DE2158212C3

DE2158212C3 - Method of treating microbial cells

Info

Publication number: DE2158212C3
Application number: DE19712158212
Authority: DE
Inventors: Nagamasa Kobe Hyogo Sassa (Japan)
Original assignee: Kanegafuchi Kagaku Kogyo KK, Osaka (Japan)
Filing date: 1971-11-18
Publication date: 1978-02-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Mikrobenzellen. Es ist für eine vorteilhafte wirtschaftliche Massenproduktion hochwertiger, von lästigem Geruch freier Zellen vorgesehen. Die behandelten Zellen sollen einen hohen Verdauungsgrad als Nahrungsstoffe und Futter besitzen und während der Lagerung nicht verderben.The invention relates to a method for treating microbial cells. It's beneficial for one Economic mass production of high-quality, odor-free cells intended. The treated Cells should have a high degree of digestion as food and feed and during the Storage does not spoil.

Gewöhnlich wird die Herstellung trockener Zellen für Nahrungsstoffe und Futter so durchgeführt, daß man die aus einer Kulturflüssigkeit abgetrennten Zellen mit Wasser wäscht, um eine konzentrierte Flüssigkeit (Milch) zu bilden, die aus den Zellen und dem Medium besteht, und sie unter Verwendung eines trommelartigen oder sprühartigen Trockners trocknet, mit welchem sie in verhältnismäßig kurzer Zeitdauer getrocknet werden können. Die zur Erreichung dessen beabsichtigten Verfahren haben jedoch die folgenden Nachteile.Usually, the preparation of dry cells for food and feed is carried out in such a way that the Cells separated from a culture fluid are washed with water to make a concentrated fluid (Milk) to form, which consists of the cells and the medium, and using a drum-like or spray-like dryer dries, with which they are dried in a relatively short period of time can be. However, the methods intended to achieve this have the following disadvantages.

(1) Die Zellen verderben während der Lagerung. Einer der Gründe nierfür ist, daß mit dem Trommel- oder Sprühverfahren die Entfernung des Wassers aus den Zellen nicht vollständig ist.(1) The cells spoil during storage. One of the reasons for this is that with the drum or Spray method does not completely remove the water from the cells.

(2) Es können lediglich Zellen mit geringem Verdauungsgrad erhalten werden. Nach dem Sprühverfahren steigt die Materialtemperatur der Zellen nicht, und die Membranen der Zellen sind schwierig zu zerstören, oder das Protein derselben ist schwierig zu modifizieren.(2) Only cells with a low degree of digestion can be obtained. After the spray process the material temperature of the cells does not rise, and the membranes of the cells are difficult or the protein thereof is difficult to modify.

(3) Wenn ein Material wie Kohlenwasserstoffe, Methanol oder Essigsäure als Nährquelle benutzt wird, geben die erhaltenen Zellen lästige Gerüche ab, welche nur schwer ?.u beseitigen sind.(3) If a material such as hydrocarbons, methanol or acetic acid is used as a nutrient source, enter the cells obtained from unpleasant odors which are difficult .u? Eliminate shown.

(4) Die Produktivität ist gering. Bei dem Sprühverfahren haften nichtgetrocknete Zellen an den Wänden der Vorrichtung. Das Trommelverfahren ist ungeeignet für die Produktion in großem Volumenmaßstab wegen der Eigenheit desselben.(4) The productivity is low. In the spray process, undried cells adhere to the walls the device. The drum process is unsuitable for large volume production because of its peculiarity.

(5) Wenn die Verdampfung der flüchtigen Materie der Zellen unzureichend ist, ist es schwierig, den lästigen Geruch der Zellen zu beseitigen.(5) When the evaporation of the volatile matter of the cells is insufficient, it is difficult to obtain the eliminate annoying odor from the cells.

Die in den Ansprüchen definierte Erfindung hat diese Nachteile beseitigt.The invention as defined in the claims has eliminated these disadvantages.

Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Begriff »Zellen« soll alle Mikroorganismen wie Hefen, Bakterien oder Schimmelpilze einschließen.The term "cells" used in the description and claims is intended to include all microorganisms such as yeast, bacteria or mold.

Beispiele für Hefen sind Hefen der Gattung Candida, wie Candida novellus (ATCC 20 275), Candida guilliermondii, Candida nigosa oder Candida lipolytica; Hefen der Gattung Zygosaccharomyces, wie Zygosaccharomyces tikumaensis; Pichia miso mogii; Hefen der Gattung Trichosporon, wie Trochosporon pullulans oder Trichosporon cutaneum; Candida utilis; Hefen der Gattung Rhodotorula wie Rhodotorula rubra oder Rhodotorula minuta; Torulopsis pseudaeria oder Debaryomyces hansenii.Examples of yeasts are yeasts of the genus Candida, such as Candida novellus (ATCC 20 275), Candida guilliermondii, Candida nigosa or Candida lipolytica; Yeasts of the genus Zygosaccharomyces such as Zygosaccharomyces tikumaensis; Pichia miso mogii; Yeasts of Genus Trichosporon, such as Trochosporon pullulans or Trichosporon cutaneum; Candida utilis; Yeasts of Genus Rhodotorula such as Rhodotorula rubra or Rhodotorula minuta; Torulopsis pseudaeria or Debaryomyces hansenii.

ίο Beispiele für Bakterien sind Bacillus subtilis, Bacillus megatherium oder Lactobacillus casei.ίο Examples of bacteria are Bacillus subtilis, Bacillus megatherium or Lactobacillus casei.

Beispiele für Schimmelpilze sind Aspergillus oryzae, Aspergillus niger oder Bakterien der Gattung Penicillium, Rhizopus oder Mucor.Examples of molds are Aspergillus oryzae, Aspergillus niger or bacteria of the genus Penicillium, Rhizopus or Mucor.

Die eine flüchtige Materie enthaltenden und aus der Fermentationsflüssigkeit gewonnenen Zellen sind zum Beispiel solche mit einem Gehalt an flüchtiger Materie (Feuchtigkeit und anderes) von etwa 65 — 95% oder solche, die vorgetrocknet worden sind.The cells containing a volatile matter and obtained from the fermentation liquid are for For example those with a volatile matter content (moisture and other) of about 65 - 95% or those that have been pre-dried.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren zu behandelnden Ausgangsmaterialien sind zum Beispiel ein Zellkuchen, der aus der Fermentationsflüssigkeit durch Filtration unter Verwendung eines Filters gewonnen wurde, eine aus der Fermentationsflüssigkeit durch Zentrifugierabtrennung gewonnene Milch, eine durch Konzentrierung der Fermentationsflüssigkeit gewonnene Milch oder Zellen, die nach Gewinnung aus der Fermentationsflüssigkeit sprühgetrocknet wurden.The starting materials to be treated by the method of the present invention are, for example a cell cake obtained from the fermentation liquor by filtration using a filter was obtained, a milk obtained from the fermentation liquid by centrifugal separation, a Milk or cells obtained by concentrating the fermentation liquid, which after extraction from the fermentation liquor were spray-dried.

Die Wärmebehandlung der Zellen muß derart sein, daß die flüchtige Materie innerhalb der Zellen abdampft und zur gleichen Zeit die Zellmembranen zerbrochen werden und die irc den Zellen oder anderswo enthaltenen oder anhaftenden Enzyme inaktiv werden, und mit einem Anstieg der Temperatur des Zellmaterials das darin enthaltene Protein hinreichend modifiziert wird, um eine leichte Verdauung zu gestatten.The heat treatment of the cells must be such that the volatile matter inside the cells evaporates and at the same time the cell membranes are ruptured and the irc the cells or elsewhere contained or adhering enzymes become inactive, and with an increase in the temperature of the cell material the protein it contains is modified enough to allow easy digestion.

Das hier verwendete Brechen der Zellmembranen bedeutet die Modifizierung oder das Brechen der Membranen bis zu einem solchen Ausmaß, daß die Membranen ihre Semipermeabilität verlieren oder Risse zeigen, so daß die Bestandteile des Zellinneren, wie Protein, schnell von Tieren verdaut werden können. Es ist erwünscht, daß der Verderb während der Lagerung so weit verhindert wird, daß die enthaltenen Enzyme ausreichend inaktiviert und der Feuchtigkeitsgehalt auf ein Minimum herabgedrückt wird. Die Erhitzungsbedingungen können nicht eindeutig festgelegt werden, weil sie je nach den Gegebenheiten, wie der Art und Menge der verwendeten Zellen, der Art des Trockners oder der Behandlungszeit variieren. Vorteilhaft ist jedoch, die Erhitzung unter Verwendung eines Trockners, der die Trocknung während verhältnismäßig langer Zeitperioden gestattet, wie eines Fließtrockners, Wasserdampfrohr-Trockners, Rotationstrockners,The rupture of the cell membranes as used herein means the modification or rupture of the Membranes to such an extent that the membranes lose their semi-permeability or Show cracks so that the components of the cell interior, such as protein, can be digested quickly by animals. It is desirable that the deterioration during storage be prevented to the extent that the contained Enzymes are sufficiently inactivated and the moisture content is suppressed to a minimum. the Heating conditions cannot be clearly determined because they depend on the circumstances, such as the type and amount of cells used, the type of dryer or the treatment time. Advantageous However, the heating is done using a dryer that does the drying while proportionately long periods of time, such as a flow dryer, steam tube dryer, rotary dryer,

Bandtrockners oder kastenartigen Trockners durchzuführen. Zum Beispiel ist es, wenn ein Hefezellkuchen mit einem Gehalt an flüchtiger Materie von 75% fortlaufend unter Verwendung eines kontinuierlichen Bandtrockners getrocknet wird, ausreichend, diesen 4 Stunden bei einer Temperatur an der Innenseite des Trockners von 100°C heiß zu behandeln. Kurz gesagt, wenn die fallende Trocknungsgeschwindigkeitsperiode einsetzt, nachdem die konstante Trocknungsgeschwindigkeitsperiode beendet ist, werden die Zellen weiter bisBelt dryer or box type dryer. For example, it is when using a yeast cell cake a volatile matter content of 75% continuously using a continuous belt dryer is dried, sufficient, this 4 hours at a temperature on the inside of the To be treated in a dryer with a temperature of 100 ° C. In short, when the falling drying speed period begins after the constant drying rate period has ended, the cells will continue until

hs zu einem Ausmaß erhitzt, daß die flüchtige Materie innerhalb der Zellen ausreichend verdampft und abgetrieben wird. Experimentell wurde gefunden, daß die Temperatur mindestens 65°C, vorzugsweise 90 bishs heated to an extent that the volatile matter is sufficiently evaporated and driven off within the cells. It has been found experimentally that the temperature at least 65 ° C, preferably 90 to

120° C, sein sollte, und bessere Ergebnisse werden mit längeren Zeitperioden erhalten. Diese Bedingungen werden jedoch im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und die Qualität des Produktes bestimmt120 ° C, should be, and better results will be with for longer periods of time. However, these conditions are in terms of economy and determines the quality of the product

Durch die oben beschriebene Behandlung wird die flüchtige Materie innerhalb der Zellen durch Verdampfung abgetrieben, und die Zellenzyme werden inaktiv, die Zellmembranen gebrochen, das Protein durch Tiere schnell verdaulich gemacht und die Lagerungsfähigkeit der Zellen erhöht. Ferner können lästige Gerüche, die der Nährquelle zuzuschreiben sind, beseitigt werden. Der Grund hierfür ist nicht eindeutig bekannt, jedoch wird angenommen, daß die Nährquelle oder ihr Zersetzungsprodukt, in den Zellen absorbiert, zusammen mit dem verdampften Wasser aus den Zellen abgegeben wird. Zusätzlich wird der eigene Duft der Zellen bemerkenswert und geht für lange Zeit nicht verloren (die Gründe hierfür sind noch nicht bekannt).Through the treatment described above, the volatile matter inside the cells is evaporated aborted, and the cell enzymes become inactive, the cell membranes broken, the protein by animals quickly digestible and increases the shelf life of the cells. It can also cause annoying odors attributable to the nutrient source should be eliminated. The reason for this is not clearly known, however the nutrient source or its decomposition product is believed to be absorbed into the cells together is released from the cells with the evaporated water. In addition, the own scent of the Cells remarkable and is not lost for a long time (the reasons for this are not yet known).

Die vorliegende Erfindung ist sowohl auf ansatzweise Trocknung als auch fortlaufende Trocknung anwendbar.The present invention is applicable to both batch drying and continuous drying.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples.

example 1

2525th

3535

8 kg trockene Hefe wurden mit 10 kg eines Hefezellkuchens mit einem Gehalt an flüchtiger Materie von 72%, der durch Kultivierung von Candida novellus unter Verwendung von n-Paraffin (5% Isoparaffin enthaltend) als Kohlenstoffquelle erhalten worden war, gemischt und das Gemisch pulverisiert Das pulverige Gemisch wurde eine Stunde bei einer Fließbettemperatur von 40° C unter Verwendung eines Fließtrockners für ansatzweise Beschickung getrocknet, wodurch anhaftende Feuchtigkeit bis zur Beendigung der Periode der konstanten Trockengeschwindigkeit abgetrieben wurde, worauf dann die Periode der fallenden Trocknungsgeschwindigkeit einsetzt. Die Materialtemperatur wurde erhöht und das getrocknete Produkt weiter bei 100⁰C 2 Stunden erhitzt Das so erhaltene Produkt hatte einen Gehalt an flüchtiger Materie von 1,8%. Es war frei von Petroleumgeruch und besaß ein der Hefe eigenes Aroma.8 kg of dry yeast was mixed with 10 kg of a yeast cell cake having a volatile matter content of 72% obtained by cultivating Candida novellus using n-paraffin (containing 5% isoparaffin) as a carbon source, and the mixture was pulverized powdery mixture was dried for one hour at a fluidized bed temperature of 40 ° C using a batch batch flow dryer, thereby driving off adhering moisture until the end of the constant drying rate period, after which the period of the falling drying rate began. The material temperature was increased and the dried product was ^{heated further at 100 °} C. for 2 hours. The product obtained in this way had a volatile matter content of 1.8%. It was free from the odor of petroleum and possessed a flavor peculiar to yeast.

Das Produkt zeigte einen Verdauungsgrad von bis zu 87% (gemessen durch die Enzymmethode [Pepsin], die auch bei den folgenden Beispielen verwendet wird).The product showed a degree of digestion of up to 87% (measured by the enzyme method [pepsin], the is also used in the following examples).

Selbst wenn das Produkt 30 Tage bei Raumtemperatur stehen gelassen wurde, verdarb es nicht, und das eigene Aroma ging nicht verloren.Even if the product was left to stand at room temperature for 30 days, it did not spoil, and that own aroma was not lost.

Im Gegensatz hierzu wurde dieselbe Hefe mittels des Sprühverfahrens getrocknet und ein getrocknetes Produkt in einem Gehalt an flüchtiger Materie von 10,5% erhalten. Dies besaß einen starken Petroliumgeruch und gab das eigene Aroma durchaus nicht ab. Dieses Produkt zeigte auch nur einen Verdauungsgrad von 53%.In contrast, the same yeast was dried by the spray method and one was dried Product obtained with a volatile matter content of 10.5%. This had a strong petroleum odor and did not give off its own aroma at all. This product also showed only one degree of digestion of 53%.

5050

Example 2

Eine Milch mit einer Hefezellkonzentration von 15%, die durch Kultivierung von Pichia miso mogii unter Verwendung von η-Paraffin als Kohlenstoffquelle erhalten wurde, wurde in fließende Trockenzellen bei einer Fließbettemperatur von 70° C mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von 4 Stunden unter Verwendung eines kontinuierlichen Fließtrockners gesprüht, um hierdurch fortlaufend trockene Hefe zu erhalten. In diesem Fall war nach einer Verweilzeit von 4 Stunden sowohl die Periode der konstanten Trocknungsgeschwindigkeit als auch der fallenden Trocknungsgeschwindigkeit beendet. Das Produkt hatte einen Gehalt an flüchtiger Materie von 1,8% und einen Verdauungsgrad von 86%. Es besaß ein der Hefe eigenes Aroma und dieselbe gute Lagerfähigkeit wie das Produkt aus Beispiel!.A milk with a yeast cell concentration of 15%, those obtained by cultivating Pichia miso mogii using η-paraffin as a carbon source was obtained in flowing dry cells at a fluidized bed temperature of 70 ° C with an average Dwell time of 4 hours sprayed using a continuous flow dryer, in order to keep the yeast dry. In this case it was after a residence time of 4 hours both the period of the constant drying speed and the decreasing drying speed completed. The product had a volatile matter content of 1.8% and a degree of digestion of 86%. It had a flavor peculiar to yeast and the same good shelf life as the product from example !.

Example 3

Ein Hefezellkuchen mit einem Gehalt an flüchtiger Materie von 75%, der durch Kultivierung von Candida utilis unter Verwendung von η-Paraffin als Kohlenstoffquelle erhalten worden war, wurde granuliert und in einen kontinuierlichen Belüftungsbandtrockner gegeben, wo der granulierte Zellkuchen bei 100⁰C 4 Stunden lang getrocknet wurde. In diesem Fall war nach einer Verwdlzeit von 4 Stunden sowohl die Periode der konstanten Trocknungsgeschwindigkeit als auch der fallenden Trocknungsgeschwindigkeit beendet. Das Produkt wurde fortlaufend abgezogen und pulverisiert Die getrocknete Hefe mit einem Gehalt an flüchtiger Materie von 1,8%, einem Verdauungsgrad von 85% und denselben physikalischen Eigenschaften wie jenen des Produktes aus Beispiel 1 wurde erhalten.A Hefezellkuchen with a content of volatile matter of 75%, which had been obtained by culturing Candida utilis using η-paraffin as a carbon source, was granulated and placed in a continuous ventilation belt dryer where the granular cell cake at 100 ⁰ C for 4 hours was dried. In this case, both the period of the constant drying speed and the falling drying speed ended after a drying time of 4 hours. The product was continuously peeled off and pulverized. The dried yeast having a volatile matter content of 1.8%, a degree of digestion of 85% and the same physical properties as those of the product of Example 1 was obtained.

Example 4

Eine Bakteriummilch mit einer Konzentration von 10%, die durch Kultivierung von Bacillus megatherium unter Verwendung von η-Paraffin als Kohlenstoffquelle erhalten worden war, wurde mit trockenen Zellen gemischt, um ein pulveriges Gemisch herzustellen. Das pulverige Gemisch wurde in einen Rotationstrockner gegeben und bei 105⁰C mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von 2 Stunden und 20 Minuten getrocknet Nach einer Verweilzeit von 50 Minuten war die Periode der konstanten Trocknungsgeschwindigkeit beendet, worauf bei fallender Trocknungsgeschwindigkeit gearbeitet wurde. Es wurden fortlaufend trockene Zellen mit einem Gehalt an flüchtiger Materie von 1,9% erhalten. Das Produkt war geruchlos und hatte einen Verdauungsgrad von 87%. Wenn das Produkt 30 Tage bei Raumtemperatur gelagert wurde, konnte kein Verderb oder ein lästiger Geruch festgestellt werden.A bacterium milk having a concentration of 10% obtained by culturing Bacillus megatherium using η-paraffin as a carbon source was mixed with dry cells to prepare a powdery mixture. The powdery mixture was placed in a rotary ^{dryer and dried at 105 °} C. with an average residence time of 2 hours and 20 minutes. After a residence time of 50 minutes, the period of the constant drying rate was ended, whereupon the drying rate was reduced. Continuously dry cells with a volatile matter content of 1.9% were obtained. The product was odorless and had a degree of digestion of 87%. When the product was stored at room temperature for 30 days, no spoilage or an offensive odor could be detected.

Claims

Patent claims:

1. A method for the treatment of microbial cells, characterized in that the volatile matter from at least one type of volatile cell containing cells that come from the Fermentation liquor obtained after the period of constant drying rate is finished, drifts off by evaporation with decreasing drying speed and the cells during this period to a temperature sufficient to modify the cell protein and heated for a time long enough for the cell membrane to break.

2. The method according to claim 1, characterized in that the heating to at least 65 ° C, preferably to 90-120 ⁰ C, is carried out for at least 30 minutes.