Verfahren zum Anreichern von ß-h-Fructosidas-e in Hefen Das steigende
Verwenden von Invertase zum Frischhalten von Süßwaren hat dazu geführt, daß technische
Methoden zu ihrer Bereitung ausgearbeitet wurden. Diese Arbeitsweisen benutzen die
seit langem bekannte Möglichkeit der Enzymanreicherung üi der Ausgangshefe, um ein
möglichst günstiges Verhältnis von Enzymsubstanz zu Gesamttrockensubstanz in den
späteren Au'tolysaten zu erreichen. Das zweckmäßigste bisher bekannte Verfahren
beruht auf einer zur Bildung von ß-h-Fructosidase anregenden Behandlung der Hefe
durch Gärung bei minimaler Zuckerkonzentration, wie sie von W i 11-s t ä t t e r
und Mitarbeitern eingeführt wurde. Dieses Verfahren ist für technisches Gewinnen
invertasereicher Hefe-jedoch ungeeignet, weil während des Gärvorgangs die Hefe mehrfach
von der Nährlösung abgetrennt und die Nährlösung selbst entsprechend oft erneuert
werden muß. Man hat daher schon versucht, diesem Übelstand damit zu begegnen, daß
man die bekannte Umgärung unter vermindertem Druck vornimmt, so daß die Vergärungsprodukte
im Augenblick ihres Entstehens unter Vermeidung einer nennenswerten Volumänderung
des Gärguts aus der Gärlösung beseitigt werden. Man hat auch bereits versucht, durch
verstärkte Zufuhr von Sauerstoff zum Gärgut zu einer erhöhten Invertaseausbeute
zu gelangen. Bei diesen Versuchen wurde jedoch eine Abnahme der Invertasebildung
beobachtet. Ferner hat man bereits Invertase bei PH 4,7 auf Inulin einwirken lassen
und durch die hierdurch bewirkte Spaltung des Inulins Fructose hergestellt. Eine
Belüftung des Reaktionsguts bei dem zuletzt geschilderten Verfahren wurde nicht
vorgenommen, auch wurde keine Anreicherung der Invertase bei diesem Verfahren beobachtet.Process for the enrichment of ß-h-fructosidase-e in yeasts The rising
Using invertase to keep confectionery fresh has led to technological advances
Methods for their preparation have been worked out. These working methods use the
long-known possibility of enzyme enrichment üi the starting yeast to a
The best possible ratio of enzyme substance to total dry substance in the
to achieve later Au'tolysaten. The most convenient method known so far
is based on a treatment of the yeast that stimulates the formation of ß-h-fructosidase
by fermentation with a minimum sugar concentration, as described by W i 11-s tä t e r
and employees. This procedure is for technical gain
High-invertase yeast - however unsuitable because the yeast is repeated several times during the fermentation process
separated from the nutrient solution and the nutrient solution itself renewed accordingly often
must become. Attempts have therefore already been made to counter this deficiency with the fact that
the known fermentation is carried out under reduced pressure, so that the fermentation products
at the moment of their emergence while avoiding a significant change in volume
of the digestate can be removed from the digestate. One has already tried to get through
Increased supply of oxygen to the digestate for an increased invertase yield
to get. In these experiments, however, there was a decrease in the formation of invertases
observed. Furthermore, invertase has already been allowed to act on inulin at pH 4.7
and fructose is produced by the resulting cleavage of the inulin. One
Aeration of the reaction mixture in the last-outlined process was not
and no accumulation of invertase was observed in this process.
Es wurde nun gefunden, daß sich die ß-h-Fructosidase in Hefe durch
eine die Bildung dieser Substanz anregende Behandlung in stark verdünnten Zuckerlösungen
in einem Arbeitsgang anreichern läßt, wenn man diese zur Bildung von ß-h-Fructosidase
anregende Behandlung bei gleichzeitigem Belüften der Hefe und zweckmäßig mittels
einer Zuckerlösung vornimmt, die so viel Alkali enthält, daß der pH-Wert der Gärlösung
zwischen q. und 5 gehalten wird. Als Zuckerlösungen können z. B. Lösungen von Rohrzucker,
Glucose, Fructose und Maltose Verwendung finden. Bei den Bedingungen vorliegenden
Verfahrens wird die Hefe unter dem Einfuß des Sauerstoffs und der in der Gärlösung
anwesenden geringen Zuckerkonzentration zu einer Höchstproduktion von ß-h-Fructosidase
angeregt, während die Hefezellen noch nicht zu einer Vermehrung schreiten.
Vorliegendes
Verfahren wird zweckmäßig so durchgeführt, daß man zu dem -Gemisch von Hefe
und Nährlösung, gegebenenfalls nach Zusatz von Puffersubstanzen, . wie einem Gemisch
von sekundärem Ammoi@;üznphosphat .und Kaliumphosphat, nach geliäem Anwärmen eine
zweckmäßig i o- bis 12 %ige Zuckerlösung langsam zutropfen läßt, die durch Zusatz
von Alkalien, wie Natronlauge, alkalisch gemacht wurde. Die zugesetzte Menge Alkali
ist so bemessen,- daß der PH-Wert der Gärlösunä zwischen q. und 5 gehalten wird.
Der Zusatz von Alkali zur Gärlösung dient dazu, das Auftreten von sauren Stoffwechselprodukten,
das der Invertaseerzeugung schädlich ist, zu verhindern. Gleichzeitig mit dem Zutropfen
der Zuckerlösung wird eine kräftige Belüftung des Gärguts vorgenommen.It has now been found that the ß-h-fructosidase in yeast can be enriched in one operation by a treatment that stimulates the formation of this substance in highly dilute sugar solutions, if this treatment which stimulates the formation of ß-h-fructosidase is simultaneously aerated Yeast and expediently by means of a sugar solution that contains so much alkali that the pH of the fermentation solution between q. and 5 is held. As sugar solutions, for. B. solutions of cane sugar, glucose, fructose and maltose are used. Under the conditions of the present process, the yeast is stimulated to a maximum production of ß-h-fructosidase under the influence of the oxygen and the low sugar concentration present in the fermentation solution, while the yeast cells do not yet proceed to multiply. The present process is advantageously carried out by adding to the - mixture of yeast and nutrient solution, optionally after addition of buffer substances. such as a mixture of secondary ammonium phosphate and potassium phosphate, after warming up in gel form, an expediently 10 to 12% sugar solution is slowly added dropwise, which has been made alkaline by adding alkalis, such as sodium hydroxide solution. The amount of alkali added is such that - the pH of the fermentation solution is between q. and 5 is held. The addition of alkali to the fermentation solution serves to prevent the occurrence of acidic metabolic products, which are harmful to invertase production. At the same time as the sugar solution is added, the fermentation material is vigorously aerated.
Gegenüber dem bekannten Verfahren der Vakuumgärung bringt vorliegendes
Verfahren den Vorteil mit sich, daß der Höhepunkt der Reizwirkung zur Bildung von
ß-h-Fructosidase bei vorliegendem Verfahren im allgemeinen bereits nach einer Gärdauer
von 8 bis 1o Stunden erreicht wird, während beim Vakuumgärverfahren hierzu etwa
24 Stunden nötig sind. Beispiel Zoo Teile Hefe von etwa 25% Trockengehalt werden
in q.ooo Gewichtsteilen einer Nährlösung verteilt, die 8 Teile sekundäres Ammoniumphosphat,
8 Teile primäres Kaliumphosphat sowie je 2 Teile Magnesium- und Kaliumnitrat enthält.
Zu dem auf etwa 28. bis 3o° C angewärmten Gemisch wird langsam eine 12%ige Rohrzuckerlösung
zugetropft, so daß in , der Stunde i o bis 12 Gewichtsteile Rohrzucker vergoren
werden. Der Zuckerlösung werden 1o Teile n-Natronlauge zugesetzt. Gleichzeitig wird
ein kräftiger Luftstrom durch das Gärgut geschickt (etwa 3oo bis 5oo 1 je Zoo g
Hefe in der Stunde). Nach 812 Stunden wird die Anregung abgebrochen. Der Hefezuwachs
beträgt etwa 5% der Ausgangsstoffe. Die Anreicherung an ß-h-Fructosidase beträgt
etwa das 12, 5fache des Invertasegehalts der Ausgangshefe (gemessen nach Weidenhagen
»Über die Aktivitätsbestimmung von Invertasepräparatenc<, Ztschr. Ver. Dtsch.
Zuckerind. 82 [1932], 992).Compared to the known process of vacuum fermentation brings the present
The process has the advantage that the peak of the irritant effect leads to the formation of
In the present process, ß-h-fructosidase generally already after one fermentation period
from 8 to 10 hours is achieved, while this is about in the case of the vacuum fermentation process
24 hours are necessary. Example zoo parts will be yeast of about 25% dry content
distributed in q, ooo parts by weight of a nutrient solution, the 8 parts of secondary ammonium phosphate,
Contains 8 parts primary potassium phosphate and 2 parts each of magnesium and potassium nitrate.
A 12% cane sugar solution is slowly added to the mixture, which has been warmed to around 28 to 30 ° C
added dropwise so that i o to 12 parts by weight of cane sugar fermented per hour
will. 10 parts of sodium hydroxide solution are added to the sugar solution. At the same time will
a strong stream of air is sent through the fermentation material (about 3oo to 5oo 1 per zoo g
Yeast per hour). The excitation is terminated after 812 hours. The yeast growth
is about 5% of the starting materials. The enrichment in ß-h-fructosidase is
about 12.5 times the invertase content of the starting yeast (measured according to Weidenhagen
"About the determination of the activity of invertase preparations", Ztschr. Ver. German
Sugar ind. 82 [1932], 992).