterized in that myo-inositol and / or inositol is added to the liquid nutrient medium additive. The amount of myo-inositol and / or inositol can be in the total range of 0.5 to 50 mg / liter of the yeast and / or lactic acid bacteria culture.

Bei einer Variante der vorliegenden Erfindung wird ein pulverförmiges Nährmedien-Additiv bereitgestellt, dass dadurch erhältlich ist, dass man das flüssige Nährmedien-Additiv der vorliegenden Erfindung trocknet und pulverisiert.In a variant of the present invention, there is provided a powdered nutrient medium additive obtainable by drying and pulverizing the liquid nutrient medium additive of the present invention.

Erfindungsgemäß vorgeschlagen wird auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Nährmedien-Additivs, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hefe-Kultur, die Milchsäurebakterien-Kulturen und/oder die Hefe-Milchsäurebakterien-Mischkultur zunächst unter aeroben Bedingungen gehalten wird und anschließend unter anaeroben Bedingungen gehalten wird.Also proposed according to the invention is a method for producing the culture medium additive according to the invention, the method being characterized in that the yeast culture, the lactic acid bacterial cultures and / or the yeast-lactic acid bacteria mixed culture is first kept under aerobic conditions and subsequently under anaerobic conditions Conditions is maintained.

Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Nährmedien-Additivs ist dieses dadurch gekennzeichnet, daß die Hefe-Kultur, die Milchsäurebakterien-Kulturen und/oder die Hefe-Milchsäurebakterien-Mischkultur gehalten wird, bis der pH-Wert auf 3 gesunken ist. Bei einer Alternative des Verfahrens wird die Kultur bis zu diesem Zeitpunkt aerob gehalten. Bei einer anderen Alternative des Verfahrens wird die Kultur bis zu diesem Zeitpunkt anaerob gehalten. Bei einer weiteren Alternative des Verfahrens wird die Kultur bis zu diesem Zeitpunkt in einer ersten Phase zunächst aerob und anschließend in einer zweiten Phase anaerob gehalten.In certain embodiments of the method of making a culture media additive of the present invention, it is characterized by maintaining the yeast culture, the cultures of lactic acid bacteria, and / or the mixed yeast-lactic acid bacteria until the pH has dropped to 3. In an alternative of the method, the culture is kept aerobic until then. In another alternative of the method, the culture is kept anaerobic until then. In a further alternative of the method, the culture is initially kept aerobic in a first phase and then anaerobically in a second phase until this time.

Bei einem speziellen Verfahren zur Herstellung des Nährmedien-Additivs werden gemäß der vorliegenden Erfindung der Hefe-Kultur, der Milchsäurebakterien-Kultur und/oder der Hefe-Milchsäurebakterien-Mischkultur zusätzlich Enzyme zugesetzt. Diese Enzyme können beispielsweise aber ohne Beschränkung hierauf ausgewählt sein unter: Cellulase, Hemicellulase, alpha-Amylase, beta-Glucanase, Pektinase, Protease, Pentosanase, Glucoamylase, Peptyl-Peptidhydrolasen, Phytase.In a specific method of preparing the culture medium additive, according to the present invention, enzymes are additionally added to the yeast culture, the lactic acid bacteria culture and / or the yeast-lactic acid bacteria mixed culture. For example, but not limited to, these enzymes may be selected from cellulase, hemicellulase, alpha-amylase, beta-glucanase, pectinase, protease, pentosanase, glucoamylase, peptyl-peptide hydrolases, phytase.

Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung werden dem Nährmedien-Additiv weitere Zusätze, wie z. B. die zuvor genannten Enzyme, aber auch Vitamine, Spurenelemente, Aminosäuren, Ammoniumphosphate, Alkaliphosphate, Pyrimidine und Purine, erst zugesetzt, nachdem der oder die Überstände der Hefe-Kultur, der Milchsäurebakterien-Kultur und/oder der Hefe-Milchsäurebakterien-Mischkultur zentrifugiert worden sind, um die darin möglicherweise noch enthaltenen Hefezellen bzw. Milchsäurebakterien zu entfernen.In certain embodiments of the invention, the nutrient media additive further additives such. As the aforementioned enzymes, but also vitamins, trace elements, amino acids, ammonium phosphates, alkali metal phosphates, pyrimidines and purines, added only after the supernatants or the yeast culture, the lactic acid bacteria culture and / or the yeast-lactic acid bacteria mixed culture centrifuged have been removed in order to remove the yeast cells or lactic acid bacteria possibly contained therein.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Nährmedien-Additivs wird dem Überstand bzw. den Überständen der Hefe-Kultur, der Milchsäurebakterien-Kultur und/oder der Hefe-Milchsäurebakterien-Mischkultur wenigstens ein amphoteres Tensid zugesetzt.To prepare the culture medium additive according to the invention, at least one amphoteric surfactant is added to the supernatant or the supernatants of the yeast culture, the culture of lactic acid bacteria and / or the yeast-lactic acid bacteria mixed culture.

Die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung des hier als erfindungsgemäß beschriebenen Nährmedien-Additivs zur Förderung des Wachstums und/oder der Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen in Kläranlagen, Biogasanlagen, Kompostieranlagen, Biowäschern, Biofiltern, Ackerböden, in Pflanzsubstraten oder im Wasser einer Algen- oder Cyanobakterienzucht vor.The present invention provides for the use of the nutrient-medium additive described herein according to the invention for promoting the growth and / or metabolic processes of microorganisms in sewage treatment plants, biogas plants, composting plants, biological scrubbers, biofilters, field soils, in plant substrates or in the water of an algae or cyanobacteria breeding.

Unter der Förderung des Wachstums von Mikroorganismen wird hier die durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Nährmedien-Additivs erreichte Zunahme der Zellzahl der Mikroorganismen oder allgemein die hierdurch erreichte Zunahme von deren Biomasse im Vergleich zu dem Zustand ohne Nährmedien-Additiv verstanden.The promotion of the growth of microorganisms here means the increase in the cell count of the microorganisms achieved by the use of the nutrient media additive according to the invention or, in general, the increase in its biomass achieved in comparison with the condition without culture-medium additive.

Unter der Förderung der Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen wird hier die durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Nährmedien-Additivs erreichte Zunahme des Abbaus von Nährmedienbestandteilen und/oder die erreichte Zunahme der Synthese von Stoffwechselprodukten im Vergleich zu dem Zustand ohne Nährmedien-Additiv verstanden. By promoting the metabolic processes of microorganisms, the increase in the degradation of nutrient media components achieved by the use of the nutrient media additive according to the invention and / or the increase in the synthesis of metabolic products achieved in comparison with the condition without culture media additive are understood here.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Nährmedien-Additivs wird eine Optimierung von aeroben und anaeroben biologischen Prozessen ermöglicht, bei denen a) ein Abbau von organischem Material stattfindet (beispielhaft, aber nicht abschließend: die biologische Abwasserbehandlung, die Erzeugung von Biogas, die Erzeugung von Kompost oder die Geruchsbekämpfung mit biologischen Verfahren wie Biowäscher oder Biofilter) oder b) eine Beschleunigen des Wachstums von Mikroorganismen (wie Hefen, Cyanobakterien, Algen, Bakterien, Archaebakterien usw.) in Wasser, Salzwasser, Böden und Pflanzsubstraten sowie Silagen und anderen Nährlösungen erwünscht ist.By using the nutrient media additive according to the invention, it is possible to optimize aerobic and anaerobic biological processes in which a) degradation of organic material takes place (by way of example, but not limited to: biological wastewater treatment, biogas production, compost production or odor control with biological processes such as bioscrubbers or biofilters); or b) accelerating the growth of microorganisms (such as yeasts, cyanobacteria, algae, bacteria, archaebacteria, etc.) in water, salt water, soils and plant substrates, as well as silages and other nutrient solutions.

Beispielsweise kann für solche Verfahren das erfindungsgemäße Nährmedien-Additiv in einer Konzentration von 0,1 ppm bis 100 ppm als Zusatz in einer Kläranlage, einer Biogasanlage, im Kompost, in einem Biowäscher, einem Biofilter, im Ackerboden in Pflanzsubstrat oder anderen Nährlösungen oder im Wasser einer Algenzucht oder Cyanobakterienzucht verwendet werden. Bei alternativen Ausführungsformen wird das Additiv in einer Konzentration zwischen 0,5 und 3 ppm eingesetzt.For example, for such methods, the culture medium additive according to the invention in a concentration of 0.1 ppm to 100 ppm as an additive in a wastewater treatment plant, a biogas plant, compost, in a bioscrubber, a biofilter, in the soil in plant substrate or other nutrient solutions or in water an algae breeding or cyanobacteria breeding. In alternative embodiments, the additive is used in a concentration between 0.5 and 3 ppm.

Ein spezifisches Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das erfindungsgemäße Nährmedien-Additiv einer Milchsäurekultur zur Silierung von Futtermittel und Substraten für Biogasanlagen in einer Konzentration von 0,1 ppm bis 100 ppm der Kultur zugegeben wird, bevor diese auf das zu silierende Material aufgegeben wird. Die Silierung kann damit deutlich rascher (teils 50-ffach schneller) ablaufen, wodurch weniger Kohlenstoff aus dem zu silierenden Material abgebaut wird, die Stabilisierung also schneller erreicht ist. Bei bestimmten Ausführungsformen ist eine Konzentration zwischen 0,5 und 3 ppm bevorzugt.A specific example is characterized in that the culture medium additive according to the invention is added to a culture of lactic acid for ensiling feed and substrates for biogas plants in a concentration of 0.1 ppm to 100 ppm of the culture before it is applied to the material to be ensiled. The ensiling can thus take place much more quickly (sometimes 50 times faster), which means that less carbon from the material to be ensiled is broken down, so stabilization is achieved more quickly. In certain embodiments, a concentration between 0.5 and 3 ppm is preferred.

Ein weiteres spezifisches Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das erfindungsgemäße Nährmedien-Additiv einer Kultur aus Cyanobakterien (z. B. Synechococcus leopoliensis, Anabaena flosaquae und Arthrospira platensis) in einer Konzentration von 0,1 ppm bis 1000 ppm zugegeben wird, so dass sich die Cyanobakterien deutlich schneller mit einem Faktor zwischen 2- und 100-fach vermehren und so schneller zu ernten sind oder in Salzwasser ein deutlich größeres Süßwassereservoir bilden.A further specific example is characterized in that the culture media additive according to the invention is added to a culture of cyanobacteria (eg Synechococcus leopoliensis, Anabaena flosaquae and Arthrospira platensis) in a concentration of 0.1 ppm to 1000 ppm, so that the Cyanobacteria proliferate much faster with a factor between 2- and 100-fold and thus harvest faster or form a much larger freshwater reservoir in salt water.

BeispieleExamples

1. Beispielrezeptur gemäß der vorliegenden Erfindung1. Example recipe according to the present invention

2 kg Haferflocken werden mit 10 Liter Wasser gemischt. Dazu wird eine Hefe-Milchsäure-Mischkultur aus Brettanomyces lambicus und Lactobacillus delbrückii, 500 g Saccharose sowie 30 g Ammoniumphosphat gegeben. Dies wird für 3 Tage belüftet und anschließend für 3 Tage anaerob fermentiert. Anschließend wird das Fermentat filtriert und zentrifugiert und mit den anderen Zutaten gemischt:
Je Liter Produkt werden:

– 800 ml Fermentat
– 200 ml Tego Betain F 50 sowie
– folgende Vitamine in folgender Konzentration zugegeben:

Pyridoxine-HCL 10 mg/Liter Thiamine 5 mg/Liter Riboflavin 5 mg/Liter Nictoninsäure 5 mg/Liter Ca-panthotenate 5 mg/Liter Biotin 2 mg/Liter Folsäure 2 mg/Liter Cobalamin 0,1 mg/Liter Inositol oder myo-Inosit 5 mg/Liter

2 kg of oatmeal are mixed with 10 liters of water. To this is added a yeast-lactic acid mixed culture of Brettanomyces lambicus and Lactobacillus delbrückii, 500 g of sucrose and 30 g of ammonium phosphate. This is aerated for 3 days and then anaerobically fermented for 3 days. Then the fermentate is filtered and centrifuged and mixed with the other ingredients:
Per liter of product will be:

- 800 ml of fermentate
- 200 ml Tego Betain F 50 as well
- added the following vitamins in the following concentration:

Pyridoxine HCL 10 mg / liter Thiamine 5 mg / liter riboflavin 5 mg / liter Nictoninsäure 5 mg / liter Ca panthotenate 5 mg / liter biotin 2 mg / liter folic acid 2 mg / liter cobalamin 0.1 mg / liter Inositol or myo-inositol 5 mg / liter

Ebenso wurde 1 ppm des Vergleichsproduktes und 1 ppm der oben beschriebenen neuen Rezeptur in anaeroben Abbauversuchen nach DIN eingesetzt. Dazu werden 400 ml ausgegorener Gärrest als Inokulum und 10 g silierter zerkleinerter Mais vermischt und jeweils 1 ppm der beschriebenen Rezeptur und des Vergleichsproduktes zugegeben; eine Nullprobe ohne Produktzugabe wurde ebenfalls fermentiert. Ergebnisse: Tage Vergleichsprodukt Neues Produkt Neues Produkt Nullprobe [ml Biogas] [ml Biogas] [ml Biogas] [ml Biogas] ₁ 76 78 86 68 2 56 78 84 50 3 66 136 140 60 4 42 70 75 36 5 35 62 64 30 6 30 60 44 26 Summe 305 484 493 270 Likewise, 1 ppm of the comparative product and 1 ppm of the new formulation described above was used in anaerobic degradation tests according to DIN. 400 ml of fermented fermentation residue are used as inoculum and 10 g of silated minced corn mixed and added in each case 1 ppm of the described formulation and the comparison product; a blank sample without product addition was also fermented. Results: days Compare product New product New product zero sample [ml of biogas] [ml of biogas] [ml of biogas] [ml of biogas] ₁ 76 78 86 68 2 56 78 84 50 3 66 136 140 60 4 42 70 75 36 5 35 62 64 30 6 30 60 44 26 total 305 484 493 270

2. Vergleichsversuch im Ankom-System2. Comparison experiment in the Ankom system

1 ppm des Vergleichsproduktes gemäß WO 2010/033203 A1 und 1 ppm der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Beispielrezeptur wurden in anaeroben Abbauversuchen mit dem Ankom-System eingesetzt. Dazu wurden 500 ml Gärrest einer Bioabfallvergärungsanlage und 5 g Tierfett vermischt und jeweils 1 ppm der beschriebenen Rezeptur und des Vergleichsproduktes zugegeben; eine Nullprobe ohne Fettzugabe und eine Nullprobe nur mit Fettzugabe wurde ebenfalls fermentiert.1 ppm of the comparative product according to WO 2010/033203 A1 and 1 ppm of the inventive example formulation described above were used in anaerobic degradation experiments with the Ankom system. For this purpose, 500 ml digestate of a biowaste fermentation plant and 5 g of animal fat were mixed and added in each case 1 ppm of the described formulation and the comparison product; a blank sample without fat addition and a blank sample with only fat added was also fermented.

VersuchsdurchführungExperimental Procedure

Zunächst wird in eine 1-L-Glasflasche 500 ml Reaktorinhalt als Inokulum gegeben. Es werden 5 g des zu testenden Substrates (Tierfett) und 1 ppm Vergleichsprodukt sowie 1 ppm neues Produkt nach o. g. Rezeptur hinzugegeben. Anschließend wurde die Flasche geschwenkt, um den Inhalt zu vermischen. Auf die Flasche wurde das ANKOM-Modul gesetzt und die Flasche in ein vorgeheiztes Wasserbad mit einer Temperatur von 39°C gestellt.First, 500 ml of reactor contents are placed in a 1 L glass bottle as inoculum. There are 5 g of the substrate to be tested (animal fat) and 1 ppm of the comparative product and 1 ppm of new product after o. G. Recipe added. The bottle was then swirled to mix the contents. The ANKOM module was placed on the bottle and the bottle placed in a preheated water bath at a temperature of 39 ° C.

Der Deckel blieb für ca. eine Stunde leicht geöffnet, damit die Luft in der Flasche von dem entstandenen Biogas verdrängt werden konnte und anaerobe Verhältnisse entstanden. Nach einer Stunde wurde der Deckel fest verschlossen und die GPM-Software (Gas Production Monitor) gestartet. Hierbei wurden die Datenaufnahmen in einem Intervall von 60 Minuten und die Kommunikation zwischen den Modulen und dem PC auf ein Intervall von 60 Sekunden eingestellt.The lid remained slightly open for about an hour, so that the air in the bottle could be displaced by the biogas produced and created anaerobic conditions. After one hour, the lid was tightly closed and the GPM software (Gas Production Monitor) started. Here, the data recordings were set at an interval of 60 minutes and the communication between the modules and the PC at an interval of 60 seconds.

Der maximale Druck, der in der Flasche herrschen darf, wurde auf 500 mbar festgelegt. Wird dieser Punkt erreicht, öffnet sich das Ventil und lässt das Gas ab.The maximum pressure allowed in the bottle was set at 500 mbar. When this point is reached, the valve opens and releases the gas.

ErgebnisseResults

Nach 20 Versuchstagen ist bei den Gärtesten ohne Zusatzprodukt eine durchschnittliche Gasausbeute von 610 cdm/to zu verzeichnen gewesen und bei den Gärtesten mit Vergleichsprodukt durchschnittlich 570 cbm/to. Bei den Gärtesten mit dem neuen Produkt waren jedoch 762 cbm/to und damit 25% mehr Gasertrag gegenüber der Nullprobe zu verzeichnen.After 20 days of testing an average gas yield of 610 cdm / to was recorded in the fermentation without additional product and in the fermenters with comparative product an average of 570 cbm / to. In the fermenters with the new product, however, 762 cbm / to and thus 25% more gas yield compared to the blank sample were recorded.

Sämtliche Ergebnisse sind überraschend besser als die des Vergleichsproduktes und waren nicht vorhersehbar.All results are surprisingly better than those of the comparative product and were unpredictable.

3. Vergleichsversuch zum Wachstum von Bakterien3. Comparative experiment on the growth of bacteria

Es wurde ein Liter eines natürlichen Teichwassers mit 1 g Caseinhydrolysat versetzt und gerührt. Ebenso wurden zwei weitere Proben angesetzt, eine zusätzlich mit 1 ppm des Vergleichsprodukts aus WO 2010/033203 A1 , und eine weitere Probe mit 1 ppm der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Rezeptur.One liter of a natural pond water was mixed with 1 g of casein hydrolyzate and stirred. Likewise two further samples were prepared, one additionally with 1 ppm of the comparison product WO 2010/033203 A1 , and another sample containing 1 ppm of the formulation of the invention described above.

Das Ergebnis war, dass mit der erfindungsgemäßen Rezeptur ein 140faches Wachstum gegenüber der Nullprobe erreicht wurde, während das Vergleichsprodukt lediglich zu einer Verdoppelung des Wachstums führte. The result was that with the formulation according to the invention a 140-fold growth compared to the blank sample was achieved, while the comparison product only led to a doubling of the growth.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011/092136 A1 [0005]
WO 2009/077623 A1 [0005]
US 3635797 [0005, 0007]
WO 2010/033203 A1 [0005, 0055, 0061]
WO 2013/180756 [0007]

Claims

Liquid culture media additive for the culture of microorganisms, the additive being: a) the aqueous supernatant of a yeast culture and b) the aqueous supernatant of a lactic acid bacterial culture comprises and contains at least one amphoteric surfactant.

Liquid nutrient media additive according to claim 1, characterized in that the aqueous supernatant of the yeast culture and the aqueous supernatant of the lactic acid bacterial culture are either the aqueous supernatant of at least one separate yeast culture and the aqueous supernatant of at least one separate lactic acid bacteria culture or the aqueous supernatant of a common Yeast lactic acid bacteria mixed culture are.

Liquid nutrient media additive according to any one of Claims 1 to 2, characterized in that the yeast culture is a culture of one or more strains of cellulose-degrading yeasts, cellobiose degrading yeasts and / or hemicellulose-degrading yeasts.

Liquid nutrient media additive according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the yeast culture is a culture of one or more strains of Saccharomyces carlsbergensis, Brettanomyces lambicus and Brettanomyces bruxellensis.

Liquid nutrient media additive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lactic acid bacteria culture is a culture of one or more strains of the genus Lactobacillus.

Liquid nutrient media additive according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the lactic acid bacteria culture is a culture of one or more strains of Lactobacillus delbrückii.

Liquid nutrient media additive according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the yeast culture and / or the lactic acid bacterial culture are prepared with a cereal product as nutrient substance, the cereal product preferably being selected from grains, flakes, bran, meal, barley, semolina, Haze or flour of wheat, rye, triticale, barley, spelled, rice, corn, millet or oats.

Liquid culture medium additive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the amphoteric surfactant is a betaine.

Liquid nutrient media additive according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the amphoteric surfactant is a betaine of the formula 1,

R1- [CO-X- (CH ₂₎ _n] _x N + (R2) (R3) - (CH ₂₎ _m - [CH (OH) -CH _2] _y -Y- (I)

where R 1 = saturated or unsaturated C _6-22 -alkyl radical X = NH, NR 4 with the C ₄ -alkyl radical R ₄ , O or S n = integer from 1 to 10 × = 0 or 1 R 2, R 3 = independently of one another C _{1 -4-} alkyl radical m = integer from 1 to 4 y = 0 or 1 Y = COO, SO ₃ , OPO (OR ₅ ) O or P (O) (OR ₅ ) O, where R ₅ = H or C _1-4 alkyl.

Liquid nutrient media additive according to one of Claims 1 to 9, characterized in that, based on the total weight of the nutrient medium additive, it contains in total up to 10% by weight of further additives which are selected from vitamins, trace elements, amino acids, Ammonium phosphates, alkali phosphates, pyrimidines and purines.

Powdered nutrient media additive obtainable by drying and pulverizing a liquid nutrient media additive according to any one of claims 1 to 10.

Process for the preparation of a culture medium additive according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the yeast culture, the lactic acid bacterial cultures and / or the yeasts Lactic acid bacteria mixed culture is first kept under aerobic conditions and then kept under anaerobic conditions.

Process for the preparation of a culture medium additive according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the yeast culture, the cultures of lactic acid bacteria and / or the yeast-lactic acid bacteria mixed culture are kept until the pH has dropped to 3.

Process for the preparation of a culture medium additive according to one of Claims 1 to 10, characterized in that enzymes are additionally added to the yeast culture, the lactic acid bacteria culture and / or the yeast-lactic acid bacteria mixed culture.

Use of a culture medium additive according to one of claims 1 to 11 or of a culture medium additive produced by a process according to one of claims 12 to 14 for promoting the growth and / or metabolic processes of microorganisms in sewage treatment plants, biogas plants, composting plants, biological scrubbers, biofilters, Farmland, in plant substrates or other nutrient solutions / carriers or in the water of an algae or cyanobacteria crop.