DE1155413B - Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Gibberellinsaeure - Google Patents

Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Gibberellinsaeure

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DE1155413B
DE1155413B DEI14364A DEI0014364A DE1155413B DE 1155413 B DE1155413 B DE 1155413B DE I14364 A DEI14364 A DE I14364A DE I0014364 A DEI0014364 A DE I0014364A DE 1155413 B DE1155413 B DE 1155413B
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DE
Germany
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medium
ccm
nitrogen
gibberellic acid
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Antony Borrow
Edward Garstang Jefferys
Ian Stewart Nixon
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P27/00Preparation of compounds containing a gibbane ring system, e.g. gibberellin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/911Microorganisms using fungi
    • Y10S435/929Fusarium

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Description

  • Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Gibberellinsäure Die Erfindung betrifft ein verbessertes biochemisches Verfahren zur Herstellung von Gibberellinsäure.
  • Gibberellinsäure ist ein Pflanzenwuchsstoff, der aus den Filtraten von Kulturen bestimmter aktiver Stämme des Schimmelpilzes Gibberella fujikuroi (Fusarium moniliforme) erhältlich ist. Es ist bereits bekannt, Gibberellinsäure herzustellen, indem man einen aktiven Stamm von Gibberella fujikuroi im Einstufenverfahren in einem gerührten und belüfteten Nährmedium kultiviert, das eine Kohlenstoffquelle, z. B. Glukose, eine Stickstoffquelle, z. B. Ammoniumnitrat, bestimmte Metallsalze, wie z. B. Magnesiumsulfat und Kaliumdihydrogenphosphat, und Spurenmetalle, wie Eisen, Kupfer, Zink, Mangan und Molybdän, enthält. Es ist kennzeichnend für dieses Gärverfahren, daß der überwiegende Teil der Säure dann erzeugt wird, wenn die reine Proteinsynthese bzw. der aktive Wuchs des Pilzes gehemmt ist. Diese Hemmung des aktiven Wuchses kann man darauf zurückführen, daß einer der notwendigen Bestandteile des Nährmediums, z. B. Stickstoff oder Kohlenstoff, aufgebraucht ist.
  • Die Veränderung des Nährmediums, beispielsweise seines Zucker- bzw. Stickstoffgehalts zur Erzielung höherer Ausbeuten eines gewünschten Produkts, ist an sich bei Gärverfahren bekannt, beispielsweise bei der Alkoholgärung, der Hefe- oder der Citronensäuregärung, jedoch kann man von den bei einem Mikroorganismus gegebenen Verhältnissen keineswegs auf die Kultur eines anderen, die fast immer ganz andere Zwischenstufen aufweist, Rückschlüsse ziehen.
  • Es wurde nun gefunden, daß man das Ausmaß der Bildung der Gibberellinsäure verbessern kann, wenn man den Pilz in zwei oder mehr Stufen kultiviert, wobei die erste Stufe die Stufe des aktiven Wachstums des Pilzes und die zweite Stufe eine Stufe ist, bei der der aktive Wuchs gehemmt ist und Gibberellinsäure erzeugt wird. Wenn man weitere Stufen einschaltet, z. B. mit drei oder mehr Stufen arbeitet, sind dieses Zwischenstufen, bei denen aktives Wachstum erfolgt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Gibberellinsäure durch submerse Züchtung des Schimmelpilzes Gibberella fujikuroi (Fusarium moniliforme) im üblichen zucker-und stickstoffhaltigen Nährmedium mit einem Gehalt an üblichen Nährsalzen und Spurenelementen vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß Gibberella fujikuroi NRRL 2633, NRRL 2634, NRRL 2635, NRRL 2636 oder NRRL 2637 in zwei oder mehr Stufen gezüchtet wird, von denen die erste Stufe oder Stufen des aktiven Wachstums des Pilzes in einem Nährmedium mit einer Stickstoffkonzentration von 0,017 bis 0,25"/, Gew./Vol. und einem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von etwa 10: 1 bis 25: 1 durchgeführt werden und in der Endstufe die Züchtung in einem Nährmedium mit einem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von 25: 1 bis 200: 1, vorzugsweise 30 : 1 bis 55: 1, fortgeführt wird.
  • Ein Medium, das für die Stufe bzw. die Stufen des aktiven Wuchses geeignet ist, enthält Kohlenstoff quellen (z. B. einen Zucker, wie Rohrzucker oder Glukose, oder einen mehrwertigen Alkohol, wie Gly= cerin), eine Stickstoffquelle (z. B. ein Ammoniumsalz, ein Nitrat, Maisquellwasser, teilweise umgesetztes Protein, wie Pepton, oder andere Quellen, die assimilierbaren Stickstoff enthalten), Magnesium, Schwefel (die zweckmäßigerweise in Form von Magnesiumsulfat angewandt werden), Kalium, Phosphor (die vorzugsweise in Form von Kaliumdihydrogenphosphat angewandt werden) und Spurenmetalle, wie Eisen, Kupfer, Zink, Mangan und Molybdän. Die Konzentration' des Stickstoffs im Medium kann im Bereich von 0,017 bis 0,25 g je 100 ccm, z. B. bei Anwendung von Ammoniumnitrat im Bereich von 0,05 bis 0,75 g Ammoniumnitrat je 100 ccm und vorzugsweise im Bereich von 0,07 bis 0,17 g je 100 ccm, d. h. bei Verwendung von Ammoniumnitrat 0,2 bis 0,5 g Ammoniumnitrat je 100 ccm Nährmedium liegen. Die Konzentration des Kohlenstoffs, z. B. in Form eines Zuckers, wie Rohrzucker, Glukose, oder eines mehrwertigen Alkohols, wie Glycerin, wird dann so gewählt, daß ein sogenanntes ausgeglichenes Medium für den aktiven Wuchs des Pilzes erhalten wird, d. h. das Konzentrationsverhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff liegt vorzugsweise zwischen den Werten 10: 1 und 25: 1. Ein typisches ausgeglichenes Medium für den aktiven Wuchs des Pilzes kann 0,2 g Ammoniumnitrat und 3,18 g Glukosemonohydrat in je 100 ccm enthalten, d. h., das Verhältnis C : N ist gleich 14: 1, oder es kann 0,48 g Ammoniumnitrat und 10 g Glukosemonohydrat in je 100 ccm Nährmedium enthalten, d. h., das Verhältnis C : N ist gleich 21,5: 1.
  • In dem bevorzugten nicht ausgeglichenen Medium mit einem hohen Verhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff, in dem der aktive Wuchs gehemmt ist und Gibberellinsäure gebildet wird, ist ein geeigneter Bereich für das Verhältnis C : N 25: 1 bis 200: 1. Die Wahl der Stickstoffkonzentration im Medium ist vom Ausmaß des aktiven Wuchses abhängig, der stattfinden soll, bevor er durch Erschöpfung des Stickstoffs gehemmt wird. Zu Beginn der Stufe, bei der Gibberellinsäure gebildet wird, ist aktiver Wuchs in einem gewissen Ausmaß zweckmäßig, um die Kapazität des Gärbehälters voll auszunutzen, und ein geeigneter Stickstoffgehalt für das nicht ausgeglichene Medium liegt im Bereich von 0,04 bis 0,17 g je 100 ccm, z. B. wenn der Stickstoff in Form von Ammoniumnitrat angewandt wird, zwischen 0,11 und 0,5 g Ammoniumnitrat je 100 ccm Nährmedium.
  • Ein günstigerer Bereich des Verhältnisses C : N liegt etwa zwischen 30: 1 und 55: 1, und unter Zugrundelegung eines Stickstoffgehalts von 0,04 bis 0,17 g je 100 ccm im nicht ausgeglichenen Nährmedium beträgt der entsprechende Kohlenstoffgehalt des Mediums 1,2 bis 9;4 g je 100 ccm. Eine geeignete Stickstoffquelle, um diese zweckmäßige Stickstoffkonzentration zu erzielen, ist z. B. Ammoniumnitrat in einer Menge von 0,11 bis 0,5 g je 100 ccm, und eine geeignete Kohlenstoffquelle zur Erzielung der geeigneten Kohlenstoffkonzentration kann z. B. Glukosemonohydrat in einer Menge von 3,3 bis 26 g je 100 ccm sein. Abgesehen von Kohlenstoff und Stickstoff sind die Konzentrationen der anderen Nährstoffe ähnlich denen, die im ausgeglichenen Nährmedium für den aktiven Wuchs angewandt werden.
  • Besonders geeignete Konzentrationen an Kohlenstoff, z. B. in Form von Glukosemonohydrat und Stickstoff, z. B. in Form von Ammoniumnitrat, sind folgende
    Konzen- Konzen- Konzen-
    tration an Konzen-
    Glukose- tratihn des tration an tration des
    Kohlen- Ammo- Verhältnis
    mono- Stoffs niunmitrat Stickstoffs
    hydrat C ; N
    (Gramm je (Gramm je (Gramm je . (Gramm je
    100 ccm) 100 ccm) 100 ccm) 100 ccm)
    11,11 4,0 0,24 0,084 47,6:1
    8,0 2,88 0,24 0,084 34,3:1
    12,6 4,54 0,36 0,126 36,0:1
    20 7,2 0,4 0,14 51,4:1
    12 4,32 0,3 0,105 41,l:1
    10 3,6 0,24 0,084 42,9:1
    5,5 1,98 0,12 0,042 47,1:1
    20 7,2 0,44 0,154 46,8:1
    Wenn man die unter Bildung von Gibberellinsäure verlaufende Gärung in zwei oder mehr Stufen durchführt, ist es ein Ziel, so schnell und wirtschaftlich wie möglich ein ausgeglichenes Mycel zu kultivieren, das anschließend zur Herstellung von Gibberellinsäure angewandt wird. Dieses kann man erreichen, indem man das Pilzgeflecht unter Bedingungen kultiviert, bei denen die Wachstumsgeschwindigkeit hoch ist, wobei man dieses Pilzgeflecht anschließend zum Animpfen eines weitaus größeren Volumens von nicht ausgeglichenem, d. h. zur Erzeugung von Gibberellinsäure dienendem Medium anwendet, wodurch die Kapazität des Gärbehälters während der unproduktiven Zeit des aktiven Wuchses besser ausgenutzt wird.
  • Weiterhin wurde gefunden, daß bei einem Mehrstufenverfahren das Pilzgeflecht in der nicht ausgeglichenen, unter Bildung der erwünschten Säure verlaufenden Stufe diese Säure mit einer höheren Geschwindigkeit erzeugt wird, als es der Fall ist, wenn das Pilzgeflecht im gleichen, nicht ausgeglichenen Medium in einem Einstufenverfahren kultiviert wird. Dies wird in dem folgenden Beispiel 1 erläutert.
  • Beispiel 1 Bei einem Zweistufenverfahren wurde die erste Stufe in einem Gärbehälter durchgeführt, der 301 eines Nährmediums der folgenden Zusammensetzung enthielt Glukosemonohydrat . . . . . . . . . . 10 g/100 ccm Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . . . 0,48 g/100 ccm Kaliumdihydrogenphosphat .... 0,5 g/100 ccm Magnesiumsulfatheptahydrat ... 0,1 g/100 ccm Spurenelementkonzentrat* ..... 0,2 ccm/100 ccm Wasser ...................... Rest * Das Spurenelementkonzentrat setzte sich wie folgt zusammen: Ferrosulfatheptahydrat......................... 0,1 g Kupfersulfatpentahydrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,015 g Zinksulfatheptahydrat ......................... 0,1 g Mangansulfatheptahydrat ...................... 0,01 g Kaliummolybdat (KZMo0.,) .................... 0,01 g Wasser ...................................... 100 ccm Das Medium wurde mit einem der vorgenannten Stämme von Gibberella fujikuroi (Proben sind in den Kultursammlungen des Commonwealth Mycological Institute, Kew; im Bureau for Schimmelcultures, Baatn; und in der Northern Utilisation Research and Development Division of the United States Department of Agriculture, Peoria, Illinois, USA., hinterlegt, und zwar an letzterer Stelle unter der Bezeichnung NRRL 2633, NRRL 2634, NRRL 2635, NRRL 2636, NRRL 2637) beimpft und bei einem Luftstrom von 151/Min. auf einer Temperatur von 26,2°C gehalten, bis das Pilzgeflecht zu einem Trockengewicht von 16 mg/1 angewachsen war. Dieser Zustand wurde in 100 Stunden erreicht.
  • 31 dieser belüfteten Kultur wurden anschließend benutzt, um 301 eines Mediums für die zweite Stufe anzuimpfen, das folgende Stoffe enthielt: Glukosemonohydrat . . . . . . . . . . 20 g/100 ccm Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . . . 0,24 g/100 ccm Kaliumdihydrogenphosphat .... 0,5 g/100 ccm Magnesiumsulfatheptahydrat ... 0,1 g/100 ccm Spurenelementkonzentrat* ..... 0,2 ccm/100 ccm Wasser ...................... Rest * Das Spurenelementkonzentrat besaß die gleiche Zusammensetzung wie das weiter oben besshriebene.
  • In diesem Medium wurde die Kultur bei einer Temperatur von 26,2°C und einem Luftdurchsatz von 151/Min. weiterbehandelt.
  • Zum Vergleich wurde ein Einstufenverfahren, das aus einer Agarbrühe beimpft worden war, in einem Nährmedium, das dem obengenannten Medium für die zweite Stufe entsprach, unter den gleichen Bedingungen in Hinsicht auf Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit der Luft durchgeführt.
  • In der folgenden Tabelle sind die Konzentrationen an Gibberellinsäure in den beiden Medien bei fortschreitender Gärung aufgeführt:
    Gibberellinsäure (mg/1)
    Zeit (Stunden Zweistufenverfahren
    nach dem Einstufenverfahren
    Animpfen) (zweite Stufe)
    48,4 nichts
    66,0 21
    89,6 63
    115,8 108
    138,3 151
    141,9 Spuren
    166,0 19
    185,7 169
    189,6 35
    215,8 60
    234,4 273
    238,3 72
    285,7 127
    305,8 353
    334,4 160
    401,7 413
    405,8 218
    501,7 308
    Aus der Tabelle geht klar hervor, a) daß, wenn die Säurebildung einsetzt, die Bildungsgeschwindigkeit in der zweiten Stufe des Zweistufenverfahrens höher ist als beim Einstufenverfahren und b) daß, wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß in der ersten Stufe genügend Pilzgeflecht erzeugt wird, um zehn Ansätze für die zweite Stufe zu beimpfen, die anfängliche Wachstumsphase - ausgedrückt als Fassungsvermögen des Gärbehälters mal Stunden - weitaus geringer ist als bei dem Einstufenverfahren.
  • Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden noch weitere Beispiele gegeben: Beispiel 2 Herstellung von Impfmaterial In einem Gärbehälter mit einem Fassungsvermögen von 11301 werden 4541 eines Nährmediums der folgenden Zusammensetzung hergestellt: Glukosemonohydrat . . . . . . . . . . 12 g/100 ccm Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . . . 0,48 g/100 ccm Magnesiumsulfatheptahydrat ... 0,1 g/100 ccm Kaliumdihydrogenphosphat .... 0,5 g/100 ccm Spurenelementkonzentrat* . . . . . 0,2 ccm/100 ccm Wasser ...................... Rest * Das Spurenelementkonzentrat war wie im Beispiel 1 zusammengesetzt.
  • Dieses Nährmedium wurde sterilisiert und anschließend gekühlt und mit einer Kleiekultur eines vorgenannten Gibberella-fujikuroi-Stammes beimpft. Das Medium wird 66,5 Stunden gerührt, wobei eine Temperatur von 26°C eingehalten wird, und das Medium mit einem Luftstrom von 0,5 Volumteilen Luft je Minute je Volumteil Kulturmedium belüftet. Es entwickelt sich ein dickes Pilzgeflecht, und dieses wird anschließend zum Beimpfen der Nährmedien angewandt, die zur Herstellung der gewünschten Säure dienen. Die Analyse läßt erkennen, daß der Stickstoffgehalt des Nährmediums nahezu erschöpft ist.
  • Herstellung der Gibberellinsäure In einem 1130-1-Gärbehälter werden 6581 eines Nährmediums der folgenden Zusammensetzung hergestellt: Glukosemonohydrat . . . . . . . . . . 12 g/100 ccm Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . . . 0,3 g/100 ccm Magnesiumsulfatheptahydrat ... 0,1 g/100 ccm Kaliumdihydrogenphosphat .... 0,5 g/100 ccm Spurenelementkonzentrat* ..... 0,2 ccm/100 ccm Wasser ................... Rest * Das Spurenelementkonzentrat war wie im Beispiel 1 zusammengesetzt.
  • Das Medium wird sterilisiert und anschließend gekühlt und mit 681 des vorstehend beschriebenen Impfmaterials beimpft. Das Nährmedium wird bei einer Temperatur von 26'C gerührt und mit Luft in einer Menge von 0,5 Volumteilen je Volumteil Kulturmedium je Minute belüftet. In der folgenden Tabelle ist die Konzentration der Gibberellinsäure im Medium bei fortschreitender Gärung aufgeführt. Außerdem sind in der Tabelle die Gibberellinsäureausbeuten weiterer, auf gleiche Weise durchgeführter Beispiele, bei denen nur die Glukosemonohydrat- bzw. Ammoniumnitratkonzentrationen verändert wurden, angegeben, und zwar wurden verwendet: im Beispiel 3 10 g Glukosemonohydrat und 0,24 g Ammoniumnitrat, im Beispiel 4 12,6 g Glukosemonohydrat und 0,36 g Ammoniumnitrat, im Beispiel 5 11,11 g Glukosemonohydrat und 0,24 g Ammoniumnitrat, (jeweils je 100 ccm Nährmedium).
    Zeit (Stunden Gibberellinsäurekonzentration
    nach dem (m9/1)
    Animpfen) Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 I Beispiel s
    49 43 52
    74 124 119
    98 238 226
    108 30
    122 348 336
    132 80 66
    145 394 324
    156 158 100
    167 386 332
    177 I 246 158
    194 436
    201 298
    218 362
    225 370 270
    249 390 292
    273 320
    296 [ 368
    Bei dem Versuch des Beispiels 2 wurde der Inhalt des Gärbehälters anschließend filtriert, und das Filtrat (6001) wurde zur Abtrennung der Gibberellinsäure mit Äthylacetat extrahiert. Die Gibberellinsäure wurde anschließend nach bekannten Methoden, z. B. durch Konzentrieren und Reinigen durch Umkristallisation, gewonnen. Man erhielt 204,1 g Gibberellinsäure als farbloses kristallines Pulver mit dem Schmelzpunkt 233 bis 235°C unter Zersetzung.
  • Ähnlich wurde bei dem Versuch des Beispiels 3 der Inhalt des Gärbehälters filtriert, und das Filtrat (5771) wurde mit Äthylacetat extrahiert. Aus dem Extrakt erhielt man auf gleiche Weise wie im Beispiel 2 140,8 g Gibberellinsäure als farbloses kristallines Pulver mit dem Schmelzpunkt 233 bis 235°C unter Zersetzung.
  • Aus den Ansätzen der Beispiele 4 und 5 läßt sich Gibberellinsäure auf ähnliche Weise gewinnen. Beispiel 6 Impfmaterial wurde nach dem im ersten Teil des Beispiels 1 beschriebenen Verfahren hergestellt und anschließend in folgender Weise für die zweite, unter Bildung der gewünschten Säure verlaufende Stufe angewandt.
  • Herstellung der Gibberellinsäure Es werden 751 eines Nährmediums der folgenden Zusammensetzung hergestellt: Glukosemonohydrat . . . . . . . . . . 16 g/100 ccm Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . . . 0,4 g/100 ccm Kaliumdihydrogenphosphat .... 0,5 g/100 ccm Magnesiumsulfatheptahydrat ... 0,1 g/100 ccm Spurenelementkonzentrat* ..... 0,2 ccm/100 ccm Wasser ...................... Rest * Das Spurenelementkonzentrat war wie im Beispiel 1 zusammengesetzt.
  • Das Nährmedium wurde sterilisiert und anschließend abgekühlt und mit 2,51 des weiter oben beschriebenen Impfmaterials angeimpft. Die Gärung wurde dann bei einer Temperatur von 26°C unter Rühren und Belüftung mit Luft in einer Menge von 0,5 Volumteilen je Volumteil Kulturmedium je Minute durch- ; geführt. In der folgenden Tabelle sind die Gibberellinsäurekonzentrationen im Medium bei fortschreitender Gärung aufgeführt. Außerdem sind in der gleichen Tabelle die Versuchsergebnisse des Beispiels 7 angegeben, das in gleicher Weise wie Beispiel 6, jedoch mit einer Glukosemonohydratkonzentration von 20 g je 100 ccm durchgeführt wurde.
    Zeit (Stunden nach Gibberellinsäurekonzentration
    dem Animpfen) (M19/1)
    Beispiel 6 I Beispiel ?
    75 10
    82 6
    88 42
    93 60
    100 88
    Die Gibberellinsäure kann nach jedem bekannten Verfahren, z. B. nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren, isoliert werden.
  • Beispiel 8 Bei einem Zweistufenverfahren wurde die erste Stufe in einem Fermentationsgefäß durchgeführt, das l01 des folgenden Mediums enthielt: Glukose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 °/o Gew./Vol. Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . . . 0,36°/o Gew./Vol. Kaliumdihydrogenphosphat .... 0,5 °/o Gew./Vol. Magnesiumsulfatheptahydrat ... 0,1 °/o Gew./Vol. Spurenelementkonzentrat ...... 0,2°/o Vol./Vol. (Die 5 °/a Glukose können ersetzt werden durch 5 °/o Sucrose).
  • Das Medium wurde mit Gibberella fujikuroi NRRL 2633 beimpft und dann 48 Stunden bei 25'C und einer Luftströmungsgeschwindigkeit von 5 I/Min. gehalten. Es entwickelte sich ein dickes Mycelwachstum. 1 1 dieses belüfteten Kulturmediums wurde dann einem 30-1-Gärbehälter zugesetzt, um 191 eines Mediums der zweiten Stufe zu beimpfen, das folgende Zusammensetzung hatte: Glukosemonohydrat, 2174 g = 10,87°/o Gew./Vol. Ammoniumnitrat . . . . . . . . . . . 0,210/(, Gew./Vol. Kaliumdihydrogenphosphat .. 0;5 °/o Gew./Vol. Magnesiumsulfatheptahydrat 0,1 °/o Gew./Vol. Spurenelementkonzentrat .... 0,2°/o Vol./Vol. Erdnußöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,025 °/o Gew./Vol. In weiteren Ansätzen wurde bei Medien der zweiten Stufe die Glukose durch 2044 g Glycerin bzw. durch 1900 g Sucrose ersetzt, um den Medien die gleichen Konzentrationen an verfügbarem Kohlenstoff einzuverleiben.
  • (Das Erdnußöl wird zur Verringerung des anfänglichen Schäumens zugesetzt.) Das Produktionsmedium wurde dann bei 26°C unter Rühren mit einer Geschwindigkeit von 350 Umdrehungen je Minute und mit einem Luftdurchfluß von 0,5 Volumen Luft je Volumen Kulturmedium je Minute bebrütet. Von dem Medium wurden periodisch Proben genommen und auf ihren Gehalt an Gibberellinsäure untersucht. Die folgende Tabelle gibt die Gibberellinsäurekonzentrationen im Medium beim Fortschreiten der Fermentation an:
    Kohlenstoffquelle Gibberellinsäurekonzentration (mg/1) im Medium nach
    Medium der Medium der
    ersten Stufe zweiten Stufe 71 Std. 1 121 Std. I 166 Std. I 190 Std. I 238 Std. I 288 Std. I 312 Std. I 334 Std.
    Glukose Glukose 175 f 325 415 450 495 450 480 470
    Glukose Glycerin 60 62 120 200 300 325 340 380
    Glukose Sucrose 190 335 360 430 495 440 430 430
    Sucrose Sucrose 190 325 410 415 470 , 400 460 420
    Die Gibberellinsäure kann auf beliebige bekannte Weise isoliert werden, beispielsweise nach dem am Ende des Beispiels 2 beschriebenen Verfahren.
  • Bei dem Herstellungsverfahren liefern die 0,36°/o Ammoniumnitrat eine Stickstoffkonzentration im Medium von 0,126°/o Gew./Vol., und das Verhältnis C : N ist demnach 14,3:1 bzw. 16,3: 1 für die Glukose bzw. Sucrose enthaltenden Medien. Im Medium der zweiten Stufe sind die Mengen an Glukose, Glycerin bzw. Sucrose äquivalent und liefern jeweils etwa 40/, Gew./Vol. verfügbaren Kohlenstoff, und das Verhältnis C : N ist demnach etwa 54: 1.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Gibberellinsäure durch submerse Züchtung des Schimmelpilzes Gibberella fujikuroi (Fusarium moniliforme) in üblichen zucker- und stickstoffhaltigen Nährmedien mit einem Gehalt an üblichen Nährsalzen und Spurenelementen, dadurch gekennzeichnet, daB Gibberella fujikuroi NRRL 2633, NRRL 2634, NRRL 2635, NRRL 2636 oder NRRL 2637 in zwei oder mehr Stufen gezüchtet wird, von denen die erste Stufe oder Stufen des aktiven Wachstums des Pilzes in einem Nährmedium mit einer Stickstoffkonzentration von 0,017 bis 0,25 °/o Gew./Vol. und einem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von etwa 10: 1 bis 25: 1 durchgeführt werden und in der Endstufe die Züchtung in einem Nährmedium mit einem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von 25: 1 bis 200: 1 fortgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Kohlenstoff StickstoffVerhältnis in der Endstufe bei 30: 1 bis 55: 1 liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 578 820, 619 977; deutsche Auslegeschrift F 11441 IVa/6b (bekanntgemacht am 28. 6. l956); »Journal of the Science of Food Agriculture«, 1955, 6, S. 340; H. Kretschmar, »Hefe und Alkohol«, 1955, S. 172 und 88 bis 90; Macher, »Biologische Brennerei-Betriebskontrolle«, 1950, S.97.
DEI14364A 1957-02-05 1958-02-05 Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Gibberellinsaeure Pending DE1155413B (de)

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