DE2105189B2 - Verfahren zur herstellung von l-methionin auf mikrobiologischem wege - Google Patents

Description

Beispiel

Zur Fermentation wird die gegen v-Methylmethionm resistente Mutante Corynehacterium glutamicum ATCC 21 608 verwendet. Diese Mutante wurde r.ach üblichen Methoden aus Corynebacterium glutamicum ATCC 13 032 isoliert.

Ein 2⁰Z₀ GIl se, 1 °/₀ Pepton, 1 % Hefeextraki und 0.3% Natriumchlorid enthaltendes Anzuchtmedium wird beimpft und 24 Stunden bei 30"C schüttelnd inkubiert.

Es wird ein Nährmedium hergestellt, das 10% Glucose, 0,05% K,HPO₄. 0,05% KH^PO₄, 2% (NHj)₂SO₄, 0,025% MgSO₄ · 7H„O, 0,001% FeSO₄ ■ 7H₂O, 0,001% MnSO₄-4H₂O, 0,5% enzymatisch abgebautes Kasein, 20 μg Biotin/Liter, 2 mg Thiaminhydrochlorid/Liter und 2% CaCO₃ enthält. Der pH-Wert des Nährmediums wird gegebenenfalls auf 7,2 eingestellt. 10 ml dieses Nährmediums werden nach der Sterilisation in einem 250 ml Erlenmeyerkolber. mit 1 ml der gezüchteten Vorkultur beimpft. Die Fermentation wird 72 Stunden bei 30'C unter Schütteln durchgeführt. Nach dieser Zeit enthält die Kulturbrühe 3,4 mg L-Methionin/ml. Nach Entfernen der Zellen des Mikroorganismus und der übrigen Feststoffe wird das i.-Methionin aus der Kulturbrühe mit Hilfe eines Ionenaustauschverfahrens isoliert. Die Ausbeute an L-Methionin beträgt 1,9 g/Liter Kulturbiühe.

Im Vergleich dazu erhält man beim Verfahren der USA.-Patentschrift 3 219 543 nach etwa lOOstündiger Züchtung 0,3 bis 0,8 g Methionin pro Liter Kulturfiüssigkeit.

Claims (1)

1 2

Der Stamm Corynebacterium glutamicum ATCC

Patentanspruch: 21608 ist regen \-MethyImethionin rcsistcnt, d.h..

daß das Wachstum dieses Stammes durch diese Yer-

Yerfahren zur Herstellung von L-Methionin bindung nicht gehemmt wird. Zur Feststellung dieser

durch aerobes Züchten eines Mikroorganismus in 5 Resistenz prüfte man, ob diese Mutante in einem

einem hierfür üblichen wäßrigen Nährmedium bei \-Methylmethionin enthaltenden Nährmedium wuchs,

hierfür üblichen Temperatur- und pH-Wert-Ver- Im allgemeinen arbeitet man mit einer \-Melhylmcth-

hältnissen. dadurch gekennzeichnet. ionin-Konzentration von 500 v/ml Nährmedium,

daß man als Mikroorganismus Corynebacterium Die Herstellung von L-Methionin erfolgt im Ver-

glutamicum ATCC 21 608 einsetzt. " io fahren &er Erfindung durch Fermentation des genannten Mikroorganismus unter aeroben Bedingungen.

in einem wäßrigen Nährmedium in Schüttel- oder

Submerskultur. Die Fermentationstemperatur und der pH-Wert des Nährmediums werden so gewählt, daß

i.-Methionin ist eine schwefelhaltige, für Tiere 15 man bei den für den fermentierten Mikroorganismus

essentielle Aminosäure, die häufig als Futterzusatz, optimalen Bedingungen arbeitet. Das Verfahren der

z. B. in Rindetfutter, verwendet wird. Das L-Meth- Erfindung wird bei Fermentationstemperaturen von

ionin wird ferner als lipotropes Mittel und zur Behänd- etwa 20 bis etwa 40⁰C und bei pH-Werten in der Nähe

lung von Leberkrankheiten bei Tieren verwendet. Es des Neutralpunktes, d. h. bei üblichen Fermentierungs-

wurde deshalb intensiv nach einem Verfahren zur 20 bedingungen, durchgeführt.

billigen Herstellung von i.-Methionin gesucht. Im Verfahren der Erfindung können sowohl synthe-Bisher bestanden nur beschränkte Möglichkeiten tische als auch komplexe Nährmedien verwendet werzur Herstellung von L-Methionin. So wird z. B. nach den, vorausgesetzt, daß das Nährmedium eine Kohleneinem bekannten Verfahren eine Racemattrennung stoff- und eine Stickstoffquelle, anorganische Verbinvon synthetisch hergestelltem dl-Methionin in die 25 düngen und geringe Mengen zusätzlicher Nährstoffe optischen Antipoden durchgeführt. Nach einem ande- enthält, die für das Wachstum des verwendeten Mikroren Verfahren wird L-Methionin durch Hadrolyse von Organismus erforderlich sind. Als Kohlenstoffquelle Proteinen hergestellt. L-Methionin kann ferner auf können z. B. Kohlenhydrate, wie Glucose, Fructuose, mikrobiologischem Wege durch Fermentation von Saccharose, Maltose, Mannose, Stärke, flüssiges Mikroorganismen der Gattungen Microbacterium und 30 Stärkehydrolysat und Melasse, mehrwertige Alkohole. Streptomyces in einem kohlenwasserstoff haltigen Nähr- wie Glycerin, und Carbonsäuren, wie Brenztraubenmedium (USA.-Patentschrift 3 219 543) hergestellt säure, Fumarsäure, Milchsäure und Essigsäure verwerden. In der deutschen Auslegeschrift 1 293 776 ist wendet werden. Als Stickstoffquelle können z. B. Amein Verfahren zur Herstellung von L-Methionin be- moniak, Harnstoff, anorganische oder organische schrieben, bei dem y-Methylmercapto-\-hydroxybut- 35 Ammoniumverbindungen, wie Ammoniumchlorid, tersäure auf mikrobiologischem Wege in L-Methionin Ammoniumsulfat, Ammoniumcarbonat und Ammoumgevvandelt wird. Das Substrat y-Methylmercapto- niumacetat, und stickstoffhaltige organische Verbin- \-hydroxybuttersäure ist ein Zwischenprodukt zur düngen, wie Pepton, enzymatisch abgebautes Kasein, synthetischen Herstellung von nL-Methionin. In der Fleischextrakt, Hefeextrakt, Maisquellwasser. Kaseinfranzösischen Patentschrift 1 215 323 ist ein Verfahren 40 hydrolysat, Fischmehl und abgebautes Fischmehl, entzur Züchtung von Hefe mit erhöhtem Methionin- fetteter Sojabohnenpreßkuchen und dessen Abbaugehalt angegeben. produkte und Schmetterlingspuppenhydrolysat, vcr-Die beiden letztgenannten Verfahren sind jedoch wendet werden. Als anorganische Verbindungen könnicht zufriedenstellend, da teure Ausgangsmaterialien nen z. B. Dikaliumhydrogenphosf.hat, Kaliumdihybenötigt werden und die Ausbeute an L-Methionin ge- 45 drogenphosphat, Magnesiumsulfat, Natriumchlorid, ring ist. Daher wurde bisher synthetisch hergestelltes, Eis;n(II)-sulfat, Mangansulfat und Calciumcarbonat relativ billiges i>L-Methionin in großem Umfang ver- verwendet werden. Gegebenenfalls wird das Nährwendet. Synthetisch hergestelltes i)L-Methionin kann medium mit geringen Mengen von Nährstoffen verzwar als Futterzusatz in Rinderfutter verwendet wer- setzt, die für das Wachstum des verwendeten Mikroden, weist aber gegenüber der Verwendung von 50 Organismus erforderlich sind. Solche Nährstoffe sind L-Methionin Nachteile auf und kann für human- und z. B. Vitamine, Aminosäuren und organische Basen, veterinärmedizinische Zwecke nicht an Stelle von Vorzugsweise züchtet man zuerst eine Vorkultur des i.-Methionin verwendet werden. Mikroorganismus in einem Anziichtmedium. Das beAufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren impfte Anzuchtmedium wird unter günstigen Wachszur Herstellung von L-Methionin auf mikrobiologi- 55 tumsbedingungen inkubiert, bis eine zur Beimpfung schem Wege zur Verfügung zu stellen, das mit hoher des zur Fermentation verwendeten Nährmediums geAusbeute abläuft. Diese Aufgabe wird durch die Erfin- eignete Population gewachsen ist. Im allgemeinen sind dung gelöst. dazu Inkubationszeiten von etwa 24 Stunden ausGegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren reichend. Das mit der Vorkultur beimpfte Nährzur Herstellung von i.-Methionin durch aerobes 60 medium wird anschließend fermentiert, bis beträcht-Züchten eines Mikroorganismus in einem hierfür liehe Mengen von L-Methionin in der Kulturbrühe üblichen wäfJrigen Nährmedium bei hierfür üblichen vorliegen. Im allgemeinen fermentiert man 1 bis 5 Tage. Temperatur- und pH-Wert-Verhältnissen, das da- Nach Beendigung der Fermentation werden die Zellen durch gekennzeichnet ist, daß man als Mikroorganis- des Mikroorganismus von der Kulturbrühe abgemus Corynebacterium glutamicum ATCC 21 608 ein- 65 trennt. Das L-Methionin läßt sich leicht aus der KuI-setzt. turbrühe nach üblichen Methoden, z. B. mit Hilfe

Mit Hilfe des Verfahrens der Erfindung gelingt es, eines Ionenaustauschverfahrens, isolieren.

i.-Methionin in hoher Ausbeute herzustellen. Das Beispiel erläutert die Erfindung.