DE2018058B2 - Biotechnisches verfahren zur herstellung von glucose-isomerase - Google Patents

Biotechnisches verfahren zur herstellung von glucose-isomerase

Info

Publication number
DE2018058B2
DE2018058B2 DE19702018058 DE2018058A DE2018058B2 DE 2018058 B2 DE2018058 B2 DE 2018058B2 DE 19702018058 DE19702018058 DE 19702018058 DE 2018058 A DE2018058 A DE 2018058A DE 2018058 B2 DE2018058 B2 DE 2018058B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glucose
streptomyces
fructose
hours
glucose isomerase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19702018058
Other languages
English (en)
Other versions
DE2018058C3 (de
DE2018058A1 (de
Inventor
Charles Edward Elkart Ind. Brownewell (V.StA.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Corp
Original Assignee
Miles Laboratories Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miles Laboratories Inc filed Critical Miles Laboratories Inc
Publication of DE2018058A1 publication Critical patent/DE2018058A1/de
Publication of DE2018058B2 publication Critical patent/DE2018058B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2018058C3 publication Critical patent/DE2018058C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/90Isomerases (5.)
    • C12N9/92Glucose isomerase (5.3.1.5; 5.3.1.9; 5.3.1.18)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/822Microorganisms using bacteria or actinomycetales
    • Y10S435/886Streptomyces
    • Y10S435/902Streptomyces olivaceus

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Temperatur- und pH-Wert-Verhältnissen, da- Die USA.-Patentschrift 2 950 228 beschreibt ein
durch gekennzeichnet, daß man als Verfahren zur Umwandlung von Dextrose in Läyulose
Mikroorganismus Streptomycss olivaceus NRRL iq (Glucose in Fructose) mit HMe von Mikroorganismen,
3583 einsetzt wozu in den Beispielen 1 bis 3 Pseudomonas hydro-
phila und im Beispiel 4 ein spezieller Bacillus-Stamm genannt werden. Der im Beispiel 4 eingesetzte Bacillus-
Stamm ist nicht genau angegeben und ist daher nicht
15 als zum Stand der Technik gehörend anzusehen. Nach den übrigen Beispielen werden von der eingesetzten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Dextrose nur 11 bis 33 %, erfindungsgemäß aber mehr von Glucose-Isomerase durch aerobes Züchten eines als 40% in Fructose umgewandelt
Mikroorganismus der Gattung Streptomyces in einem Die britische Patentschrift 1103 394 betrifft die Xylose enthaltenden Nährmedium bei hierfür üblichen ao Umwandlung von Glucose in Fructose mit Hilfe von Temperatur- und pH-Wert-Verhältnissen. Mikroorganismen der Gattung Streptomyces. Dabei Süße Sirupe sind weitverbreitet und werden z. B. ist der Stamm Streptomyces albus YT-Nr. 4 nicht als beim Backen, bei der Herstellung von Konditorei- Stand der Technik anzusehen, da er nicht hinterlegt waren und in der Getränkeindustrie verwendet. Diese worden ist. Mit Streptomyces flavovirens, Strepto-Sirupe bestehen im allgemeinen aus Saccharose (Rohr- 25 myces echinatur und Streptomyces achromogenus zucker) oder Dextrose enthaltenden Produkten, die werden entsprechend Tabelle 1 Umwandlungen von bei der Stärkehydrolyse erhalten werden, als Haupt- allenfalls 20, 24 bzw. 36% erzielt, während die Umsüßungsmittel. Wenn ein Sirup benötigt wird, der Wandlung der Fructose mit Hilfe des erfindungsgesüßer ist als derjenige, der aus Saccharose erhalten mäßen Verfahrens mindestens 40% beträgt,
wird, wird ein Invertzucker-Sirup verwendet. Dieser 30 In der japanischen Patentschrift 7 428-66 sind zur wird durch saure Hydrolyse von Saccharose herge- Herstellung von Glucose-Isomerase verschiedene Arten stellt, wobei ein Gemisch aus ungefähr 50% Glucose von Streptomyces angegeben. Ein hinterlegter Stamm (Dextrose) und ungefähr 50% Fructose (Lävulose) ist nicht angegeben. Aus Tabelle 1 (Beispiel 2) dieser entsteht. Während Glucose etwas weniger süß ist als Patentschrift geht hervor, daß mit Streptomyces Sa-Saccharose, ist die Fructose süßer als Saccharose, so 35 vovirens die besten Ergebnisse erhalten wurden. Aus daß die Gesamtsüße, verglichen mit Saccharose, zu- dem Versuchsbericht (s. unten) ergibt sich, daß unter nimmt. Anwendung eines Mediums, das im wesentlichen dem Es ist bekannt, daß Dextrose unter alkalischen in Beispiel 2 dieser japanischen Patentschrift einge-Bedingungen in Fructose umgewandelt werden kann. setzten entspricht, für die Züchtung des Str. olivaceus Diese Umwandlung hat große potentielle Bedeutung 40 NRRL 3583 bzw. des Stammes Str. flavovirens, welfür die Herstellung von süßem Sirup. Die alkalische eher bei Northern Utilisation Research and Develop-Umwandlung hat jedoch keinen kommerziellen Erfolg ment Division, Agricultural Research Service of the gehabt, da die alkalische Reaktion zu einem uner- United States Department of Agriculture, Peoria, wünscht hohen Gehalt von Aschen in dem entstehen- Illinois, mit der Bezeichnung B 2685 erhältlich ist, im den Sirup führt, der nur unwirtschaftlich zu entfernen 45 Falle des Str. olivaceus NRRL 3583 wesentlich höhere ist. Der Sirup kann, ohne daß diese Aschen entfernt Glucose-Isomerase-Aktivitäten erhalten werden konnwerden, nicht verwendet werden. ten.
Es wurde dann versucht, Glucose enzymatisch in Auch in der japanischen Patentschrift 7 430-66 sind Fructose umzuwandeln. Aus der USA.-Patentschrift verschiedene Streptomyces-Stämme bzw. -Arten zur 2 950 228, der britischen Patentschrift 1103 394, den 50 Herstellung von Glucose-Isomerase beschrieben. Aus japanischen Patentschriften 7 428-66,7 430-66,7 832-66, den dort angegebenen Tabellen geht hervor, daß die 13 799-66 und 17 640-66 ist bekannt, daß Mikro- besten Ergebnisse mit Streptomyces achromogenes erorganismen von Pseudomonas hydrophilia, Bacillus, zielt werden. Ein hinterlegter Stamm ist nicht ange-Streptomyces, wie Streptomyces flavovirens, Strepto- geben. Wie aus dem Versuchsbericht (s. unten) hervormyces echinatur, Streptomyces achromogenus, Strepto- 55 geht, werden mit Hilfe des erfindungsgemäß angewandmyces albus u. ä., sowie von Lactobacillus fermenti in ten Stammes Streptomyces olivaceus NRRL 3583 einem geeigneten Nährmedium gezüchtet werden bessere Ergebnisse erhalten als mit dem zu Streptokönnen, wobei Enzyme gebildet werden, die Glucose- myces achromogenus gehörenden Stamm, der bei Isomerase-Eigenschaften besitzen. Diese bekannten Northern Utilisation Research and Development Divi-Verfahren setzten sich jedoch kommerziell nicht durch, 60 sion, Agricultural Research Service of the United da entweder die Ausbeuten an Enzym während des States Department of Agriculture, Peoria, Illiniois, mit Enzymproduktionsprozesses oder die Ausbeuten an der Bezeichnung B 2120 erhältlich ist, wenn beide in Fructose, wenn das Enzym zur Umwandlung von Xylose enthaltenden Nährmedien gezüchtet werden. Glucose verwendet wurde, zu gering waren. Wie aus den Tabellen der japanischen Patentschrift Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 65 7430-66 hervorgeht, liefern Xylose-haltige Medien von Glucose-Isomerase durch aerobes Züchten eines bessere Ergebnisse als Medien, die keine Xylose entMikroorganismus der Gattung Streptomyces in einem halten.
Xylose enthaltenden Nährmedium bei hierfür üblichen In der japanischen Patentschrift 17 640-66 sind 7
ωεβ!eben- <& 2^ Isomerase verwendet werden. Wahlweise können die
Si 8U ge^^et Sini Eia ZeUen durct Potion gewonnen und dann durch be-
ist mcht angegeben. Tn den dortigen kannte Verfahren aufgebrochen werden. Die ent-
^ÄL^nJ^^ £ ^ ^Streptomyces stehenden aufgebrochenen Zellen und ihr freigesetzter
phaeochromogenes emgesetzt. Wie aus dem Versuchs- 5 Zellinhalt können als QueUe für Glucose-Isomerase
beruht (s. unten) hervorgeht, fuhrt ein hinterlegter verwendet werden. Außerdem können die Zellen auch
Vertreter von Stoptomyces phaeochromogenus unter z. B. durch Ultraschall oder Homogenisierungsappa-
Anwendung enteprechender Nahrmedien zu weniger rate aufgebrochen und die Trümmer können durch
guten Ergebnissen als der erfindungsgemäß einge- Zentrifugation entfernt werden. Die überstehende
Su- ^Tv.Ai, », a ■ " ^üssigkeit kann direkt als Quelle für die Glucose-Iso-
u% S> S ^ Lna? Japanischen Patent- merase verwendet werden oder sie kann zu einem feinen schnft 7832-66 wird Streptomyces bobdiae emgesetzt. Pulver für spätere Verwendung lyophUisiert werden. Ein hinterlegte- Stamm ist nicht angegeben. Ein Ver- Das Enzym kann aus der oben beschriebenen Übertreter von Streptomyces bobihae führt jedoch nach stehenden Flüssigkeit auch durch bekannte Ausfäll-Tl *·Λ*Γ Γ obeP8enamite^ Japanischen Patent- 15 mittel, wie Methanol oder Ammoniumsulfat, ausgefällt schnft 7 430 zu weniger guten Ergebnissen als der dort werden
eingesetzte Stamm von Streptomyces achrcmogenes. Die Aktivität der erfindungsgemäßen Glucose-Iso-
Die japanische Patentschrift 13 799-66 betrifft die merase zur Fructoseerzeugung kann duich die fojgen-
Hersiellung von Fructose aus Glucose unter Anwen- den beiden Bestimmungsmethoden bestimmt werden, dung von Lactobacillus fermenti. 20
Dort ist angegeben, daß die Glucose-Isomerase des Bestimmungsmethode 1
Lactobacillus fermenti-Mycels unter bestimmten Be- Es wurde eine 50%ige (Gewicht/Volumen) wäßrige
dingungen nach 72stundiger Inkubation eine Glucose- Lösung von Glucose mit 0,005 m Ammoniumchlorid,
Umwandlung vor1 48% erreicht. Nach dem erfin- 0,1m Magnesiumsulfat und 0,001m Cobaltchlorid
dungsgemaßen Verfahren wird aber eine Glucose-Um- a5 hergestellt. Diese Lösung besaß einen pH-Wert von
Wandlung zu Fructose m Höhe von mindestens 40% 9,0. 5 ml der oben angegebenen gepufferten Glucose-
bereits innerhalb 1 Stunde erzielt. ]öSUng wurden mit 5 ml einer Glucose-Isomerase-
Der fur das erfmdungsgemaße Verfahren geeignete Lösung vermischt. Diese zuletzt genannte Lösung
Stamm gehört zu Streptomyces olivaceus. Er wurde kann eine Suspension von ganzen Bakterienrellen, eine
bei der Northern Utilisation Research and Develop- 30 Suspension von aufgebrochenen ZeUen oder die En-
ment Division, Agricultural Research Service of the zymlösung, die von den aufgebrochenen Zellen ge-
United States Department of Agriculture, Peoria, vrannen worden ist, sein. Das oben angegebene Ge-
Illinois, hinterlegt und erhielt die Nummer NRRL 3583. misch wurde gut geschüttelt und 60 Minuten auf 70° C
Diese Kultur ist für die Öffentlichkeit unbeschränkt erwärmt. 1 ml des entstehenden Reaktionsgemisches
erhältlich. 35 wurde weggenommen und mit 9 ml O,5n-Perchlor-
Der Streptomyces olivaceus NRRL 3583 wird auf säure vermischt. Es wurden mit Wasser weitere Ver-Agarschrägen gehalten und kann in einem Xylose ent- dünnungen hergestellt, wie sie notwendig waren, um haltenden Nährmedium gezüchtet werden. Günstiger- eine geeignete Endfarbe zu ergeben. Zu 1 ml des entweise enthält das Medium außerdem andere Kohlen- stehenden Gemisches wurde 0,2 ml einer l,5gewichtshydrate, eine Stickstoffquelle und anorganische Salze. 40 prozentigen Lösung von Cysteinhydrochlorid zuge-Typische Kohlenhydratquellen sind Maisstärke, Dex- geben. Hierzu wurden dann 6 ml eines Gemisches von trose, Lactose, Milchfeststoffe, Weizenkleie u. ä. Typi- 190 ml destilliertem Wasser und 450 ml konzentrierter sehe Stickstoffquellen sind Peptone, Hefeextrakt, Schwefelsäure zugegeben. Unmittelbar darauf wurden Fleischextrakt, Aminosäuren u. ä. Typische anorgani- 0,2 ml einer 0,12gewichtsprozentigen alkoholischen sehe Salze sind Natriumchlorid, Magnesiumsulfat u. ä. 45 Lösung von Carbazol zugegeben. Das gesamte Ge-Diese Kohlenhydrate, Stickstoffquellen und anorgani- misch wurde dann geschüttelt und 30 Minuten bei sehen Salze sind bekannt. Die in dem Wachstums- 400C stehengelassen. Die optische Dichte der entmedium verwendete Xylose kann in gereinigter Form stehenden purpurroten Farbe wurde dann gemessen, oder in Form eines rohen xylosehaltigen Materials wobei eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von vorliegen. 50 560 nm verwendet wurde. Die so erhaltenen Meßwerte
Der Streptomyces olivaceus NRRL 3583 wird gün- für die optische Dichte wurden mit den Werten auf
stigerweise unter Bedingungen der submersen Fermen- einer Standardkurve verglichen, auf der die Fructose-
tation ungefähr 20 bis ungefähr 50 h lang bei einer konzentration gegen die optische Dichte aufgetragen
Temperatur von ungefähr 15 bis ungefähr 350C ge- war. Der Prozentsatz von Glucose, die in Fructose
züchtet. Bei Temperaturen unterhalb ungefähr 15°C 55 umgewandelt worden war, wurde angegeben,
und bei Temperaturen oberhalb ungefähr 350C wird .
die Ausbeute an dem gewünschten Enzym ziemlich Bestimmungsmethode 2
niedrig. Die bevorzugte Wachstumstemperatur beträgt Es wurde eine 62,5%ige (Gewicht/Volumen) wäßrige
ungefähr 25 bis ungefähr 35°C. Es wird günstigerweise Lösung von Glucose hergestellt, indem man unter
Atmosphärendruck angewandt, aber Drücke oberhalb 60 Rühren langsam 625 g wasserfreie Glucose zu 300 ml
und unterhalb von Atmosphärendruck können ohne heißem destilliertem Wasser zugab. Die Lösung wurde
besondere Vorteile oder Nachteile angewandt werden. auf Zimmertemperatur abgekühlt und hierzu wurden
Der Anfangs-pH-Wert des Wachstumsmediums sollte 125 ml einer 1 m wäßrigen Lösung von Tris-(hydroxy-
zwischen ungefähr 6,8 und 7,1 liegen. methyl)-aminomethan vom pH-Wert 8,5, 125 ml einer
Die erfindungsgemäße Glucose-Isomerase wird in- 65 1 m wäßrigen Lösung von Magnesiumsulfat und 50 ml nerhalb der Bakterienzellen gebildet, die während ihrer einer 0,025 m wäßrigen Lösung von Cobaltchlorid zuProduktion wachsen. Die Zellen können von der Gär- gesetzt. Das entstehende Gemisch wurde dann mit brühe abfiltriert und direkt als Quelle für die Glucose- destilliertem Wasser auf 11 verdünnt.
10 ml der oben angegebenen Glucoselösung wurden mit 15 000 UpM 20 Minuten zentrifugiert, und die
in einen 25-ml-Meßkolben gegeben. Es wurde eine aus- optische Drehung (in Grad) der überstehenden
reichende Menge des zu untersuchenden Enzyms züge*· Flüssigkeit wurde durch bekannte Verfahren bestimmt,
geben, um zu einer Reduktion der spezifischen Rota- Es wurde eine Blindprobe auf die gleiche Weise, aber
tion von ungefähr 2,9 bis ungefähr 7,5° zu kommen, 5 ohne das Enzym, gemacht. Die optische Drehung der
wie später beschrieben wird, ©er Kolbeninhalt wurde Blindprobe wurde ebenfalls, bestimmt. Die spezifische
dann mit destilliertem Wasser auf 25 ml verdünnt und Rotation [χ]Ή der Probe bzw. der Blindprobe betrug
das entstehende Gemisch wurde 2 Stund«» bei 609e 2« oder den doppelten Wert der beobachteten optir
stehengelassen. Die Reaktion wurde dann durch Zu- sehen Drehung. Die prozentuale Umwandlung von
satz von 1 ml einer 0,5 m wäßrigen Lösung vo.n Per- io Glucose in Fructose wurde durch die folgende Formel
chlorsäure abgebrochen. Das Gemisch wurde dann ^berechnet:
Prozentuale Umwandlung = , JQQ
Diese Bestimmungsmethode wurde auch angewandt, Bedingungen in 1 Minute 1 μΜοΙ Glucose in Fructose um die Aktivität in GIucose-Isomerase-Einheiten zu ao umwandelt. Die Enzymaktiwität in Glucose-Iseaneraseberechnen, wobei eine Glucose-Isomerase-Einheit die Einheiten (GIE) der untersuchten Enzymprobe wurde Menge von Enzym bedeutet, die unter den angegebenen nach der folgenden Formel berechnet:
GIE/g oder OIE/1 = ^ gebildete Fructose · 0,0463
mg oder ml verwendetes Enzym
wobei die μg gebildete Fructose durch Multiplikation Fermentation wurde 24 Stunden lang bei 32° C fortgedes oben berechneten Wertes für die prozentuale setzt. Die Gärbrühe wurde mit 40000 UpM zentri-Glucose-Utnwandlung mit dem Faktor 6,25 · IG8 be- fugiert, um die Bakterienzellen abzutrennen. Die Zellen rechnet wurde. wurden dann gefroren und lyophilisiert. Die Aktivität Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele 35 des entstehenden Enzympulvers wurde durch die Benäher erläutert. Stimmungsmethode 2 bestimmt. Es ergab sich eine
Aktivität von 42,6% Umwandlung von Glucose in
Beispiel 1 Fructose.
Eine Kultur von Streptomyces olivaceus NRRL 40 B e i s ρ i e 1 3
3583 wurde in einen 250-ml-Kolben gegeben, der
100 ml eines wäßrigen Gemisches mit Γ,0% Xylose, Eine Kultur von Streptomyces olivaceus NRRL 3583
1,0% Pepton, 0,50% Fleischextrakt, 0,25% Hefe- wurde in ein Fermentationsgefäß gegeben, das wie im extrakt, 0,50% Natriumchlorid und 0,05% Magne- Beispiel 2 ausgerüstet war und 101 des im Beispiel 2 siumsulfat mit einem pH-Wert von 6,8 bis 7,0 enthielt. 45 beschriebenen Mediums enthielt. Es wurde mit Alle oben angegebenen Prozentgehalte sind in Ge- 400 UpM gerührt und Luft in einer Menge von wicht/Volumen angegeben. Der mit dem Bakterium 2 l/Minute durchgeleitet. Die Fermentation wurde geimpfte Kolbeninhalt wurde dann auf einem hin- und 48 Stunden bei 21 bis 310C fortgesetzt. Die Ferment hergehenden Schüttler mit einem Ausschlag von 5 cm tationszellen wurden abgetrennt, in einem Homo- und 176 Bewegungen pro Minute 24 Stunden lang bei 50 genisator aufgebrochen, und die Zelltrümmer wurden 30pC geschüttelt. Die Bakterienzellen wurden von der durch Zentrifugieren entfernt. Die entstehende überentstehenden Gärbrühe abfiltriert. Durch die Bestim-τ stehende Flüssigkeit wurde lyophilisiert und die Aktimungsmethode 1 wurde eine Umwandlung von minde- vität des Pulvers durch die Bestimmungsmethode 2 stens 40% Glucose in Fructose bestimmt. bestimmt. Man erhielt 320 GIE/g.
55 Die nach dem erfindungsgemäßea Verfahren hergei
^eispjel 2 stellte Glucose-Isomerase ist zur Umwandlung von
Glucose in Fructose unter anderen als den für die Be?
Eine Kultur von Streptomyces olivaceus NRRL 3583 Stimmung angewandten Bedingungen geeignet. Dies wurde unter Rühren in ein Fermentationsgefäß ge- wird im folgenden Beispiel beschrieben,
geben, das 101 eines wäßrigen Gemisches mit 0,7% 60
Xylose, 0,3% raffinierte Maisstärke, 1,0% Pepton,
0,5 % Fleischextrakt, 0,25 % Hefeexttakt, 0,50 % B P i s ρ 1 e 1 4
Natriumchlorid und 0,05% Magnesiumsulfat und
einem pH-Wert von 7,0 enthielt. Alle oben angege- Eine wäßrige QluGose-Lösung, die 25% (Gewicht/
benen Prozentwerte beziehen sich auf Gewicht/Volu- 65 Volumen) Glucose enthielt, wurde mit einigen Bakmen. Es wurde mit 400 UpM gerührt und Luft mit terienzellen vermischt, die entsprechend dem im Bei; einer Geschwindigkeit von 3 Volumina Luft pro spiel 2 angegebenen Verfahren gezüchtet worden Volumen des Mediums pro Minute durchgeleitet. Die waren. Die Aktivität der Bakterienzellen wurde ent
sprechend Methode 2 bestimmt, und die Zellen wurden in einer Menge von 1,5 GIE pro g Glucose in der Glucose-Lösung verwandt. Man ließ das entstehende Gemisch mit einem pH-Wert von 8,0 72 Stunden bei 600C reagieren. Die entstehende Lösung wurde entsprechend der Methode 2 untersucht, und es zeigte sich, daß eine Umwandlung von Glucose in Fructose von 40,7 % stattgefunden hatte.
Kultur
B 2120
B 2208
B 2685
B 3559
NRRL 3583
Versuchsbericht
Es wurden Versuche durchgeführt, um die Wirksamkeit verschiedener bekannter Streptomycesstämme bzw. der von ihnen produzierten Enzyme mit der erfindungsgemäß erhaltenen Glucose-Isomerase zu vergleichen. Dabei wurden neben dem erfindungsgemäß verwendeten Stamm Streptomyces olivaceus NRRL 3583 die folgenden bei der Northern Utilisation F-esearch and Development Division, Agricultural Research Service of the United States Department of Agriculture, Peoria, Illinois, hinterlegten Stämme untersucht.
B 2120 Streptomyces achromogenes,
B 2208 Streptomyces albus,
B 2685 Streptomyces flavovirens,
B 3559 Streptomyces phaeochromogenes.
Diese Kulturen wurden alle unter bekannten Bedingungen bei Raumtemperatur auf Agar gehalten, bis sie ausreichend Sporen gebildet hatten. Die Kulturen wurden dann im Kühlschrank bei 4° C aufbewahrt.
A. Es wurde ein erstes Wachstumsmedium hergestellt, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von 1 % Xylose, 1% Polypepton, 0,3% KSHPO4 und 0,1% MgSO4 · 7 H8O.
Außerdem wurde ein erstes Fermentationsmedium hergestellt, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von 3% Weizenkleie, 4% Maiswasser, 0,1% MgSO4-7H1O und 0,025% CoCIjS-OH2O. Der pH-Wert wurde mit NaOH auf 6,5 eingestellt
100 ml des oben angegebenen Wachstumsmediums wurden in fünf einzelne 250-ml-Weithals-Erlenmeyer-Kolben gegeben, und die Kolben und der Inhalt wurden 20 Minuten mit Dampf von 1,4 atü sterilisiert. Dann wurden Anteile der oben angegebenen Kulturen in die einzelnen Kolben gegeben und die beimpften Kolben 48 Stunden bei 30°C auf einem Rotationsschüttler mit 275 UpM inkubiert.
100 ml des oben angegebenen Fermentationsmediums wurden jeweils in fünf einzelne 250-ml-Weithals-Erlenmeyer-Kolben gegeben and die Kolben und der Inhalt 20 Minuten mit Dampf von 1,4 atü sterilisiert. Es wurden jeweils Anteile des oben angegebenen inkubierten Wachstumsmediums in einet Menge von 1 Volumenprozent in die einzelnen Kolben gegeben, und die so beimpften Kolben wurden 24 Stunden bei 300C auf einem Rotationsschüttler mit 270 UpM inkubiert. Dann wurden gleiche Anteile der einzelnen Kolbeninhalte entnommen und untersucht. Die Fermentation wurde dann unter den oben angegebenen Bedingungen bis zu einer Gesamtzeit von 48 Stunden fortgesetzt
Die Glucose-Isomerase-Aktrvität jedes Anteils der entstehenden Bakterienzellen wurde nach der Methode 2 bestimmt Man erhielt die folgenden Ergebnisse.
Glucose-Isomerase- (GIE/1.)
Aktivitä 48 Stunden
24 Stunden 0
0 0
0 0
0 79
0 263
0
B. Es wurde ein zweites Fermentationsmedium her gestellt, bestehend aus einer wäßrigen Lösung voi 0,5% Xylan, 1% Polypepton, 0,3% K8HPO4 um 0,1% MgSO4-7 H2O.
Einzelne Anteile des oben angegebenen erstei Wachstumsmediums wurden mit den fünf Kulturei beimpft und 48 Stunden bei 3O0C inkubiert. Danr wurden jeweils 100 ml des zweiten Fermentations'
_0 mediums in einzelne Kolben gegeben und mit Anteiler des inkubierten Wachstumsmediums beimpft und 2A bzw. 48 Stunden wie oben angegeben inkubiert. Die Glucose-Isomerase-Aktivität der einzelnen Probet wurde wie oben angegeben bestimmt. Man erhielt die
as folgenden Ergebnisse.
Kultur
B 2120
B 2208
B 2685
B 3559
NRRL 3583
Glucose-Isomerase- (Gffi/1.)
Aktivität 48 Stunden
24 Stunden 346
230 0
0 164
218 0
0 250
113
C. Es wurde ein zweites Wachstumsmedium hergestellt, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von 1 % Xylose, 1% Pepton, 0,5% Fleischextrakt, 0,25% Hefeextrakt, 0,5% NaQ und 0,05% MgSO4 · 7H1O. Der pH-Wert wurde mit NaOH auf 7,0 eingestellt
Es wurde ein drittes Fermentationsmedium hergestellt, das in seiner Zusammensetzung dem oben angegebenen zweiten Wachstumsmedium entsprach, mit der Ausnahme, daß an Stelle von 1 % Xylose ein Gemisch aus 0,7% Xylose und 0,3% Maisstärke verwendet wurde. Der pH-Wert wurde ebenfalls auf 7,0 eingestellt
Einzelne Anteile des oben angegebenen zweiten
-o Wachstumsmediums wurden mit den verschiedenen Kulturen beimpft und 24 Stunden bei 3O0C auf einem Rotationsschüttler mit 275 UpM inkubiert Jeweils 100 ml des oben angegebenen dritten Fermentationsmediums wurden in einzelne Kolben gegeben und nut
_5 2 Volumprozent des inkubierten Wachstumsmediunis beimpft und wie oben beschrieben 24 bzw. 48 Stunden inkubiert Die Glucose-Isomerase-Aktivität der einzelnen Proben wurden wie oben bestimmt
60 Gfacose-Isomerase-
Aktivitäl (GIE/1.)
24 Stunden | 48 Stunden
1112
390
1344
1064
1953
B 2120 .. -..
65 B2208 ..
B2685
1022
0
1757
892
2779
B3559
NRRL3583
309529/402
D. Es wurde ein viertes Fermentationsmedium hergestellt, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von 0,7% Xylose, 0,3% Maisstärke, 0,25% Hefehydrolysat und 2% Maiswasser. Der pH-Wert wurde mit Natriumhydroxid auf 7,2 eingestellt.
Es wurden einzelne Anteile des oben angegebenen vierten Fermentationsmediums mit den einzelnen Kulturen beimpft und 24 Stunden bei 300C auf einem Rotationsschüttler mit 275 UpM inkubiert. Es wurden nochmals jeweils 100 ml des oben angegebenen Fermentationsmediums in einzelne Kolben gegeben und mit 1 Volumenprozent des inkubierten Mediums beimpft und wie oben beschrieben 24 bzw. 48 Stunden inkubiert. Die Glucose-Isomerase-Aktivität der einzelnen Proben wurde wie oben beschrieben bestimmt. Man erhielt die folgenden Ergebnisse.
Kultur
Glucose-Isomerase- (GIE/1.)
Aktivität 48 Stunden
24 Stunden 1341
1300 0
0 1456
279 664
1000 3517
2674
B 2120
B 2208
B 2685
B 3559
NRRL 3583
Aus diesen Versuchsergebnissen geht hervor, daß Streptomyces olivaceus NRRL 3583 als einziger der hier eingesetzten Streptomycesstämme in allen angewandten Medien Glucose-Isomerase-Aktivität erzeugte und daß in nahezu allen Fällen eine höhere Glucose-Isomerase-Aktivität erhalten werden konnte als mit den übrigen Stämmen.

Claims (1)

1 , 2
Temperatur- und pH-Wert-Verhältnissen, das da-
Patentanspruch: durch gekennzeichnet ist, daß man als Mikroorganismus Streptomyces olivaceus NRRL 3583 einsetzt. Das
Verfahren zur Herstellung von Glucojse-Iso- dabei gebildete Enzym kann in guten Ausbeuten ermerase durch aerobes Züchten eines" Mikroprganis- 5 halten werden und besitzt bessere Eigenschaften für raus der Gattung Streptomyces in einem Xylose die Umwandlung von Glucose in Fructose als die bisenthaltenden Nährmedium bei hierfür üblichen her bekannten Enzyme.
DE2018058A 1969-04-16 1970-04-15 Biotechnisches Verfahren zur Herstellung von Glucose-Isomerase Expired DE2018058C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81681369A 1969-04-16 1969-04-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2018058A1 DE2018058A1 (de) 1971-01-28
DE2018058B2 true DE2018058B2 (de) 1973-07-19
DE2018058C3 DE2018058C3 (de) 1974-02-21

Family

ID=25221673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2018058A Expired DE2018058C3 (de) 1969-04-16 1970-04-15 Biotechnisches Verfahren zur Herstellung von Glucose-Isomerase

Country Status (13)

Country Link
US (1) US3625828A (de)
JP (1) JPS5538115B1 (de)
BE (1) BE748992A (de)
CA (1) CA920077A (de)
DE (1) DE2018058C3 (de)
DK (1) DK128125B (de)
FR (1) FR2043399A5 (de)
GB (1) GB1280396A (de)
IL (1) IL34186A (de)
IT (1) IT1045522B (de)
LU (1) LU60734A1 (de)
NL (1) NL7005183A (de)
NO (1) NO128540B (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL38715A (en) * 1971-04-22 1974-11-29 Miles Lab Production of glucose isomerase
US3779869A (en) * 1971-05-13 1973-12-18 Miles Lab Enzyme stabilization
USRE29152E (en) * 1971-09-17 1977-03-15 Cpc International Inc. Process for the enzymatic isomerization of dextrose to levulose
US3957587A (en) * 1973-11-21 1976-05-18 Cpc International Inc. Production of xylose (dextrose) isomerase enzyme preparations
IT1104769B (it) * 1977-07-05 1985-10-28 Snam Progetti Procedimento per la produzione di fruttosio e sciroppi contenenti fruttosio e glucosid e mezzi adatti per la realizzazione del procedimento stesso
US4308349A (en) * 1978-03-09 1981-12-29 The Dow Chemical Company Isomerization of glucose to fructose using glucose isomerase from ampullariella
US4212943A (en) * 1978-03-27 1980-07-15 Miles Laboratories, Inc. Production of bacterial cell aggregate
JPS54147992A (en) * 1978-05-12 1979-11-19 Cpc International Inc Production of fixed glucose isomerase
US4348481A (en) * 1979-11-29 1982-09-07 Institute Po Microbiologia Method of obtaining glucose isomerase
JPS6123090U (ja) * 1984-07-17 1986-02-10 株式会社デンソー 熱交換器
DK111185A (da) * 1985-03-12 1986-09-13 Novo Industri As Xyloseisomerase, fremgangsmaade til fremstilling deraf, immobiliseret xyloseisomerase og fremgangsmaade til isomerisering af glucose til fructose
US4920052A (en) * 1988-02-05 1990-04-24 Miles Inc. Process for producing glucose isomerase
EP2271766A2 (de) 2008-03-27 2011-01-12 Novozymes A/S Herstellung eines fermentationsprodukts aus lignocellulosehaltigem material
CN102171350B (zh) 2008-09-30 2013-09-11 诺维信北美公司 对用干酒糟预处理含木素纤维素材料的酶水解的改进
WO2010078391A2 (en) 2008-12-30 2010-07-08 Novozymes North America, Inc. Improvement of enzymatic hydrolysis of pretreated lignocellulose-containing material with dissolved air flotation sludge
US20120276585A1 (en) 2009-12-21 2012-11-01 Cofco Corporation Method for producing fermentation products from lignocellulose-containing material
EP3070171B1 (de) 2010-03-30 2018-06-13 Novozymes A/S Verfahren zur steigerung der nebenproduckte von fermentationsprozessen
CN103443281B (zh) 2010-07-07 2016-08-10 诺维信北美公司 发酵方法
WO2017205337A1 (en) 2016-05-23 2017-11-30 Dupont Nutrition Biosciences Aps Baking process and a method thereof
DE102017126092A1 (de) * 2017-09-27 2019-03-28 De Werth Group Ag Stützeinrichtung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1103394A (en) * 1965-05-11 1968-02-14 Agency Ind Science Techn A method of manufacturing syrup containing fructose from glucose by the use of an enzymatic process

Also Published As

Publication number Publication date
IT1045522B (it) 1980-05-10
IL34186A0 (en) 1970-05-21
GB1280396A (en) 1972-07-05
IL34186A (en) 1973-06-29
FR2043399A5 (de) 1971-02-12
LU60734A1 (de) 1970-07-01
DE2018058C3 (de) 1974-02-21
NL7005183A (de) 1970-10-20
US3625828A (en) 1971-12-07
CA920077A (en) 1973-01-30
JPS5538115B1 (de) 1980-10-02
NO128540B (de) 1973-12-03
BE748992A (fr) 1970-09-16
DE2018058A1 (de) 1971-01-28
DK128125B (da) 1974-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2018058B2 (de) Biotechnisches verfahren zur herstellung von glucose-isomerase
DE69116305T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Trehalulose und Isomaltulose
DE2400323C2 (de) Neue Glucose-Isomerase und ihre Herstellung
DE2245402C3 (de) Xyloseisomerase-Enzymzubereitung, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben
DE1442060A1 (de) Verfahren zur Herstellung und Verwendung von Amyloglucosidase
DE2939269A1 (de) Verfahren zur optischen trennung von d,l-2-amino-4-methylphosphinobuttersaeure
DE2406833C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines immobilisierten Glucoseisomeraseenzympräparates und seine Verwendung
DE1792748B2 (de) Verfahren zur Herstellung von glucoseisomerisierendem Enzym
DE2363285A1 (de) Verfahren zur herstellung von lapfelsaeure durch mikrobiologische fermentation und mittel zur durchfuehrung des verfahrens
DE2219713C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Glucose Isomerase
DE2406708C3 (de) Verfahren zum submersen, aeroben Züchten von Hefezellen
DE2223864A1 (de) Verbessertes Verfahren zur Erzeugung von Glucose-Isomerase
DE2164018B2 (de) Verfahren zur biotechnischen herstellung von uricase
DE68907490T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Glukose-Isomerase.
DE2239210C3 (de) Verfahren zur Herstellung von a- Galactosidase, die eine starke a- Galactosidase-Aktivität und eine äußerst geringe Invertase-Aktivität aufweist, und deren Verwendung zur Zerlegung von Raffinose
DE2600682A1 (de) Verfahren zur herstellung von l(+)-weinsaeure
DE2202701C3 (de) Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Zitronensäure
DE2829556A1 (de) Verfahren zur herstellung von fructose und sirups auf der basis von fructose sowie die mittel zu dessen durchfuehrung
DE2413939C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Fructose und Sirups, die Fructose und Glucose enthalten
AT337131B (de) Verfahren zur erzeugung von glucose isomerisierendem enzym
DE2011935B2 (de) Enzym mit der Fähigkeit zur Lyse der Zellen von Zahnkaries erzeugenden Mikroorganismen, Verfahren zur Herstellung dieses Enzyms sowie ein Präparat zur Verhütung und Behandlung von Zahnkaries
DE2108760B2 (de) Verfahren zur mikrobiologischen herstellung von jodinin
DE2017592A1 (en) Glucose-isomerase prepn using streptomyces
DE2554850C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Glucamylase und Nährmedium zur Durchführung dieses Verfahrens
DE2011811C (de) Verfahren zur Herstellung eines zell wandlosenden Enzyms

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: PETERS, G., RECHTSANW., 5090 LEVERKUSEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee