DE1901621A1 - Process for the production of yeast cells containing 1-tryptophan - Google Patents
Process for the production of yeast cells containing 1-tryptophanInfo
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Description
K 875K 875
Kyowa Hakko Kogyo Oo. Ltd., Tokio, JapanKyowa Hakko Kogyo Oo. Ltd., Tokyo, Japan
Verfahren zur Herstellung von !-Tryptophan enthaltendenProcess for the production of! -Tryptophan containing
HefezellenYeast cells
Zusammenfassung:Summary:
Das Verfahren zur Erzeugung von L-Tryptophan enthaltenden Hefezellen besteht darin, dass man eine kohlenwasserstoffassimilierende Hefe unter aeroben Bedingungen in einem Kohlenwasserstoffe als Hauptkohlenstoffquelle enthaltenden Mhrmedium kultiviert und Anthranilsäure zu dem Medium entweder zu Beginn oder während des Kultivierungsvorgangs zusetzt. Zu Hefestämmen, die verwendet werden können, gehören kohlenwasserstoffassimilierende Stämme von Candida, Torulopsis und Brettanomyces.The method for producing L-tryptophan containing yeast cells is by getting a hydrocarbon assimilating Yeast under aerobic conditions in a containing hydrocarbons as the main carbon source Cultivated more medium and added anthranilic acid to the medium either at the beginning or during the cultivation process clogs. Yeast strains that can be used include hydrocarbon assimilating strains of Candida, Torulopsis and Brettanomyces.
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hefezellen, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von L-Tryptophan enthaltenden Hefezellen.The invention relates to a method of manufacture of yeast cells, in particular a process for the production of L-tryptophan-containing yeast cells.
Es ist bekannt, dass L-Tryptophan in einer Kulturflüssigkeit durch Zugabe von Anthranilsäure zu dem Nährmedium, wenn darin Hefen in Gegenwart von Zuckerstoffen als Kohlenstoffquellen kultiviert werden, hergestellt wird.It is known that L-tryptophan in a culture liquid by adding anthranilic acid to the nutrient medium, when yeasts are cultivated therein in the presence of sugars as carbon sources.
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Es war jedoch nicht bekannt, dass L-Iryptophan in den Hefezellen erzeugt und angesammelt wird, wenn Hefen kultiviert werden, die zur Verwendung oder Assimilierung von Kohlenwasserstoffen, die dem Medium als Kohlenstoffquellen zugesetzt wurden } "befähigt sind.However, it was not known that L-Iryptophan is produced in the yeast cells and accumulated when yeasts are cultivated, which are capable of use or assimilation of hydrocarbons were added to the medium as the carbon sources} ".
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in einem Verfahren zur Erzeugung von Hefezellen, die grosse Mengen L-Tryptophan enthalten.One object of the invention is therefore a method for producing yeast cells that are large Contain amounts of L-tryptophan.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem billigen grosstechnischen Verfahren zur Erzeugung von L-Tryptophan enthaltenden Hefezellen, das eine hohe Produktausbeute liefert.Another object of the invention is a cheap, large-scale process for producing Yeast cells containing L-tryptophan, which gives a high product yield.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung von L-Tryptophan.Another object of the invention is the production of L-tryptophan.
Perner liefert die Erfindung Hefezellen, die L-Tryptophan enthalten und die in günstiger Weise als Nahrungs- oder !Futtermittel,zur Veredlung von Nahrungs- oder Futtermitteln u. dgl. verwendet werden können.Perner's invention provides yeast cells, the L-tryptophan contain and which in a favorable manner as food or! feed, for the refinement of food or feed and the like can be used.
Bei der Untersuchung von Verfahren zur Herstellung von L-Tryptophan-haltigen Mikroorganismenzellen in grossen Mengen unter geringem Kostenaufwand wurde nun gefunden, dass L-Tryptophan enthaltende Hefezellen in hoher Ausbeute erhalten werden können, wenn Hefen in einem Kohlenwasserstoffe als Kohlenstoffquelle enthaltenden Medium kultiviert werden und Anthranilsäure zu dem Medium zu beliebiger Zeit während des Kuitivierungsprozesses zugegeben wird. Auf diese Weise werden die vorstehend beschriebenen Ziele und Vorteile durch Kultivierung kohlenwasserstoffassimilierender Hefen in einem wenigstens einen Kohlenwasserstoff als Hauptkohlenstoffquelle enthaltenden Mährmedium erreicht. J0 Erfindungsgemäss verwendbare Hefenstämme sind solche, ° die Kohlenwasserstoffe verwenden oder assimilieren können, coIn the investigation of processes for the production of L-tryptophan-containing microorganism cells in large quantities at low cost, it has now been found that L-tryptophan-containing yeast cells can be obtained in high yield if yeasts are cultured in a medium containing hydrocarbons as a carbon source and anthranilic acid is added to the medium at any time during the culture process. In this way, the objects and advantages described above are achieved by cultivating yeasts which assimilate hydrocarbons in a nutrient medium containing at least one hydrocarbon as the main carbon source. J 0 According to the invention usable yeast strains are those hydrocarbons ° use or assimilate, can co
co Zum Beispiel können Hefen, die zu den Genera Candida,co For example yeasts belonging to the genera Candida,
cn Torulopsie, Brettanomyces u. dgl. gehören, verwendet werden.cn torulopsia, Brettanomyces and the like can be used.
Q Zu geeigneten verwendbaren Hefestammen innerhalb dieser ^ G-enera gehören,beispielsweise, Torulopsis famata, Torulopsis -J intermedia, Candida tropicalis, Candida lipolytica, Candida mycoderma, Candida zeylanoides u. dgl«.Q To suitable usable yeast strains within these ^ G-enera include, for example, Torulopsis famata, Torulopsis -J intermedia, Candida tropicalis, Candida lipolytica, Candida mycoderma, Candida zeylanoides and the like «.
Entweder ein synthetisches Kulturmedium oder ein natürliches Mhrmedium ist zur Kultivierung der erfindungsgemäss verwendeten Stämme geeignet, soweit es die wesentlichen Nährstoffe zum Wachstum des verwendeten Stamms enthält. Derartige Nährstoffe sind bekannt und dazu gehören Stoffe, wie z.B. eine Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle, anorganische Verbindungen u. dgl., die von dem verwendeten Mikroorganismus in geeigneten Mengen gebraucht werden.Either a synthetic culture medium or a Natural nutrient medium is suitable for cultivating the strains used according to the invention, insofar as it is contains the essential nutrients for the growth of the strain used. Such nutrients are known and this includes substances such as a carbon source, a nitrogen source, inorganic compounds, etc., which are used in suitable quantities by the microorganism used.
Da kohlenwasserstoffassimilierende Stämme erfindungsgemäss angewendet werden, werden in dem Medium als Hauptkohlenstoffquelle Kohlenwasserstoffe verwendet. Zu Kohlenwasserstoffen, die in diesem Zusammenhang eingesetzt werden, gehören beispielsweise geradkettige und verzweigtkettige Paraffine (Alkane), wie beispielsweise n-Pentan, n-öctan, n-Decan, n-Dodecan, n-Hexadecan, Isopentan, Isooctan u.dgl., Oycloparaffine, wie z.B. Oyclohexan und Cyclooctan geradkettige und verzweigtkettige Olefine, wie beispielsweise Penten-2, Hexen-1, Octen-1, Octen-2 u. dgl., Gycloolefine, wie z.B. Cyclohexen, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Benzol, o-Xylol , p-Xylol u. dgl. und Gemische davon und gemischte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Kerosin, Leichtöle, Schweröle, Paraffinöle, Roherdöl u.dgl..Since hydrocarbon assimilating strains according to the invention are applied, hydrocarbons are used as the main carbon source in the medium. Hydrocarbons used in this context include, for example, straight chain and branched-chain paraffins (alkanes), such as n-pentane, n-octane, n-decane, n-dodecane, n-hexadecane, Isopentane, isooctane and the like, cycloparaffins, e.g. Oyclohexane and cyclooctane straight-chain and branched-chain olefins, such as pentene-2, hexene-1, Octene-1, octene-2 and the like, cycloolefins such as cyclohexene, aromatic hydrocarbons such as benzene, o-xylene, p-xylene and the like and mixtures thereof and mixed hydrocarbons, such as kerosene, light oils, heavy oils, paraffin oils, crude oil, etc.
Es können auch gelinge Mengen anderer Kohlenstoffquellen in dem Medium verwendet werden. Zu diesen gehören beispielsweise Kohlehydrate, wie beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Saccharose, Stärke, Stärkehydrolysate, Melasse u. dgl., oder irgendwelche anderen geeigneten Kohlenstoffquellen, wie beispielsweise organische Säuren, z.B. Essigsäure, Milchsäure u. dgl.. Diese Stoffe können entweder einzeln oder in Gemischen von zwei oder mehreren verwendet werden.Small amounts of other carbon sources in the medium can also be used. These include for example carbohydrates such as glucose, fructose, maltose, sucrose, starch, starch hydrolysates, Molasses and the like, or any other suitable carbon sources, such as organic acids, e.g. acetic acid, lactic acid and the like. These substances can be used either individually or in mixtures of two or more be used.
Als Stickstoffquelle können verschiedene Arten anorganischer oder organischer Salze oder VerbindungenVarious kinds of inorganic or organic salts or compounds can be used as the nitrogen source
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wie z.B. Harnstoff, flüssiges Ammoniak oder Ammoniumsalze, wie beispielsweise Ammoniumehlorid, Aramoniumeulfat, Ammoniumnitrat, Ammoniumacetat, Ammoniumphosphat u. dgl· oder natürliche Stickstoff enthaltende Substanzen, wie z.B. Maisquellflüssigkeit, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Pepton, Fischmehl, Bouillon, Oaseinhydrolysate, Casaminosäure, gelöste Fischsubstanz, Reiskleieextrakt u. dgl. verwendet werden. Diese Substanzen können wiederum entweder einzeln oder in Kombinationen von zwei oder mehreren eingesetzt werden.such as urea, liquid ammonia or ammonium salts, such as ammonium chloride, aramonium sulfate, ammonium nitrate, Ammonium acetate, ammonium phosphate and the like or natural Nitrogen-containing substances such as corn steep liquor, yeast extract, meat extract, peptone, fish meal, Bouillon, oase hydrolyzate, casamino acid, dissolved fish substance, Rice bran extract and the like can be used. These substances can in turn either individually or in Combinations of two or more can be used.
Zu anorganischen Verbindungen, die zu dem Kulturmedium zugesetzt werden können, gehören Magnesiumsulfat, Natriumphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Kaliummonohydrogenphosphat, Eisensulfat, Manganchlorid, Calciumchlorid, Natriumchlorid, Zinkeulfat und dergleichen.Inorganic compounds that can be added to the culture medium include magnesium sulfate, sodium phosphate, Potassium dihydrogen phosphate, potassium monohydrogen phosphate, iron sulfate, manganese chloride, calcium chloride, Sodium chloride, zinc sulfate and the like.
Es sollten auch Nährstoffe, die wesentlich für das Wachstum des speziellen verwendeten Stamms sind,dem Medium zugesetzt werden und dazu gehören beispielsweise Vitamine, wie z.B. Biotin, Thiamin, Pantothensäure, p-Aminobenzoesäure, Nikotinsäure u. dgl. und verschiedene Arten von Aminosäuren, wie z.B. Glutaminsäure und dergleichen.It should also contain nutrients that are essential for the growth of the particular strain used, the Medium are added and these include, for example, vitamins such as biotin, thiamine, pantothenic acid, p-aminobenzoic acid, nicotinic acid and the like, and various kinds of amino acids such as glutamic acid and the like.
Als Teil der Erfindung wird Anthranilsäure dem Medium zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Kultivierungsvorgangs zugesetzt. Sie Anthranilsäure kann somit beim Einsetzen oder bei Beginn der Kultivierung oder während des Mittelpunktes der Kultivierung,nachdem die Stämme beträchtlich gewachsen sind, zugesetzt werden. Ferner kann die gesamte Anthranilsäure auf ein/tfmal,oder sie kann intermittierend je nach Wunsch, gemäss den benten Ergebnissen, zugesetzt werden. Die Anthranilsäuremenge, die dem Medium zuzusetzen ist, kann je nach dem besonderen Stamm und den angewendeten Kultivierungsbedingungen variieren. Vorzugsweise wird Anthranilsäure zu dem Medium jedoch im allgemeinen in einem Konzentrationsbereiöfa. von etwa 20 mg/l bis 5 g/l zugegeben. As part of the invention, anthranilic acid is added to the medium at any point during the cultivation process. You can therefore use anthranilic acid Onset or at the start of the cultivation or during the midpoint of the cultivation after the strains have grown considerably. Furthermore, all of the anthranilic acid can be added once, or it can be added intermittently as desired, according to the benten results, can be added. The amount of anthranilic acid that the medium is to be added, depending on the particular strain and the cultivation conditions used vary. Preferably, however, anthranilic acid is generally added to the medium a concentration factory. from about 20 mg / l to 5 g / l added.
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Die Fermentation oder Kultivierung des Mikroorganismus wird unter aeroben Bedingungen, wie beispielsweise, aerobes Schütteln der Kultur oder Bewegen und Belüften einer Submerskultur bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 10° - 500O und bei einem pH-Wert von beispielsweise etwa 2 bis 9 durchgeführt. Nach etwa 2 bis 10-tägiger Kultivierung unter diesen Bftdingungen^ werden grosse Mengen !-Tryptophan enthaltende Hefezellen erhalten. Das !-!Tryptophan kann dann aus den Zellen durch übliche Massnahmen, wie beispielsweise Extraktion od. dgl. gewonnen werden.The fermentation or cultivation of the microorganism is under aerobic conditions, such as, aerobic shaking culture or agitation and aeration submerged culture at a temperature of for example about 10 ° - carried out 50 0 O and at a pH value of, for example, about 2 to. 9 After about 2 to 10 days of cultivation under these B ft conditions ^ large amounts of! -Tryptophan-containing yeast cells are obtained. The! -! Tryptophan can then be obtained from the cells by conventional measures such as extraction or the like.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu begrenzen. Palis nicht anders angegeben, beziehen sich die Prozentangaben auf das Gewicht pro Liter Wasser.The following examples serve to illustrate the invention without limiting it. Palis not otherwise stated, the percentages relate to the weight per liter of water.
Candida tropicalis KY5O14 ATOO 20175,Candida arborea KY5O15 ATCC 20176 und Candida lipolytica KY5O34 ATCC 8661 werden jeweils in einem Empfmedium, das 2 # Sorbit, 1 $> Fleischextrakt, 0,5 $> Hefeextrakt, 1 # Pepton und 0,3 f> Natriumchlorid enthält, unter aerobem Schütteln während 24 Stunden bei 3O0O zur Herstellung einer Impfkultur kultiviert. Die so erhaltenen Impfkultüren werden jeweils in Erlenmeyer-Kolben eingeimpft, die jeweils 20 ml eines Fermentationsmediums der folgenden Zusammensetzung enthalten:Candida tropicalis KY5O14 ATOO 20175, Candida arborea KY5O15 ATCC 20176 and Candida lipolytica KY5O34 ATCC 8661 are each in a receiver medium containing 2 # sorbitol, 1 $> meat extract, 0.5 $> yeast extract, peptone, and 1 # 0.3 f> Sodium chloride contains, cultivated with aerobic shaking for 24 hours at 3O 0 O to produce a seed culture. The inoculation cultures obtained in this way are each inoculated into Erlenmeyer flasks, each containing 20 ml of a fermentation medium of the following composition:
5 $> n-Alkangemisch (0.J2-C...) 2 i> () 5 $> n-alkane mixture (0.J 2 -C ...) 2 i> ()
0,2 56 2 0.2 56 2
0,2 ?6 Ba2HPO4.0.2? 6 Ba 2 HPO 4 .
0,1 96 MgSO4 ·7Η200.1 96 MgSO 4 · 7Η 2 0
0,001 $> FeSO. · 7H9O $ 0.001> FeSO. · 7H 9 O
909836/0897909836/0897
0,001 ££ 0.001
0,001 $> 0,5 56 $ 0.001> 0.5 56
1 g/l1 g / l
MhSO4*MhSO 4 *
Hefeextrakt Maisquellflüssigkeit CaOO,Yeast extract corn steep liquor CaOO,
AnthranilsäureAnthranilic acid
Der pH-Wert des Fermentationsmediums beträgt 6,5.The pH of the fermentation medium is 6.5.
Die Fermentation wird unter aerobem Schütteln der Kultur während 72 Stunden bei 300C durchgeführt. Die erhaltenen Zellen werden dann aus der Kulturflüssigkeit abzentrifugiert,und das freie !-Tryptophan in den Zellen wird mit heissem Wasser extrahiert. Das L-Tryptbphan in der extrahierten Lösung wird durch biologische Prüfung bestimmt und der freie Tryptophangehalt pro Gewicht an Trockenzellen berechnet. Die ErgeMsse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Ferner ist in der Tabelle als Vergleich die Ausbeute an Zellen und die bei Kultivierung der gleichen Hefen unter den gleichen Bedingungen, jedoch in einem Fermentationsmedium, das keine Anthranilsäure enthält, erhaltenen Ergebnisse wiedergegeben.The fermentation is carried out under aerobic shaking culture for 72 hours at 30 0 C. The cells obtained are then centrifuged from the culture fluid, and the free! -Tryptophan in the cells is extracted with hot water. The L-tryptophan in the extracted solution is determined by biological testing and the free tryptophan content per weight of dry cells is calculated. The results are shown in the following table. The table also shows, for comparison, the yield of cells and the results obtained when the same yeasts were cultivated under the same conditions, but in a fermentation medium which does not contain anthranilic acid.
Verwendete
HefeUsed
yeast
Zugabe vonadding
Anthranil säure (g/l)Anthranilic acid (g / l)
Ausbeute an Zellen (Trockengewicht) (mg/ml)Cell yield (dry weight) (mg / ml)
FreiesFree
Ir-Tryptophan in 1 g Zellen (mg/g)Ir-tryptophan in 1 g cells (mg / g)
Candida
tropicalie
KY5014 ATCC
20175Candida
tropicalie
KY5014 ATCC
20175
1
keine1
no
31.0 33.831.0 33.8
2.50 0.952.50 0.95
909836/0897909836/0897
Tabelle (Fortsetzung)Table (continued)
Verwendete
HefeUsed
yeast
Zugabe vonadding
Anthranil säure (g/l)Anthranilic acid (g / l)
Ausbeute an Zellen (Trocken-Yield of cells (dry
?ewicht) mg/ml)? eweight) mg / ml)
!Freies L-Tryptophan in 1 s Zellen (mg/g)! Free L-tryptophan in 1 s cells (mg / g)
Candida
arborea
KI5O15
ATGO 20176Candida
arborea
KI5O15
ATGO 20176
Candida
lipolytioaCandida
lipolytioa
KT5034
ATCC 8661KT5034
ATCC 8661
keineno
1
keine1
no
39,4 45,0 39.4 45.0
28,2 33,828.2 33.8
1,27 0,301.27 0.30
0,64 0,150.64 0.15
Die vorstehend beschriebene Erfindung kann in verschiedener Weise variiert werden. Derartige Variationen weichen nicht vom Rahmen der Erfindung ab und fallen sämtlich in den Bereich der Erfindung.The invention described above can be implemented in can be varied in different ways. Such variations do not depart from the scope of the invention and all fall within the scope of the invention.
909836/0897909836/0897
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