DE2723165A1 - Verfahren zur herstellung von polysaccharid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polysaccharid

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polysaccharids. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines alginatartigen Polysaccharids durch Kultivieren von Bakterien der Spezies Azotobacter vinelandii.
Alginsäure, eine hydrophile kolloidale Kohlenwasserstofffsäure, besteht aus einem unterschiedlichen Block-Copolymeren zusammengesetzt aus D-Mannuronsäureeinheiten und L-Guluronsäureeinheiten. Obwohl Alginsäure selbst praktisch" unlöslich
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in Wasser ist, kann sie durch Neutralisation mit einem geeigneten Alkali leicht löslich gemacht werden. Eine der besonderen Eigenschaften von Alginatlösungen ist deren hohe Viskosität bei sehr niedrigen Konzentrationen; wobei bei Zugabe von gewissen zweiwertigen Ionen, wie Kalzium oder Magnesium zu Lösungen von Alginaten, eine Gelierung eingeleitet wird. Die ungewöhnlichen physikalischen Eigenschaften von Alginsäure und Alginaten ermöglichen einen weiten technischen Anwendungsbereich als Emulgatoren, Stabilisatoren und Verdickungsmittel. Sie können beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie als Emulsionsstabilisatoren für Eiscreme verwendet werden, als Gelierungsmittel für Milchpudding und als Verdickungsmittel für Sossen, sowie als Schaumstabilisatoren für Bier; pharmazeutisch können sie als Emulgatoren und Granuliermittel für Tabletten, als Suspensionsmittel für Salben und als absorbierbare Gele für chirurgische Verbände verwendet werden. In der Papier- und Textilverarbeitung werden sie als Leime, für Beschichtungsmassen, Überzugsmassen, Farbstoffe und Druckfarben verwendet und in der Landwirtschaft können sie als Bodenverbesserer eingesetzt werden.
Alginate und Al ginsäuren werden technisch durch Extraktion gewisser Spezies von braunem Seetang, beispielsweise Laminaria digitata und Ascophyllum nodosum gewonnen, wobei sie einen erheblichen Anteil der Zellwandungen bilden.
Dieses übliche Extraktionsverfahren von Seetang weist den Nachteil auf, dass man auf den Nachschub von Alginat enthaltendem Seetang als Ausgangsmaterial angewiesen ist. Das Verfahren lässt sich auch nur schwierig durchführen wegen der Mengen an zu verarbeitendem Seetang und eine erhebliche weitere
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Reinigung wird manchmal erforderlich, insbesondere wenn ein Material für Nahrungsmittel und pharmazeutische Anwendungen benötigt wird.
Aufgrund dieser Schwierigkeiten sind in den vergangenen Jahren alginatähnliche Polysaccharide hergestellt worden durch Kultivierung von verschiedenen Spezies von Azotobacter insbesondere Azotobacter vinelandii. Die Alginsäure die durch diese Mikroorganismen gebildet wird, ist strukturell ähnlich der aus Seetang gewonnenen, mit der Ausnahme, dass sie zum Teil acetyliert ist.
Es ist bekannt, dass die Herstellung von Polysacchariden unter Verwendung eines Stammes von Azotobacter vinelandii kritisch abhängig von einer Zahl von Faktoren ist, insbesondere von dem pH des Mediums und auch von der Menge des Phosphats in dem Medium.
In der GB-PS 1 331 771 wird ein Verfahren zur Herstellung von Polysacchariden beschrieben, das aus einem partiell acetylierten variablen Block-Copolymer von 1-4-verbundenen D-Mannuronsäure- und L-Guluronsäure-Resten besteht, bei dem ein Mikroorganismus der Spezies Azotobacter vinelandii unter aeroben Bedingungen in einem wässrigen Nähremdium, enthaltend wenigstens ein Monosaccharid und/oder Disaccharid als Kohlenstoffquelle und enthaltend als wesentliche Bestandteile Quellen von Molybdän, Eisen, Phosphat, Magnesium, Kalium, Natrium, Kalzium und Sulfat, unter kontrollierten pH-Bedingungen, so dass ein pH im Bereich von 6,5 bis 8,5 für wenigstens die erste Hälfte der Fermentationsperiode und im Bereich von 4,5 bis 8,5 für den Rest der Fermentationsperiode
-A-
sofern eine solche vorliegt, kultiviert wird, bis eine wesentliche Bildung des Polysaccahrids stattgefunden hat, worauf das gebildete Polysaccharid isoliert wird. Die in diesem Verfahren angewendete Kultivierungsmethode kann absatzweise oder kontinuierlich seinin der Beschreibung wird betont, dass die Menge an Phosphat in dem Wachstumsmedium eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Ausbeute an Polysaccharid spielt. Es wird in der dortigen Beschreibung vorgeschlagen, dass niedrige Phosphatmengen die Ausbeute erhöhen und es wird eine Phosphatkonzentration von 0,015 bis 1,4 mmol, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 mmol vorgeschlagen. Unter dieser. Bedingungen werden Poly saccharidkonzentrationen von etwa 2,5 bis 3,0 g/l erhalten.
In der GB-PS 1 334 413 wird eine besondere Auswahl der Bedingungen zur Erzielung besonders guter Ausbeuten an Polysacchariden beschrieben. In dieser Patentschrift wird ein ähnliches Verfahren wie in der vorerwähnten Patentschrift beschrieben und beansprucht, aber die Konzentration an Phosphat in dem Medium ist auf 0,1 bis 0,8 nunol begrenzt und während der Kultivierung wird der pH des Bediums im Bereich von 7,0 bis 8,2 gehalten. Unter diesen Bedingungen können PoIysaccharidkonzentrationen von 3 bis 3,5 g/l erhalten werden.
In der GB-PS 1 394 413 wird wiederum betont, dass die besten Ergebnisse bei niedrigen Phosphatkonzentrationen erzielt werden.
Es wurde nun gefunden, dass bei einem kontinuierlichen Fermentationsverfahren dieser Art die tatsächliche Konzentration
/Π07Ρ
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an Phosphat in dem Medium unter bestimmten Bedingungen erheblich höher sein kann als in den früheren Patentschriften betont wurde.
Under kontinuierlichen Fermentierungsbedingungen ist es ein wesentliches Erfordernis, dass die Kultur unter begrenzten Phosphatbedingungen durchgeführt wird. Das heisst, dass es die Menge an Phosphat in dem Medium ist, welche der bestimmende Faktor für die Konzentration des Mikroorganismus wird.
Dabei ist zu beachten, dass die Konzentration an Zellen des in dem Ferment vorhandenen Mikroorganismus eine Funktion der Konzentration des Phospahtes ist, welche Grenzbedingungen bei einer kontinuierlichen Kultur ergibt. Je höher die Phosphatkonzentration, umso höher ist die Konzentration an vorhandenen Zellen bei Grenzbedingungen. Unter der Voraussetzung, dass dieses Prinzip angewendet wird ist es möglich, phosphatbegrenzte Bedingungen bei kontinuierlichen Kulturen zu erzeugen, bei Phosphatmengen, die erheblich im überschuss über denen liegen, die in den früheren Patentschriften offenbart wurden und wobei man viel höhere PoIysaccharidkonzentrationen, beispielsweise bis zu 27 g/l PoIysaccharid, erzielt, insbesondere wenn man niedrigere Verdünnungsgrade anwendet.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Polysaccharids aus einem partiell acetylierten variablen Block-Copolymeren aus 1-4-verbundenen D-Mannuron- und L-Guluronsäure-Resten zur Verfügung gestellt, bei dem ein Bakterium der Spezies Azotobacter vinelandii unter
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aeroben Bedingungen in einem wässrigen Kulturmedium,enthaltend als wese tlichen Bestandteil wenigstens ein Monosaccharid oder ein Disaccharid als Kohlenstoffquelle und Quellen von Phosphat, Molybdän, Eisen, Magnesium, Kalium, Natrium, Kalzium und Sulfat, kontinuierlich kultiviert wird, wobei das wässrige Kulturmedium eine bestimmte Menge an Stickstoff und/oder Stickstoff enthaltendem Belüftungsgas enthält und die Konzentration des Phosphates in dem Medium begrenzend wirkt auf die Konzentration der Bakterien und wenigstens 1,0 mmol beträgt, und wobei während der Kultivierung der pH des Mediums im Bereich von 6,0 bis 8,2 gehalten wird.
Jeder Stamm von Azotobacter vinelandii kann beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden. Besonders wertvolle Stämme, welche besonders gute Ausbeuten an dem Polysaccharid ergeben sind die in den beiden früheren Patentschriften erwähnten, welche die Kultur-Sammelnr. NCIB 9068 und NCIB 8789 tragen, sowie der Stamm, welcher die Kultur-Sammelnr. NCIB 8660 trägt. Diese Stämme sind erhältlich vom National Collection of Industrial Bacteria, Torry Research Station, P.O. Box 31, Abbey Road, Aberdeen, Schottland,und werden in dem Sammlungskatalog beschrieben.
Die Phosphatmenge, die in dem Medium verwendet wird, variiert in Abhängigkeit von der Zellkonzentration in dem Fermentationsgefäss: je höher die Zellkonzentration, umso höher ist die Phosphatmenge, die limitierend ist. Es wurde beispielsweise gefunden, dass bei Verwendung eines chemisch definierten Mediums der Art, wie es in Beispiel 1 der GB-PS 1 331 771 beschrieben wird, einer Phosphatkonzentration von 1,0 mmol und einer Verdünnungsgeschwindigkeit von 0,15 l/h wirksam limitierend ist bei einer Zellkonzentration von etwa 2,3 g/l.
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Eine Phosphatkonzentration von 2,0 mmol ist wirksam limitierend bei einer Zellkonzentration von etwa 4 g/l, während eine Phosphatkonzentration, die so hoch wie 3,0 mmol ist, wirksam limitierend bei einer Zellkonzentration von etwa 4,7 g/l ist. Bei niedrigeren Verdünnungsgraden erhöht sich die Zellkonzentration, d.h. die gesamte Zellmasse bei einer speziellen limitierenden Phosphatkonzentration, wahrscheinlich durch eine Erhöhung des einzelnen Zellgewichtes. Somit ist bei einem Verdünnungsgrad von 0,05 l/h 3,0 mM Phosphat limitierend bei einer Zellkonzentration von etwa 14 g/l.
In jedem speziellen Fall kann ein Anzeichen dafür, ob die Phosphatkonzentration tatsächlich limitierend ist, durch Erhöhung der Phosphatkonzentration und Beobachten der Auswirkung auf die Zellkonzentration erkannt werden. Wenn die Konzentration einer nicht limitierenden Komponente in dem Medium erhöht wird, wird keine erhebliche Veränderung der Zellkonzentration beobachtet; wird dagegen die Konzentration der limitierenden Komponente erhöht, so spricht die Zellkonzentration sehr schnell durch eine Erhöhung an. Beispielsweise bewirkt eine Erhöhung der limitierenden Phosphatkonzentration um das 2-fache eine wenigstens 10 %-ige Erhöhung der Zellkonzentration innerhalb 5 Stunden.
Es wurde gefunden, dass unter üblichen kontinuierlichen Kultivierungsbedingungen, beispielsweise unter Verwendung eines Chemostats (siehe Herbert Elsworth und Teilung, 1956, Journal of General Microbiology, 14, bO1) besonders vorteilhafte Phosphatmengen im Bereich von 2,0 bis 3,0 mmol liegen, wobei man eine Zellkonzentration von etwa 4 bis etwa 4,7 g/l bei Verdünnungsgraden von 0,15 h oder etwa 14 g/l bei 0,05h
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-JS-
erzielt. Bei Anwendung dieser Mengen wurde eine Polysaccharidkonzentration von bis zu etwa 27 g/l gefunden. Es kann keine obere Grenze der Phosphatkonzentration festgelegt werden, ausgenommen von der Grenze, die durch praktische Überlegungen diktiert wird, wie sie bei kontinuierlichen Fermentierungsverfahren wesentlich sind.
In der erwähnten früheren Patentschrift wurde angezeigt, dass ein weiterer Faktor wichtig ist bei der Bildung von Polysaccharid unter Verwendung von Azozobacter vinelandii und zwar die Menge an Sauerstoff, welche dem Fermentationssystem zugeführt wird. Sauerstofflösungsmengen von etwa 5 bis 50, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 20 mmol Sauerstoff pro 1 Kulturmedium pro Stunde werden dort erwähnt.
Es wurde gefunden, dass die Wirksamkeit, mit welcher das angewendete Monosaccharid oder Disaccharid in ein Polysaccharid umgewandelt wird, in Beziehung steht zu der Menge der Sauerstoffzufuhr. Bei kontinuierlichen Kultivierungsbedingungen trifft dasselbe für Sauerstoff zu, was auch für Phosphat zutrifft, nämlich dass eine Beziehung zwischen dem Sauerstoffgehalt und der Zellkonzentration besteht, die wesentlich ist und nicht die Sauerstoffkonzentration im Medium als solche. Es wurde festgestellt, dass zwar eine Sauerstoffzufuhr von etwa 50 mmol/g Zelle/h unter phosphatlimitierenden Bedingungen eine Saccharoseumwandlung von etwa 9 % ergibt, dass aber eine Sauerstoffzufuhr von etwa 7 bis etwa 22 mmol/g Zelle/h eine Saccharoseumwandlung von über 40 % ergubt. Eine Sauerstoffzufuhr von 20,5 mmol/ g Zelle/h hat eine Saccharoseumwandlung von etwa 49 % ergeben.
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Die tatsächliche Sauerstoffaufnahme in mmol/l/h entsprechend diesen Zahlen hängt selbstverständlich von der Zellkonzentration im Fermentationsgefäss ab. Die Aufnahme pro l/h liegt im allgemeinen in dem in den früheren Patentschriften beschriebenen Bereich aber es muss betont werden, dass es die Beziehung zwischen Sauerstoffzufuhr und Zellkonzentration ist, die wesentlich ist.
Eine Veränderung der Sauerstoffzufuhr zu der Kultur kann auf verschiedene Weise bewirkt werden. Zunächst kann die Konzentration an Sauerstoff in dem Gas, im allgemeinen Luft, welches in die Kultur während der Fermentierung eingeleitet wird, verändert werden, indem man die Luft mit Stickstoff oder einem Inertgas verdünnt oder indem man die Luft durch Extrasauerstoff anreichert. Weiterhin kann man den Druck des in die Kultur eingeleiteten Gases verändern, so dass die Lösungsgeschwindigkeit variiert. Drittens kann die Wirksamkeit, mit welcher der Sauerstoff in der Gasphase in die flüssige Phase überführt wird, verändert werden, indem man die Gas-Flüssigkeits-Mischeigenschaften verändert, was am einfachsten durch eine Veränderung der Geschwindigkeit und der Wirksamkeit des Rührers erfolgt. Eine Kombination von zwei oder mehreren dieser Verfahren kann auch angewendet werden, um das korrekte Gleichgewicht zwischen Stickstoff und Sauerstoff sicherzustellen.
Um das Polysaccharid in hohen Mengen zu erzielen und eine gute Wirksamkeit hinsichtlich der Umwandlung des Mono- oder Disaccharids zu erhalten, ist es erforderlich, die Wachstumsgeschwindigkeit der Bakterien zu überwachen und getrennt davon den Respirationsgrad, so dass die Zufuhr von Sauerstoff
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zu den Bakterien einerseits nicht begrenzt ist und andererseits nicht unnötig hoch ist. Dabei muss betont werden, dass die Sauerstoffzufuhr nicht limitierend sein muss, weil dadurch die Bildung des Polysaccharids erniedrigt wird. Andererseits bewirken unnötig hohe Respirationsgrade, die durch einen hohen Sauerstoffgehalt sich ergeben, dass ein grosser Anteil der Kohlehydratquelle zu Kohlendioxid oxidiert wird, wodurch eine niedrige Umwandlungswirksamkeit sich ergibt.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert. Beispiele 1 bis 4
Es wurden verschiedene Medien gemäss Tabelle 1 verwendet:
Die Medium wurden hergestellt und den Kulturen in zwei Ansätzen zugegeben: Ansatz (1) wurde autoklavisiert mit 1 kg/cm während 1 Stunde in zwei Teilen, die nach dem Abkühlen aseptisch kombiniert wurden. Der eine Teil enthielt Saccharose, KH2PO. und K2HPO. in 14 1, der andere Teil enthielt MgSO4. NaCl und Spurenelemente mit Ausnahme von Kalzium und Eisen in 4 1. Ansatz (2) enthielt CaCl- und FeCl2 in 2 1; das CaCl2 wurde in 1,9 1 autoklavisiert und das FeCl2 wurde filtersterilisiert in 100 ml und dann zu der Masse des Ansatzes (2) gegeben. Ansätze (1) und (2) wurden zu dem Kulturmedium durch getrennte Leitungen zugeführt, wobei (1) mit der 9-fachen Geschwindigkeit von (2) zugegeben wurde, so dass die Konzentration in der Kultur wie in Tabelle 1 angegeben, sich einstellte.
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Tabelle
ZUSAMMENSETZUNG DES WACHSTUMSMEDIUMS
Bestandteil Beispiel 1 Konzentration (g/1) ^iäillimol.ar) Beispiel 3 \ Beispiel 4 0,096) _ _
0,38 ) '"		 Beispiel 5
60 Beispiel 2 60 I 120 VO VO 20
Saccharose 0,032) . _
)/1,0/
0,12 )L '-' 		60 0,096) _ _
0,38 i^3'5/ 		0,008 0,008) _
)/O,25/
O,O32p
KH2PO4
K2HPO4 		1,6
1 ,6		 0,064) _ _
0,25 j^2'0-7 		1,6
1 ,6		 0,34 0,2
0,2
MgSO47H2O
NaCl		 0,008 1,6
1,6		 0,008 0,025 0,008
Na2MoO4 0,34 0,008 0,34 0,23 0,043
CaCl2-2H2O 0,017 0,34 0,017 0,009 _
FeCl24H2O 0,023 0,017 0,023 0,007 -
H3BO4 0,009 0,023 0,009 0,009 -
CoS04-7H20 0,007 0,009 0,007 0,0008 -
MnCl24H2O 0,009 0,007 0,009 : ' -
ZnSO4TH2O 0,0008 0,009 0,0008 -
CuSO4TH2O 0,0008 0,003
FeSO4-TH2O
Vier kontinuierliche Kulturen vom Chemostat-Typ (Herbert et al, wie vorher erwähnt) unter Verwendung von Azotobacter vinelandii NCIB 9068 in einer kontinuierlichen Kulturvorrich tung mit einem Kulturvolumen von 1,0 1 wurden jeweils mit einem der sterilen Medien, wie in Tabelle 1 angegeben, versetzt und zwar mit den dort angegebenen Phosphatkonzentra tionen. Die Ansätze (1) und (2) wurden den Kulturen in einer kombinierten Menge zugepumpt, wobei man die Verdünnungsgrade, die in Tabelle 2 angegeben werden, erhielt, und die Kulturbrühe floss über einen Standrohrüberlauf in ein Aufnahmegefäss. Die Temperatur wurde wie in Tabelle 2 angegeben, eingestellt.
Der pH wurde auf 7,4 durch automatische Zugabe von 1 M NaOH eingestellt. Luft wurde in die Fermentationsvorrichtung in einer Menge von 1 l/Min, geperlt und die Rührgeschwindigkeit wurde so eingestellt, dass die Saueraufnahme im Bereich von 10 bis 30 mmol/g Zelle/h lag. Aus dem Fermentationsgefäss wurden täglich Proben entnommen und Untersuchungen der Zellmassen und der Polysaccharidkonzentrationen durchgeführt. Zu jeder 40 ml Probe wurden 0,8 ml 0,5 M EDTA und 0,8 ml 5 M NaCl gegeben. Die Proben wurden dann 40 Minuten mit 25.000 g zentrifugiert. Die erhaltenen Zellkügelchen wurden in destilliertem Wasser wieder suspendiert, 40 Minu ten mit 25.000 g zentrifugiert und das Überstehende wurde dekantiert. Ein vorher gewogenes Rohr, enthaltend das Sedi ment, wurde 12 Stunden bei 105 C getrocknet und dann gewogen. Das Polysaccharid wurde von dem Überstehenden der ersten Zentrifugierung durch Zugabe von 3 Volumenteil Propan-2-ol ausgefä It. Der Niederschlag wurde durch Filtration gesammelt und im Vakuum 24 Stunden bei 45°C getrcoknet. Die
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Die Phosphatlimitierung wurde bei Phosphatkonzentrationen von 1,0 mmol bis 3,0 nunol erzielt. Besonders geeignete Konzentrationen an Polysacchariden wurden unter Verwendung von Medien, enthaltend 2,0 bis 3,0 mmol zugefügtem Phosphat, erhalten.
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Tabelle
POLYSACCHARIDBILDUNG UNTER PHOSPHATLIMITIERTEN BEDINGUNGEN
O 'JD OO .τα?
Beispiel Phosphat
konzentra
tion
(mM)		 Verdünnungs-
grad
Oh"1)		 Kultivie
rungstem
peratur
(°C)		 Zellkon- , Polysaccha-
zentra- ridkonzen-
tion ■ tration
(g/1) (p.c)(g/l)
i
i
j		 Polysaccha-
ridprodukti-
vität
= d.r.x
p.c.
(g/i/h)
1 0,15 30 J
f
2,3 j 4,4		 0,66
I 2 2 0,15 36 4,0 I 9,1 1 ,36
! 3 3 0,12 36 4,7 15,1 1 ,81
I 4 3 0,05 36 14 ! 26,5 1,32
cn er
272316b
In allen Fällen wird gezeigt, dass die Phosphatkonzentration die Zellkonzentration limitiert, indem die Phosphatkonzentration auf das 2-fache erhöht wird: innerhalb von 5 Stunden beobachtete man eine Erhöhung der Zellkonzentration von wenigstens 10 %.
Beispiel 5
ass_unter_ghosghat-
Azotobacter vinelandii NCIB 9068 wurde auf einer kontinuierlichen Kultur unter Verwendung eines wässrigen Kulturmediums der Zusammensetzung der Tabelle 1 in einer gerührten Tankfermentiervorrichtung gezüchtet.
Zu dem Medium in der Fermentiervorrichtung wurde ein auf einem Agar-Nährboden gewachsener Impfstoff zugegeben und die Fermentierung wurde ansatzweise 24 Stunden bei 30 C bei einem pH von 7,5 vorgenommen. Eine kontinuierliche Mediumzufuhr wurde mit einem Verdünnungsgrad von 0,15 h (d.h. 150 ml/h) zugegeben. Luft wurde zu der Kultur in einer Menge von 1,7 l/Min, gegeben. Der Respirationsgrad des Organismus wurde durch Veränderung der Rührgeschwindigkeit eingestellt, wobei man die Kultur ein konstantes Stadium erreichen liess. Jeweils wenn ein konstantes Stadium erreicht wurde, wurde die Polysaccharidbildung gemessen, indem man mit Propan-2-ol einen Niederschlag bildete und anschliessend das Trockengewicht feststellte, das Zellprodukt wurde durch
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Bestimmung des Trockengewichtes gemessen und die rückständige Saccharose wurde durch g.l.c. bestimmt. Die Sauerstoffaufnahme wurde gemessen unter Verwendung eines paramagnetischen Sauerstoffanalysators und die CO~-Entwicklung unter Verwendung eines Infrarot-CO_-Analysators.
Immer wenn ein konstantes Stadium erreicht war, wurden zu dem Kulturgefäss 2 ml sterile Phosphatlösung (0,125 M) zugegeben. In jedem Fall erhöhte sich die Konzentration an Bakterien, wodurch angezeigt wird, dass die Zellkonzentration durch die Phosphatkonzentration limitiert worden ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
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Tabelle 3
AUSWIRKUNG DES RESPIRATIONSGRADES AUF DIE WIRKSAMKEIT DER
SACCHAROSEUMWANDLUNG IN EIN POLYSACCHARID
Sauerstoff
aufnahme
(mmol/g Zelle/h)		 Zellkonzen
tration
(g/i)		 Polysaccha-
ridkonzentra-
tion
(g/i)		 Verwendete
Saccharose
(g/i)		 Umwandlung
von Saccha
rose in
Polysaccha-
rid		 Rührge
schwindig
keit
(Upm)
7,0 0,5 0,70 1 ,65 42 % 400
12,4 0,42 0,84 1,8 47 % 500
20,5 0,44 1 ,09 2,2 49 % 600
28,2 0,44 1 ,16 4,7 25 % 700
51 ,0 0,69 0,89 9,9 9 % 870
IV) OO
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die Ausbeute an PoIysaccharid aus Saccharose von 9 % bei höheren Belüftungsgraden (und infolgedessen höheren Respirationsgraden) auf 4 7 bis 49 % erhöht werden kann bei Sauerstoffaufnahmen zwischen 12 und 20 mmol/g Zelle/h.
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Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung von Polysaccharid 1
    PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Herstellung eines Polysaccharide aus einem partiell acetylierten variablen Block-Copolymer aus 1-4-verbundenen D-Mannuron- und L-Guluronsäure-Resten, bei dem ein Bakterium der Spezies Azotobacter vinelandii kontinuierlich unter aeroben Bedingungen in einem wässrigen Kulturmedium kultiviert wird, wobei das Kulturmedium als wesentliche Bestandteile wenigstens ein Monosaccharid oder Disaccharid als Kohlenstoff quelle und Quellen von Phosphat, Molybdän, Eisen, Magnesium, Kalium, Natrium, Kalzium und Sulfat enthält, und das Medium eine bestimmte Quelle an Stickstoff und/ oder ein Belüftungsgas enthaltend Stickstoff, enthält und der pH des Mediums im Bereich zwischen 6,0 und 8,2 gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an Phosphat in dem Medium limitierend auf die Konzentration des Bakteriums ist und wenigstens 1,0 mmol beträgt.
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  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass als A vinelandii ein Stamm NCIB 9068, 8789
    oder 8660 verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Phosphatkonzentration in dem Medium 2,0 bis 3,0 mmol beträgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Sauerstoffaufnahme durch die Kultur auf ein Niveau beschränkt wird, das eine optimale Umwandlung
    des Monosaccharids oder Disaccharids in das Polysaccharid ergibt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Sauerstoffaufnahme auf eine Menge von
    etwa 7 bis 22 mmol/g Zelle/h beschränkt wird.
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DE2723165A 1976-05-28 1977-05-23 Verfahren zur Herstellung eines Polysaccharide Expired DE2723165C3 (de)

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