DE1442214A1 - Verfahren zur Herstellung von 1-Glutaminsaeure - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 1-GlutaminsaeureInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1-Glutaininsäure,'insbesondere durch Vergärung von Nährböden,
die gewisse ungesättigte Fettsäuren enthalten, mit 1-G-lutaminsäure
erzeugenden Stämmen von Brevibacterium divaricatum. Bisher ist Glutaminsäure erfolgreich durch Vergärung unter Verwendung
des Organismus Brevibacterium divaricatum hergestellt
worden. Dieser Organismus erzeugt jedoch !-Glutaminsäure in geringen Ausbeuten, wenn ein Gärmedium gebraucht wird, das nur
eine Kohlehydratquelle, eine Stickstoffquelle, eine Phosphatquelle
und eine Kaliumquelle enthält. Selbst der Zusatz von Spurenmengen an Mineralsalzen, wie PeSO. und MnSO. liefert nur
eine geringe Erhöhung der Ausbeute. Um das Produkt in befriedigenden Ausbeuten zu erhalten, ist es deshalb bisher notwendig
gewesen, dem Gärmedium eine Biotinquelle, wie Casate, Pepton, Maismaischeflüssigkeit, Rübenextrakt, Hefeextrakt, Kleieextrakt
usw. oder auch reines Biotin zuzusetzen.
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Es wurde nun ein Verfahren gefunden, durch das
1-Glutaminsäure in einem Gärmedium "bestehend aus einer geeigneten Kohlehydratquelle, einer geeigneten Stickstoffquelle,
einer geeigneten Phosphatquelle und einer geeigneten Kaliumquelle ohne Einschluss eines der vorerwähnten biotinhaltigen
Materialien hergestellt werden kann. Das neue ^erfahren ist nicht nur wirtschaftlich und wirkungsvoll, sondern gestattet
auch eine volle Ausnutzung der 1-Glutaminsäure erzeugenden
Stämme des Organismus Brevibacterium divaricatum, wie KRRL
3-2311 und HHHI B-2312, die bei der Forthern Utilization Research
and Development Division der US-Landwirtscha.ftsabteilung
niedergelegt worden sind. Das neue Verfahren ist auch wegen der Leichtigkeit vorteilhaft, mit der die Glutaminsäure
erzeugenden Organismen aus dem G-ärmedium nach beendeter Gärung entfernt werden können. Dies bedeutet natürlich einen beträchtlichen
Vorteil bei der Gewinnung der Glutaminsäure. Das neue Verfahren stellt daher eine Verbesserung gegenüber früheren
Methoden für die Erzeugung von 1-Glutaminsäure durch Vergärung unter Verwendung der oben erwähnten Organismen dar; denn es
gestattet die Verwendung leicht erhältlicher und billiger Rohstoffe in dem Gärmedium.
Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung von 1-Glutaminsäure besteht darin, dass man den Organismus Brevibacterium
divaricatum in einen wässrigen Fährboden impft, der kleine Mengen Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure oder wasserlösliche
Salze dieser Säuren bzw. Gemische hiervon enthält. Die Gärung wird vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von
etwa 28 bis etwa 31 0 unter submersen Bedingungen der Durchrührung
und Belüftung durchgeführt. Kohlehydrate, die im Fährboden
zur Erzeugung von 1-Glutaminsäure durch das Verfahren nach der Erfindung gebraucht werden können, sind z.B« Glucose
und Fructose oder rohe zuckerhaltige Materialien, wie sie durch Hydrolyse von stärkehaltigen Materialien, Melassen usw. gewonnen
werden. Ausser einem Kohlehydrat verlangen die verwendeten KahrbBden auch die Gegenwart einer Stickstoffquelle entweder
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organischer oder anorganischer Form, wie Harnstoff, Ammoniumsalze,
z.B. Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat,. Ammoniumtartrat
usw. Auch ist eine Kalium- und Phosphorquelle, wie Dikaliumphosphat
für geeignete Ausbeuten- erforderlich,und ebenso sollen
Spurenmineralien, die Mangan, Magnesium, Eisen usw. in Verbindungen enthalten, z.B. Magnesiumsulfat, Ferrosulfat, Mangansulfat
usw., vorhanden sein.
Es wurde gefunden, dass befriedigende Ausbeuten an l-Glutaminsäure erhalten werden können, wenn man Olein-,
Linol- und Linolensäure oder deren wasserlösliche Salze bzw. Gemische hiervon in Mengen von etwa 0,01 bis etwa 0,1 Volum-$
des Gärmediums verwendet. Vorzugsweise gebraucht man etwa 0,03 f
der ungesättigten Fettsäuren auf die Raummenge Gärmedium.
TJm den Gärungsorganismen ungesättigte Fettsäuren zur
Verfügung zu stellen, erwies es sich als zweckmässig, ein Emulgiermittel zu gebrauchen. Irgendein geeignetes Emulgiermittel,
wie z.B. das Mineralöl oder handelsübliche Emulgiermittel, wie Tween-Emulgiermittel, die aus Polyoxyäthylensorbitfettsäureestern
bestehen, können verwendet werden. Wenn man kein Emulgiermittel benutzt, hat die ungesättigte Fettsäure die Neigung,
sich an der Oberfläche des Gärbehälters abzulagern und steht deshalb für den GärOrganismus nicht zur Verfügung.
Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
hält man das Gärmittel auf einem pH-Wert im Bereich von etwa 6 bis etwa 9 während der ganzen Gärung, die gewöhnliche
innerhalb 2 bis 3 Tagen beendet ist, wenn man sie unter Belüftung durchführt.
. ' Nach Erzeugung der 1-Glutaminsäure durch Vergärung
des O-pganismus Brevibacterium divaricatum gemäss dem vorstehenden
Verfahren nach der Erfindung kann man die 1-Glutaminsäure in geeigneter Weise gewinnen. Eine solche Gewinnungsmethode
besteht in der Entfernung der Zellen aus dem Gärmedium durch Filtration oder Zentrifugieren, Kondensation des anfallenden
Filtrates» Einstellung des pH-Wertes des Filtrates auf etwa 3»2
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durch. Säurezugabe und Kristallisierung der Glutaminsäure "bei
verminderten Temperaturen. Wenn man das Verfahren nach der
Erfindung befolgt, zeigt es sich, dass die Filtrations- oder
Zentrifugi ermas snahmen viel leichter durchgeführt werden kennen* Man benötigt weit weniger !Filterhilfsmittel, um eine Filtration
zu erreichen, und die filtration verläuft sehr rasch,
wenn man das vorliegende Verfahren anwendet. Auch, eine Zentrifugierung
wird sehr leicht durchgeführt, wenn man dieses Verfahren anwendet, weil die Zellen des Organismus das Bestreben
haben, sich abzusetzen und nicht in Suspension bleiben. Wenn ein Produkt von einem höheren Reinheitsgrade gewünscht ist,
kann das kondensierte Filtrat zunächst einer Behandlung an einem Ionenaustauschharz unterzogen werden, um andere Verunreinigungen
vor der Kristallisation zu entfernen, lach der Adsorption
am Ionenaustauschharz kann die !-Glutaminsäure dann daraus eluiert und wieder kondensiert werden, um dann die Glutaminsäure
bei verminderter Temperatur zu kristallisieren und durch
Ab säuern zu gewinnen.
Statt reine ungesättigte fettsäuren anzuwenden, kann
man auch beim Verfahren nach der Erfindung natürliche oder künstliche Substanzen gebrauchen, die genügende Mengen der
Fettsäuren oder ihrer Sala®, wie beim vorliegenden Verfahren
beschrieben, enthalten» Substanzen, wie die meisten Öle vegetabilischer
oder tierischer Herkunft, oder Antischaummittel«,
Emulgiermittel ust,, die daraus hergestellt sind, enthalten
ausreichende Mengen der Fettsäure nach der Erfindung und können
deshalb als Quelle der ungesättigtes, fettsäure bei der Herstellung
von l-Glutaminsäur® durch d©n Organismus Bre¥ibacterium
divarioatum gebraucht werden*
-Di© nachstehenden Beispiele dienen lediglich, zur Erläuterung,
jedoch nicht zur Beschränkung bezüglich, der besonderen
Bestandteile oder ihrer Mengen oder sonstiger "besonderer Arbeitebedingungen«
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Es wurde ein Nährboden zubereitet, der in Raumteilen
10 $> Glucose, 0,8 $ Harnstoff, 0,1 # K2HPO., 0,05 f» MgSO4
0,0002 # (2 Teile je Million) FeSO4 und 0,0002 fa MhSO4 enthielt,
Der pH-Wert des Mediums wurde auf 7,5 mit UH-OH eingestellt.
Mehrere Gärungen wurden in 500 ml-Kolben durchgeführt, in die 30 ml dieses Grundnährbodens zuzüglich der YerSuchsvariante gegeben
wurden. Die Kolben wurden mit Brevibacterium divaricatum
NHHL B-2312 beimpft. In Anteilen wurde Harnstoff zugegeben, um den pH-Wert im Bereich zwischen 7,0 und 8,0 zu halten. Während
der ganzen Beimpfung wurde eine Temperatur von 30 0 aufrechterhalten,
und die Kolben wuiuen durch einen Drehschüttler
50 Stunden lang gerührt. Die Gärungsergebnisse finden sich in der folgenden Tabelle:
Zellgewicht in g Glutaminsäure/ mg/g Medium 1 Medium
Grundstoff allein 0,2 0
Grundstoff +Oleinsäure
(in Mineralöl)*
0,01 $ 3,0 23
0,03 $> 7,8 35
0,1 # 11,4 4
Grundstoff + Linolsäure
(in Mineralöl)»
(in Mineralöl)»
0,05 i> 7,5 38
Grundstoff + Linolensäure
(in Mineralöl)»
(in Mineralöl)»
0/ <d>
8,8 27
Grundstoff + Natriumoleat
0,06 $ 7,8 22
* Die Fettsäuren wurden mit Mineralöl vermischt, um eine 10 $-ige Fettsäurelösung zu erhalten.
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde unter Verwendung von Brevibaoteriua divaricatum NHRL B-2311 statt Brevibaeterium
divarioatum NHHL B-2312 durchgeführt. Es wurden ähnliche Ergebnisse
wie im Beispiel 1 erhalten.
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Claims (8)
1.. Yerfahren zur Herstellung von !-Glutaminsäure
durch Züchtung des Organismus Brevibaeterium divarieatum in einem wässrigen lährboden, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gärung in Gegenwart einer ungesättigten Säure, wie Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure, deren wasserlöslichen Salzen oder
Mischungen hiervon durchgeführt wird*
2. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ungesättigten fettsäuren in Form ihrer wasserlöslichen
Salze vorhanden sind,
3* Yerfahren .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Stamm HiEl B-2311 von Brevibacterium divarioatum verwendet
wird.
4. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stamm HEEL B-2312 von Brevibacterium divaricatum verwendet
wird.
5. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Gleinsäuremenge etwa Qj01 bis etwa 0,1 Yolum-$ des
Gärmediums beträgt.
6« Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Linolsäuremenge etwa 0,01 bis etwa 0,1 Yolum-5S des
Gärmediums beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LinoXemsäuremenge etwa 0,01 bis etwa 0,1 YoI-Sm-^ des
Gärmediums beträgt.
8. Yerfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gärmedium verwendet wird, das eine
Kohl ehydratqtielle, eine Phosphat quelle, eine Kalium<iuelle» eine
Stickstoff quelle, eine Spur Mineralsalz und Oleinsäure, Linolsäure,
Linolensäure, wasserlösliches Salz einer solchen Säure oder Mischungen enthält.
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