DE2527651A1 - Verfahren zur zuechtung von naehrmittel-einzellerproteinen - Google Patents
Verfahren zur zuechtung von naehrmittel-einzellerproteinenInfo
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Description
Mikroorganismen wie Hefen, Bakterien und Pilze werden heute
in großen Mengen gezüchtet, um solche eiweisreichen Substanzen zu gewinnen. Sie werden als Einzellerproteine (single cell
proteins, SCP) bezeichnet.
Als erforderliche Kohlenstoffquelle für die Züchtung werden Kohlenhydrate, Paraffine,. Alkohole und andere kohlenstoff reiche
Substanzen verwendet.
Viele Probleme sind bei solchen Züchtungen zu überwinden. So muß den genannten Kohlenstoffquellen eine Anzahl von anderen, am Aufbau
der Zellen beteiligten Substanzen wie Phosphate, Stickstoff, Kalium, Calzium, Magnesium, Spurenelemente zugegeben werden.
Ebenso benötigen gewisse Organismen die Zugabe von Wirkstoffen wie Biotin, Hefeextrakt u.a.
Es ist vorgeschlagen worden, die nach der Abtrennung der Mikroorganismen
anfallenden Abwasser teilweise wieder in die Fermentation zurückzuführen.
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Diese Gesamtrezirkulation ist nur bis zu einem gewissen Punkt
durchführbar, da neben den unverbrachten Salzen und Wirkstoffen
auch Eiweißkörper - vor allem Enzyme - gebildet werden, welche von den' Einzellern nicht mehr verwertet werden können und sogar
eine wachstumshemmende Wirkung auszuüben vermögen. Die abzuführenden Mengen an solchen Substanzen bilden ein großes Problem
der Gewässerverschmutzung, da die BSB-Belastungen bis zu mehreren
Tausend mg/Liter erreichen können
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Züchtung von Nährmitteleinzellerproteinen
derart abzuwandeln, daß eine Gewässerverschmutzung durch die Abwasser oder den nicht rezirkulierbaren
Abwasseranteil verringert ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die bei dar Abtrennung der
Mikroorganismen anfallenden nicht rezierkulierbaren Abwasser einer
Trennung in eiweißhaltige und nicht-eiweißhaltige Fraktionen unterworfen werden. Aus-gestaltungen der Erfindung sind in den Unterangprüchen
angegeben. Dies Verfahren hat sich als günstig erwiesen, weil die gesamten Abwässer nicht nur wertvolle, brauchbare Eiweiße
und Enzyme enthalten, sondern auch beträchtliche Mengen an Wuchsbzw. Hemmstoffen (Anti-Wuchsstoffe u.a.), so daß die gleichzeitige
Gewinnung von Proteinen und aktiven Substanzen möglich ist.
Es wurden an solchen Abwasserfraktionen Wuchs-Versuche durchgeführt,
welche gezeigt haben, daß eine Aufarbeitung solcher Stoffe von großem wirtschaftlichen Wert sind, und daher mithelfen, die
Abwasserprobleme zu verringern und ökonomisch zu gestalten.
Neben solchen Wuchs- und Antiwuchsstoffen, welche in der Kultivierung
von Grünpflanzen eine immer größere Rolle spielen, konnten auch Stoffe isoliert werden, welche im Prozeß selber
benötigt werden, wie z.B. Biotin. Diese Fraktion der Abwasser kann daher mit Vorteil, zusammen mit den gelösten Salzen, wieder
in den Prozeß zurückgeführt werden.
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Der Eiweißanteil und vor allem die Enzyme können aus dem Abwasser durch Ausfällung bei verschiedenen pH-Werten., durch
Membranfiltration (Ultrafiltration) oder über Molekularsiebe erfolgen. Auf solche Art können sie direkt eingedickt und wenn
gewünscht, anschließend getrocknet werden. Duch die Abtrennung der Eiweiße und Enzyme kann der BSB-Wert eines Abwassers bis zu
90 % verringert werden.
Die übrigen Stoffe des Filtrates können wiederum durch Fraktionierung
oder Extraktion getrennt und teilweise Fraktionen in den Prozeß zurückgegeben werden.
Die Erfindung sei anhand eines Beispiels näher erläutert.
Von einer kontinuierlichen Fermentation eines bestimmten Hefestammes
(Hansenulla polymorpha) auf einem Vollsubstrat, welchem als Kohlenstoffquelle 10 Vol.-% Methanol zugeführt wurde, erhält
man eine Zellsuspension, welche 2 4 g/l Hefe Trockensubstanz enthält. Nach Abtrennung der Hefe mittels einer Zentrifuge wurde
die zellfreie, separierte Lösung einer Ultrafiltration unterzogen.
Als Ultrafilter wurde eine Membran, die nach Herstellerangaben eine Ausschlußgrenze von Molekulargewicht 1 ooo aufweist,
verwendet.
Aus dem Permeat wurde unter Zufügen von Wasser folgende Verdünnungsreihe
hergestellt:
Permeat 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Wasser 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
2 00 ml Bechergläser der hohen Form wurden je zur Hälfte mit einem
lockeren Bett von Glaswatte gefüllt. In diese Glaswatte wurde ein Glasrohr von 5 mm Innendurchmesser gesteckt, das bis zum
oberen Rand des Becherglases reichte und später zur Zuführung · der Versuchsflüssigkeit diente. Die Glaswatte wurde mit einem
Filterpapier bedeckt und anschließend ca. 5 cm hoch mit gewaschenem Quarzsand überschichtet.
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In diesem Querzsand wurden beispielsweise je 5 Maiskörner so eingepflanzt, daß sie vom Sand gerade noch bedeckt waren.
Dann wurde durch die erwähnten Einfüllrohre von den oben beschriebenen Lösungen je 50 ml in jedes Becherglas eingefüllt.
Die Länge der sprossenden Maispflanzen wurde täglich gemessen und pro Becherglas je ein Mittelwert festgestellt.
Bei diesen Versuchen hat es sich gezeigt, daß unverdünntes
Abwasser und solches von 80 und 90 % das Wachstum hemmen bzw. sogar die Keimung verhindern. Bei Konzentrationen unter 70 %
Abwasser tritt eine Wachstumsförderung aif, die bei diesen Versuchen
ein Maximum bei Konzentraten von 30 und 2 0 % erreichte,
wobei diese Pflanzen gegenüber mit normalem Leitungswasser gezüchteten Kontrollgruppen ein um 20 - 30 % größeres Längenwachstum
aufweisen.
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Claims (7)
- Patentansprüche1J Verfahren zur Züchtung von Nährmittel-Einzellerproteinen, dadurch gekennzeichnet , daß die bei der Abtrennung der Mikroorganismen anfallenden und nicht rezirkulierten Abwasser einer Trennung in eiweißhaltige und nicht-eiweißhaltige Fraktionen unterworfen werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch , gekennzeichnet, daß die Trennung durch Membranfiltratxon (Ultrafiltration) erfolgt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch Molekularsieb erfolgt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch Ausfällung bei verschiedenen pH-Werten erfolgt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch Lösungsmittelextraktion erfolgt.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-eiweißhaltige Fraktion ganz oder teilweise in die Fermentierstufe zurückgeführt wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wuchsstoff- resp. AntiWuchsstoff-Anteile der Fraktion aufgearbeitet werden.1058509882/0781
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