DE706743C

DE706743C - Process for the biological production of protein-rich nutrients

Info

Publication number: DE706743C
Application number: DEF85643D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Fink; Dr Matthias Schimidt
Original assignee: HERMANN FINK DR
Current assignee: HERMANN FINK DR
Priority date: 1938-09-20
Filing date: 1938-09-20
Publication date: 1941-06-04

Description

Verfahren zur Gewinnung von eiweißreichen Nährstoffen auf biologischem Wege Die gebräuchlichen Verfahren zur biologischen Eiweißherstellung beruhen bekanntlich darauf, daß man in einer vorher bereiteten wässerigen Maische gewisse Heferassen unter intensiver Belüftung zur lebhaften Entwicklung bringt. Die löslichen Kohlehydrate, vornehmlich Zuckerarten, werden hierbei in stark verdünnter Lösung von iden.Organismen, in der Hauptsache Hefearten, assimiliert und bei reichlicher Stickstoffzufuhr in Zelleiweiß übergeführt. Die vermehrte Zellsubstanz dient dann als solche direkt als Eiweißfutter.Process for the extraction of protein-rich nutrients on biological basis Ways The usual processes for biological protein production are known to be based on the fact that certain yeast races are made in a previously prepared watery mash Brings to lively development under intensive ventilation. The soluble carbohydrates, Mainly types of sugar, are here in a very dilute solution of identical organisms, mainly yeasts, assimilated and with an abundant supply of nitrogen in Cell protein transferred. The increased cell substance then serves as such directly as protein feed.

Wie man sieht, erfordern die geschilderten Verfahren zwei Arbeitsgänge. Zuerst muß eine verdünnte Maische mit löslichen Kohlehydraten hergestellt werden, und zweitens ist eine anschließende Hefezüchtung notwendig. Wenn man von Kartoffeln oder anderen stärkehaltigen Gerealien ausgeht, so muß die Verzuckerung mit Hilfe von Malz oder anderen diastasehaltigen Hilfsmitteln geschehen. Holz muß im Autoklaven mit Säuren umständlich vorbereitet werden. Der Aufschluß der Rohstoffe bedingt also wertvolle Substanzen oder :eine besondere Apparatur.As can be seen, the procedures outlined require two operations. First a diluted mash with soluble carbohydrates must be made, and secondly, subsequent yeast cultivation is necessary. If you think of potatoes or other starchy gereal runs out, the saccharification must be done with the help of from malt or other diastase-containing aids. Wood must be in the autoclave must be prepared awkwardly with acids. The digestion of the raw materials is therefore conditional valuable substances or: a special piece of equipment.

Es wurde nun gefunden, daß man die biologische Eiweißsynthese in einem Arbeitsgang ohne besondere chemische Vorbereitung des stärkehaltigen Materials bewerkstelligen -kann, wenn man Pilze mit amylolytischem und cytolytischem Vermögen, z. B. aus der Familie Aspiergillus, Mucor, Penicillium usw., verwendet. Diese Pilze haben nicht nur die Fähigkeit, die Stärke zu verzuckern, sondern sie verwandeln die entstandenen Zucker sofort intracellular bei Gegenwart von Stickstoffquellen und anderen Nährsalzen so energisch in Eiweiß um, daß eine ganz bedeutende Eiweißanreicherung erfolgt. Das Verfahren -gestaltet sich so denkbar einfach wie nur möulich. Die Rohstoffe, z. B. Kartoffeln, Rüben, Maiskolben, Bananenschalen, Amidfiocken, Zuckerrübenschnitzel, Rübenblätter, werden nach dem Säubern kurze Zeit artgedämpft, , so kurz, daß sie noch ihre Gestalt behalten,: gegebenenfalls zerkleinert, auf Schalen odec"' in flache Bottiche oder in Körbe gebracht;. mit einer stickstoffhaltigen Nährlösung be=" sprüht und mit Pilzporen beimpft. Will man recht hohe Schichten in lockerem Gefüge erzielen, so verwendet man Gemische der Nährsubstrate, z. B. Kartoffeln mit Maiskolben. Es können auch Futterzuckerarten, z. B. Hol.zzuckerarten, Holzzuckerschlempen, verwendet werden. In 2 bis 3 Tagen hat der Pilz bei Temperaturen von 2o bis 3o die Arbeit geleistet; er hat sich in dem ganzen Nährsubstrat verbreitet, die Hohlräume ausgefüllt, hat die Stärke und verwandte Stoffe verzukkert und daraus Pilzeiweiß in großen :Mengen Mengen hergestellt. Es ist ein Pilzkuchen entstanden, den man direkt verfüttern kann oder aber in bekannter Weise trocknet.It has now been found that the biological protein synthesis in one Carry out the operation without any special chemical preparation of the starchy material - can, if one has mushrooms with amylolytic and cytolytic properties, e.g. B. from the Family Aspiergillus, Mucor, Penicillium, etc., are used. These mushrooms don't have only the ability to saccharify the starch, but they transform the resulting Sugar instantly intracellularly in the presence of nitrogen sources and other nutrient salts so vigorously into protein that a very significant protein enrichment takes place. The process turns out to be as simple as possible. the Raw materials, e.g. B. Potatoes, beets, corn on the cob, banana peels, amide meat, sugar beet pulp, Beet leaves are steamed for a short time after cleaning, so short that they still retain their shape: if necessary, crushed, on dishes odec "'in flat Vats or placed in baskets. sprayed with a nitrogenous nutrient solution and inoculated with fungal pores. If you want to achieve very high layers in a loose structure, so you use mixtures of nutrient substrates, z. B. Potatoes with corn on the cob. It can also feed sugar types, z. B. wood sugar types, wood sugar slugs, are used will. In 2 to 3 days at temperatures of 2o to 3o, the fungus will do its job performed; it has spread throughout the entire nutrient substrate, filling the cavities, saccharified the starch and related substances and turned them into mushroom protein in large quantities Quantities made. The result is a mushroom cake that you can feed directly can or dries in a known manner.

Statt der Beimpfung mit Sporen kann auch ein Teil des frischen Endproduktes Anwendung finden.Instead of inoculation with spores, part of the fresh end product can also be used Find application.

Die Vorteile des neuen Verfahrens liegen offenkundig.The advantages of the new process are obvious.

Man hat also nicht mehr nötig, auf mehr oder weniger umständlichem Wege eine wässerige Maische mit Hilfe von kostspieligem Enzymmaterial in besonderen Apparaten herzustellen und die beimpfte Maische zu belüften, was bekanntlich sehr kostspielig ist. Ferner wird bei dem neuen Verfahren die Abtrennungsarbeit der Organismen aus der Maische und außerdem die kostspielige Entfernung des großen Wasserballastes aus dem Endprodukt, der Futterhefe, gespart, denn das neue Verfahren arbeitet mit festen, gequollenen Nährböden.So you no longer need to work on more or less cumbersome things Ways a watery mash with the help of expensive enzyme material in special Apparatus to produce and to aerate the inoculated mash, which is known to be very good is costly. Furthermore, the separation work of the organisms is in the new process from the mash and also the costly removal of the large water ballast from the end product, the feed yeast, because the new process works with it solid, swollen culture media.

Zu diesen Vorteilen gesellen sich noch andere. Dadurch, daß man den Pilz in dicken Nährstoffschichten wachsen läßt, wird Raum und Apparatur gespart, was für die Rentabilität biologischer Verfahren oft von ausschlaggebender Bedeutung ist. Ferner ist bei dem neuen Verfahren in einfachster Weise die Intensität der Eiweißbildung zu regulieren durch eine einfache Dosierung der Stickstoffzugabe und durch die Wachstumszeit. Man kann also sehr leicht ein beliebiges Verhältnis von Kohlehydrat zu Eiweiß herstellen, was für Fütterungszwecke von unschätzbarem Wert ist.In addition to these advantages, there are others. By having the Allows the fungus to grow in thick layers of nutrients, space and equipment are saved, which is often of crucial importance for the profitability of biological processes is. Furthermore, in the new method, the intensity of the Regulate protein formation by simply adding and adding nitrogen through the growing season. So you can very easily find any ratio of Turn carbohydrate into protein, which is invaluable for feeding purposes is.

Dieses Verfahren erinnert an das in der Patentschrift 242 280 beschriebene, nach dem ebenfalls auf ähnliche Weise ein eiweißreiches Futtermittel hergestellt wird. Hier kommt indessen der fertige Zucker der Melasse als Hauptpilznährmittel zur Anwendung. Die Amylasewirkung fehlt. Die cellul.osehaltigen Rohstoffe, wie Holzspäne, Torf und Stroh, sind in der Hauptsache nur als :Träger dieses flüssigen Nährstoffes anzu-"@ehen.This process is reminiscent of that described in patent specification 242 280 , according to which a protein-rich feed is also produced in a similar manner. Here, however, the finished sugar of the molasses is used as the main mushroom nutrient. The amylase effect is absent. The cellulosic raw materials such as wood shavings, peat and straw are mainly only to be used as carriers of this liquid nutrient.

Bei dem Verfahren nach der Patentschrift K3 i o 6r 6 handelt es sich um die Erzeugung ''von Fett, in der Hauptsache aus zuckerhaltigem Material mit hefeartigen Pilzen, die weder amylolytische noch cytolytische Wirkung aufweisen können.The method according to patent specification K3 i o 6r 6 is about the production '' of fat, mainly from sugary material with yeast-like Mushrooms that can neither have amylolytic nor cytolytic effects.

Endlich wäre noch die Patentschrift 79 763 zu erwähnen, nach welcher diastatische und alkoholische Fermente aus Kleie gewonnen werden. Wie man deutlich sieht, bringt die Erfindung etwas prinzipiell Neues: Kartoffelscheiben, Rübenschnitzel und ähnliche Rohstoffe werden sowohl cytolytisch als auch amylolytisch aufgeschlossen und bilden dann mit den zugefügten stickstoffhaltigen Nährsalzen das Substrat für die biologische Eiweißsynthese.Finally, the patent 79 763 should be mentioned, according to which Diastatic and alcoholic ferments are obtained from bran. How to clearly sees, the invention brings something fundamentally new: potato slices, beet pulp and similar raw materials are digested both cytolytically and amylolytically and then form the substrate for with the added nitrogenous nutrient salts biological protein synthesis.

Beispiel I i ooo kg Kartoffeln mit einer Trockensubstanz von 22,30jo werden kurze Zeit artgedämpft und sodann zerkleinert in einer i o bis 3 o cm hohen Schicht auf einer Tenne auf Schalen oder Horden ausgebreitet. Man übergießt sie sodann mit einer wässerigen, ziemlich konzentrierten Lösung, die 8 kg Harnstoff, i kg Diammonphosphat, o, i kg Kaliumsulfat und o,i kg Magnesiumsulfat enthält: Die darauf ausgesäten Sporen von Aspergillus oryzae keimen sehr schnell aus und der Pilz durchwuchert das ganze Nährsubstrat. Nach 3 Tagen Wachstumszeit bei 25 bis 27° ist der Umwandlungsprozeß beendet. Geerntet werden 66o kg Feuchtgewicht mit 2 i, i 5 0,'o Trockensubstanz, das wären 62,660/6 Ausbeute. Das Ausgangsmaterial enthielt 4,45°.,`o Rohprotein-N, das neue Produkt dagegen 27,75'o Rohprotein-N. Der zugesetzte Harnstoff ist zur Synthese verbraucht worden und ist nicht mehr nachweisbar.Example I 100 kg of potatoes with a dry matter of 22.30 yo are dampened for a short time and then crushed in a 10 to 3 o cm high Layer spread out on trays or trays on a threshing floor. You pour them over then with an aqueous, fairly concentrated solution containing 8 kg of urea, i kg of diammonophosphate, 0.1 kg of potassium sulfate and 0.1 kg of magnesium sulfate contains: The Aspergillus oryzae spores sown on it germinate very quickly and the Fungus grows over the entire nutrient substrate. After 3 days of growing at 25 to 27 ° the conversion process is finished. 66o kg of wet weight are harvested with 2 i, i 5 0, 'o dry matter, that would be 62.660 / 6 yield. The source material contained 4.45% crude protein-N, while the new product contained 27.75% crude protein-N. The added urea has been used for synthesis and can no longer be detected.

Beispiel II i ooo kg gelbe Runkelrüben mit t 2 0jb Trokkensubstanz ' (= 12o kg Trockensubstanz) werden kurz gedämpft und dann in Form von Schnitzeln ausgebreitet. Nachdem man sie mit einer Lösung von 4 kg Harnstoff, o, 5 kg Ammonphosphat und o, i kg Magnesiumsulfat übergossen hat, erfolgt die Impfung mit den Aspergillussporen. Schon nach 2 Tagen bei einer Temperatur von 26 bis 28° hat die gewünschte Umwandlung stattgefunden. Man erntet 9o8,5 kg Pilzkuchen mit io,65% Trokkensubstanz, d. s. 96,76 kg Trockensubstanz. Demnach ist eine Ausbeute von 8o,63% erzielt worden. Das Ausgangsmaterial hatte einen Rohprotein-N-Gehalt von 3,q.2%, der Pilzkuchen dagegen einen Rohprotein-N-Gehalt von 21,38%.EXAMPLE II 100 kg of yellow beetroot with t 20 kg dry substance (= 120 kg dry substance) are steamed briefly and then spread out in the form of chips. After they have been doused with a solution of 4 kg of urea, 0.5 kg of ammonium phosphate and 0.1 kg of magnesium sulphate, they are inoculated with the Aspergillus spores. The desired conversion has already taken place after 2 days at a temperature of 26 to 28 °. One harvests 908.5 kg of mushroom cake with 10.65% dry matter, i.e. 96.76 kg of dry matter. Accordingly, a yield of 80.63% has been achieved. The starting material had a crude protein N content of 3.2%, while the mushroom cake had a crude protein N content of 21.38%.

Claims

HATENTANSI'ltÜCllE: 1. Process for the production of. protein-rich Nutrients by growing amylolytic and cytolytic fungi loose substrates with the addition of nitrogenous nutrient liquids, thereby characterized in that starch and / or sugar-containing substrates are used.

2. Process according to Claim 1, characterized in that the raw materials used are potatoes, Beets, corn, corn on the cob, banana peels and other starchy and / or sugary foods agricultural waste products and: simple nitrogen compounds and nutrient salts chooses.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one also Selects mixtures of raw materials, e.g. B. Potatoes and corn on the cob to get a very high, included. to create a loose and porous breeding ground.