DE1695266A1 - New method of treating certain plant species to extract organic nitrogen compounds - Google Patents
New method of treating certain plant species to extract organic nitrogen compoundsInfo
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Description
INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE CHIMIQUE APPLIQUEEINSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE CHIMIQUE APPLIQUEE
Paris / FrankreichParis, France
Neues Verfahren zur Behandlung bestimmter Pflanzenarten zur Extraktion organischer Stickstoffverbindungen.New method of treating certain plant species to extract organic nitrogen compounds.
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren für das Behandeln von Mohn, um daraus die darin enthaltenen Alkaloide zu extrahieren.The invention relates to a novel method for treating poppy seeds in order to produce the alkaloids contained therein to extract.
Bekanntlich ergeben sich bei den verschiedenen Mohnarten sehr unterschiedliche Ausbeuten an Opiumalkaloiden, wobei Papaverum Album oder Papaverum Somniferum im allgemeinen optimale Ausbeuten liefern, während andere Arten, wie etwa Papaverum nigrum oder 'Pavot oeillette· nur geringe Alkaloidmengen liefern, deren Gewinnung nicht wirtschaftlich ist.It is known that the yields of opium alkaloids differ greatly in the various poppy species, with papaverum Album or Papaverum somniferum generally give optimal yields, while other species such as Papaverum nigrum or 'Pavot oeillette only supply small amounts of alkaloid, whose extraction is not economical.
Es ist bereits versucht worden, Pavot oeillette in verbesserten Arten zu züchten, damit eine bessere Alkaloidausbeute erzielt würde und der Anbau in den gemässigten Klimazonen möglich wäre, Diese Forschungen sind langwierig mid schwierig,It has already been tried Pavot oeillette in improved species to breed, thus better Alkaloidausbeute would be achieved and the cultivation in the temperate climates would be possible this research are lengthy mid difficult
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und die Erzeugung von Opiuraalkaloiden bleibt bisher im wesentlichen beschränkt auf Zonen mit günstigen Klimabedingungen, in denen Papaverum album maximale Ausbeuten liefert.and the production of Opiura alkaloids remains essentially so far limited to zones with favorable climatic conditions in which Papaverum album delivers maximum yields.
Nun ist gefunden worden - und das ist der wesentliche Inhalt der Erfindung - daß man in vorteilhafter Weise die Ausbeuten der verschiedenen Mohnarten an Aikaloiden verbessern kann, indem man das unter den üblichen Bedingungen geerntete Gut vor allen Bearbeitungsschritten, die zur Gewinnung der Alkaloide erforderlich sind, einer Fermentation durch Mikroorganismen unterwirft; dieser Fermentationsvorgang erhöht ganz wesentlich den Gehalt der Mohnarten an extrahierbaren Alkaloiden. It has now been found - and that is the essential content of the invention - that the yields can be obtained in an advantageous manner of the various types of poppies on aicaloids can be improved by using the crop harvested under normal conditions before all processing steps that are necessary to obtain the alkaloids, fermentation by microorganisms subject; this fermentation process significantly increases the extractable alkaloids content of the poppy species.
Die verarbeiteten Mohnsorten können unterschiedlichen Reifegrad besitzen.The processed poppy varieties can have different degrees of ripeness.
Ein Vorzug dieser Methode liegt darin, daß unter wirtschaftlichen Verarbeitungsbedingungen ein Material verwendet werden kann, das von Mohnarten stammt, die sich unter weitgespannten klimatischen Bedingungen anbauen lassen, insbesondere unter den üblichen Kulturbedingungen der gemässigten Zone.A benefit of this approach is that one material can be used under economical processing conditions that comes from poppy species that can be grown under wide-ranging climatic conditions, in particular under the usual cultivation conditions of the temperate zone.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß bei bestimmten Mohnarten,, etwa bei Papaverum nigru*;:^ die armAnother major advantage is that with certain types of poppy, for example with Papaverum nigru *;: ^ the poor
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an Alkaloiden sind, das Erntegut praktisch nicht ausbeutbar ist, ehe nicht eine Fermentation vorgenommen wurde,die mit industriellem Aufwand vonstatten gehen muß, wodurch sich eine wirksame Kontrolle der Alkaloiderzeugung durchführen läßt.of alkaloids are, the harvest is practically inapplicable until a fermentation has been carried out, the must be carried out with industrial effort, whereby an effective control of the alkaloid production can be carried out leaves.
Weiteres Kennzeichen der Erfindung ist, daß für die Fermentation des Pflanzenguts (in erster Linie der Mohnkapseln, % die besonders reich an Alkaloiden sind, aber auch der Stengel und der Wurzeln) Mikroorganismen benutzt werden, die von natürlich vorkommenden, Schimmelpilzverunreinigungen isoliert sind. Von den klierten Pilzen kommen vor allem Pilze der Art Alternaria in Betracht, z.B. Alternaria tenuissima und Alternaria Chartoru. > damit soll aber der Bereich der Erfindung nicht auf diese Pilze beschränkt werden.Another characteristic of the invention is that for the fermentation of the plant matter (primarily the poppy seed capsules, % which are particularly rich in alkaloids, but also the stems and roots), microorganisms are used that are isolated from naturally occurring mold contamination. Of the cloned fungi, fungi of the species Alternaria come into consideration, for example Alternaria tenuissima and Alternaria Chartoru. > However, this is not intended to limit the scope of the invention to these fungi.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Aufbewahrung u. A die Zucht der genannten Stämme von Mikroorganismen. Es ist bekannt, daß die Stämme solcher Mikroorganismen, insbesondere der verschiedenen Alternaria-Arten dazu neigen, sich durch Kultur und "Umpflanzen" in vegetativer Weise zu vermehren auf Kosten der Sporenvermehrung. Es hat sich für die praktische Anwendung, die den Gegenstand dieser Erfindung bildet, gezeigt, daß sich die für die Erfindung charakteristischen Stämme von Mikroorganismen in befriedigender Weise aufbewah-Another feature of the invention relates to the storage u. A breeding of the above strains of microorganisms. It is known that the strains of such microorganisms, in particular of the various Alternaria species, tend to multiply in a vegetative manner through culture and "transplanting" at the expense of spore reproduction. It has been shown for the practical application, which forms the subject of this invention, that the strains of microorganisms characteristic of the invention are kept in a satisfactory manner.
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ren und vermehren lassen, indem man sie in ein natürliches Milieu auf der Grundlage von Mohn-Pulver bringt, oder in ein an Nährsubstanz armes künstliches Milfeu, so daß die Mikroorganismen unter stark reduzierten Lebensbedingungen verbleiben. Die frisch isolierten Stämme können auch nach Gefriertrocknung aufbewahrt werden.Renewed and propagated by placing them in a natural environment based on poppy seed powder, or in a Artificial milfeu poor in nutrients, so that the microorganisms remain under greatly reduced living conditions. The freshly isolated strains can also be freeze-dried be kept.
^ Zur Fermentation des Mohns wurden die üblichen Methoden angew andt. Dazu wurde die pflanzliche Substanz, nachdem sie in Wasser getaucht war, also in untergetauchtem Zustand, bebrütet und eine aerobe Fermentation vorgenommen, weshalb zuvor sterilisierte Luft Zutritt erhalten mußte. Das im Wasser verteilte pflanzliche Gut wurde natürlich mit Mikroorganismen beimpft. Zur Fermentation wurde eine Temperatur zwischen 5°C und 4o C eingehalten, am vorteilhaftesten war es, die Temperatur konstant in den Grenzen zwischen 250C und 3o°C au halten. Die Bebrütungszeit kann zwischen einem Tag und einem Monat schwan-^ The usual methods were used to ferment the poppy seeds. For this purpose, after the plant substance was immersed in water, that is to say in the submerged state, it was incubated and an aerobic fermentation was carried out, which is why previously sterilized air had to be admitted. The vegetable matter distributed in the water was naturally inoculated with microorganisms. For the fermentation a temperature between 5 ° C and 4o C was followed, on vorteilhaftesten was to maintain a constant temperature within the limits between 25 0 C and 3o ° C au. The incubation period can vary between a day and a month
" ken, am günstigsten sind 6 - Io Tage. Am Ende der Bebrütungszeit wird durch Filtrieren oder Schleudern der flüssige Anteil von dem festen Anteil abgetrennt, wobei dieser letztere Anteil aus behandelter pflanzlicher Substanz und Pilzmycel besteht; flüssige und feste Anteile werden dann Extraktionsbehandlungen unterworfen, um sämtliche Alkaloide abzutrennen. "ken, the cheapest are 6-10 days. At the end of the incubation period the liquid portion is separated from the solid portion by filtration or centrifugation, this latter portion being separated consists of treated vegetable matter and fungal mycelium; liquid and solid parts are then subjected to extraction treatments in order to separate off all alkaloids.
Eine Besonderheit des Fermentationsvorgangs ist in der Tat-A special feature of the fermentation process is in fact-
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sache zu sehen, daß er ebenso gut an einem zuvor sterilisierten pflanzlichen Material wie in einem gleichen, nicht-sterilen Milieu vorgenommen werden kann, vorausgesetzt, daß von Anfang an eine Impfung (mit Mycel und mit Sporen) mit ausgewählten Mikroorganismen in so grossen Mengen vorgenommen wird, daß eine kräftige, schnelle und dominierende Vermehrung eintritt.thing to see that it works just as well on a previously sterilized plant material as in a similar, non-sterile one Milieu can be made, provided that from the beginning an inoculation (with mycelium and with spores) with selected Microorganisms is made in such large quantities that a vigorous, rapid and dominant reproduction occurs.
Die Extraktion der Gesamtalkaloide in den verschiedenen Frak- μ tionen nach der Fermentation geht nach den an sich bekannten Verfahren vor sich, etwa nach einer modifizierten Methode gemäß STAS-OTTO- Annalen der Chemie, Band loo, 1856, S. 44; dazu gehören drei aufeinanderfolgende Extidctionen mit organischen Lösungsmitteln, etwa mit Chloroform bei zuvor alkalisch gemachten Fraktionen, und anschliessender Extraktion mit Chloroform nach der Ansäuerimg,The extraction of total alkaloids in the various parliamentary groups μ functions after the fermentation proceeds according to methods known per se in front of him, such as by a modified method according to STAS-OTTO Annalen der Chemie, Vol loo, 1856, p 44; this includes three successive extidctions with organic solvents, for example with chloroform in the case of fractions made alkaline beforehand, and subsequent extraction with chloroform after acidification,
Bei den nachstehend zur Erläuterung der Erfindung angegebenen Beispielen sind die erzielten Gesamtergebnisse bei den Extraktionen in alkalischem Milieu und den Extraktionen in saurem Milieu angegeben, um zu berücksichtigen, daß es vorgekommen ist, daß sicii in den nach Ansäuarung gawöimeasn Auszügen des fermentierten Materials geringe Mengen von. Nicht-Alkaloiden fanden, die durch Chromatographie nachgewiesen wurden. Derartige Stoffe lassen sich. auf. Pilzmycele äurückführen9 die gleichzeitig der Extrakt ic-n. unterwürfe» sin4| sb diesen StoffenIn the examples given below to illustrate the invention, the overall results achieved in the extractions in an alkaline medium and the extractions in an acidic medium are given in order to take into account that it has happened that in the extracts of the fermented material after acidification gawöimeasn small amounts of . Found non-alkaloids that were detected by chromatography. Such substances can. on. Fungal mycelia return 9 which at the same time contains the extract ic-n. subjects »sin4 | sb these substances
ι α s 812 /1 s ι δι α s 812/1 s ι δ
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gehören Tenuazonsäure (l'acide tenuazonique), eine in saurem Milieu extrahierbare Aminosäure.include tenuazonic acid (l'acide tenuazonique), one in acidic Extractable amino acid environment.
4oo g getrocknete und pulverisierte Kapseln eines Ernteanteils Papaverum nigrum wurden in 5 Ltr. dest. Wasser suspendiert; die Aufschwemmung wurde 2o Minuten lang bei 12o°C sterilisiert und anschliessend mit einer speziellen Art Alternaria geimpft. Unter aeroben Bedingungen wurde acht Tage lang bei 25 bis 270C bebrütst. Das durch die Fermentation gewonnene Material wurde, verglichen mit 4oo g Kapseln der gleichen Erntemengej die nicht fermentiert worden war, behandelt, um sämtliche Alkaloide zu extrahieren. Die Ergebnisse der Extraktionen, ausgedrückt in Auszug-%, bezogen auf die Ausgangsmenge, sind in der folgenden Tabelle angegeben:400 g of dried and powdered capsules of a portion of the harvest Papaverum nigrum were dissolved in 5 liters of dist. Suspended water; the suspension was sterilized for 20 minutes at 120 ° C. and then inoculated with a special type of Alternaria. Eight days was long bebrütst at 25 to 27 0 C under aerobic conditions. The material obtained by fermentation was treated to extract all alkaloids compared to 400 g capsules of the same harvest quantity which had not been fermented. The results of the extractions, expressed in extract%, based on the initial amount, are given in the following table:
1 0 S ä U ' ; 8 1 91 0 S U '; 8 1 9
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In diesem Fall ist die Ausbeute bei der alkalischen Extraktion gleich dem 6,9-fachen, die Gesamtausbeute gleich dem 4,7-fachen der Ausbeute aus dem nicht-fermentierten Material.In this case, the alkaline extraction yield is 6.9 times and the total yield is 4.7 times the yield from the non-fermented material.
4oo g getrocknete und pulverisierte Kapseln einer Erntemenge400 g dried and powdered capsules of a harvest quantity
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Papaverum album wurden wie im Beispiel 1 fermentiert, und das nach der Fermentation erhaltene Material ebenso hinsichtlich des Extraktionsergebnisses (%, bezogen auf Ausgangsmenge an Kapseln) mit nicht-fermentiertem Material der gleichen Erntemenge verglichen. Die Ergebnisse finden sich in der folgenden Tabelle:Papaverum album were fermented as in Example 1, and the same with respect to the material obtained after fermentation of the extraction result (%, based on the initial amount of capsules) compared with non-fermented material of the same harvest. The results can be found in the following table:
Bei diesem Beispiel hat sich die Ausbeute bei der alkalischen Extraktion auf das 2,8-fache, bei der Gesamtausbeute auf dasIn this example, the alkaline extraction yield is 2.8 times and the total yield is
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2,5-fache gegenüber unfermentiertem Material erhöhen lassen.Increase 2.5 times that of unfermented material.
Ferner ist versucht worden, die Bedeutung der einzelnen Faktoren für den vorteilhaften Verlauf des Fermentationsvorgangs und damit der Alkaloidausbeute zu klären. Zu diesen Faktoren gehören die Fermentationsbedingungen, der Zerkleinerungszustand der Kapseln, die mechanische Durchmischung des KuItürSubstrats und die Art der benutzten Mikrobenstämme. Durch die Extraktionsbehandlungen, denen die fermentierten Mohnarten unterworfen wurden, ließ sich unter anderem auch in der Alkaloid-Gesamtausbeute das Verhältnis von Isochinolin- zu Phenantrenanteilen präzisieren.Attempts have also been made to determine the importance of the individual factors for the advantageous course of the fermentation process and thus clarify the alkaloid yield. These factors include the fermentation conditions and the state of grinding the capsules, the mechanical mixing of the cooling substrate and the type of strains of microbes used. Through the extraction treatments that fermented poppies are subjected to were, among other things, the ratio of isoquinoline to phenantrene components in the total alkaloid yield specify.
Es ließ sich bestätigen, daß sich die Fermentation der pflanzlichen Substanzen durch vorhergehende Sterilisation vorteilhaft steuern läßt. Ohne die Erfindung damit einschränken zu wollen, wurde zur Sterilisation das Pflanzenmaterial drei Stunden hindurch einer Temperatur von 12o°C ausgesetzt; diese Sterilisationsmethode soll andere, in Gebrauch befindliche Sterilisationsmethoden, etwa die Strahlungsanwendungen, nicht ausschliessen. Die vorhergehende Sterilisation bietet den Vorteil, daft die Entwicklung verschiedener, die Zunahme des Alkaloidgehalts der fermentierten Substanz ungünstig beeinflussender Bakterien verhindert wird, ebenso das Auftreten nutzloser Pilze«It was confirmed that the fermentation of the vegetable Substances can be controlled advantageously through previous sterilization. Without thereby restricting the invention want, the plant material was exposed to a temperature of 120 ° C for three hours for sterilization; these The sterilization method should not use other sterilization methods in use, such as radiation applications exclude. The previous sterilization offers the advantage that the development of different, the increase of the Alkaloid content of the fermented substance unfavorably influencing Bacteria are prevented, as well as the appearance of useless fungi «
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Ferner hat sich gezeigt, daß zur aeroben Fermentation des
Mohns in untergetauchtem Zustand, d.h., wenn das pflanzliche Material, wie oben beschrieben, in Wasser dispergiert fermentiert
wird, vorteilhafterweise in das Fermentationssubstrat eine gewisse Menge Nährlösung für die die Fermentation bewirkenden
Mikroorganismen gegeben wird, etwa - ohne die Erfindung darauf einschränken zu wollen - die/in den folgenden Beispielen
3 und 4 angegebenen Nährlösungen.It has also been shown that the aerobic fermentation of the
Poppy seeds in the submerged state, ie when the vegetable material is fermented dispersed in water, as described above, a certain amount of nutrient solution for the fermentation-causing microorganisms is advantageously added to the fermentation substrate, for example - without wishing to restrict the invention to this - the / in the following examples 3 and 4 specified nutrient solutions.
Ausserdem ließ sich nachweisen, daß der Fermentationsprozeß an den untergetauchten Mohnbestandteilen besser ablief, wenn während der Fermentationszeit mit mechanischen Mitteln eine Durchmischung vorgenommen wurde. Eine derartige Rühr- oder Mischbewegung in dem Fermentationssubstrat ergab eine Erhöhung der Alkaloidausbeute. Die Durchmischung kann mechanisch erfolgen, kann aber auch unter der Wirkung von in das Substrat eingeblasener steriler Luft oder auf beliebige andere Weise ψ erfolgen. Auf diese Weise wird ausserdem vorteilhafterweise die durch den Fermentationsvorgang erzeugte Wärme besser abgeführt. In addition, it was shown that the fermentation process on the submerged poppy seed components ran better if mechanical means were used to mix them during the fermentation period. Such agitation or mixing in the fermentation substrate resulted in an increase in the alkaloid yield. The mixing can take place mechanically, but can also take place under the action of sterile air blown into the substrate or in any other way ψ . In this way, the heat generated by the fermentation process is also advantageously better dissipated.
Es zeigte sich ferner, daß der Zerkleinerungszustand des Pflanzenmaterials eine bedeutsame Rolle für die Erhöhung des Alkaloidgehalts in dem fermentierten Milieu spielte, und daß diese Erhöhung umso stärker wurde,je feiner zerteilt die pflanzlichen Stoffe waren. Übrigens führte die bessere Zerkleinerung desIt was also found that the state of crushing of the plant material played an important role in increasing the alkaloid content in the fermented medium, and that this The more finely divided the vegetable matter was, the greater the increase. Incidentally, the better crushing of the
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Ausgangsmaterials bei der schließlichen Alkaloidextraktion zu einem lebhafteren Verlauf der Extraktion.Starting material in the eventual alkaloids extraction a livelier course of the extraction.
Ausserdem wurde festgestellt, daß der Fermentationsprozeß auch unter anderen als den beschriebenen Bedingungen, zum Beispiel der Fermentation des Mohns in untergetauchtem Zustand, zu einem erheblichen Anwachsen des Gehalts an extrahierb aren Alkaloiden im Mohn führte.It was also found that the fermentation process under conditions other than those described, for Example of fermentation of poppy seeds in a submerged state, resulting in a significant increase in the extractable content arene alkaloids in poppy seeds.
So hat es sich gezeigt, daß die Fermentation auch erfolgreich bei gemahlenen und eventuell sterilisiertem Mohn verlief, der danach einfach in unterschiedlichem Maße (zwischen 2o und loo Gewichtsprozent) mit Wasser oder, besser, mit einer Nährlösung für die Mikroorganismen angefeuchtet und anschliessend mit Mikroorganismen beimpft wurde« In diesem Fall werden die Mohnpflanzen nur grob gemahlen, so daß die verhältnismässig grossen Kapselstücke zwischen sich sterilisierte Luft durchtreten lassen, die zuvor durch Hindurchleiten durch Wasser befeuchtet wurde. Bei einer solchen aeroben Fermentation des Mohnmaterials in feuchter Umgebung, werden für Mengen von etwa 1 kg in Fermentation begriffener pflanzlicher Substanz Mengen an steriliserter und befeuchteter Luft - ohne daß diese Angabe eine Beschränkung der Erfindung herbeiführen soll - zwischen o,5 und 5o l/Min., vorzugsweise zwischen 6 und 8 l/Min, benötigt. Temperaturverhältnisse und Fermentati-It has been shown that the fermentation was also successful with ground and possibly sterilized poppy seeds, which then simply varies in extent (between 2o and loo weight percent) with water or, better, with a nutrient solution for the microorganisms and then moistened was inoculated with microorganisms «In this case the poppy plants are only coarsely ground so that the proportionally Large pieces of capsule let sterilized air pass between them, which was previously passed through Water has been moistened. During such aerobic fermentation of the poppy seed material in a humid environment, quantities are required of about 1 kg of vegetable matter in fermentation, amounts of sterilized and humidified air - without this information should bring about a limitation of the invention - between 0.5 and 50 l / min., preferably between 6 and 8 l / min, required. Temperature conditions and fermentation
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onszeit sind die gleichen wie für untergetauchten Mohn. Es ist als Vorteil anzusehen, daß das Volumen des Fermentationsmilieus und damit der Umfang der benötigten Apparatur gegenüber der Fermentation in Wasser verkleinert wird.ons time are the same as for submerged poppies. It is to be regarded as an advantage that the volume of the fermentation medium and thus the size of the equipment required compared the fermentation in water is reduced.
Es sind auch Untersuchungen hinsichtlich der Isolierung von Pilzen der Gattung Alternaria aus dem pflanzlichen Material vorgenommen. Während dreier Jahre sind Kulturen und Verpflanzungen von etwa zehn Spezies, unter ihnen die Spezies P1 (nach I,R.C.H.A.), vorgenommen; P1 wurde bei den Fermentationsversuchen von Mohn benutzt, über die in den unten beschriebenen Beispiele-n 3 und 4 berichtet wird. Dieser Stamm ist der Sammlung des Laboratoire de Cryptogamie du Muse*um dfHistoire Naturelle, Paris, übergeben und dort unter der Nummer 1927 registriert worden.Studies have also been carried out on the isolation of fungi of the genus Alternaria from the plant material. During three years cultures and transplantations of about ten species, among them the species P1 (according to I, RCHA), were carried out; P1 was used in the poppy seed fermentation experiments reported in Examples 3 and 4 described below. This strain was handed over to the collection of the Laboratoire de Cryptogamie du Muse * um d f Histoire Naturelle, Paris, and registered there under the number 1927.
Übrigens lassen sich erfindungsgemäß Mohnpflanzen verschie- w denen Reifegrades verwenden, jedoch werden Pflanzen im Zustand der Vollreife vorgezogen.By the way, can be inventively poppy plants various w which use maturity, but plants are preferred in the peak of maturity.
Die nachstehend beschriebenen Beispiele sollen keine Einschränkung der Erfindung herbeiführen. Insbesondere lassen sich andere, eine Fermentation bewirkende Pilze verwenden.The examples described below are not intended to be limiting bring about the invention. In particular, other fungi that cause fermentation can be used.
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Der Versuch wurde mit drei Proben a, b, c von je 1 kg aus ein und derselben Menge Kapseln von Papaverum album vorgenommen, die zu einer Grosse von o,5 bis 2 cm zerkleinert waren. Der natürliche Wassergehalt des pflanzlichen Materials lag bei etwa Io %·The test was carried out with three samples a, b, c of 1 kg each from one and the same amount of capsules of Papaverum album, which were crushed to a size of 0.5 to 2 cm. The natural water content of the plant material was included about Io%
Die Vergleichsprobe a wurde den Extraktionsvorgängen unterworfen, ohne zuvor fermentiert zu sein.The comparative sample a was subjected to the extraction operations without being fermented beforehand.
Die Probe b wurde, ebenso wie Probe c, 6 Tage hindurch fermentiert, ausgehend von seinem natürlichen Zustand, ohne vorhergehende Sterilisation oder Impfung.Sample b, like sample c, was fermented for 6 days, starting from its natural state, without prior sterilization or inoculation.
Die Probe c wurde 3 Stunden lang bei 12o°C sterilisiert. Nach der Sterilisation und der unten zu beschreibenden Befeuchtung wurde die Probe c mit einer Alternaria beimpft (Stamm P1, nach I.R.C.H.A, wie oben angegeben) und 6 Tage lang fermentiert.Sample c was sterilized at 120 ° C. for 3 hours. After the sterilization and the humidification to be described below sample c was inoculated with an Alternaria (strain P1, according to I.R.C.H.A, as stated above) and fermented for 6 days.
Bei der Fermentation der Proben b und c fand keine mechanische Durchmischung statt, weil die verhältnismässig grossen und zuvor befeuchteten Kapselbruchstücke den Durchtritt sterilisierter und, wie nachstehend beschrieben, befeuchteter Luft gestat-During the fermentation of samples b and c, no mechanical mixing took place because the relatively large and previously humidified capsule fragments allowed the passage of sterilized and, as described below, humidified air.
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tete, die durch die Masse in einer Menge von (bei der behandelten Menge pflanzlicher Substanz) etwa o,5 bis So l/Min., im vorliegenden Fall 6 bis 8 l/Min, strömte.tete, which by the mass in an amount of (at the treated Amount of vegetable substance) about 0.5 to 5 l / min., In the present case 6 to 8 l / min, flowed.
Die Befeuchtung der Kapseln wurde vorgenommen, indem man ein Feuchteverhältnis von 75 % mit Hilfe eines Nährmediums herbeiführte, das aus Ammoniumnitrat (o,3 g), Kaliumnitrat tk (o,3 g) , Dikaliumphosphat (1 g), einer Zugabe von 2o cm einer Oligo-Element-Lösung und normalem Wasser(ergänzt auf 1 Liter) bestand. Das Nährmedium wurde auf pH = 6 eingestellt.The capsules were moistened by bringing about a moisture ratio of 75% with the aid of a nutrient medium consisting of ammonium nitrate ( 0.3 g), potassium nitrate tk (0.3 g), dipotassium phosphate (1 g), an addition of 20 cm an oligo-element solution and normal water (made up to 1 liter). The nutrient medium was adjusted to pH = 6.
Die Oligo-Element-Lösung wurde hergestellt, indem man in normalem Wasser folgende Substanzen löste: o,o5 g Kaliuo»olybdat, o,o5 g Natriumborat, o,o5 g Kobalnitrat, o,o5 Cadmiumsulfat, o,o5 g Kupfersulfat, o,o5 Zinksulfat, o,o5 Mangansulfat· Dann wurde ein Tropfen Eisen-III-Chlorid zugegeben und auf 1 Liter mit normalem Wasser aufgefüllt. Durch die Lösung wurde ein Kohlendioxydstrom gleitet und anschliessend filtriert.The oligo-element solution was prepared by dissolving the following substances in normal water: 0.05 g potassium olybdate, o, o5 g sodium borate, o, o5 g cobal nitrate, o, o5 cadmium sulfate, o, o5 g copper sulphate, o, o5 zinc sulphate, o, o5 manganese sulphate · Then a drop of ferric chloride was added and made up to 1 liter topped up with normal water. A stream of carbon dioxide was passed through the solution and then filtered.
Die eingeblasene sterilisierte Luft wurde befeuchtet, indem sie eine unter der Kapselmasse liegende Wasserschicht durchsetzte. The injected sterilized air was humidified by it penetrated a layer of water under the capsule mass.
Die Temperatur der der Fermentation unterworfenen Masse wurde durch ein Regelsystem auf etwa 260C gehalten. NormalerweiseThe temperature of the mass subjected to fermentation was kept at about 26 ° C. by a control system. Normally
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wird ein Temperaturanstieg um einige Grad Celsius während des ersten Fermentationstages beobachtet.there will be a temperature increase of a few degrees Celsius during the observed on the first day of fermentation.
Die drei Proben wurden nach der Fermentation dem unten beschriebenen Extraktionsprozeß unterworfen, der sich von dem in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen unterscheidet.The three samples became the one described below after fermentation Subject to extraction process which differs from that described in Examples 1 and 2.
Die drei Proben wurden zweimal in reinem Wasser ausgewaschen, ^ ein drittes Mal in einer SaIζsäurelösung mit 2,23 Gewichtsprozent. The three samples were washed twice in pure water, ^ a third time in a SaIζsäurelösung with 2.23 weight percent.
Die Filtrate aus den drei Waschungen wurden für jede Probe zusammengefaßt, durch Zugabe von Ammoniak bis zu etwa pH = 9 alkalisch gemadt und mittels eines Lösungsmittels extrahiert, d as aus Chloroform und Isobutylalk/ohol im Volumenverhältnis 3 : 1 bestand. Durch Abdampfen des Lösungsmittels ergab sich ein Trockenrückstand, der den gesamten Alkaloiden entsprach und der in Chloroform erneut gelöst wurde. Diese Lösung der Alkaloidbasen in Chloroform wurde dann mit Salzsäure (2,23 Gewichtsprozent) extrahiert. Dadurch gehen sämtliche Alkaloide in eine saure, wäßrige Phase über.The filtrates from the three washes were pooled for each sample by adding ammonia to about pH = 9 alkaline mixed and extracted by means of a solvent, d as from chloroform and isobutyl alcohol in a volume ratio 3: 1. Evaporation of the solvent gave a dry residue which corresponded to the total alkaloids and which was redissolved in chloroform. This solution of the alkaloid bases in chloroform was then treated with hydrochloric acid (2.23 Weight percent) extracted. As a result, all of the alkaloids change into an acidic, aqueous phase.
Diese wäßrige saure Phase wird mit Chloroform gewaschen, wodurch sich in organischer Phase die Alkaloidbasen der Isochinolingruppe extrahieren lassen (Narcotin und Papaverin). DieserThis aqueous acidic phase is washed with chloroform, whereby the alkaloid bases of the isoquinoline group are in the organic phase let extract (narcotine and papaverine). This
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Chloroformauszug wird mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Der gewonnene Trockenrückstand enthält im wesentlichen die Isochinolingruppe.Chloroform extract is washed with water over sodium sulfate dried and evaporated to dryness. The dry residue obtained essentially contains the isoquinoline group.
Der wäßrige, saure Auszug der durch Chloroform gewonnen wurde, wird mit Ammoniak bis zum pH = 9 alkalisch gemacht. Die basische wäßrige Lösung wird anschliessend mit einer Mischung von Chlor<form und Isobutylalkohol (Volumenverhältnis 3:1) gewaschen, wodurch in organischer Phase die Phenantrengruppe des Alkaloidbasen (Morphin und Kodein) extrahiert werden können, Nachdem Waschen mit Wasser wird diese organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Der gewonnene Trockenrückstand enthält im wesentlichen die Phenantrengruppe. The aqueous, acidic extract obtained by chloroform is made alkaline with ammonia to pH = 9. The basic one The aqueous solution is then washed with a mixture of chlorine form and isobutyl alcohol (volume ratio 3: 1), whereby the phenantren group of the alkaloid bases (morphine and codeine) can be extracted in the organic phase, After washing with water, this organic phase is dried over sodium sulfate and evaporated to dryness. Of the The dry residue obtained essentially contains the phenantrene group.
Die Gewichte der auf diese Weise gewonnenen Trockenextrakte dienen zur Berechnung der Ausbeute.The weights of the dry extracts obtained in this way are used to calculate the yield.
Durch Dünnschichtchromatographie läßt sich zeigen, daß die Extrakte der sauren wäßrigen Lösung sehr genau der Gruppe Narcotin-Papaverin entsprechen, während der Extrakt der alkalischen Lösung im wesentlichen der Gruppe Morphin-Kodein entspricht. By thin layer chromatography it can be shown that the Extracts of the acidic aqueous solution correspond very precisely to the narcotine-papaverine group, while the extracts of the alkaline Solution essentially corresponds to the group morphine-codeine.
Die Ergebnisse aus dem Beispiel 3 sind in der folgenden TabelleThe results from Example 3 are in the table below
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INSPECTEDINSPECTED
169^266169 ^ 266
zusammengefaßt:summarized:
Probesample
Beispiel 3 Alkaloide (in g je kg Kapseln)Example 3 Alkaloids (in g per kg capsules)
Extrakt Extrakt Extrakt aus sau- aus alka- aam+ rem Milieu lischem 8esamt MilieuExtract Extract Extract from acidic from alka- aam + rem milieu 8 es and milieu
Vielfaches der Ausbeute an GesamtalkaloidMultiples of the total alkaloid yield
a Vergleichs- fiC _a comparative fiC _
nrohA °»8S 3»nrohA ° » 8S 3 »
probesample
b natürlicher Zustandb natural state
o,76o, 76
c geimpft mit 5 . Alternaria ^t1* P1 (1)c vaccinated with 5 . Alternaria ^ t 1 * P1 (1)
2,622.62
4,474.47
3,383.38
o,75 gegenüber ao, 75 opposite a
5,oo lo,4o (2,33 " a (2) (3,ο8 " b5, oo lo, 4o (2.33 "a (2) (3, ο8" b
(1) Vielfaches der Ausbeute gegenüber a = 6,35(1) Multiple of the yield compared to a = 6.35
Die Fermentation beim fersuch b, ausgehend von dem natürlichen Zustand, hat zu einer starken Bakterienvermehrung geführt. Das Absinken der Ausbeute im Vergleich zu dem Bezugsversuch a läßt die abschwächende Wirkung der Bakterienpopulation erkennen. Daher ist es wünschenswert, bestimmte Pilzstämme zu verwenden, etwa solche der Gruppe Alternaria.The fermentation at the fersuch b, starting from the natural one Condition, has led to a strong multiplication of bacteria. The decrease in the yield compared to the reference experiment a reveals the weakening effect of the bacterial population. Therefore, it is desirable to use certain strains of mushrooms, such as those of the Alternaria group.
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169*286169 * 286
Bei dem Versuch c wurde das pflanzliche Material sterilisiert, anschliessend mit Alternaria P1 geimpft und danach fermentiert. In diesem statischen Milieu (eine mechanische Durchmischung fand nicht statt) haben sich die Pilze nur in bestimmten Oberflächenbereichen der Masse entwickelt. Trotz dieser eingeschränkten Entwicklung hat sich die Gesamtausbeute bei der Extraktion gegenüber dem Vergleichsversuch a um den Faktor 2,33 erhöht.In experiment c, the plant material was sterilized, then inoculated with Alternaria P1 and then fermented. In this static environment (mechanical mixing did not take place) the fungi only developed in certain surface areas of the mass. Despite this restricted The overall yield in the extraction has increased by a factor of 2.33 compared to comparative experiment a elevated.
Der Versuch wurde ausgeführt mit zwei Proben von 1 kg Papaverum album aus dem gleichen Vorrat, aus dem auch die Proben für das Beispiel 3 genommen wurden.The test was carried out with two samples of 1 kg papaverum album from the same stock from which the samples for example 3 were taken.
Die beiden Proben von Kapseln wurden fein gemahlen und pulveri- * siert, um eine Körnung zwischen etwa l/5o mm und etwa 1 mm zu erhalten; diese Grössenangaben stellen keine Beschränkung dar.The two samples of capsules were finely ground and pulveri- * Siert to a grain size between about l / mm and 5o to obtain about 1 mm; these sizes do not represent any restriction.
Die Vergleichsprobe a wurde ohne vorhergehende Fermentation extrahiert.Comparative sample a was extracted without prior fermentation.
Die zuvor sterilisierte Probe b wurde einer Fermentation inThe previously sterilized sample b was fermented in
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
189*266189 * 266
ungetauchtem Zustand unterworfen, und zwar wurde 1 kg Kapseln mit Io Gewichtsprozent Feuchtigkeit für 15 bis 2o 1 der in Verbindung mit Beispiel 3 angegebenen Nährlösung verwendet.was subjected to a non-immersed state, namely, 1 kg of capsules with Io weight percent moisture for 15 to 2o 1 of the nutrient solution specified in connection with Example 3 used.
Das Fermentationsmilieu wurde mit dem gleichen Pilz geimpft, wie zuvor angegeben, und die Fermentation wurde bei gleichzeitigem mechanischen Rühren vorgenommen; zum Durchmischen diente z.B. ein Motor mit zwei Propellern, die am Boden bzw. im mitt- M leren Bereich der Fermentieranlage angeordnet waren; die Drehzahl lag zwischen 15 und 2o Upm; diese Zahlenangaben stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. Die Bedingungen für Temperatur, Belüftung und Fermentationsdauer waren die gleichen wie im Beispiel 3.The fermentation medium was inoculated with the same fungus as indicated above and the fermentation was carried out with simultaneous mechanical stirring; for mixing, for example, used a motor with two propellers, arranged at the bottom or in the medium-sized range M of the fermentation plant; the speed was between 15 and 20 rpm; These figures do not represent any limitation of the invention. The conditions for temperature, aeration and fermentation time were the same as in Example 3.
Das Extraktionsverfahren stimmt mit dem in Beispiel 3 genannten überein, wobei das flüssige Milieu nach der Fermentation, äquivalent der ersten der beiden Auswaschungen mit ^ Wasser, in den Extraktionsvorgang eingeschaltet war.The extraction process is the same as that mentioned in Example 3, the liquid medium after fermentation, equivalent to the first of the two washings with ^ water, in which the extraction process was switched on.
Die Ergebnisse aus Beispiel 4 finden sich in der nachstehenden Tabelle:The results from Example 4 can be found in the table below:
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169*266169 * 266
-2ο--2ο-
Beispiel 4 Vielfaches der Alkaloide (in g je kg Kapseln) Ausbeute an GesamtalkaloidExample 4 Multiples of the alkaloids (in g per kg of capsules) yield Total alkaloid
Probesample
Extrakt Extrakt Gesamt aus sau- aus alka- extrakt rem lischem
Milieu Milieu Extract Extract total from sour from alkali extract rem lischen
Milieu milieu
a Vergleichsprobe 1,42 a comparative sample 1.42
b geimpft mit Alternaria P1b vaccinated with Alternaria P1
lo,51lo, 51
4,654.65
lo,63lo, 63
6,o76, o7
21,14 3,48 gegenüber a21.14 3.48 versus a
(1) Vielfaches der Ausbeute gegenüber a = 7,4(1) Multiple of the yield compared to a = 7.4
Wenn man die Resultate aus Beispiel 4 mit denen des Beispiels 2 vergleicht, lassen sich die günstigen Einflüsse der nachstehenden, zusammenwirkenden Faktoren erkennen: weitgehende Zerkleinerung des pflanzlichen Materials, Durchmischen des Fermentationsmilieus, Verwendung einer Nährlösung, Art der benutzten Pilze.If the results from Example 4 are compared with those of Example 2, the beneficial effects of the following, Recognize interacting factors: extensive comminution of the plant material, mixing of the Fermentation environment, use of a nutrient solution, type of mushrooms used.
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