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Verfahren zur Herstellung von Nährmedien für die Züchtung von Antibiotika,
insbesondere Penicillin bildenden Mikroorganismen Die Erfindung betrifft Verbesserungen
bei der Herstellung von Antibiotika, wie sie als Ergebnis des Wachstums von Mikroorganismen,
z. B. Penicillin, Streptomycin und Aureomycin, erzeugt werden. Insbesondere betrifft
es die Herstellung solcher Stoffe, wobei Maisquellwasser als Nährmedium für die
die gewünschten Stoffe erzeugenden Organismen verwendet wird.
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Es ist bereits bekannt, daß Maisquellwasser in dem Nährmedium für
verschiedene von Schimmelpilzen erzeugte Antibiotika, wie Penicillin, Streptomycin,
Aureomycin, Chlormycetin und Terramycin, verwendet werden kann. Jedoch sind die
Ausbeuten an diesen Stoffen nicht so hoch wie gewünscht, noch sind sie immer gleichmäßig.
Daher besteht eine ständige Nachfrage nach Kulturmedien, welche merkbar und gleichmäßig
die Ausbeute an den vorher genannten Verbindungen verbessern.
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Es wurde gefunden, daß, wenn Maisquellwasser in dem Nährmedium für
die Erzeugung von Antibiotika verwendet wird, die Ausbeute an Antibiotika bemerkenswert
und gleichmäßig durch Einverleibungeiner odtr einer Kombination verschiedener beim
Naßvermahlen von Mais anfallender Fraktionen vergrößert werden kann.
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Das Quellen und nasse Vermahlen von Mais sind von K err, Chemistry
and Industry of Starch, Academic Press, Inc., 2. Ausg., 1950, S. 38 bis 61, beschrieben.
Das vom gequellten Gut nach dem Quellen abgezogene Wasser ist als leichtes Quellwasser
bekannt.
Leichtes Quellwasser wird im allgemeinen geimpft (s. S.
39 und 40), um Milchsäuregärung darin zu veranlassen, dann auf etwa 25 bis
30° B6 eingedampft und an die Hersteller von Antibiotika in dieser Form geliefert.
Das leichte durch Verdampfen konzentrierte Quellwasser ist dann unter dem Namen
schweres Quellwasser bekannt. Das Quellwasser kann auch ohne Impfen eingedampft
und in dieser Form in dem Kulturmedium für die Erzeugung von Antibiotika verwendet
werden. Maisquellwasser hat folgende Durchschnittsanalyse
| Lngeimpftes Quellwasser Geimpftes Quellwasser |
| 5o bis 58 0/0 5o bis 58 0/0 |
| Trockensubstanz Trockensubstanz |
| Analyse der Trocken- Analyse der Trocken- |
| substanz substanz |
| Milchsäure .... 12 bis 2o 0/0 2o bis 30 0/0 |
| Reduzierender |
| Zucker ...... 5 bis 2o 0/0 o bis 7 0/0 |
| Protein ....... 43 bis 53 0/0 43 bis 53 0/0 |
| Aminosäuren .. 2o bis 30 0/0 2ö bis 30 0/0 |
| pH-Wert ...... 3,6 bis 4,2 3,6 bis 4,2 |
Die verschiedenen Fraktionen, welche dem Quellwasser gemäß der Erfindung zugesetzt
werden, werden aus der Kleberfraktion von gemahlener Stärke erhalten. Nachdem der
Strom gemahlener Stärke in einen Stärkebrei und einen Kleberbrei getrennt ist, z.
B. mittels Tische oder Zentrifugen, wird der Kleberbrei in einer Zentrifuge konzentriert
oder teilweise entwässert. Das Abwasser aus der Zentrifuge enthält einen für die
Erfindung geeigneten Stoff. Dieser Stoff besitzt folgende Durchschnittsanalyse:
2,2 bis 5,2 g pro 11 an festen Stoffen insgesamt, 10,3 bis 15,4 g pro 1 1 an löslichen
Stoffen.
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Die festen Stoffe enthalten auf Trockenstoffe berechnet: 15 bis 22
0/0 Xanthophyllöl, 55 bis 40 0/0 Protein, 1,5 bis 3,5 0/0 Asche, 2 bis io 0/0 Stärke.
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Das Ablaufwasser aus dem Kleberkonzentrator kann dem leichten Quellwasser
vor dem Eindampfen zu schwerem Quellwasser oder auch unmittelbar dem schweren Quellwasser
zugesetzt werden. Wird es jedoch dem letzteren zugesetzt, so verdünnt es das schwere
Quellwasser bis zu einer Dichte unterhalb der, welche üblicherweise als erwünscht
vom Standpunkt der Aufrechterhaltung der Qualitäten des Quellwassers betrachtet
wird. Daher ist es erwünscht, überschüssiges Wasser aus solchem Quellwasser zu entfernen,
wenn es nicht unmittelbar in den Kulturmedien verwendet werden soll. Ein anderes
Verfahren zur Verwendung des Ablaufs vom Kleberkonzentrator besteht darin, es zuerst
absetzen zu lassen, den Schlamm zu entfernen und diesen dem Quellwasser zuzusetzen.
Auch der Schlamm kann dem leichten oder schweren Quellwasser zugefügt werden. Seine
Zusammensetzung ist die gleiche wie die des Ablaufwassers, außer daß der Gehalt
an festen Stoffen etwa 67,5 bis 112,4 g pro 1 1 beträgt.
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Die Menge an Ablaufwasser oder Schlamm, welche dem Quellwasser gemäß
der Erfindung zugefügt wird, sollte etwa 1,6 bis 27 0/0, auf Trockenmasse berechnet,
betragen.
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Eine andere Fraktion, welche gemäß der Erfindung verwendet werden
kann, stammt auch aus dem erwähnten Ablaufwasser. Dieser Ablauf ist in einem schaumigen
Zustand , wenn er den Konzentrator verläßt, und enthält eine beträchtliche Menge
an Öl und unlöslichen Stoffen. Beim üblichen technischen Betrieb ist ein Schaumkasten
an der Zentrifuge angeordnet, wo der Schaum gesammelt und in den Kleberstrom zurückgeführt
wird, um daraus zusätzlichen Kleber zu gewinnen. Der Schaum aus dem Schaumkasten
enthält einen anderen für die Zwecke der Erfindung geeigneten Stoff. Er kann zu
dem leichten oder dem schweren Quellwasser zugesetzt werden. Seine Durchschnittsanalyse
ist 67,5 bis i=2,4 g pro 1 1 an festen Stoffen, 5,1 bis 13,7 g pro 1 1 an löslichen
Stoffen.
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Die festen Stoffe enthalten auf Trockenmasse berechnet: 15 bis 6o
0/0 Xanthophyllöl, 5o bis 15 0/0 Protein, 0,5 bis 1,5 0/0 Asche, 2 bis io 0/0 Stärke.
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Die Menge an zum Quellwasser zugesetzter Schaumfraktion, um die gewünschten
Resultate zu geben, sollte etwa o,8 bis 27 0/0, auf Trockenmasse berechnet, betragen.
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Die folgenden nur erläuternden Beispiele beschreiben verschiedene
Wege zur Ausführung der Erfindung mit dem erzielten Ergebnis. Beispiel = Ein Kulturmedium
wurde aus folgenden Stoffen hergestellt: Maisquellwasser (schweres, mit einem Gehalt
von 520/, an festen Stoffen), zu welchem genügend Schaumfraktion mit einem Gehalt
von 75 g an festen Stoffen pro 1 1 zugesetzt war (die festen Stoffe enthielten 40
0/0 Xanthophyllöl), um o,5 g feste Stoffe im Schaum, berechnet auf Trockenmasse,
zu geben: 40 g, Lactose 2o g, Magnesiumsulfat 0,5 g, Natriumnitrat i g, Zinksulfat
0,03 g, Phenylacetamid 1 g, ausreichend Wasser zum Auffüllen auf iooo ccm.
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Der pH-Wert der Mischung wurde mit Natriumcarbonat auf 5,5 eingestellt
und Zoo ccm davon in einen iooo-ccm-Erlenmeyer-Kolben gegeben, welcher mit Baumwolle
zugestopft wurde. Der Inhalt des Kolbens wurde 2o Minuten bei einem Druck von etwa
z kg/cm2 sterilisiert, dann auf 25° gekühlt und mit 5 0/0 Keimsporensuspension von
Penicillium chrysogenum geimpft. Der Kolben wurde dann 6 Tage lang auf einem automatischen
Schüttler unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 25° geschüttelt.
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Nachdem die Fermentierung etwa 40 Stunden gedauert hatte, wurde der
pH-Wert bestimmt. Wenn er nichtsauer war, d. h. 7,0 oder darüber, wurden o,2 g Phenylessigsäure
(Penicillin-G-Vorstadium) zum Kolben zugesetzt und die Fermentierung bis zum nächsten
Tag fortgeführt, worauf das Mycel von der Flüssigkeit durch Filtration abgetrennt
wurde. Ein Teil des Filtrats wurde von i auf 330 und der Rest von i auf 5oo
verdünnt, und jedes wurde auf die Anzahl von Penicillineinheiten pro Kubikzentimeter
nach der Standardbecherversuchsmethode untersucht.
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Fünf Muster von Medien, welche Quellwasser mit zugesetzter Schaumfraktion
enthielten, gaben folgende
Resultate im Vergleich zu solchen, welche
unbehandeltes Quellwasser enthielten:
| Ursprüngliches Quellwasser Ursprüngliches Quellwasser |
| Einheiten plus Schaumfraktion |
| pro Kubikzentimeter Einheiten |
| pro Kubikzentimeter |
| 410 492 |
| 457 584 |
| 500 570 |
| 6oo 825 |
| 6z5 725 |
Beispiel 2 Muster von Maisquellwasser mit einem Gehalt von etwa 52 °/o an festen
Stoffen, zu welchen der aus dem Ablaufwasser des Kleberkonzentrators erhaltene Schlamm
zugefügt worden war, wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel i beschrieben,
behandelt. Der Schlamm enthielt 75 g feste Stoffe pro 1
1, und die festen
Stoffe enthielten etwa 2o °/o Xanthophyllöl. Ausreichend Schlamm wurde zu dem Quellwasser
zugefügt, um i g an festen Stoffen, berechnet auf Trockenmasse, pro 40 g des angewendeten
Musters zu ergeben.
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Drei Beispiele von Medien mit einem Gehalt an zu dem Quellwasser zugefügtem
Schlamm gaben folgende Ergebnisse im Vergleich zu unbehandeltem Quellwasser
| Ursprüngliches Quellwasser Ursprüngliches Quellwasser |
| Einheiten plus Schlamm |
| pro Kubikzentimeter Einheiten |
| pro Kubikzentimeter |
| 625 850 |
| 6oo 780 |
| 6oo , 720 |