DE2631047A1 - SINGLE-CELL MICRO-ORGANISMS AND PROCEDURES FOR THEIR BREEDING - Google Patents
SINGLE-CELL MICRO-ORGANISMS AND PROCEDURES FOR THEIR BREEDINGInfo
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Classifications
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Description
Snamprogetti S.p.A.
Corso Venezia 16, Mailand/ItalienSnamprogetti SpA
Corso Venezia 16, Milan / Italy
betreffend
Einzellige Mikroorganismen und Verfahren zu ihrer Züchtungconcerning
Unicellular microorganisms and processes for their cultivation
Die Erfindung betrifft Mikroorganismen und ein Verfahren zur Herstellung von biologischen Proteinen durch die Wirkung von Mikroorganismen, die aliphatische Alkohole mit niederem Molekulargewicht oxidieren.The invention relates to microorganisms and a method for producing biological proteins by the action of microorganisms, the aliphatic alcohols oxidize with low molecular weight.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren angewandten Mikroorganismen gehören zur Gruppe Prototheca.The microorganisms used for the process according to the invention belong to the Prototheca group.
Die Erfindung betrifft auch Proteinprodukte, die abgeleitet sind von Mikroorganismen, die als Nahrungszusatz für Menschen und Tiere angewandt werden können.The invention also relates to protein products derived from microorganisms which are used as nutritional additives can be used for humans and animals.
In der Literatur sind zahlreiche (Fermentations)-Verfahren zur Züchtung von Mikroorganismen angegeben, die proteinische Substanzen liefern. Es sind z.B. Verfahren zur Züchtung von Hefen auf Kohlenhydraten angegeben .wie sie in Melasse enthalten sind, Sulfitbädern von Papiermühlen und n-Alkanfraktionen von leichtem Benzin. Ähnliche Verfahren sind auch zur Erzeugung von Biomassen mit Hilfe von Bakterien beschrieben.There are numerous (fermentation) processes in the literature indicated for the cultivation of microorganisms that provide proteinaceous substances. There are e.g. procedures for the cultivation of yeasts on carbohydrates as indicated they are contained in molasses, sulphite baths from paper mills and n-alkane fractions from light gasoline. Similar Methods are also described for the production of biomass with the help of bacteria.
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Während des Fortschreitens des auf die Bildung von Hefen und Bakterien gerichteten Wachstums (Fermentation) tritt ein beachtlicher Wärmestau (heat-build up) auf, aufgrund der Oxidation des Substrates, der umso stärker ist, je niedriger der Oxidationsgrad des Substrates selbst ist.During the progress of the growth directed towards the formation of yeast and bacteria (fermentation) a considerable heat build-up occurs due to the oxidation of the substrate, which is all the more pronounced is, the lower the degree of oxidation of the substrate itself.
Die Anwendung teilweise oxidierter Substrate verringert den Sauerstoffverbrauch und die Wärmeentwicklung. Ferner werden die Kühlkosten wesentlich verringert durch die Anwendung von Mikroorganismen, die bei hohen Temperaturen wachsen.The use of partially oxidized substrates is reduced the oxygen consumption and the heat generation. Furthermore, the cooling costs are significantly reduced by the application of microorganisms that grow at high temperatures.
Bei vielen Verfahren zur Bildung von Biomassen kann eine Extraktion mit organischen Lösungsmitteln erforderlich werden, um unerwünschte Substratrückstände oder schädliche Verbindungen,wie hochmolekulare Kohlenwasserstoffe oder polycyclische Kohlenwasserstoffe und ähnliches, zu entfernen..Many methods of biomass formation may require extraction with organic solvents to avoid unwanted substrate residues or harmful compounds such as high molecular weight hydrocarbons or polycyclic hydrocarbons and the like.
Alkohole stellen Substrate dar, die sehr gut geeignet sind zur Bildung von Bioproteinen. Sie sind wasserlöslich, bereits teilweise oxidiert und v/erden in großtechnischem Maßstab in hoher Reinheit hergestellt. Von den aliphatischen Alkoholen werden in erster Linie Methanol und Äthanol angewandt.Alcohols are substrates that are very suitable for the formation of bioproteins. They are water soluble, already partially oxidized and produced on an industrial scale in high purity. Of the aliphatic alcohols, methanol and ethanol are primarily used.
Wirtschaftliche Überlegungen machen es erforderlich, daß die Substrate für die Bildung von Bioproteinen billig sind.Economic considerations make it necessary that the substrates for the formation of bioproteins are cheap.
Im Vergleich mit Abfallprodukten sind die Kosten für Äthanol verhältnismäßig hoch. Es ist daher erforderlich, daß das Substrat vollständig ausgenutzt wird.Compared to waste products, the cost of ethanol is relatively high. It is therefore necessary that the substrate is fully utilized.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Stämme von heterotrophen Algen von der Art Prototheca zu züchten, die Äthanol als Substrat verwerten. Bei der Verwendung von Äthanol als Substrat werden zahlreiche Nachteile anderer Substrate vermieden. Natürlich ist Äthanol leicht zugänglich und kann als Nährstoff angewandt werden. Es treten keine Toxizitätsprobleme auf, da es in hoher Reinheit hergestellt wird,und außerdem ist Äthanol flüchtig und möglicherweise noch vorhandene Reste können leicht während des Trocknens der Zellen entfernt werden. Ferner tritt kein Problem bezüglich der Verteilung des Substrats in dem Nährmedium auf, wie bei Polysacchariden und Kohlenwasserstoffen.It is the object of the present invention to breed strains of heterotrophic algae of the Prototheca species, utilize ethanol as a substrate. There are numerous disadvantages when using ethanol as a substrate other substrates avoided. Of course, ethanol is readily available and can be used as a nutrient. There are no toxicity problems because it is made with high purity, and besides, it is ethanol Volatile and possibly remaining residues can easily be removed during the drying of the cells will. Furthermore, there is no problem with the distribution of the substrate in the nutrient medium, as with polysaccharides and hydrocarbons.
Die erfindungsgemäß angewandten Stämme besitzen darüberhinaus den Vorteil, daß sie bei Temperaturen bis zu 40°C,vorzugsweise bei 33 bis 370C bei einem weiten pH-Bereich (pH 1,0 bis 8,0), vorzugsweise pH 3»0 bis 5»0 wachsen, eine Tatsache, die die Gefahr einer bakteriellen Infektion während des Wachstums verringert. Viele Mikroorganismen wachsen nicht in alkoholhaltigen Substraten, andere wachsen nur dann, wenn die Konzentrationen niedrig sind. Die erfindungsgemäß angewandten Stämme wachsen im. Gegensatz dazu auch bei hohen Konzentrationen gut und nur Konzentrationen über 4 % hemmen das Wachstum.In addition, the strains used according to the invention have the advantage that they at temperatures up to 40 ° C, preferably at 33 to 37 0 C at a wide pH range (pH 1.0 to 8.0), preferably pH 3 »0 to 5 »0 grow, a fact that reduces the risk of bacterial infection during growth. Many microorganisms do not grow in substrates containing alcohol, others only grow when the concentrations are low. The strains used according to the invention grow in the. In contrast, it is also good at high concentrations and only concentrations above 4 % inhibit growth.
Die erfindungsgemäßen Prototheca-Stämme wurden isoliert und ausgewählt aus Erdproben, die entnommen worden sind bei Harcourt, Nigeria, und werden bezeichnet durch die Nummern 855 A, 855 B und 855 C. Die Kultur- und physiologischen Charakteristika sind in Tabelle I zusammengefaßt.The Prototheca strains according to the invention were isolated and selected from soil samples that were taken have been at Harcourt, Nigeria, and are designated by the numbers 855 A, 855 B and 855 C. The cultural and physiological characteristics are summarized in Table I.
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Tabelle I Züchtungs-und physiologische CharakteristikaTable I Breeding and Physiological Characteristics
A. Züchtungscharakteristika A. Breeding characteristics
festes Medium (24 h): (Pepton-Glukose)solid medium (24 h): (peptone glucose)
flüssiges Medium (24 h): (Pep ton-GLuko se)liquid medium (24 h): (Pep ton-GLuko se)
Durchmesser der Kolonien: 2 Ms 3 mm, brüchig, grob, opak, ohne PigmenteColonies diameter: 2 ms 3 mm, brittle, coarse, opaque, without pigments
Sediment, dünner FilmSediment, thin film
B. Charakteristika des Vegetationszyklus Bildung von 2 bis 8 Aplanosporen (Endosporen) Nach dem Aufbrechen der Mutterzelle wiederholen die Aplanosporen den Zyklus und einige bilden Hypnosporen ("ruhende Zellen")B. Characteristics of the vegetation cycle Formation of 2 to 8 aplanospores (endospores) After the mother cell has been broken up, the aplanospores repeat the cycle and some form hypnospores ("dormant cells")
C. Charakteristika der vegetativen Zellen C. Characteristics of the vegetative cells
Spheroid oder ellipsoid mit einer Größe von 15 bis 25 x bis 30 /um. Bildung von Aggregaten. Kern und Vorratsvakuolen (storage granules) gut sichtbar.Spheroid or ellipsoid, 15 to 25 times in size up to 30 / um. Formation of aggregates. Core and storage granules clearly visible.
D. Geschlecht D. Gender
Es wurde kein Sexualzyklus beobachtet.No sex cycle was observed.
E. Physiologische Eigenschaft E. Physiological property
1) Ausnutzung verschiedener Kohlenstoffquellen a. fermentative Verwertung (zum Wachstum)1) Utilization of various carbon sources a. fermentative utilization (for growth)
Glukose sauer, ohne Gas, langsamGlucose acidic, without gas, slowly
Galaktose negativGalactose negative
Sucrose negativSucrose negative
Maltose negativMaltose negative
Lactose negativLactose negative
Raffinose negativRaffinose negative
Melibiose negativMelibiosis negative
Inulin negativInulin negative
Stärke negativStrength negative
0( -Methyl-D-glukosid negativ 0 ( -Methyl-D-glucoside negative
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b. assimilative Verwertung D-Glukose D-Galaktose Sucrose Fructose Maltose Lactose Raffinose Melibiose Inulin lösliche Stärke # -Methyl-D-glukosid L-Sorbose Salicin Arbutin Cellobiose Trealose Melizitose D-Xylose D-Arabinose L-Arabinose D-Ribose L-Rhamnose Methanol Äthanol n-Propanol Iso-propanol n-Butanol tert.-Butanol Cyclohexanol Glycerin Erythrit Ribit Dulcit D-Mannit Sorbitb. assimilative utilization D-glucose D-galactose Sucrose fructose maltose lactose raffinose melibiose Inulin soluble starch # -methyl-D-glucoside L-Sorbose Salicin Arbutin Cellobiose Trealose Melicitis D-xylose D-arabinose L-arabinose D-ribose L-rhamnose methanol Ethanol n-propanol Iso-propanol n-butanol tert-butanol Cyclohexanol Glycerin Erythritol Ribit Dulcit D-mannitol sorbitol
von Kohlenstoffquellen positiv negativ negativ positiv negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ negativ positiv positiv negativ positiv negativ negativ positiv negativ negativ negativ negativ negativfrom carbon sources positive negative negative positive negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative negative positive positive negative positive negative negative positive negative negative negative negative negative
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Inosit . negativInositol. negative
DL-Milchsäure negativDL-lactic acid negative
Bernsteinsäure negativSuccinic acid negative
Citronensäure negativCitric acid negative
η-Paraffin positivη-paraffin positive
2) Verwertung verschiedener Stickstoffquellen Ammonium, Nitrat und Harnstoff2) Utilization of various nitrogen sources Ammonium, nitrate and urea
3) Wachstumsfaktoren3) growth factors
erfordert Thiaminrequires thiamine
4) Wachstum bei unterschiedlichen Temperaturen 4°C negativ 15 Ms 42°C positiv 540C negativ4) Growth at different temperatures, 4 ° C Ms negative 15 42 ° C positive 54 0 C negative
Arnold und Ahearn (Mycologia, Band 64, Seite 265, 1972) haben vor einiger Zeit einen Schlüssel zur Klassifizierung von Prototheca vorgeschlagen, nach dem die erfindungsgemäßen Stämme zur Gruppe der P. Zopfii-Arten gehören.Arnold and Ahearn (Mycologia, Vol. 64, p. 265, 1972) some time ago had a key to classification proposed by Prototheca, according to which the strains according to the invention belong to the group of P. Zopfii species belong.
Die mit den Symbolen 855 A, B und C bezeichneten Stämme unterscheiden sich jedoch gegenüber der Standardbeschreibung von P. Zopfii und gegenüber den in den Sammlungen vorhandenen Stämmen (wie von Prof. Liferri, Pavia erhalten, siehe Tabellen).However, the strains designated with the symbols 855 A, B and C differ from the standard description from P. Zopfii and towards the strains present in the collections (as from Prof. Liferri, Pavia preserved, see tables).
855 A P. Zopfii P. Zopfii855 A P. Zopfii P. Zopfii
(Literatur)(Literature)
D-Galaktose negativ positiv positiv Jso-Pentanol negativ negativ positiv Wachstum bei 420C positiv negativ —D-galactose negative positive positive Jso-pentanol negative negative positive growth at 42 0 C positive negative -
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Der Stamm 855 A (wilder Typ) kann so als stabile und definierte Variante der Spezies P. Zopfii angesehen werden. Es wird der Name Prototheca Zopfii, Var. Harcourt,"vorgeschlagen, bei der in Tabelle I angegebenen Standardbeschreibung. Der Stamm wurde beim Centraalbureau voor Schimmelcultures Baarn hinterlegt und erhielt die Nummer CB5 26S.75.The strain 855 A (wild type) can thus be regarded as a stable and defined variant of the species P. Zopfii. It becomes the name Prototheca Zopfii, Var. Harcourt, "suggested in the standard description given in Table I. The strain was deposited with the Centraalbureau voor Schimmelcultures Baarn and received the number CB5 26S.75.
Die Zellen von Prototheca Zopfii, Var. Harcourt 855A, wie sie erfindungsgemäß zur Bildung von Bioproteinen angewandt werden, werden in Kulturmedien gezüchtet, die bis zu 4 % Äthanol als Kohlenstoffquelle, Stickstoffquellen, Mineralsalze und Wachstumsfaktoren enthalten. Thiamin kann als solches oder in Form von Maiswasser oder Melasse oder Hefeextrakt zugesetzt werden. Das Äthanol als Kohlenstoffquelle kann auf einmal vor der Fermentation oder in kleinen Anteilen während der Fermentation zugesetzt v/erden. Es ist jedoch bevorzugt, Äthanol kontinuierlich während der fortschreitenden Fermentation zuzusetzen, um eine vollständigere Verwertung zu ermöglichen.The cells of Prototheca Zopfii, var. Harcourt 855A, as used according to the invention for the formation of bioproteins, are grown in culture media which contain up to 4% ethanol as a carbon source, nitrogen sources, mineral salts and growth factors. Thiamine can be added as such or in the form of corn water or molasses or yeast extract. The ethanol as a carbon source can be added all at once before fermentation or in small portions during fermentation. However, it is preferred to continuously add ethanol as the fermentation proceeds to enable more complete utilization.
Die Fermentation wird bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 40°C, vorzugsweise 30 bis 380C bei einem pH-Wert im Bereich von 1 bis 8, vorzugsweise von 3,0 bis 5,0 durchgeführt. The fermentation is carried out at temperatures in the range of 15 to 40 ° C, preferably 30 to 38 0 C at a pH in the range of 1 to 8, preferably from 3.0 to 5.0.
Nach dem oben beschriebenen Verfahren wird eine Ausbeute von 60 bis 70 % (g/Biomasse/g Äthanol) erhalten bei einer Zellkonzentration in der Kultur von 20 bis 60 g/l.According to the method described above, a yield of 60 to 70 % (g / biomass / g ethanol) is obtained with a cell concentration in the culture of 20 to 60 g / l.
Ein außergewöhnlicher Vorteil dieses Verfahrens ist die Anwendung von heterotrophen Algen von der Art Prototheca. Aufgrund ihrer Größe sind sie natürlich leicht gewinnbar.An exceptional advantage of this procedure is the use of heterotrophic algae of the species Prototheca. Because of their size, they are of course easy to win.
Bei ansatzweisem Arbeiten werden die Zellen gewonnen durch Sedimentation oder Filtration nach vollständiger Fermentation. Das gleiche Verfahren wird angewandt, um die Biomasse bei kontinuierlichen Verfahren zu gewinnen.In the case of batch work, the cells are obtained by sedimentation or filtration after complete Fermentation. The same process is used to obtain the biomass in continuous processes.
»KWachstunO 609883/0957 ../8»KWachstunO 609883/0957 ../8
Die auf diese Weise erhaltene und getrocknete Biomasse enthält ungefähr 50 bis 60 % rohe Proteine zusammen mit Polysacchariden, Lipiden und Nuc.leinsäuren.The biomass obtained and dried in this way contains approximately 50 to 60 % crude proteins together with polysaccharides, lipids and nucleic acids.
Erfindungsgemäße ist es möglich, Biomassen mit hohen Proteingehalten herzustellen durch Züchtung von heterotrophen Algen der Art Prototheca in einem einfachen Kulturmedium, das Äthanol als einzige Kohlenstoffquelle enthält.According to the invention, it is possible to produce biomasses with high protein contents by growing heterotrophic ones Prototheca algae in a simple culture medium containing ethanol as the only carbon source.
Die Erfindung wird durch die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert:The invention is illustrated in more detail by the following, non-limiting examples:
Es wurde ein Kulturmedium der folgenden Zusammensetzung hergestellt:A culture medium of the following composition was prepared:
Die Lösung der Spurenelemente bestand aus: CuSO4.5H2O 5 mg/1The trace element solution consisted of: CuSO 4 .5H 2 O 5 mg / l
H3BO3 500 mg/1H 3 BO 3 500 mg / l
MnSO4.H2O 500 mg/1MnSO 4 .H 2 O 500 mg / 1
KJ 10 mg/1KJ 10 mg / 1
CaCl2.6H2O 10 mg/1CaCl 2 .6H 2 O 10 mg / 1
MoO3 10 mg/1MoO 3 10 mg / 1
609883/0957 "/9 609883/0957 " / 9
Nach Einstellung des pH-Wertes auf 5,0 wurde das Medium in Mengen von jeweils 100-ml in 500-ml-Kolben gegeben und nach 30 Minuten langem Sterilisieren bei 1160C wurde 1 % Äthanol (Vol./Vol.) zugegeben. Die Kolben wurden dann mit einer 3 Tage alten Kultur (300C) des Stammes 855A von einer Schräge beimpft, enthaltend das gleiche Medium und 2 % Agar-Agar, und anschließend unter Rühren (Orbital-Rührer) bei 220 UpM bei 300C inkubiert. Nach 24 Stunden langer Inkubation wurden weitere 2 % Äthanol zugegeben.After adjusting the pH to 5.0, the medium in amounts of in each case was 100 ml in 500 ml flask and after 30 minutes a long time sterilization at 116 0 C of 1% ethanol (vol./vol.) Was added. The flasks were then inoculated with a 3 day old culture (30 0 C) of the stem 855A of a slant containing the same medium and 2% agar, and then with stirring (orbital stirrer) at 220 rpm at 30 0 C incubated. After incubation for 24 hours, a further 2 % ethanol was added.
Die Ausbeute an trockenen Zellen nach 33 Stunden langer Inkubation betrug 18,7 g/l.The dry cell yield after 33 hours of incubation was 18.7 g / l.
Es wurde eine Fermentation bei 40°C durchgeführt, wobei die anderen Bedingungen des Beispiels 1 nicht verändert wurden. Die Ausbeute an trockenen Zellen nach 48 Stunden langer Inkubation betrug 13,5 g/l.A fermentation was carried out at 40 ° C., the other conditions of Example 1 not being changed became. The yield of dry cells after incubation for 48 hours was 13.5 g / l.
Es wurde ein Kulturmedium wie in Beispiel 1 hergestellt, das jedoch anstelle von Hefeextrakt 1,5 g/l Maiswasser (C.S.L.) enthielt. Die...Ausbeute,als Trockengewicht, nach 34 Stunden langer Fermentation unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen bei 35°C betrug 17,5 g/l. ■A culture medium was prepared as in Example 1, but instead of yeast extract 1.5 g / l Contained corn water (C.S.L.). The ... yield, as dry weight, after fermentation for 34 hours under the conditions given in Example 1 at 35 ° C. was 17.5 g / l. ■
In kleine Laborfermenter, die mit einem Turbinenrührer und 4 (antisloshing) Prallplatten versehen waren und ein Volumen von 16 1 besaßen, wurden 10 1 des Mediums entsprechend Beispiel 1 gegeben,mit dem einzigen Unterschied, daß die Konzentration an Phosphatsalzen 2 g/l anstelle von 10 g/l betrug. Nach 30 Minuten langem Sterili-In small laboratory fermenters equipped with a turbine stirrer and 4 (antisloshing) baffle plates and had a volume of 16 1, 10 1 of the medium were given as in Example 1, with the only difference that the concentration of phosphate salts was 2 g / l instead of 10 g / l. After 30 minutes of sterilization
O./10 609883/0957O./10 609883/0957
sieren bei 1160C wurden die Fermenter mit 10 % einer 21 Stunden alten Kultur von dem Stamm 855A in einem Kolben mit dem gleichen Medium wie in Beispiel 1 von 35°C beimpft. Die Züchtung wurde bei 350C unter Rühren mit 1000 UpM und einer Belüftung von 0,5 Vol./Vol. χ min. durchgeführt. Der pH-Wert wurde durch Zugabe von Soda während der ganzen Fermentationszeit auf 4,0 gehalten. Äthanol wurde zu Beginn (1 VoI.-^) und nach 24 Stunden (2 Vo 1*-%) zugegeben.Sieren at 116 0 C the fermenter with 10% of a 21 hour old culture of the strain 855A in a flask containing the same medium were inoculated as in Example 1, of 35 ° C. The cultivation was performed at 35 0 C under stirring at 1,000 rpm and an aeration of 0.5 vol./vol. χ min. carried out. The pH was kept at 4.0 by adding soda throughout the fermentation period. Ethanol was added at the beginning (1% by volume) and after 24 hours (2% by volume).
Nach 43 Stunden langer Fermentation wurden die Zellen auf Papier abfiltriert und nach dem Waschen mit Wasser bei 900C im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute an trockenen Zellen betrug 50,5 g/l, enthaltend 52,56 % rohe Proteine (N χ 6,25) und 4,73 % Lipide.After fermentation for 43 hours, the cells were filtered off on paper and, after washing with water, dried at 90 ° C. in vacuo. The yield of dry cells was 50.5 g / l, containing 52.56 % crude proteins (N χ 6.25) and 4.73% lipids.
Ein Laborfermenter mit einem Volumen von 20 1, enthaltend 12 1 des in Beispiel 4 angewandten KuIturmediumsf, wurde, wie in diesem Beispiel angegeben,beimpft und 24 Stunden unter Rühren (800 UpM) bei 35°C inkubiert unter Einleiten von 0,5 Vol./Vol. χ min. Luft.A laboratory fermenter with a volume of 20 1 containing 12 1 of the KuIturmediums used in Example 4 f, was as indicated in this example, and inoculated 24 hours under stirring (800 rpm) at 35 ° C incubated with introduction of 0.5 vol ./Vol. χ min.air.
Zwei Laborfermenter der in Beispiel 4 beschriebenen Art, enthaltend jeweils 10 1 des gleichen Kulturmediums und 1 % Äthanol,wurden mit jeweils 1,5 1 dieser Vorkultur beimpft. Die Fermenter wurden mit 1000 UpM gerührt und mit 0,5 Vol./Vol. χ min. belüftet. Die Fermentationstemperatur eines Fermenters betrug 300C, die des anderen 35°C. Um den pH-Wert auf dem gewünschten Wert (ungefähr 4) Zu- halten, wurde ein Gemisch angewandt, bestehend aus 32 W wäßrigem Ammoniak und 95 %'Mnanol im Verhältnis 20 : 80. Durch Zugabe dieses Gemisches wurde nicht nur der pH-Wert auf einem optimalen Wert für das Wachstum gehalten, sondern auch die Kohlenstoffquelle automatisch zugegeben.Two laboratory fermenters of the type described in Example 4, each containing 10 l of the same culture medium and 1 % ethanol, were inoculated with 1.5 l of this preculture each. The fermenters were stirred at 1000 rpm and 0.5 v / v. χ min. ventilated. The fermentation temperature was 30 0 C of a fermenter, the other of 35 ° C. To adjust the pH value to the desired value (about 4) to - hold a mixture was used, consisting of 32 F and 95% aqueous ammonia 'Mnanol in the ratio 20: 80 was prepared by adding this mixture not only of the pH kept at an optimal value for growth, but also the carbon source is automatically added.
../11../11
609883/09S7609883 / 09S7
Nach 20 Stunden langer Inkubation betrug die Konzentration an Biomasse 20,6 g/l (300C) bzw. 21,3 g/l (350C).After incubation for 20 hours, the concentration of biomass was 20.6 g / l (30 ° C.) or 21.3 g / l (35 ° C.).
Die Rührgeschwindigkeit wurde dann auf 1500 UpM erhöht und mit 0,75 Vol./Vol. χ min. belüftet. Nach weiteren 25 Stunden betrugen die Konzentrationen an Biomasse 53,2 g/l (30°C) bzw. 58,1 g/l (35°C).The agitation speed was then increased to 1500 rpm and 0.75 v / v. χ min. ventilated. After further For 25 hours, the biomass concentrations were 53.2 g / l (30 ° C) and 58.1 g / l (35 ° C).
Mt 2 1 der 35°C-Kultur wurde ein dritter Fermenter der gleichen Art, enthaltend 10 1 des gleichen Kulturmediums beimpft und ebenfalls bei 350C unter Rühren mit 1500 UpM und einer Luftzufuhr von 0,75 Vol./Vol. χ min. inkubiert. Nach 8 Stunden langer Inkubation erhöhte sich die Konzentration an Biomasse von 10,3 g/l auf 33,1 g/l.Mt 2 1 of the 35 ° C culture was a third fermentor of the same type, containing 10 1 of the same inoculated culture medium, and also at 35 0 C with stirring at 1500 rpm and an air feed of 0.75 vol./vol. χ incubated for min. After 8 hours of incubation, the concentration of biomass increased from 10.3 g / l to 33.1 g / l.
In einem 16-1-Fermenter, der mit einem Turbinenröhrer und 4 (antisloshing) Prallplatten versehen war und 7 1 Medium enthielt, wurde eine Kultur des Stammes 855A entsprechend Beispiel 4 hergestellt.In a 16-1 fermenter with a turbine pipe and 4 (antisloshing) baffles and contained 7 1 medium, a culture of the strain 855A was accordingly Example 4 produced.
Für die kontinuierliche Fermentation wurde ein Nährmedium (Einspeislösung) hergestellt der folgenden Zusammensetzung: For the continuous fermentation, a nutrient medium (feed solution) was prepared with the following composition:
FeSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O
FeSO 4 .7H 2 O
22 mg/10.2 g / l
22 mg / 1
elementen
Hefeextrakt
Äthanol (S0)Solution of traces
elements
Yeast extract
Ethanol (S 0 )
0,5 g/l
37,6 g/l2 ml / 1
0.5 g / l
37.6 g / l
60 988 3/0957 *#/12 60 988 3/0957 * # / 12
Das Medium (ohne Äthanol) wurde auf einen pH-Wert von 4,0 eingestellt und 30 Minuten bei 1160C sterilisiert. The medium (without ethanol) was adjusted to a pH of 4.0 and sterilized at 116 ° C. for 30 minutes.
Mit einer Verdünnungsgeschwindigkeit (D = /u) von 0,190 h~1, 2000 UpM und einer Belüftung von 1,5 Vol./ Vol. χ niin. erhielt man die folgenden Ergebnisse:With a dilution rate (D = / u) of 0.190 h ~ 1 , 2000 rpm and an aeration of 1.5 v / v χ niin. the following results were obtained:
S = Konzentration von Äthanol inS = concentration of ethanol in
der Kultur 0,067 g/lthe culture 0.067 g / l
X = Konzentration von BiomasseX = concentration of biomass
in der Kultur 25,12 g/l in the culture 25.12 g / l
Y = Ausbeute (g Biomasse/g Substrat) 0,66Y = yield (g biomass / g substrate) 0.66
P = Produktivität 4,8 g/lxh P = productivity 4.8 g / lxh
Die Biomasse wurde abzentrifugiert und nach Waschen mit V/asser wurde sie im Vakuumofen getrocknet. Die Zusammensetzung der Biomasse ist in Tabelle III angegeben.The biomass was centrifuged off and after washing with water it was dried in a vacuum oven. The composition the biomass is given in Table III.
Analysedaten der Biomasse von Prototheca Zopfii, Var. Harcourt 855AAnalysis data of the biomass from Prototheca Zopfii, Var. Harcourt 855A
Feuchtigkeit 0,60 % Humidity 0.60 %
Aschen 7,04 % Ashes 7.04 %
N (Kjeldahl) 8,45 % N (Kjeldahl) 8.45 %
rohe Proteine (Nx6,25) 52,62 % raw proteins (Nx6.25) 52.62 %
Protein (Biuret) 45,70 % Protein (biuret) 45.70 %
rohe Lipide 4,82 % raw lipids 4.82 %
Fettsäuren 3,08 % Fatty acids 3.08 %
lösliche Kohlenhydrate 11,96 % soluble carbohydrates 11.96 %
rohe Fasern 2,50 %raw fibers 2.50%
RNS 15J7 % RNS 15J7 %
DNS 0,42 % DNS 0.42 %
../13../13
609883/0957609883/0957
Elementaranalyse:
C = 46,10 %
H = 6,71 %
N = 8,32 % Elemental analysis:
C = 46.10 %
H = 6.71 %
N = 8.32 %
prozentuale Zusammensetzung der Fettsäuren:percentage composition of fatty acids:
n-Ci4 1,38 % nC i4 1.38 %
n-Ci6 29,12 % nC i6 29.12 %
n-Ci6:1*) 0,90 % nC i6 : 1 *) 0.90 %
n-C18 4,44 % nC 18 4.44 %
n-C18:1 28,46 % nC 18 : 1 28.46 %
n-C18:2 35,70 % nC 18 : 2 35.70 %
prozentuale Zusammensetzung der Aminosäuren (g/100 g trockner Biomasse)percentage composition of amino acids (g / 100 g dry biomass)
Lysin 1,88Lysine 1.88
Histidin 0,779Histidine 0.779
Arginin . . 5,11Arginine. . 5.11
Aspartinsäure 3,03Aspartic acid 3.03
Threonin 1,73Threonine 1.73
Serin 1,56Serine 1.56
Glutaminsäure 4,85Glutamic acid 4.85
Prolin. 3,13Proline. 3.13
Glycin 1,98Glycine 1.98
Alanin 2,26Alanine 2.26
Valin 2,11Valine 2.11
Methionin 0,83Methionine 0.83
Isoleucin 1,12Isoleucine 1.12
Leucin 2,95Leucine 2.95
Tyrosin 1,32Tyrosine 1.32
Phenylalanin 1,55Phenylalanine 1.55
Tryptophan 0,23Tryptophan 0.23
*) Doppelbindungen*) Double bonds
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