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Metabolisches Verfahren zur Herstellung von Gibbellerinsäure Die Erfindung
bezieht sich auf verbesserte metabolische Verfahren und insbesondere auf ein metabolisches
Verfahren zur Herstellung von Gibbellerinsäure.
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Gibbellerinsäure ist eine organische Säure, welche den Pflanzenwuchs
fördernde Eigenschaften besitzt, und ist ein metabolisches Produkt gewisser aktiver
Stämme des Schimmelpilzes Gibberella fujikuroi. Dieser Schimmelpilz kann in gerührten
belüfteten Nährlösungen kultiviert werden, die, wenn der Pilz ein geeignetes Wuchsstadium
erreicht hat, filtriert und extrahiert werden. Der Extrakt enthält dann die Gibbellerinsäure,
welche bei Weiterbehandlung in kristalliner Form erhalten werden kann. Verfahren
zur Herstellung und Isolierung dieses Pilzes sind im einzelnen in ## Journal of
the Science of Food and Agriculture«, 1955, 6, 340, beschrieben.
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Es wurde nun gefunden, daß die Ausbeute an Gibbellerinsäure aus einer
derartigen belüfteten Kultur dadurch vergrößert werden kann, daß in die Nährlösung
neben Luft noch zusätzlich Kohlendioxyd eingeführt wird.
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Dieses Ergebnis ist insofern überraschend, als ursprünglich die Wirkung
des Kohlendioxyds darin besteht, daß die Wuchsgeschwindigkeit des Myceliums verringert
wird. Die vergrößerte Ausbeute an Gibbellerinsäure ist wahrscheinlich jedoch darauf
zurückzuführen, daß eine Reizung des Myceliums stattfindet, wodurch die Erzeugungsgeschwindigkeit
in den Frühstufen vergrößert und eine längere Zeit nach der Beendigung des aktiven
Wuchses aufrechterhalten wird, wobei wahrscheinlich die letztgenannte Wirkung die
wesentliche ist, um die Ausbeute an Gibbellerinsäure zu erhöhen.
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Die Erhöhung der Ausbeute wird über einen weiten Bereich der Anteile
an Kohlendioxyd erzielt, jedoch findet vorzugsweise eine Menge Anwendung, welche
nicht größer ist als 10 Volumprozent der der Kultur zugeführten Luft, da oberhalb
dieses Verhältnisses die Unterdrückung der Wuchsgeschwindigkeit des Myceliums ein
in steigendem Maße wichtig werdender Faktor ist und die Zeitdauer, welche verstreicht,
um brauchbare Ausbeuten an Gibbellerinsäure zu erreichen, ungewöhnlich lang wird.
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Andere Faktoren, wie beispielsweise die Belüftungsgeschwindigkeit
pro Volumeneinheit der Nährlösung, sind insofern wirkungsvoll, als sie die Ausbeute
bei einer Belüftungsgeschwindigkeit von etwa 0,5 Volumeneinheiten Luft/Volumeneinheiten
der Kultur/Minute verbessern.
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Vorzugsweise kann das Kohlendioxyd dem Luftstrom zugeführt werden,
wobei selbstverständlich das Kohlendioxyd zusätzlich zu dem bereits in der Luft
enthaltenden Kohlendioxyd zugegeben wird.
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Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen erläutert. Beispiel
1 Es wurde ein Vergleichsversuch durchgeführt, um die Einwirkung des Zusatzes von
Kohlendioxyd bei der Belüftung einer Kultur von Gibberella fujikuroi zu ermitteln,
und zwar erfolgten diese Versuche unter Anwendung von je 201 Fermentationsflüssigkeit.
Es wurde das gleiche Kulturmedium verwendet, das 16"/, Dextrose und 0,240/, Ammoniumnitrat
als Hauptnährstoffe enthielt, und diese Nährlösung fand für jede Fermentationsflüssigkeit
Verwendung, wobei der Impfstoff, die Rührbehandlung und die Behandlungstemperatur
von 26,2° in beiden Fällen gleich waren. Die Ausbeute an Gibbellerinsäure in mg
je Liter jedes Kulturfiltrates ist in der folgenden Tabelle I niedergelegt.
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Tabelle I Ausbeute an Gibbellerinsäure je Liter Kulturfiltrat
Belüftungs- Belüftungs- |
bedingungen 20 1 Luft 19 1 Luft |
bedingungen pro Minute -h 1 1 C02 |
in Stunden p pro Minute |
Zeitdauer |
nach der |
Impfung |
161 0 8 |
233 |
70 110 |
Belüftungs- 20 1 Luft 19 1 Luft |
bedingungen + 1 1 C0_ |
in Stunden pro Minute pro Minute |
Zeitdauer |
nach der |
Impfung |
258 120 146 |
329 226 316 |
401 348 408 |
497 484 516 |
570 456 578 |
664 498 630 |
905 - 594 |
Beispiel 2 Es wurde ein weiterer Vergleichsversuch durchgeführt, um die Wirkung
des Zusatzes von Kohlendioxyd bei der Belüftung einer Kultur von Gibberella fujikuroi
zu ermitteln, und zwar wurde dieser Versuch unter Anwendung von jeweils 801 Fermentationsflüssigkeit
durchgeführt. Das jeweils gleiche Kulturmedium enthielt 16 0/0 Dextrose und 0,24
0I0 Ammoniumnitrat als Hauptnährstoffe in jeder Fermentationsflüssigkeit,
und die Impfung, Rührbehandlung und Behandlungstemperatur von 26,5" waren in beiden
Fällen identisch. Die Ausbeute an Gibbellerinsäure in mg je Liter jedes Kulturfiltrats
ist in der folgenden Tabelle Il niedergelegt.
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Tabelle II Ausbeute an Gibbellerinsäure je Liter Kulturfiltrat
Belüftungsdauer 40 1 Luft 401 Luft |
in Stunden + 1,51 CO, pro Minute |
pro Minute |
Zeitdauer |
nach der |
Impfung |
160 58 |
235 150 |
237 |
220 |
Belüftungsdauer 40 1 Luft 40 1 Luft |
in Stunden + 115 1 C02 pro Minute |
pro Minute |
Zeitdauer |
nach der |
Impfung |
259 173 |
280 316 |
283 233 |
306 259 |
32$ 380 |
331 288 |
400 508 |
402 348 |
426 426 |
448 576 |
450 324 |
474 648 |
496 612 |
498 372 |
569 542 |
570 -120 |
594 463 |
616 620 418 |
619 |