DE1084437B

DE1084437B - Verfahren zur Gewinnung eines roten Farbstoffes aus Penicillium purpurogenum

Info

Publication number: DE1084437B
Application number: DEB51444A
Authority: DE
Inventors: Dr Isolde Schmid
Original assignee: CH Boehringer Sohn AG and Co KG
Current assignee: CH Boehringer Sohn AG and Co KG
Priority date: 1958-12-15
Filing date: 1958-12-15
Publication date: 1960-06-30

Description

Zierfahren zur Gewinnung eines roten Farbstoffes aus Penicillium purpurogenum Es ist bekannt, daß im Laufe seines Wachstums das Mycel von Penicillium purpurogenum sich rot färbt und daß dann durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln daraus ein Farbstoff »Purpurogenon« isoliert werden kann, für den die Formel eines Dihydroxy-chromanobenzochinons vorgeschlagen wurde (Roberts und W a r r e n , J. Chem. S oc., London, 1955, S. 2992 ff.).
Für die Gewinnung dieses Farbstoffes war der Pilz auf verschiedenen sauren Nährmedien - gezüchtet worden, deren PH bei etwa 4 liegt (B r e n n e r, Svensk Botanisk Tidskr. 12 [1918], S.92; Raulin-Thom, Biochem. Journ., 59 [1955], S. 480). Auf diese Weise gelang es, auf 701 Nährlösung 250 g Mycel zu züchten, aus dem 21 mg Purpurogenon isoliert werden konnten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines roten Farbstoffes aus Penicillium purpurogenum in erheblich größeren Ausbeuten, da der Farbstoff zum größeren Teil in der Nährlösung enthalten ist, wodurch seine Aufarbeitung wesentlich vereinfacht ist. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Substrat verwendet wird, in welchem der Farbstoff löslich ist. Er wird dann vorn Mycel laufend an das Substrat abgegeben und ständig neu gebildet. In der gleichen Zeit bildet dann der Pilz etwa das 500-bis 700fache an Farbstoff.
Für die Durchführung des Verfahrens geeignet sind Nährlösungen, deren pH beim Beginn der Züchtung zwischen 6 und 7,5 liegt; da im Laufe des Wachstums das pg sich zur sauren Seite hin verschiebt, ist es vorteilhaft, in an sich bekannter Weise durch Zugabe eines Puffers oder durch wiederholten Zusatz eines basischen Mittels das pH nicht unter 5 absinken zu lassen. Als Puffer hat sich ein üblicher Phosphatpuffer bewährt; als basischer Zusatz erwies sich K H C 03-Lösung gut geeignet. Nach etwa 18 bis 21 Tagen wird die Kultur geerntet; der überwiegende Teil des Farbstoffes befindet sich dann in der tiefrot gefärbten Lösung, aus der dieser in bekannter Weise, z. B. durch Extraktion mit Butanol und anschließende Reinigung gewonnen wird. Die Ausbeute beträgt etwa 150 bis 200 mg pro Liter.
Zur Deutung der dabei verlaufenden Vorgänge können folgende Tatsachen dienen: Der Farbstoff ist in Säure unlöslich. An ein saures Nährmedium kann er vom Pilze nicht abgegeben werden, er reichert sich im Mycel an, und dies stellt bald die weitere Produktion ein. Da durch den Stoffwechsel des Pilzes stets auch Säuren gebildet werden, tritt nach kurzer Zeit der gleiche Zustand auch dann ein, wenn man von einem zunächst neutralen Substrat ausgeht. Verhindert man jedoch, daß die Nährlösung stärker sauer wird, so kann der Farbstoff vom Mycel ständig abgegeben und neu gebildet werden. Der so gewonnene Farbstoff ist in seinen Eigenschaften von den für Purpurogenon angegebenen teilweise verschieden; so blieben die in der Literatur beschriebenen Farbreaktionen mit Fe C 13, NaOH und H2 S 04 aus, ebenso die Fällung mit K O H. Auch aus dem Infarotspektrum läßt sich nicht auf eine Identität mit Dihydroxy-chromano-benzochinon schließen. Außer den schon genannten Unterschieden erweist sich der neue Farbstoff gegenüber den üblichen Reduktionsmitteln im Gegensatz zum Purpurogenon beständig. Es wurde bei der Hydrierung in Eisessig mit Platinoxyd während 48 Stunden kein Wasserstoff verbraucht. Auch verschwindet die rote Farbe beim Erwärmen der alkalischen Lösung mit Zinkstaub nicht, während Purpurogenon bei dieser Behandlung entfärbt wird. In pharmakologischen Untersuchungen erwies sich der erfindungsgemäße Farbstoff als völlig ungiftig, er ist deshalb zur Färbung von Lebensmitteln sowie pharmazeutischen und kosmischen Zubereitungen besonders geeignet. Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren deutlich machen, ohne es zu beschränken.
Beispiel 1 Eine Nährlösung, bestehend aus 1200g Melasse, 320 g Malzextrakt, 100 ccm 10o/oige K3 P 04 Lösung, 200 ccm 10o/oige Nag N 0.-Lösung, 20 g Pepton, 320 g Hefeextrakt, wird mit Leitungswasser auf 31 aufgefüllt und sterilisiert. Jeweils 50 ccm dieser Lösung werden auf 600 ccm verdünnt, in 1-1-Kolben abgefüllt und 1- bis 2mal bei 1 atü 30 Minuten sterilisiert. Dies Substrat wird mit einer Stammkultur von Penicillium purpurogenum Stoll beimpft und bei 30° C bebrütet.
Nach 21- Tagen wird die blutrote Lösung von dem Mycel abfiltriert und mit Butanol extrahiert. Nach dem Waschen mit angesäutertem Wasser wird der Alkohol abdestilliert und der rote Farbstoff getrocknet. *hie Ausbeute4bQträgt 190 mg pro Liter.
Beispiel 2 Eine Nährlösung aus 1200g Melasse, 100 ccm 10o/oige K3 P 04 Lösung, 200 ccm 10o/oige Nag N 03 Lösung, 200 g Maisquellewasserdickstoff wird mit Leitungswasser auf 3 1 aufgefüllt und sterilisiert. Wie im Beispiel 1 wird diese Stammlösung verdünnt und sterilisiert, dann wird mit einer Stammkultur von Penicillium purpurogenum Stoll beimpft und bei 30° C bebrütet. Nach 10 bis 14 Tagen hat sich eine geschlossene grüne Myceldecke gebildet, dann beginnt die Farbstoffbildung, während das p$ absinkt. Durch Zugabe von Kaliumbicarbonat wird bis zur Beendigung des Versuches das pH auf mindestens 6 gehalten. Nach 20 Tagen wird entsprechend Beispiel 1 aufgearbeitet. Die Ausbeute beträgt etwa 180 mg pro Liter.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung eines roten Farbstoffs aus Penicillium purpurogenum durch Züchten des Mikroorganismus auf Nährlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert der Nährlösung anfänglich zwischen 6 und 7,5 einstellt und ihn zweckmäßig während der Züchtung durch Zugabe einer Pufferlösung oder durch mehrmalige Zugabe einer basisch reagierenden Substanz auf mindestens 5 hält, worauf man nach einer Kulturdauer von 18 bis 21 Tagen den Farbstoff durch Extraktion mit Butanol gewinnt.