DE1642718A1 - Process for the production of amino acids from hydrocarbons - Google Patents
Process for the production of amino acids from hydrocarbonsInfo
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Description
KYOWA HAKKO KOGYO Co., Ltd., Tokio, JapanKYOWA HAKKO KOGYO Co., Ltd., Tokyo, Japan
Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren aus KohlenwasProcess for the production of amino acids from coal
serstoffenmaterials
Das Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren, wie z. B. L-Glutaminsäure, L-Lysin, L-Ornithin, L-Valin und L-Homoserin durch Fermentation aus Kohlenwasserstoffen als Hauptkohlenstoffquelle umfaßt die Kultivierung eines zur Assimilation von Kohlenwasserstoffen befähigten Mikroorganismus im Gemisch mit einem zur Herstellung von Aminosäuren befähigten Mikroorganismus unter aeroben Bedingungen in einem wäßrigen Nährmedium, das wenigstens einen Kohlenwasserstoff enthält. Es können hohe Ausbeuten an Aminosäuren erhalten werden, wenn eine gemischte Kultur aus beispielsweise Micrococcus glutamicus mit einem Kohlenwasserstoff assimilierenden Mikroorganismus, wie z.B. Arthrobacter paraffineus oder Brevibacterium ketoglutamicum durchgeführt wird.The process for the preparation of amino acids, such as. B. L-glutamic acid, L-lysine, L-ornithine, L-valine and L-homoserine by fermentation from hydrocarbons as the main source of carbon involves the cultivation of a for Assimilation of hydrocarbons capable microorganism in a mixture with a for the production of amino acids capable microorganism under aerobic conditions in an aqueous nutrient medium which contains at least one Contains hydrocarbons. High yields of amino acids can be obtained if a mixed culture from, for example, Micrococcus glutamicus with a hydrocarbon assimilating microorganism such as Arthrobacter paraffineus or Brevibacterium ketoglutamicum.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren, insbesondere zur Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation und betrifft im speziellen ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Aminosäuren durch Fermentation aus Kohlenwasserstoffen als Ausgangsmaterial.The invention relates to a method for producing Amino acids, in particular for the production of amino acids by fermentation and relates in particular to a process for the production of various amino acids by fermentation from hydrocarbons as starting material.
Es wurden in jüngster Zeit Verfahren zur fermentativen Herstellung verschiedener brauchbarer Substanzen aus Kohlenwasserstoffen unter Verwendung der sog. Kohlenwasserstoff assimilierenden Mikroorganismen entwickelt, die in Kohlenwasserstoffen, die als Hauptkohlenstoffquelle dienen, wachsen und sich darin fortpflanzen können. Jedoch ist die Art des Fermentationsproduktes, das danach erhalten werden kann, bis jetzt begrenzt. Darüberhinaus wurde in den meisten Fällen keine ausreichende Produktausbeute erhalten.Processes for fermentative production have recently been used various useful substances from hydrocarbons using the so-called hydrocarbon assimilating microorganisms that grow in hydrocarbons, which serve as the main source of carbon and can reproduce in it. However, the type of fermentation product that can be obtained thereafter is limited until now. In addition, in most cases, insufficient product yield was obtained.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren, die in großem Umfang auf vielen Anwendungsgebieten Verwendung finden, unter Einsatz von Kohlenwasserstoffen als ein Ausgangsmaterial, wobei die Kohlenwasserstoffe unter geringem Kostenaufwand leicht zugänglich sind. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren zur großtechnischen Herstellung herangezogen werden.The invention relates to a process for the preparation of amino acids, which are used on a large scale in many fields of application Find use using hydrocarbons as a starting material, the hydrocarbons are easily accessible at low cost. Therefore, the method according to the invention can be used on an industrial scale Manufacturing are used.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einem verbesserten Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren, das die Nach-One object of the invention is an improved method for the production of amino acids, which the after-
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teile und Unzulänglichkeiten der bisherigen Verfahren beseitigt. parts and shortcomings of previous procedures eliminated.
Ferner liefert die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation, das in wirksamer und einfacher Weise durchgeführt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung verschiedener Aminosäuren durch Fermentation, das in fortschrittlicher Weise in technischem Maßstab unter Ver- fThe invention further provides a process for the production of amino acids by fermentation which can be carried out in an efficient and can be done easily. Another object of the invention is a method of manufacture various amino acids through fermentation, which is progressively carried out on an industrial scale under Ver f
wendung leicht zugänglicher Ausgangsmaterialien und unter Erzielung hoher Produktausbeute durchgeführt werden kann.using readily available raw materials and under Achieving high product yield can be carried out.
Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß zahlreiche brauchbare Substanzen, insbesondere Aminosäuren, in hohen Ausbeuten aus einem Kulturmedium unter Verwendung wenigstens eines Kohlenwasserstoffes als Hauptkohlenstoffquelle hergestellt werden können, indem Kohlenwasserstoff assimilierende Mikroorganismen zusammen mit Mikroorganismen, die keine oder nur g geringe Kohlenwasserstoff-Assimilierfähigkeit besitzen, kultiviert werden. Durch die gemeinsame Kultivierung eines zur Assimilation von Kohlenwasserstoffen befähigten Mikroorganismus und eines zur Herstellung von Aminosäuren befähigten Mikroorganismus ist es möglich, Aminosäuren in der Kulturflüssigkeit in hohen Ausbeuten herzustellen.According to the invention it has been found that many useful substances, in particular amino acids in high yields of a hydrocarbon can be prepared as the main carbon source of a culture medium using at least by hydrocarbon assimilating microorganisms together with microorganisms having no or g low hydrocarbon Assimilierfähigkeit, to be cultivated. By cultivating a microorganism capable of assimilating hydrocarbons and a microorganism capable of producing amino acids together, it is possible to produce amino acids in the culture liquid in high yields.
Es kann ein weiter Bereich Kohlenwasserstoff assimilierenderIt can be a wide range of hydrocarbon assimilating agents
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Mikroorganismen in dem Verfahren der Erfindung angewendet werden, da die direkte Fähigkeit zur Erzeugung von Aminosäuren davon nicht abhängt. Als erfindungsgemäß verwendbare Kohlenwasserstoff assimilierende Mikroorganismen kann daher ein weiterer Bereich eingesetzt werden als bei der Herstellung von Aminosäuren durch einen einzigen assimilierenden Mikroorganismus. Diese Tatsache.ist eines der wesentlichsten Merkmale der Erfindung. Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsache, daß verschiedene. Aminosäuren unter ausreichender Anwendung von Kohlenwasserstoffen erzeugt werden können, deren Anwendung bisher im Fall eines fermentativen Verfahren^ in dem ein einziger assimilierender Mikroorganismus eingesetzt wurde, als schwierig oder unbrauchbar angesehen wurde. Auch können ungeisLnigte Rohmaterialien ebenfalls leicht in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.Microorganisms can be used in the method of the invention because of the direct ability to produce amino acids does not depend on it. As usable according to the invention Hydrocarbon assimilating microorganisms can therefore be used in a wider range than in the Production of amino acids by a single assimilating microorganism. This fact. Is one of the most essential Features of the invention. Another particular advantage of the invention is the fact that several. Amino acids can be generated with sufficient application of hydrocarbons, their application so far in the case of a fermentative process ^ in the one only assimilating microorganism was used, was considered difficult or unusable. Also can unsealed raw materials also easily in the present invention Process are used.
Obgleich der Umfang der Erfindung nicht durch irgendwelche theoretischen Erklärungen eingeschränkt werden soll, wird angenommen, daß der Fermentationsmechanismus der vorliegenden Verfahrensweise vermutlich auf folgenden Stufen beruht. Der Kohlenwasserstoff wird oxydiert und zu Stoffwechsel-Zwischenprodukten, beispielsweise organischen Säuren im Tricarbonsäurecyclus, durch die Kohlenwasserstoff assimilierenden Mikroorganismen abgebaut, und dann werden dieAlthough the scope of the invention is not intended to be limited by any theoretical explanations assumed that the fermentation mechanism of the present procedure is believed to be based on the following steps. The hydrocarbon is oxidized and transformed into metabolic intermediates, for example organic acids in the Tricarboxylic acid cycle, broken down by the hydrocarbon assimilating microorganisms, and then the
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Zwischenprodukte durch die Wirkung der gemischten Mikroorganismen in wertvolle Aminosäuren überführt. Es wurde ferner beobachtet, daß, selbst wenn ein zur Herstellung einer Aminosäure befähigter Kohlenwasserstoff assimilierender Mikroorganismus direkt verwendet wird, die Aminosäure bei Auswahl eines geeigneten Aminosäure erzeugenden Mikroorganismus und gemeinsamer Kultivierung damit in beträchtlich höherer Ausbeute erzeugt werden kann als im Falle einer einfachen KuI- ä tür. Diese Tatsache ist möglicherweise auf ein wirksames Portschreiten der Umwandlung zurückzuführen, die durch eine gegenseitige Ergänzung des Stoffwechselzwischenproduktes, das häufig in unzureichender Menge vorliegt, herbeigeführt wird.Intermediate products converted into valuable amino acids by the action of the mixed microorganisms. It was also observed that even when a capable for producing an amino acid hydrocarbon assimilating microorganism is used directly, the amino acid in the selection of a suitable amino acid producing microorganism and cocultivation can thus be produced in a considerably higher yield than in the case of a simple KuI- ä door. This fact is possibly due to an effective progression of the conversion, which is brought about by a mutual supplementation of the metabolic intermediate, which is often present in insufficient quantities.
Assimilierende Mikroorganismen, die zu den Genera Pseudomonas, Mycobacterium, Achromobacter u. dgl. gehören, können zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Kohlenwasserstoff assimilierenden Mikroorganismen, d. h. Corynebacterium, Arthrobacter, Brevibacterium, Micrococcus u. dgl. in dem Verfahren der Erfindung verwendet werden. Beispiele der Ergebnisse der Fermentation, die unter Anwendung von Kombinationen dieser Kohlenwasserstoff assimilierenden Mikroorganismen mit verschiedenen Arten von Aminosäure erzeugenden Mikroorganismen durchgeführt wurden, sind in Tabelle I wiedergegeben. Assimilating microorganisms belonging to the genera Pseudomonas , Mycobacterium , Achromobacter and the like can be used in the method of the invention in addition to the above-mentioned hydrocarbon assimilating microorganisms, ie, Corynebacterium , Arthrobacter , Brevibacterium , Micrococcus and the like. Examples of the results of fermentation carried out using combinations of these hydrocarbon assimilating microorganisms with various kinds of amino acid producing microorganisms are shown in Table I.
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KohlenwasserstoffHydrocarbon
assimilierenderassimilating
MikroorganismusMicroorganism
Aminosäure erzeugender Mikroorganismus Amino acid producing microorganism
Menge der gebildeten AminosäureAmount of amino acid formed
Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)
Micrococcus glutamicus (ATCC 13032) L-Glutaminsäure 35 mg/mlMicrococcus glutamicus (ATCC 13032) L-glutamic acid 35 mg / ml
Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)
Micrococcus glutamicus (ATCC 13058) L-Glutaminsäure 32 mg/mlMicrococcus glutamicus (ATCC 13058) L-glutamic acid 32 mg / ml
Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)
Micrococcus glutamicus (ATCC 13287) L-Lysin
2,0 mg/mlMicrococcus glutamicus (ATCC 13287) L-lysine
2.0 mg / ml
Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)Arthrobacter
paraffineus
(ATCC 15591)
Micrococcus glutamicus (ATCC 13232) L-Ornithin 1,8 mg/mlMicrococcus glutamicus (ATCC 13232) L-ornithine 1.8 mg / ml
Brevib acterium
ketoglutamicum
(ATCC 15588)Brevib acterium
ketoglutamicum
(ATCC 15588)
Micrococcus glutamicus (ATCC 14039) L-Valin
1,5 mg/mlMicrococcus glutamicus (ATCC 14039) L-valine
1.5 mg / ml
Brevibacterium
ketoglutamicum
(ATCC 15588)Brevibacterium
ketoglutamicum
(ATCC 15588)
Miaecoccus glutamicus (ATCC 14296) L-Homoserin 2,0 mg/mlMiaecoccus glutamicus (ATCC 14296) L-homoserine 2.0 mg / ml
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Die Versuche wurden wie folgt ausgeführt. Der Kohlenwasserstoff assimilierende Mikroorganismus wurde in 20 ml eines in einem 250 ml-Kolben hergestellten Kulturmedium, das 0,25 Gew.-? Hefeextrakt, 0,5 Gew.-? Fleischextrakt, 0,5 Gew.-? Pepton und 0,25 Gew.-? Natriumchlorid enthielt und einen pH-Wert von 7,2 aufwies, vorgezüchtet. Die Vorkultivierung erfolgte während 24 Stunden unter aerobem Schütteln.The experiments were carried out as follows. The hydrocarbon assimilating microorganism was put into 20 ml of a Culture medium prepared in a 250 ml flask containing 0.25 Weight? Yeast extract, 0.5 wt. Meat extract, 0.5 wt. Peptone and 0.25 wt. Sodium chloride and had a pH of 7.2, pre-grown. The pre-cultivation took place for 24 hours with aerobic shaking.
In gleicher Weise wurde der Aminosäure erzeugende Mikroorganismus in 20 ml eines aus 2 % Glucose, 1 % Pepton, 0,5? Fleischextrakt und 0,25 ? Natriumchlorid enthaltenden Kulturmedium mit einem pH-Wert von 7,2 vorgezüchtet.Similarly, the amino acid producing microorganism in 20 ml of a 2 % glucose, 1 % peptone, 0.5? Meat extract and 0.25? Culture medium containing sodium chloride with a pH of 7.2.
In einem 2 1-Kolben wurden 200 ml eines Fermentationsmediums , das 10 % Kohlenwasserstoffe (ein Gemisch aus n-Paraffinen mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen), 0,1 ? KH2PO11, 0,1 ? Na2HPO^. 12H2O, 0,05 ? MgSO4^H3O, 0,002 ? MnSO4.4HgO, 0,01 ? FeSO11^H2O, 0,001 ? ZnSO4^H3O, 1 ? (NH4)gSO^, 0,1 Maisquellflüssigkeit, 1,0 ? NZ-*Amin (Handelsbezeichnung für eine Reihe von Casein-Hydrolysaten) und 2,5 /1 Biotin hergestellt. Die beiden Arten der während 24 Stunden vorgezüchteten Mikroorganismen wurden in ein Fermentationsmedium gleichzeitig eingeimpft und während 4 Tagen bei 300C unter aerobem Schütteln kultiviert. Der pH-Wert wurde auf etwa 7S2 mit Harnstofflösung während der Kultivierung eingestellt. 200 ml of a fermentation medium containing 10 % hydrocarbons (a mixture of n-paraffins with 9 to 18 carbon atoms), 0.1? KH 2 PO 11 , 0.1? Na 2 HPO ^. 12H 2 O, 0.05? MgSO 4 ^ H 3 O, 0.002? MnSO 4 .4HgO, 0.01? FeSO 11 ^ H 2 O, 0.001? ZnSO 4 ^ H 3 O, 1? (NH 4 ) gSO ^, 0.1 corn steep liquor, 1.0? NZ- * Amin (trade name for a range of casein hydrolysates) and 2.5 / 1 biotin. The two types of pre-cultured for 24 hours, microorganisms were inoculated at the same time in a fermentation medium and cultured for 4 days at 30 0 C under aerobic shaking. The pH was adjusted to about 7 S 2 with urea solution during the cultivation.
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In den in Tabelle I wiedergegebenen Beispielen wurden zwei Arten von Impfkulturen in gleichen Volumen vermischt und gleichzeitig eingeimpft. Es sei jedoch zu bemerken, daß das günstigste Mischverhältnis und der günstigste Zeitraum, in dem ein oder beide Mikroorganismen zu dem Fermentationsmedium zugegeben werden, in jedem Falle gewählt werden können und daß das Mischverhältnis und der Zeitraum nicht auf irgendwelche besonderen spezifischen Grenzen beschränkt sind.In the examples shown in Table I, two types of inoculum were mixed in equal volumes and inoculated at the same time. It should be noted, however, that the most favorable mixing ratio and the most favorable period of time in to which one or both microorganisms are added to the fermentation medium, can be selected in each case and that the mixing ratio and time are not limited to any particular specific limits.
Sowohl ein synthetisches als auch ein natürliches Nährmedium ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Fermertationsverfahrens geeignet, sofern es die wesentlichen Nährstoffe zum Wachstum der speziell verwendeten Stämme aufweist. Derartige Nährstoffe sind bekannt und dazu gehören Substanzen, wie z. B. eine Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle, anorganische Verbindungen u. dgl., die von den verwendeten Mikroorganismen in geeigneten Mengen gebraucht werden« Als Stickstoffquelle können verschiedene Arten anorganischer oder organischer Salze oder Verbindungen, wie z. B. Harnstoff oder Ammoniak oder Ammoniumsalze, wie z. B. Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat u. dgl. oder natürliche stickstoffhaltige Substanzen, wie z. B. Maisquellflüssigkeit, Pepton, Fleischextrakt, Hefeextrakt, Caseinhydrolysate, Fischmehl u. dgl. verwendet werden. Gemische von zwei oderBoth a synthetic and a natural nutrient medium are required for carrying out the fermentation method according to the invention suitable as long as it has the essential nutrients for the growth of the particular strains used. Such Nutrients are known and these include substances such as B. a carbon source, a nitrogen source, inorganic Compounds and the like which are used in suitable quantities by the microorganisms used «As a nitrogen source various types of inorganic or organic salts or compounds, such as. B. urea or Ammonia or ammonium salts, such as. B. ammonium sulfate, ammonium chloride, Ammonium nitrate and the like, or natural nitrogenous substances, such as. B. Corn steep liquor, Peptone, meat extract, yeast extract, casein hydrolyzate, fish meal and the like can be used. Mixtures of two or
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mehreren dieser Substanzen können angewendet werden. Zu den anorganischen Verbindungen, die dem Kulturmedium zugesetzt werden können, gehören Magnesiumsulfat, Kaliumdihydrogenphosphat, Kaliummonohydrogenphosphat, Natriumchlorid, Eisensulfat sowie andere Salze von Magnesium, Eisen, Mangan, Zink, Calcium u. dgl. Gemische derartiger anorganischer Verbindungen können eingesetzt werden. Ebenso werden Nährstoffe, die wesentlich für das Wachstum der speziell verwendeten " Stämme sind, dem Medium zugesetzt, z. B. Vitamine, wie beispielsweise Biotin, Thiamin, Pantothensäure, Nicotinsäure u. dgl.several of these substances can be used. Among the inorganic compounds added to the culture medium include magnesium sulfate, potassium dihydrogen phosphate, Potassium monohydrogen phosphate, sodium chloride, iron sulfate as well as other salts of magnesium, iron, manganese, zinc, calcium and the like. Mixtures of such inorganic compounds can be used. Likewise, nutrients that are essential for the growth of the specially used " Strains are added to the medium, e.g. B. vitamins such as biotin, thiamine, pantothenic acid, nicotinic acid and the like
Kohlenwasserstoffe werden im Verfahren der Erfindung als Hauptkohlenstoffquelle verwendet. Zu verwendbaren Kohlenwasserstoffen gehören geradkettige und verzweigtkettige Paraffine (Alkane) mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen, ζ. Β. η-Νοηβη, N-Decan, n-Dodecan, n-Hexadecan, n-Octadecan, Iso- | decan u. dgl., Cycloparaffine, wie z. B. Cyclohexan und Cyclooctan, geradkettige und verzweigtkettige Olefine, wie beispielsweise Penten-2, Hexen-1, Octen-1, Octen-2, u. dgl., Cycloolefine, wie z. B. Cyclohexen, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, o-Xylol, p-Xylol u. dgl. und Gemische davon, sowie gemischte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Kerosin, Leichtöle, Schweröle, Paraffinöle u. dgl.Hydrocarbons are used as the main source of carbon in the process of the invention. Usable hydrocarbons include straight-chain and branched-chain paraffins (alkanes) with 9 to 18 carbon atoms, ζ. Β. η-Νοηβη, n-decane, n-dodecane, n-hexadecane, n-octadecane, iso- | decane and the like, cycloparaffins, e.g. B. Cyclohexane and Cyclooctane, straight-chain and branched-chain olefins such as, for example, pentene-2, hexene-1, octene-1, octene-2, and the like. Cycloolefins, such as. B. Cyclohexene, aromatic hydrocarbons, such as Benzene, o-xylene, p-xylene and the like and mixtures thereof, as well as mixed hydrocarbons such as e.g. Kerosene, light oils, heavy oils, paraffin oils and the like.
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Geringe Mengen anderer Kohlenstoffquellen, wie z. B. Glucose, Fructose, Mannose, Galaktose, Saccharose, Stärke, Stärkehydrolysate, Abfallmelasse u. dgl. können in dem Fermentationsmedium zusammen mit den Kohlenwasserstoffen verwendet werden. Small amounts of other carbon sources, such as B. glucose, Fructose, mannose, galactose, sucrose, starch, starch hydrolysates, waste molasses and the like can be used in the fermentation medium along with the hydrocarbons.
Die Fermentation der gemischten Kulturen wird unter aeroben Bedingungen, wie z. B. aerobes Schütteln der Kultur oder unter Rühren einer Submerekultur, bei einer Temperatur von etwa 20 bis 400C und einem pH-Wert von etwa 4,0 bis 9,0 durchgeführt. Nach Beendigung der Fermentation werden die erhaltenen Aminosäuren aus der Fermantationsflüssigkeit durch übliche Mittel, wie beispielsweise Ionenaustauschharzbehandlung, Extraktion mit Lösungsmitteln, Ausfällung mit Metallsalzen, Chromatographie oder dgl. abgetrennt.The fermentation of the mixed cultures is carried out under aerobic conditions, e.g. B. aerobic shaking of the culture or with stirring a submerged culture, carried out at a temperature of about 20 to 40 0 C and a pH of about 4.0 to 9.0. After completion of the fermentation, the amino acids obtained are separated from the fermentation liquid by conventional means such as ion exchange resin treatment, extraction with solvents, precipitation with metal salts, chromatography or the like.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu begrenzen. Falls nicht anders angegeben, beziehen sich die Prozentangaben auf das Gewicht pro Liter Wasser.The following examples serve to illustrate the invention without limiting it. Unless otherwise stated, The percentages relate to the weight per liter of water.
20 ml eines 0,25 % Hefeextrakt, 0,5 % Fleischextrakt, 0,5 % Pepton und 0,25 % Natriumchlorid enthaltenden Kulturmediums,20 ml of a culture medium containing 0.25% yeast extract, 0.5 % meat extract, 0.5% peptone and 0.25 % sodium chloride,
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das in einem 250 ml-Kolben enthalten ist, wird mit Arthrobacter paraffineus ATCC 15591 beimpft. Das Medium weist einen pH-Wert von 7,2 auf.which is contained in a 250 ml flask is inoculated with Arthrobacter paraffineus ATCC 15591. The medium has a pH of 7.2.
20 ml eines in einem weiteren 250 ml-Kolben hergestellten 2 % Glucose, 0,5 % Fleischextrakt, 1 % Pepton und 0,25 % Natriumchlorid enthaltenden Kulturmediums wird mit Mierο- 20 ml of a culture medium containing 2% glucose, 0.5 % meat extract , 1 % peptone and 0.25 % sodium chloride, prepared in a further 250 ml flask, is mixed with Miero
coccus glutamicus 541 ATCC 13058 beimpft. Das Nährmedium ™ coccus glutamicus 541 ATCC 13058 inoculated. The nutrient medium ™
weist ebenfalls einen pH-Wert von 7,2 auf.also has a pH of 7.2.
Beide Mikroorganismen werden während 24 Stunden unter aerobem Schütteln bei 300C kultiviert. Die erhaltenen Kulturen werden dann in 200 ml eines Fermentationsmediums, das in einem 2 1-Kolben enthalten ist und folgende Zusammensetzung aufweist, eingeimpft:Both microorganisms are cultured for 24 hours under aerobic shaking at 30 0 C. The cultures obtained are then inoculated into 200 ml of a fermentation medium which is contained in a 2 l flask and has the following composition:
10 % Kohlenwasserstoffe (ein Gemisch aus η-Pa- Λ 10 % hydrocarbons (a mixture of η-Pa- Λ
raffinen mit 9-18 Kohlen- \ 0,1 % KH2PO11 stoff atomen)refines with 9-18 carbon \ 0.1 % KH 2 PO 11 carbon atoms)
0,1 % 0.1 %
0,05 ί0.05 ί
0,002 % 0.002 %
0,01 % 0.01 %
0,002 % 1J2 0.002 % 1 Y 2
1 % (NH1J)2SO1J1 % (NH 1 Y) 2 SO 1 Y
0,1 % Maisquellflüssigkeit.0.1 % corn steep liquor.
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- 12 Das Medium weist einen pH-Wert von 7,2 auf.- 12 The medium has a pH value of 7.2.
Die Fermentation wird dann unter Kultivierung des Gemisches aus. Mikroorganismen bei 30°C unter aerobem Schütteln während 4 Tagen durchgeführt. Der Abfall des pH-Wertes wird durch Zugabe von EH^OH zu dem Medium während der Kultivierung ziemlich genau auf 7,2 eingestellt.- Nach Beendigung der Fermentation haben sich 35 mg/ml L-Glutaminsäure in der Kulturflüssigkeit gebildet.The fermentation is then carried out while cultivating the mixture. Microorganisms at 30 ° C with aerobic shaking during Carried out 4 days. The drop in pH is achieved by adding EH ^ OH to the medium during cultivation set pretty much exactly to 7.2.- When the fermentation is complete, 35 mg / ml L-glutamic acid have been found in the Culture fluid formed.
Zur Einstellung des pH-Wertes auf 9,0 wird zu der Fermentationsflüssigkeit Calciumhydroxyd zugegeben, und dann wird das Medium erhitzt. Nachdem die Mikroorganismenzellen abfiltriert worden sind, wird das Filtrat konzentriert. Durch Einstellung des pH-Wertes auf 3,2 mit Chlorwasserstoffsäure und Kühlen des konzentrierten Filtrats kristallisiert das Calciumsalz der L-Glutaminsäure aus. Nach Abfiltrieren der erhaltenen Kristalle werden 5,2 g Calciumsalz der L-Glutamlnsäure erhalten.The fermentation liquid is used to adjust the pH to 9.0 Calcium hydroxide is added and then the medium is heated. After the microorganism cells have been filtered off, the filtrate is concentrated. By adjusting the pH to 3.2 with hydrochloric acid and cooling the concentrated filtrate, the calcium salt of L-glutamic acid crystallizes out. After filtering off of the crystals obtained, 5.2 g of the calcium salt of L-glutamic acid are obtained.
20 ml eines in einem 250 ml-Kolben hergestellten Nährmediums, das 0,25 % Hefeextrakt, 0,5 % Fleischextrakt, 0,5 % Pepton und 0,25 % Natriumchlorid enthält, sowie einen20 ml of a nutrient medium prepared in a 250 ml flask and containing 0.25 % yeast extract, 0.5 % meat extract, 0.5 % peptone and 0.25 % sodium chloride, and one
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pH-Wert von 7>2 aufweist, werden mit Brevibacterium ketoglutamicum ATCC 15588 beimpft. 20 ml eines in einem anderen 250 ml-Kolben hergestellten Mediums, das 2 % Glucose, Has a pH of 7> 2 are inoculated with Brevibacterium ketoglutamicum ATCC 15588. 20 ml of a medium prepared in another 250 ml flask containing 2 % glucose,
1 % Pepton, 0,5 % Fleischextrakt und 0,25 % Natriumchlorid enthält sowie einen pH-Wert von 7»2 aufweist, werden mit Micrococcus glutamicus 901 ATCC 13287 beimpft.1 % peptone, 0.5 % meat extract and 0.25 % sodium chloride and has a pH value of 7 »2 are inoculated with Micrococcus glutamicus 901 ATCC 13287.
Beide Mikroorganismen werden während 24 Stunden bei 300C unter aerobem Schütteln kultiviert. 200 ml eines in einemBoth microorganisms are cultured for 24 hours at 30 0 C under aerobic shaking. 200 ml one in one
2 1-Kolben enthaltenen Fermentationsmediums, das die folgen den Komponenten aufweist:2 1-flask containing fermentation medium, which follow the components:
10 % Kohlenwasserstoffe (ein Gemisch aus n-Pa-10 % hydrocarbons (a mixture of n-Pa-
raffinen mit 9-18 Kohlenrefined with 9-18 coals
0,1 ί KH2PO11 stoff atomen)0.1 ί KH 2 PO 11 substance atoms)
0,1 % Na2HPO4.12H2O0.1 % Na 2 HPO 4 .12H 2 O
0,05 % 0.05 %
0,002 % 0.002 %
0,.Ol % 0.Ol %
0,002 % 1J2 0.002 % 1 Y 2
1 % (NH4J2SO11 1 % (NH 4 I 2 SO 11
Ο,ΐί Maisquellflüssigkeit 1 % NZ-AminΟ, ΐί corn steep liquor 1 % NZ amine
10 /1 Biotin10/1 biotin
werden mit den erhaltenen Kulturen beimpft. Das Medium weist einen pH-Wert von 7,2 auf. are inoculated with the cultures obtained. The medium has a pH of 7.2.
- Ik -209814/0238 - Ik - 209814/0238
Die Fermentation wird dann mit dem Gemisch aus Mikroorganismen durch 4-tätige Kultivierung bei 30°C unter aerobem Schütteln durchgeführt. Der Abfall des pH-Wertes des Mediums wird durch Zugabe von Ammoniumhydroxyd zu dem Medium während der Kultivierung auf etwa 7>2 eingestellt. Nach Beendigung der Fermentation haben sich 2,0 mg/ml L-Lysin in dem Kulturmedium gebildet.The fermentation is then carried out with the mixture of microorganisms by 4-day cultivation at 30 ° C under aerobic Shaking done. The drop in pH of the medium is caused by the addition of ammonium hydroxide to the medium adjusted to about 7> 2 during the cultivation. After completion After fermentation, 2.0 mg / ml L-lysine was formed in the culture medium.
Nachdem die Mikroorganismenzellen durch Zentrifugalabtrennung abfiltriert worden sind, wird das Filtrat mit Chlorwasserstoff säure angesäuert. Das L-Lysin wird gereinigt und durch eine übliche Methode unter Verwendung von.Ionenaustauschharzen abgetrennt. Man erhält 0,31 g L-Lysin-Hydrochlorid. After the microorganism cells are filtered off by centrifugal separation, the filtrate is treated with hydrogen chloride acidified. The L-lysine is purified and purified by an ordinary method using ion exchange resins severed. 0.31 g of L-lysine hydrochloride is obtained.
20 ml eines in einem 250 ml-Kolben hergestellten Nährmediums, das 0,25 % Hefeextrakt, 0,5 % Fleischextrakt, 0,5 % Pepton und 0,25 % Natriumchlorid enthält sowie einen pH-Wert von 7,2 aufweist, werden mit Pseudomonas aeruginosa ATCC 15246 beimpft. Die Kultivierung wird während 24 Stunden bei 30°C unter aerobem Schütteln durchgeführt. Die erhaltene Kultur wird dann in 200 ml eines in einem 2 1-Kolben enthaltenen Fermentationsmediums der folgenden Zusammensetzung:20 ml of a nutrient medium prepared in a 250 ml flask, which contains 0.25 % yeast extract, 0.5 % meat extract, 0.5% peptone and 0.25 % sodium chloride and has a pH of 7.2, are added Pseudomonas aeruginosa ATCC 15246. The cultivation is carried out for 24 hours at 30 ° C. with aerobic shaking. The culture obtained is then poured into 200 ml of a fermentation medium contained in a 2 l flask and having the following composition:
- 15 2098U/0238 - 15 2098U / 0238
10 % Kerosin10 % kerosene
0,1 ί KH2PO11 0.1 ί KH 2 PO 11
0,1 % Na2HPO1J. 12H2O0.1 % Na 2 HPO 1 J. 12H 2 O
0,05 % MgSO11^H2O0.05 % MgSO 11 ^ H 2 O
0,002 % MnSO1,.4H2O0.002 % MnSO 1 , .4H 2 O
0,01 % FeSO4.7H2O0.01 % FeSO 4 .7H 2 O
0,002 % ZnSO..7H9O0.002 % ZnSO..7H 9 O
1 % (NH4)2SO4 0,1 % Maisquellflüssigkeit1 % (NH 4 ) 2 SO 4 0.1 % corn steep liquor
eingeimpft. Das Medium weist einen pH-Wert von 7*2 auf.inoculated. The medium has a pH of 7 * 2.
Die Kultivierung wird dann während 4 Tagen bei 300C unter aerobem Schütteln durchgeführt. Nach 24 Stunden wird eine Kultur aus Micrococcus glutamicus 541 ATCC 13058 zu dem Fermentationsmedium zugefügt. Die letztere Kultur wird erhalten, indem 20 ml eines in einem weiteren 250 ml-Kolben j enthaltenen Mediums, das 2 % Glucose, 1 % Pepton, 0,5 % Fleischextrakt, 0,25 % Natriumchlorid enthält und einen pH-Wert von 7,2 aufweist, mit Micrococcus glutamicus 541 ATCC 13058 beimpft Wird und während 24 Stunden unter aerobem Schütteln bei 30°C kultiviert wird. Während der Fermentation der gemischten Kulturen wird der absinkende pH-Wert des Mediums durch Zugabe von NH4OH zu dem Medium aufThe cultivation is performed for 4 days at 30 0 C under aerobic shaking. After 24 hours, a culture of Micrococcus glutamicus 541 ATCC 13058 is added to the fermentation medium. The latter culture is obtained by adding 20 ml of a medium contained in another 250 ml flask j which contains 2 % glucose, 1 % peptone, 0.5 % meat extract, 0.25 % sodium chloride and has a pH of 7, 2, inoculated with Micrococcus glutamicus 541 ATCC 13058 and cultivated for 24 hours with aerobic shaking at 30 ° C. During fermentation of the mixed cultures, the pH of the medium is lowered by adding NH 4 OH to the medium
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etwa 7,2 eingestellt. Nach Beendigung der Fermentation haben sich 12 mg/ml L-Glutaminsäure in der Fermentationsflüssigkeit gebildet.set about 7.2. After the fermentation has ended, there is 12 mg / ml L-glutamic acid in the fermentation liquid educated.
Nach Abfiltrieren der Mikroorganismenzellen durch Zentrifugalabtrennung wird das Filtrat konzentriert. Durch Einstellung des pH-Wertes auf 3,2 mit Chlorwasserstoffsäure und Abkühlen des Filtrats werden 2,1 g Rohkristalle von L-Glutaminsäure erhalten. Durch Umkristallisation erhält man 1,5 g L-Glutaminsäure.After filtering off the microorganism cells by centrifugal separation the filtrate is concentrated. By adjusting the pH to 3.2 with hydrochloric acid and cooling the filtrate, 2.1 g of crude crystals of L-glutamic acid are obtained. Obtained by recrystallization one 1.5 g of L-glutamic acid.
Es ist ersichtlich, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung in der Herstellung von Aminosäuren durch Fermentation unter Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Hauptkohlenstoff quelle liegt, wobei ein Kohlenwasserstoff assimilierender Mikroorganismus und ein Aminosäure erzeugender Mikroorganismus zusammen im Gemisch kultiviert werden. Die Erfindung ist also nicht auf irgendwelche speziellen Arten von Mikroorganismen beschränkt, sondern auf alle Mikroorganismen anwendbar, die im Rahmen dieser beiden umrissenen Kategorien liegen. Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen, Kohlenwasserstoffe zu assimilieren, sind bekannt, und einige dieser Mikroorganismen wurden oben als Beispiele aufgeführt. In gleicher Weise sind Mikroorganis-It can be seen that the principle of the present invention resides in the production of amino acids by fermentation using hydrocarbons as the main carbon source, with a hydrocarbon assimilating A microorganism and an amino acid producing microorganism are cultured together in admixture. The invention is therefore not restricted to any specific types of microorganisms, but to all of them Applicable to microorganisms falling within these two outlined categories. Microorganisms that have the ability possessing to assimilate hydrocarbons are known, and some of these microorganisms have been referred to above as Examples listed. In the same way, microorganisms are
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men, die die Fähigkeit besitzen, Aminosäuren durch Fermentation zu erzeugen, bekannt, und diese sind im Verfahren der Erfindung in einfacher Weise zu verwenden.Men having the ability to produce amino acids by fermentation are known and these are in the process of the invention to use in a simple manner.
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