DE879389C - Process for the production of amino acids - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Abbau von Eiweißstoffen mittels Enzymen, die aus Schimmelpilzen, insbesondere Aspergillius oryzae, gewonnen sind.Process for the preparation of amino acids The present invention relates to a process for the production of amino acids by breaking down proteins by means of enzymes obtained from molds, especially Aspergillius oryzae are.
Man hat schon Eiweißkörper mit Hilfe von Enzymen, die aus Kulturen von Schimmelpilzen gewonnen waren, zu Aminosäuren abgebaut. Abgesehen davon, daß es sich dabei um im wesentlichen rein wissenschaftliche Versuche handelte, bei denen die Ausbeuten an Aminosäuren niedrig waren, war der erzielte Abbau kein vollständiger.You already have protein bodies with the help of enzymes from cultures obtained from molds, broken down into amino acids. Besides that these were essentially purely scientific experiments in which the yields of amino acids were low, the degradation achieved was not complete.
Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung von Aminosäuren aus Eiweißstoffen in der Weise, daß man den enzymatischen Abbau mittels Enzymen, die aus Schimmelpilzen, insbesondere Aspergillus oryzae, gewonnen sind, bei zwischen 35 und 55° gelegenen Temperaturen bei schwach sauren pH-Werten bewirkt, durch periodische Zugabe von schwachen Basen oder Säuren einen PH-Wert von etwa 5 bis 5,5 einstellt, und das erhaltene Aminosäuregemisch anschließend in üblicher Weise aufarbeitet.According to the invention, amino acids are produced from proteins in such a way that the enzymatic degradation by means of enzymes obtained from molds, in particular Aspergillus oryzae, are obtained at between 35 and 55 ° Temperatures at weakly acidic pH values caused by the periodic addition of weak bases or acids adjusts a pH value of about 5 to 5.5, and that The amino acid mixture obtained is then worked up in the customary manner.
Wesentlich bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß ein schwach saurer pH-Wert von etwa 5 bis 5,5 möglichst konstant eingehalten wird. Je nachdem sich während des Abbaues die Wasserstoffionenikonzentration nach der sauren, oder, was zuweilen auch vorkommt, nach der alkalischen Seite versdhiebt, muß man durch Zugabe von schwachen Basen oder Säuren eine Nachregulierung des pH-Wertes vornehmen. Bei Verwendung von Säuren zum Nachregulieren benutzt man zweckmäßig solche, die sieh bei einem etwaigen Eindampfen des erhaltenen Aminosäuregemisdhes verflüchtigen, wie z. B. Essigsäure. Gegenüber der bekannten pH-Regulierung mit Hilfe von Puffergemischen hat diese Arbeitswei.s-e den Vorteil, d'aß in das Endprodukt keine Salze übergehen.It is essential in the method according to the present invention that that a weakly acidic pH of about 5 to 5.5 is maintained as constant as possible will. Depending on the hydrogen ion concentration during the breakdown the acidic side, or, what sometimes happens, shifted to the alkaline side, you have to readjust the pH value by adding weak bases or acids make. When using acids for readjustment, it is advisable to use those they look at you any evaporation of the amino acid mixture obtained volatilize, such as B. acetic acid. Compared to the well-known pH regulation with With the help of buffer mixtures, this procedure has the advantage that it is incorporated into the end product no salts pass over.
Der für den Abbau günstige Temperaturbereich liegt zwischen 35 und 55°. Ein besonders rascher Abbau wird dann erzielt, wenn man bei Temperaturen von 45 bis 47° arbeitet.The favorable temperature range for degradation is between 35 and 55 °. A particularly rapid degradation is achieved when one at temperatures of 45 to 47 ° works.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die zum Abbau benutzten Enzyme in einer ivleiige anzuwenden, die bis zu 2ofach und mehr derjenigen Menge beträgt, die man üblicherweise bei der Bestimmung der Wirksamkeit von Enzymen durch Abbau von Eiweißstoffen benutzt (vgl. Hoppe-Sey1er's Zeitschrift für physiol. Chemie, Bd. U38-.It has been shown to be beneficial to the enzymes used to break it down to be used in an amount that is up to 2 times and more that amount, which is commonly used in determining the effectiveness of enzymes through degradation used by protein substances (cf. Hoppe-Sey1er's Zeitschrift für physiol. Chemie, Vol. U38-.
S . i 84, -19224). S. i 84, -19224).
Als Eiweigstofle, die als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren in Betracht kommen, seien beispielsweise Kasein, Gelatine, Fischmehl, Sojamehl u. dg.l. erwähnt. Auch eiweißhaltige tierische Organe können für den enzymatischen Abbau verwendet werden. Bei Benutzung von nativen Eiweißstoffen, wie z. B. Muskeleiweiß, empfiehlt es sich, zwecks Verkürzung der Abbauzeit das Ausgangsmaterial von der Einwirkung der Enzyme bei schwach sauer eingestellter Reaktion auf etwa @60 bis 70° bis zur beginnenden Eiwei:ßdenraturierung zu erhitzen. Dadurch geht das- Substrat in eine äußerst feinverteilte Form über, womit es dem Angriff der Enzyme eine große Oberfläche bietet. Die Dauer des Erhitzens kann im allgemeinen kurz gehalten werden, z. B. etwa @zo-bis 2o Minuten.As albumen which are used as the starting material for the inventive Processes come into consideration, for example, casein, gelatin, fish meal, Soy flour and dg.l. mentioned. Also protein-containing animal organs can be used for the enzymatic Degradation can be used. When using native proteins, such as. B. muscle protein, it is recommended to use the starting material from the to shorten the dismantling time Action of the enzymes in the case of a weakly acidic reaction to about @ 60 to 70 ° to the beginning of protein denaturation to heat. This leaves the substrate in an extremely finely divided form, making it a great deal for the enzymes to attack Surface offers. The duration of the heating can generally be kept short, z. B. about @ zo to 20 minutes.
Wie festgestellt wurde, eignen sich für den erfindungsgemäßen Eiweißabbau besonders gut Schimmelpilzkulturen. Ferner ist es empfehlenswert, Kulturen oder Extrakte von solchen Schimmelpilzen zu benutzen, die auf einem Nährboden herangezüchtet wurden, der mit eiweißhaltigen Substanzen, wie z. B. Molke, oder leicht verwertbaren Stickstoffverbindungen, wie z. B. Harnstoff, angereichert war.As has been found, are suitable for the breakdown of protein according to the invention mold cultures are particularly good. It is also recommended to use cultures or To use extracts from molds grown on a nutrient medium were treated with proteinaceous substances, such as. B. whey, or easily usable Nitrogen compounds such as B. urea, was enriched.
Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt, daß man bei fortgeschrittenem Abbau den p11-Wert auf etwa 6,8 einstellt, wodurch hie Abbauzeiten wesentlich verkürzt werdet,- können, und zwar besonders dann. ,venn man zusätzlich noch eine weitere Menge des zum Abbau verwendeten Enzymmaterials zugibt.The method according to the invention is particularly advantageous in this way carried out that the p11 value is set to about 6.8 in the case of advanced degradation, whereby the dismantling times are considerably shortened, - can, and especially then. , if one also has a further amount of the enzyme material used for the breakdown admits.
Gegenüber edenbekannten, unter Verwendung von Enzymen aus .Schimmelpilzen durchgeführten Eiweißabbaumethoden, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß die Eiweißmoleküle vollständig in ihre Einzelbausteine zerlegt werden. Besonders beachtlich ist hierbei, daß sämtliche in dem ursprünglichen Eiwei@ßmolelcül vorhandenen Aminosäuren in,dem resultierenden Endprodukt erhalten werden.Compared to known ones, using enzymes from molds performed protein degradation methods, the method according to the invention is characterized characterized in that the protein molecules are completely broken down into their individual components will. It is particularly noteworthy that all in the original protein @ ßmolelcül amino acids present in the resulting end product.
Feirner ist 'hervorzuheben, daß sich der Abbau nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in wesentlich kürzerer Zeit als bei den bekannten enzymatischen Abbaumethoden vollzieht. Dadurch kann man der Gefahr, daß wertvolle Eiweißbausteine zerstört werden oder daß der Abbau durch Fremdinfektion gestört wird, begegnen.Feirner should be emphasized that the degradation according to the invention Process in a much shorter time than with the known enzymatic degradation methods carries out. This can lead to the risk that valuable protein building blocks will be destroyed or that the degradation is disturbed by foreign infection.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Ausführungsbeispiele i. 50:o g Quark (Weißkäse) werden nach vorhergehender Reinigung durch mehrmaliges Auswaschen mit Wasser in 21 Wasser supendiert, durch Zusatz von Essigsäure auf ein pl, von 5,11 eingestellt und mit roo g einer Kultur von Aspergillus oryzae versetzt, die auf einem Nährboden, der aus einem Gemisch von Weizenkleie und Sojamehl im Verhältnis 4 : i bestand, gezüchtet war.The method according to the invention is to be carried out below are explained in more detail on the basis of some exemplary embodiments. Working examples i. 50: o g quark (white cheese) after previous cleaning by repeated Wash out with water suspended in water by adding acetic acid to a pl, set from 5.11 and added roo g of a culture of Aspergillus oryzae, those on a nutrient medium made up of a mixture of wheat bran and soy flour in proportion 4: i existed, was bred.
Der Abbau wird bei einer Temperatur von 47' durchgeführt, wobei nach ,i2, 24 und 36 Stunden das pH auf 5,1 nachgestellt wird. Nach 48 Stunden wird das pH auf 6,8 erhöht, und es wenden noch 2o g frische Kultur zugegeben. Nach etwa 72 Stunden ist der Abbau beendet. Das Verhältnis von Aminostiakstoff zu Gesamtstickstoff beträgt bei einer filtrierten Probe etwa o,8. Nach dem Filtrieren werden pro Liter 3 g Tierkohle zugesetzt und die Mis.ohung zum Kochen erhitzt und filtriert. Das 'klare, schwach gelb gefärbte Filtrat wird im Vakuum eingedampft. Ausbeute: 2Io g.The degradation is carried out at a temperature of 47 ', the pH being readjusted to 5.1 after 12, 24 and 36 hours. After 48 hours the pH is increased to 6.8, and another 20 g of fresh culture are added. Degradation is over after about 72 hours. The ratio of amino acid to total nitrogen is about 0.8 in a filtered sample. After filtering, 3 g of animal charcoal are added per liter and the mixture is heated to a boil and filtered. The 'clear, pale yellow filtrate is evaporated in vacuo. Yield: 2Io g.
'-. p5 g Fleisch, entsprechend 96j g Trockensubstanz, werden zerkleinert und mit r 1 Wasser 15 Minuten auf 70° erwärmt. Nach dem Abkühlen werden 11700 ccm Wasser und 300 ccm eines Extraktes aus Zoo g einer Kultur von Aspergillus oryzae zugesetzt. Durch Zugabe von Essigsäure wird das pH auf 5,4 eingestellt. Der Abbau erfordert bei 45° etwa 8o Stunden, wobei periodisch das pH kontrolliert und korrigiert wird. Nach Aufarbeitung des Reaktionsgemisches in üblicher Weise erhält man 98g Aminosäuren, die einen Quotienten von Amino= zu Gesamtstickstoff voii etwa 0,7 zeigen.'-. 5 g meat, corresponding to 96 g dry matter, are chopped up and heated to 70 ° with r 1 water for 15 minutes. After cooling, 11700 cc of water and 300 cc of an extract from Zoo g of a culture of Aspergillus oryzae are added. The pH is adjusted to 5.4 by adding acetic acid. The degradation takes about 80 hours at 45 °, during which the pH is checked and corrected periodically. After working up the reaction mixture in the usual way, 98 g of amino acids are obtained which have a quotient of amino = to total nitrogen of about 0.7 .
3. 2ro g Fischmahl werden in 2,5 1 Wasser suspendiert, mit ioo g einer Kultur von Aspergillus oryzae vermischt und das pH mit Essigsäure auf 5;2 eingestellt. Der Abbau wird bei 45° etwa 72 Stunden lang durchgeführt, wobei das pH auf 5,2 genalten wird. Nach dem Aufarbeiten in üblicher Weise erhält man i'go g Aniinosäuren mit einem Quotienten von Amino- zu !Gesamtstickstoff von etwa 0,72. 3. 2ro g of fish meal are suspended in 2.5 l of water, mixed with 100 g of a culture of Aspergillus oryzae and the pH is adjusted to 5.2 with acetic acid. The degradation is carried out at 45 ° for about 72 hours, the pH being maintained at 5.2. After working up in the usual way, i'go g of amino acids with a quotient of amino to total nitrogen of about 0.72 are obtained.
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