DE19923784A1 - Use of microemulsions in fermentation processes - Google Patents

Use of microemulsions in fermentation processes

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Abstract

The invention relates to the utilization of O/W emulsions in fermentation processes, said emulsions containing at least water, emulsifying agents and an oil phase that contains one or more compounds selected from the group consisting of: a) fatty acid alkyl ester and/or b) triglycerides of vegetable origin, wherein the emulsions have an average drop size ranging from 1 to 100 nm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Mikroemulsionen in Fermentationsverfahren.The present invention relates to the use of microemulsions in Fermentation process.

Bei der Synthese komplexer Naturstoffe oder sonstiger organischer Verbindungen, beispielsweise Antibiotika, werden zunehmend mikrobiologische Verfahren eingesetzt. Dabei handelt es sich um eine Stoffumwandlung unter anaeroben oder aeroben Bedingungen, bei der Mikroorganismen, oder Teile von Mikroorganismen, insbesondere aber Bakterien oder Pilze beteiligt sind. Für derartige Verfahren werden in der Fachwelt verschiedene, nicht immer klar voneinander abgegrenzte Ausdrücke, wie "Bioconversion", "Biotransformation" oder "Fermentation" verwendet. Der letztere Ausdruck wird auch im Rahmen der vorliegenden Anmeldung für solche Verfahren verwendet, bei denen Mikroorganismen, vorzugsweise Bakterien, zur Umwandlung bzw. Synthese von chemischen Verbindungen verwendet werden.In the synthesis of complex natural products or other organic compounds, For example, antibiotics, microbiological processes are increasingly used. Here is a transformation under anaerobic or aerobic conditions, in which Microorganisms, or parts of microorganisms, but especially bacteria or fungi involved. In the professional world, different, not always clear, are known for such methods delimited terms such as "bioconversion", "biotransformation" or "Fermentation" used. The latter expression is also used in the present context Application used for such processes in which microorganisms, preferably Bacteria, used for the conversion or synthesis of chemical compounds become.

Für die Entwicklung und Optimierung von Fermentationsprozessen ist insbesondere das Reaktionsmedium, in dem die mikrobiologische Umwandlung stattfindet, von Bedeutung. Das Reaktionsmedium, in aller Regel eine wäßrige Lösung oder Dispersion, beeinflußt insbesondere die Ausbeute und Effizienz des Verfahrens. Die Mikroorganismen benötigen als Nährstoffe Kohlenstoff, Stickstoff und bestimmte Spurenelemente in gebundener Form, z. B. Calcium, Eisen, Phosphor oder Zink, um eine erfolgreiche Metabolisierung zu den gewünschten Produkten möglich zu machen. Weiterhin muß regelmäßig ein bestimmter, meistens enger Temperatur- und pH-Bereich eingehalten werden. Zu weiteren Einzelheiten sei hier auf das Lehrbuch von W. Crueger/A. Crueger, Biotechnologie - Lehrbuch der angewandten Mikrobiologie, 2. Auflage 1984, R. Oldenbourg Verlag, verwiesen.This is particularly important for the development and optimization of fermentation processes Reaction medium in which the microbiological conversion takes place is important. The reaction medium, usually an aqueous solution or dispersion, is affected especially the yield and efficiency of the process. The microorganisms need as Nutrients carbon, nitrogen and certain trace elements in bound form, e.g. B. Calcium, iron, phosphorus or zinc to ensure successful metabolism to make the desired products possible. Furthermore, a certain, mostly narrow temperature and pH range are observed. For further details here is the textbook by W. Crueger / A. Crueger, Biotechnologie - Textbook of the applied microbiology, 2nd edition 1984, R. Oldenbourg Verlag.

Insbesondere Kapitel 5 dieses Werkes beschäftigt sich mit den Grundlagen der Fermentationstechnik. Diese Literaturstelle gehört daher auch ausdrücklich zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung. Als Nährstoffe für die Mikroorganismen werden neben energiereichen Zuckern und deren Derivaten in vielen Verfahren zusätzlich natürliche Fette und Öle, sowie Derivate dieser Stoffklassen, wie Glycerin, Glyceride, Fettsäuren oder Fettsäureester eingesetzt. Selbstverständlich dürfen die Kulturmedien keine Inhaltsstoffe aufweisen, die die Metabolisierung der Mikroorganismen negativ beeinflussen können.Chapter 5 of this work deals in particular with the basics of Fermentation technology. This reference is therefore expressly part of the revelation of the present application. As nutrients for the microorganisms are next to Energy-rich sugars and their derivatives also use natural fats in many processes and oils, as well as derivatives of these classes of substances, such as glycerin, glycerides, fatty acids or  Fatty acid esters used. Of course, the culture media may not contain any ingredients have that can negatively affect the metabolism of the microorganisms.

Aus der DE 37 38 812 A1 ist beispielsweise ein mikrobielles Verfahren zur Herstellung von alpha-omega-Dicarbonsäuren bekannt, wobei Bakterien des Stamms Candida tropicalis Methyllaurat in die gewünschten Dicarbonsäuren umwandeln. Die Umwandlung findet in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert von 6,0 und einer Temperatur von 30°C statt. Das Medium enthält, neben den Mikroorganismen als Energielieferant Glucose, weiterhin als Emulgator ethoxyliertes Sorbitanmonooleat, Hefeextrakt, Maisquellwasser sowie anorganische N- und P-Quellen. Dem Medium wird dann das Methyllaurat zudosiert. Der Schrift ist kein Hinweis auf den Emulsionstyp zu entnehmen, der sich im Fermenter ausbildet oder in der das Methyllaurat dem Medium zudosiert wird. Aus der EP 0 535 939 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von omega-9-mehrfach ungesättigten Fettsäuren bekannt, wobei in einem wäßrigen Kulturmedium geeignete Mikroorganismen in Gegenwart von Zuckern als Energielieferanten und anorganischen oder organischen Stickstoffquellen, sowie in Gegenwart von Fettsäuremethylestern die gewünschten mehrfach ungesättigten Fettsäuren produzieren.DE 37 38 812 A1, for example, describes a microbial process for the production of Alpha-omega-dicarboxylic acids are known, whereby bacteria of the strain Candida tropicalis Convert methyl laurate to the desired dicarboxylic acids. The conversion takes place in an aqueous medium at a pH of 6.0 and a temperature of 30 ° C instead. In addition to the microorganisms as energy supplier, the medium also contains glucose Emulsifier ethoxylated sorbitan monooleate, yeast extract, corn steep liquor and inorganic N and P sources. The methyl laurate is then metered into the medium. The Scripture is no indication of the type of emulsion that forms in the fermenter or in which the methyl laurate is metered into the medium. From EP 0 535 939 A1 is a Process for the preparation of omega-9 polyunsaturated fatty acids known, wherein in an aqueous culture medium suitable microorganisms in the presence of sugars as Energy suppliers and inorganic or organic nitrogen sources, as well as in Presence of fatty acid methyl esters the desired polyunsaturated fatty acids to produce.

Es sind aber auch Verfahren bekannt, wo nur Fettstoffe der oben bezeichneten Art als Energielieferanten verwendet werden. Dies ist besonders von wirtschaftlichem Interesse, da derartige Fettstoffe in der Regel preiswerter sind als Zucker, Stärke und ähnliche Verbindungen. Park et al. beschreiben (Park et al., Journal of Fermentation and Bioengineering, Vol. 82, No. 2, 183-186, 1996) einen Fermentationsprozess zur Herstellung von Tylosin, bei dem Mikroorganismen des Stammes Streptomyces fradiae in einem wäßrigen Medium verwendet werden, daß als einzige Kohlenstoffquelle Rapsöl in Ausgangsmengen von etwa 60 g/l enthielt.However, methods are also known in which only fatty substances of the type described above are considered Energy suppliers are used. This is of particular economic interest since Such fatty substances are generally cheaper than sugar, starch and the like Links. Park et al. describe (Park et al., Journal of Fermentation and Bioengineering, Vol. 82, No. 2, 183-186, 1996) a fermentation process for the production of tylosin, in which microorganisms of the strain Streptomyces fradiae in one aqueous medium that can be used as the only carbon source in rapeseed oil Contained starting quantities of about 60 g / l.

Bei Fermentationsverfahren spielt außerdem der Sauerstoffgehalt im Medium bzw. der Fermentationsbrühe, eine entscheidende Rolle. Dabei kommt dem Sauerstoff bei aeroben Prozessen die Rolle eines Substrates zu. Entscheidend ist, ob ein für das jeweilige Verfahren ausreichender Sauerstoffübergang von der Gas- in die Flüssigphase, die die Mikroorganismen enthält, stattfinden kann. Ein wichtiger Parameter stellt die spezifische Austauschfläche dar, die in der Regel indirekt über den Sauerstoffübergangskoeffizienten kLa bestimmt wird (vergl. Literaturstelle Crueger, Kapitel 5, Seite 71 ff). Die Einstellung des optimalen Sauerstoffeintrags erfolgt typischerweise durch Rühren der Fermentationsbrühe, wobei der Sauerstoff bzw. die Luft mit der Flüssigkeit vermischt wird und so an den Grenzflächen der Gasaustausch stattfindet. Allerdings kann der erhebliche mechanische Energieeintrag durch starkes Rühren, wie Park et al. ausführen, auch Teile der Kultur zerstören, und so die Ausbeute des Verfahrens verringern. Die abgestorbenen Mikroorganismen werden außerdem selbst weiter abgebaut und können durch die gebildeten Abbauprodukte zu einer Vergiftung der Kultur führen, die eine wirtschaftliche Produktion unmöglich macht. Aus der Arbeit von Goma und Rols (G. Goma, J. L. Rols, Biotech. Let., Vol 13, No. 1, Seiten 7 bis 12, 1991) ist bekannt, daß die Verwendung von Sojaöl in Fermentationsverfahren zur Herstellung von Antibiotika zu einer Verbesserung des Sauerstoffübergangskoeffizienten kLa führt, was bei gleichem Energieeintrag (Rühren) zu einem Anstieg der Ausbeute des Gesamtverfahrens führen kann.In addition, the oxygen content in the medium or the fermentation broth plays a decisive role in fermentation processes. Oxygen plays the role of a substrate in aerobic processes. The decisive factor is whether an adequate oxygen transition from the gas to the liquid phase, which contains the microorganisms, can take place for the respective process. An important parameter is the specific exchange surface, which is usually determined indirectly via the oxygen transfer coefficient k La (see literature Crueger, Chapter 5, page 71 ff). The optimum oxygen input is typically set by stirring the fermentation broth, the oxygen or air being mixed with the liquid and the gas exchange thus taking place at the interfaces. However, the considerable mechanical energy input from vigorous stirring, as Park et al. perform, also destroy parts of the culture, thus reducing the yield of the process. The dead microorganisms are also further broken down themselves and can lead to a poisoning of the culture by the degradation products formed, which makes economic production impossible. From the work of Goma and Rols (G. Goma, JL Rols, Biotech. Let., Vol 13, No. 1, pages 7 to 12, 1991) it is known that the use of soybean oil in fermentation processes for the production of antibiotics leads to a Improvement of the oxygen transfer coefficient k La leads, which can lead to an increase in the yield of the overall process with the same energy input (stirring).

Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, Fermentationsverfahren so zu verbessern, daß einerseits preiswerte Kohlenstoffquellen eingesetzt werden können und andererseits eine ausreichende Versorgung der Mikroorganismen mit Sauerstoff gewährleistet ist, ohne daß eine unzulässig hohe mechanische Belastung der Mikroorganismen durch Rühren auftritt. Es sollte eine Weg gefunden werden, den mechanischen Energieeintrag bei Fermentationsverfahren zu minimieren, ohne daß es zu einer Verringerung der Ausbeute kommt. Vorzugsweise soll eine Erhöhung der Ausbeute trotz verringertem Energieeintrag möglich sein.The present invention was based on the object of fermentation processes improve that cheap carbon sources can be used on the one hand and on the other hand, an adequate supply of the microorganisms with oxygen is guaranteed is without an impermissibly high mechanical load on the microorganisms Stirring occurs. A way should be found to contribute to the mechanical energy input Minimize fermentation processes without causing a reduction in yield is coming. Preferably, the yield should be increased despite the reduced energy input to be possible.

Es wurde gefunden, daß die Verwendung von speziellen, feinteiligen Öl-in-Wasser (O/W) Emulsionen die obige Aufgabe löst.It was found that the use of special, finely divided oil-in-water (O / W) Emulsions solves the above task.

In einer ersten Ausführungsform wird die Verwendung von O/W-Emulsionen in Fermentationsverfahren beansprucht, wobei diese Emulsionen mindestens Wasser, Emulgatoren sowie eine Ölphase enthalten und die Ölphase eine oder mehrere Verbindungen aus den Gruppen
In a first embodiment, the use of O / W emulsions in fermentation processes is claimed, these emulsions containing at least water, emulsifiers and an oil phase and the oil phase containing one or more compounds from the groups

  • a) der Fettsäuremethylester und/odera) the fatty acid methyl ester and / or
  • b) der Triglyceride pflanzlichen Ursprungs enthalten, wobei die Emulsionen eine Tröpfchengröße von 1 bis 50 nm aufweisen.b) the triglycerides of plant origin contain, wherein the emulsions have a droplet size of 1 to 50 nm.

Die erfindungsgemäßen Emulsionen zeichnen sich insbesondere durch ihre Feinteiligkeit aus. Es handelt sich dabei um sogenannte Mikroemulsionen, die definiert sind als makroskopisch homogene, optisch transparente, häufig niedrigviskose, thermodynamisch, stabile Mischungen aus zwei miteinander nicht mischbaren Flüssigkeiten und mindestens einem nichtionischen oder einem ionischen Tensid, das vorzugsweise zwei hydrophobe Reste enthält. Die Bildung einer Mikroemulsion bedingt eine Situation, bei der die Öl-Wasser-Grenzflächenspannung den Wert Null erreicht. In der Regel ist es notwendig, zusätzlich zu mindestens einem nichtionischen Tensid weitere Cotenside zuzusetzen, um diese spezielle Emulsionsform zu erreichen. Vergleiche hierzu die Literaturstelle "Introduction to Colloid and Surface Chemistry, D. J. Shaw, Butterworth, 1992, Seiten 269 und 270". Die Tröpfchengröße der erfindungsgemäß verwendeten Emulsionen beträgt 1 bis 50 nm. Vorzugsweise liegt die Tröpfchengröße im Bereich von 10 bis 50 nm, insbesondere im Bereich von 10 bis 30 nm. Die Feinteiligkeit der Öltröpfchen führt zu einer großen Oberfläche zwischen Öl- und Wasserphase und ermöglicht so einen schnellen Kontakt zwischen den in der wäßrigen Phase enthaltenen Mikroorganismen und der die Nährstoffe enthaltenden Ölphase. Durch die große Oberfläche wird auch der Gasaustausch, insbesondere von Sauerstoff und CO2, vereinfacht. Zusätzlich verringert sich die Viskosität der Emulsion und somit des gesamten Fermentationsmediums. In der Folge ist es daher möglich die Rührgeschwindigkeit des Fermentationsmediums deutlich zu verringern wodurch eine Erhöhung der Ausbeute des Fermentationsprozeß ermöglicht wird.The emulsions according to the invention are distinguished in particular by their fine particle size. These are so-called microemulsions, which are defined as macroscopically homogeneous, optically transparent, often low-viscosity, thermodynamically, stable mixtures of two immiscible liquids and at least one nonionic or one ionic surfactant, which preferably contains two hydrophobic residues. The formation of a microemulsion results in a situation in which the oil-water interfacial tension reaches zero. As a rule, it is necessary to add further cosurfactants in addition to at least one nonionic surfactant in order to achieve this special emulsion form. Compare the reference "Introduction to Colloid and Surface Chemistry, DJ Shaw, Butterworth, 1992, pages 269 and 270". The droplet size of the emulsions used according to the invention is 1 to 50 nm. The droplet size is preferably in the range from 10 to 50 nm, in particular in the range from 10 to 30 nm. The fine particle size of the oil droplets leads to a large surface area between the oil and water phases and thus enables rapid contact between the microorganisms contained in the aqueous phase and the oil phase containing the nutrients. The large surface area also simplifies gas exchange, especially of oxygen and CO 2 . In addition, the viscosity of the emulsion and thus of the entire fermentation medium is reduced. As a result, it is possible to significantly reduce the stirring speed of the fermentation medium, thereby increasing the yield of the fermentation process.

Die Mikroemulsionen werden erfindungsgemäß dem wäßrigen Fermentationsmedium, welches die Mikroorganismen sowie ggf. weitere Hilfs- und Zusatzstoffe enthält, zudosiert. Die Einzelheiten dieses Verfahrens, insbesondere die Geschwindigkeit und Menge der zudosierten Emulsion, ergeben sich aus der Art der Mikroorganismen und des gewählten Fermentationsverfahrens und können vom Fachmann an die spezifischen Gegebenheiten angepaßt werden.According to the invention, the microemulsions are added to the aqueous fermentation medium, which contains the microorganisms and possibly other auxiliaries and additives. The details of this process, particularly the speed and amount of metered emulsion result from the type of microorganisms and the selected Fermentation process and can from the expert to the specific circumstances be adjusted.

Die Mikroemulsionen enthalten, neben Wasser, eine Ölphase, die Verbindungen aus der Gruppe der Fettsäuremethylester a) oder der nativen pflanzlichen Öle und deren Derivate b) enthält. Es handelt sich bei den Gruppen a) und b) um hydrophobe, in Wasser nicht oder nur sehr gering lösliche Verbindungen, die sowohl als Nährstoffe, also Energielieferanten, für die im Fermentationsprozeß eingesetzten Bakterien dienen können, die aber auch Ausgangsstoffe (Substrate) für die durch Biokonversion gewünschten Produkte darstellen können. In addition to water, the microemulsions contain an oil phase, the compounds from the Group of fatty acid methyl esters a) or native vegetable oils and their derivatives b) contains. Groups a) and b) are hydrophobic, not or only in water very sparingly soluble compounds, both as nutrients, i.e. energy suppliers, for the Bacteria used in the fermentation process can serve, but they also serve as starting materials (Substrates) for the products desired by bioconversion.  

Geeignete Methylester der Gruppe a) leiten sich insbesondere ab von gesättigten, ungesättigten, linearen oder verzweigten Fettsäuren mit insgesamt 7 bis 23 Kohlenstoffatomen. Es handelt sich also um Verbindungen der Formel (I)
Suitable methyl esters of group a) are derived in particular from saturated, unsaturated, linear or branched fatty acids with a total of 7 to 23 carbon atoms. These are compounds of the formula (I)

R1-COO-R2 (I)
R 1 -COO-R 2 (I)

wobei R1 für einen Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen steht und R2 ein Methylrest ist. Die Methylester der Formel (I) können auf übliche Weise erhalten werden, z. B. durch Umesterung von Triglyceriden mit Methanol und anschließender Destillation. Geeignete Fettsäuren sind die Capron-, Heptan-, Capryl-, Perlagon-, Caprin-, Undecan-, Laurin-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Heptadecan-, Stearin-, Nonadecan-, Arachin- und Behensäure.where R 1 is an alkyl radical having 6 to 22 carbon atoms and R 2 is a methyl radical. The methyl esters of formula (I) can be obtained in a conventional manner, e.g. B. by transesterification of triglycerides with methanol and subsequent distillation. Suitable fatty acids are capronic, heptanoic, caprylic, pearlagon, capric, undecane, lauric, tridecane, myristic, pentadecane, palmitic, heptadecanoic, stearic, nonadecanoic, arachic and behenic acids .

Ungesättigte Vertreter sind beispielsweise Lauroelein-, Myristolein-, Palmitolein-, Petroselaidin-, Öl-, Elaidin-, Ricinol-, Linol-, Linolaidin-, Linolen- Gadolein-, Arachidon und Erucasäure. Auch Mischungen der Methylester dieser Säuren sind geeignet. Besonders bevorzugt ist die Verwendung solcher Mikroemulsionen, die Methylester aus der Gruppe Methyloleat, Methylpamitat, Methylstearat und/oder Methylpelargonat enthalten. Es können aber auch Methylester auf Basis natürlicher Fettsäuremischungen "eingesetzt werden", wie sie beispielsweise aus Lein-, Kokos-, Palm-, Palmkern-, Oliven-, Ricinus-, Rüb-, Sesam-, Soja- oder Sonnenblumenöl (bei Raps- und Sonnenblumenöl jeweils neue und alte Züchtungen) erhalten werden.Unsaturated representatives are, for example, laurelein, myristolein, palmitolein, Petroselaidin, oil, elaidin, ricinol, linole, linolaidin, linolen, gadolein, arachidone and Erucic acid. Mixtures of the methyl esters of these acids are also suitable. Especially preferred is the use of such microemulsions, the methyl esters from the group Contain methyl oleate, methyl pamitate, methyl stearate and / or methyl pelargonate. It can but also methyl esters based on natural fatty acid mixtures are "used" as they are for example from flax, coconut, palm, palm kernel, olive, castor, turnip, sesame, soy or sunflower oil (new and old varieties for rapeseed and sunflower oil) be preserved.

Geeignete Verbindungen der Gruppe b) sind native Öle pflanzlichen Ursprungs. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um Triglyceridmischungen, wobei das Glycerin mit längerkettigen Fettsäuren jeweils vollständig verestert ist. Besonders geeignete pflanzliche Öle sind ausgewählt aus der Gruppe Erdnuß-, Kokos-, Lein-, Palm-, Oliven-, Palmkern-, Ricinus-, Raps-, Sesam-, Soja- und Sonnenblumenöl.Suitable group b) compounds are native oils of vegetable origin. It deals essentially triglyceride mixtures, the glycerin with longer chain fatty acids are completely esterified. Particularly suitable vegetable Oils are selected from the group of peanut, coconut, flax, palm, olive, palm kernel, Ricinus, rapeseed, sesame, soy and sunflower oil.

Erdnußöl enthält durchschnittlich (bezogen auf Fettsäure) 54 Gew.-% Ölsäure, 24 Gew.-% Linolsäure, 1 Gew.-% Linolensäure, 1 Gew.-% Arachinsäure, 10 Gew.-% Palmitinsäure, sowie 4 Gew.-% Stearinsäure. Der Schmelzpunkt beträgt 2 bis 3°C.Peanut oil contains on average (based on fatty acid) 54% by weight oleic acid, 24% by weight Linoleic acid, 1% by weight linolenic acid, 1% by weight arachic acid, 10% by weight palmitic acid, and 4% by weight of stearic acid. The melting point is 2 to 3 ° C.

Leinöl enthält typischerweise 5 Gew.-% Palmitin-, 4 Gew.-% Stearin-, 22 Gew.-% Öl-, 17 Gew.-% Linol- und 52 Gew.-% Linolensäure. Die Iodzahl liegt im Bereich von 155 bis 205. Die Verseifungszahl ist 188 bis 196 und der Schmelzpunkt liegt bei etwa -20°C. Linseed oil typically contains 5% by weight palmitin, 4% by weight stearin, 22% by weight oil, 17% by weight of linoleic and 52% by weight of linolenic acid. The iodine number is in the range from 155 to 205. The saponification number is 188 to 196 and the melting point is about -20 ° C.  

Kokosöl enthält an Fettsäuren etwa 0,2 bis 1 Gew.-% Hexan; 5 bis 8 Gew.-% Octan-, 6 bis 9 Gew.-% Decan-, 45 bis 5 1 Gew.-% Laurin-, 16 bis 19 Gew.-% Myristin-, 9 bis 11 Gew.-% Palmitin-, 2 bis 3 Gew.-% Stearin-, weniger als 0,5 Gew.-% Behen-, 8 bis 10 Gew.-% Öl- und bis 1 Gew.-% Linolsäure. Die Iodzahl liegt im Bereich von 7,5 bis 9,5, die Verseifungszahl liegt bei 0,88 bis 0,90. Der Schmelzpunkt liegt bei 20 bis 23°C.Coconut oil contains about 0.2 to 1% by weight of hexane in fatty acids; 5 to 8% by weight octane, 6 to 9% by weight Decane, 45 to 5 1% by weight laurin, 16 to 19% by weight myristic, 9 to 11% by weight Palmitin, 2 to 3 wt% stearin, less than 0.5 wt% behen, 8 to 10 wt% oil and up to 1% by weight of linoleic acid. The iodine number is in the range from 7.5 to 9.5, the saponification number is 0.88 to 0.90. The melting point is 20 to 23 ° C.

Olivenöl enthält überwiegend Ölsäure (vergl. Lebensmittelchem. Gerichtl. Chem., 39, 112 bis 114, 1985). Palmöl enthält als Fetisäurekomponenten etwa 2 Gew.-% Myristin-, 42 Gew.-% Palmitin-, 5 Gew.-% Stearin-, 41 Gew.-% Öl-, 10 Gew.-% Linolsäure. Palmkernöl ist typischerweise in Bezug auf das Fettsäurespektrum wie folgt zusammengesetzt: 9 Gew.-% Capron/Capryl/Caprin-, 50 Gew.-% Laurin-, 15 Gew.-% Myristin-, 7 Gew.-% Palmitin-, 2 Gew.-% Stearin-, 15 Gew.-% Öl- und 1 Gew.-% Linolsäure.Olive oil mainly contains oleic acid (see Lebensmittelchem .gerichtl. Chem., 39, 112 bis 114, 1985). Palm oil contains about 2% by weight of myristic, 42% by weight of the fatty acid components Palmitic, 5% by weight stearic, 41% by weight oleic, 10% by weight linoleic acid. Palm kernel oil is typically composed as follows in relation to the fatty acid spectrum: 9% by weight Capron / Capryl / Caprin, 50% by weight laurin, 15% by weight myristine, 7% by weight palmitin, 2 % By weight of stearic acid, 15% by weight of oleic acid and 1% by weight of linoleic acid.

Rapsöl enthält als Fetisäurekomponenten typischerweise etwa 48 Gew.-% Erucasäure, 15 Gew.-% Ölsäure, 14 Gew.-% Linolsäure, 8 Gew.-% Linolensäure, 5 Gew.-% Icosensäure, 3 Gew.-% Palmitinsäure, 2 Gew.-% Hexadecensäure und 1 Gew.-% Docosadiensäure. Rapsöl aus neuer Züchtung ist bezüglich der ungesättigten Anteile angereichert. Typische Fettsäureanteile sind hier Erucasäure 0,5 Gew.-%, Ölsäure 63 Gew.-%, Linolsäure 20 Gew.-%, Linolensäure 9 Gew.-%, Icosensäure 1 Gew.-%, Palmitinsäure 4 Gew.-%, Hexadecensäure 2 Gew.-% und Docosadiensäure 1 Gew.-%.Rapeseed oil typically contains about 48% by weight erucic acid as the fatty acid components, 15% by weight of oleic acid, 14% by weight of linoleic acid, 8% by weight of linolenic acid, 5% by weight of ionic acid, 3% by weight of palmitic acid, 2% by weight of hexadecenoic acid and 1% by weight of docosadienic acid. Rapeseed oil from new breeding is enriched with regard to the unsaturated portions. Typical Fatty acid components here are erucic acid 0.5% by weight, oleic acid 63% by weight, linoleic acid 20% by weight, Linolenic acid 9% by weight, Icosenoic acid 1% by weight, palmitic acid 4% by weight, hexadecenoic acid 2% by weight and docosadienoic acid 1% by weight.

Ricinusöl besteht zu 80 bis 85 Gew.-% aus dem Glycerid der Ricinolsäure, daneben sind zu etwa 7 Gew.-% Glyceride der Öl-, zu 3 Gew.-% Glyceride der Linol- und zu etwa 2 Gew.-% die Glyceride der Palmitin- und der Stearinsäure enthalten.Castor oil consists of 80 to 85% by weight of the glyceride of ricinoleic acid about 7% by weight glycerides of the oil, 3% by weight glycerides of the linoleic and about 2% by weight contain the glycerides of palmitic and stearic acid.

Sojaöl enthält zu 55 bis 65 Gew.-% der Gesamtfettsäuren mehrfach ungesättigte Säuren, insbesondere Linol- und Linolensäure. Ähnlich ist die Situation beim Sonnenblumenöl, dessen typisches Fettsäurespektrum, bezogen auf Gesamtfettsäure wie folgt aussieht: ca. 1 Gew.-% Myristin-, 3 bis 10 Gew.-% Palmitin-, 14 bis 65 Gew.-% Öl- und 20 bis 75 Gew.-% Linolsäure.Soybean oil contains 55 to 65% by weight of the total fatty acids of polyunsaturated acids, especially linoleic and linolenic acid. The situation is similar with sunflower oil, whose typical fatty acid spectrum, based on total fatty acid, looks like this: approx. 1% by weight myristine, 3 to 10% by weight palmitin, 14 to 65% by weight oil and 20 to 75% by weight Linoleic acid.

Alle obigen Angaben über den Fettsäureanteile in den Triglyceriden sind bekanntermaßen abhängig von der Qualität der Rohstoffe und können daher zahlenmäßig schwanken. Besonders bevorzugt sind solche Mikroemulsionen, die Nährstoffe der Gruppe b), ausgewählt aus der Gruppe Kokosöl, Sonnenblumenöl und/oder Rapsöl enthalten.All of the above information about the fatty acid content in the triglycerides is known to be depending on the quality of the raw materials and can therefore fluctuate in number. Such microemulsions, the nutrients of group b), are particularly preferably selected from the group containing coconut oil, sunflower oil and / or rapeseed oil.

Wichtige Bestandteile der erfindungsgemäß verwendeten Mikroemulsionen sind die eingesetzten Emulgatoren bzw. Emulgatorensysteme. Vorzugsweise werden als Emulgatoren nichtionische Emulgatoren, insbesondere ethoxylierte Fettalkohole und Fettsäuren eingesetzt. Important components of the microemulsions used according to the invention are emulsifiers or emulsifier systems used. Are preferably used as emulsifiers nonionic emulsifiers, in particular ethoxylated fatty alcohols and fatty acids.  

Fettalkoholethoxylate im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre folgen der allgemeinen Formel (II)
Fatty alcohol ethoxylates in the sense of the teaching according to the invention follow the general formula (II)

R3-O-(CH2CH2O)n-H (II)
R 3 -O- (CH 2 CH 2 O) n -H (II)

wobei R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen steht und n eine Zahl von 1 bis 50 bedeutet. Besonders bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel (II), in der n für eine Zahl von 1 bis 35 und insbesondere von 1 bis 15 steht. Besonders bevorzugt sind weiterhin solche Verbindungen der Formel (II), in der R3 für einen Alkylrest mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen steht.where R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical having 6 to 24 carbon atoms and n is a number from 1 to 50. Those compounds of the formula (II) in which n represents a number from 1 to 35 and in particular from 1 to 15 are particularly preferred. Those compounds of the formula (II) in which R 3 represents an alkyl radical having 16 to 22 carbon atoms are also particularly preferred.

Die Verbindungen der Formel (II) werden in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von Fettalkoholen mit Ethylenoxid unter Druck, ggf. in Gegenwart saurer oder basischer Katalysatoren erhalten. Typische Beispiele sind Capronalkohol, Caprylalkohol, 2- Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalko­ hol, Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Bevorzugt sind technische Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern- oder Talgfettalkohol.The compounds of formula (II) are in a manner known per se by reacting Fatty alcohols with ethylene oxide under pressure, possibly in the presence of acidic or basic ones Get catalysts. Typical examples are capronic alcohol, caprylic alcohol, 2- Ethylhexyl alcohol, capric alcohol, lauryl alcohol, isotridecyl alcohol, myristyl alcohol, Cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol hol, petroselinyl alcohol, linolyl alcohol, linolenyl alcohol, elaeostearyl alcohol, Arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, behenyl alcohol, erucyl alcohol and brassidyl alcohol as well whose technical mixtures, the z. B. in the high pressure hydrogenation of technical Methyl esters based on fats and oils or aldehydes from Roelen'schen Oxosynthesis and as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated Fatty alcohols occur. Technical fatty alcohols with 12 to 18 are preferred Carbon atoms, such as coconut, palm, palm kernel or tallow fatty alcohol.

Fettsäureethoxylate, die ebenfalls als Emulgator oder Emulgatorkomponente in Betracht kommen, folgen vorzugsweise der Formel (III),
Fatty acid ethoxylates, which are also suitable as emulsifiers or emulsifier components, preferably follow the formula (III),

R4CO2(CH2CH2O)mH (III)
R 4 CO 2 (CH 2 CH 2 O) m H (III)

in der R4 für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und m für Zahlen von 5 bis 50 und vorzugsweise 15 bis 35 steht. Typische Beispiele sind Anlagerungsprodukte von 20 bis 30 Mol Ethylenoxid an Laurinsäure, Isotridecansäure, My­ ristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen oder bei der Reduktion von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese anfallen. Vorzugsweise werden Anlagerungsprodukte von 20 bis 30 Mol Ethylenoxid an Fettsäuren mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen eingesetzt.in which R 4 is a linear or branched alkyl radical having 12 to 22 carbon atoms and m is a number from 5 to 50 and preferably 15 to 35. Typical examples are adducts of 20 to 30 moles of ethylene oxide with lauric acid, isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, arachic acid, gadoleic acid, as well as mixtures of them, eric acid, behenic acid, behenic acid the z. B. in the pressure splitting of natural fats and oils or in the reduction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis. Addition products of 20 to 30 moles of ethylene oxide with fatty acids having 16 to 18 carbon atoms are preferably used.

Partialglyceride, die ebenfalls als Emulgatoren in Betracht kommen, folgen vorzugsweise der Formel (IV),
Partial glycerides, which are also suitable as emulsifiers, preferably follow the formula (IV),

in der CO R5 für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 50, vorzugsweise 15 bis 35 steht. Typische Beispiele für im Sinne der Erfindung geeignete Partialglyceride sind Laurin­ säuremonoglycerid, Kokosfettsäuremonoglycerid, Palmitinsäuremonoglycerid, Stearinsäuremonoglycerid, Isostearinsäuremonoglycerid, Ölsäuremonoglycerid und Talgfettsäuremonoglycerid sowie deren Addukte mit 5 bis 50 und vorzugsweise 20 bis 30 Mol Ethylenoxid. Vorzugsweise werden Monoglyceride bzw. technische Mono/Diglyceridgemische mit überwiegendem Monoglyceridanteil der Formel (IV) ein­ gesetzt, in der CO R5 für einen linearen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen steht. Als weitere geeignete Emulgatoren kommen beispielsweise nichtionogene Tenside aus einer der folgenden Gruppen in Frage:in which CO R 5 is a linear or branched acyl radical having 12 to 22 carbon atoms and x, y and z in total is 0 or is a number from 1 to 50, preferably 15 to 35. Typical examples of partial glycerides suitable for the purposes of the invention are lauric acid monoglyceride, coconut fatty acid monoglyceride, palmitic acid monoglyceride, stearic acid monoglyceride, isostearic acid monoglyceride, oleic acid monoglyceride and tallow fatty acid monoglyceride as well as their adducts with 30 to 50 moles and preferably 20 to 5 moles of ethylene oxide and preferably 20 to 50 moles. Monoglycerides or technical mono / diglyceride mixtures with a predominant monoglyceride content of the formula (IV) are preferably used in which CO R5 is a linear acyl radical having 16 to 18 carbon atoms. Other suitable emulsifiers are, for example, nonionic surfactants from one of the following groups:

  • A) Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen;A) adducts of 2 to 30 moles of ethylene oxide and / or 0 to 5 moles Propylene oxide to linear fatty alcohols with 8 to 22 carbon atoms;
  • B) Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte;B) glycerol monoesters and diesters and sorbitan monoesters and diesters of saturated and unsaturated fatty acids with 6 to 22 carbon atoms and their Ethylene oxide addition products;
  • C) Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga; C) alkyl mono- and oligoglycosides with 8 to 22 carbon atoms in the alkyl radical and their ethoxylated analogs;  
  • D) Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;D) adducts of 15 to 60 moles of ethylene oxide with castor oil and / or hydrogenated Castor oil;
  • E) Polyol- und insbesondere Polyglycerinester wie z. B. Polyglycerinpolyricinoleat oder Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat. Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbin­ dungen aus mehreren dieser Substanzklassen;E) polyol and in particular polyglycerol esters such. B. polyglycerol polyricinoleate or Polyglycerol poly-12-hydroxystearate. Mixtures of Verbin are also suitable doses from several of these classes of substances;
  • F) Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;F) adducts of 2 to 15 moles of ethylene oxide with castor oil and / or hydrogenated Castor oil;
  • G) Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C12/22- Fettsäuren, Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit) sowie Polyglucoside (z. B. Cellulose);G) partial esters based on linear, branched, unsaturated or saturated C 12/22 fatty acids, ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid and glycerin, polyglycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, sugar alcohols (e.g. sorbitol) and polyglucosides (e.g. cellulose );
  • H) Wollwachsalkohole;H) wool wax alcohols;
  • I) Polyalkylenglycole.I) Polyalkylene glycols.

Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono- und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhältliche Produkte dar. Es handelt sich dabei um Homologengemische, deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion durchgeführt wird, entspricht.The adducts of ethylene oxide and / or of propylene oxide with glycerol mono- and diesters and sorbitan mono- and diesters of fatty acids or castor oil are known, commercially available products. These are homolog mixtures whose average degree of alkoxylation the ratio of the amounts of ethylene oxide and / or Propylene oxide and substrate with which the addition reaction is carried out corresponds.

Besonders bevorzugt ist die Mitverwendung von Emulgatoren der Gruppe (III), also der Alkylglycoside. Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (V) folgen,
It is particularly preferred to use emulsifiers from group (III), that is to say the alkylglycosides. Alkyl and alkenyl oligoglycosides are known nonionic surfactants which follow the formula (V)

R6O-[G]p (V)
R 6 O- [G] p (V)

in der R6 für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Übersichtsarbeit von Biermann et al. in Starch/Stärke 45, 281 (1993), B. Salka in Cosm. Toil. 108, 89 (1993) sowie J. Kahre et al. in SÖFW-Journal Heft 8, 598 (1995) verwiesen. in which R 6 represents an alkyl and / or alkenyl radical having 4 to 22 carbon atoms, G represents a sugar radical having 5 or 6 carbon atoms and p represents numbers from 1 to 10. They can be obtained according to the relevant procedures in preparative organic chemistry. Representative of the extensive literature here is the review by Biermann et al. in Starch /force 45, 281 (1993), B. Salka in Cosm. Toil. 108, 89 (1993) and J. Kahre et al. in SÖFW-Journal Issue 8, 598 (1995).

Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (V) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo­ merisierungsgrad p von 1, 1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1, 2 und 1,4 liegt. Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R6 kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C8-C10 (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C8-C18-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C12-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C9/11-Oxo-alkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R6 kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen, ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem Clzna- Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3. Werden Alkylglycoside der Formel (V) als Emulgatoren verwendet, kann es vorteilhaft sein, geringe Mengen an Polyhydroxycarbonsäuren, vorzugsweise Zitronensäure, als Formulierungshilfsstoffe mit zu verwenden. Üblicherweise werde dann die Polyhydroxysäuren in Mengen von 0,1 bis 3,0 Gew.-% verwendet, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 1,0 Gew.-%. The alkyl and / or alkenyl oligoglycosides can be derived from aldoses or ketoses with 5 or 6 carbon atoms, preferably glucose. The preferred alkyl and / or alkenyl oligoglycosides are thus alkyl and / or alkenyl oligoglucosides. The index number p in the general formula (V) indicates the degree of oligomerization (DP), ie the distribution of mono- and oligoglycosides, and stands for a number between 1 and 10. While p must always be an integer in a given compound and especially here can assume the values p = 1 to 6, the value p for a certain alkyl oligoglycoside is an analytically determined arithmetic parameter, which usually represents a fractional number. Alkyl and / or alkenyl oligoglycosides with an average degree of oligomerization p of 1.1 to 3.0 are preferably used. From an application point of view, preference is given to those alkyl and / or alkenyl oligoglycosides whose degree of oligomerization is less than 1.7 and in particular between 1.2 and 1.4. The alkyl or alkenyl radical R 6 can be derived from primary alcohols having 4 to 11, preferably 8 to 10, carbon atoms. Typical examples are butanol, capro alcohol, caprylic alcohol, capric alcohol and undecyl alcohol and their technical mixtures, such as are obtained, for example, in the hydrogenation of technical fatty acid methyl esters or in the course of the hydrogenation of aldehydes from Roelen's oxosynthesis. Alkyl oligoglucosides of chain length C 8 -C 10 (DP = 1 to 3) are preferred, which are obtained as a preliminary step in the separation of technical C 8 -C 18 coconut fatty alcohol by distillation and with a proportion of less than 6% by weight of C 12 - Alcohol can be contaminated and alkyl oligoglucosides based on technical C 9/11 oxo alcohols (DP = 1 to 3). The alkyl or alkenyl radical R 6 can also be derived from primary alcohols having 12 to 22, preferably 12 to 14, carbon atoms. Typical examples are lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol, petroselinyl alcohol, arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, behenyl alcohol, erucyl alcohol, brassidyl alcohol and their technical mixtures, which can be obtained as described above. Alkyl oligoglucosides based on hardened Clzna coconut alcohol with a DP of 1 to 3 are preferred. If alkyl glycosides of the formula (V) are used as emulsifiers, it may be advantageous to use small amounts of polyhydroxycarboxylic acids, preferably citric acid, as formulation auxiliaries. The polyhydroxy acids are then usually used in amounts of 0.1 to 3.0% by weight, preferably in amounts of 0.1 to 1.0% by weight.

Die erfindungsgemäß verwendeten Mikroemulsionen enthalten vorzugsweise von 20 bis 90 Gew.-% Wasser, insbesondere von 30 bis 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 30 bis 60 Gew.-%. Der Rest auf 100 Gew.-% entfällt auf die Ölphase sowie Emulgatoren und ggf. weitere Hilfs- und Zusatzstoffe. Die Ölphase selbst ist vorzugsweise in Mengen von 10 bis 80 Gew.-%, insbesondere von 30 bis 70 Gew.-% und insbesondere von 30 bis 60 Gew.-% enthalten. Dabei enthält die Ölphase vorzugsweise ausschließlich die Komponenten a) oder b) bzw. Mischungen dieser Komponenten. Besonders bevorzugt ist die Verwendung solcher Emulsionen, die Öl- und Wasserphase im Gewichtsverhältnis von 1 : 1 enthalten. Die Emulgatoren, bzw. Emulgatorensysteme sind vorzugsweise in Mengen von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 15 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt in Mengen von 20 bis 35 Gew.-% enthalten.The microemulsions used according to the invention preferably contain from 20 to 90% by weight Water, in particular from 30 to 80% by weight and very particularly preferably from 30 up to 60% by weight. The remainder to 100% by weight is accounted for by the oil phase and emulsifiers and if necessary, other auxiliaries and additives. The oil phase itself is preferably in amounts of 10 up to 80% by weight, in particular from 30 to 70% by weight and in particular from 30 to 60% by weight contain. The oil phase preferably contains only components a) or b) or mixtures of these components. The use of such is particularly preferred Emulsions containing oil and water phases in a weight ratio of 1: 1. The Emulsifiers or emulsifier systems are preferably in amounts of 10 to 50% by weight, in particular in amounts of 15 to 40% by weight and particularly preferably in amounts of Contain 20 to 35 wt .-%.

Die beschriebenen Mikroemulsionen können erfindungsgemäß in Fermentationsprozessen aller Art eingesetzt werden. Dabei können alle dem Fachmann bekannten Verfahrensausgestaltungen, z. B. Batch- oder Fed-Batch sowie kontinuierliche Fermentation verwendet werden. Auch sind alle dem Fachmann bekannten Fermentersysteme einsetzbar. Zu den Einzelheiten siehe Crueger, Seiten 50 bis 70. Die Verwendung der Mikroemulsionen ist auch nicht auf bestimmte Mikroorganismen begrenzt, vielmehr lassen sich die Emulsionen zur Herstellung oder Umwandlung aller dem Fachmann durch Fermentation bekannten Verbindungen einsetzten. Neben den klassischen Fermentationsverfahren, die überwiegend zu Synthese von Antibiotika eingesetzt werden, (vergl. a. a .O. Crueger, Seiten 197 bis 242) eignen sich die beschriebenen Emulsionen aber auch zum Einsatz bei mikrobiellen Transformationen ("Bioconversion"), z. B. der Transformation von Steroiden und Sterinen, von Antibiotika und Pestiziden oder der Herstellung von Vitaminen (vergl. Crueger, Seiten 254 bis 273). Bevorzugt ist aber die Verwendung in Fermentationsprozessen zur Herstellung von Antibiotika, beispielsweise Chephalosporinen, Tylosin oder Erythromycin.The microemulsions described can be used according to the invention in fermentation processes of all kinds can be used. All known to the expert can Process configurations, e.g. B. batch or fed batch and continuous fermentation be used. All fermenter systems known to the person skilled in the art can also be used. For details, see Crueger, pages 50 to 70. The use of the microemulsions is also not limited to certain microorganisms, but rather the emulsions for the production or conversion of all known to those skilled in the art by fermentation Use connections. In addition to the classic fermentation processes, which are predominantly too Synthesis of antibiotics are used (see loc. Cit. Crueger, pages 197 to 242) However, the emulsions described are also suitable for use in microbial Transformations ("bioconversion"), e.g. B. the transformation of steroids and sterols, of antibiotics and pesticides or the production of vitamins (see Crueger, pages 254 to 273). However, use in fermentation processes for production is preferred of antibiotics, for example chefalosporins, tylosin or erythromycin.

In der Regel werden die Mikroemulsionen der wäßrigen Fermentationsbrühe, welche die Mikroorganismen sowie die Stickstoffquelle und Spurenelemente und ggf. weitere Hilfsstoffe, insbesondere Entschäumer, enthält, in geeigneter Weise zudosiert. Als Stickstoffquellen kommen beispielsweise in Betracht: Pepton, Hefe- oder Malzextrakt, Maisquellwasser, Harnstoff oder Lecithine. Die Spurenelemente können in Form anorganischer Salze anwesend sein, beispielsweise Natrium- oder Kaliumnitrat, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat, Eisensulfat etc. Es kann auch vorteilhaft sein, den Mikroemulsionen selbst weitere Zusatzstoffe, wie Entschäumer oder Stickstoffquellen zuzusetzen. As a rule, the microemulsions of the aqueous fermentation broth, which the Microorganisms as well as the nitrogen source and trace elements and possibly other auxiliary substances, especially defoamer, contains, metered in a suitable manner. As nitrogen sources For example, peptone, yeast or malt extract, corn steep liquor, Urea or lecithins. The trace elements can be in the form of inorganic salts be present, for example sodium or potassium nitrate, ammonium nitrate,  Ammonium sulfate, iron sulfate etc. It can also be advantageous to use the microemulsions themselves add other additives such as defoamers or nitrogen sources.  

BeispieleExamples

Es wurden verschiedene Mikroemulsionen durch Mischen der Ausgangsstoffe hergestellt. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Tröpfchengröße wurde mit einem Coulter N4 Plus Submicron Particle Sizer gemessen. Der Meßwinkel betrug 90°. Die Emulsionen eignen sich beispielsweise als alleinige Nährstoffquelle für Fermentationsprozessen und können direkt der wäßrigen Fermentationsbrühe zugesetzt werden.Various microemulsions were made by mixing the starting materials. The Compositions are listed in Table 1. The droplet size was measured with a Coulter N4 Plus Submicron Particle Sizer measured. The measuring angle was 90 °. The For example, emulsions are the only source of nutrients for Fermentation processes and can be added directly to the aqueous fermentation broth become.

Tabelle Ia Table Ia

Claims (10)

1. Verwendung von O/W-Emulsionen, enthaltend mindesten Wasser, Emulgatoren sowie eine Ölphase, die eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus den Gruppen
  • a) der Fettsäuremethylester und/oder
  • b) der Triglyceride pflanzlichen Ursprungs enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion eine Tröpfchengröße im Bereich von 1 bis 50 nm aufweist, in Fermentationsverfahren.
1. Use of O / W emulsions containing at least water, emulsifiers and an oil phase, the one or more compounds selected from the groups
  • a) the fatty acid methyl ester and / or
  • b) contains the triglycerides of plant origin, characterized in that the emulsion has a droplet size in the range from 1 to 50 nm, in fermentation processes.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die eine mittlere Tröpfchengröße im Bereich von 10 bis 50 nm, vorzugsweise 10 bis 30 nm aufweisen.2. Use according to claim 1, characterized in that emulsions are used which have an average droplet size in the range from 10 to 50 nm, preferably 10 up to 30 nm. 3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die Wasser in Mengen von 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise von 30 bis 80 Gew.-% und insbesondere von 30 bis 60 Gew.-% enthalten.3. Use according to claims 1 and 2, characterized in that emulsions be used, the water in amounts of 20 to 90 wt .-%, preferably 30 Contain up to 80 wt .-% and in particular from 30 to 60 wt .-%. 4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, welche die Ölphase in Mengen von 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% und insbesondere von 30 bis 60 Gew.-% enthalten.4. Use according to claims 1 to 3, characterized in that emulsions be used, the oil phase in amounts of 10 to 80 wt .-%, preferably Contain 30 to 70 wt .-% and in particular from 30 to 60 wt .-%. 5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die in der Ölphase Fettsäuremethylester der Formel (I) enthalten,
R1-COO-R2 (I)
wobei R1 für eine Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen steht und R2 einen Methylrest bedeutet. 5. Use according to claims 1 to 4, characterized in that emulsions are used which contain fatty acid methyl esters of the formula (I) in the oil phase,
R 1 -COO-R 2 (I)
where R 1 is an alkyl radical having 6 to 22 carbon atoms and R 2 is a methyl radical. 6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die in der Ölphase Methyloleat, Methylpalmitat, Methylstearat und/oder Methylpelargonat enthalten.6. Use according to claims 1 to 5, characterized in that emulsions used in the oil phase methyl oleate, methyl palmitate, methyl stearate and / or contain methyl pelargonate. 7. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die in der Ölphase Kokos-, Sonnenblumen- und/oder Rapsöl enthalten.7. Use according to claims 1 to 6, characterized in that emulsions are used that contain coconut, sunflower and / or rapeseed oil in the oil phase. 8. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die als Emulgatoren Alkylolioglycoside enthalten.8. Use according to claims 1 to 7, characterized in that emulsions are used, which contain alkyl oligoglycosides as emulsifiers. 9. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die 20 bis 90 Gew.-% und vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-% und insbesondere 30 bis 60 Gew.-% Wasser enthalten.9. Use according to claims 1 to 8, characterized in that emulsions are used, the 20 to 90 wt .-% and preferably 30 to 80 wt .-% and contain in particular 30 to 60 wt .-% water. 10. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Emulsionen verwendet werden, die Emulgatoren in Mengen von 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 15 bis 40 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 20 bis 35 Gew.-% enthalten.10. Use according to claims 1 to 9, characterized in that emulsions are used, the emulsifiers in amounts of 10 to 50 wt .-%, preferably in Amounts from 15 to 40% by weight and especially in amounts from 20 to 35% by weight contain.
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