WO2007093523A1 - Verfahren zum anaeroben abbau von organosiliciumverbindungen durch bakterien der gattung parac0ccus - Google Patents

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WO2007093523A1
WO2007093523A1 PCT/EP2007/051116 EP2007051116W WO2007093523A1 WO 2007093523 A1 WO2007093523 A1 WO 2007093523A1 EP 2007051116 W EP2007051116 W EP 2007051116W WO 2007093523 A1 WO2007093523 A1 WO 2007093523A1
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WO
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paracoccus
dsm
degradation
organosilicon compounds
genus
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PCT/EP2007/051116
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Miryam Fischer
Johann Heider
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Wacker Chemie Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
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Definitions

  • the invention relates to a method for the microbial degradation of organosilicon compounds, silanes and siloxanes by bacterial strains of the genus Paracoccus such.
  • B. Paracoccus sp. IO-1 (DSM 17705), Paracoccus sp. B8B2 (DSM 17838) and Paracoccus denitrificans (DSM 17839).
  • Silicon is the second most abundant element in the earth's crust, but because of its high affinity for oxygen in nature, it is present only in corresponding compounds, namely silicates or silica, in the form of sand or minerals.
  • Silicones are synthetically produced polymeric compounds in which silicon atoms are linked in a chain and / or net shape via oxygen atoms and the remaining valencies of the silicon are saturated by hydrocarbon radicals.
  • the framework can be modified in various ways by the respective organic groups used.
  • silicones with various desired properties are synthesized for corresponding applications.
  • Almost all silicone products belong to one of three groups of raw materials: silicone oils, silicone rubbers or silicone resins.
  • Today silicones are found in almost all areas of the day and the technology, so that this substance class has become enormously important.
  • Silicone oils are polymers with different chain lengths, ranging from 2 silicon atoms to well over 1000 Si atoms. They are usually clear, colorless, neutral, odorless and hydrophobic liquids. Silicone oils are used, for example, as release agents (demoulding of plastic parts, eg in the tire industry), as lubricants (plastic bearings, sewing machines). yarn, wine corks, foils), as a damping medium, as a hydraulic oil, as a liquid dielectric (coolant, transformers), as a water repellent (glass, ceramics, textiles), as an antifoaming agent, in cosmetic formulations (skin protection creams, sun creams, hair care products) and as a care additive (car and furniture polishes, shoe and floor care products). Due to the numerous applications of silicone oils in everyday life, it is not surprising that linear silicone polymers reach all areas of the environment, ie the atmosphere, the soil and also the water.
  • Linear silicone polymers are degraded in the environment by natural processes.
  • the most common silicone polymers polydimethylsiloxanes (PDMS)
  • PDMS polydimethylsiloxanes
  • these hydro- lytic degradation takes place in the soil at random.
  • depolymerization provides the monomers dimethylsilanediol and a small amount of trimethylsilanol (Engier et al., J. of Polymers and Environment, Vol. 11, No. 4 (2003)).
  • the monomers diffuse into the atmosphere where they are photo-oxidized by UV radiation. Neither the starting materials nor the degradation products are harmful to the environment or to living organisms.
  • DE 102004011993 describes a process for biodegradation of a mass comprising a silicon carbon single bond, which is characterized in that a mixture from the mass and a microorganism population under anaerobic or microaerobic conditions with the addition of an alternative electron acceptor is incubated.
  • the compounds containing a silicon carbon single bond are preferably polyorganosiloxanes, organofunctional siloxanes, organosilanols or their fragments.
  • the alternative electron acceptor is preferably selected from the group fumarate, succinate, oxidized iron ions, sulfate or nitrate.
  • Object of the present invention was to provide a method for
  • the object is achieved by a method which is characterized in that a microorganism strain of the genus Paracoccus is cultured in the presence of organosilicon compounds, silanes or siloxanes and an electron acceptor under anaerobic conditions.
  • the inventors of the present application were able to show that the action of a microorganism strain of the genus Paracoccus, on organosilicon compounds, silanes or siloxanes with the addition of compounds which serve as anaerobic electron acceptors, degradation of the organosilicon compounds.
  • the organosilicon compounds, silanes or siloxanes are degraded in a mineral salt medium under anaerobic conditions to provide the microorganisms with a suitable electron acceptor.
  • a suitable electron acceptor is preferably nitrate, sulfate or iron ions.
  • the electron Preferably, zeptor is present in an amount of 0.5 to 1000 mmol / l, preferably in an amount of 1 to 100 mmol / l and more preferably in an amount of 1 to 20 mmol / l.
  • Suitable medium is any mineral salt medium which contains the chemical elements, vitamins and growth factors necessary for bacterial growth.
  • a mineral salt medium generally contains ammonium, calcium, potassium, sodium, magnesium, phosphate and sulfate ions in concentrations of 5 to 5000 mg / l each. Traces of other ions such as cobalt, iron, manganese, zinc, copper, molybdenum, nickel, boron, selenium, and wofram are contained in concentrations of 0.0001-2000 mg / l.
  • Vitamins eg. B. p-aminobenzoic acid, biotin, nicotinic acid, folic acid, pantothenic acid, riboflavin, thiamines, vitamins of group B6, vitamin B12, lipoic acid or vitamin K can be added in concentrations of 0.0001 - 1000 mg / 1.
  • Example 1 A preferred medium is given in Table 1 in Example 1, a compilation of the necessary supplements is given in Tab. 2 in Example 1.
  • the degradation is preferably carried out in a temperature range of 20-45 ° C, more preferably at 30 0 C.
  • the pH of the medium during the degradation is preferably regulated to be in the range of pH 7 to pH 9.
  • the duration of degradation of a given concentration of an organosilicon compound, a silane or a siloxane depends, among other things, on process parameters such as pH, temperature and available electron acceptor. In all cases, however, it was possible to measure a decrease in the concentration of organosilicon compounds, silanes or siloxanes by at least a factor of 0.5-1 after 4-6 weeks, ie 50-100% of the organosilicon compounds were degraded. At the same time, consumption of the electron acceptor could be measured by a factor of 3 after 4 to 6 weeks, ie the consumption of the electron acceptor had risen to 3 times the concentration introduced after 4 to 6 weeks.
  • the organosilicon compounds are the only source of energy and carbon.
  • the described Paracoccus strains can only grow with these compounds by oxidizing the methyl groups and transferring the released electrons to a suitable electron acceptor.
  • the reduction of the electron acceptor is proportional to the simultaneous oxidation of the organosilicon compounds. Therefore, the degradation of the organosilicon compounds can be quantified on the basis of the consumed electron acceptor.
  • a microorganism strain selected from the group Paracoccus sp. IO-l
  • DSM 17705 Paracoccus denitrificans
  • DSM 17839 Paracoccus sp. B8B2
  • DSM 17838 The use of a microorganism strain of the genus Paracoccus, preferably a strain selected from the group Paracoccus sp. IO-1 (DSM 17705), Paracoccus denitrificans (DSM 17839) and Paracoccus sp. B8B2 (DSM 17838) in the process described reduces the concentration of the organo-
  • the invention thus also relates to the bacterial strains Paracoccus sp. IO-l (deposited 11.11.2005 with the DSMZ (German Collection for Microorganisms and Cell Cultures GmbH, D-38142 Braunschweig) under the number DSM 17705 according to the Budapest Treaty), Paracoccus denitrificans (deposited with the DSMZ on 22.12.2005 under the number DSM 17839 according to the Budapest Treaty) and Paracoccus sp. B8B2 (deposited with the DSMZ on 22.12.2005 under the number DSM 17838 according to the Budapest Treaty).
  • DSMZ German Collection for Microorganisms and Cell Cultures GmbH, D-38142 Braunschweig
  • Paracoccus denitrificans deposited with the DSMZ on 22.12.2005 under the number DSM 17839 according to the Budapest Treaty
  • Paracoccus sp. B8B2 deposited with the DSMZ on 22.12.2005 under the number DSM 17838 according to the Budapest Treat
  • the bacterial strains according to the invention Paracoccus sp.IO-1 (DSM 17705), Paracoccus denitrificans (DSM 17839) and Paracoccus sp.
  • B8B2 (DSM 17838) enable the anaerobic microbial degradation of low molecular weight silicone oils and monomeric model substrates formed from polymeric silicone oils, such as dimethylsilanediol or trimethylsilanol.
  • the bacterial strains according to the invention grow under anaerobic conditions with dimethylsilanediol or trimethylsilanol as sole carbon source and with NC> 3 ⁇ as the electron acceptor.
  • dimethylsilanediol or trimethylsilanol as sole carbon source
  • NC> 3 ⁇ as the electron acceptor.
  • IO-l dimethylsilanediol
  • NO ⁇ 3 the electron acceptor.
  • Table 1 shows the composition of the mineral salt medium for the cultivation of anaerobically growing bacteria
  • Table 2 shows the supplements for the mineral salt medium for anaerobically growing bacteria
  • Table 3 shows the composition of LB agar plates for the separation of mixed cultures
  • Tables 4 and 5 show the composition of the minimal medium agar plates for microorganism separation
  • Table 6 shows the degradation abilities of the pure culture of Paracoccus sp.
  • Strain IO-1 under denitrifying conditions and Table 7 shows the degradation results of an enrichment culture with dimethylsilanediol or trimethylsilanol as sole carbon and energy source and the pure culture of Paracoccus sp.
  • IO-l with dimethylsilanediol as sole carbon and energy source shows.
  • Fig. 1 shows the growth curve of this pure culture, measured as consumption of nitrate during growth with dimethylsilanediol as sole carbon and energy source.
  • the following examples serve to further illustrate the invention.
  • Example 1 Isolation of a pure culture of Paracoccus sp. Strain 10-1 from an anaerobic mixed culture
  • the microorganism strain Paracoccus sp. 10-1 was isolated from an anaerobically growing mixed culture from the municipal sewage treatment plant Forchheim (near Freiburg). The isolation of Paracoccus sp. IO-1 was performed in several steps described below.
  • the sample was suspended in mineral salt medium (see Tables 1 and 2) for anaerobic microorganisms.
  • Table 1 Mineral salt medium for anaerobically growing microorganisms (single concentrated).
  • the pH of the medium was adjusted to 7.2 with 2 M HCl.
  • the mineral salt medium was previously anaerobized and autoclave- ed and then supplemented with the following substances: trace elements, vitamins, selenite-tungstate solution and compounds (eg nitrate) serving as anaerobic electron acceptors.
  • Organosilicon compounds in particular the model compounds dimethylsilanediol, trimethylsilanol or decamethylcyclopentasiloxane, were added as the only source of carbon and energy.
  • the concentration was 1 mmol / l in each case.
  • the completed mineral salt medium was inoculated with a sample from the sewage treatment plant or the resulting mixed culture. The incubation took place in closed bottles in a shaker at 30 ° C. The growth of the microorganisms was checked microscopically and via the consumption of nitrate and the mixtures were inoculated several times. Abiotic degradation was excluded by non-inoculated control (sterile control). After three subcultures it could be assumed that only the added organosilicon model compounds were used as carbon and energy source by the microorganisms.
  • the organosilicon-degrading bacteria from the enrichment culture were separated by dilution series.
  • the microorganisms of the enrichment culture were plated for isolation on minimal medium agar plates (see Tables 4 and 5) and on full medium agar plates (LB agar plates, see Table 3).
  • the minimal medium agar plates retained water soluble organosilicon model substrates, especially dimethylsilanediol or trimethylsilanol.
  • CaCl 2 solution (0.2 M) CaCl 2 ⁇ 2 H 2 O (29.4 g / l) 0.5 ml / 250 ml
  • Vitamin solution VL7 s Table 2 0.5 ml / 250 ml (100 times, Pfennig 1978)
  • Steps 2 and 3 were repeated until the culture appeared uniform when viewed microscopically.
  • the 16S rRNA genes of the bacterial strains isolated in step 2 and 3 were amplified by PCR and then se- sequenced.
  • the sequence listing gives the partial sequence of the 16S rDNA from Paracoccus sp. IO-1 (DSM 17705) (SEQ ID NO 1) and the complete sequences of 16S rDNA from Paracoccus sp. B8B2 (DSM 17838) (SEQ ID NO 2) and Paracoccus denitrificans (DSM 17839) (SEQ ID NO 3) again.
  • the isolated microorganism strain was taxonomically identified as Paracoccus species.
  • the enriched strain which can grow with organosilicon compounds as the sole source of carbon and energy, is Paracoccus sp. IO-l.
  • the present pure culture was examined for its degradation abilities (see Table 6)
  • Strain IO-l under denitrifying conditions also n-hexadecane, many carboxylic acids, tert-butanol, methylamine, polyethylene glycol, DMSO, some sugars and sugar alcohols (see Table 6).
  • Table 6 Utilization of different compounds by Paracoccus sp. Strain IO-1 under anaerobic conditions as energy and carbon sources.
  • the silicone oil M50 used is a polydimethylsiloxane from Bayer AG, which is available in the chemicals trade (Roth).
  • the silicone Dl used is dimethylsilanediol which has been prepared according to references (Hyde, JF, J. Am. Chem. Soc. (75), 2166-2117 (1953).
  • Paracoccus sp. Strain IO-1 is a immobile, cokoid, Gram-negative soil bacterium belonging to the alpha group of proteobacteria and closely related to P. denitrificans (DSM 17839).
  • Paracoccus sp. IO-l and other strains of the genus Paracoccus grow at very different rates depending on the substrate. With some polar substrates (eg citrate or isobutyrate) the cells grow relatively fast (doubling times of 3 h), while with some other substrates only very slow growth is possible. This applies in particular to cultures with silicone oil or the tested silicone model substrates, which grew with doubling times of approximately 20 days and were therefore observed over a period of 2-3 months. The growth of the cultures was monitored by measuring the spent nitrate and microscopically evaluating the cell number increase (FIG. 1). Paracoccus sp. IO-1 and the other strains of the genus Paracoccus require about 6 mmol / liter of nitrate for the reaction of 1 mmol / liter of dimethylsilanediol.
  • Example 2 Isolation of a pure culture of Paracoccus sp.
  • Example 2 Analogously to Example 1, the strain Paracoccus sp. B8B2 (DSM 17838) isolated. Its microbiological properties and Growth characteristics are predominantly Paracoccus sp. IO-1 (DSM 17705). There are differences mainly in the degradability of the strains mentioned here and in the genetic make-up of the organisms (eg 16S rDNA).
  • Example 3 Isolation of a pure culture of the strain Paracoccus denitrificans (DSM 17839) from an anaerobic mixed culture
  • the strain Paracoccus denitrificans (DSM 17839) was isolated analogously to Example 1. Its microbiological properties and growth characteristics are largely consistent with Paracoccus sp. IO-1 (DSM 17705). There are differences mainly in the degradability of the strains mentioned here and in the genetic make-up of the organisms (eg 16S rDNA).
  • the degradation studies with organosilicon compounds were carried out with shaking in anaerobic 100 ml bottles in mineral salt medium (see Tables 1 and 2) at 30 0 C and about pH 7.2.
  • the working volume was 40 ml and the final concentration of the organosilicon compounds in the mineral salt medium was about 1 mmol / liter.
  • a sample was taken (zero value) to determine the actual concentration of the organosilicon compounds in the batches. After 6 weeks of incubation, another sample was taken.
  • Table 7 The results of the degradation of the organosilicon compounds are shown in Table 7.
  • Table 7 Results of the degradation of organosilicon compounds. Substrate decrease (mmol / liter) and nitrate consumption (mmol / liter) in the anaerobic growth of Paracoccus sp. IO-l with Dimethylsi- dietiol as sole carbon source. DMSD: dimethylsilanediol
  • Residual concentration of DMSD (mmol / liter) after 6 weeks of incubation: The remaining amount of DMSD was determined after six weeks of incubation by means of NMR determination.
  • Culture 1 had used 4 mmol / l nitrate after six weeks incubation and a residual DMSD concentration of 0.4 mmol / l was detected.
  • Culture 2 had after six weeks
  • Nitrate consumption (mmol / liter) after 6 weeks of incubation If the cultures had consumed the nitrate initially present, they were fed with portions of 1 mmol / liter of nitrate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mikrobiellen Abbau von Organo-Silicium-Verbindungen, Silanen oder Siloxanen dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroorganismenstamm der Gattung Paracoccus in Anwesenheit der Organo-Silicium-Verbindungen, Silane oder Siloxane und eines Elektronenakzeptors unter anaeroben Bedingungen kultiviert wird.

Description

VERFAHREN ZUM ANAEROBEN ABBAU VON ORGANOSILICIUMVERBINDUNGEN DURCH BAKTERIEN DER GATTUNG PARACOCCUS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mikrobiellen Abbau von Organo-Siliciumverbindungen, Silanen und Siloxanen durch Bakterienstämme der Gattung Paracoccus wie z. B. Paracoccus sp . IO-l (DSM 17705), Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) und Paracoccus de- nitrificans (DSM 17839) .
Silicium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste, jedoch liegt es wegen seiner hohen Affinität zum Sauerstoff in der Natur nur in entsprechenden Verbindungen, nämlich Silikaten oder Siliciumdioxid, in Form von Sand oder Mineralien vor.
Silicone sind synthetisch hergestellte polymere Verbindungen, in denen Silicium-Atome über Sauerstoff-Atome ketten- und/oder netzartig verknüpft und die restlichen Valenzen des Siliciums durch Kohlenwasserstoff-Reste abgesättigt sind. Das Gerüst kann durch die jeweils verwendeten organischen Gruppen verschieden- artig abgewandelt werden. So werden Silicone mit verschiedenen gewünschten Eigenschaften für entsprechende Anwendungen synthetisiert. Fast alle Siliconprodukte gehören zu einer von drei Rohstoffgruppen : Siliconöle, Siliconkautschuke oder Siliconharze. Silicone findet man heute in fast allen Bereichen des AIl- tags und der Technik, so dass diese Substanzklasse eine enorme Bedeutung erlangt hat.
Siliconöle sind Polymere mit verschiedenen Kettenlängen, die von 2 Silicium-Atomen bis weit über 1000 Si- Atome enthalten. Sie sind gewöhnlich klare, farblose, neutrale, geruchslose und hydrophobe Flüssigkeiten. Siliconöle finden beispielsweise Anwendung als Trennmittel (Entformung von Kunststoffteilen, z. B. in der Reifenindustrie) , als Gleitmittel (Kunststofflager, Näh- garn, Weinkorken, Folien) , als Dämpfungsmedium, als Hydraulik- Öl, als flüssiges Dielektrikum (Kühlmittel, Transformatoren), als Hydrophobierungsmittel (Glas, Keramik, Textilien), als An- tischaummittel, in kosmetischen Rezepturen (Hautschutzsalben, Sonnencremes, Haarpflegemittel) und als Pflegemittelzusatz (Auto- und Möbelpolituren, Schuh- und Bodenpflegemittel) . Aufgrund der zahlreichen Anwendung von Siliconölen im Alltag ist es nicht überraschend, dass lineare Silicon-Polymere in alle Bereiche der Umwelt, also in die Atmosphäre, in den Boden und auch ins Wasser gelangen.
Lineare Silicon-Polymere werden in der Umwelt durch natürliche Prozesse abgebaut. Die am häufigsten vorkommenden Silicon- Polymere, die Polydimethylsiloxane (PDMS) , werden bei der kon- ventionellen Abwasserreinigung nicht entfernt, gelangen in den Boden und ins Grundwasser und werden dort durch chemische Hydrolyse depolymerisiert . Im Gegensatz zu einer enzymatischen Spaltung, die spezifisch für eine Bindung oder einen Depolyme- risierungsprozess vom Kettenende her ist, erfolgt dieser hydro- lytische Abbau im Boden zufällig. Die Depolymerisierung liefert schließlich die Monomere Dimethylsilandiol und eine geringe Menge an Trimethylsilanol (Gravier et al . , J. of Polymers and Environment, Vol. 11, No .4 (2003)) . Die Monomere diffundieren in die Atmosphäre und werden dort durch UV-Strahlung photooxi- diert. Weder die Ausgangsstoffe noch die Abbauprodukte sind für die Umwelt oder für lebende Organismen schädlich.
Obwohl auch Mikroorganismen an ihren natürlichen Standorten, vor allem im Boden und im Wasser, Zugang zu Siliconölen haben, ist bisher nicht viel über ihre Rolle beim Siliconabbau bekannt. Folgende Veröffentlichungen befassen sich mit dem Abbau von Siliconölen durch Mikroorganismen: R. Wasserbauer und Z. Zadak, Folia Microbiol. 35, 384 - 393 (1990), berichten, dass ein Pseudomonas putida Stamm aerob mit Polydimethylsiloxan (PDMS) als einziger Kohlenstoffquelle wächst. Beim Wachstum von Pseudomonas putida auf PDMS wurden dabei jedoch keine Produkte identifiziert; zudem wurde die
Reinheit des eingesetzten Siliconöls nicht überprüft. In dieser Veröffentlichung wird auch berichtet, dass hochmolekulare Siliconöle biologisch besser abbaubar seien als niedermolekulare Siliconöle, was schwer nachvollziehbar ist.
Als Hinweis auf eine mikrobielle Spaltung der Si-C-Bindung wurde 1996 publiziert, dass 14C-markiertes Dimethylsilandiol (DMSD) durch einige aerobe Mikroorganismen zu 14CC>2 umgesetzt wird (Sa- bourin et al . , Applied and Environmental Microbiol., Vol. 62, No.12, 4352 - 4360, (1996)). Die Umsetzung des DMSD wurde in dieser Publikation bei einer Arthrobacter sp . und dem Pilz Fu- sarium oxysporium Schlechtendahl cometabolisch mit anderen Substraten nachgewiesen. Beide Mikroorganismen wachsen allerdings nicht auf DMSD als einzigem Substrat, außerdem sind keine In- termediate des aeroben Abbaus bekannt und weiterhin ist unklar, ob Dimethylsilandiol zu anorganischem Silikat umgesetzt wurde.
Grümping et al . , Applied and Environmental Microbiol., Vol. 65, No.5, 2276 - 2278, (1999) berichtet, dass in Klärschlamm-Proben unter anaeroben Bedingungen das zyklische Oligosiloxan Octa- methylcyclotetrasiloxan (D4) zu DMSD hydrolysiert wurde. Ein weiterer Abbau des Monomers wurde allerdings nicht beobachtet. Außerdem wurden die verantwortlichen Bakterien nicht identifiziert .
DE 102004011993 beschreibt ein Verfahren zum biologischen Abbau einer Masse enthaltend eine Silicium Kohlenstoff Einfachbindung, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Mischung aus der Masse und einer Mikroorganismenpopulation unter anaeroben oder mikroaeroben Bedingungen unter Zusatz eines alternativen Elektronenakzeptors inkubiert wird. Bei den Verbindungen enthaltend eine Silicium Kohlenstoff Einfachbindung handelt es sich vorzugsweise um Polyorganosiloxane, organofunktionelle Si- loxane, Organosilanole oder deren Bruchstucke. Der alternative Elektronenakzeptor ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Fumarat, Succinat, oxidierte Eisenionen, Sulfat oder Nitrat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur
Verfugung zu stellen, welches einen mikrobiellen Abbau von Or- gano-Silicium-Verbindungen, Silanen oder Siloxanen ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelost durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Mikroorganismenstamm der Gattung Paracoccus in Anwesenheit von Organo-Silicium-Verbindungen, Silanen oder Siloxanen und eines Elektronenakzeptors unter anaeroben Bedingungen kultiviert wird.
Überraschenderweise konnten die Erfinder der vorliegenden Anmeldung zeigen, dass durch die Einwirkung eines Mikroorganismenstammes der Gattung Paracoccus, auf Organo-Silicium- Verbindungen, Silane oder Siloxane unter Zusatz von Verbindungen, die als anaerobe Elektronenakzeptoren dienen, ein Abbau der Organo-Silicium-Verbindungen erfolgt.
Vorzugsweise werden die Organo-Silicium-Verbindungen, Silane oder Siloxane in einem Mineralsalzmedium unter anaeroben Bedingungen abgebaut, wobei den Mikroorganismen ein geeigneter E- lektronenakzeptor zur Verfugung gestellt wird.
Unter einem geeigneten Elektronenakzeptor sind vorzugsweise Nitrat, Sulfat oder Eisenionen zu verstehen. Der Elektronenak- zeptor liegt vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 1000 mmol/1, bevorzugt in einer Menge von 1 bis 100 mmol/1 und besonders bevorzugt in einer Menge von 1 bis 20 mmol/1 vor.
Als Medium ist jedes Mineralsalzmedium geeignet, welches die chemischen Elemente, Vitamine und Wuchsstoffe, die für bakterielles Wachstum notwendig sind, enthält.
Ein Mineralsalzmedium enthält im allgemeinen Ammonium-, Calci- um-, Kalium-, Natrium-, Magnesium-, Phosphat- und Sulfationen in Konzentrationen von jeweils 5 - 5000 mg/1. Spuren anderer Ionen, wie Cobalt-, Eisen-, Mangan-, Zink-, Kupfer-, Molybdän-, Nickel-, Bor-, Selen und Wofram sind in Konzentrationen von 0,0001 - 2000 mg/1 enthalten. Vitamine, z. B. p- Aminobenzoesäure, Biotin, Nicotinsäure, Folsäure, Pantothensäu- re, Riboflavin, Thiamine, Vitamine der Gruppe B6, Vitamin B12, Liponsäure oder Vitamin K können in Konzentrationen von 0,0001 - 1000 mg/1 zugesetzt werden.
Ein bevorzugtes Medium ist in Tab 1 in Beispiel 1 angegeben, eine Zusammenstellung der notwendigen Supplemente ist in Tab. 2 im Beispiel 1 angegeben.
Der Abbau erfolgt dabei vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 20 - 45°C, besonders bevorzugt bei 300C.
Der pH-Wert des Mediums wird während des Abbaus vorzugsweise derart reguliert, dass er im Bereich von pH 7 bis pH 9 liegt.
Die Dauer des Abbaus einer vorgegebenen Konzentration an einer Organo-Siliciumverbindung, einem Silan oder einem Siloxan ist unter anderem von Verfahrensparametern, wie pH, Temperatur und verfügbarem Elektronenakzeptor abhängig. In allen Fällen konnte aber eine Abnahme der Konzentration der Organo-Siliciumverbindungen, Silane oder Siloxane um mindestens den Faktor 0,5 - 1 nach 4 - 6 Wochen gemessen werden, d. h. 50 - 100 % der Organo-Siliciumverbindungen wurden abgebaut. Gleichzeitig konnte nach 4 - 6 Wochen ein Verbrauch des E- lektronenakzeptors im Vergleich zu der vorgelegten Menge um den Faktor 3 gemessen werden, d. h. der Verbrauch des Elektronenakzeptors war nach 4 - 6 Wochen auf das 3fache der vorgelegten Konzentration angestiegen.
Durch ein weiteres Optimieren und Regulation von Wachstumsparametern, wie pH-Wert, Temperatur und anderen Parametern und Verfahren zur Biomasserückhaltung sind jedoch wahrscheinlich kür- zere Abbauzeiten (mehrere Tage bis wenige Wochen) zu erreichen. In den Ansätzen stellen die Organo-Siliciumverbindungen die einzige Energie- und Kohlenstoffquelle dar. Die beschriebenen Paracoccus-Stämme können mit diesen Verbindungen nur wachsen, indem sie die Methylgruppen oxidieren und die dabei frei wer- denden Elektronen auf einen geeigneten Elektronenakzeptor übertragen. Die Reduktion des Elektronenakzeptors ist proportional zur gleichzeitigen Oxidation der Organo-Siliciumverbindungen. Deshalb lässt sich der Abbau der Organo-Siliciumverbindungen anhand des verbrauchten Elektronenakzeptors quantifizieren. In dem beschriebenen Ansatz wurde das vorhandene Dimethylsilandiol (1 - 2 mmol/1) auf Kosten von 6 mmol/1 Elektronenakzeptor (NCf3) abgebaut.
Vorzugsweise wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein Mikroor- gansimenstamm ausgewählt aus der Gruppe Paracoccus sp. IO-l
(DSM 17705), Paracoccus denitrificans (DSM 17839) und Paracoccus sp. B8B2 (DSM 17838) eingesetzt. Die Verwendung eines Mikroorganismenstammes der Gattung Para- coccus, vorzugsweise eines Stammes ausgewählt aus der Gruppe Paracoccus sp. IO-l (DSM 17705) , Paracoccus denitrificans (DSM 17839) und Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) in dem beschriebenen Verfahren verringert die Konzentration der Organo-
Siliciumverbindung, Silane oder Siloxane innerhalb von 4 - 6 Wochen um mindestens den Faktor 0,5 - 1 (d. h. es wurden mindestens 50 - 100 % der Organo-Siliciumverbindungen abgebaut) oder ermöglicht sogar den vollständigen Abbau der vorgelegten Organo-Siliciumverbindung, Silane oder Siloxane.
Die Erfindung betrifft somit auch die Bakterienstämme Paracoccus sp. IO-l (hinterlegt am 11.11.2005 bei der DSMZ (Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, D-38142 Braunschweig) unter der Nummer DSM 17705 gemäß Budapester Vertrag) , Paracoccus denitrificans (hinterlegt am 22.12.2005 bei der DSMZ unter der Nummer DSM 17839 gemäß Budapester Vertrag) und Paracoccus sp . B8B2 (hinterlegt am 22.12.2005 bei der DSMZ unter der Nummer DSM 17838 gemäß Budapester Vertrag) .
Die erfindungsgemäßen Bakterienstämme Paracoccus sp.IO-1 (DSM 17705), Paracoccus denitrificans (DSM 17839) und Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) ermöglichen insbesondere den anaeroben mikro- biellen Abbau von niedermolekularen Siliconölen und monomeren Modellsubstraten, die aus polymeren Siliconölen entstehen, wie beispielsweise Dimethylsilandiol oder Trimethylsilanol .
Die erfindungsgemäßen Bakterienstämme wachsen unter anaeroben Bedingungen mit Dimethylsilandiol oder Trimethylsilanol als einziger Kohlenstoffquelle und mit NC>3~ als Elektronenakzeptor. Während des Wachstums von Paracoccus sp . IO-l auf Dimethylsilandiol wurde der Verbrauch von Dimethylsilandiol und von NO~3 festgestellt. Weiterhin wurde die Zunahme der Bakterien- Zellzahl während der Kultivierung dokumentiert. Da den Bakterien die zugegebenen Silanole als einzige mögliche Kohlenstoff- Quelle für den Energie- und Baustoffwechsel dienen, müssen sie in der Lage sein, die C-Si-Bindungen der Silanole zu spalten und die Methylgruppen in ihrem Stoffwechsel zu verwerten. Demzufolge müssen in den Zellen dieser Bakterien auch Enzyme enthalten sein, die die Methylgruppen aus der Bindung an die Si- Atome freisetzen und dem Zell- und Energiestoffwechsel zuführen .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von 4 Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei
Tabelle 1 die Zusammensetzung des Mineralsalzmediums für die Kultivierung der anaerob wachsenden Bakterien zeigt; Tabelle 2 die Supplemente für das Mineralsalzmedium für anaerob wachsende Bakterien zeigt;
Tabelle 3 die Zusammensetzung der LB-Agar-Platten für die Vereinzelung von Mischkulturen zeigt; Tabellen 4 und 5 die Zusammensetzung der Minimalmedium-Agar- Platten für die Vereinzelung von Mikroorganismen zeigt;
Tabelle 6 die Abbaufähigkeiten der Reinkultur von Paracoccus sp. Stamm IO-l unter denitrifizierenden Bedingungen zeigt und Tabelle 7 die Abbauergebnisse einer Anreicherungskultur mit Di- methylsilandiol oder Trimethylsilanol als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle und der Reinkultur von Paracoccus sp . IO-l mit Dimethylsilandiol als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle zeigt.
Fig. 1 zeigt die Wachstumskurve dieser Reinkultur, gemessen als Verbrauch an Nitrat während des Wachstums mit Dimethylsilandiol als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle. Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung .
Beispiel 1: Isolierung einer Reinkultur des Paracoccus sp. Stammes 10-1 aus einer anaeroben Mischkultur
Der Mikroorganismenstamm Paracoccus sp . 10-1 wurde aus einer anaerob wachsenden Mischkultur aus der kommunalen Kläranlage Forchheim (bei Freiburg) isoliert. Die Isolierung von Paracoc- cus sp . IO-l erfolgte in mehreren, im Folgenden beschriebenen Schritten .
1. Anreicherung von Bakterien aus der kommunalen Kläranlage Forchheim mit Organo-Silicium-Verbindungen .
Die Probe wurde in Mineralsalzmedium (s. Tabellen 1 und 2) für anaerobe Mikroorganismen suspendiert.
Tabelle 1: Mineralsalzmedium für anaerob wachsende Mikroorganismen (einfach konzentriert) .
Figure imgf000012_0001
Mit deionisiertem H2O auf 1 Liter auffüllen.
Tabelle 2: Supplemente für anaerob wachsende Mikroorganismen (einfach konzentriert)
Figure imgf000012_0002
Der pH-Wert des Mediums wurde mit 2 M HCl auf 7,2 eingestellt. Das Mineralsalzmedium wurde dafür zuvor anaerobisiert und au- toklaviert und dann mit folgenden Substanzen supplementiert : Spurenelemente, Vitamine, Selenit-Wolframat-Lösung und Verbindungen (z. B. Nitrat), die als anaerobe Elektronenakzeptoren dienen. Weiterhin enthielt das Mineralsalzmedium NaHCC>3, aus dem durch Zusatz von Salzsäure ein HCC>3 ~/Cθ2-Puffer (pH = 7,2) hergestellt wurde. Als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle wurden Organo-Silicium-Verbindungen, insbesondere die Modell- Verbindungen Dimethylsilandiol, Trimethylsilanol oder Deca- methylcyclopentasiloxan zugesetzt. Die Konzentration betrug jeweils 1 mmol/1. Das komplettierte Mineralsalzmedium wurde mit einer Probe aus der Kläranlage bzw. der entstandenen Mischkul- tur beimpft. Die Inkubation erfolgte in verschlossenen Flaschen in einem Schüttler bei 300C. Das Wachstum der Mikroorganismen wurde mikroskopisch und über den Verbrauch an Nitrat kontrolliert und die Ansätze mehrfach überimpft. Abiotischer Abbau wurde durch eine nicht beimpfte Kontrolle (Sterilkontrolle) ausgeschlossen. Nach drei Subkulturen konnte man davon ausgehen, dass ausschließlich die zugesetzten Organo-Silicium- Modell-Verbindungen als Kohlenstoff- und Energiequelle von den Mikroorganismen genutzt wurden.
2. Vereinzelung der Mikroorganismen der Anreicherungskultur auf Minimalmedium- und Vollmedium-Platten.
Die Organo-Silicium-abbauenden Bakterien aus der Anreicherungskultur wurden über Verdünnungsreihen vereinzelt. Zusätzlich wurden die Mikroorganismen der Anreicherungskultur zur Vereinzelung auf Minimalmedium-Agar-Platten (s. Tabellen 4 und 5) und auf Vollmedium-Agar-Platten (LB-Agar-Platten, s. Tabelle 3) ausplattiert. Als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle ent- hielten die Minimalmedium-Agar-Platten wasserlösliche Organo- Silicium-Modellsubstrate, insbesondere Dimethylsilandiol oder Trimethylsilanol .
Tabelle 3: Vollmedium-Agar-Platten
LB-Agar-Platten
Figure imgf000014_0001
Mit deionisertem H?O auf 1 Liter auffüllen.
Minimalmedium-Agar-Platten
Zur Verfestigung des phosphatgepufferten Minimalmediums (Tabelle 4) wurde 2,8 %iger Bacto-Agar (2fach konzentriert) separat in 250 ml deionisiertem Wasser suspendiert und autoklaviert .
Das 2fach konzentrierte und komplettierte (Tabelle 5) phosphatgepufferte Medium wurde dann mit dem 2fach konzentrierten Bacto-Agar versetzt und die Platten gegossen.
Tabelle 4 : 25fach phosphatgepuffertes Medium g/ l Endkonzentration im Medium (mM)
KH2PO4 22 , 4 6 , 6
K2HPO4 112 25 , 7
NH4Cl 1 6 12
Na2SO4 4 , 6 1 , 3
Mit deionisiertem H2O auf 1 Liter auffüllen.
Um 2fach konzentriertes phosphatgepuffertes Medium zu erhalten, wurden 20 ml des 25fachen phosphatgepufferten Mediums mit Aqua dest. auf 250 ml aufgefüllt und autoklaviert . Dann wurden folgende Komponenten (s. Tabelle 5) zugegeben:
Tabelle 5: Supplemente (2fach konzentriert) für das phosphatgepufferte Medium (2fach)
Zusammensetzung Menge
CaCl2-Losung (0,2 M) CaCl2 x 2 H2O (29, 4 g/l) 0,5 ml/250 ml
MgCl2-Losung (1,6 M) MgCl2 x 6 H2O (324 ,0 g/l) 0,5 ml/250 ml
Vitaminlosung VL7 s. Tabelle 2 0,5 ml/250 ml (lOOOfach; Pfennig 1978)
SpurenelementIosung s. Tabelle 2 0,5 ml/250 ml SLlO modifiziert (lOOOfach)
3. Inokulation und Kultivierung von Zellen aus Einzelkolonien in flussigen Minimalmedien mit Organo-Silicium-Modellsubstraten
Einzelkolonien der auf den Minimalmedium-Agar-Platten (s. Tabellen 4 und 5) gewachsenen Mikroorganismen wurden gepickt und wieder in Flussigkultur mit Mineralsalzmedium für anaerob wachsende Mikroorganismen (s. Tabellen 1 und 2) überfuhrt. Als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle enthielten die Ansätze was- serlosliche und wasserunlösliche Organo-Silicium-
Modellsubstrate in einer Konzentration von 1 mmol/1.
Schritte 2 und 3 wurden so oft wiederholt, bis die Kultur bei mikroskopischer Betrachtung einheitlich erschien.
4. PCR-Amplifikation und Sequenz-Analyse der 16S rRNA des vorherrschenden Bakterien-Stammes.
Die 16S rRNA-Gene der in Schritt 2 und 3 vereinzelten Bakteri- en-Stamme wurden durch PCR amplifiziert und anschließend se- quenziert. Das Sequenzprotokoll gibt die Partialsequenz der 16S rDNA von Paracoccus sp . IO-l (DSM 17705) (SEQ ID NO 1) und die vollständigen Sequenzen der 16S rDNA von Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) (SEQ ID NO 2) und Paracoccus denitrificans (DSM 17839) (SEQ ID NO 3) wieder. Damit wurde der isolierte Mikroorganismenstamm taxonomisch als Paracoccus-Art identifiziert.
5. Charakterisierung der Abbaufähigkeiten des erhaltenen Iso- lats (Paracoccus sp . Stamm IO-l (DSM 17705)), z. B. die Verwer- tung von Siloxanen.
Bei dem angereicherten Stamm, der mit Organo-Silicium- Verbindungen als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle wachsen kann, handelt es sich um Paracoccus sp . IO-l. Die vorliegende Reinkultur wurde hinsichtlich ihrer Abbaufähigkeiten untersucht (s. Tabelle 6)
Es zeigte sich, dass Paracoccus sp . Stamm IO-l nicht nur Silikonöle, sondern auch verzweigte Kohlenwasserstoffe, wie Isook- tan oder Heptamethylnonan unter anaeroben Bedingungen mit Nitrat als Elektronenakzeptor abbaut. Da solche verzweigten Kohlenwasserstoffe oft als Kontamination in Silikonölen vorkommen, wurde das Wachstum von Stamm IO-l auch auf den definierten Silikon-Modellverbindungen Decamethylcyclopentasiloxan und Di- methylsilandiol getestet, die frei von kontaminierenden Kohlenwasserstoffen waren. Die Kultivierung von Stamm IO-l war auch mit diesen Modellsubstraten als einzigen C-Quellen möglich. Das Wachstum der Zellen konnte aufgrund des Nitratverbrauchs einfach verfolgt werden. Weiterhin baut Paracoccus sp . Stamm IO-l unter denitrifizierenden Bedingungen auch n-Hexadecan, viele Carbonsäuren, tert-Butanol, Methylamin, Polyethylenglycol, DMSO, einige Zucker und Zuckeralkohole ab (s. Tabelle 6). Tabelle 6: Verwertung von verschiedenen Verbindungen durch Pa- racoccus sp . Stamm IO-l unter anaeroben Bedingungen als Energie- und Kohlenstoffquellen . Bei dem verwendeten Siliconöl M50 handelt es sich um ein Polydimethylsiloxan der Fa. Bayer AG, welches im Chemikalienhandel (Fa. Roth) erhältlich ist. Bei dem verwendeten Silicon Dl handelt es sich um Dimethylsilandiol, welches nach Literaturangaben (Hyde, J. F., J. Am. Chem. Soc.(75), 2166 - 2167 (1953) hergestellt wurde.
Als Kriterien für das Wachstum der Kulturen wurden in den einzelnen Ansätzen die Zunahme der Trübung (OD-Wert) und die Reduktion von Nitrat verfolgt:
++: Wachstum und Nitratreduktion innerhalb einer Woche; +: Wachstum und Nitratreduktion innerhalb mehrerer Wochen bis Monate;
(+) : messbare Nitratreduktion, aber keine Zunahme der OD; -: weder OD-Zunahme noch Nitratreduktion
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
6. Mikrobiologische Charakterisierung von Paracoccus sp . Stammes IO-l
Paracoccus sp . Stamm IO-l ist ein unbewegliches, kokkoides, gram-negatives Bodenbakterium, das zur alpha-Gruppe der Proteo- bakterien gehört und eng verwandt ist mit P. denitrificans (DSM 17839) .
7. Wachstum von Paracoccus sp . IO-l mit Organo-Silicium-
Verbindungen .
Paracoccus sp . IO-l und weitere Stämme der Gattung Paracoccus, wie z. B. Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) und Paracoccus de- nitrificans (DSM 17839), wachsen je nach Substrat mit sehr verschiedenen Raten. Mit einigen polaren Substraten (z. B. Citrat oder Isobutyrat) wachsen die Zellen relativ schnell (Verdopplungszeiten von 3 h) , während mit einigen anderen Substraten nur sehr langsames Wachstum möglich ist. Dies gilt insbesondere für Kulturen mit Silikonöl oder den getesteten Silicon- Modellsubstraten, die mit Verdopplungszeiten von ca. 20 Tagen wuchsen und deshalb über 2 - 3 Monate beobachtet wurden. Das Wachstum der Kulturen wurde durch Messung des verbrauchten Nit- rats und mikroskopische Auswertung der Zellzahl-Zunahme verfolgt (Fig 1) . Paracoccus sp . IO-l und die anderen Stämme der Gattung Paracoccus benötigen für die Umsetzung von 1 mmol/liter Dimethylsilandiol ca. 6 mmol/Liter Nitrat.
Beispiel 2: Isolierung einer Reinkultur des Paracoccus sp.
Stammes B8B2 (DSM 17838) aus einer anaeroben Mischkultur
Analog Beispiel 1 wurde der Stamm Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) isoliert. Seine mikrobiologischen Eigenschaften und Wachstumseigenschaften entsprechen überwiegend Paracoccus sp . IO-l (DSM 17705) . Unterschiede gibt es hauptsächlich in den Ab- baufähikeiten der hier genannten Stämme und in der genetischen Ausstattung der Organismen (z. B. 16S rDNA) .
Beispiel 3: Isolierung einer Reinkultur des Stammes Paracoccus denitrificans (DSM 17839) aus einer anaeroben Mischkultur
Analog Beispiel 1 wurde der Stamm Paracoccus denitrificans (DSM 17839) isoliert. Seine mikrobiologischen Eigenschaften und Wachstumseigenschaften entsprechen überwiegend Paracoccus sp . IO-l (DSM 17705) . Unterschiede gibt es hauptsächlich in den Ab- baufähikeiten der hier genannten Stämme und in der genetischen Ausstattung der Organismen (z. B. 16S rDNA) .
Beispiel 4 : Abbauuntersuchungen von Dimethylsilandiol und Tri- methylsilanol durch Bakterienstämme der Gattung Paracoccus.
Die Abbauuntersuchungen mit Organo-Silicium-Verbindungen wurden unter Schütteln in anaeroben 100 ml-Flaschen in Mineralsalzmedium (s. Tabellen 1 und 2) bei 300C und ca. pH 7,2 durchgeführt. Das Arbeitsvolumen betrug 40 ml, und die Endkonzentration der Organo-Silicium-Verbindungen in dem Mineralsalzmedium betrug ca. 1 mmol/Liter. Zu Beginn der Inkubation der Ansätze wurde eine Probe entnommen (Nullwert) , um die tatsächliche Konzentration der Organo-Silicium-Verbindungen in den Ansätzen zu bestimmen. Nach 6 Wochen Inkubation wurde eine weitere Probe entnommen. Die Ergebnisse des Abbaus der Organo-Silicium- Verbindungen sind in Tabelle 7 dargestellt.
Tabelle 7: Ergebnisse des Abbaus von Organo-Silicium- Verbindungen . Substratabnahme (mmol/Liter) und Nitratverbrauch (mmol/Liter) beim anaeroben Wachstum von Paracoccus sp . IO-l mit Dimethylsi- landiol als einziger Kohlenstoffquelle . DMSD: Dimethylsilandiol
Figure imgf000020_0001
Ansätze: Es wurden 3 Kulturen und 2 Kontrollen von Paracoccus sp . IO-l angesetzt. Die Kulturen unterschieden sich lediglich in der Anfangskonzentration an Nitrat. In Klammern ist die Konzentration an Nitrat (mmol/Liter) angegeben, die zu Beginn der Inkubation in den jeweiligen Ansätzen vorlag. Kontrolle 1 wurde nicht beimpft, enthielt jedoch als Kohlenstoffquelle DMSD. Kon- trolle 2 wurde beimpft, enthielt jedoch kein DMSD als Kohlenstoffquelle . Zugabe von DMSD (mmol/liter) zu Beginn der Inkubation: Die Or- gano-Silicium-Verbindung (DMSD) wurde in einer Konzentration von 1 mmol/liter zu dem Mineralsalzmedium zugesetzt.
Tatsächliche Konzentration von DMSD (mmol/liter) zu Beginn der Inkubation: Zu Beginn der Inkubation der Ansätze wurde eine Probe entnommen (Nullwert) , um die tatsächliche Konzentration der Organo-Silicium-Verbindungen in den Ansätzen zu bestimmen.
Restkonzentration an DMSD (mmol/liter) nach 6 Wochen Inkubation: Die verbliebene Menge an DMSD wurde nach sechs Wochen Inkubation mittels NMR-BeStimmung errmittelt.
Kultur 1 hatte nach sechs Wochen Inkubation 4 mmol/Liter Nitrat vebraucht und es wurde eine Restkonzentration an DMSD von 0,4 mmol/Liter festgestellt. Kultur 2 hatte nach sechs Wochen
Wachstum ebenso 4 mmol/Liter Nitrat verbraucht und es konnte eine Restkonzentration an DMSD von 0,55 mmol/Liter nachgewiesen werden. Die Kulturen 1 und 2 hatten demnach nach 6 Wochen einen Teil des DMSD abgebaut. Kultur 3 verbrauchte die anfänglichen 5 mmol/Liter Nitrat nicht. Die Kultur bildete zu Beginn des Wachstums sehr viel Nitrit, wodurch das Wachstum gehemmt wurde. Aus diesem Grund konnte das vorgelegte DMSD nicht abgebaut werden und die Restkonzentration an DMSD betrug nach sechs Wochen Wachstum noch 0, 68 mmol/Liter.
Nitratverbrauch (mmol/Liter) nach 6 Wochen Inkubation: Hatten die Kulturen das zu Anfang vorhandene Nitrat verbraucht, wurden sie mit Portionen von je 1 mmol/Liter Nitrat nachgefüttert.
Beim anaeroben Wachstum von weiteren Bakterienstämmen der Gattung Paracoccus, wie z. B. Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) und Paracoccus denitrificans (DSM 17839), mit Dimethylsilandiol als einziger Kohlenstoffquelle konnte ebenso eine deutliche Abnahme des Substrates und ein Verbrauch an Nitrat nach 6 Wochen Inkubation festgestellt werden.
Ausdruck (Original in electromschem Format) (Dieses Blatt zählt nicht als Blatt der internationalen Anmeldung und ist nicht Teil derselben)
0-1 Formular PCT/RO/134 (SAFE) Angaben zu einem hinterlegten Mikroorganismus und/oder anderem hinterlegten biologischen Material
0-1 -1 erstellt mit PCT Online Filing Version 3 . 5 . 000 . 176 MT/FOP 20020701/0 . 20 . 4rc . 2 . 7
0-2 Internationales Aktenzeichen
0-3 Aktenzeichen des Anmelders oder Anwalts Co 10506
1 Die nachstehenden Angaben betreffen den Mikroorganismus und/ oder anderes biologisches Material, der/das in der Beschreibung genannt ist
1-1 Seite 7 1-2 Zeile 12-19
1-3 Angaben betr. Hinterlegung
1 -3-1 Name der Hinterlegungsstelle DSMZ DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
1 -3-2 Anschrift der Hinterlegungsstelle Mascheroder Weg Ib, D-38124 Braunschweig, Germany
1 -3-3 Datum der Hinterlegung 11 . November 2005 ( 11 . 11 . 2005 ) 1 -3-4 Eingangsnummer DSMZ 17705
1-5 Bestimmungsstaaten, für die alle Bestimmungsstaaten besondere Angaben gemacht werden
2 Die nachstehenden Angaben betreffen den Mikroorganismus und/ oder anderes biologisches Material, der/das in der Beschreibung genannt ist
2-1 Seite 7 2-2 Zeile 12-19
2-3 Angaben betr. Hinterlegung
2-3-1 Name der Hinterlegungsstelle DSMZ DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
2-3-2 Anschrift der Hinterlegungsstelle Mascheroder Weg Ib, D-38124 Braunschweig, Germany
2-3-3 Datum der Hinterlegung 13 . Januar 2006 ( 13 . 01 . 2006) 2-3-4 Eingangsnummer DSMZ 17838
2-5 Bestimmungsstaaten, für die alle Bestimmungsstaaten besondere Angaben gemacht werden Ausdruck (Original in electromschem Format) (Dieses Blatt zählt nicht als Blatt der internationalen Anmeldung und ist nicht Teil derselben)
3 Die nachstehenden Angaben betreffen den Mikroorganismus und/ oder anderes biologisches Material, der/das in der Beschreibung genannt ist
3-1 Seite 7 3-2 Zeile 12-19
3-3 Angaben betr. Hinterlegung
3-3-1 Name der Hinterlegungsstelle DSMZ DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
3-3-2 Anschrift der Hinterlegungsstelle Mascheroder Weg Ib, D-38124 Braunschweig, Germany
3-3-3 Datum der Hinterlegung 13 . Januar 2006 ( 13 . 01 . 2006) 3-3-4 Eingangsnummer DSMZ 17839
3-5 Bestimmungsstaaten, für die alle Bestimmungsstaaten besondere Angaben gemacht werden
VOM ANMELDEAMT AUSZUFÜLLEN
0-4 Dieses Formular ist mit der internationalen Anmeldung eingegangen
(ja oder nein)
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0-5 Dieses Formular ist an folgendem Datum beim internationalen Büro eingegangen
0-5-1 Bevollmächtigter Bediensteter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum mikrobiellen Abbau von Organo-Silicium- Verbindungen, Silanen oder Siloxanen dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroorganismenstamm der Gattung Paracoccus in Anwesenheit der Organo-Silicium-Verbindungen, Silane oder Siloxane und eines Elektronenakzeptors unter anaeroben Bedingungen kultiviert wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Mineralsalzmedium kultiviert wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenakzeptor ausgewählt ist aus der Gruppe
Nitrat, Sulfat, Eisenionen.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenakzeptor in einer Menge von 0,5 bis 1000 mmol/1 vorliegt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Temperaturbereich von 20 - 45°C, besonders bevorzugt bei 300C durchgeführt wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Medium durchgeführt wird, welches während des Abbaus einen pH Wert im Bereich von pH 7 bis pH 9 besitzt.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikroorgansimenstamm ausgewählt aus der Gruppe Paracoccus sp. IO-l (DSM 17705) , Paracoccus de- nitrificans (DSM 17839) und Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) eingesetzt wird.
8. Verwendung von Stämmen der Gattung Paracoccus zum Abbau von Organo-Silicium-Verbindungen, Silanen oder Siloxanen.
9. Bakterienstamm der Gattung Paracoccus ausgewählt aus der Gruppe Paracoccus sp . IO-l (DSM 17705) Paracoccus denitri- ficans (DSM 17839) und Paracoccus sp . B8B2 (DSM 17838) .
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