DE1767278A1

DE1767278A1 - Verfahren zur Gewinnung von Proteinhydrolysaten aus Zellmaterial

Info

Publication number: DE1767278A1
Application number: DE19681767278
Authority: DE
Inventors: Corteel Philippe Joseph
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1967-04-21
Filing date: 1968-04-20
Publication date: 1971-08-12
Also published as: ES353452A1; NL6805472A; AT285498B; FR1568432A; BE713967A; GB1221427A

Description

FATE NTAN V-'Al TE

DR.-ING. VON Kfcfc!5L£:l Dfc.-iN3. SCHÖNWALD

DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK YON KREISLER

DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH

17R7? 7

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS I/O/- /O

Köln, den 5.9.197ο Kl/Bn.

The British Petroleum Company Limited,

Britannic House, Moor Lane, London, E.G. 2 (England)

Verfahren zur Gewinnung von Proteinhydroly- ^

säten aus Zellmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von stickstoffhaltigem Material aus Mikroorganismen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Material, das aus den Zellen eines Mikroorganismus besteht oder diese enthält, einer Behandlung unterwirft, durch die die Zellwände auf mechanischem Wege zerrissen werden, und anschliessend das so behandelte Material mit oder ohne Zusatz eines proteolytischen Enzyms der enzymatischen Hydrolyse unterwirft.

Vorzugsweise wird das so erhaltene Material einer Phasentrennung zweckmässig durch Zentrifugieren unterworfen. Das hierbei erhaltene Plüssigphasenmaterial wird vorzugsweise mit oder ohne Zwischenbehandlung getrocknet.

Der hier gebrauchte Ausdruck "Mikroorganismus" umfasst auch Gemische von Mikroorganismen. Vorzugsweise kommen Mikroorganismen in Frage, die auf wenigstens einigen Normalparaffinen zu wachsen vermögen. Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Mikroorganismen können Hefen, Pilze oder Bakterien sein.

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Die Hefen sind in dieser Beschreibung nach dem Klassifizierungssystem eingestuft, das in "The Yeasts, a Taxonoinic Study" von J.Lodder und V/.J.V/. Kreger-Van Rij, herausgegeben von North Holland Publishing Co. (Amsterdam 1952), beschrieben ist.

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, herausgegeben von Bäilliers, Tindall and Cox (London, 7. Auflage 1957), beschrieben ist.

Bei Verwendung einer Hefe gehört diese vorzugsweise zur Familie Cryptococcaceae, insbesondere zur Unterfamilie Cryptococcoideae. Gegebenenfalls können jedoch auch beispielsweise ascosporogene Hefen der Unterfamilie Saccharomycoideae verwendet werden. Bevorzugte Gattungen der Unterfamilie Cryptococcoideae sind Torulopsis (auch als Torula bekannt) und Candida. Bevorzugte Hefespezies sind nachstehend genannt. Besonders bevorzugt werden die Stämme, deren Hinterlegungsnummern angegeben sind. Die mit "CBS" gekennzeichneten Stämme sind beim Centraal Bureau vor Schimmelculture, Baarn, Holland, hinterlegt, und der mit "INRA" gekennzeichnete Stamm ist beim Institut National de la Recherche Agronomique, Paris, Prankreich, hinterlegt.

Bevorzugter Stamm

Candida	lipolytica	CBS βίο
Candida	pulcherrima
Candida	utilis	CBS 341
Candida	utilis, Variati major	CBS 2317
Candida	^ropicalis

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8AD ORIGINAL

Torulopsis
Hansenula
0idium
Neurospora
My c ο derma

colliculosa

anomala

lactis

sitophila

cancoillote

Bevorzugter Stamm

CBS 133 CBS 11ο

INRA: STV 11

Von den vorstehend genannten Stämmen werden Candida lipolytica und Candida tropicalis besonders bevorzugt.

Gegebenenfalls können auch Pilze als Mikroorganismen verwendet werden. Geeignet sind Pilze der Gattung Penicillium, wobei vorzugsweise Penicillium expansum verwendet wird. Eine weitere geeignete Gattung ist Aspergillus.

Von den Bakterien sind solche der folgenden Ordnungen geeignet: Pseudomonadales, Eubacteriales und Actinomycetales. Vorzugsweise gehören die verwendeten Bakterien zu den Familien Carynebacteriaceae, Micrococcaceae, Achromobacteraceae, Actincymycetaceae, Rhizobiaceae, Bacillaceae und Pseudomonadaceae. Bevorzugte Spezies sind Bacillus megaterium, Bacillus subtilis und Pseudomonas aeruginosa. Als weitere geeignete Spezies seien genannt:

Bacillus amylobacter Pseudomonas natriegens Arthrobacter sp. Micrococcus sp. Corynebacterium sp. Pseudomonas syringae

Xanthomonas begoniae Plavobacterium öevorans Acetobacter sp. Actinomyces sp. Mycobacterium rhodochrus Nocardia opaca

1 O 9 r Π / O 7 1 6

Als mechanische Vorrichtungen, die sich zum wirksamen Zerre issen der Zellwände von Mikroorganismen eignen, können Apparaturen verwendet werden, in denen

a) eine Paste, die die Zellen enthält, mit einem inerten festen Schleifmaterial mit Hilfe von Luft oder mit Hilfe eines Inertgases in einem kreisförmigen Weg, z.B. in einem Zyklon geblasen wird, oder

b) eine Suspension, z.B. eine Aufschlämmung, die die Zellen enthält, einem plötzlichen Druckabfall während des Durchgangs durch eine enge Öffnung unterworfen wird, oder

c) die Zellen gefroren und gemahlen werden oder

d) die Zellen in einer Kugelmühle behandelt werden.

Das Gemisch, das die gerissenen Zellen enthält, wird vorzugsweise unter den folgenden Bedingungen unter Verwendung von endozellularen Enzymen behandelt:

P_H-Wert 6,5

Dauer J5 Stunden

Temperatur

unter Rühren

Temperatur 55°C

Gegebenenfalls wird das Gemisch während dieser Stufe oder danach mit einem oder mehreren der folgenden Enzyme behandelt:

Pflanzliche proteolytische Enzyme: z.B. Papain, Ficln,

Bromelin

Bakterielle proteolytische Enzyme oder proteolytische Enzyme von Pilzen oder Fungi.
tierische proteolytische Enzyme: z.B. Trypsin.

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8AD

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Gegebenenfalls kann das Zellwandmaterial in dieser Phase ganz oder teilweise von der Flüssigphase abgetrennt werden. Zweckmässig wird das Zellwandmaterial durch Zentrifugieren und/oder Filtration mit oder ohne zugesetztes Material, beispielsweise Diatomeenerde, entfernt.

Gegebenenfalls kann das flüssige Produkt mit einem Stärkematerial, z.B. Maniokmehl, gemischt und beispielsweise 25 Minuten auf 80⁰C erhitzt werden. Auf diese Weise wird ein breiartiges Produkt erhalten. Das durch die enzyma- ™

tische Behandlung erhaltene flüssige Produkt oder das vorstehend beschriebene breiartige Produkt wird zweckmässig mit oder ohne anschliessende Behandlung getrocknet. Dies geschieht vorzugsweise durch Zerstäubungstrocknung, Gefriertrocknung oder Trommeltrocknung.

Die vorstehend beschriebene Wärmebehandlung mit einem Stärkematerial verbessert den Geschmack des Fertigprodukts und ergibt ein Material, das nach dem Trocknen nicht hygroskopisch ist und gute Lagerfähigkeit hat.

Beispiel 1 (

Ein wässriges mineralisches Medium der folgenden Zusammensetzung wurde in einen mit Rührer versehenen Fermenter gegeben:

KCl 1,15

MgSO^.7 H₂O 0,32o

MnSO^H₂O 0,022

ZnSO^.7 H₂O 0,085

FeSO^.7 H₂O 0,03¹J-

Hefeextrakt 0,015

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ORDIN INSPECTEO

In den Fermenter wurde Candida tropicalis im vorstehend genannten wässrigen Mährmedium als Impfmaterial gegeben. Als Kohlenstoffsubstrat wurde ein schweres Gasöl verwendet, das von einem Mittelost-Rohöl erhalten worden war und folgende Kennzahlen hatte:

Spezifisches Gewicht bei 15,6⁰C 0,8685

Siedeanfang 282,5⁰C

Siedeende 379,5°C

P Trübungspunkt 17,8⁰C Stockpunkt l8,3°C

Schwefelgehalt 1,96 Gew.-$ Wachsgehalt 9,*$

Die Kultivierung wurde in Gegenwart dieses Kohlenstoffsubstrats unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Geschwindigkeit des Rührens 12oo UpM

Belüftung 3o V/V/Std.

P_H-Wert 5,5

Temperatur Jo C

Der Pu-V/ert wurde durch Zusatz von wässrigem O,2n-Ammoniak geregelt.

Das Mikroorganismusprodukt wurde durch Zusatz eines Detergens, Zentrifugieren und anschliessendes zweimaliges Waschen der Paste mit V/asser gewonnen.

22 kg der in der oben beschriebenen Weise gewonnenen hefehaltigen Paste wurden einer kontinuierlichen Behandlung in einem Hochdruckhomogenisator vom Typ Manton-Gaulin unterworfen, um die Zellwände zu zerreissen. Der Arbeitsdruck

betrug 560 kg/cm , der p_H-Wert der Hefepaste o,2 und die

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1 7 fi.7 ? 7 Π

Durchflussmenge 4o l/Std. Der behandelten Paste wurden 32,3 g NaH₂ PO₁^. 2 HgO, 24,2 g NaHFO₂^. 12HgO und 6 g Papa in (6ooo Einheiten/g) zugesetzt. Das Gemisch wurde 3 Stunden bei 55°C gerührt.

Das Gemisch wurde dann zentrifugiert und die oben stehende Flüssigkeit mit Diatomeenerde filtriert. Das Piltrat wurde in einem Zerstäubungstrockner getrocknet, wobei das austretende Pulver eine Temperatur von 9o°C hatte. Als Produkt wurden 1,6 kg trockenes Pulver erhalten, das lo,3 % Stick- λ stoff enthielt.

Beispiel 2

25 kg Hefepaste von Candida tropicalis, die auf schwerem Gasöl auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise gezüchtet worden war und 13 Gew.-% Trockensubstanz enthielt, wurden in einem Hochdruckhomogenisator unter den in Beispiel 1 genannten Bedingungen behandelt, um die Zellwände zu zerreissen, jedoch wurde bei dem natürlichen p„-Wert der Paste gearbeitet. Die behandelte Paste wurde 3 Stunden bei 55°C gerührt. Das Gemisch wurde dann zentrifugiert und die oben stehende Flüssigkeit in einem Zerstäubungstrockner getrocknet. Das austretende Pulver hatte eine Temperatur von ( 9o C. Als Produkt wurden 1,7 kg trockenes Pulver erhalten, das 11 Gew.-^ Stickstoff enthielt.

Beispiel 3

Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren bis zur Trockenstufe wurde angewendet. Vor dem Trocknen wurde die oben stehende Schicht mit Maniokmehl gemischt und 2o Minuten bei 85⁰C gehalten. Das erhaltene Gemisch wurde auf einem Trommeltrockner getrocknet.

Beispiel U

Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde bis ~ur Trockenstufe angewendet. Vor dem Trocknen wurde das oben

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stehende Material mit einem Naniokmehl, das vorher in einem wässrigen Medium 2o Minuten bei 85⁰C gehalten worden war, gemischt. Das Gemisch wurde mit einem Zerstäubungstrockner unter den in Beispiel 1 genannten Bedingungen getrocknet.

Beispiel 5

Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde unter Verwendung von Candida lipolytica an Stelle von Candida tro-™ picalis und unter Verwendung einer Normalparaffinfraktion, die durch Extraktion eines Leuchtpetroleums aus Erdöl mit einem Molekularsieb erhalten worden war, als Kohlenstoffquelle wiederholt. Ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 1 wurden erhalten.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

1 7 fi 7 ■' 7 - 9 Patentansprüche

1.) Verfahren zur Gewinnung eines stickstoffhaltigen Materials aus Mikroorganismenzellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellwände eines aus Mikroorganismenzellen bestehenden oder solche enthaltenden Materials auf mechanischer Weise zerstört werden und das Material dann gegebenenfalls unter Zugabe eines proteolytischen Enzyms,. J einer enzymatischen Hydrolyse unterworfen wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstörung der Zellen durchgeführt wird, indem man eine die Zellen enthaltende Suspension während des DurchfHeßens durch eine enge Öffnung einem plötzlichen Druckabfall unterwirft.

J>.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der enzymatischen Hydrolyse erhaltene Material zentrifugiert und eine das stickstoffhaltige Material enthaltende flüssige Phase gewonnen und getrocknet wird. '

4.) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die enzymatische Hydrolyse in Gegenwart von Papain, Ficin, Bromelin oder Trypain durchgeführt wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mikroorganismus ein η-Paraffine verbrauchender Mikroorganismus eingesetzt wird.

6.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mikroorganismus eine Hefe verwendet wird.

- Io -

7·) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hefe Candida lipolytica verwendet wird.

8.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hefe Candida tropicalis verwendet wird.

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