DE19622168B4 - Verfahren zur Trennung von Wertstoffen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Trennung von Wertstoffen aus Substanzgemischen, insbesondere aus Produktgemischen chemischer Synthese, aus komplexen Nährbrühen, aus Mischungen von Abfallstoffen und aus Mischungen von Isomeren mit Hilfe von halophilen/osmophilen und/oder halotoleranten/osmotoleranten Organismen/Zellen, wobei sie osmotisch regulierte und effektive Transportsysteme aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Organismen/Zellen von einem Gemisch niedriger Osmolarität in ein Gemisch erhöhter Osmolarität überführt werden, wobei sie selektiv gelöste Substanzen aus dem umgebenden Medium aufnehmen und/oder akkumulieren.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Trennung von Wertstoffen aus Substanzgemischen, aus Produktgemischen chemischer Synthesen, aus komplexen Nährbrühen, aus Mischungen von Abfallstoffen und aus Mischungen von Isomeren mit Hilfe von halophilen/osmophilen und/oder halotoleranten/osmotoleranten Organismen, wobei sie osmotisch regulierte und effektive Transportsysteme aufweisen.
  • Organismen, die hohe Konzentrationen an Salzen oder anderen gelösten Stoffen benötigen oder tolerieren, reagieren auf eine niedrige Wasseraktivität bzw. Erhöhung des osmotischen Wertes des umgebenden Mediums durch Biosynthese und/oder Aufnahme niedermolekularer Substanzen. In Gegenwart geeigneter Substanzen ist die Akkumulation niedermolekularer Schutzstoffe über Transportsysteme i.d.R. gegenüber der de novo Synthese bevorzugt. Halophile bzw. osmophile sowie halotolerante bzw. osmotolerante Organismen besitzen sehr effektive Transportsysteme und akkumulieren bei niedriger Wasseraktivität, insbesondere bei einer raschen Erhöhung des osmotischen Wertes ("Upshock") bevorzugt niedermolekulare Substanzen aus dem umgebenden Medium, die dem osmotischen Ausgleich dienen und cytoplasmatische Strukturen stabilisieren. Beispielhaft seien folgende Substanzklassen erwähnt: Zucker, Polyole, Aminosäuren, Aminosäurederivate, Betaine, Ectoine. Dabei kann die Aufnahme dieser Substanzen auch mit einer Konversion geeigneter Vorstufen in bessere Schutzstoffe verbunden sein. Die dafür genutzten Transportsysteme sind selektiv für ein breites Spektrum geeigneter Schutzstoffe, und geeignet, diese Substanzen auch aus verdünnter Lösung zu akkumulieren. (Galinski 1995)
  • Die Aufnahme geeigneter Wertstoffe über Transportsysteme kann dabei auch mit einer Konversion von Vorstufen in andere Substanzen verbunden sein. Die Transportsysteme zur Aufnahme niedermolekularer Substanzen sind teilweise sehr spezifisch und unter anderem dafür geeignet, Streßschutzstoffe zu akkumulieren bzw. Vorstufen in geeignete Schutzstoffe zu überführen.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem beruht darauf, daß die genannten Wertstoffe aus komplexen Substanzgemischen "herausgefiltert" werden sollen, in denen diese möglicherweise nur in geringer Konzentration vorliegen, bzw. daß im Falle von Isomerengemischen eine Trennung der Isomeren herbeigeführt werden soll. Insbesondere bei Stereoisomeren, die in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften identisch sind, handelt es sich bei der Trennung um einen schwierigen Vorgang, der bisher nur über (teure) chirale Reagenzien bzw. chirale Chromatographiephasen oder über den Einsatz stereospezifischer Enzyme möglich ist, die aus einem Razemat selektiv ein Enantiomer abbauen oder umwandeln (Yagasaki et al. 1993 und 1995).
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Wertstoffe aus Substanzgemischen, insbesondere aus Isomerengemischen, getrennt und gewonnen werden.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei Wahl geeigneter Randbedingungen Wertstoffe aus Substanzgemischen von den Zellen "schwammartig" aufgenommen und in hoher Konzentration akkumuliert – aber nicht weiter metabolisiert werden, so daß sie ohne große Verluste wieder aus den Zellen gewonnen werden können. Weiterhin wurde die überraschende Beobachtung gemacht, daß die Transportsysteme teilweise selektiv für bestimmte Isomere (Stellungsisomere, cis-trans-Isomere, Stereoisomere) sind und insbesondere auch zwischen Stereoisomeren differenzieren. Dadurch wird es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Trennung von Isomerengemischen einzusetzen. Der Vorteil gegenüber anderen Trennverfahren auf biologischer Grundlage (z.B. über stereospezifische Enzyme) besteht darin, daß eine oder auch beide Formen des Enantiomers erhalten werden können und aus den Organismen bzw. aus dem Überstand wiedergewonnen werden können. Dies kann in der Weise erfolgen, daß ein bestimmter Teil der Isomere von den Zellen aufgenommen wird und andere im Überstand verbleiben, oder dadurch, daß einzelne Isomere durch mehrere verschiedene Organismen selektiv angereichert werden. Die Gewinnung der Wertstoffe aus dem Organismus erfolgt dabei entweder über einen gewöhnlichen Zellaufschluß, vorzugsweise jedoch über das sogenannte "Bakterienmelken" (Galinski et al. 1993).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus, daß die Zellen sich in einem Zustand befinden (z.B. niedrige Wasseraktivität des Mediums), in dem sie Wirkstoffe akkumulieren, oder aber von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt werden, in dem dann die Akkumulation von Wertstoffen möglich ist. Der zweite Zustand kann z.B. dadurch gekennzeichnet sein, daß es sich um eine Umgebung mit hohem osmotischen Wert handelt, der die Akkumulation der Wertstoffe induziert. Die Veränderung in der Umgebung der Zellen im ersten Zustand kann beispielsweise durch rasche Veränderung der Konzentration gelöster Stoffe im Kultivierungsmedium (z.B. Salze, Zucker, Polyole, PEG) erreicht werden ("Upshock"), unter der Maßgabe, daß Zellen, die einem solchen osmotischen Streß ausgesetzt werden, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht zerstört werden und ihre Inhaltsstoffe nicht metabolisieren, sondern im Cytoplasma weitestgehend akkumulieren. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Gewinnung einer Zellbiomasse, die mit Schutzstoffen angereichert ist bzw. die aus einem Isomerengemisch einzelne Komponenten selektiv angereichert hat. Gleichfalls kann die Kulturlösung, die von bestimmten Substanzen/Isomeren befreit ist, als das Produkt des Verfahrens betrachtet werden. Aufbereitete Biomasse ermöglicht nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren den Einsatz roher (nur partiell gereinigter) Zellextrakte als Stabilisierungsmittel für Enzyme und anderer Biomoleküle bzw. die Trennung
  • von Isomeren eines Gemisches. Denkbar ist beispielsweise die Durchführung einer wenig zeitaufwendigen Extraktion gemäß dem "Bakterienmelken" bzw. über eine vorrübergehende Permeabilisierung der Zellmembran mit der Option, den Prozeß zyklisch zu gestalten oder aber eine destruktive Extraktion mit Alkoholen, Alkohol-Wasser-Gemischen oder 2 Phasen Systemen (z.B. Chloroform-Wasser), ggf. nach vorherigem Waschen der Zellen (Galinski & Frings, 1994). Als Beispiele für die gewinnbaren Substanzen, die von halo-/osmophilen bzw. halo-/osmotoleranten Bakterien in Anpassung an hohe Salinitäten akkumuliert werden, kommen niedermolekulare Schutzstoffe (kompatible Solute) bzw. Gemische derselben (insbesondere chirale Verbindungen) aus folgenden Substanzklassen in Betracht: Ectoine, insbesondere Ectoin und Hydroxyectoin; Aminosäuren, insbesondere Prolin, Glutamat, Glutamin sowie Derivate von Aminosäuren, insbesondere N-acetylierte und N-carbamoylierte Formen der Diaminosäuren Lysin, Ornithin und Diaminobuttersäure; Aminosäureamide und Derivate wie z.B. N-Carbamoylglutaminamid, N-Acetylglutaminylglutaminamid oder Pyroglutamatamid; Betaine, insbesondere Prolinbetain, Glycinbetain und Carnitin; Zucker und ihre Derivate, beispielsweise Trehalose und Saccharose; Polyole und Peptide.
  • Weiterhin können auf diese Weise spezifische Isomere eines Isomerengemisches für die Darstellung reiner Isomere getrennt werden (beispielsweise α-acetylierte und ω-acetylierte Diaminosäuren) cis- und trans-Isomere von zyklischen Aminosäuren, Polyolen, Zuckern; sowie R- und S-Formen von Aminosäuren, Zuckern und anderen chiralen Substanzen.
  • Die Isolierung reiner Isomere aus Isomerengemischen, wie sie beispielsweise bei der Synthese entstehen, stellt eine große Wertsteigerung dar. Diese Substanzen können darüber hinaus aber auch wie kompatible Solute in gereinigter Form oder als rohe Zellextrakte z.B. als Hitze, Gefrierund Trocknungsschutzsubstanzen, aber auch als generelle Stabilisierungsmittel für Biomoleküle in wäßrigen Lösungen und organischen Lösungsmitteln sowie zur Stabilisierung gegen denaturierende Bedingungen eingesetzt werden (Lippert & Galinski 1992; Louis et al. 1994). Als Biomoleküle kommen beispielsweise Proteine, andere Biopolymere sowie komplexe Strukturen (wie z.B. Nukleinsäuren, Ribosomen, Membranen etc.) in Frage. Als denaturierende Einwirkungen sind physikalische Faktoren (wie z.B. Druck, Temperatur, UV- und ionisierende Strahlung, Scherkräfte etc.), pH Wert und denaturierende Reagenzien wie organische Lösungsmittel, Salze, Tenside, Harnstoff, Guanidiniumchlorid und andere Verbindungen zu nennen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit liegt in der Stabilisierung prokaryontischer und eukaryontischer Zellen, Organellen und Organen während einer Langzeitlagerung, vorstellbar als Additive zu Flüssigkulturen oder getrockneten Präparaten zur Konservierung lebender Kulturen, beispielsweise auch für die Erstellung von Referenzmaterial mit konstantem Lebendtiter, für die Lagerfähigkeit von Starterkulturen und mit Mikroorganismen "beimpftem" Saatgut, sowie für den Gebrauch zur Konservierung in Stammsammlungen.
  • Als Zellen, die dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden können, kommen alle halophilen/halotoleranten bzw. osmophilen/osmotoleranten Organismen/Zellen in Betracht, die auf einen hohen osmotischen Wert, bzw. auf eine Erhöhung des osmotischen Wertes mit Akkumulation niedermolekularer Substanzen reagieren können, z.B. aus der Gruppe der Protozoen, der Pilze, der Algen (inkl. Makroalgen), der Cyanobakterien, der Proteobakterien (Halomonadaceae), der Firmicutes (Actinomyceten, coryneforme Bakterien, Mycobakterien, Brevibakterien, Corynebakterien, Bacilli und nahestehender Organismen, wie z.B. die Gattungen Marinococcus, Planococcus, Sporosarcina), der Flavobacterium/Cytophaga Gruppe und anderer mehr.
  • Sofern Mikroorganismen zum Einsatz kommen, ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Kultivierung in einem Fermenter vorteilhaft. Dabei wird eine hohe Zelldichte, gleichbedeutend mit einer hohen Produktausbeute, (z.B. Hochzelldichte Fermentation) angestrebt, ist aber für den Einsatz des Verfahrens nicht zwingend erforderlich. Im Anschluß an die Kultivierung werden die Zellen beispielsweise von einer Umgebung mit einer niedrigen Osmolarität rasch in eine Umgebung möglichst hoher Osmolarität überführt, die auch die zu akkumulierenden bzw. zu trennenden Substanzen enthält. Dabei sind die Randbedingungen so zu wählen, daß die Zellen ausreichende Transportleistung erbringen, ohne physiologisch zu stark gehemmt zu werden. Dies kann z.B. durch die Zugabe von NaCl (oder PEG) in fester Form zusammen mit den Wertstoffen erfolgen. Alternativ ist aber auch ein Medienaustausch mittels einer Querstromfiltrationsanlage oder durch Waschen auf einem Filter, bzw. das Einbringen der Zellen in immobilisierter Form denkbar.
  • Der optimale Zeitpunkt für die Gewinnung von Wertstoffen mit Hilfe von oben genannten Organismen und für das genannte Beispiel liegt unmittelbar im Anschluß an den osmotischen "Upshock", solange die Zellen sich an die veränderten Bedingungen adaptieren und kein weiteres Wachstum erfolgt. Eine Verstoffwechselung der aufgenommenen Solute findet dann nicht in nennenswertem Maße statt.
    •
  • Verfahrensbeispiele zur Gewinnung von Wertstoffen aus Substanzgemischen mit dem Bakterium M96/12b (erhältlich in der Stammsammlung des Instituts für Mikrobiologie und Biotechnologie der Universität Bonn):
  • (A) Kulturmedium:
  • Glucose-Mineralsalzmedium: Spurenelementlösung (TES; Claus et al. 1983) (1 ml/l); NaBr (0,1 g/l); FeSO4(NH4)SO4·6 H2O (0,1 g/l), Tris-Maleat-Puffer (50mM)(50 ml/l); NH4 Cl (2 g/l), KCI (1 g/l), MgSO4·7 H2O (1 g/l), NaCl (30 g/l); K2HPO4 (0,5 g/l); KH2PO4 (0,3 g/l); Glucosemonohydrat (5 g/l); Vitaminlösung-VA (Imhoff & Trüper 1977) (1 ml/l)
  • (B) Kulturbedingungen
  • Die Kultur des Gram-positiven halophilen Bakteriums M96/12b erfolgt bei 37°C in 250 ml-Schüttelkolben. Über eine Schaumstoffkappe ist die Sauerstoffversorgung gewährleistet. Das Kulturvolumen beträgt 100 ml. Der Rotationsschüttler wird mit 180 Upm betrieben. Das Wachstum wird über eine Messung der optischen Dichte bei 600 nm. (unverdünnt) beobachtet.
  • (C) osmotischer Schock
  • Nach Erreichen einer optischen Dichte von etwa 1,0 werden die Kulturen durch Zugabe sterilen Mediums mit sehr hohem Salzgehalt von 3% auf 10% NaCl "geschockt" (1). Gleichzeitig erfolgt eine Zugabe des jeweiligen Substanzgemisches (1 mMol/l).
  • (D) Probenahme, Analytik
  • Es werden vor und nach dem osmotischen Schock zu verschiedenen Zeiten steril Proben entnommen (2 ml). Diese werden zentrifugiert, gefriergetrocknet und mit einer Wasser/Chloroform-Extraktion extrahiert. Der Zellextrakt wird verdünnt und mit 9-Fluorenyl-Methyl-Chloroformiat (FMOC) derivatisiert. Zur Unterscheidung von D- und L-Formen wird mit dem chiralen Reagenz (+)-9-Fluorenyl-Ethyl-Chloroformiat (FLEC) derivatisiert. Die Analyse erfolgt auf einer Gradienten-HPLC mit Fluoreszensdetektion.
  • Zur Kontrolle kann auch der Solutegehalt des Mediums bestimmt werden.
  • (E1) Trennung von Spiegelbildisomeren
  • Bei Supplementierung mit den Enantiomeren D- und L-Prolin kann eine selektive Aufnahme des L-Prolins durch die Zellen beobachtet werden. (2) In der Analytik wird deutlich, daß 100 Minuten nach dem osmotischen Schock kein L-Prolin mehr im Medium nachzuweisen ist. In den Zellen ist ein hoher Gehalt an L-Prolin vorhanden. D-Prolin wird von den Zellen in nur sehr geringem Maße aufgenommen und verbleibt fast vollständig im Medium. Eine Verstoffwechselung des L-Prolins erfolgt auch nach mehreren Stunden nicht. Das verbleibende D-Prolin kann entweder aus dem Medium zurückgewonnen werden oder durch einen zweiten Organismus, der D-Prolin akkumuliert (z.B. Sporosarcina halophila), selektiv angereichert werden.
  • (E2) Trennung von Stellungsisomeren
  • Bei Supplementierung mit den Stellungsisomeren N-α-Acetyl-L-Lysin und N-ε-Acetyl-L-Lysin kann lediglich die Aufnahme von N-ε-Acetyl-L-Lysin beobachtet werden (3). Eine Trennung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist daher möglich. Bei den Stellungsisomeren N-α-Acetyl-L-Ornithin und N-δ-Acetyl-L-Ornithin wird ebenfalls der Verbleib der α-cetylierten Form im Medium und die Aufnahme der endständig acetylierten Form beobachtet. Auch hier ist eine Trennung möglich.
  • (E3) Trennung von cis-/trans-Isomeren
  • Bei Supplementierung mit den geometrischen Isomeren (Diastereomeren) cis-4-Hydroxy-D-Prolin und trans-4-Hydroxy-L-Prolin wird von den Zellen das trans-4-Hydroxy-L-Prolin aufgenommen, während die cis-Form im Medium verbleibt (4). Eine Trennung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist möglich.
  • (E4) Anreicherung von kompatiblen Soluten aus Komplexstoffen
  • Bei Supplementierung mit Hefeextrakt kann eine Akkumulation von Betain in den Zellen beobachtet werden (keine Abbildung). Eine Gewinnung von Betain aus Hefeextrakt bzw. von anderen Wertstoffen aus anderen komplexen Extrakten ist daher mit M96/12b möglich.
  • (F) Wiedergewinnung der Solute aus den Zellen
  • Nach einem hypoosmotischem Schock durch Zugabe sterilen demineralisierten Wassers geben die Zellen einen Teil ihrer Solute in das Medium ab (5). Das Medium mit den Soluten kann von den Zellen durch Filtration oder Zentrifugation getrennt werden. Auf diese Weise ist eine Wiedergewinnung der zuvor aufgenommenen Wertstoffe und eine Regeneration der Zellen zur erneuten Solutaufnahme möglich.
  • Literatur:
    • Claus D, Fahmy F, Rolf HJ, Tosunoglu N (1983) Sporosarcina halophila sp. nov., an obligate, slightly halophilic bacterium from salt marsh soils. System Appl Microbiol 4, 496-506
    • Galinski EA (1995) Osmoadaptation in Bacteria. Advances in Microbial Physiology 37, 273-328
    • Galinski EA, Frings E: Verfahren zur Gewinnung von Zellinhaltsstoffen aus halophilen und osmophilen sowie halo- und osmotoleranten Mikroorganismen. Anmeldung beim Deutschen Patentamt DE 4427617 AI (C12P1/00)(1994)
    • Galinski EA, Trüper HG, Sauer T: In vivo method of obtaining cell components. Eur.Pat.Appl. EP 93/03687 (CL.C12P1/00) (1993)
    • Imhoff JF, Trüper HG (1977) Ectothiorhodospira halochloris sp. nov., a new extremely halophilic phototrophic Bacterium containing bacteriochlorophyll b*. Arch Microbiol 114, 115-121
    • Lippert K, Galinski EA (1992) Enzyme stabilization by ectoine type compatible solutes: protection against heating, freezing and drying. Appl Microbiol Biotechnol 37: 61 65
    • Louis P, Trüper HG, Galinski EA (1994) Survival of Escherichia coli during drying and storage in the presence of compatible solutes. Appl Microbiol Biotechnol 41, 684-688
    • Yagasaki M, Azuma M, Ishino S, Ozaki A (1995) Enzymatic production of D-Glutamate from L-Glutamate by a glutamate racemase. Journal of Fermentation and Bioengineering 79: 1, 70-72
    • Yagasaki M, Ozaki A, Hashimoto Y (1993) Enzymatic production of D-Glu from L-Glu by Lactobacillus brevis ATCC 8287. Biosci Biotech Biochem 57 1499-1502
  • Legenden zu den Abbildungen:
  • 1 Wachstum von Stamm M96/12b mit und ohne hyperosmotischem Schock
    Kultur auf Glucose-Mineralsalz-Medium. Schock von 3% auf 10% NaCl. Messung der optischen Dichte ohne Verdünnung bei 600 nm. Mit "1h" ist ein Zeitintervall von ca. einer Stunde nach dem Upshock markiert, in dem die Soluteaufnahme stattfindet und kein Wachstum beobachtet wird.
  • 2 Prolingehalt von Medium und Zellen nach hyperosmotischem Schock und DL-Prolin-Supplementierung
    Wachstum von M96/12b auf Glucose-Mineralsalz-Medium bei 37°C bis zu einer optischen Dichte von 1,0. Schock von 3% auf 10% NaCl, Zugabe von 1mMol/l DL-Prolin. Analyse der Gesamt-Prolingehalte (total-[proline]) mit FMOC-HPLC und der Konzentrationen der einzelnen Enantiomere mit FLEC-HPLC.
  • 3 N-α-Acetyl-Lysin und N-ε-Acetyl-Lysin-Supplementierung (1mM) von M96/12b in GM-10-Medium
    Das gezeigte Solutespektrum umfaßt: Prolin (P), N-e-Acetyl-Lysin (e-Ac-Lys), N-δ-Acetyl-Ornithin (d-Ac-Orn), N-α-Acetyl-Ornithin (a-Ac-Orn).
  • 4 Solutemuster bei Supplementierung mit trans-4-Hydroxy-L-Prolin und cis-4-Hydroxy-D-Prolin
    Wachstum der Kulturen auf Glucose-Mineralsalz-Medium. Das gezeigte Solutespektrum umfaßt Prolin (Pro), N-δ-Acetyl-L-Ornithin (d-Ac-Orn), trans-4-Hydroxy-Prolin (trans-4-Hypro) und cis-4-Hydroxy-Prolin (cis-4-Hypro).
  • 5 Gewinnung der Zellsolute durch hypoosmotischen Schock
    Gehalte von N-δ-Acetyl-Ornithin (Hauptsolut von M96/12b) und Prolin in Zellen und Medium nach einem osmotischen Schock von 10% auf 3% NaCl. (Finale Konzentration von 10% entspricht der ungeschockten Probe). Wachstum der Zellen auf Glucose-Mineralsalz-Medium mit 10% NaCl bis zu einer optischen Dichte von 1,0, Schock mit sterilem demineralisiertem Wasser. Analyse der Solutegehalte mit FNIOC-HPLC.

Claims (25)

  1. Verfahren zur Trennung von Wertstoffen aus Substanzgemischen, insbesondere aus Produktgemischen chemischer Synthese, aus komplexen Nährbrühen, aus Mischungen von Abfallstoffen und aus Mischungen von Isomeren mit Hilfe von halophilen/osmophilen und/oder halotoleranten/osmotoleranten Organismen/Zellen, wobei sie osmotisch regulierte und effektive Transportsysteme aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Organismen/Zellen von einem Gemisch niedriger Osmolarität in ein Gemisch erhöhter Osmolarität überführt werden, wobei sie selektiv gelöste Substanzen aus dem umgebenden Medium aufnehmen und/oder akkumulieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch Salze in fester und/oder gelöster Form zugefügt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der osmotische Upshock durch lösliche Substanzen in fester oder gelöster Form erreicht wird.
  4. Verfahren nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Organismen/Zellen reduzierte Wasseraktivität bevorzugen und/oder tolerieren, wobei sie bei Erhöhung des osmotischen Wertes (Verringerung der Wasseraktivität) Wertstoffe aus dem umgebenden Medium akkumulieren.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Prokaryonten und Eukaryonten handelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Protozoen, Pilze, Algen, Makroalgen, Cyanobakterien, Proteobakterien, insbesondere Halomonadaceae, Vibrio- und Pseudomonas-Arten, anoxigene phototrophe Bakterien, handelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Gram-positive Mikroorganismen, insbesondere Actinomyceten, coryneforme Bakterien, Mycobakterien, Brevibakterien, Corynebakterien, Bacillus, Marinococcus, Planococcus und Sporosarcina-Arten, handelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Organismen/Zellen handelt, die eine eingeschränkte bis keine Metabolisierung des Wertstoffes aufweisen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Organismen einem physiologischen Mangelzustand ausgesetzt werden, bei dem sie keine Verstoffwechselung der akkumulierten Wertstoffe aufweisen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Organismen mittels spezifischer Transportsysteme chirale Wertstoffe oder Isomeren aus Mischungen von Stellungsisomeren, cis-/trans-Isomeren, Stereoisomeren isolieren.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung der Wertstoffe nach der Veränderung der Osmolarität erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Substanzgemisch um Peptone, Extrakte von Hefen, Fleisch, Fischund Pflanzenmaterial und Hydrolysate insbesondere von Proteinen und Kohlenhydraten mit und ohne chirale Komponenten handelt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Aminosäuren, insbesondere um Glutamat, Glutamin, Alanin, Prolin und Homologe, insbesondere Pipecolinsäure, handelt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Derivate von Aminosäuren, insbesondere Hydroxyprolin, N-acetylierte und carbamoylierte Aminosäuren, handelt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Carbonsäureamide und deren Derivate, insbesondere N-α-arbamoyl-L-Glutamin-1-Amid, N-Acetylglutaminyl-Glutamin-1-Amid, Pyroglutamatamid, handelt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Betaine, insbesondere Glycin-Betain, Carnitin und Prolinbetain, handelt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Ectoine und deren Derivate, insbesondere Hydroxyectoine, handelt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Zucker, insbesondere Trehalose, Glucose und Fructose, handelt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Wertstoffen um Polyole, insbesondere Arabit, Sorbit und Mannit, handelt.
  20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die akkumulierten Wertstoffe durch Extraktion, insbesondere durch Chloroform-Wasser-Extraktion, aus den Organismen/Zellen gewonnen werden.
  21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung der Wertstoffe durch eine reversible Permeabilisierung der Zellhüllen, bevorzugt in einer zyklischen Prozessführung, durchgeführt wird.
  22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stereoisomere, bevorzugt D- und L-Aminosäuren, insbesondere D- und L- Prolin, getrennt werden.
  23. Verwendung der nach den Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 22 gewonnenen Wertstoffe in gereinigter Form oder als rohe, partiell gereinigte Zellextrakte zur Stabilisierung biologischer Strukturen, insbesondere Enzyme, Nukleinsäuren, Biomembranen und Zellen.
  24. Verwendung von Mikroorganismen mit osmotisch regulierten und effektiven Transportsystemen zur Gewinnung von chiralen Wertstoffen.
  25. Verwendung von Mikkoorganismen mit osmotisch regulierten und effektiven Transportsystemen zur Trennung von Isomeren.
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