DE4107028A1 - Pilzstämme der Gattungen Trichoderma, Penicillium und Aspergillus sowie Verfahren zur Steigerung der Bildung extrazellulärer Enzyme bei der aeroben Submerszüchtung dieser Pilzstämme durch Elektrostimulation - Google Patents
Pilzstämme der Gattungen Trichoderma, Penicillium und Aspergillus sowie Verfahren zur Steigerung der Bildung extrazellulärer Enzyme bei der aeroben Submerszüchtung dieser Pilzstämme durch ElektrostimulationInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur, Steigerung
der Bildung extrazellulärer Enzyme bei der aeroben Submerszüch
tung von Pilzen durch Elektrostimulation, insbesondere von sol
chen Enzymen, welche während der Kultivierung der Pilze ins Me
dium sekretiert werden. Anwendungen für die Erfindung bestehen in
Produktionsanlagen, in denen Pilzenzyme hergestellt werden.
Es ist allgemein bekannt, Enzyme durch Submerskultivierung von
Pilzen herzustellen. Die dafür beschriebenen Verfahren unter
scheiden sich durch Verwendung unterschiedlicher Pilzstämme,
unterschiedlicher Substrate und unterschiedlicher Fermentations
regime. Wesentliche Kriterien für die Effektivität bei der Enzym
gewinnung sind die
- - Produktivität der Enzymbildung, die
- - erreichte Endkonzentration oder Aktivität der Enzyme im Fermentationsmedium sowie die
- - substratbezogene Enzymausbeute.
Bei all den bekannten Verfahren zur Gewinnung pilzlicher Enzyme
wird die Effektivität durch die maximal mögliche Syntheseleistung
bzw. Ausscheidungsrate der zu gewinnenden Stoffwechselprodukte
begrenzt. Es ist bekannt, daß das Wachstum von Zellen, wie auch
die Bildung von Stoffwechselprodukten durch bioelektrochemische
Maßnahmen gesteigert werden kann.
Dafür gibt es mehrere Techniken:
- A) Durch Einsetzen freier oder isolierter Elektroden in das Fermentationsmedium erfolgt eine galvanische oder kapazitive Ankopplung des elektrischen Feldes.
- B) Elektrodenlose induktive Ankopplung, beispielsweise über Helmholtzspulen, wobei ein pulsierendes Magnetfeld im Fermen tationsmedium elektrische Feldstärken im mV/cm-Bereich indu ziert.
Die Kategorie A. betreffen beispielsweise die Patentschriften
WO 87/02705, OS 2841455, EP 0223110, sowie DE OS 3441085.
Gemäß Patentschrift WO 87/02705 wird bei Frequenzen von
0,1 kHz bis 10 kHz und Feldstärken von 1 V/cm bis 18 V/cm die
Elektrostimulation für die Beschleunigung des Wachstums von
E.coli, B.subtilis, Bohnensamen und Eiern der Fruchtfliege ge
nutzt, wobei die Frequenz 1 kHz bei, der Feldstärke 2,5 V/cm als
besonders effektiv beschrieben wird.
In der Patentschrift EP 0223110 wird ein Verfahren zur Elektro
stimulation von Mikroorganismen beschrieben, bei dem das Fermen
tationsmedium mit den Mikroorganismen durch eine im oder in einem
Außenkreis befindliche Elektrodenanordnung strömt. Auf die Elek
trodenanordnung werden Elektroimpulse mit einer Repitationsrate
von 5 Hz bis 15 Hz gegeben. Die Feldstärke wird vorzugsweise
innerhalb von 10 µs bis 100 µs auf den Maximalwert gebracht und
fällt dann exponentiell, gleich einer Kondensatorentladung, ab.
Das Verfahren ist vorzugsweise für die mikrobielle Erzeugung von
Methan bzw. Biogase sowie die anaerobe Abwasserbehandlung geeig
net.
Entsprechend der Patentschrift DE OS 3 441085 wird die biologische
Aktivität von Mikroorganismen in flüssiger Kultur mit elek
trischem Strom als Stimulator erhöht, wobei ein pulsartiger Strom
bzw. ein pulsartiger Wechselstrom angewendet wird. Der elek
trische Strom kommt entweder in einem Aktivierungstank oder di
rekt im Fermentor zur Anwendung. Bevorzugt findet das Verfahren
Anwendurig bei der fermentativen Herstellung von Sojasauce, bei
der Bearbeitung von Abwasserschlamm sowie bei der Gewinnung von
Alkohol und Milchsäure. Die Spitzenwerte der Spannung betragen
1 V bis 1000 V und die Spitzenwerte der Stromstärke 10 mA bis
20 A.
Die Kategorie B. betreffen beispielsweise die Patentschriften
DE OS 3027604, FR 2460329 sowie DD WP 248140.
Gemäß, der Patentschrift DE OS 3027604 wird die Kultur von Leuko
zyten bzw. Fibroplasten dem 100 Hz pulsierenden Magnetfeld u. a.
im unterbrochenen Joch eines Elektromagneten ausgesetzt, wobei
die ATP Synthese und der Sauerstoffwechsel intensiviert sind. In
der Patentschrift FR 2460329 wird die Anwendung von Hochfrequenz
feldern- bis 10 GHz beschrieben, um die Essigsäurebildung von
Gram-positiven Bazillen anzuregen. Gemäß der Patentschrift
DD WP 248140 dient die Elektrostimulation von Streptomyces nour
sei zur Steigerung der Biomasseproduktion unter beschleunigter
Bildung des Antibiotikums in der ersten Fermentationsphase.
Die kapazitiven Verfahren zur Erhöhung der Leistung des Sauer
stoffwechsels von Zellen haben den Nachteil, daß sie mit einem
hohen apparativen bzw. energetischen Aufwand verbunden sind.
Nachteilige Effekte ergeben sich im Falle der direkten Stromein
speisung in das Fermentationsmedium, bedingt durch partielle
Elektrolyse oder Korrosion an den Elektroden.
Für die Gewinnung von Enzymen aus Pilzstämmen konnten in der
Fach- und Patentliteratur keine technischen Lösungen gefunden
werden, in denen mittels induktiv induzierter Elektrostimulation
eine Steigerung der Enzymbildung bewirkt wird.
Es ist das Ziel der Erfindung, bei der Gewinnung von Enzymen
durch Submerszüchtung von Pilzen eine Steigerung der Produktion
zu erzielen, um somit eine effektivere Ausnutzung von Fermentor
volumen und Substrat zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete tech
nische Maßnahmen die, intrazelluläre Bildungsgeschwindigkeit
und/oder die Sekretionsrate von Enzymen bei der aeroben Submers
kultivierung (Fermentation) von Pilzen zu erhöhen, um somit zu
einem früheren Zeitpunkt der Kultivierung eine höhere Endkonzen
tration der Enzyme im Fermentationsmedium oder eine höhere over
all-Bildungsgeschwindigkeit zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man bei
der Submerskultivierung von pilzlichen Mikroorganismen in einem
Nährmedium, welches Kohlenstoff- und Stickstoffquellen sowie
Mineralsalze enthält, einen Pilzstamm mit reduzierter Katabolit
repression bezüglich des zu gewinnenden Enzyms einsetzt. Es wurde
überraschenderweise gefunden, daß bei der Gewinnung induzierbarer
Enzyme, deren Bildung einer katabolischen Repression unterliegt,
eine Steigerung der Enzymbildung durch elektrische Wechselfelder
erreichbar ist, wenn mittels geeigneter Prozeßführung die
katabolische Repression unterdrückt wird.
Besonders ausgeprägt ist die Erhöhung der Enzymbildung, wenn sol
che Pilzmutanten eingesetzt werden, die keine oder eine redu
zierte Katabolitrepression bezüglich der zu gewinnenden Enzyme
aufweisen. Geeignete Mutanten gehören den Gattungen Trichoderma,
Penicillium und Asperqillus an. Das Verfahren ist besonders gut
geeignet für die Gewinnung solcher Enzyme, die während der Sub
merskultivierung der Pilze ins Fermentationsmedium sekretiert
werden. Es wurde gefunden, daß bei der Submerskultivierung von
Pilzen die Einwirkung von pulsierenden elektromagnetischen Fel
dern zu einer Erhöhung-der Bildung von Enzymen führt. Dazu wird
der Fermentorinhalt pulsierenden elektromagnetischen Feldern
ausgesetzt, welche schwache pulsierende elektrische Ströme im
Fermentationsmedium induzieren. Bei der Enzymbildung beispiels
weise mittels der Mutanten
Trichoderma reesei ZIMET 43 803,
Trichoderma reesei ZIMET 43 804,
Penicillium verruculosum IMET 43 857,
Penicillium verruculosum IMET 43 858,
Asperqillus niger ZIMET 43 746,
Asperqillus terreus ZIMET 43 802
läßt sich durch elektrische Wechselfelder die Enzymbildung, stei gern. Eine solche Steigerung ist in batch-Fermentationsprozessen möglich, bei denen durch Art oder Konzentration des vorgelegten Substrates eine Katabolitrepression bezüglich der zu gewinnenden Enzyme ausgeschlossen ist. Eine andere günstige Variante des Verfahrens besteht darin, daß bei der nicht-wachstumsgekoppelten Enzymbildung das Mycel in einer batch-Periode, der Fermentation angezogen wird und daß in einer sich anschließenden batch-Perio de, in welcher die Enzymbildung erfolgt, das elektromagnetische Feld angelegt und somit nur in der Periode der Enzymbildung das elektrische Feld erzeugt wird.
Trichoderma reesei ZIMET 43 803,
Trichoderma reesei ZIMET 43 804,
Penicillium verruculosum IMET 43 857,
Penicillium verruculosum IMET 43 858,
Asperqillus niger ZIMET 43 746,
Asperqillus terreus ZIMET 43 802
läßt sich durch elektrische Wechselfelder die Enzymbildung, stei gern. Eine solche Steigerung ist in batch-Fermentationsprozessen möglich, bei denen durch Art oder Konzentration des vorgelegten Substrates eine Katabolitrepression bezüglich der zu gewinnenden Enzyme ausgeschlossen ist. Eine andere günstige Variante des Verfahrens besteht darin, daß bei der nicht-wachstumsgekoppelten Enzymbildung das Mycel in einer batch-Periode, der Fermentation angezogen wird und daß in einer sich anschließenden batch-Perio de, in welcher die Enzymbildung erfolgt, das elektromagnetische Feld angelegt und somit nur in der Periode der Enzymbildung das elektrische Feld erzeugt wird.
Die Elektrostimulation wird in an sich bekannter Weise so durch
geführt, daß pulsierende elektrische Felder durch Induktion im
Fermentationsmedium wirksam werden, indem impulsartige Ströme in
Helmholtzspulen, die um den Fermentor oder im Fermentor angeord
net sind, produziert werden. Die Impulse haben beispielsweise
eine Dauer von 100 µs bis 300 µs; es folgen mehrere Impulse mit
jeweils 10 µs bis 25 µs Pausenabstand aufeinander, so daß eine
Impulsgruppe mit 5 ms Dauer entsteht. Die Gruppen haben eine
Folgefrequenz von 5 Hz bis 75 Hz. Die Feldstärke der im Fermen
tationsmedium induzierten elektrischen Impulse beträgt 1 mV/cm
bis 5 my/cm. Die hierfür erforderlichen Impulsströme durch die
Helmholtzspulen sind von der Dimension des Fermentors, der Anord
nung und den Parametern der Spulen abhängig. Die Spulen können
außerhalb des Fermentors angebracht werden, sofern zwischen den
Spulen und dem Fermentationsmedium kein das Magnetfeld abschir
mender oder beeinflussender Metallmantel vorhanden ist. Bei Ver
wendung z. B. eines rostfreien Edelstahlfermentors, werden die
Spulen im Innenraum des Fermentors angeordnet. Da in diesem Fall
der Spulendurchmesser kleiner als der Fermentorinnendurchmesser
ist, muß dafür gesorgt werden, daß das Fermentationsmedium den
Raum innerhalb der Spulen durchströmt. Dies wird durch den Rührer
in Verbindung mit geeigneten, Strömungsleiteinrichtungen bewirkt.
Die Abtrennung der Enzyme vom Fermentationsmedium erfolgt gemäß
der bekannten Verfahren (Separtion, Filtration), Die Aufkonzen
trierung der wäßrigen Enzymlösung -wird mittels Membrantrennpro
zessen (Ultrafiltration, Diafiltration) vorgenommen. Die Auftren
nung der konzentrierten wäßrigen Enzymlösungen in die Einzelkom
ponenten kann beispielsweise mittels präpartiver, isoelektrischer
Focusierung oder mittels präparativer HPLC vorgenommen werden.
Auf diese Weise können aus dem entsprechenden Enzymkonzentrat
Cellulase, Glucanase, Hemiceilulase, Amylase und/oder Lipase
gewonnen werden.
Die folgenden Beispiele, die die Erfindung nicht eingrenzen sol
len, beschreiben die Erfindung im Detail.
In zwei Rührfermentoren des gleichen Typs, dessen Bruttovolumen
5 l beträgt, wird der Pilz Trichoderma reesei ZIMET 43 804 zur
Gewinnung von Cellulase kultiviert. Das Gehäuse besteht aus einem
Glaszylinder, an dem Boden- und Deckplatten aus Edelstahl ange
bracht sind. An einem der Fermentoren ist außen am Glaszylinder
anliegend ein Paar Helmholtzspulen zur Erzeugung eines elektro
magnetischen Feldes angebracht, die mit einem Impulsgenerator
verbunden sind. Beide Fermentoren werden mit dem gleichen Nähr
medium sowie dem gleichen Inokulum gefüllt und unter den gleichen
Bedingungen betrieben. Der Fermentor ohne Helmholtzspulen dient
als Kontrollfermentor.
Die Helmholtzspulen sind zueinander mit einem Abstand von 8 cm
auf dem Glaszylinder des Fermentors, dessen Durchmesser 16 cm
beträgt, angeordnet, bestehen aus je 65 Windungen (gleichsinnig)
1,3 mm starken Kupferdrahtes und sind parallel geschalten. Der
Abstand der ersten Spule von der Bodenplatte beträgt 6 cm. Die
vom Impulsgenerator erzeugten, Impulse haben eine Dauer von
200 µs. Es folgen mehrere Impulse mit jeweils 15 µs Pausenabstand
aufeinander, so daß eine Impulsgruppe mit 5 ms Dauer entsteht.
Die Gruppen haben eine Folgefrequenz von 15 Hz. Die Feldstärke
der im Fermentationsmedium induzierten elektrischen Impulse be
trägt im Mittel 1,5 mV/cm. Die hierfür erforderlichen Impuls
ströme durch die Helmholtzspulen haben einen Spitzenwert von
10 A. Die Mitte zwischen den Spulen entspricht etwa der Mitte des
gerührten und begasten Fermentationsmediums. Die Fermentoren sind
mit einem allgemein gebräuchlichen Sechsblatt-Scheibenruhrer
versehen, dessen Gesamtdurchmesser 5,5 cm beträgt. Die Eintauch
tiefe des Rührers in das Fermentationsmedium beträgt 6 cm. Die
Begasung des Fermentationsmediums erfolgt über einen unterhalb
des Rührers befindlichen Ring. Die Fermentoren sind mit der all
gemein gebräuchlichen Meß- und Regeltechnik ausgestattet. Sie
sind mit einer Temperatur- Meß- und Regeleinrichtung, einer Ge
löstsauerstoffmessung, einer automatisch geregelten Schaumbe
kämpfung sowie, einer pH-Meß- und Regeleinrichtung ausgerüstet. In
einen sterilen Behälter werden 4,5 l sterilisierte Nährlösung und
0,5 l Inokulum unter Ausschluß von Fremdinfektionen gegeben,
vermischt und zu gleichen Teilen von die 2,5 l in die beiden Fer
mentoren gefüllt.
Die Nährlösung für die Fermentation in 4,5 l Trinkwasser hat
folgende Zusammensetzung:
Cellulosepulver|75 g | |
Weizenkleie | 15 g |
(NH₄)₂SO₄ | 15 g |
KH₂PO₄ | 10 g |
MgSO₄·7H₂O | 2,5 g |
CaCl₂ | 2,0 g |
Tween 80 | 5,0 g (Polyoxyethylenesorbitan) |
Das Inokulum wird in Schüttelkolben hergestellt. Hierzu werden
fünf Schüttelkolben mit je 100 ml Nährmedium unter Ausschluß von
Fremdkeimen mit jeweils ca. 10⁷ Konidien einer Abimpfung des
Stammes Trichoderma reesei ZIMET 43 804 beimpft. Die Kultivierung
erfolgt 40 Stunden bis 48 Stunden auf einer für die Kultivierung
von Mikroorganismen allgemein gebräuchlichen Schüttelmaschine bei
30 °C.
Die Nährlösung für das Inokulum in 1 l Trinkwasser hat folgende
Zusammensetzung:
Cellulosepulver|10 g | |
Weizenkleie | 5 g |
(NH₄)₂SO₄ | 2,5 g |
KH₂PO₄ | 15 g |
MgSO₄·7H₂O | 0,4 g |
CaCl₂ | 0,4 g |
Harnstoff | 0,3 g |
Die Kultivierung in den Fermentoren wird zu Beginn der Fermenta
tion bei 31°C durchgeführt, nach 24 Stunden, Fermentationszeit
auf 28 °C abgesenkt und bis zum Ende der Fermentation auf diesem
Wert gehalten. Die Regelgrenzen für- den pH-Wert werden auf pH 4,0
(untere Regelgrenze) und pH 5,5 (obere Regelgrenze) eingestellt.
Der pH-Wert wird bei Unterschreitung der Regelgrenze mit 12%iger
Ammoniaklösung und bei Überschreitung der Regelgrenze mit
10%iger Schwefelsäure in den oben genannten Regel grenzen gehal
ten. Die Rührerdrehzahl beträgt 600 U/min und die Begasungsinten
sität 40 Norm-Liter Luft pro Stunde und Liter Fermentations
medium. Beide Fermentoren werden über einen Zeitraum von insge
samt 82 Stunden betrieben, wobei die Elektrostimulation während
der Gesamtzeit in dem mit den Helmholtzspulen ausgerüsteten Fer
mentor entsprechend den oben genannten Parametern durchgeführt
wird. Die Abbildung zeigt den Verlauf der Cellulaseaktivität in
Abhängigkeit von der Fermentationszeit für beide Fermentoren. Bei
Beendigung der Fermentation nach 82 Stunden beträgt die Cellu
laseaktivität im Kulturfiltrat 3,7 Einheiten je ml in dem Fermen
tor mit Elektrostimulation; im Kontrollfermentor beträgt die
Cellulaseaktivität 2,3 Einheiten je ml. Die angegebenen Einheiten
betreffen die Filterpapieraktivität (FPA) entsprechend der von
der IUPAC 1987 empfohlenen Methode.
In einem Rührfermentor mit einem Bruttovolumen von 30 l wird der
Pilz Trichoderma reesei ZIMET 43 803 zur Gewinnung des Cellula
se-Enzymkomplexes. kultiviert. Als Prozeßführung wird eine fed
batch-Technik angewendet, bei welcher eine feedback-kontrollierte
intermittierende Substratzugabe erfolgt. Die Elektrostimulation
durch pulsierende elektromagnetisch induzierte elektrische Felder
wird nur in der Sustratzuführungsphase vorgenommen. Das Grund
nährmedium enthält als Induktor Cellulose in Kombination mit
Weizenkleie. In der Substratzuführungsphase wird Lactose in Form
einer 20%igen Lösung zugegeben. Die Dosierpumpe zur Lactosezu
gabe wird über die CO₂-Konzentration des Fermentorabgases ange
steuert.
Der Fermentor ist aus nichtrostendem Edelstahl gefertigt, dessen
zylindrischer Fermentormantel einen Innendurchmesser von 26 cm
hat. Im Innenraum des Fermentors ist ein Paar Helmholtzspulen mit
einem Durchmesser von 20 cm und einem Abstand von 10 cm zueinan
der konzentrisch zur Rührerachse angebracht. Die untere Spule hat
einen Abstand von 7 cm zur Bodenplatte des Fermentors. Die Spulen
und deren elektrischen Zuleitungen sind gegen das Fermentations
medium isoliert. Da der Fermentor mit einem Unterantrieb ausge
rüstet ist, befinden sich im Raum innerhalb der Spulen keine
Metalleinbauten. Der Sechsblatt Scheibenruhrer mit einem Durch
messer von 9 cm ist 5 cm oberhalb der Bodenplatte positioniert.
Neben der allgemein gebräuchlichen und bereits im Ausführungsbei
spiel 1 genannten Meß- und Regeltechnik ist der Fermentor mit
einer weiteren Meßeinrichtung, nämlich für die Messung der CO₂-
Konzentration im Fermentationsabgas ausgestattet, gekoppelt mit
einem Steuergerät für die Ansteuerung einer Dosierpumpe.
Das Grundnährmedium hat folgende Zusammensetzung:
KH₂PO₄|36 g | |
(NH₄)₂SO₄ | 96 g |
HgSO₄·7H₂O | 4,8 g |
CaCl₂ | 3,6 g |
FeSO₄·7H₂O | 60 mg |
MnSO₄·7H₂O | 20 mg |
ZnSC₄·7H₂9 | 20 mg |
CoCl₂·6H₂O | 24 mg |
Cellulosepulver | 40 g |
Glucose | 160 g |
Wäßriger Weizenkleie-Auszug von 360 g Weizenkleie |
Zur Herstellung des Grundnährmediums werden 360 g Weizenkleie in
Leitungswasser suspendiert, auf 6 l gebracht und kurzzeitig zum
Sieden erhitzt. Nach Abtrennung der Feststoffe werden in dem
Fugat die oben genannten Salze gelöst, das Cellulosepulver sus
pendiert, mit Leitungswasser auf 8 l aufgefüllt und sterilisiert.
Die Glucose wird in 1 l Wasser gesondert sterilisiert.
Beide Komponenten werden unter Ausschluß von Fremdkeimen in den
sterilisierten Fermentorgegeben und anschließend mit 1 l einer
Mycelsuspension der oben genannten Trichoderma reesei-Mutante
beimpft. Das Inokulum wird analog dem Ausführungsbeispiel 1 her
gestellt.
- Rührerdrehzahl: 500 U/min
- Begasungsintensität: 40 Norm-Liter Luft pro Stunde und Liter Fermentationsmedium.
- Fermentationstemperatur:
batch-Periode 32°C
fed-batch-Periode 28°C
pH-Wert:
untere Regelgrenze pH, 3,3
(Regelung mit 12%iger Ammoniaklösung)
obere Regelgrenze pH 5,0
(Regelung mit 10%iger Schwefelsäure).
- Begasungsintensität: 40 Norm-Liter Luft pro Stunde und Liter Fermentationsmedium.
- Fermentationstemperatur:
batch-Periode 32°C
fed-batch-Periode 28°C
pH-Wert:
untere Regelgrenze pH, 3,3
(Regelung mit 12%iger Ammoniaklösung)
obere Regelgrenze pH 5,0
(Regelung mit 10%iger Schwefelsäure).
Nach der Beimpfung wird der, Fermentor diskontinuierlich betrie
ben. Die CO₂-Konzentration im Abgas steigt an und ist nach Ver
brauch der Glucose in 24 Stunden Fermentationszeit abgefallen.
Nachdem die CO₂-Konzentration das Maximum überschritten hat und
auf etwa 60% des Maximalwertes vermindert ist, werden 50 ml der
20%igen Lactoselösung zudosiert und anschließend wird mit der
automatischen Lactosezugabe begonnen. Die Fermentationstemperatur
wird auf 28°C eingestellt,es werden 14 g Tween 80 (Polyoxyethy
lenesorbitan) in das Fermentationsmedium gegeben, und es wird die
Elektrostimulation mit den Parametern wie im Beispiel 1 ange
schaltet. Für die intermittierenden Lactosezugaben in der fed
batch-Periode wird die Lactosepumpe über ein Stellglied mit Timer
in Abhängigkeit von der CO₂-Konzentration des Abgases ange
steuert. Die Substratzugaben werden in bezug auf die Menge sowie
die zeitlichen Abstände der jeweiligen Zugaben so bemessen, daß
die Substratkonzentration zwischen kurzzeitiger Limitation und
einer solchen Konzentration oszilliert, welche noch nicht rep
rimierend auf die Enzymbildung wirkt. Die Regelgrenze wird auf
70% des CO₂-Maximalwertes eingestellt. Bei Unterschreitung
dieser Regelgrenze werden 60 ml der 20%igen Lactoselösung dem
Fermentationsmedium zugegeben. Die CO₂-Konzentration des Abgases
steigt nach der Lactosezugabe relativ schnell auf den ursprüng
lichen Maximalwert an und fällt dann etwas langsamer wieder ab.
Zu Beginn der Lactosezuführung beträgt der zeitliche Abstand zwi
schen den-einzelnen Zugaben etwa 90 Minuten. Nach einem Tag ver
ringert sich dieser Abstand auf etwa 60 Minuten. Im Verlaufe der
fed-batch-Periode wird die Regelgrenze der CO₂-Konzentration des
Abgases annähernd der etwas zunehmenden Mycelkonzentration sowie
dem ansteigenden Fermentationsvolumen angepaßt, was einer Erhö
hung auf ca. 90% des ursprünglichen Maximalwertes entspricht.
Die Fermentation wird nach 80 Stunden beendet. Die Cellulaseakti
vität im Kulturfiltrat beträgt 14 Filterpapiereinheiten je ml.
Der Gesamtlactoseverbrauch beläuft sich auf 4 l und der Gesamtam
moniakverbrauch auf 0,5 l der 12%igen Ammoniaklösung.
Bei einem Kontrollversuch ohne Elektrostimulation werden unter
gleichen Fermentationsbedingungen erst nach 120 Stunden Fermen
tationszeit 14 Filterpapiereinheiten je ml er reicht, d. h. es wird
eine um 50% längere Fermentationszeit benötigt.
Claims (6)
1. Pilzstämme der Klassen Deuteromycetes und Ascomycetes, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine reduzierte Katabolitrepression
gegenüber den von ihnen produzierten Enzymen aufweisen.
2. Pilzstämme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie den
Gattungen Trichoderma Penicillium und Aspergillus angehören.
3. Verfahren zur Steigerung der Bildung extrazellulärer Enzyme bei
der aeroben Submerszüchtung dieser Pilzstämme durch Elektro
stimulation in einem Nährmedium, welches Kohlenstoff- sowie
Stickstoffquellen und Mineralsalze enthält, sowie durch Abtren
nung der enzymatischen Produkte aus der Kulturflüssigkeit,
gekennzeichnet dadurch, daß man zur Fermentation jeweils einen
Pilzstamm mit reduzierter Katabolitrepression bezüglich des zu
gewinnenden Enzyms heranzieht und die Fermentation in einem
Regime durchführt, das die katabolische Repression der Enzym
bildung unterdrückt.
4. Verfahren gemäß, Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß man den
gewählten Pilzstamm obiger Kennzeichnung in einem Substrat
fermentiert, das feste, insbesondere cellulosehaltige, Roh
stoffe enthält.
5. Verfahren gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß man den
gewählten Pilzstamm obiger Kennzeichnung in einem Regime fer
mentiert, in dem man die Substrate dem Fermentationsmedium
intermittierend oder kontinuierlich in der Weise zugibt, daß
reprimierende Konzentrationen nicht erreicht werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß
man Cellulase, Glucanase, Hemicellulase, Amylase und/oder
Lipase gewinnt.
Priority Applications (1)
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