DE2038700C3 - Method for producing yeast cells - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Züchten von Hefezellen in einem wäßrigen Nährmedium und unter Bedingungen unter Verwendung von Erdölkohlenwasserstoffen als Kohlenstoffquelle. Das Verfahren führt zu einer wirksameren Assimilierung der Erdöl-Kohlenwasserstoffe, wobei Hefezellen mit erhöhter Ausbeute und mit erhöhtem Gehalt an Rohprotein produziert werden.The invention relates to a method for growing yeast cells in an aqueous nutrient medium and below Conditions using petroleum hydrocarbons as a carbon source. The procedure leads to a more effective assimilation of petroleum hydrocarbons, producing yeast cells with increased yield and are produced with an increased content of crude protein.
In den letzten Jahren hat das Schlagwort »Eiweiß aus Erdöl« weltweite Aufmerksamkeit erlangt Zahlreiche Arbeiten über Protein aus Erdöl und Verfahren zu seiner kommerziellen Ausnutzung sind im Gange, da mit einem ernsthaften Nahrungsmangel für die Menschheit in der Zukunft gerechnet werden muß. Bis heute bestanden jedoch erhebliche Schwierigkeiten vom Standpunkt sowohl der Rohmaterialien als auch der Produktionskosten aus. Ein geeignefes Züchtungsverfahren zur kommerziellen Gewinnung von Eiweiß aus Erdöl unter Verwendung von n-Paraffinen wird daher dringend benötigt.In the last few years the catchphrase "protein from petroleum" has gained numerous worldwide attention Work on petroleum protein and methods for its commercial exploitation are ongoing since with a serious food shortage for mankind must be expected in the future. Til today however, there have been considerable difficulties from the standpoint of both raw materials and Production costs. A suitable breeding process for the commercial production of protein from Petroleum using n-paraffins is therefore urgently needed.
Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Arten von Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefen im Gemisch mit bestimmten Hefearten, die keine Kohlenwa-jserstoffe assimilieren, in Gegenwart von Erdöl-Kohlenwasserstoffen gezüchtet werden können, und daß als Ergebnis die Ausbeute und der Gehalt an Rohprotein der erhaltenen Zellen erheblich erhöht werden können.It has now been found that certain types of hydrocarbon assimilating yeasts in admixture with certain types of yeast that do not contain any hydrocarbons assimilate, can be grown in the presence of petroleum hydrocarbons, and that as a result the yield and the crude protein content of the cells obtained can be increased considerably.
Die Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefen, die gemäß der Erfindung verwendet werden, sind Candida tropicalis, Candida guilliermondii, Candida rugosa, Candida parapsilosis oder Candida lipolytica.The hydrocarbon assimilating yeasts used according to the invention are Candida tropicalis, Candida guilliermondii, Candida rugosa, Candida parapsilosis or Candida lipolytica.
Die keine Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefen, die gemäß der Erfindung angewendet werden, sind Trichosporon pullulans, Trichosporon cutaneum, Candida utilis, Rhodotorula rubra, Rhodotorula minuta, Torulopsis pseudaeria sowie Debaryomyces hansenii.The non-hydrocarbon assimilating yeasts employed according to the invention are Trichosporon pullulans, Trichosporon cutaneum, Candida utilis, Rhodotorula rubra, Rhodotorula minuta, Torulopsis pseudaeria and Debaryomyces hansenii.
Als jede der Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefearten einzeln unter aeroben Bedingungen 48 Stunden lang in einem Züchtungsmedium mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung gezüchtet wurde, ergab sich ein Assimilationsgrad von etwa 60 bis 95% und in den erhaltenen Zellen ein Gehalt an Rohprotein von 35 bis 55%. Als jedoch die Kohlenwasserstoffe assimilierende Hefe im Gemisch mit einer keine Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefe, z. B. Trichosporon pullulans (mit einem Einimpf-Verhältnis von 1:1) aerob 48 Stunden lang in demselben Züchtungsmedium gezüchtet wurde, betrug der Assimilationsgrad etwa 90 bis 110% und der Gehalt an RohDrotein in den Zellen etwa 55 bis 65%.As each of the hydrocarbon assimilating yeasts individually under aerobic conditions 48 Cultured for hours in a culture medium having the composition shown in Table 1 was found to have a degree of assimilation of about 60 to 95% and a content of in the cells obtained Crude protein from 35 to 55%. However, as the hydrocarbons assimilating yeast mixed with a no hydrocarbon assimilating yeast, e.g. B. Trichosporon pullulans (with an inoculation ratio of 1: 1) was aerobically grown for 48 hours in the same culture medium, the degree of assimilation was about 90 to 110% and the content of crude protein in the cells about 55 to 65%.
Mit der Bezeichnung »Einimpf-Verhältnis« oder »Mischung»-Verhältnis«, wie sie hier verwendet werden, wird das Verhältnis der Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefe zu der mit ihr zu vermischenden, keine Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefe bezeichnet. With the term "vaccination ratio" or "Mixture" ratio, "as used here, the ratio of the yeast assimilating hydrocarbons to that to be mixed with it, not called hydrocarbon assimilating yeast.
Harnstoffurea
75%ige Phosphorsäure75% phosphoric acid
pH-Wert 5,0 g
2,7 ml
2,0 g
2,0 g
0.03 g
0.1g
1,0 g
1 Liter
5,0pH 5.0 g
2.7 ml
2.0 g
2.0 g
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1.0 g
1 liter
5.0
Anmerkung:Annotation:
1. η-Paraffin wurde in einer Menge von 0,5 ml pro 30 ml des Züchtungsmediums nach der Sterilisation hinzugegeben.1. η-paraffin was added in an amount of 0.5 ml per 30 ml of the culture medium after sterilization added.
2. Diejenige Hefe, die keine Kohlenwasserstoffe assimiliert, wurde eingeimpft, nachdem sie in einem Malzextraktmedium an Stelle des Paraffinmediums vorgezüchtet und gründlich mit Wasser gewaschen worden war.2. The yeast that does not assimilate hydrocarbons was inoculated after being in a Malt extract medium is pre-grown in place of the paraffin medium and washed thoroughly with water had been.
Die Assimilationswirksamkeit und der Gehalt an Rohprotein in den erhaltenen Hefez-sllen können also durch eine gemischte Kultur von Kohlenwasserstoffe assimilierenden Hefen mit solchen, die keine Kohlenwasserstoffe assimilieren, merklich erhöht werden. Bei der gemischten Kultur der beiden Arten von Stämmen oxydiert die Kohlenwasserstoffe assimilierende Hefe das η-Paraffin zu wasserlöslichen Stoffwechselprodukten, Fettsäuren, organischen Säuren, Vitaminen usw., während diejenige Hefe, die keine Kohlenwasserstoffe assimiliert, durch Ausnutzung dieser Stoffwechselprodukte und Vitamine (insbesondere Vitamin Bi) wächst. Andererseits produziert der Stamm, der keine Kohlenwasserstoffe assimiliert, eine wachstumsfördernde Substanz, die von dem Kohlenwasserstoffe assimilierenden Stamm benötigt wird. Es wird angenommen, daß sie einander ergänzend wachsen, und daß dieser synergistische Effekt die ausgezeichneten Ergebnisse hervorruft. Das charakteristische Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Stämme, die keine Kohlenwasserstoffe zu assimilieren vermögen, unter Ausnutzung von Stoffwechselprodukten wachsen, welche von Kohlenwasserstoffe assimilierenden Stämmen produziert worden sind, wobei nicht nur eine verbesserte Assimilationswirksamkeit, sondern auch eine Verminderung des biochemischen Sauerstoffbedarfs und des chemischen Sauerstoffbedarfs in der Abfallflüssigkeit erreicht werden.The assimilation efficiency and the content of crude protein in the yeast sllen obtained can therefore by a mixed culture of hydrocarbons assimilating yeasts with those that do not contain hydrocarbons assimilate, be noticeably increased. When the mixed culture of the two kinds of tribes the yeast assimilating hydrocarbons oxidizes the η-paraffin to water-soluble metabolic products, Fatty acids, organic acids, vitamins, etc., while the yeast which does not assimilate hydrocarbons, by utilizing these metabolic products and vitamins (especially vitamin Bi) is growing. On the other hand, the strain that produces no hydrocarbons assimilated, a growth-promoting substance assimilated by the hydrocarbons Trunk is needed. It is believed that they grow complementarily and that they grow synergistically Effect that produces excellent results. The characteristic feature of the invention is in that tribes that are unable to assimilate hydrocarbons, using metabolic products grow produced by hydrocarbon-assimilating strains, whereby not only an improved assimilation efficiency but also a decrease in the biochemical Oxygen demand and chemical oxygen demand in the waste liquid can be achieved.
Die Erdöl-Kohlenwasserstoffe sind geradkettige, aliphatische Kohlenwasserstoffe (η-Paraffine) mit 9 bis 30 Kohlenstoffatomen pro Molekül oder Erdölfraktionen, die reich an geradkettigen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen sind.The petroleum hydrocarbons are straight-chain, aliphatic hydrocarbons (η-paraffins) with 9 to 30 carbon atoms per molecule or petroleum fractions rich in straight-chain, aliphatic hydrocarbons are.
Es wird ein wäßriges Züchtungsmedium verwendet, in welchem neben den Erdöl-Kohlenwasserstoffen eine anorganische oder organische Stickstoffquelie, z. B. Ammoniak, Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid oder Harnstoff, eine Phosphorsäurequelle, z. B. Phosphorsäure, Monokaliumphosphat oder Dikaliumphosphat, ein anorganisches Salz, z. B. ein Kairum-, Magnesium-, Eisen- oder Zinksalz wie Kaliumchlorid, Magnesiumsul-An aqueous culture medium is used in which, in addition to the petroleum hydrocarbons, a inorganic or organic nitrogen source, e.g. B. Ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride or urea, a source of phosphoric acid, e.g. B. phosphoric acid, Monopotassium phosphate or dipotassium phosphate, an inorganic salt, e.g. B. a kairum, magnesium, Iron or zinc salt such as potassium chloride, magnesium sulfate
fat, Zinksulfat, Eisen(H)-sulfat oder Eisei<lII)-sulfat, und gegebenenfalls ein organisches Salz wie Eisenzitrat oder Ammoniumacetat erforderlich sind. Weiterhin können MaisqueDwasser, Hefeextrakt oder Pepton hinzugegeben werden, um das Wachstum der Hefen zu beschleunigen. Der pH-Wert des Züchtungsmediums beträgt 3,5 bis &fi. Die Züchtung wird bei einer Temperatur von 25 bis 400C, am besten von 27 bis 35°C durchgeführt. Die Konzentration der Erdöl-Kohlenwasserstoffe liegt normalerweise im Bereich von 0,01 bis 1%. Es wird das Züchtungsmedium mit einem Gas, das freien Sauerstoff enthält, während der Züchtung belüftet Das Vermischen der beiden Arten von Stämmen wird zu Beginn der Züchtung durchgeführt jedoch ist es auch möglich, einen der Stämme im Verlaufe des Fermentationsprozesses einzuimpfen. Das Mischungsverhältnis, das entsprechend den verwendeten Stämmen und den Züchtungsbedingungen variiertfat, zinc sulfate, iron (H) sulfate or Eisei <lII) sulfate, and optionally an organic salt such as iron citrate or ammonium acetate are required. Corn quench water, yeast extract or peptone can also be added to accelerate the growth of the yeast. The pH of the culture medium is 3.5 to & fi. The cultivation is carried out at a temperature of 25 to 40 0 C, preferably from 27 to 35 ° C. The concentration of petroleum hydrocarbons is normally in the range of 0.01 to 1%. The cultivation medium is aerated with a gas containing free oxygen during cultivation. The mixing of the two kinds of strains is carried out at the beginning of cultivation, but it is also possible to inoculate one of the strains in the course of the fermentation process. The mixing ratio, which varies according to the strains used and the growing conditions
werden kann, liegt im allgemeinen innerhalb des in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Bereichen.is generally within the range in the the following examples.
Die Erfindung wird weiterhin durch die nachfolgenden Beispiele erläutertThe invention is further illustrated by the following examples
Die Hefe Rhodotorula rubra, die keine Kohlenwasserstoffe assimiliert und verschiedene Kohlenwasserstoffe assimilierende Hefen, die in Tabelle 3 angegebenThe yeast Rhodotorula rubra, which does not contain hydrocarbons assimilated and various hydrocarbons assimilating yeasts given in Table 3
ίο sind, wurden gemeinsam gezüchtet In 500-ml-Kolben wurden 30 ml des in Tabelle 1 aufgeführten Züchtungsmediums eingegossen. Eine in Bierwürze vorgezüchtete Hefe wurde nach dem Waschen mit Wasser so eingeimpft daß sich eine Zellkonzentration von etwa 1 χ 103ZmI ergab. Die Züchtung wurde 48 Stunden lang unter Schütteln bei 33° C durchgeführt Die Ausbeute und der Gehalt an Rohprotein der Hefezellen wurden bestimmt Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.ίο were cultured together. 30 ml of the culture medium listed in Table 1 was poured into 500 ml flasks. A yeast pre-grown in beer wort was inoculated after washing with water in such a way that a cell concentration of about 1 10 3 ZmI resulted. The cultivation was carried out with shaking at 33 ° C. for 48 hours. The yield and the crude protein content of the yeast cells were determined. The results are shown in Table 2.
Hefeart, die Kohlenwasserstoffe assimiliertType of yeast that assimilates hydrocarbons
Einzelne Züchtung ZellausbeuteSingle culture cell yield
Rohproteingehalt Crude protein content
Gemeinsame ZüchtungJoint breeding
Zellausbeute RohproteinCell yield of crude protein
gehaltsalary
Candida tropicalis
Candida parapsilosisCandida tropicalis
Candida parapsilosis
91,3
70,691.3
70.6
51,2
46,851.2
46.8
108.6
90,8108.6
90.8
55,7
50,155.7
50.1
Die Kohlenwasserstoffe assimilierende Hefe Candida guilliermondii und die Hefe Trichosporon cutaneum, die keine Kohlenwasserstoffe assimiliert wurden aerob 48 Stunden lang in dem in Tabelle I gezeigten Züchtungsmedium gezüchtet Die erhaltene Vorkultur der beiden Stämme wurde in Verhältnissen vor- 100:0, 90:10, 80:20 bzw. 70:30 vermischt Jede der Mischungen wurde in einer Menge von 10% in 18 Liter eines Hauptzüchtungsmediums mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung, das sich in einem 30-Liter-Jar-Fermenter befand, eingeimpft Die eingeimpften Gemische wurden unter Rühren mit 100 UpM bei 33° C einer ansatzweisen Züchtung unterworfen, wobei mit 30 Litern Luft pro Minute belüftet wurde. Die für dieses Beispiel verwendeten Kohlenwasserstoffe bestanden aus n-Paraffinen mit einem spezifischen Gewicht von 0,792/40C, einer Reinheit von 99,7 Gew.-% n-Paraffin und 0,025 Gew.-% eines aromatischen Kohlenwasserstoffes. Die Ausbeute und der Gehalt an Rohprotein der Einimpf-Verhältnis ZellausbeuleThe hydrocarbon-assimilating yeast Candida guilliermondii and the yeast Trichosporon cutaneum, which do not assimilate any hydrocarbons, were aerobically grown for 48 hours in the growth medium shown in Table I. 20 and 70:30 mixed, respectively. Each of the mixtures was inoculated in an amount of 10% into 18 liters of a main growth medium having the composition shown in Table 1, which was placed in a 30-liter jar fermenter. The inoculated mixtures were inoculated with stirring subjected to batch cultivation at 100 rpm at 33 ° C., venting at 30 liters of air per minute. The hydrocarbons used for this example consisted of n-paraffins having a specific gravity of 0.792 / 4 0 C, a purity of 99.7 wt .-% n-paraffin and 0.025 wt .-% of an aromatic hydrocarbon. The yield and crude protein content of the inoculation ratio cell bulges
80:20
70:3080:20
70:30
109,2
110,6109.2
110.6
Rohproteingehalt (%)Crude protein content (%)
603
59,8603
59.8
Candida rugosa und Trichosporon pullulans als Einsaatkulturen wurden in den Verhältnissen 100:0, 70 :30 bzw. 30 :70 vermischt, und jedes der Gemische wurde in ein Hauptzüchtungsmedium in der in Beispiel 1 angegebenen Weise eingeimpft. Die Hauptzüchtung wurde kontinuierlich unter Verwendung eines Jar-Fermenters, der 18 Liter der Kulturflüssigkeit enthielt, unter Rühren mit 1000 UpM bei 33° C durchgeführt, wobei mit 20 Litern Luft pro Minute belüftet wurde.Candida rugosa and Trichosporon pullulans as seed cultures were in the proportions 100: 0, 70:30 and 30:70, respectively, and each of the mixtures was inoculated into a main growth medium in the manner set forth in Example 1. The main breed was continuously using a jar fermenter containing 18 liters of the culture liquid, carried out with stirring at 1000 rpm at 33 ° C., venting with 20 liters of air per minute.
Nach 68 Stunden wurden der Assimilationsgrad und der Gehalt an Rohprotein der Zellen ermittelt; die Ergebnisse sind in Tabelle 4 verzeichnet.After 68 hours, the degree of assimilation and the crude protein content of the cells were determined; the Results are shown in Table 4.
(%)Cell yield
(%)
gehalt(%)Crude protein
salary(%)
(%)Cell pouch
(%)
Rohprotein
(%)Salary
Crude protein
(%)
107392.5
1073
58,953.5
58.9
der EinsaatkulturenMixing ratio
of seed crops
109,6
114,394.9
109.6
114.3
59,8
60,354.2
59.8
60.3
70:30
30:70100: 0
70:30
30:70
90:10100: 0
90:10
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2038700A1 DE2038700A1 (en) | 1971-09-23 |
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