DE4042157A1

DE4042157A1 - Gaerungssteigernde zellpraeparation auf pflanzenbasis, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung

Info

Publication number: DE4042157A1
Application number: DE4042157A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: SALVIONI MARIANNE
Current assignee: SALVIONI MARIANNE
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1992-07-02
Anticipated expiration: 2010-12-29
Also published as: CH684274A5; CN1062762A; DE4042157C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Pflanzenzellpräparation, die überraschenderweise eine ausgeprägte Steigerung der Gärungs aktivität entfaltet, wenn sie gärfähigen Systemen zugesetzt wird. Sie betrifft außerdem Herstellungsverfahren zur Er zeugung derartiger Pflanzenzellpräparationen und die Ver wendung der Präparationen für pharmazeutische, kosmetische und dietetische Produkte mit spezifischer Wirkungsrichtung. Diese Präparationen sind durch einen ungewöhnliche Vielfalt von Wirkungen ausgezeichnet und können sowohl als Aphrodi siakum, Dermatikum als auch als Stärkungsmittel, aber auch für Futterzwecke eingesetzt werden.

Die neuen Pflanzenzellpräparationen sind in der Lage, die metabolische Aktivität anderer Zellen zu erhöhen. Sie steigern den anaeroben Glucoseabbau um mindestens 50%.

Es gibt eine Reihe von Präparaten tierischen Ursprungs, die den Zellstoffwechsel von Organismen aktivieren, vgl. DE-PS 10 76 888, DE-OS 33 41 840, US-PS 39 37 816 u. a. Auch über die zellatmungssteigernde Wirkung von Hefen ist berichtet worden, vgl. DE-OS 34 02 169. Einen Einfluß auf den anaeroben Glucoseabbau und insbesondere eine gärleistungssteigernde Wirkung hat man indes bisher nicht beobachtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Präparation zu entwickeln, die in der Lage ist, den enzymatischen anaeroben Glucoseabbau zu verstärken und hierdurch gär leistungssteigernd in Fermentationsprozesse einzugreifen.

Es wurde gefunden, daß hierzu Zellpräparationen pflanzlicher Herkunft niederer und höherer Pflanzen in der Lage sind, wenn sie partiell dehydratisiert wurden und - falls sie vordem noch vermehrungsfähig waren - nicht mehr replizierbar sind. Offenbar ist jedoch die Aktivierungseigenschaft eine die metabolische Aktivität von Organismen grundsätzlich beein flussende Eigenschaft der neuen Präparationen, denn sie sind gleichermaßen aktiv bezüglich der Aktivierung des Hautstoff wechsels, der Darmflora, des Hormonstoffwechsels und anderer metabolischer Vorgänge.

Fig. I zeigt die zeitabhängige CO₂-Bildung in aeroben Gärungsversuchen unter Verwendung verschiedener Lösungszu sammensetzungen, wobei die Lösungen (II) und (III) erfin dungsgemäße Beispiele darstellen.

Aufgrund der ausgeprägten Gärungssteigerung eröffnet die Erfindung somit auch ein Verfahren zur aeroben Gärung gemäß den eingangs erwähnten Fermentationen, bei dem zur Gärungs beschleunigung, insbesondere in der Startphase, eine Präparation der Erfindung zugesetzt wird.

Fig. II gibt den zeitlichen Verlauf der ATP-Erzeugung in einem Inkubationsansatz wieder.

Die Fig. III und IV zeigen TLC-Chromatogramme, wobei in Fig. III die Aminosäuren des erfindungsgemäßen Präparats (Beispiel 1) und in Fig. IV die Aminosäuren des Ausgangsmaterials entwickelt wurden, während Fig. IIIa des TLC-Diagramm des Dialysats gemäß Beispiel 8 wiedergibt. Die in Fig. III und IV identifizierten Aminosäuren sind Alanin (1), Lysin (2), Arginin (3), Serin (4), Prolin (5), Glycin (6), Methionin (7), Histidin (8), Threonin (9), Isoleucin (10), Asparaginsäure (11), Leucin (12), Phenylalanin (13), Tryptophan (14), Glutaminsäure (15), Valin (16), Tyrosin (17), ß-Alanin (18), Asparagin (19), 4-Aminobuttersäure (20), 2-Aminoisobuttersäure (21), Citrullin (23), 2- Aminobuttersäure (25), 04-Aminocaprylsäure (28). Die in den Fig. V und VI identifizierten Nucleinsäuren sind Adenin (1), Adenosin (2), Cytidin (3), Thymin (7), Uracil (9), Xanthin (11), Hypoxanthin (13), Inosin (14), Adenosin-5′-phosphat (15), 2′-Desoxythymidin-5′-phosphat (16), Uridin-5′-phosphat (17), Cytidin-5′-phosphat (18), Guanosin-5′-phosphat (19), Inosin-5′-phosphat (20), Xanthosin-5′-phosphat (21) , Desoxyguanosin (24), Adenosin-2"(3′)-phosphat (25), Guanosin- 2"(3′)-phosphat (27) und Uridin-2"(3′)-phosphat.

Die Fig. V und VI zeigen die entsprechenden TLC-Diagramme für die Nucleinsäuren (Fig. V erfindungsgemäßes Präparat von Beispiel 1; Fig. VI Ausgangsmaterial).

Fig. VII zeigt in einem Diagramm die prozentuale Änderung (Abszisse) der Profillinienareale (PA) bzw. Linienlängen (LLA) in Abhängigkeit von dem Gehalt an Zellpräparation- Dialysat (Gew.-%) in den zur Bildanalyse von Beispiel 8 eingesetzten Formulierungen.

Unter dem anaeroben Glucoseabbau versteht man die als Glyko lyse und als Gärungen bezeichneten Reaktionen bzw. Reaktions ketten. Die wichtigsten Gärungen umfassen folgende Fermen tationswege:

1) Alkoholische Gärung,
2) Lactat-erzeugende Gärung und,
3) Succinat-erzeugende Gärung.

Bei der alkoholischen Gärung wird bekanntlich Glucose (1 mol) unter Mitwirkung von Hefe schließlich in 2 mol CO₂ und 2 mol Ethanol umgewandelt. Bei der Glykolyse der Säugetierzellen verläuft die biochemische Reaktionskette zunächst analog, lediglich in den Endstufen bestehen Unterschiede, da das Endprodukt der Glykolyse 2 mol Pyruvat (mit 3 C-Atomen) sind. Die Einzelschritte dieses Glucoseabbaus sind den einschlägi gen Lehrbüchern entnehmbar. Kennzeichnend für die Milchsäure gärung und Bernsteinsäuregärung ist die Umwandlung der Brenz traubensäure durch das intermediär gebildete NADH zu L- Milchsäure bzw. die Addition von CO₂ unter Mitwirkung von NADH an Brenztraubensäure zu Fumarsäure und schließlich Bernsteinsäure.

An den Vorgängen des anaeroben Glucoseabbaus sind eine Reihe von Enzymen beteiligt, deren Aktivität von außen beeinflußbar ist. Mit den erfindungsgemäßen Pflanzenpräparationen wird offenbar ein oder mehrere dieser Faktoren zur Beeinflussung des Glucoseabbaus verfügbar gemacht. Welche spezifischen Reaktionen im einzelnen beeinflußt werden, ist nicht ge sichert.

Die Beeinflußbarkeit ist manifestierbar, indem die er findungsgemäßen Pflanzenpräparationen hinsichtlich ihrer Steigerung der Gärungsaktivität getestet werden und ein sogenannter Gärungssteigerungsfaktor ermittelt wird.

Der Gärungssteigerungsfaktor der erfindungsgemäßen Pflanzen präparationen (auch in Form ihrer 1 : 2-Dialysate und in sprüh getrockneter Form) beträgt mindestens 50% (bzw. 1,5); be vorzugt liegt er bei mindestens 2,0 und erreicht vielfach Werte im Bereich von 2,5 bis 4,0.

Der Gärungssteigerungsfaktor ist als das Verhältnis des im Warburg-Versuch von einem Gärsystem abgegebenen CO₂-Volumens, bezogen auf das vom gleichen System erzeugte CO₂-Volumen, dem jedoch kein Präparat zugesetzt worden ist. Die Vergleichs basis ist somit das Modell einer herkömmlichen Vergärung.

Die Messung des Gärungssteigerungsfaktors erfolgt in einem Warburggefäß bestimmten Volumens, das mit einer aus 2,5 g Glucose, 0,4 g Caseinpepton, 50 mg MgSO₄, 7 H₂O und 50 mg Bäckerhefe ad 50 ml Leitungswasser bestehenden Lösung be schickt wird. Das Gefäß wird dann mit einer bestimmten Menge der Testpräparation entsprechend einem Füllplan gefüllt. Die bei 30°C abgegebene CO₂-Menge wird in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt, auf Normalbedingungen umgerechnet und durch die standardisierte CO₂-Menge dividiert, die im Kontroll versuch unter ansonsten gleichen Bedingungen, jedoch ohne Testpräparation erzeugt wird.

Die meßbare Gärungsaktivierung ist für die erfindungsgemäßen Präparationen bemerkenswert, was durch folgende Tabelle (I) ersichtlich wird.

Probe Nr. (Herkunft)
Gärungssteigerungsfaktor
Kontrolle
1,0
Präparation (Bsp. 1)	3,83
Präparation (Bsp. 2)	3,61

Fig. I der Zeichnung zeigt den Verlauf der CO₂-Bildung im Warburg-Versuch in Abhängigkeit von der Zeit, wobei zwei Gruppen von Vergleichsversuchen einbezogen sind, d. h. die präparationsfreie Testlösung, die den Verlauf der konventionellen Gärung kennzeichnet, und die hefefreie Test lösung mit dem Präparat, die keine nennenswerte Beeinflussung der Gärung ergibt.

Die Zusammensetzung der Lösungen war wie folgt:
Lösung I 50 ml Grundmedium + 50 mg Bäckerhefe,
Lösung II 10 ml Lösung I + 50 µl Präparation gemäß Beispiel 1,
Lösung III 10 ml Lösung I + 50 µl Präparation gemäß Beispiel 2,
Lösung IV 10 ml Grundmedium + 50 µl Präparation gemäß Beispiel 1,
Lösung V 10 ml Grundmedium + 50 µl Präparation gemäß Beispiel 2.

Das Grundmedium hat die vorstehend genannte Zusammensetzung, die für den Standardversuch zur Ermittlung des Gärungs steigerungsfaktors verwendet wird.

Es wird vermutet, daß die erfindungsgemäßen Präparationen einen bestimmten Faktor oder mehrere Faktoren enthalten, die aktivitätssteigernd in den anaeroben Glucoseabbau eingreifen. Bei dem anaeroben Gluccoseabbau wird ATP erzeugt (die Energiebilanz des anaeroben Glucoseabbaus beträgt 2 ATP), so daß der Zelle mehr Energie in Form von ATP zur Verfügung gestellt wird und alle unter Mitwirkung von ATP ablaufenden Reaktionen eine Steigerung erfahren. Auch die sich an den anaeroben Glucoseabbau anschließenden aeroben Folgereaktionen werden positiv beeinflußt.

Dies könnte möglicherweise auch ein Schlüssel der Erklärung für die vielfältigen Wirkungen der erfindungsgemäßen Pflanzenzellpräparation sein.

Die erfindungsgemäße Pflanzenzellpräparation zeigt eine überraschende und ausgeprägte Beeinflussung der ATP-Erzeugung in geeigneten Systemen, wie z. B. einer Glukose und Phosphat enthaltenden Hefesuspension.

Wenn man einen Ansatz aus 1 g Bäckerhefe, 4,0 ml Phosphat puffer von pH 7,4, 0,1 ml Zellpräparation (hergestellt wie in Beispiel 1), 1 mg Magnesiumgluconat und 0,1 ml Mangansulfat 60 min bei 30°C inkubiert und dann mit 2,0 ml einer Lösung aus 30 mg Adenosin und 200 mg Glukose versetzt und das Gemisch bis zu 270 min bei 37°C und einem pH-Wert von 7,4 umsetzen läßt, wird nach einiger Zeit eine starke Erzeugung von ATP festgestellt, während der Phosphat- und Adenosinge halt dementsprechend absinkt. In Fig. II sind die Meßer gebnisse der erhöhten ATP-Bildung nach 90′, 120′, 180′, 240′ und 270′ wiedergegeben, wobei die Proben in geeigneter Weise aufgearbeitet und jeweils die entstandenen ATP-Mengen, die verbrauchten Adenosinmengen und die Phosphatabnahme gemessen wurden. Ohne Zusatz der erfindungsgemäßen Zellpräparation unter ansonsten gleichen Bedingungen wird praktisch keine ATP-Produktion gemessen (gestrichelte Linie in Fig. II).

Somit eröffnet die Erfindung unter Einsatz der Pflanzenzell präparation einen außerordentlich einfachen und wirtschaft lich ausführbaren Weg zur biochemischen ATP-Erzeugung in einem Hefesuspensionsmedium, dem Adenosin und Phosphat zuge setzt wird. In analoger Weise sind auch andere Nukleotide wie GTP, CTP und TTP herstellbar.

Es ist wichtig, daß die Pflanzenzellen partiell dehydrati siert sind. Bekanntlich kann den pflanzlichen Zellen unter geeigneten Bedingungen ein Teil ihres Zellwassers entzogen werden, wobei in vielen Fällen eine Volumenverringerung unter "Schrumpelung" einhergeht. Die meisten Ascomycetes-Arten besitzen eine sehr elastische Zellmembran, so daß die Zellen bei Wasserentzug kleiner werden. Dieser Vorgang kann auch "Entquellung" genannt werden. Mit dem Wasserentzug werden unter bestimmten Bedingungen jedoch auch chemische Ver änderungen bezüglich der Zellkomponenten eingeleitet, die wahrscheinlich zur Freisetzung bzw. Bildung von Aktivitäts faktoren führen, die ihrerseits einen katalysierenden oder in anderer Weise erklärbaren Effekt auf Systeme ausüben, die einen anaeroben Glucoseabbau unterliegen. Die chemischen Veränderungen der Zellkomponenten sind steuerbar und werden ausgeprägter, wenn gleichzeitig Wärmeeinflüsse, osmotische Einflüsse und/oder Einflüsse durch bestimmte chemische Substanzen stattfinden. Man kann insofern auch von chemi osmotischer Thermoplasmolyse sprechen. Der Grad der Ver änderung ist am größten, wenn osmotische, thermische und wasserentziehende Bedingungen gleichzeitig eingestellt werden und einwirken.

So hat es sich als besonders günstig erwiesen, eine Pflanzen zellsuspension, die etwa 0,5 bis 2,5% anorganische oder organische Salze, Kohlenhydrate aus der Reihe der Mono-, Di- und Oligosaccharide und mindestens einen ein- oder mehr wertigen Alkohol enthielt, der Einwirkung von Mikrowellen auszusetzen und hierdurch den Pflanzenzellen gezielt Wasser zu entziehen. Zwei Mikrowellenbereiche sind besonders gut anwendbar, der Radiofrequenzbereich mit 10 bis 45 MHz und der Mikrowellenbereich entsprechend 400 bis 2,500 MHz.

Bezüglich des Wassergehaltes ist eine Herabsetzung auf etwa 65% des ursprünglichen Wassergehaltes der Pflanzenzellen oder auf einen niedrigeren Wert, wie 50%, 40% und bevorzugt weniger als 30% sehr vorteilhaft. Andererseits sind Wasser gehalte von weniger als 10 Gew.-% für die Entfaltung der neuartigen Eigenschaften weniger geeignet.

Die Wirkung von anorganischen Salzen und organischen Salzen ist verschieden. Es hat sich gezeigt, daß Salze mit kleineren Kationen, deren Ionenradius einen bestimmten Wert nicht überschreitet, wesentlich aktiver sind als Kation-Anion-Paare mit einem größeren Kation. Kationen dieser bevorzugten Gruppe sind Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Mangan, Lithium, Natrium und Kalium. Bevorzugt wird ein Salzgemisch mit mindestens drei verschiedenen Kationen verwendet, wobei Kationen aus der Gruppe Na, Mg, Mn in einem bevorzugten Gewichtsverhältnis von Na/Mg/Mn etwa 1 : 0,1 : 0,005 besonders günstig sind. Das Anion kann anorganischer Natur wie Chlorid, Sulfat, Phosphat, Carbonat oder organischer Natur wie Acetat, Propionat, Acrylat, Malert, Fumarat, Pyruvat, Succinat, Citrat, Gluconat sein. Die Salzmenge variiert in einem Be reich von etwa 0,8 bis 50 Gew.-%, ausgedrückt als hydrat freies Salz und bezogen auf die Trockensubstanz der Präparation.

Besonders aktive Zellpräparationen der Erfindung weisen einen in typischer Weise veränderten Gehalt an Aminosäuren und/oder Nucleinsäuren auf, wobei der Anteil der o-Aminocarbonsäuren, wie o-Aminobuttersäure oder 2-Aminoisobuttersäure, ange reichert ist. Bemerkenswert ist auch die Anwesenheit von bestimmten Nucleinsäurebasen wie Adenin, Thymin und Xanthin. Es ist zulässig und zuweilen auch bevorzugt, den Gehalt an o- Aminocarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder den Gehalt an Nukleotiden bzw. Nukleinsäurebasen durch externen Zusatz nicht anzuheben.

In Fig. III bis VI sind die entsprechenden TLC-Chromatogramme für jeweils das Ausgangsprodukt und eine erfindungsgemäße Präparation (Beispiel 1) wiedergegeben, die keine derartige Supplementierung enthielt. Überraschenderweise können die atypischen Aminosäure- und Nucleotidanteile durch externe Zugabe dieser Komponenten zu einer Pflanzenzellpräparation optimal eingestellt und hierdurch sogar eine noch ausge prägtere Aktivitätssteigerung erreicht werden.

Charakteristisch für die erfindungsgemäße Pflanzenzellpräpa ration ist außerdem ihr hoher Peptidgehalt, der meistens mehr als 1,0 Gew.-% der Trockensubstanz beträgt. Aufgrund des hohen Peptidgehaltes entwickelt die erfindungsgemäße Zellprä paration Antioxidanzeigenschaften, so daß sich ihre Anwendung als natürlicher Konservierungsstoff anbietet. So können durch Einsatz der erfindungsgemäßen Zellpräparation die überlicher weise verwendeten phenolischen Antioxidantien ganz oder wenigstens teilweise substituiert werden. Der hohe Peptidge halt dürfte mit der Existenz von Proteinspaltprodukten korrelierbar sein. Es ist dennoch auch möglich, den Anteil der Aminosäuren und Peptide über die natürliche Menge hinaus zu steigern. Für Proteine, Aminosäuren und Proteinhydrolysate haben S.J. Bishov und Mitarbeiter (Food Res. 25, 174 (1960), J. Food Aci. 16, 198 (1961) und Food Technol. 21, 148A (1967) bereits antioxidantische Aktivität nachgewiesen. Wenn man die von S.J. Bishov und A.S. Henrick in J. Amer. Oil Chem. Soc. 43, 477 (1966) beschriebene Methodik anwendet, wird an einem Modellsystem aus 50 ml Wasser, 1 g Carboxymethylcelluslose, 1 g Maisöl (frei von Tocopherol), das 10% Zellpräparation der Erfindung, Beispiel 1, enthält und 3 min hochtourig in einem 250 ml Rundkolben gerührt und dann gefriergetrocknet wird, dieser Antioxidanz-Effekt gut demonstrierbar. Der gefrierge trocknete Rückstand zeigt bei 65°C und Behandlung mit molekularem Sauerstoff erst nach 140 Stunden 50%ige Oxidation. Dagegen findet man bei einer Kontrolle, die gleich aufgebaut ist, aber keine Zellpräparation der Erfindung enthält, eine 50%ige Oxidation (entspricht 50% O₂-Verbrauch) bereits innerhalb von 24 Stunden.

Das Spektrum der in der Zellpräparation enthaltenen Amino säuren wird auch aus Fig. III und IV ersichtlich, die TLC- Diagramme für ein erfindungsgemäßes Präparat und eine Ver gleichssubstanz zeigen. Das TLC-Diagramm des Dialysates der Zellpräparation (Fig. IIIa) unterscheidet sich relativ wenig von Fig. III.

Die erfindungsgemäßen Pflanzenzellpräparationen zeichnen sich ferner durch aphrodisiakatische Wirkung aus, wie sich anhand eines Versuchs mit männlichen Ratten nachweisen läßt (verab reicht wurde die Präparation nach Beispiel 1): Männlichen Ratten, die nicht besonders paarungsfreudig waren, wurde 14 Tage lang täglich 0,1 g/kg Körpergewicht der Zellpräparation verabreicht. Die Ratten zeigten vom 9ten Tag an eine ver mehrte Anzahl von Ejakulationen, verglichen mit den Kontroll tieren, die kein Präparat, sondern nur das übliche Futter erhielten. Dieser Effekt hielt ca. 2 Wochen an und konnte verstetigt werden, wenn weiterhin die Zellpräparation verab reicht wurde.

In einem anderen Versuch mit Ratten wurde die Potenz männlicher Ratten durch die Gabe von Torula-Hefe ins Trink wasser gehemmt, was aus der Literatur seit langem bekannt ist, vgl. R. Riemschneider, Mitt. Physiolog.-Chem. Institut Berlin 1946. Diese Potenzhemmung konnte durch Gaben der erfindungsgemäßen Zellpräparation (gemäß Beispiel 1) aufge hoben werden, so daß die Zahl der Neugeborenen wieder auf ein normales Niveau anstieg.

Es wird vermutet, daß die vorstehend beschriebenen Effekte in engem Zusammenhang mit Beobachtungen über die Hemmung der Aufnahme biogener Amine (Dopamin, Tyramin und andere) stehen. Die erfindungsgemäße Pflanzenzellpräparation eignet sich aus diesem Grunde auch zur Behandlung älterer Menschen, indem die altersbedingte Abnahme der Dopamin-Konzentration im Gehirn verhindert und die sexuelle Aktivität gesteigert wird.

Die erfindungsgemäße Zellpräparation ist aber auch generell als Leistungssteigerer zu betrachten. Wird das Gießwasser von Pflanzen mit bis zu 1 oder 2% (Gewichtsbasis) der er findungsgemäßen Pflanzenzellpräparation versetzt und werden dann Pflanzen regelmäßig mit diesem modifizierten Wasser gegossen, zeigen sie ausgeprägte Wuchssteigerung gegenüber normal gegossenen Pflanzen und Blumen.

Die erfindungsgemäße Pflanzenzellpräparation wirkt bei Säuge tieren generell leistungssteigernd und kann sogar als leistungssteigerndes Antistreßmittel eingestuft werden. Dies veranschaulichen die folgenden beiden Versuche:

a) Das Trinkwasser für die Tränke von Pferden wurde mit 0,2% der Zellpräparation versetzt. Die Tiere zeigten nach kurzer Zeit bereits eine deutlich verbesserte Nahrungs aufnahme und Futterverwertung. Die Tiere wurden er sichtlich ruhiger, ihr Fell wurde glänzender. Ihr Habitus entsprach dem eines hochleistungsfähigen Tieres. Der gefundene Effekt, der einem Dopingeffekt gleicht, wird auch erreicht, wenn man die Zellpräparation dem Tier futter zugibt.
b) Mäuse, die lebensbedrohlichen Streßsituationen ausgesetzt waren, entwickelten ein wesentlich besseres Überlebens verhalten als Tiere, denen kein Präparat verabreicht wurde, z. B. bei Schwimmversuchen.

Beispiel 1

Eine aus Hefemilch (100 kg, 20% Feststoffanteil) und 1,5 kg Salz (NaCl, MgCl₂, MgSO₄ Gewichtsverhältnis ca. 6,5 : 0,3 : 0,7) bestehende und bei 60-70°C einige Zeit behandelte Präparation (Beispiel 1), deren pH nach Abkühlen auf einen Wert von 5,5 eingestellt war, zeigte das in Fig. III abgebildete TLC- Chromatogramm mit einem markanten Aminosäure-Fingerprint. Besonders markant ist der Gehalt an 2-Aminobuttersäure, die im Ausgangsprodukt nicht nachweisbar ist.

Der Gärungssteigerungsfaktor dieser Präparation lag bei ca. 3,8. Das Dialysat der Zellpräparation zeigte einen Gärungs steigerungsfaktor von 3,7.

Beispiel 2

Der Gärungssteigerungsfaktor einer ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellten Präparation aus 100 kg Preßhefe und 2 kg Salz mit ebenfalls chromatographisch nachweisbarem 2-Aminobutter säuregehalt lag bei 3,6.

Bei Übertragung des Laborversuches in Halbtechnik-Maßstab konnten die Ergebnisse voll reproduziert werden (siehe unten).

Die Präparationslösungen wurden unter milden Bedingungen eingeengt oder sprühgetrocknet und nach erneutem Lösen der Trockensubstanz mit den Gärsystemen geprüft. Die Gärungs aktivitätssteigerung blieb praktisch unverändert.

In 3 Versuchsreihen wurden im Halbtechnikmaßstab jeweils 100 kg Rübenmelasse mit verschiedenen Zusätzen bei 32°C vergoren. Die Gäransätze enthielten bei einem Endvolumen von 500 Liter neben 100 kg Rübenmelasse und 2,5 kg Hefe mit ca. 27% HTS

Versuchsreihe A:
Präparation aus Beispiel 1, 15 kg
Versuchsreihe B:
kein Zusatz
Versuchsreihe C:
Hefeautolysat, 15 kg

Die Gärungen wurden bei einem pH-Wert von 5,3 angestellt. Nach 5- und 10stündiger Gärung lagen die pH-Werte bei 5,0. Der Gärverlauf wurde durch Wägung der CO₂-Abnahme verfolgt. Die festgestellten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgelistet.

Tabelle

Beispiel 3

10 kg Kartoffeln wurden in einem Küchenmixer zerkleinert und mit 5 Liter Leitungswasser vermischt. Hierzu wurden 150 g Salz hinzugesetzt, das Gemisch wurde erwärmt, jedoch auf eine Temperatur nicht über 40°C. Nach längerer Einwirkung wurde die erhaltene Suspension sprühgetrocknet und im Gärversuch getestet. Der Gärungssteigerungsfaktor war größer als 100% (2,1).

Analog wurden Kartoffeln suspendiert und behandelt, mit der Abwandlung, daß dem Präparat 75 mg 2-Aminobuttersäure (L- Form) zugesetzt wurden. Der Gärungssteigerungsfaktor lag bei 2,3.

Beispiel 4

10 kg Sojabohnenkeime wurden zerkleinert und mit Wasser vermischt. Dann wurden 160 g Salz hinzugesetzt und das Gemisch wurde 4 h auf 35°C erhitzt. Nach Sprühtrocknen wurde das Produkt im Gärversuch getestet. Es zeigten einen Gärungssteigerungsfaktor von 2,5.

In einem weiteren Versuch mit Sojabohnenkeimen wurde in Abwandlung der obigen Prozedur mit folgenden Salzen bzw. Salzgemischen behandelt, wobei ein Gewichtszusatz von jeweils 150 g eingehalten wurde:

Calciumgluconat/Kaliumchlorid (1 : 10)
Magnesiummalat/Natiumsulfat (1 : 7,5)
Lithiumchlorid/Natriumacetat (1 : 5)
Lithiumchlorid/Magnesiumchlorid (1 : 5)
Manganchlorid/Natriumchlorid (0,1 : 5).

Trotz variierender Gärsteigerungsfaktoren (von 1,8 bis 3,3) zeigte sich in jedem Fall eine wirksame Beeinflussung der normalen anaeroben Gärung, verglichen mit entsprechenden Kontrollversuchen ohne Präparationszusatz bzw. ohne Bäcker hefe.

Beispiel 5

270 g Soja-Keimlinge wurden mit einem Küchenmixer zerkleinert und mit 250 ml dest. Wasser gut gemischt, dann mit einer verdünnten p-Hydroxybenzolsäureester-Lösung (0,01%ige) ver setzt und konserviert. 250 g des obigen Gemisches wurden dann 10 min mit einem Ultra-Tourrax-Homogenisator bei 20 000 Upm homogenisiert. Zu diesem Gemisch wurde in einem Wasserbad bei 38°C 9,9 g NaCl, 1,6 g MgSO₄ und 5 mg MnSO₄ portionsweise zugegeben und die Mischung weiter gerührt. Zu Beginn ver flüssigte sich das Gemisch ein wenig. Die Temperatur des Wasserbades wurde auf ca. 62°C erhöht. 1 Stunde wurde bei 61°C ständig weitergerührt. Nach einer Stunde wurde das Gemisch langsam abgekühlt, indem es aus dem Wasserbad ge nommen und bei Raumtemperatur abgekühlt wurde. Zum Gärversuch wurde die Präparation selbst oder eine Lösung des getrockne ten Produktes eingesetzt.

Der Gärungssteigerungsfaktor war 2,9.

Beispiel 6

Zu 100 kg eines Gemisches aus Pflanzenzellen, z. B. aus 10% Kartoffelsaft und 90% Hefemilch (mit 22% Feststoffgehalt), wurden 1,2 kg Salzgemisch, enthaltend 5 % Rohrzucker, 5% Magnesiumsulfat, 89% Natriumchlorid und 1% Mangansulfat plus Natriumsuccinat (1 : 10-Verhältnis) gegeben und rasch auf 57°C erwärmt. Unter weiterem Rühren läßt man abkühlen, nach dem ausreichend Konservierungsmittel zugesetzt worden ist.

Die erhaltene Suspension zeigt eine hohe Stoffwechselaktivi tät:

1) Gärungssteigerungsfaktor: 2,9,
2) Atmungsteigerungsfaktor, bezogen auf Meerschweinchen leber-Homogenat (= 1,0): 3,1,
3) Wachstumsversuch an Gruppyfischen (4 Tage alt): Nach 3 Wochen zeigten die mit dieser Präparation behandelten Tiere gegenüber einer Kontrollgruppe, deren Nahrung keinen Zellpräparationszusatz enthielt, 20% mehr Gewicht, wobei lediglich 0,2% der Suspension dieses Beispiels zum normalen Futter gegeben wurde.
4) Wachstumstimulierende Versuche mit 2 Tage alten Kücken: In gut geschlossenen Inkubatoren wurden 2 Tage alte Kücken gesetzt und eine Suspension aus der Zell präparation dieses Beispiels (2 Teile) in Glycerin- Wasser (98 Teile) (Gewichtsverhältnis 2 : 4 : 94) einge sprüht und 45 min einwirken gelassen. Dann erfolgte eine 50tägige Aufzucht. Die Gewichtszunahme gegenüber den Kontrolltieren, die nicht besprüht wurden, lag bei 3%, die Sterblichkeit der Tiere war um 7% reduziert.

Wenn in einem zweiten Versuch den Kücken nach dem Besprühen ein Futter gegeben wurde, das 0,2% des Präparates enthielt, betrug die Gewichtszunahme gegenüber den Kontrolltieren nach 50 Tagen 12% und in einem weiteren Versuch 17%. Die Zahl der Tiere lag jeweils bei 10 000 pro Gruppe. Die obigen Zuwächse sind der statistische Mittelwert.

5) Kopulationssteigerung südafrikanischer Krallenfrösche: Die Kopulation von geschlechtsreifen Xenopus-Tieren bereitet häufig Schwierigkeiten und erfordert normalerweise eine Hormonbehandlung der Tiere. Durch Zugabe der Zellpräparation dieses Beispiels zum Aquariumwasser der zu kopulierenden Tiere ließ sich ein größerer Fruchtbarkeitseffekt erzielen als durch Hormonbehandlung:

Tabelle

Zahl der abgelegten Eier

Beispiel 7

3 kg Weißkohl wurden in einem Küchenmixer zerkleinert und mit 0,5 kg Torula sowie 1,0 kg Bierhefe versetzt und mit 3000 ml Wasser gut gemischt und mit 0,1% Nipagin konserviert. Homogenisierung erfolgte mit einem Ultra-Turrax Mischer bei 20 000 Upm über eine Zeit von ca. 12 min. Nach Zugabe von 35 g Salzgemisch entsprechend der Zusammensetzung des Beispiels 6 wurde die Mischung 30 min gerührt und dann auf 40°C erwärmt. Nach anschließendem Erhitzen auf 63°C wurde das Gemisch in ein Tiefkühlbad getaucht und unter Rühren rasch wieder auf 15°C gebracht. Im Vakuumverdampfer wurde dann bei 25°C bis auf ein Volumen von 60% konzentriert. Die Suspen sion zeigte im Warburgversuch einen Gärungsteigerungsfaktor von 2,8 und einen Atmungssteigerungsfaktor von 3,5. Der Atmungssteigerungsfaktor wurde gegen Leberhomogenat in der aus der Literatur bekannten Weise bestimmt.

Beispiel 8

500 g Sojabohnenkeime wurden in einem Mischer zerkleinert und in eine Suspension aus 10 kg 94er Hefe (Saccharomyces) in 30 Liter Wasser eingetragen und anschließend mit 0,5 kg eines Salzgemisches aus NaCl, Magnesiummalat und Mangansulfat (1 : 0,08 : 0,004 Gewichtsverhältnis) versetzt und unter starkem Rühren (Turbomischer) langsam erhitzt, wobei auch Selbster wärmung beobachtet wurde. Die abgekühlte und mit 0,1% Nipagin konservierte Zellpräparation wurde in Dialyse schläuche gefüllt und 2 Tage im Verhältnis 1 : 2 (innen/außen; außen Nipaginlösung aus 0,1% Nipagin und aqua dest.) bei 15°C dialysiert.

Das Dialysat (außen) zeigte folgende Charakteristika:

pH\|5,5
Trockenrückstand	4,1%
Stickstoff (N)	0,2%
Peptidgehalt	größer als 0,25%
Gärungsfaktor	2,5
Atmungssteigerungsfaktor	2,8
TLC	Fig. IIIa

Mit diesem Dialysat, das bei entsprechender Aufarbeitung auch pyrogenfrei erhalten werden kann, wurden die folgenden Versuche durchgeführt, die die Eignung des Präparats als Additiv für kosmetische Zwecke belegen.

Das Dialysat wurde über Nacht mit Aktivkohle behandelt, um Aufhellung und Desodorierung zu erreichen, und dann steril filtriert.

Padberg-Test

Im Padberg-Test wird die Rauhheit der Haut anhand der Menge Methylenblau bewertet, die von der Haut in Abhängigkeit von den Hautbedingungen absorbiert wird.

Studien mit "subjectiv rauher Haut" oder "durch Tenside geschädigter Haut" ergeben, daß die absorbierte Menge an Methylenblau der Rauhigkeit der Haut proportional ist. Im Gegensatz hierzu absorbiert gutbehandelte Haut (z. B. mit einer Creme behandelt) nur eine kleine Menge Methylenblau.

Der Padberg-Test wird wie folgt durchgeführt:

1) Bestimmen der Teststelle,
2) Vorbehandeln mit einer 1%igen Lösung eines nicht ionischen Tensids,
3) Waschen der Teststelle mit warmem Wasser (34°C),
4) Abwischen der Teststelle,
5) Akklimatisieren des Subjektes bei 22°C und relativer Feuchte von 65% für 30 Minuten,
6) Auftragen von 20 ml einer Flecklösung, die 20% 0,5%iges Methylenblau und 80% eines 1%igen nichtionischen Tensids enthält, 30 Sekunden lang,
7) 40 Sekunden Trocknen des Farbstoffs,
8) Entfernen von überschüssigem Farbstoff mit einer 0,25%igen Lösung des nichtionischen Tensids,
9) Eluieren mit 2 ml-Portionen einer Natriumlauratlösung (2,4% Natriumlaurat, 48,6% reines Wasser, 49% Isopropylalkohol), 2mal für 60 Sekunden,
10) Bestimmen der Absorption des Eluats bei 660 nm mit einem Spektrometer,
11) Ergebnis: Absorption einer unbehandelten Haut,
12) Eine Probe wird zweimal täglich, d. h. am Morgen und am Abend, wiederholt für 20 Tage aufgetragen. Während der drei Tage vor dem Test und während der Testperiode sollte die Person kein anderes Kosmetikum verwenden.
13) Am 21. Tag werden die Prozeduren 1 bis 9 vier Stunden vor der Bewertung durchgeführt.
14)

Die folgende Tabelle zeigt das Verhältnis (%) der Absorptionen vor und nach Auftragung bei jeder Person. Der Zusatz zeigt bei allen Präparationen eine äußerst günstige Wirkung.

Tabelle

Wirkung einer W/O-Creme, enthaltend 1% Zellpräparation-Dialysat (wie in Beispiel 8 desodoriert) auf Haut im Padberg-Test (Mittelwerte)

Bildanalyse Beeinflussung der Oberflächenstruktur menschlicher Haut durch ein Zellpräparation enthaltendes Emulsionspräparat in mehreren Konzentrationen

Zur Prüfung wurden 30 Probandinnen im Alter von 40 bis 63 Jahren herangezogen. Sie wurden angewiesen, 4 Tage vor Beginn des Tests und während der Dauer des Testes keine anderen Kosmetika auf den Testarealen (Unterarme) zu verwenden. Bei jeder Probandin wurden 4 Testfelder auf beiden Unterarmen (zwei je Arm) markiert. Die Areale waren so zugewiesen, daß die Präparationen gleich häufig bei 30 Probandinnen auf die vier Testfelder verteilt wurden (gleichförmige Permutation). Neben den Testemulsionen wurde ein Leerfeld mitgeprüft. Nachdem die Leerwerte aller Areale bestimmt worden waren, wendeten die Probandinnen die Präparate und die Kontrolle (Placebo-Produkt) selbst an in einem Zeitraum von 2 Wochen, morgens und abends. 4 Stunden nach der letzten Anwendung wurde mit der Bildanalyse geprüft.

Methode: Nach 45 min Einklimatisierung der Probandinnen bei 22°C und 65% relativer Luftfeuchtigkeit wurden mit einer Silikonmasse bestrichene Objektträger (Schichtdicke 500 µm) auf die Testareale gedrückt. Die Abdruckmasse härtete innerhalb von 2 min aus. Die gleiche Prozedur wurde nach 2 Wochen Anwendung wiederholt. Die so gewonnenen Abdrücke wurden unter dem Durchlichtmikroskop bildanalytisch ausgewertet. Das über eine TV-Kamera in den Bildrechner eingezogene Bild wird elektronisch so umgeformt, daß sich die Fläche der im Mikroskop dunkel erscheinenden Profillinien eines Bildes (entsprechend Parameter PA = Profillinienareal, Profillinienfläche) und deren Länge (als Gesamtlänge) in diesem Bild (Parameter LLA = Linienlänge) bestimmen lassen.

Diese bildanalytische Methode erfaßt relativ makroskopische Oberflächeneigenschaften der Haut, nämlich die Veränderungen der Profillinien, wie sie bei Austrocknungs- und Befeuchtungsvorgängen auftreten. Verarmung des Profils, d. h. Abnahme von PA und LLA deuten auf Hautaustrocknung hin, während bei verbesserter Durchfeuchtung der gegenteilige Effekt auftritt. Das Profil wird reicher an Profillinien. 4 Stdn. nach der letzten Anwendung kann für die Produkte ein sich überlagernder "Zuschmiereffekt" ausgeschlossen werden, so daß das tatsächliche Hautprofil zum jeweiligen Zeitpunkt erfaßt und gemessen wurde. Die prozentuale Änderung von PA und LLA ist in Fig. VII in Abhängigkeit von der Konzentration der Zellpräparation des Beispiels 8 (Dialysat) wiedergegeben. Um genügend Daten zu ermitteln, die statistisch auswertbar sind, wurden von jedem Hautabdruck 5 Bilder (an unterschiedlichen Stellen) genommen, so daß genügend PA- und LLA-Daten je Restsubstanzkonzentration zum Zeitpunkt "unbehandelt" und auch zum Zeitpunkt "behandelt" ermittelt und gespeichert wurden (insgesamt mehr als 2000 Daten). Da die Daten häufig nicht die Bedingungen der Normalverteilung erfüllen, wurden die unbehandelten Daten je Produkt paarweise in einem Wilcoxon-Rest auf signifikante Unterschiede hin geprüft. Für die Parameter PA und LLA wurden je Produkt für alle 30 Probandinnen Mittelwerte und Standardabweichungen ermittelt. Dann wurde die prozentuale Veränderung von "unbehandelt" gegenüber "behandelt" berechnet und die mit dem Leerwert korrigierten Werte bestimmt (siehe Fig. VII). Die Formulierungen mit 1,5% und 2% der Zellpräparation von Beispiel 8 (Dialysat) zeigen eine deutliche Verbesserung der Hautstruktur. Die PA-Daten zeigen eine bessere Differenzierung.

Claims

1. Gärungssteigernde Zellpräparation auf Pflanzenbasis aus partiell dehydratisierten und nicht mehr vermehrungsfähigen Pflanzenzellen, die den anaeroben Glucoseabbau um mindestens 50% steigert.

2. Zellpräparation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Salz enthält, dessen Kation einen Ionenradius von höchstens 1,33 A aufweist.

3. Zellpräparation nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem mindestens eine Kohlenwasserstoffquelle enthält, die aus der Gruppe der Monosaccharide, Disaccharide, mehrwertigen Alkohole und deren Oxidationsprodukte und Gemische derselben ausgewählt ist.

4. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Stickstoff quelle enthält, die aus der Gruppe der Peptone, Peptide und Aminosäuren ausgewählt ist.

5. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Salzgehalt, bezogen auf das Gesamtgewicht, etwa 0,2 bis 4,5 Gew.-% beträgt.

6. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzenzellen durch Einwirkung eines HF-Feldes partiell dehydratisiert worden sind.

7. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzenzellen, vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 30°C bis 70°C mindestens teilweise thermisch dehydratisiert worden sind.

8. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Wassergehalt der Pflanzenzellen höchstens noch 65% ihres Ursprungswertes beträgt.

9. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert im Bereich von etwa 4,5 bis 7,5 aufweist.

10. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach der partiellen Dehydratisierung dialysiert worden ist.

11. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie sprühgetrocknet ist.

12. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gärungssteigerungsfaktor mindestens 2,0 beträgt und vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 4,0 liegt.

13. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanzenzellen Samen-, Keim- oder Fruchtzellen dehydratisiert sind.

14. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanzenzellen Zellen von Pilzen und/oder Algen, insbesondere von Saccharomytaceae dehydratisiert sind.

15. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwassergehalt der Präparation im Bereich von etwa 10% bis 7% liegt.

16. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen chromatographisch nachweisbaren, angereicherten Gehalt an o-Aminocarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen aufweist.

17. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen angereicherten Gehalt an Nucleosiden und/oder Nukleotiden wie Adenosin oder Adenosinphosphate und nachweisbare Gehalte der Nucleinsäure basen Adenin, Thymin und/oder Xanthin aufweist.

18. Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Salzgemisch mit Kationen aus der Gruppe Na, Mg und Mn enthält, wobei das Mg/Na- Verhältnis etwa 0,05 : 1 bis 0,2 : 1 und das Mn/Mg etwa 1 : 25 bis 1 : 10 beträgt.

19. Zellpräparation nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Na/Mg/Mn-Verhältnis ungefähr 1 : 0, 1 : 0,005 beträgt.

20. Verfahren zur Herstellung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ver mehrungsfähige Pflanzenzellen mit ihrem vollständigen intra zellulären Wassergehalt mit mindestens einem Salz versetzt werden, dessen Kation einen Ionenradius von höchstens 1,33 A aufweist, das Gemisch weitgehend homogenisiert und Wärmeein wirkung unterzogen wird, wodurch Intrazellularwasser aus den zellen bis zu einem Gehalt von etwa 10 bis 75%, bezogen auf 100% im ursprünglichen Zustand, extrahiert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch vor Homogenisierung mindestens eine Kohlenstoff- Quelle und mindestens eine Stickstoff-Quelle zugesetzt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Gemisch nach Wärmebehandlung der Amino säuregehalt unter Zusatz von α-Aminocarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen supplementiert wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gemisch nach Wärmebehandlung der Nukleinsäuregehalt unter Zusatz von Nukleotiden und/oder Nukleinsäurebasen supplementiert wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das von Intrazellularwasser extrahierte Gemisch bis auf einen Trockengehalt von 25% Gew.-% oder weniger getrocknet wird.

25. Verwendung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Leistungssteigerung, insbesondere bei Futtermitteln.

26. Verwendung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für Fermentationen.

27. Verwendung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Erzeugung von ATP in Adenosin- und Phosphat haltigen Hefesuspensionen.

28. Verwendung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19 als Antioxidanz in biologischen Systemen.

29. Verwendung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Steigerung der Fertilität und Potenz.

30. Verwendung der Zellpräparation nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für Kosmetika.