DE2911557C3

DE2911557C3 - Verfahren zur Herstellung von Aggregaten von Bakterienzellen

Info

Publication number: DE2911557C3
Application number: DE2911557A
Authority: DE
Inventors: Gerald Baltzer Elkart Ind. Borglum (V.St.A.)
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Genencor International Indiana Inc
Priority date: 1978-03-27
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1981-01-22
Also published as: SU929014A3; CA1110185A; NL7902083A; RO78777A; NL188359B; JPS54129183A; US4212943A; GB2033396B; IL56732A; PL214277A1; FR2421213A1; ATA223579A; SE7902150L; DE2911557A1; DK151637C; IT1114710B; HU182535B; NL188359C; YU73279A; DK122379A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bakterienzeil-Aggregats mit einer größeren Härte der Teilchen, wobei eine Masse derartiger Bakterienzellen zusammengebracht wird mit dem Produkt der Vernetzungsreaktion zwischen 1. Glutaraldehyd, Cyanursäurehalogenid oder einer Kombination davon und 2. einem spezifischen kationischen Polymer, das erhalten worden ist durch Polymerisation eines Epihalogenhydrins und eines Alkylenpolyamins, und die entstehenden Aggregate gewonnen und getrocknet werden.

Glucose-isomerase ist ein Enzym das angewandt werden kann, um die Umwandlung von Glucose (Dextrose) in Fructose (Lävulose) zu katalysieren. Es ist bekannt, daß Glucoseisomerase gebildet weiden kann Fermentation bzw. Züchtung bestimmter Organismen wie Streptomyces flavovirens, Streptomyces echinatur, Streptomyces achromogenus, Streptomyces albus, Streptomyces olivaceus, Bacillus coagulans und ähnlichen in geeigneten Nährmedien. Die Glucose-isomerase wird innerhalb der Bakterienzellen gebildet, die während ihrer Bildung wachsen. Die Zellen kennen von der Fennentationsbrühe abfiltriert und direkt aTs Quelle für Glucose-isomerase angewandt werden. Die direkte technische Anwendung derartiger enzymhal tiger Bakterienzellen verbietet sich jedoch aufgrund eines erheblichen Nachteils. Die Enzymaktivität geht während der Anwendung aus den Bakterienzellen verloren und dadurch ist die Lebensdauer der Zelten gering. Dieser Nachteil wurd«· überwunden durch Behandlung der Bakterienzelien mit Glutaraldehyd, wie in der US-PS 37 79 869 beschrieben. Weitere Techniken zur Immobilisierung der Enzymaktivität in Bakttirienzellen sowie zur Herstellung von Aggregaten derartiger enzymhaltiger Bakterienzellen sind z, B. in der US-PS 38 21 086 und der Reissue-PS 29 130 und 29 136, sowie in der ZA-PS 73/5917 beschrieben, Die oben angegebenen US'PS betreffen die Anwendung bestimmter aniönischef und kationischer polyelekfrolytischer Flok-

kungsmittel. Die ZA-PS beschreibt verschiedene Kombinationen von Bindemitteln, Verstärkungsmitteln und Vernetzungsmitteln. Während bei dem oben angegebenen Verfahren Bakterien-Zell-aggregate entstehen die im allgemeinen ihre Enzymaktivität während ihrer Anwendung beibehalten, es ist jedoch nach wie vor Wünschenswert, die Härte der Aggregate weiter zu erhöhen, so daß sie kommerziell bzw. technisch in Reaktorbetten zunehmender Tiefe angewandt werden können. In der US-PS 39 35 069 ist die Zugabe bestimmter Metallverbindung zusammen mit polyelektrolytischen Flockungsmitteln angegeben um die Härte zu verbessern. Dieses Verfahren besitzt jedoch ebenfalls nur eine begrenzte Anwendbarkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aggregats aus Bakterienzellen mit einer verbesserten Härte. Bei diesem Verfahren wird ein Vernetzungs-Reaktionsprodukt aus Glutaraldehyd und/oder Cyanursäurehai«jgenid und einem speziellen Epihalogcnhydrin-Polyamin-Polyincr angewandt Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Aggregats von Bakterienzellen, das dadurch gekennzeichnet ist daß man eine Masse von Bakterienzellen mit einem Vernetzungs-Reaktionsprodukt zusammenbringt, aus 1. einer Substanz aus der Gruppe von Glutaraldehyd, Cyanursäurehalogenid und deren Kombinationen und Z einem wasserlöslichen kationischen Polymer, das erhalten worden ist durch Polymerisation eines Epihalogenhydrins mit einem Alkylenpolyamiri der Formel RiR₂NRNH₂ in der R eine niedere Alicylengruppe mit 2 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatomen und Ri una R₂ jeweils eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei das Molverhältnis /on Epihalogenhydrin zu Polyamin ungefähr 0,60:1 bis ungefähr 2,7 :1 beträgt und bei der Polymerisation das Alkylenpolyamin mit ungefähr 50 bis ungefähr 90% der Menge an Epihalogenhydrin, die polymerisiert werden soll, umgesetzt wird, wobei die Reaktion ablaufen kann bis das Reaktionsmedium eine im wesentlichen gleichmäßige Viskosität erhält und der verbleibende Teil des Epihalogenhydrins in einzelnen Teilen umgesetzt wird, um das kationische Polymer zu erhalten, wobei die Polymerisationstemperatur ungefähr 60 bis ungefähr 120° C beträgt und man anschließend das entstehende « Aggregat gewinnt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet, wenn das entstehende Aggregat getrocknet und bei der späteren Verwendung wieder hydratisiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann für verschiedene enzymhaltige Bakterienzellen to angewandt werden. Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben in Beziehung auf Bakterienzellen, die Glucose-isomerase-Aktivität enthalten.

Die Bakterienzellen, die Glucose-isomerase-Aktivität besitzen und für das erfindungsgemäße Verfahren v; geeignet sind, könnten nach bekannten Verfahren erhalten werden. Die bevorzugten enzymhaltigen Zellen werden gebildet durch Züchtung von Streptomyces ohvaceus NRRL 3583 oder dessen Mutanten unter submersen aeroben Bedingungen in einem Medium, das entsprechende Nährstoffe enthält Diese Züchtung ist in der ÜS'PS 36 25 828 beschrieben. Die entstehenden Bakterienzeliert Werden von der Fermentätiönsbrühe durch Abfiltrieren oder Zentrifugieren abgetrennt.

Die bei dem Verfahren angewandten Substanzen sind leicht zugänglich, Glutarafdehyd Und Gyanürsälirehaiogenid wie CyanUrsäuretrichlorid (Cyanurchlorid), Cyäriürsäürebrömid, Cyariursäurejodid Und ähnliche sind im Handel erhältlich oder können nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Das spezielle Epihalogenhydrin-Polyamin-PoIymer, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt wird, ist unter der Bezeichnung BETZ 1180 (Betz Laboratiries, Ina Trevose, Pennsylvania) im Handel erhältlich. BETZ 1180 besitzt ein Molekulargewicht von weniger als 1 Million, enthält ungefähr 0,288mMol Aminogruppen pro Gramm der Lösung (bezogen auf die Ninhydrin-Bestimmung) und wird in Form einer Lösung, enthaltend 30 Gew.-% Feststoffe, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, in den Handel gebracht Diese Verbindung ist in der US-PS 39 15 904 beschneien. Die Verbindung wird dort als wasserlösliches kationisches Polymer beschrieben, das erhalten worden ist durch Polymerisation eines Epihalogenhydrins mit einem Alkylenpolyamin der Formel RiR₂NRNH₂ in der R eine niedere Alkylengruppe mit ungefähr 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und Ri und R₂ jeweils eine niedere Alk^vl^iTruⁿⁿe tnit ungefähr 1 bis lin^ef"*^"" ** Kohlenstoffatomen bedeuten und das Molverhältnis von Epihalogenhydrin zu Polyamin ungefähr 0,60 :1 bis ungefähr 2,7 : 1 beträgt Bei der Polymerisation werden mit dem Alkylenpolyamin ungefähr 50 bis ungefähr 90% der zu polymerisierenden Menge an Epihalogenhydrin umgesetzt, wobei man die Reaktion ablaufen läßt bis das Reaktionsmedium eine im wesentlichen gleichmäßige Viskosität besitzt und das restliche Epihalogenhydrin in einzelnen Teilen umsetzt (zugibt) um das kationische Polymer zu erhalten. Die Polymerisationstemperatur beträgt ungefähr 60 bis ungefähr 12O⁰C Dieses Produkt wird im folgenden als das »Polyamin-Polymer« bezeichnet

Das Vernetzungs-Reaktionsprodukt, das erfindungsgemäß zur Herstellung der Bakterien-zell-aggregate angewandt wird, kann das Umsetzungsprodukt von Polyamin-Polymer mit entweder Glutaraldehyd oder Cyanursäurehalogenid oder Glutara! Vhyd und Cyanursäurehalogenid sein.

Das Glutaraldehyd und/oder Cyanursäurehalogenid das im folgenden allgemein als Komponente 1 bezeichnet wird, wird mit dem Polyamin-Polymer. das als Komponente 2 bezeichnet wird bei einem pH-Wert von ungefähr 6 'is 10 und einer Temperatur von ungefähr 0 bis 30°C ungefähr 03 bis 2,5 h lang umgesetzt. Das gesamte Reaktionsprodukt der Vernetzungsreaktion enthält ungefähr 12 bis ungefähr 77 Gew.-% Komponente 1 und ungefähr 23 bis ungefähr 88 Gew.-% Komponente 2, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Bestandteile in den Komponenten 1 und 2. Der Glutaraldehyd-Gehalt des Reaktionsprodukts beträgt ungefähr 0 bis ungefähr 77 Gew.-% und der Cyanursäurehalogenid-Gehalt ungefähr 0 bis ungefähr 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Bestandteile in den Komponenten 1 und 2.

Die Reaktion zwischen Glutaraldehyd und dem Polyamin-Polymer wird vorzugsweise bei einem pH-Wert von 8 bis 9 und einer Temperatur von ungefähr 18 bis 25° C innerhalb von ungefähr 0,5 g durchgeführt Der Giutarajdehyd sollte in einem Mölverhältriis von mindestens 1 Mol pro MoI Aminogruppen in dem Polyämiri-Pölymef Vorhänden seinjUm unerwünschte Vernetzungen des Poiyamin-Polymers mit Glutaraldehyd zu Vermeiden.

Die Reaktion zwischen Cyanursäurehalogenid allein und dem Polyamin^Polymer wird vorzugsweise bei einem pH'Wert von 8 bis 9 ufid einer Temperatur von 0

bis 10°C innerhalb von ungefähr 1 bis 2 h durchgeführt Das Cyanursäurehalogenid sollte in einem Mol-Verhältnis von mindestens 1 Mol pro Mol Aminogruppen in den Polyamin-Polymer angewandt werden, um eine unerwünschte Vernetzung des Polyamin-Polymers mit Cyanursäurehalogenid zu vermeiden. Cyanursäurehalogenid wie Cyanursäuretrichlorid besitzt drei reaktionsfähige Halogenatome. Eines dieser Atome reagiert bei 0⁰C oder darüber. Nach Reaktion des ersten Halogenatoms bzw. der ersten reaktionsfähigen Stelle reagiert das zweite Halogenatom bei 30 bis 50°C und das letzte bei 90 bis 100° C Es ist günstig, zunächst nur die ersten Halogenatome in dem Cyanurhalogenid mit dem Polyamin-Polymer zur Reaktion zu bringen. Wenn das entstehende Vernetzungsprodukt anschließend mit den Bakterienzellen umgesetzt und beim Trocknen auf höhere Temperaturen erhitzt wird, reagieren die verbliebenen reaktionsfähiogen Halogenatome des Cyanursäurehalogenids mit dem Polyamin-Polymer und liefern weitere Venetzungen für das Bakterienzell-Aggregat

Die Reaktion zwischen dem Folyannn-Polymer und der Kombination von Glutaraldehyd und Cyanursäurehalogenid wird in einzelnen Stufen durchgeführt. Zunächst wird das Cyanursäurehalogenid mit dem Polyamin-Polymer bei einem pH-Wert von 8 bis 9 und einer Temperatur von 0 bis 10⁰C ungefähr 1 bis 2 h umgesetzt Vorzugsweise liegen die Reaktionsteilnehmer in diesem Stadium in tinem Mol-Vsrhältnis von 1 Mol Cyanursäurehalogenid zu 2 Mol Aminogruppen in jo dem Polyamin-Polymer vor. Ein Überschuß von Glutaraldehyd wird dann zugegeben und die Reaktion bei dem gleichen pH-Wert und der gleichen Temperatur ungefähr 0.5 h fortgesetzt.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendete Reaktionsprodukt der Vernetzungsreaktion ist kein kationischer Polyelektrolyt, da die Aminogruppen eines Polyamin-Polymer die dem Polymer zu Anfang den kationischen verliehen haben, mit dem Glutaraldehyd uwd/oder Cyanursäurehalogenid reagiert haben und nicht weiter frei verfügbar sind.

Bakterien-Zell-aggregate werden hergestellt, indem man eine Masse von Bakterienzellen mit dem Vernetzungsreaktionsprodukt, das wie oben hergestellt worden ist, bei einem pH-Wert von ungefähr 8 bis 9 und bei einer Temperatur von ungefähr 0 bis 30°C. ungefähr 0,5 bis 1,5 h zusammenbringt. Das Vernetzungsreaktionsprodukt wird in einer solchen Menge und Konzentration angewandt, daß die Bakterienzellen mit ungefähr 4,5 bis u.igefähr 60 Gew.-% der wirksamen Bestandteile des Vernetzungsreaktionsproduktes, bezogen auf das Trockengewicht der Zellen, zusammengebracht werden.

Nachdem die oben angegebene Reaktion stattgefunden hat, wird das Bakterien-zell-Aggregat vorzugsweise extrudieirt oder auf andere Weise in die gewünschte Form gebracht und bei ungefähr 65" C einige Stunden getrocknet. Die entstehenden getrockneten Aggregate können aufbewahrt werden, bis sie später für ein enzymatrisches Verfahren angewandt werden. Bei der bo Anwendung werden die getrockneten Aggregate ■retiydratisiert und für die Anwendung vorbereitet.- Ein beispielhaftes Vorbereitungsverfahren ist in der US^PS 39 74 036 beschrieben.

Ein prinzipieller Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Erhöhung der Härte der Bakterien-ZelUagpegate nach der Rehydratisierung, verglichen mit bekannten Bakterien-zell-Aggregaten.

Die Härte wird ausgedrückt als Beständigkeit der Bak'.erien-zell-Aggregatieilchen gegenüber Druck. Zur Bestimmung dieser Härte wurde ein Instron Tensile Tester mit einer Compression Load Ceii Nr. (Druck-Last-Zelle) CCT (Instron Corporation, Canton, Massachusetts) angewandt, wie in der US-PS 39 35 069 beschrieben ist.

Die Rehydratisierungshärte wurde folgendermaßen bestimmt:

Es wurde eine Rehydratisierungslösung hergestellt durch vermischen von 9,68 g C0CI2 χ 6 HjO, 28,0 g Mg (OH)₂ und 56,0 g wasserfreier Zitronensäure in 600 ml destilliertem Wasser bei 45° C Das Gemisch wurde unter Rühren auf 60°C erhitzt, um alle Salze zu lösen. Es wurde dann auf 25° C gekühlt und mit NaOH auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt Anschließend wurde es Filtriert und mit destilliertem Wasser auf 1,0 1 aufgefüllt. 2,5 ml dieser Lösung wurden mit 130 ml Wasser, 703 g Dext-ose, 24,228 Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan vermischt und bei 25°C mit N JH auf einen pH-Wert von 8,55 gebracht. Das Gemisch wu de dann mit Wasser aus 200 ml aufgefüllt

5 Teilchen der getrockneten Bakterien-zell-Aggregate wurden in einer Petrischale mit 2,5 ml der oben a-.gegebenen Rehydratisierungslösung bedeckt und 1 h im Wasserbad bei 60°C erhitzt und dann bis zum Abkühlen bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Teilchen wurden aus uer Lösung entfernt überschüssige Flüssigkeit von der Oberfläche entiernt und dann in dem Instrom-Gerät untersucht Das Gerät wird mindestens 30 Minuten vor Durchführung der Messungen aufgewärmt wobei die Kraftmeßzelle (load cell) daran befestigt ist Die Geschwindigkeit des Preßstempels (crosshead) v/ird auf 5,1 mm/min eingestellt und die Papiergeschwindigkiit des Aufzeichnungsgerätes auf 51 mm/min. Der »Rücklauf« wird auf 0,965 mm in bezug auf die Oberfläche der Kraftmeßzelle eingestellt. Die »Meßlänge« wird so eingestellt daß der Rand des Probenbehälters ausreichend Abstand hat. Die Aufzeichnungsvorrichtung wird auf den vollen Bereich eingestellt Das sind üblicherweise 4,54 kg. Die Aufzeichnungsvorrichtung wird so geeicht daß sie 0 kg anzeigt, wenn sich der Probenbehälter auf der Kraftmeßzelle befindet und 0,454 kg wenn sich der Probenbehälter und 0,454 kg Standardgewicht auf der Kraftmeßzelle befinden. Ein einzelnes rehydratisiertes Teilchen auf dem Probenbehälter wird mit dem Prüfstempel zentriert Der Preßstempel wird von Hand auf die Oberfläche des Teilchens geführt und der »Ein« Knopf gedrückt Auf dem Aufzeichnungsgerät wird die Kraft in kg in einem Abstand von 0.762 mm von dem Punkt an abgelesen, an dem der Preßstempel das Teilchen berührt. Die Härte wird so ausgedrückt als Kraft (kg) die erforderlich ist um das Teilchen um 0,762 mm zusammenzupressen. Der Versuch wird an mehreren Teilchen wiederholt und die Ergebnisse ermittelt

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläuU .t:

Beispiel 1

Ein Reaktionsprodukt einer Vernetzungsreaktion würde erhalten durch Zugabe von 2,25 g BETZ 1180 Lösung, enthaltend 0,675 g aktive Substanz und 0,648 mMol Avft-nogruppen, zu 100 ml einer l,25%igen (Gewicht/Vol) Glutaraldehydlösung, enthaltend 13,24 mMol aktive Substanz, bei einem pH-Wert von 9. Das Gemisch wurde ungefähr 30 Min. gerührt, wobei

eine dunkelgelbc Lösung entstand. Das gewünschte Produkt wurde erhalten aus einem Reaktionsgemisch, enthaltend 64,9 Cew.-% Glutaraldehyd und 35,1 Gew.-% Pölyäiiiitf-Pölyinef, bezogen auf das Gesamtgewicht von Glutaraldehyd (Komponente I) und ί Polyamin- Polymer (Komponente 2).

Eine Kultur einer Mutahte von Streptomyces olivaceus NRRL 3583 wurde in einem bewegten, belüfteten Fermeritor, enthaltend ein geeignetes Nährmedium, wie in der US-PS 36 25 828 beschrieben, ro gezüchtet. Die entstehende Fefmefitationsbrühe, die eine Masse von Bakterienzellen enthielt, wurde durch Zugabe entsprechender Puffersubstanzen auf einen pH-Wert von 8,2 eingestellt. Ein Teil der wie oben hergestellten Lösung wurde zu einem Teil der ii Fermentationsbrühe in einer solchen Menge gegeben, daß man 14 Gew.-% Glutaraldehyd (21,6 Gew.-% "csciTttss Reaktionsprodukte bezogen 2uf dss Trocken* gewicht der Bakterienzellcn erhielt. Nach 30minütiger Reaktionszeil bei 25⁰C und einem pH-Wert von 8.2 ίύ wurde die behandelte Fermentationsbrühe filtriert. Der Filterkuchen wurde dann durch eine Spritzenöffnung von 2,2 mm gepreßt. Die entstehenden Stränge wurden in einzelne Stücke mit einer Länge von 30 mm geschnitten und über Nacht bei 65"C in einem Ofen in >j einem Luftstrom getrocknet. Ein ähnlicher Anteil Fermentationsbrühe wurde mit Glutaraldehyd in einer Konzentration von 14 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Baktericnzellen. behandelt. Die behandelten Zellen wurden auf die gleiche Weise j» filtriert, extrudiert und getrocknet um Vergleichsteilchen zu erhalten. Die Verglcichsteilchcn und die mit dem Vernetzungsreaktionsprodukt behandelten Teilchen wurden auf ihre Härte untersucht. Die Vergleichsprobe besaß eine Härte von 0.364 kg, während das j> erfindungsgemäß hergestellte Produkt eine Härte von 1.27 kg besaß.

Beispiel 2

4(1

Anteile einer Fermentationsbrühe von Streptomyccs olivaceus. entsprechend Beispiel 1, wurden nur mit Glutaraldehyd (Vergleich) und mit verschiedenen Kombinationen des Vernet/ungsreaktionsproduktes bei einem pH-Wert von 9 und 29^rC behandelt. Die verschiedenenen Vernetzungsprodukte wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei verschiedene Mengen Glutaraldehyd und Polyamin-Polymer angewandt wurden. Die behandelten Bakterienzellen wurden abfiltriert, extrudiert. getrocknet und auf ihre Härte untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.

Daraus geht hervor, daß die Anwendung des Vernetzungsfeaktionsproduktes eine gleichmäßige Erhöhung der Härte ermöglicht, verglichen niit der bekannten Anwendung von Glutaraldehyd.

Beispiel 3

Hin Verhetziingsreaktionsprodukt wurde erhalten durch Lösen von 0.188 g Cyanursäure-trichlorid (0.64 mMol) in 10 ml Aceton, und Zugabe dieser Lösung unter Rühren zu 70 ml eiskaltem Wasser, wobei ein (einteiliger Niederschlag entstand. 2,25 g BETZ 1180-Lösung (enthaltend 0.675 g aktive Substanz und 0.648 mMol Aminogruppen) wurden mit 20 ml Wasser verdünnt und zu der Cyanursäuretrichlorid-Suspension "^"eben. Da^c cn^|.^c'.chcⁿdc Cif-mi<;rh wurde iinicr Rühren I bis 2 h auf einem pH-Wert von 9 und einer Temperatur von 0 bis 5"C gehalten und dann auf 100 ml verdünnt. Das Cyanursäure-Trichlorid löste sich und zeigte damit eine Reaktion mit dem Polyamin an. Dieses Reaktionsprodukt entstand durch Umsetzung eines Gemisches, enthaltend 21,8 Gew.-°/o Cyanursäuretrichlorid als Komponente I und 78.2 Gew.-% Polyamin Polymer als Komponente 2. Ein Anteil einer Streptoniyces oliwreus Fermentationsbrühe, entsprechend Beispiel I. wurde mit einem Anteil des oben angegebenen Reaktionsproduktes vermischt, so daß eine Konzentration von 32,0 Gew.-% Reaktionsprodukt bezogen auf das Trockengewicht der Baktericnzellen, entstand. 0,2%ige{Gew./Vol.) wäßrige Nalriumbicarbonallösung wurde zugegeben, um den pH-Wert auf 9 zu halten. Nach 1.5 h bei einem pH-Wert von 9 und 25°C wurde die behandelte Fermentationsbrühe filtriert, extrudierl und getrocknet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Ein anderer Anteil der Fermentationsbrühe wurde wie oben 0.5 h behandelt. Es wurde zunächst kein Natriumbicarbonat zugegeben, aber die abfiltrierten Zellen mit einer ]%igen Natriumbicarbonatlösung bei einem pH-Wert von 9 vor dem Extrudieren und Trocknen gewaschen. Zum Vergleich wurde zu einem getrennten Anicu uci Fermentationsbrühe Glutaraldehyd in einer Konzentration von 14 Gew.-°/o. bezogen auf das Trockengewicht der Bakterienzellen, zugegeben. Die Zellen wurden 30 min mit Glutaraldehyd bei einem pH-Wert von 8.2 und einer Temperatur von 25°C vor dem Filtrieren. Extrudieren und Trocknen behandelt. Die Vergleichsprobe ergab eine Härte von 1 kg. während das Produkt, das 0,5 h reagiert halte eine Härte von 1,73 kg ergaKund das Produkt, das 1,5 h reagiert hatte, eine Härte von 1,82 kg.

Tabelle 1

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Reaktionsgemisch zur Herstellung Zugesetzte Härte

des Vernetzungsprodukles Menge

(Gew.-%) (Gew.-"/.) (kg)

Glularaldehyd Polyamin-Polymer

100 (Vergleich)	23,3	13,9	0.82
*nc ~i* /U,/	60,0	13.	1,23
40,0	55,6	34.7	1,23
44,4	34,9 .	18,7	1.5
65.1	29.S	1.64

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Beispiel 4

Ein Vernetzungsprodukt wurde erhalten durch Zugabe von 4,5 g BETZ 1180-Lösung (enthaltend 135 g wirksame Substanzen und 1,296 mMol Aminogruppen) zu 0,118 g (0,64 mMol) feinteiligen Cyanursäure-trichlorid in eiskaltem Wasser. Der pH-Wert wurde auf 9 eingestellt und 2 h im Eisbad (0° C) auf einem Wert von 9 gehalten. Dann wurden 1,25 g (13,24 mMol) Glutaraldehyd bei pH9 zugegeben und die niedrige Temperatur ungefähr 0,5 h aufrechterhalten. Es bildete sich eine dunkelgelbe Färbung. Das Reaktionsprodukt entstand aus einem Reaktionsgemisch, enthaltend 43 Gew.-% Cyanursäure-trichlorid. 46.0 Gew.-°/o Glutaraldehyd

(insgesamt 50,3 Gew.-% Komponente 1) und 49,7 Gew>% Polyaniin-Polymer als Komponente 2. Ein Anteil einer St( cptomyces olivaceus Fermentationsbrühe, entsprechend Beispiel I₁ wurde mit einem Anteil des oben angegebenen Reaktionsproduktes vermischt, um eine Konzentration von 30,4 Gew.-% Reaktiortsproduljibezogen auf das Trockengewicht der ßakterienzellert zu erreichen. Nach 0,5stündiger Reaktion bei 25°G und einem pH-Wert von 9 wurde die behandelte Fermentationsbriihe filtriert, mit eiliei 5%igen (Gewicht) wäßrigen Nairiumbicarbonatlösung bei pH 9 gewaschen, extrudiert und getrocknet. Eine Vergleichs· probe wurde wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt. Die Vergleichsprobe ergab eine Härte von 0,364 kg, Während das vernetzte Reaktionsprodukl eine Härte von 1,73 kg ergab.

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Beispiel 5

Anteile von Strcptomyces olivaeeus Fermentationsbrühe, entsprechend Beispiel I, wurden mit Glutaraldehyd allein (Vergleich) und mit verschiedenen Kombinationen von Reaktionsprodukten bei 25 und 5°C und einem pH-Wert von 9 behandelt. Ein Vernetzungsreaktiönsprodukte enthielten jeweils 1 Mol Cyanursäuretrichlorid auf 2 Mol Aminogruppen in den Polyamin-Poiymer. Die Gesamtmengen des Glutaraldehyds und PolyamimPolymers wurden so eingestellt, um die in Tabelle 2 angegebenen Kombinationen zu erhalten. Die behandelten Bakterienzellen wurden filtriert, extrudiert, getrocknet und auf ihre Härte untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben:

Tabelle 2

Zusammensetzung des	Reaktionsgemisches	für das	Zugegebene Menge	Härte
Vernetzungsprodukt
(Gcw.-Vo)			(Gew.-"/»)	(kg)
Glutaraldehyd	Cyiinursüure-	I'olyamin-Polymer
	Irichlorid
25 C
100 (Vcrgl.)	-	-	7	0,55
30,6	5,1	64,3	6,5	1,05
18,2	6,0	75,8	38,4	0,96
47,4	3,8	48,8	29,5	1,41
-	12,8	87,2	55,0	1,50
5 (
lOO(VergL)	-	-	7	0,55
52,0	3,5	44,5	13,5	2,0
18,8	5,9	75,3	15,9	2,6

Es ist zu bemerken, daß bei dem oben angegebenen Beispielen die mit dem Vernetzüngsreaktionsprodukt behandelten Bakterienzellen alle deutlich erhöhte Härtewerte besaßen, verglichen mit den nur mit Glutaraldehyd behandelten Bakterienzellen.

Wenn ein Vernetzüngsreaktionsprodukt, das erhalten worden ist aus Glutaraldehyd und Polyamin-Polymer ^o angewandt wird, wird das bevorzugte Mittel erhalten aus einem Gemisch von 57,1 Gew.-°/o Glutaraldehyd als Komponente 1 und 423 Gew.-% Polyamin-Polymer als Komponente 2, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Substanzen in den Komponenten 1 und 2. Dieses Mittel wird vorzugsweise in Mengen von 17,5 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Bakterienzellen angewandt.

Wenn ein Vernetzüngsreaktionsprodukt aus Glutaraldehyd, Cyanursäure-trichlorid und Polyamin-Polymer angewandt wird, wird das bevorzugte Mittel hergestellt aus einem Gemisch von 54,9 Gew.-°/o Glutaraldehyd und 3,6 Gew.-°/o-Cyanursäure-trichlorid als Komponente 1 und 41,5 Gew.-% Polyamin-Polymer als Komponente 2, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Substanzen in den Komponenten 1 und 2. Dieses Mittel wird vorzugsweise in einer Menge von 18,2 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Bakterienzellen angewandt.

Die äüf die oben angegebene Weise erhaltenen Aggregate von Bakterienzellen waren alle imstande. Glucose in Fructose umzuwandeln. Die Glucose-isomerase-Aktivität wurde durch die Anwendung des neuen Verfahrens nicht verschlechtert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Aggregaten von Bakterienzellen, dadurch gekennzeichnet, daß man Bakterienzellen zusammenbringt mit einem Vemetzungsreaktionsprodukt aus 1. einer Substanz aus der Gruppe von Glutaraldehyd, Cyanursäurehalogenid und deren Kombinationen und 2. einem wasserlöslichen kationischen Polymer, das erhalten worden ist durch Polymerisation eines Epihalogenhydrins mit einem Alkylenpolyamin der Formel R1R2NRNH2 in der R eine niedere Alkylengruppe mit 2 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatomen und R₁ und R₂ jeweils eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatomen bedeuten und das Molverhältnis von Epihalogenhydrin zu Polyamin ungefähr 0,60 :1 bis ungefähr 2,7 : 1 beträgt und die Polymerisation durchgeführt wird durch Umsetzung von ungefähr 50 bis ungefähr 90°/ο der zu polymerisierenden Menge an Epihalogenhydrin mit dem Alkylenpolyamin, Durchführung der Reaktion bis das Reaktionsmedium eine im wesentlichen gleichmäßige Viskosität erreicht hat und Umsetzung des restlichen Anteils an Epihalogenhydrin in einzelnen Anteilen, um das kationische Polymer zu erhalten, wobei die Polymerisationstemperatur ungefähr 60 bis ungefähr 120° C beträgt, und die entstehenden Aggregate gewinnt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterienzellen mit dem Vemetzungsreaktionsprodukt bei einem pH-Wert von ungefähr 8 bis 9 und einer Temperatur von ungefähr 0 bis 30⁰C ungefähr 0,5 bis 13 h zusammenbringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterienzellen mit ungefähr 4,5 bis ungefähr 60 Gew.-% Vernetzungsreaktionsprodukte, bezogen auf das Trockengewicht der Zellen, zusammenbringt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vemetzungsreaktionsprodukt verwendet, das aus der Umsetzung von ungefähr 12 bis ungefähr 77 Gew.-% Komponente 1 und ungefähr 23 bis ungefähr 83 Gew.-% Komponente. bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Bestandteile in den Komponenten 1 und 2, erhalten worden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente I des Vernetztingsreaktionsproduktes ungefähr 0 bis ungefähr 77 Gew.-% Glutaraldehyd und ungefähr 0 bis ungefähr 22 Gew.-% Cyanursäurehalogenid enthält und die Gesamtmenge an Glutaraldthyd und/oder Cyanursäurehalogenid ungefähr 12 bis ungefähr 77 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Substanzen in den Komponenten I und 2.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man von Bakterienzellen von Streptomyces olivacetls ausgeht.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß rnäfi als CyanUfsäurehaiogenid Cyanursäure^lrichiofid verwendet

8. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vernetzungsprodukt verwende^ das erhalten worden ist durch Ümset* ZUng Von 57,1 Gew.'°/o Glutaraldehyd als Komponente 1 und 423 Gew.-% Komponente 2, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Substanzen in Komponenten 1 und 2, und dieses Reaktionsprodukt in einer Menge von 173 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Bakterienzellen verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vernetzungsreaktionsprodukt verwendet, das erhalten worden ist durch Umsetzung von 54,9 Gew.-% Glutaraldehyd und 3,6 Gew.-% Cyanursäure-trichlorid als Komponente 1 und 413 Gew.-°/o Komponente 2, bezogen auf das Gesamtgewicht der wirksamen Bestandteile in den Komponenten 1 und 2 und dieses Reaktionsprodukt in einer Menge von 18,2 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Bakterienzellen verwendet.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bii 9, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vemetzungsreaktionsprodukt verwendet, das erhalten worden ist durch Umsetzung der Komponenten 1 und 2 und einem pH-Wert von ungefähr 6 bis 10 und einer Temperatur von ungefähr 0 bis 30° C innerhalb von ungefähr 03 bis 2,5 h.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aggregat anschließend trocknet.