DE1642597C3 - Verfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen - Google Patents

Description

Spezies

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen, die auf wenigstens einigen geradkettigen Kohlenwasserstoffen zu wachsen vermögen, in Gegenwart eines Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterials, das wenigstens teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen besteht, und in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums sowie eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Kohlenwasserstoffverbindungen in solcher Geschwindigkeit durchgeführt wird, daß die Konzentration der Kohlenwasserstoffe in der Kulturbrühe weniger als 0,5 g/l beträgt.

Der Patentanspruch 2 beinhaltet eine vorteilhafte, nicht selbstverständliche Ausgestaltung der Erfindung.

Die Kultivierung wird nach dem Anfahren ohne Zusatz eines Mikroorganismus zur Brühe durchgeführt.

Das Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial enthält am günstigsten wenigstens 90 Gew.-% Normalparaffine.

Die geradkettigen Kohlenwasserstoffe sind im erfindungsgemäß verwendeten Einsatzmaterial gewöhnlich als Paraffine vorhanden. Sie können jedoch auch als Olefine anwesend sein. Ebenso können Gemische verwendet werden, die geradkettige Paraffine und Olefine enthalten.

Als Einsatzmaterialien für das Verfahren gemäß der Erfindung eignen sich n-Paraffinfraktionen, die durch Behandlung von Destillatfraktionen aus Erdöl, z. B. Leuchtpetroleum (Kerosin) oder Gasöl, mit Molekularsieben erhalten worden sind. Günstig wird eine Erdölfraktion verwendet, die ein mittleres Molekulargewicht hat, das wenigstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül entspricht.

Unter den hier gebrauchten Ausdruck »Mikroorganismus« fallen auch Gemische von Mikroorganismen. Die gemäß der Erfindung kultivierten Mikrocrcariisjnen können Hefen, Pilz? oder Bakterien sein.

Candida brumptii
Candida catenulata
Candida clausenii
Candida humicola
Candida intermedia
Candida crusei
Candida lipolytica

Candida melibiosi
Candida parapsilosis
Candida pulcherrima
Candida rugosa
Candida stellatoidea
Candida tropicalis
Candida utilis
Candida blankii
Debaryomyces kloeckeri
Hansenula anomala
Pichia guilliermondii
Rhpdotorula glutinis
Torulopsis famata
Torulopsis magnoliae

ss Von den vorstehend genannten Arten sind Candida lipolytica und C. tropicalis besonders gut. Entsprechende Stämme sind dem Fachmann hinreichend bekannt.
Als Mikroorganismen können auch Pilze kultiviert werden. Geeignet sind Pilze der Familie Moniliaceae und der Gattung Penicillium. Am besten wird Penicillium expansum verwendet. Eine weitere geeignete Gattung ist Aspergillus.

Gegebenenfalls können als Mikroorganismen auch Bakterien gezüchtet werden. Die Bakterien gehören zweckmäßig zu den Ordnungen Pseudomonodales, Eubacteriales und Actiomycetales. Am besten werden Bakterien der Familien Corynebacteriaceae, Micro-

ä 4

coccaceae, Achromobacteraceae, Actinomycctaceae, einen mit Rührer versehenen 200 1-Fermenter ge-Rhizobiaceae, Bacillaceae und Pseudomonadaceae geben: verwendet. Besonders geeignete Arten sind Bacillus

megaterium, Bacillus subtilis und Pseudomonas aero- (NH₄)HPO₄ 2 g

ginosa. Geeignete Stämme sind u. a.: S 115»

MgSO₄ · 7H₁O 0,65 g

Achromobactersp. ZnSO₄-TH₁O 0,31g Brevibacteriumsp. ^ m^.^q ₀,068g Corynebacteriumsp. FeSO₄-TH₁O 0,125g Flavobacterium sp. Leitungswasser zur Auffüllung auf 1000 g. Micrococcus sp. Pseudomonas sp. i₅ T_n den Fermenter wurden 250 Teile Hefeextrakt/ Macobacterium smegmatis Million, dann 50 g Candida lipolytica in Form einer

wäßrigen Creme, die 20 Gew.-% Trockensubstanz

Macobactenumsp. enthielt, und dann 3! eines Gemisches von n-Par- Nocardia erythropolis affinen mit 14 bis IT C-Atomen im Molekül gegeben. Nocardia minima " Nachdem die Kultur die für kontinuierlichen Betrieb

erwünschte Konzentration von Hefezellen erreicht

Nocardia opaca hatte, wurde mit der kontinuierlichen Zufuhr des Nocardia polychromogenes wäßrigen mineralischen Mediums und der n-Paraffine

begonnen. Die Temperatur wurde bei 30⁰C und der

Nocardia rubra _{aJ p}H-Wert des Mediums durch Zugabe von wäßrigem Nocardia rubropertincta Ammoniak bei 5,5 gehalten. Die zugeführten Mengen

c.,„t„„.,^o ™·™,ι,,, wurden so eingestellt, daß eine Verdünnungsrate der

Streptomyces gnseolus _{Brühe yon} „,· _und ^ _n__{Paraffinübersc}huß _{in der} Streptomyces rimosus Brühe von 5,2 g/l aufrechterhalten wurden. Hierzu Streptomyces sp. 3° mußten zugeführt werden: Wäßriges Nihrmedium 12 l/Stunde Für das Wachstum des Mikroorganismus sind v.ki««™,t»ii. ν r>« i/c» a

außer dem Einsatzmaterial ein wäßriges Nährmedium Kohlenwasserstoffgemisch 325 ml/Stunde

und Sauerstoff, letzterer am besten in Form von as

Luft, erforderlich. Unter kräftigem Rühren wurde Luft in einer Menge

Besonders gute Verfahren, die bei der Kultivierung von 0,5 V/V/Minute in die Brühe eingeführt. Die erder Mikroorganismen und bei der Gewinnung des haltenen Ergebnisse sind in der Tabelle nach den

Produkts angewendet werden können, sind in der Beispielen angegeben.

britischen Patentschriften 9 14 567, 9 14 568, 1017584 40

und 1017 585, in den französischen Patentanmeldun- Versuch 2

gen 9 24 254 und 9 25 32T sowie in den folgenden

deutschen Patentanmeldungen beschrieben: Die unter Versuch 1 genannten Bedingungen wurden

wie folgt geändert: Ein Fermenter mit einem effek-

DT-OS 14 TO 5OT ⁴⁵ ^^ven F^assun8^svermögen von 20001 wurde verwendet. Die Menge des Impfmaterials wurde proportional er- DT-AS 14 42 212 höht. Die n-Paraffine wurden in einer Menge von DT-OS 15 45 238 5,2 l/Stunde zugeführt, wodurch der Kohlenwasser- DT-OS 15 45 239 Stoffüberschuß im Fermenter 10.6 g/l betrug. DT-PS 14420T0 Beispiel 1 Die unter Versuch 1 genannten Bedingungen wurden DT-OS 16 45 690 wie folgt verändert: Die Zufuhr der n-Paraffine wurde DT-OS 16 45 691 ^{55 au}* 200 ml/Stunde begrenzt, wodurch der n-Paraffin- Überschuß in der im Ferme. oir enthaltenen Brühe DT-OS 16 45 692 _{nur O>}35 _g/i betrug. Alle übrigen Bedingungen waren

unverändert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Die Erfindung wird durch die folgenden Versuche Tabelle genannt, und Beispiele weiter erläutert. Die Versuche wurden 60

nich.it in der erfindungsgemäßen Arbeitsweise durch- Beispiel 2

geführt und dienen nur zum Vergleich.

Die unter Versuch 1 genannten Bedingungen wurden wie folgt verändert: Die Zufuhr der n-Paraffine wurde

Versuch 1 65 auf 20 l/Stunde begrenzt, wodurch der n-Paraffin-

überschuß in der im Fermenter enthaltenen Blühe

1 eines wäßrigen mineralischen Mediums 0,49 g/l betrug. Alle übrigen Bedingungen waren der nachstehenden Zusammensetzung wurden in unverändert.

	n-Paraffinüberschuß in der Brühe, 8Λ	Ausbeutefaktor	Kohltnwasserstoff- ausnutzung
Versuch 1	5,2	0,95	0,74
Versuch 2	10,6	0,86	0,75
Beispiel 1	0,35	1,05	0,98
Beispiel 2	0,49	0,95	0,98

Der Ausbeutefaktor wird definiert als das Ver- lieh vorteilhaft ist. Die Kohlenwasserstoffausnutzung hältnis des Gewichts der erhaltenen Trockenhefe zum gibt den Anteil des zugeführten Kohlenwasserstoffs Gewicht des Kohlenwasserstoffeinsatzes in der Zeit- 15 an, der vom Mikroorganismus verbraucht wird und einheit, so daß ein höherer Ausbeutefaktor wirtschaft- somit nicht verlorengeht.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen, die auf wenigstens einigen geradkettigen Kohlenwasserstoffen zu wachsen vermögen, in Gegenwart eines Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterials, das wenigstens teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen besteht und in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums sowie eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Kohlenwasserstoffverbindungen in solcher Geschwindigkeit durchgeführt wird, daß die Konzentration der Kohlenwasserstoffe in der Kulturbrühe weniger als 0,5 g/l beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von η-Paraffinen mit 14 bis 17 C-Atomen im Molekül zugeführt wird.

Die in dieser Beschreibung genannten Bakterien sind nach dem Klassifizierungssystem eingestuft, das in »Bergey's Manual of Determinative Bacteriology« von R. S.

Breed, E. G. D.

Murray und N. R.

Smith,

7.Auflage, herausgegeben von Williams and Wilkins (Baltimore, USA, 1957), beschrieben ist. Die Hefen sind nach dem Klassifizierungssystem eingestuft, das in »The Yeasts — a Taxonomic Study« von Lodder und Kreger-van Rij, herausgegeben von North 'Holland Publishing Company (Amsterdam, 1952), beschrieben ist.

Bei Verwendung einer Hefe gehört diese am besten zur Familie Cryptococcaceae, insbesondere zur Unterfamilie Cryptococcoideae. Gegebenenfalls können jedoch auch beispielsweise ascosporogene Hefen der Unterfamilie Saccharomycoideae verwendet werden. Die günstigsten Gattungen der Unterfamilie Cryptococcoideae sind Torulopsis (auch als Torula bekannt), Candida und Mycoderma. Gut geeignete Hefearten

ao werden nachstehend genannt.