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Verfahren zur mikrobiologischer Gewinnung von an Riboflavin angereicherten
Eiweiß-Vitamin B2-Konzentraten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiologischer
Gewinnung von solchen Eiweiß-Vitaminen B2-Konzentraten, die Riboflavin angereichert
enthalten und als solche vor allem zur Bereitung von in der Viehsucht verwendbaren
Präparaten sowie zur Herstellung von reinem Vitamin B2 dienen können.
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Bekannt ist ein Verfahren zur Gewinnung von Riboflavin-Präparaten
durch Züchtung des Mikroorgani smenerseugers Eremothecium ashbyii auf einem Nährboden,
der aus Glukose, Pepton und Mineralsalen besteht; statt Pepton sind gemahlene Fleischabfälle
benutzbar. Die Fermentation dauert ungefähr 5 Tage bei einer Temperatur von 3000
und Belüftung unter sterilen Bedingungen. Nach der Beendigung der Fermentation beträgt
der Gehalt an Riboflavin 940 - 1350 P / ml (Patentschrift
der Tschechoslowakei
Nr. 97486).
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Ein Nachteil des genannten Verfahrens ist die Verwendung von mehrere
Komponenten enthaltendem Nährboden.
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Es ist bekannt auch ein Verfahren zur Herstellung von Riboflavinpräparaten
durch Züchtung des Mikroorganismus-Produzenten Eremothecium ashbyii auf einem auf
einem Nährboden, der durch Wasser verdünnten sterilisierten mikrobiellen Biomasse
der Futterhefe, die auf Hydrolysaten von Holz und pflanzlichen Abfällen erhalten
wird. Der genannten Nährboden wird vorher zum Entfernen der Substratreste gewaschen.
Der Züchtungsprozeß nach dem Deckenverfahren wird innerhalb 7-9 Tage, nach dem Submersverfahren
unter Belüftung innerhalb 2-5 Tage durchgeführt. Nach der Beendigung der Fermentation
wird die erhaltene Masse getrocknet. Man erhält ein Präparat, das aus dem Eiweiß
der Ausgangsbiomasse, dem Eiweiß der Biomasse des Produzenten, dem Vitamin B2 und
anderen nützlichen Produkten zusammengesetzt ist.
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Der Gehalt an Vitamin B2 im dem Präparat beträgt 400-6000 mg/kg (Zeitschrift
"Girdoliznaja und lesochimitcheskaja Promyshlennost Nr. 2, Seite 7, 1961 - in Russisc8.
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Nachteils des genannten Verfahrens bestehen darin, daß die mikrobielle
Biomasse, die als Nähriediui verwendet wird, Substratbeimengungen enthalten kann,
die die Entwicklung des Mikroorganismus - Produzenten schädlich beeinflussen. Außerdem
wird eine genügend hohe Ausbuate an Vitamin B2 nicht gewährleistet.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der
genannten Nachteile In Übereinstimmung mit dem genannten Ziel wurde die Aufgabe
gestellt, durch die Wahl von Nährboden die Technologie des Prozesses zu vereinfachen
und das Zielprodukt iit einem hohen Gehalt an Vitamin B2 zu erhalten.
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Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß in dem Verfahren zur Herstellung
von an Riboflavin durch Züchtung des Mikroorganiemus Produzenten Eremothecium ashbyii
auf organischen Nährböden angereicherten Konzentraten erfindungsgemäß die Züchtung
auf einem Nährboden durchgeführt wird, der eine hefige Biomasse darstellt die auf
den Erdölkohlenwasserstoffen erhalten worden ist.
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Als Nilrboden kann hefige Biomasse verwendet werden, die auf den
Erdölkohlenwasserstoffen nach der Extraktion der Lipide und Kohlenwasserstoffe aus
dieser erhalten worden ist.
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Das erfindung sgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt.
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Die hefige Biomasse, erhalten durch Züchtung der Tiefe auf den Erdölkohlenwasserstoffen
(n-Paraffine oder n-Paraffine entnaltenden Erdölfraktionen), verdünnt man ohne spezielles
Waschen uIld Behandeln mit Wasser bis zu einer Konzentration von 3-10% Trockensubstanz.
Den pH-Wert des Nährbodens bringt man auf 4-6 wid sterilisiert bei 1-1,5 atü innerhalb
20 Minuten - 1 Stunde.
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Dann bringt man in den sterilisierten Nährboden das Inoculum, die
junge Kultur des Mikroorganismus Eremothecium ashbyii ein, gezüchtet auf einem beliebigen
deren Entwicklung ermöglichenden Nährboden, darunter auch auf demselben heftigen
Nährboden, auf den die Fermentation durchgeführt wird. Als Inoculum kann die Kultur
des Pilzes dienen, der aus dem Fermentationsprozeß genommen worden ist. Der Kultuierungsprozeß
wird bei einer Temperatur von 25-350c, vorzugsweise bei 300C, nach dem Submersverfahren
unter Belüftung des Nährbodens durchgeführt. Der Prozeß kann auch unter nach dem
Deckenverfahren vorgenommen werden. Ill allen Fällen wird der Prozeß unter sterilen
Bedingungen durchführt.
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Zum Aufreenterhalten der Sterilität im Nährmedium kann ein antibietikum,
z.B. das Biomyzin hinzugefügt werden. Beim
Züchten wird ein Teil
der Stuffe der hefigen Biomasse und ein Teil der restlichen Kohlenwasserstoffe durch
den Produzentenpilz verbraucht. Auf Kosten der Stoffe der Biomasse wächst das Mizelium
des Pilzes an, das das Riboflavin aktiv synthetisiert, das zum Teil in die wässerige
Suspension ausgeschieden wird, zum Teil in dem Mizelium zurückbleibt. Die Kultur
wird dabei infolge der Riboflavinbildung gelb. Im Prozeß des Pilzwachstums wird
auch die Pantothensäure synthetisiert. Die Dauer des Prozesses hängt von den Züchtungsverfahren
ab. Beim Submersverfahren unter Belüftung wird der Prozeß innerhalb 48-70 Stunden
bei konzentrierteren Nälirmedien ungefähr bis 5 Tage, beim Deckenverfahren innerhalb
7 Tage durchgeführt. Nach der beendeten Fermentation erhält man ein Konzentrat,
das Vitamin B2, Eiweißstoff und andere Stoffe, die Bestandteile der Hefezelle sind,
Vitamine der "B"-Gruppe, die in der Hefe enthalten waren und durch den Pilz synthetisiert
wurden, z.B. die Pantothensäure, Pyridoxin sowie andere Stoffe.
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Der Gehalt des Konzentrats an Vitamin B2 beträgt 1000-10000 mg/kg
Konzentrat Der Gehalt des Konzentrats an Vitamin B2 hangt vor einer Reihe der Bedingungen,
z.B. von der Konzentraten des Nährbodens, der Belüftung, der Fermentationsdauer
und der Aktivität der Ausgangskultur Eremothecium ashbyii ab.
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Als Nährboden verwendet man Buch den Eiweiß-Vitaminen--Rückstand,
der nach der Extraktion der Lipide und Kohlenwasserstoffe aus der heiigen Biomasse
anfällt. Der Fermentationsprozeß wird ähnlich dem oben beschriebenen durchgeführt.
Der Gehalt des zu des Konzentrats an Vitamin B2 beträgt gegen 3000 mg/kg Konzentrat.
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Das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht die Technologie des Prozesses,
da es möglich macht, komplizierte Prozesse der Bereitung von Mehrkomponenten-Nährböden
zu vermeiden. Der in dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendete
Nährboden enthält keine Beimengungen, die auf den Produzenten schädlich einwirken.
Die in dem Nährboden enthaltenen Restkohlenwasserstoffe werden zum Teil von dem
Produzentenpilz für die Riboflavinsynthese verwertet und ihre Menge in dem Zielprodukt
ist geringer gegenüber der Ausgangsbiomasse.
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Das erhaltene Konzentrat enthält neben dem Riboflavin die Eiweisstoffe
der Ausgangshefe, Vitamine, die in der Hefe enthalten waren, neu gebildete Eiweißkörper
des Pilzmyzeliums und bedeutende Menge der Pantothensäure.
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Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
folgende Beispiele für die Durchführung des mikrobiologischen Verfahrens zur Herstellung
von an Riboflavin angereicherten Konzentraten angeführt.
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Beispiel 1.
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Die durch Züchtung auf einem Gemisch der n-Paraffine des Erdöls erhaltenen
Hefe wird bis zu einer Konzentration von 6 Gew.
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(umgerechnet auf Trockenhefe) mit Wasser verdünnt, in den Schaukelkolben
von 500 ml Inhalt bei 1 atü innerhalb einer Stunde sterilisiert. Dann wird 2% eintagige
Kultur des Pilzes Eremothecium ashbyii inoculiert, die auf ähnlichem Nährboden gezüchtet
wurde. Der Prozeß wird bei verschiedeflrInteasität der Beflüftung (0,4 g; 2,2 g;
3,5 g 02 1/St) innerhalb 6 Tage unter Proboeatnahme nach 2 und 4 Tagen zum Aufklären
der Dünamik der apeicherung des Riboflavins durchgeführt. Das Riboflavin wird nach
der tluorometrischen Methode bestimmt. Zu diesem Zweck extrahiert man es aus dem
Präparat mit 0,1 n -H2804 und rechnet die erhaltenen Angaben auf 1 g des absolut
trockenen Präparates um.
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Dabei erhält man folgende Ergebnisse:
Belüftungsintensität
Riboflavingehalt in mg/kg absolut g O2l/St trockenes Präparat nach 2 Tagen nach
4 Tagen nach 6 Tagen 0'4 280 7170 10330 2,2 1330 9500 11600 3,5 1730 - 10980 Dann
wird der Kultivierungsprozeß in dem 500 ml Apparat durchgeführt. Das Volumen des
Hefenährbodens beträgt 300 ml. Der Hefenährboden wird ähnlich wie oben beschrieben
bereitet und sterilisiert; dann gibt man dem Nährboden das Antibiotikum Biomyzin
in einer Menge von 200 Einheiten/ml zu. Danach bringt man in den Nährboden 10 Vol.%
Schaukelkultur Eremethecium ashbyi: ein. Den Kultivierungsprozeß führt man unter
Belüften und Ruhren des Bährbodens unter Verwendung eines mechanischen Schaumdämpfpers
und Oleinsäure durch. Die Züchtungst@mperatur beträgt 30°C. Nach 24 Stunden beobachtet
man aktives Gelbwerden des Nährbodens durch die Bildung von Riboflavin. Nach 48
Stunden beträgt die Vitaminmenge in dem flüssigen Präparat 500 mg/ml, nach 70 Stunden
80 #/ml flüssiges Präparat, was 9000 mg/kg Trockenpräparat entspricht. Nach 70 Stunden
wird der Prozeß beendet, die Kulturmasse bei einer Temperatur von 1000C getrocknet.
Man erhält ein braungelbes Pulver, die Gesaitienge von Protein und Vitaiine in folgenden
Mengen enthält.
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Erhaltenes Präparat Rohprotein in % 40 Riboflavin-Vitamin B2 in mg/kg
9000 Pantothensäure in mg/kg vitamin B3 in mg/kg 540
Pyridoxin -
Vitamin B6 in mg/kg 20 Nikotinsäure in mg/kg PP 500 Thiamin Vitamin B1 in mg/kg
10 Biotin 0,2 Beispiel 2.
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Als Nährboden verwendet man trockenen mikrobiollen Schrot, einen
Eiweiß-Vitaminen-Rückstand, den man nach der Extraktion der Lipide und Kohlenwasserstoffe
aus der hefigen Biomasse durch Fettlösungamittel erhält.
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Der genannte Schrot enthält 39-45% Rohprotein, 7-8A Aschenstoffe,
1,7% Lipide, 0,3» Restkohlenwasserstoffe, 40-70 4/kg Vitamin B2 enthält. Den Schrot
verdünnt man mit Wasser und sterilisiert wie in dem Beispiel beschrieban. Als Inonulue
dient die zweitägige Kultur des Pilzes Eremothecium ashbyii auf einem Hefenährboden,
der wie in dem Beispiel 1 beschrieben bereitet wird.
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Den Kultivierungsprozeß führt man ähnlich wie in dem Beispiel 1 beschrieben
durch. Man erhält ein Präparat, das 3200 mg/kg absolut trockenes Präparat enthält.