DE2108760A1 - Verfahren zur Herstellung von Jodimn - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Jodimn

Info

Publication number
DE2108760A1
DE2108760A1 DE19712108760 DE2108760A DE2108760A1 DE 2108760 A1 DE2108760 A1 DE 2108760A1 DE 19712108760 DE19712108760 DE 19712108760 DE 2108760 A DE2108760 A DE 2108760A DE 2108760 A1 DE2108760 A1 DE 2108760A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
iodine
hydrolyzed
liter
fermentation
medium
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
DE19712108760
Other languages
English (en)
Other versions
DE2108760B2 (de
Inventor
Julius Passaic Epps Richard H Jenkins Edward M Mont clair Tabenkin Benjamin Upper Mont clair NJ Berger (V St A )
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.)
F Hoffmann La Roche AG
Original Assignee
F Hoffmann La Roche AG
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 F Hoffmann La Roche AG filed Critical F Hoffmann La Roche AG
Publication of DE2108760A1 publication Critical patent/DE2108760A1/de
Publication of DE2108760B2 publication Critical patent/DE2108760B2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04Ortho-condensed systems
    • 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
    • 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
    • Y10S435/84Brevibacterium
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

DR. INC.Λ. VAN DCK WlRT)J D ix. IH AN / Ll D I K t K
2! HAMBURC VO n M I, N C M I N m>
WlHTO. M. IT«. It . TfI. -Ο«,,. TTC.«, IUClIi-CAMN..!. 1) ■ III mm·· .4.,. «6
München, 24. Februar 1971 RAN 4410/66
F. Hoffmann - La Roche & Co. Aktiengesellschaft
Basel/Schweiz
Verfahren zur Herstellung von Jodinin
In den letzten Jahren ist gefunden worden, daß Jodinin (1,6-Phenazindioi-5fiO-dioxyd) eine von etwa 20 Phenazinverbindungen ist, von denen bekannt ist, daß sie durch Mikroorganismen erhalten werden. Die jüngsten Entwicklungen auf dem Gebiet der Antibiotika haben Jodinin besonders interessant gemacht, da es in das neue und pharmazeutisch wertvolle Antibiotikum Myxin umgewandelt werden kann. Myxin wird auch durch Fermentation einer besonderen Species von Sorangium hergestellt. Dieses zuletzt erwähnte Fermentationsverfahren leidet jedoch unter dem Nachteil, daß das gewünschte
Endprodukt in schlechten Ausbeuten erhalten wird. Es liegt daher auf der Hand, daß ein Verfahren zur Herstellung von Jodinin, das zu guten Ausbeuten unter Ausnutzung von bereits erhältlichen Ausgangsmaterialien führt, eine wesentliche Bereicherung der Technik darstellen wird.
Die Entwicklung von synthetischen Wegen zu Myxin unter Verwendung
. - 109837/1125 ,
bu/he - 2 -
COPY
von Jodinin als Ausgangsmaterial stellt eine wesentliche Stufe dar, .um das wertvolle Antibiotikum Myxin in Ausbeuten zu erhalten, die wirtschaftlich vertretbar sind. Das Nichtvorliegen von großen Jodininmengen steht jedoch einer wirtschaftlichen Entwicklung des zuletzt erwähnten Syntheseweges im Wege. Es besteht daher ein Bedürfnis an einem leistungsfähigen Verfahren zur Herstellung des Ausgangsproduktes Jodinin in genügender Reinheit und in Ausbeuten, die groß genug sind, um den Anforderungen, die an ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren für Myxin gestellt werden, zu genügen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Jodinin, das zu einem genügend reinen Produkt und zu Ausbeuten führt, die ausreichen, um den Anforderungen, die an eine wirtschaftliche Herstellung von Myxin zu stellen sind, zu genügen.
In der Vergangenheit sind zwei grundsätzliche Wege zur Herstellung von Jodinin beschritten worden. In jedem Fall aber hat sich gezeigt, daß - zusammen mit den damit verbundenen technischen Schwierigkeiten - das Verfahren insofern unzureichend ist, als die Ausbeuten - obwohl sie für experimentelle Zwecke ausreichen - für wirtschaftliche Zwecke viel zu niedrig sind. Der erste Weg besteht in einer chemischen Synthese, bei der Jodinin durch Oxydation von 1,6-Dihydroxyphenazin erhalten wird. Die
109837/1125
Leistungsfähigkeit dieser Synthese wird jedoch durch die Schwierigkeiten beeinträchtigt, die mit dem Schützen der Hydroxylgruppen verbunden sind und mit der schlechten Löslichkeit der Reaktionspartner. Beim zweiten Weg sind verschiedene Fermentationsverfahren in dem Bemühen angewandt worden, ein leistungsfähiges Verfahren zur Jodininherstellung zu entwickeln. Diese Verfahren haben verschiedene Mikroorganismen benutzt, von denen gefunden wurde, daß sie Jodinin erzeugen, nämlich Brevibacterium iodinum, Microbispora aerata und Streptomyces thioluteus. Für deren Wachs- m turn wurden verschiedene Wachstumsmedien und Fermentationsbedingungen angewandt. In den meisten Fällen enthielt das Nährmedium etwa 1 % Difco Bacto Hefe und etwa 1 % Glukose.
In jedem Fall war das Fermentationsverfahren zeitraubend (es dauert etwa 2 Wochen), das Wachstumsmedium war außerdem sehr teuer für eine Verwendung im großen Maßstab und die Ausbeuten waren für wirtschaftliche Zwecke viel zu niedrig (d.h. geringer
als 0,2 g/Liter) . (Q
Wegen der bekannten Bedeutung von Myxin und dessen Verwendungsmöglichkeiten im großen Maßstab, ist die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens für Jodinin, das zu wirtschaftlichen Ausbeuten führt, von großer Wichtigkeit auf dem Gebiet der Antibiotika.
Es wurde nun gefunden, daß durch Ausnutzung von hochentwickelten
10 9 8 3 7/1125
21QS76G
Mikrobenstämmen des Organismus Brevibacterium iodinum und durch Züchtung dieser hochentwickelten Stämme in einem bestimmten Kulturmedium die Ausbeuten von Jodinin so gesteigert werden können, daß sie für wirtschaftliche Zwecke ausreichend sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Jodinin (l,6-Phenazindiol-5r10-dioxyd). Das gewünschte Endprodukt Jodinin hat die Formel: • O OH
OH
Diese Verbindung ist besonders interessant und wichtig wegen ihrer Strukturähnlichkeit mit dem bekannten pharmazeutisch wertvollen Antibiotikum Myxin und wegen der Entwicklung eines wirtschaftlich vertretbaren Syntheseweges von Jodinin zum Myxin.
Das erfindungsgemMße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß stark Jodinin erzeugende Stämme des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum ausgewählt werden, indem solche Mikroorganismen zur Kultivierung selektiert werden, die eine tiefpurpurne Färbung beim Koloniewachstum zeigen; daß die Kultivierung der ausgewählten stark Jodinin erzeugenden Stämme unter aeroben Bedingungen in einem flüssigen Nährmedium erfolgt, das etwa 0,2 - 5,0 Gew.-%
• - 5 -
109837/1125
eines komplexen stickstoffhaltigen Produktes, und zwar eines hydrolysierten Saatmehls und/oder hydrolysierten Bohnenmehls und/oder hydrolysierten Milchproduktes und/oder hydrolysierten Fleischproteins und/oder hydrolysierten Fischproteins, etwa 1,0 - 10,0 Gew.-% Kohlenhydrate und etwa 0,5 - 10,0 g/Liter eines oberflächenaktiven Mittels enthält, bis eine wesentliche Menge Jodinin erzeugt ist, und daß das so erhaltene Jodinin aus der Fermentationsbrühe abgetrennt wird.
Ein erfindungsgemäßes Merkmal bezieht sich daher auf eine einfache und leistungsfähige Methode zur Herstellung von wesentlichen Jodlninmengen durch Kultivierung von ausgewählten Stämmen des Organismus Brevibacterium iodinum.
Der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Mikroorganismus Brevibacterium iodinum wurde nach einem eingehenden Studium unter den verschiedenen bekannten Jodinin erzeugenden Organismen ausgewählt aufgrund seiner überlegenen Jodinin erzeugenden Lei- M stung.
Die hier beschriebene Species Brevibacterium iodinum umfaßt alle Stämme des Organismus, die das gewünschte Jodinin zu erzeugen vermögen, und die nicht mit Sicherheit von den oben erwähnten Stämmen unterschieden werden können, sowie deren Subkulturen, einschließlich der Mutanten und Varianten. Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner die Verwendung der aus dem be-
109837/1125
schriebenen Organismus durch verschiedene Mittel erhaltenen Mutanten, wie durch chemische Mutationsmittel, ultraviolette Strahlen, Röntgenstrahlen, Aussetzen von Phagen und dergl.. Eine Kultur des Organismus Brevibacterium iodinum ist in der Mikroorganismensammlung des US-Department of Agriculture, Northern Utilization Research and Development Division, Peoria, Illinois unter der Registriernummer 1536 erhältlich.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird das Fermentationsverfahren unter Ausnutzung hochentwickelter Mikrobenstämme des Organismus Brevibacterir. Iodinum ausgeführt. Aus der Mutterkultur werden die deutlich Jodinin erzeugenden Stämme entfernt und subkultiviert. Das Subkultivieren wird periodisch durchgeführt, so daß nur Mikroorganismen mit einer guten Jodinin erzeugenden Leistung beim Fermentationsprozeß verwendet werden.
Die Auswahl der stark Jodinin erzeugenden Mikroorganismen wird wie folgt durchgeführt. Eine Kultur des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum wird in einer sterilen Anreicherungsbrühe suspendiert. Wenn die Mikroorganismen gut in der Anreicherungsbrühe wachsen, wird eine kleine Menge der Brühe, die das Mikrobenwachstum enthält, auf angereicherte Nährbodenplatten aufgestrichen. Durch die Aufstreichimpfung werden einzelne Organismen auf den Nährboden gebracht, die sich anschließend zu Kolonien entwickeln. Jede Kolonie stellt eine relativ reine Kultur dar.
109837/1125
Die Kolonien, die eine tiefpurpurne Farbe haben, sind Stämme des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum, die eine gute Jodinin erzeugende Leistung aufweisen. Ein kleiner Anteil der einzelnen Kolonien, die diese tiefpurpurne Farbe haben, wird anschließend von der Nährbodenplatte genommen und in eine sterile Nährbrühe gebracht. Das Mikrobenwachstum, das sich in dieser Nährbrühe entwickelt, kann anschließend dazu verwendet werden, die Fermentationsbrühe zu inokulieren, die zur Kultivierung des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum verwendet wird. Λ
Stark Jodinin erzeugende Stämme des Brevibacterium iodinum können auch durch ultraviolette Strahlen oder chemische Behandlung einer Suspension von Bakterienzellen erhalten werden. Die chemische Behandlung kann unter Verwendung von Substanzen, wie beispielsweise Nitrosoguanidin, Stickstofflost, Natriumnitrit und dergl. erfolgen. Nitrosoguanidin wird bevorzugt. Die überlebenden einer Population, von der über 99 % der Zellen durch Bestrahlung oder chemische Behandlung getötet worden sind, wer- φ den anschließend, wie oben beschrieben, kultiviert, um das bei der Fermentation verwendete Inokulum herzustellen.
Ein wichtiges Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist die Zusammensetzung des zur Kultivierung des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum verwendeten Nährmediums. Es wurde gefunden, daß bestimmte Bestandteile, die im Nährmedium enthalten sind, wesentlich sind, um die gewünschten hohen Jodininmengen zu er-.
109837/ 1125
Ein Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht daher in der Kultivierung bis eine wesentliche Jodininmenge gebildet ist des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum unter aeroben Bedingungen in einem flüssigen Nährmedium, das etwa 0,2 - 5,0 Gew.-% eines komplexen stickstoffhaltigen Produktes nämlich eines hydrolysierten pflanzlichen und/oder tierischen Proteins, etwa 1,0 bis 10,O Gew.-% Kohlenhydrate und etwa 0,5 - 10,0 g/Liter eines oberflächenaktiven Mittels, und zwar eines polymeren Organosilikons, enthält, und im Abtrennen des so erhaltenen Jodinins aus der Fermentationsbrühe.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das wässrige Nährmedium zur Kultivierung des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum unter aeroben Bedingungen, um in wirtschaftlichen Ausbeuten Jodinin zu erhalten. Dieses Nährmedium besteht aus Wasser, etwa 0,2 - 5 Gew.-% eines komplexen stickstoffhaltigen Produktes, und zwar eines hydrolysieren Saatmehls und/oder hydrolysierten Bohnenmehls und/oder hydrolysierten Milchproduktes und/oder hydrolysierten Fleischproteins und/oder hydrolysierten Fischproteins, etwa 1,0 - 10,0 Gew.-% Kohlenhydrate, und zwar Glukose und/oder technische Glukose und/oder Invertmelasse und /oder Restmelasse, sowie etwa 0,5 - 10,0 g/Liter eines oberflächenaktiven Mittels, und zwar eines polymeren Organosilikons.
109837/1 125
Die wesentlichen Bestandteile des Nährmediums sind folgende: 1. Eine Stickstoffquelle. Die Stickstoffquelle für das Fermentationsmedium kann aus verschiedenen im Handel erhältlichen Hefen und aus von Hefen abgeleiteten Produkten, wie beispielsweise Difco Bacto Hefeextrakt und Brewer's getrocknete Hefe, sowie aus verschiedenen komplexen stickstoffhaltigen Produkten, die sich von Hausabfällen, Milchprodukten, Saat- und Bohnenmehl und dergl. ableiten, ausgewählt werden.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß eine Stickstoffquelle, die ein hydrolysiertes Protein enthält, die Jc ' inausbeute am meisten vergrößert. Bevorzugte Proteinquellen sind entfettete Saat- oder Bohnenmehle, wie beispielsweise Erdnußmehl, Sojabohnenmehl, Baumwollsaatmehl und dergl., entfettete Milchprodukte, wie beispielsweise Milchpulver oder Fleisch- oder Fischproteine,Die Hydrolyse dieser Proteinquellen kann durchgeführt werden, indem die an Protein reichen Materia- μ lien mit Enzymen behandelt werden, die reich an Proteasen sind. Geeignete Beispiele für proteolytische Enzyme, die sich für diese Zwecke eignen, sind Pflanzenproteasen (wie Feigenprotease, Bromelin, Papain), Bakterienprotease, Pilzprotease, Pepsin, tierische Diastase, Trypsin und Pancreatin oder deren Gemische. Die proteolytische Hydrolyse kann am besten ausgeführt werden, indem die Proteinquelle in einem wasserhaltigen Auflösungsmittel mit dem proteolytischen Enzym gemischt wird, das Gemisch inkubiert wird, um die Verdauung des Proteins zu ermöglichen, und
- 10 -10 9 8 3 7/1125
das erhaltene Verdaute in eine für die Zugabe zum Fermentationsmedium geeignete Form gebracht wird. Das Verdaute kann beispielsweise unmittelbar dem Medium zugesetzt werden oder es kann zunächst zu einem festen Stoff gefriergetrocknet und anschließend zugesetzt werden. Im Bedarfsfalle kann die Proteinzubereitung zunächst vor der Zugabe des proteolytischen Enzyms zum Sieden erhitzt werden. Dieses Sieden trägt dazu bei, das Protein zu denaturieren, unterstützt die Herabsetzung der mikroben Verunreinigungen während der Verdauung und führt eine teilweise Zersetzung des Protease inhibierenden Materiales herbei, das in bestimmten Proteinqueller Pfunden wird.
Neben den oben beschriebenen bevorzugten Proteinquellen gibt es auch im Handel erhältliche hydrolysierte Proteinquellen. Im Handel erhältliche Produkte, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind Enzym-hydrolysierte entfettete Rindermuskeln (Amber Laboratories, Enzym-hydrolysiertes Fleischprotein) , durch Enzym-hydrolysiertes entfettetes Sojaprotein (Sheffield Chemical Corp., Sojapepton), hydrolysierte Hausabfälle (packing house wastes) (Wilson Laboratories, Proto Peptone 366), Maiseinweichwasserfeststoffe und Baumwollsaatproteinhydrolysat. Von diesen Stickstoffquellen ist das Enzym-hydrolysierte entfettete Sojabohnenmehl am bevorzugtesten.
' Die Stickstoffquelle liegt im fertigen Nährraedium in Mengen von etwa 0,2 - 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 2,0 - 4,0 Gew.-% vor.
1098 37/1125
2. Kohlenhydratquelle. Die Kohlenhydratquelle kann aus verschiedenen Zucker- oder Stärkeprodukten, wie Glukose, Maltose, Sukrose, Laktose, Restmelasse, Invertmelasse, Mais- und Kartoffel-Stärke und dergl., oder deren Gemischen ausgewählt werden. Es ist gefunden worden, daß für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die leistungsfähigsten Kohlenhydratquellen Glukose, technische Glukose, Restmelasse und Invertmelasse, sind. Glukose und technische Glukose sind die bevorzugtesten Bestandteile.
Die Kohlenhydratquelle liegt in einer Menge von etwa 1-10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 2-5 Gew.-%, bezogen auf das fertige Nährmedium, vor.
3. Spurennährstoffe. Es wurde gefunden, daß die Zugabe von bestimmten Aminosäuren oder von B Vitaminen zum Nährmedium die Jodininausbeute beträchtlich steigert. Zusätzliche Spurennährstoffe, die die Jodininproduktion anregen, sind 1-Valin, 1-Leucin, 1-Lysin, 1-Methionin, 1-Tryptophan, 1-Phenylalanin, 1-Tyrosin, Calciumpantothenat und Folinsäure. 1-Valin und 1-Leucin führen zu den größten Ausbeutesteigerungen. Dem Medium kann ein Gemisch von Metallionen, wie K, Ca, Mg, Mn, Cu, Co, Zn, Fe, Mo, usw. sowie Anionen, wie PO4, zugesetzt werden, um das Wachstum und die Produktion zu steigern, wenn diese Ionen nicht bereits in dem natürlichen Medium vorliegen. Die Spurennährstoffe werden dem Nährmedium in einer Konzentration von etwa 0,001 - 1 g/Liter einverleibt. - 12 -
109837/1125
4. Oberflächenaktive Mittel. Durch die Zugabe von bestimmten oberflächenaktiven Verbindungen, d.h. von Verbindungen, die die Oberflächenspannung verändern, zum Fermentationsmedium wird die Jodininerzeugung beträchtlich angeregt. Es wurde besonders gefunden, daß oberflächenaktive polymere Organo-Silikone die wirksamsten oberflächenaktiven Mittel sind, um die Erzeugung von Jodinin anzuregen, wobei nicht-ionische Polyalkylenoxydsilan-Emulsionen am meisten bevorzugt werden. Die oberflächenaktiven Mittel werden dem Nährmedium in einer Menge von etwa 0,5 - 10,0 g/Liter einverleibt. Die bevorzugte Konzentration beträgt etwa 1,0 - 5,0 g/Liter.
Der Anfangs-pH der Fermentationsbrühe muß im Bereich von etwa 5,0 - 9,0 liegen. Während der Fermentation liegt das pH-Optimum im Bereich von 6,5 - 8,5. Der pH der Brühe wird durch Zugabe eines Alkalihydroxyds, wie Natriumhydroxyd, oder durch Zugabe einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure, eingestellt.
Ein weiteres Merkmal des Verfahrens der vorliegenden Erfindung betrifft die Kultivierung des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum unter aeroben Bedingungen in einem flüssigen Nährmedium, das eine Stickstoffquelle aus hydrolysierten pflanzlichen und/oder tierischen Proteinen, eine Kohlenhydratquelle und ein oberflächenaktives Mittel enthält, bei einer Temperatur von etwa 20 - 40°C über einen Zeitraum von etwa 2-12 Tagen, die Entfernung der Feststoffe aus der Brühe durch Zentrifugieren, Dehydratisierung
- 13 109837/1125
der erhaltenen nassen Aufschlämmung durch Waschen mit niedermolekularem aliphatischen, wasserlöslichen Alkohol, Trocknen des Rückstandes und Extrahieren des Jodinins aus den abgetrennten Feststoffen der Brühe mit einem nicht-reagierenden organischen Lösungsmittel.
Das Permentationsverfahren der vorliegenden Erfindung wird ausgeführt, indem ein oder mehrere Stämme des Brevibacterium iodi-. | num in einem Nährmedium, wie es oben beschrieben ist, bei einer Kulturtemperatur von etwa 20 - 40 C, vorzugsweise etwa 25 - 32 C, kultiviert werden. Um optimale Jodininausbeuten zu erhalten, muß die Fermentation geschüttelt und belüftet werden. Die Jodininerzeugung findet aber auch - wenn auch langsam - in einem Medium statt, das nicht geschüttelt wird und mit atmosphärischem Sauerstoff in Berührung ist. Eine Jodininerzeugung erfolgt nicht oder wird deutlich inhibiert, wenn atmosphärischer Sauerstoff vollständig abwesend ist. Die Inkubationszeit beträgt etwa 2 bis ja 12 Tage, vorzugsweise etwa 4 bis 9 Tage.
Das durch Fermentation erzeugte Jodinin kann anschließend gewonnen werden, indem eines von mehreren einfachen Gewinnungsverfahren angewendet wird. Nach einem solchen Gewinnungsverfahren, kann die Brühe mit suspendierten Feststoffen unmittelbar extrahiert werden, indem ein geeignetes nicht-reagierendes organisches Lösungsmittel, wie beispielsweise Methylenchlorid oder
- 14 -
108837/1125
Chloroform, verwendet wird. Jodininkristalle können in guten Ausbeuten aus dem konzentrierten Lösungsmittelextrakt kurch Verdampfung des Lösungsmittels und Entfernung der Feststoffe durch Filtration oder durch Zentrifugieren erhalten werden. Nach einem anderen Verfahren, das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt wird, weil es weniger Lösungsmittel erfordert, werden zuerst die Feststoffe durch Zentrifugieren aus der Brühe entfernt. Die gewonnene nasse Aufschlämmung wird dehydratisiert, indem sie mehrere Male mit einem niedermolekularen aliphatischen, wasserlöslichen Lösungsmittel, wie beispielsweise Methanol, Äthanol, Butanol, Isobutanol, Aceton und dergl., gewaschen wird. Den lösungsmittelfeuchten Rückstand läßt man an der Luft trocknen und die getrockneten Feststoffe werden in einer Flüssigkeit-Feststoff -Extraktionsapparatur (Soxhlet) mit einem nicht-reagierenden organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Chloroform, Methylenchlorid oder Toluol extrahiert.
Nach einem bevorzugten Verfahren der Erfindung, enthält das Nährmedium etwa 20 g/Liter Enzym-hydrolysiertes entfettetes Sojaprotein, etwa 30 g/Liter technische Glukose, 1-5 g/Liter nicht-ionische Polyalkylen-Siloxan-Emulsion (Union Carbide Corp.; Präparat SAG 4988) und etwa 1 g/Liter 1-Valin. Das Medium wird mit destilliertem Wasser auf sein Volumen gebracht. Nach der Herstellung des Nährmediums wird der pH durch Zugabe eines Alkalihydroxyds, wie Natriumhydroxyd, oder durch Zugabe von Schwefelsäure auf 6,0 - 9,0 eingestellt und das Medium, beispiels-
- - 15 -
10 983771125
weise 20 - 30 Minuten bei 12O°C, sterilisiert. Damit ist das Nährmedium fertig, um für den oben beschriebenen Fermentationsprozeß verwendet zu werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 Herstellung von Stammkulturen
Brevibacterium iodinum-Stämme, die nach der Aufstreichmethode auf angereicherte Nährbodenplatten, wie oben beschrieben, selektiert worden waren, wurden auf Nährbodenschrägflächen gehalten, die folgende Bestandteile in g/Liter enthielten: Enzym-hydrolysiertes entfettetes Sojaproteina 20 Technische Glukose 30
Bakteriennährboden 20
mit destilliertem Wasser auf das entsprechende Volumen aufgefüllt.
a) Sheffield Chemicals Corp., Sojapepton T-I
b) Corn Products Corp., Cerelose
Der pH wurde vor der Sterilisation während 20 - 30 Minuten bei 120°C auf 6,8 - 7,2 eingestellt. Inokulierte Schrägflächen wurden vor der Verwendung 2-5 Tage bei 28°C inkubiert. Die Stammkulturen wurden nach einer 2 - 3-tägigen Inkubationszeit im Eisschrank gekühlt.
- 16 - . 10983771125
Beispiel 2
Standardverfahren für Kolbenschütte!Untersuchungen 100 ml Anteile des Nährmediums, das die Bestandteile enthielt, die im Hinblick auf ihre Wirksamkeit auf die Jodininausbeute ausgewählt wurden, wurden in 500 ml Erlenmeyer-Kolben gebracht, die mit einem locker sitzenden Baumwollstopfen verschlossen waren, und 20 bis 3O Minuten bei 12O°C im Autoklaven sterilisiert.
Das Inokulum für Kolbenuntersuchungen wurde hergestellt, indem das Wachstum einer passenden Anzahl von replizierten Schrägflächen, die analog Beispiel 1 hergestellt wurden, in sterilem, destilliertem Wasser unter Verwendung von etwa IO ml Wasser pro Nährboden suspendiert wurde. Jeder Kolben wurde mit 1 ml dieser Zellensuspension inokuliert.
Während der Inkubierung (gewöhnlich bei 28°C) wurden die Kolben dauernd auf einer New Brunswick Scientific-Drehschüttelapparatur geschüttelt, die eine kreisförmige Drehbewegung auf einer 2,54 cm Umlaufbahn bei 240 - 28O UpM ausführte.
Für die Versuche wurden 3 - 5 ml Proben aseptisch und periodisch aus dem jeweiligen Kolben entfernt.
Beispiel 3 Standardverfahren für Behälteruntersuchungen Schrägbodenkulturen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben, her-
-- 17 -
109837/1125
gestellt und verwendet. Saatinokulum wurde in 500 ml Erlenmeyer-Kolben, die 100 ml Medium enthielten, das mit dem in Beispiel 1 verwendeten identisch war, zur Schrägflächenherstellung unter Weglassung des Nährbodens hergestellt. Nach 3 -" 5-tägigem Inkubieren auf einer Drehschüttelapparatur bei 28°C wurden 20 ml Mengen der entwickelten Kultur zu 2 Liter-Mengen des Mediums des Saatinokulums gegeben, das für Kolbenuntersuchungen in Beispiel 2 hergestellt worden war und in 6-Liter-Saatkolben enthalten war, die am Boden mit Rohren zum aseptischen überleiten ™ des Inhaltes ausgerüstet waren. Nach der Inokulation wurden die 6-Liter-Saatkolben auf einer Drehschüttelapparatur, die mit einer Geschwindigkeit von 200 UpM arbeitete, inkubiert. Die Inkubation wurde 3-5 Tage fortgesetzt.
Ein nicht-rostender Permentationsstahlbehälter mit einem Fassungsvermögen von 400 Liter, der mit einer Rührvorrichtung, Belüftung und Temperaturkontrolle versehen war, wurde mit 200 Liter Medium von der gleichen Zusammensetzung wie die Saatkolben ge- ~ füllt mit der Ausnahme, daß anstelle von destilliertem Wasser Leitungswasser verwendet wurde. Außerdem wurden 0,025 % Dow Corning Silicon Α-Paste zugesetzt, um das Schäumen während der Sterilisation unter Kontrolle zu halten.
Die Sterilisation wurde durchgeführt, indem Behälter und Inhalt 30-45 Minuten auf 120°C gehalten wurden und anschließend schnell
- 18 109837/1125
auf Inkubationstemperatur abgekühlt wurde.
Die Inokulierung wurde durchgeführt, indem der Inhalt von zwei 6-Liter Saatkolben, die geschüttelt wurden, aseptisch in den Behälter überführt wurde.
Die Schüttelgeschwindigkeit (Achsengeschwindigkeit) wurde anschließend auf 200 - 250 UpM eingestellt und die Belüftung auf 0,142 m /Min. gehalten, während eine konstante Temperatur von 28°C beibehalten wurde.
Das Schäumen wurde im Bedarfsfalle durch Zugabe einer sterilen 30 %igen wässrigen Suspension von Dow Corning Silicon-Antischaum-Emulsion A kontrolliert.
Aus dem Behälter wurden periodisch zur analytischen und mikrobiologischen Kontrolle Proben gezogen.
Beispiel 4 Analytische Standardmethoden
Proben der Brühe aus Kolben und Behälter wurden nach dem folgenden Verfahren untersucht:
Ein 2,0 ml aliquoter Teil einer gut geschüttelten Probe wurde zu 40 ml Chloroform von Reagenzqualität gegeben, welches in einem
- 19 -
109837/1125
mit Glasstopfen versehenen 50 ml Rohr enthalten war, und heftig geschüttelt. Die erhaltene Emulsion wurde anschließend bei etwa 2 OOO UpM 5 Minuten zentrifugiert, um die Emulsion zu brechen.
Ein 1,0 ml aliquoter Teil der klaren Chloroformschicht wurde abpipettiert und in passender Weise mit frischem Chloroform verdünnt. Die erhaltene Chloroformlösung wurde gemessen bei einer Wellenlänge von 535 mji in einem Beckman DU-Spektrophotometer oder in einem Bausch und Lomb Spectronic 20 Colorimeter. m
Die abgelesene optische Dichte wurde in mcg/ml Jodinin umgerechnet unter Verwendung einer Eichkurve oder unter Verwendung des
Wertes E 535 - 635O : Molekulargewicht = 244. max
Aufgrund wiederholter Versuche ergab sich, daß die Analysen der Brühe bis auf etwa - 6 % genau sind. Es wurde gefunden, daß die Ktdlturbrühen von Brevibacterium iodinum keine analytisch nennenswerten Mengen von verunreinigenden Phenacinen enthalten, die in % der Nähe von 535 mu absorbieren.
Beispiel 5
100 g gemahlenes entfettetes Erdnußmehl wurde in 3OO ml destilliertem Wasser suspendiert und der pH mit 5 N Natriumhydroxyd auf 8,5 eingestellt. Zwei Gram handelsübliche Bakterienprotease (Maxatase) , die in 4O al destilliertem Wasser suspendiert waren,
-2O-
109837/1125
wurden eingerührt und die Masse nach dem Durchmischen mit destilliertem Wasser auf 500 ml gebracht. Nachdem wieder auf pH 8,5 eingestellt worden war, wurde das Material auf einen Inkubationsschüttler gestellt und langsam geschüttelt, während eine Temperatur von 40°C aufrechterhalten wurde. Nach einer Inkubationszeit von 48 Stunden wurde ein 100 ml aliquoter Teil entfernt und lyophilisiert zu einem frei-fließenden Feststoff.
Ein wässriges Medium wurde hergestellt, das 2 % lyophilisierte Peststoffe und 3 % technische Glukose (Cerelose) enthielt. Nachdem das Medium auf pH 7,0 eingestellt worden war, wurden 100 ml Anteile in.500 ml Erlenmeyer-Kolben gebracht, 30 Minuten bei 120°C im Autoklaven behandelt und nach dem Abkühlen mit einer Suspension von 3 Tage alten Zellen von Brevibacterium iodinum inokuliert, die nach der oben beschriebenen AufStreichmethode auf die angereicherten Nährbodenplatten selektiert worden waren. Nach der Inokulation wurden die Kolben auf einen Drehschüttler, der mit 280 UpM arbeitete, gestellt und 8 Tage bei 28°C inkubiert. Die nach dieser Zeit gezogenen Proben zeigten einen Jodiningehalt von 1930 mg/Liter.
Beispiel 6
100 g entfettetes Sojabohnenmehl (Soyalose 103) wurden in 400 ml destilliertem Wasser suspendiert und der pH mit 5 N Schwefelsäure auf 5,0 eingestellt. Nach der pH-Einstellung wurde die Suspension 20 Minuten zum Sieden erhitzt und anschließend abge-
- 21 109837/1125
kühlt. Nach dem Abkühlen wurde die Suspension mit destilliertem Wasser auf 450 ml verdünnt und 50 ml einer wässrigen Suspension, die 2 g Pepsin enthielt, zugesetzt. Nach der Zugabe des Enzyms wurde der Kolben auf einen Inkubationsschüttler gestellt, der auf 40°C gehalten wurde und leicht geschüttelt. Nach einer 72-stündigen Inkubationszeit wurde der Kolbeninhalt wieder auf pH 7,0 eingestellt und lyophilisiert.
Ein wässriges Medium wurde hergestellt, das 2 % lyophilisierte Feststoffe und 3 % technische Glukose (Cerelose) enthielt. Der pH wurde auf 7,0 eingestellt und 100 ml aliquote Teile in 500 ml Erlenmeyer-Kolben portioniert. Nach der Sterilisierung über einen Zeitraum von 30 Minuten bei 1200C wurden die Kolben mit einer wässrigen Suspension von 3 Tage alten Zellen von Brevibacterium iodinum inokuliert, die nach der oben beschriebenen Aufstreichmethode auf die angereicherten Nährbodenplatten selektiert worden waren. Man ließ bei 28°C auf einem Drehschüttler, der mit 280 UpM arbeitete, inkubieren. Nach einer 10-tägigen Inkubation wiesen die gezogenen Proben einen Gehalt von 1460 mg/ Liter Jodinin auf.
Beispiel 7
Baumwollsaatmehl wurde 48 Stunden bei pH 6,0 mit einer in Beispiel 5 beschriebenen Protease-enthaltenden tierischen Diastase be-
handelt. Anschließend wurde ein wässriges Medium hergestellt,
1 0 9 Ο 3 7 / M 2 5
das 2 % lyophilisierte Feststoffe und 3 % technische Glukose (Cerelose) enthielt. Es wurde analog den Verfahren in Beispiel 5 sterilisiert und inokuliert. Nach einer Inkubationszeit von 7 Tagen hatte sich Jodinin in einer Menge von 1230 mg/Liter gebildet.
Beispiel 8
Entfettete getrocknete Milchfettstoffe wurden wie in Beispiel 5 mit einer Bakterienprotease 48 Stunden bei pH 8,5 behandelt. Ein wässriges Medium wurde anschließend hergestellt unter Verwendung der analog Beispiel 5 erhaltenen lyophilisierten Feststoffe. Nach einer.Inkubationszeit von 8 Tagen hatte sich Jodinin in einer Menge von 925 mg/Liter gebildet.
Beispiel 9
Entfettetes Erdnußmehl wurde mit Pancreatin 48 Stunden bei pH 8,5, wie in Beispiel 6 beschrieben, behandelt. Ein mit lyophilisierten Feststoffen analog Beispiel 6 hergestelltes Medium lieferte in 10 Tagen 1615 mg/Liter Jodinin.
Beispiel IO
Der Einfluß der oberflächenaktiven Mittel auf die Jodininerzeugung
Brevibacterium iodinum NRRL-1536 Stamm 13O2B, der nach der oben beschriebenen Aufstreichmethode auf angereicherte NShrboden-
- 23 -
1 ü 9 H i 7 / 1 I 2 5
platten selektiert worden war, ließ man 3 Tage bei 28°C auf fünf NShrbodenschrMgflachen wachsen, die 20 g/Liter hydrolysiertes Sojabohnenmehl, 30 g/Liter technische Glukose und 20 g/Liter Nährboden enthielten. Mit destilliertem Wasser wurde auf das entsprechende Volumen aufgefüllt. Vor der Sterilisation wurde der pH auf 6,8 - 7,2 eingestellt. Das Wachstum der Schrägflächen wurde in destilliertem Wasser suspendiert, vereinigt und auf 50 ml verdünnt.
1 ml aliquote Teile dieser Zellensuspension wurden in 500 ml Erlenmeyer-Kolben Überführt. Jeder Kolben enthielt 100 ml Medium, das 20 g/Liter hydrolysiertes Sojabohnenmehl und 30 g/Liter technische Glukose enthielt. Die inokulierten Kolben unterschieden sich voneinander hinsichtlich der Mengen und Arten der oberflächenaktiven Verbindungen, die sie enthielten. Die Aufstellung der Verbindungen, ihre Konzentrationen und die damit erhaltenen Jodininausbeuten sind in Tabelle I zusammengestellt.
Bei der Durchsicht der Tabelle I zeigt sich, daß in einer Fermentationszeit von 7 Tagen eine Ausbeute von 4100 mg/Liter Jodinin erhalten wurde, und zwar in einem Medium, das als oberflächenaktive Verbindung 1 g/Liter Union Carbide Silicon-Antischaummittel L-78 enthielt. Ein Medium, das 5 g/Liter Union Carbide Polyalkylensiloxan SAG 4988 enthielt, ergab eine Ausbeute von 4200mg/Liter. Andere nicht-ionische oberflächenaktive Verbindungen erzeugen zwar auch deutlich Jodinin, jedoch regen sie
- 24 109837/1125
21Q8760
etwas weniger die Ausbeute an.
Tabelle I
Einfluß oberflächenaktiver Mittel auf die Aus
beute von Jodinin
Zubereitung
Im Medium verwen- Erhaltene Jodininzudete Menge in Jodininaus- nähme in % g/Liter zur Erzie- beute in gegenüber der lung einer maxi- mg/Liter Vergleichsmalen Wirkung probe
Vergleichsmedium - 2500 -
UCO-L-782* 1 4100 61
ÜCO-L-782) 5 3900 52
UCO-SAG-4712^ 1 3800 48
ÜCO-SAG-49882^ 5 4200 67
UCO-SAG-544O2) 1 3200 24
UCO-SAG-54412) 1 3200 27
Stauffer SS-2O13) r-l 3900 52
Hodag K-57 4) 5 3000 * 43
Hodag K-36 4* 1 2500 * 17
Pluronic L-81 5) 5 3500 ** 33
Tween-80 ' 5 2500 *** 16
MYRJ-45 6) 1,5 2800 *** 29
MYRJ-59 6) 5 2700 *** 26
Hersteller: Union Carbide Corp.
) Hersteller: Stauffer Chemical Corp.
Hersteller: Hodag Chemical Corp.
109837/1 125
- 25 -
Hersteller: Dow Chemical Corp.
Hersteller: Atlas Chemical Industries Ltd.
Die Kontrolle bei diesem Versuch ergab 2090 mg/Liter.
Die Kontrolle bei diesem Versuch ergab 2360 mg/Liter. Die Kontrolle bei diesem Versuch ergab 2140 mg/Liter.
Beispiel 11
Der Einfluß der Temperatur auf die Jodininherstellung Das Fermentationsverfahren folgt dem Verfahren, wie es in Bei- M spiel 2 angeführt ist. Die Fermentationen wurden in 100 ml Mengen Nährmedium in 500 ml Erlenmeyer-Kolben ausgeführt, indem kontinuierlich bei 240 UpM auf einer kreisförmigen 2,54 cm Umlaufbahn geschüttelt wurde. Das Nährmedium, das 2 % hydrolysiertes Sojaprotein und 3 % technische Glukose enthielt, wurde in destilliertem Wasser hergestellt und vor der Sterilisierung auf pH 6,8 - 7,2 eingestellt. Die Kolben wurden mit 1 Vo1.-%/Volumen einer wässrigen Suspension des Wachstums einer 3 Tage alten Schrägfläche von Brevibacterium iodinum Stamm 13O2B in 10 ml f| sterilem destillierten Wasser inokuliert. Die Inkubationstemperatur wurde bei jeder Fermentation variiert, um den Einfluß der Temperatur auf die Anregung der Jodininerzeugung festzustellen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II zusammengefaßt.
- 26 -
1 0 9 0 J 7 / 1 1 2 5
21Ü8760
Tabelle II Einfluß der Temperatur auf die Jodininherstellung
Tnkubations- Maximale Jodi- Alter
temperatur ninausbeute {in Tagen)
(in 0C) (in mg/Liter)
22 <800 sehr langsames Wachs
25 2700 9
28 2100 8
32 2400 8
35 1400 9
Eine Durchsicht der Daten in Tabelle II zeigt, daß bei Inkubationstemperaturen von 25 - 32°C die Jodininausbeuten am höchsten sind.
Beispiel 12*
Einfluß von im Handel erhältlichen komplexen stickstoffhaltigen Nährstoffen auf die Ausbeute von Jodinin Die Fermentationen werden nach den in Beispiel 2 angeführten Verfahren ausgeführt. Das Basismedium, das mit destilliertem Wasser hergestellt wurde, enthielt 1 % Glukose in Form von technischer Dextrose. Der pH wurde vor der Sterilisierung auf 6,8 bis 7,2 eingestellt. Verschiedene im Handel erhältliche komplexe stickstoffhaltige Nährstoffe wurden im Hinblick auf ihren Einfluß auf die Jodininerzeugung untersucht, indem diese Produkte dem Fermentationsmedium zugesetzt wurden. Die Ergebnisse dieser
- 27 109837/ 1 125
21Ü8760
Untersuchung sind in Tabelle III aufgeführt.
Eine Durchsicht der Tabelle III zeigt, daß verschiedene stickstoffhaltige Nährstoffe höhere Jodininausbeuten liefern. Enzymhydrolysiertes entfettetes Sojaprotein, Baumwollsaatprotein und Enzym-hydrolysierte entfettete Rindermuskein liefern die besten Ergebnisse.
Beispiel 13
Einfluß von Kohlenhydratquellen auf die Ausbeute von Jodinin Die Fermentationen wurden nach den in Beispiel 2 angeführten Verfahren ausgeführt. Das Basismedium, das mit destilliertem Wasser hergestellt wurde, enthielt 2 % hydrolysiertes Sojaprotein (Sojapepton T-I, Sheffield Chemicals Corp.). Vor der Sterilisierung wurde der pH auf 6,8 - 7,2 eingestellt. Verschiedene im Handel erhältliche Kohlenhydratquellen wurden im Hinblick auf ihren Einfluß auf die Jodininerzeugung ausgewählt, indem diese Produkte zu dem Fermentationsmedium gegeben wurden. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle IV aufgeführt.
Bei der Durchsicht von Tabelle IV zeigt sich, daß verschiedene Kohlenhydrate höhere Jodininausbeuten liefern. Mit Glukose, technischer Glukose und Rest- oder Invertmelasse erhält man die besten Ausbeuten.
- 28 109837/1125
2 1 ύ 8 7 6
Tabelle III
Einfluß von im Handel erhältlichen komplexen stickstoffhaltigen Nährstoffen auf die Jodi-
ninausbeute
im Medium
verwendete
%
2 maximale Aus
beute an Jo-
dinin in mg/
Liter
Alter
(in Tagen)
Produkt 2)
Hydrolysiertes Sojaprotein
2
Sojapepton T-I) 4 . 1200 4
Peptonisierte Milch 2'3) 2 360 4
Hydrolysierte Haus
abfälle (Protopepton
366 4))
'5) 2,5 550 4
Malseinweichwasser-
feststoffe
2 620 7
Enzym-hydrolysierte _
entfettete Rindermuskeln
23OO 10
3 5)
Baumwollsamenprotein '
1400 10
Hersteller: Sheffield Chemicals Corp.
3 % Glukose in Form technischer Dextrose enthaltendes Medium Hersteller: Wilson Laboratories
Hersteller: Amber Laboratories; Enzym-hydrolysiertes Fleischprotein
Hersteller: Amber Laboratories Amber CTPH.
- 29 -
109837/1125
21U876Q
Tabelle IV Einfluß von Kohlenhydratquellen auf die Ausbeute von
Jodinin
Produkt Verwendete
Menge im
Medium
%
Jodininaus
beute in
mg/Liter
Alter in
Tagen bei der
maximalen Aus
beute
Glukose, CP. 2 1800 8
Technische Glukose 5 1800 8
Restmelasse 2 1500 8
Inve r tmelasse 2 1400 8
Kartoffelstärke 1 900 5
Maltose 5 310 5
Maisdextrin (Amidex) 5 200 5
Saccharose 2 200 5
Lösliche Stärke 1 210 5
Laktose 1 190 5
Beispiel 14
Anregende Einflüsse auf die Jodininausbeute von verschiedenen
Aminosäuren oder B-Vitaminen
Die Fermentationen wurden nach den in Beispiel 2 angegebenen Verfahren ausgeführt. Das Basismedium enthielt 2 % hydrolysiertes Sojabohnenitiehl und 3 % technische Glukose, aufgefüllt mit destilliertem Wasser, und vor der Sterilisierung auf pH 6,8 bis 7,2 eingestellt. Verschiedene Aminosäuren und B Vitamine wurden im Hinblick auf ihren Einfluß auf die Jodininerzeugung untersucht, indem diese Produkte zu dem Fermentationsmedium gegeben wurden. Die 'Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle V aufgeführt.
- 30 -
109837/1125
21U8760
Eine Durchsicht von Tabelle V zeigt, daß mehrere der untersuchten Aminosäuren und B-Vitamine eine bedeutende Erhöhung der Jodininausbeute ergeben. L-Valin, 1-Leucin und Calciumpantothenat liefern die besten Ergebnisse.
Beispiel 15
Brevibacterium iodinum NRRL 1536 Stamm 13O2B ließ man auf einer Nährbodenschrägfläche, wie in Beispiel 1 beschrieben, wachsen. Eine Saatkultur wurde hergestellt, indem ein schleifenartiges 3 Tage altes Schrägflächenwachstum in einen 500 ml Erlenmeyer-Kolben überführt wurde, der 100 ml Medium enthielt, das 20 g/Liter Sojabohnenmehlhydrolysat und 3O g/Liter technische Glukose enthielt. Mit destilliertem Wasser wurde auf 1 Liter aufgefüllt. Der inokulierte Kolben wurde auf einen Drehschütteltisch gestellt, der eine kreisförmige 2,54 cm Umlaufbahn beschreibt, und mit 280 UpM geschüttelt, während eine Temperatur von 28°C aufrechterhalten wurde. Die Inkubation wurde 3 Tage fortgesetzt.
10 ml Mengen dieser Saatkultur wurden zu 2 Liter Mengen Saatmedium gegeben, die sich in zwei 6-Liter-Erlenmeyer-Kolben befanden, die am Boden für die Entleerung der Kolben mit Rohren versehen waren. Diese 6-Liter-Saatkolben wurden auf einer Drehschüttelvorrichtung, die 200 UpM beschrieb, 3 Tage bei 28°C inkubiert. Der Inhalt der Kolben wurde anschließend in ein,400 Liter Fermentationsgefäß aus rostfreiem Stahl überführt, das mit
- 31 -
109837/1125
21U8760
Tabelle V
Anregende Einflüsse auf die Jodininausbeute von verschiedenen Aminosäuren oder B Vitaminen
Zusatzstoff
Konzentration Stimulierung der Fermentain g/Liter Jodininausbeute tionsdauer
in % (in Tagen)
1-Valin 1 80 10 9
1-Leucin 1 73 10 10
1-Lysin 0,5 42 9
1-Methionin 0,5 41 9
1-Tryptophan 0,5 36 9
1-Phenylalanin 0,5 30 9
1-Tyrosin 0,5 30 10
!-Glutaminsäure 0,5 16 10
Calciumpantothenat 0,025 46 10
Folinsäure 0,010 43 10
Cyanocobalamin 0,001 13
Pyridoxin 0,01 12
- 32 -
109837/1125
21U876Q
Einrichtungen zum Schütteln, Belüften und zur Temperaturkontrolle versehen war. Der Behälter enthielt 200 Liter eines sterilisierten Mediums, das mit Leitungswasser aufgefüllt worden war und das 20 g/Liter Sojabohnenhydrolysat und 30 g/Liter technische Glukose enthielt. Der pH wurde vor der Sterilisierung auf 7,2 eingestellt. Vor der Sterilisierung wurden 50 g Dow Corning Silicon-Antischaumemulsion Α-Paste zugesetzt, um das Schäumen unter Kontrolle zu halten.
Nach der Inokulation wurde der Ansatz bei 28 C inkubiert und mit einer Geschwindigkeit von 0,142 m /Min. belüftet, während mit einer Achsengeschwindigkeit von 250 UpM geschüttelt wurde. Nach 9 Tagen hatten sich 1900 mg/Liter Jodinin gebildet.
Der Ansatz wurde durch Zentrifugieren in einer Sharples-Industrie-Modell-Zentrifuge gesammelt. Die erhaltene nasse Aufschlämmung (8,65 kg) wurde mit 48 Liter Lösungsmittel aufgeschlämmt, das aus 50 % Äthanol und 50 % Isopropanol bestand. Die Lösungsmittelsuspension wurde zentrifugiert, um die Feststoffe zu entfernen, die wiederum in 45 Liter frischem Lösungsmittelgemisch suspendiert wurden. Die Feststoffe wurden wieder durch Zentrifugieren entfernt und der lösungsmittelnasse Brei zur Trocknung in offenen flachen Schalen ausgebreitet. Die getrockneten Feststoffe hatten ein Gewicht von 1,9 kg und enthielten 107 g/kg Jodinin. 170 g 97-%iges Jodinin wurden aus den getrockneten Rohfeststoffen durch kontinuierliche Chloroform-
- 33 109837/1125
21Ü8760
extraktion in einer großen Soxhlet-Extraktionsapparatur erhalten. Die Ausbeute betrug 84 %.
- 34 -
109837/1125

Claims (7)

  1. 21Ü8760
    Patentansprüche
    I. Verfahren zur Herstellung von Jodinin, dadurch gekennzeichnet, daß stark Jodinin erzeugende Stämme des Mikroorganismus Brevibacterium iodinum ausgewählt werden, indem zur Kultivierung solche Mikroorganismen selektiert werden, die eine tiefpurpurne Farbe beim Koloniewachstum zeigen, daß die ausgewählten stark Jodinin erzeugenden Stämme unter aeroben Bedingungen in einem flüssigen Nährmedium kultiviert werden, das etwa 0,2 - 5,0 Gew.-% eines komplexen stickstoffhaltigen Produktes, und zwar eines hydrolysierten Saatmehls und/oder hydrolysierten Bohnenmehls und/oder hydrolysierten Milchproduktes und/oder hydrolysierten Fleischproteins und/oder hydrolysierten Fischproteins, etwa 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kohlenhydrate und etwa 0,5 - 10,0 g/Liter eines oberflächenaktiven Mittels enthält, bis eine wesentliche Menge Jodinin erzeugt ist, und daß das so gebildete Jodinin aus der Fermentationsbrühe entfernt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentation bei einer Temperatur von etwa 20 - 40 C durchgeführt wird. .
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentation bei einem pH von etwa 5,0 - 9,5 durchgeführt wird.
    - 35 109837/1125
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentation über einen Zeitraum von etwa 2-12 Tagen
    durchgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß
    das komplexe stickstoffhaltige Produkt hydroIysiertes Sojabohnenmehl ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenhydrat Glukose ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel eine Emulsion von nicht-ionischem Polyalkylenoxydsilan ist.
    - 36 -
    109837/1125
DE19712108760 1970-02-24 1971-02-24 Verfahren zur mikrobiologischen herstellung von jodinin Granted DE2108760B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1378570A 1970-02-24 1970-02-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2108760A1 true DE2108760A1 (de) 1971-09-09
DE2108760B2 DE2108760B2 (de) 1976-06-24

Family

ID=21761743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712108760 Granted DE2108760B2 (de) 1970-02-24 1971-02-24 Verfahren zur mikrobiologischen herstellung von jodinin

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3663373A (de)
JP (1) JPS5443079B1 (de)
CH (1) CH566394A5 (de)
DE (1) DE2108760B2 (de)
FR (1) FR2083098A5 (de)
GB (1) GB1345026A (de)
NL (1) NL7102451A (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6335043B1 (en) * 1999-08-03 2002-01-01 Haokui Jiang Method for extracting soybean proteins using an enzyme
US20090042894A1 (en) * 2007-07-13 2009-02-12 Food Industry Research And Development Institute Novel species of acrocarpospora, a method of preparing iodinin, and the uses of iodinin
US8268975B2 (en) * 2009-04-03 2012-09-18 Dow Agrosciences Llc Demulsification compositions, systems and methods for demulsifying and separating aqueous emulsions
KR101479613B1 (ko) * 2014-04-25 2015-01-08 한국건설기술연구원 박스형 연결보를 이용하여 바닥판 이음부를 형성하는 프리캐스트 강합성 바닥판 및 그 연결 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3142628A (en) * 1964-07-28 Process of reducing foam in submerges
US2666017A (en) * 1950-07-14 1954-01-12 Monsanto Chemicals Nutrient media containing antifoaming agents

Also Published As

Publication number Publication date
NL7102451A (de) 1971-08-26
FR2083098A5 (de) 1971-12-10
GB1345026A (en) 1974-01-30
US3663373A (en) 1972-05-16
CH566394A5 (de) 1975-09-15
JPS5443079B1 (de) 1979-12-18
DE2108760B2 (de) 1976-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2161164C3 (de) Verfahren zur mikrobiologischen Erzeugung von Proteinmassen und Verwendung des proteinhaltigen Produkts
DE2415461A1 (de) Verfahren zum erzeugen von algenzellen
DE2314984B2 (de) Verfahren zur herstellung von proteinhydrolysat mit hohem gehalt an freien aminosaeuren und dessen verwendung als wuerze oder lebensmittelzusatz
EP0575908B1 (de) Pseudomonas aeruginosa und seine Verwendung zur Herstellung von L-Rhamnose
DE2524753A1 (de) Verfahren zur entfernung wasserloeslicher kohlenhydrate bei der herstellung von pflanzenproteinprodukten
DE2400323A1 (de) Neue glucose-isomerase, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
DE2939269C2 (de) Verfahren zur optischen Trennung von DL-2-Amino-4-hydroxy(methyl)phosphinoylbuttersäure
DE1932981A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Enzyms Lipase
EP0181562B1 (de) Bakterienlysierendes Enzymprodukt aus Streptomyceten, Verfahren zu seiner Herstellung und dafür geeigneter Stamm
DE1442060A1 (de) Verfahren zur Herstellung und Verwendung von Amyloglucosidase
DE2245402C3 (de) Xyloseisomerase-Enzymzubereitung, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben
DE2167078B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Amylase und deren Verwendung zur Gewinnung von Maltose aus Staerke
DE2634187A1 (de) Verfahren zur maximalen steigerung des wachstums und der nikotinabbauaktivitaet von mikroorganismen
DE2824390C2 (de)
DE2108760A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Jodimn
Jones et al. Azotobacter chroococcum and its relationship to accessory growth factors
DE2650753B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Cholesterin-Oxidase
DE2164018C3 (de) Verfahren zur biotechnischen Her stellung von Uncase
DE2223864A1 (de) Verbessertes Verfahren zur Erzeugung von Glucose-Isomerase
DE2363285A1 (de) Verfahren zur herstellung von lapfelsaeure durch mikrobiologische fermentation und mittel zur durchfuehrung des verfahrens
DE2011935C3 (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
DE2554407A1 (de) Herstellung thermostabiler lactase
DE2261270C3 (de) Verfahren zur Herstellung zellwändelysierender Enzymkomplexe, so erhältliche Enzymkomplexe und deren Verwendung
DE3015030C2 (de)
Gibson An Investigation of the Bacillus Pasteuri Group: I. Description of Strains Isolated from Soils and Manures

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee