DE2740785A1

DE2740785A1 - Naehrmedium zur zuechtung von futterhefen

Info

Publication number: DE2740785A1
Application number: DE19772740785
Authority: DE
Inventors: Zinaida Petrovna Schischkova
Original assignee: SCHISCHKOVA
Current assignee: SCHISCHKOVA
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1979-04-05
Also published as: DE2740785B2; DE2740785C3

Description

BESCHREIBUNG
Die vorlingeade Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der mikrobiologischen Iiidustrie, insbesondere auf den Nährboden zur ZUchtung von Futterhefen.
Die Futterhefen haben eine große Bedeutung in der Nahrungsration von Vieh und Geflügel als Vitamin- und Eiweißzusatz zum eiweißarmen Hauptfutter. Außerdem enthalten die Hefen die in Stoffwechselprozessen notwendigen Milçro- und Makroelemente.
Ein großer Wert von Hefen besteht darin, daß die essentielle Aminosäuren enthalten.
Der bekannte Nährboden zur Züchtung von Futterhefen enthält eine Kohlenstoffquelle - das pflanzliche Rohstoffhydrolysat mit einem pH-Wert von 4,0 bis 4,4 und dem Gehalt an Trockensubstanzen von 1,25 bis 1,75 Gew.-% und an reduzierenden Stoffen (RS) von 1 bis 1,5 Gew.-%, eine Stickstoff-, Phosphor-, Kaliumquelle bei folgendem Komponentenverhältnis in Gew.-%: pflanzliches Rohstoffhydrolysat 98 Ammoniakwasscr oder Ammoniumsulfat, umgerechnet auf Stickstoff 0,02 - 0,03 Ammoniumhydrogenphosphat oder Calciumsuperphosphat, umgerechnet auf P205 0,03 - 0,45 Kaliumchlorid oder -sulfat, umgerechnet auf Kalium 0,016 - 0,024 Wasser alles übrige (Zeitschrift der UdSSR "Hydrolysenindustrie für chemische Bearbeitung des Holzes", Nr. 3, S. 1, 1973).
Unter dem Begriff des pflanzlichen Rohstoffhydrolysats ist das Produkt der Hydrolyse von Holzabfallstoffen (Samenschalen der Sonnenblume, Maisstrunk, Stroh) zu verstehen, das in Holzverzuckerungswerken durch die Bearbeitung des genannten Rohstoffs nit verdünnter Schwefelsäure unter Druck bei einer Temperatur von 120 bis 150° C erhalten wird. Solch ein Hydrolysat wird auf einen pH-Wert von 4 bis 4,2 neutralisiert und asl Hauptkomponente des Nährbodens bzw. -mediums verwendet, das zur Züchtung von Futterhefen vorgesehen ist.
Die Ausbeute an Futterhefebiomasse übertrifft gewöhnlich auf dem Nährboden der angegebenen Zusammensetzung 45 Gew.-% von der Menge der darin enthaltenen reduzierenden Stoffe nicht.
Das ist auf die niedrige biologische Qualität der pflenzlichen Rohstoffhydrolysate und den ungenügenden Gehalt an physiologisch aktiven Stoffen zurückzuführen.
Es ist auch ein Nährboden zur Züchtung von Futterhefen bekannt, der das pflanzliche Rohstoffhydrolysat, das Hydrolysat von Keratinabfallprodukten, das der Wuchs stoff ist, die Quellen von Stickstoff, Phosphor und Kalium enthält (SU-PS 229 410).
Jedoch ergibt der bekannte Nährboden eine geringe Erhöhung der Ausbeute an Htfebiomasse, und zwar nur um 5 bis 8 Gew.-%.
Außerdem ist das Hydrolysat der Keratinabfallprodukte, das im Nährboden enthalten ist, eine Mangelware, weil die Rohstoffbasis zu dessen Herstellung begrenzt ist. Die Sammlung und Lieferung des Keratinrohstoffs in die Holzverzuckerungswerke ist kompliziert.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung bestand in der Erhöhung der Ausbeute an Biomasse von Futterhefen bei deren Züchtung.
In Ubereinstimmung mit dem Ziel wurde die Aufgabe gestellt, die in der Auswahl des Nährbodens solch einer Zusammensetzung bestand, der eine erhöhte biologische Qualität besitzt und eine erhöhte Menge von physiologisch aktiven Stoffen enthält.
Die gestellte Aufgabe wurde durch die Schaffung des Nährbodens zur Zilchtung von Futterhefen gelöst, der außer dem pflanz lichen Rohstof£hydrolysat mit einem pH-Wert von 4,0 bis 4,4 den Oueilen Vor) Stickstoff, Phosphor und Kalium erfindungsgemäß noch zuscitzlich ein Torfhydrolysat mit einem pII-Wert von 4,0 bis 4,4 bei folgendem Komponentenverhältnis in Gew.-SÓ enthält: pflanzliches Rohstoffhydrolysat 48 - 97 Torfhydrolysat 0,1 - 50 Stickstoffquelle, umgerechnet auf Stickstoff 0,02 - 0,08 Phosphorquelle, umgerechnet auf P205 0,03 - 0,12 Kaliumquelle, umgerechnet auf Kalium 0,016 - 0,064 Wasser alles übrige.
Als Stickstoffquelle kann wässerige Ammoniaklösung oder Ammoniumphosphat venzendet werden.
Als Phosphorquellen können Ammoniumphosphat oder Calciumsuperphosphat ausgenutzt werden.
Als Kaliumquellen können Kaliumsulfat oder -chlorid eingesetzt werden.
Der Nährboden der angeführten Zusammensetzung gestattet, die Ausbeute an Hefebiomasse bis 70 Gew.-% zu erhöhen, umgerechnet auf die darin enthaltenen reduzierenden Stoffe.
Das im angegebenen Nährboden enthaltene pflanzliche Rohstoffhydrolysat wird in an sich bekannter Weise, d.h. durch die Hydrolyse der Abfallprodukte des Pflanzenrohstoffs mit verdtinnter Schwefelsäure erhalten. Solch ein ilydrolysat wird auf einen pH-Wert von 4,0 bis 4,4 gebracht und als Hauptkomponente eingesetzt. Das pflanzliche Rohstoffhydrolysat kann bis 5 Gew.-% Trockensubstanz und bis 4 Gew.-% reduzierende Stoffe enthalten.
Unter dem Begriff Torfhydrolysat ist in der vorliegenden Erfindung das Produkt der Toriiiydrolyse zu verstehen, das durch die Torfbearbeitung mit einer geringen Menge (ca. 18 Só, umgerechnet auf das Trockengew icht von Torf) konzentrierter Schwefelsäure erhalten wird. Die Hydrolyse wird bis zum Erhalten von Oligosacchariden durchgeführt. Danach verdünnt man das Hydrolysat mit Wasser bis zum Säuregehalt von ca. 5 % und erwärriit bei einer Temperatur von 110 bis 1200 C unter Druck. Unter solchen Bedingungen gehen Oligosaccharide in Monozucker silber.
Das Monozucker enthaltende Torfhydrolysat wird auf einen pH-Wert von 4,0 bis 4,4 gebracht, vom Niederschlag abgetrennt und als S-timulator im Nährboden zur Anreicherung der Biomasse von Hefen bei deren Züchtung verwendet.
Zur Herstellung von Torvhydrolysat ist der Hochmoortorf, d.h.
die oberen wenig zerfallenen Torfschichten auszunutzen. In solch einem Torf ist eine große Menge von Polysacchariden enthalten, die während der Hydrolyse in Monozucker übergehen, welche die Quelle der Kohlenstoffnahrung für Mikroorganismen darstellen. Somit erhöht die Zugabe des Torfhydrolysats zum Nährboden deren Nährwert und beeinfluß effektiv den Prozeß der Mikroorganismenzüchtung, was letzten Endes zur Erhöhung der Biomassenausbeute führt.
Wie oben gezeigt wurde, ist die Menge des Torfhydrolysats in einem Bereich von 0,1 bis 50 auszuwählen. Die Zugabe über 50 % Torfhydrolysat führt zu keiner weiteren Erhöhung der Ausbeute an Hefebiomasse. Deswegen ist es nicht zweckmäßig, über 50 % Torfhydrolysat zuzugeben.
Das Torfhydrolysat kann als Konzentrat eingesetzt werden. Dazu wird das Torfhydrolysat bis zum Gehalt an Trockensubstanzen in einem Bereich von 30 bis 60 Gew.-% eingedampft. Solch ein konzentriertes Torfhydrolysat kann zum Nährboden in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% zugegeben werden und diese Menge ist ausreichend, um das erwünschte Ergebnis, d.h. die Erhöhung der Biomassenausbeute zu erreichen. Die Verwendung des Torfhydrolysats in konzentrierter Form ist beim Aufbewahren und Transport sehr bequem. Deswegen ist für die Hefezüchtung vorzugsweise der Nährboden zu verwenden, in dem das Torfhydrolysat in der oben a angegebenen konzentrierten Form bei folgendem Komponentenverhältnis in Gew.-% enthalten ist: pflanzliches Rohstoffhydrolysat 90 - 97 Torfhydrolysat 0,1 - 5 Stickstoffquelle, umgereichnet auf Stickstoff 0,02 - 0,08 Phosphorquelle, umgerechnet auf P205 0,03 - 0,12 Kaliumquelle, umgerechnet auf Kalium 0,016 - 0,064 Wasser alles übrige.
Die Zugabe des Torfhydrolysats zum Nährboden erhöht dessen Nährwert, was sich auf das Wachstum und die Entwicklung von Mikroorganismen günstig auswirkt. Das ist darauf zurückzufüh ren, daß die Mikroorganimen in Gegenwart der im Trofhydrolysat enthaltenen Substanzen die ICohlenstoffcluellen, die von ihnen früher schlecht assimiliert wurden, besser und aktiver assimilieren.
Die Züchtung von Mikroorganismen, insbesondere von Hefen wird nach dem bekannten Verfahren, das in der mikrobiologischen Industrie angebracht ist. d.h. im kontinuierlichen Regime unter Belüftung verwirklicht.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden Beispiele angeführt. Der Stoffgehalt ist in Gew.-% angegeben.
Beispiel 1 Zu 1 1 des unter Betriebsbedingungen erhaltenen Hydrolysats der Holzabfallprodukte mit dem Gehalt an RS von 2,7 %, das mit Ajnmoniakwasser und Kalkmilch bis zu einem pH-Wert von 4,2 neutralisiert und vom gebildeten Niederschlag abfiltriert wurde, gibt man 1,2 g NH4H2P04 und 0,8 g KCl zu.
Der erhaltenen Lösung gibt man 0,08 1 Tor:fhydrolysat mit einer RS-Konzentration von 3 % zu, das mit Ammoniakwasser und Kalkmilch bis zu einem pH-Wcrt von 4,2 neutralisiert und vom unhydrolysierbaren Rückstand und Gips abfiltriert wurde.
Die Züchtung der Futterhefe Candida tropicalis auf dem erhaltenen Nährboden wird nach dem kontinuierlichen Verfahren bei einer Temperatur von 35 bis 37°C und einem pH-Wert von 4,2 bis 4,4 unter Aufrechterhaltung des pH-Wertes in diesem Bereich mit Ammoniakwasser durchgeführt. Die erhaltene Biomasse wird von der Flüssigkeit abfiltriert und getrocknet.
Die Hefeausbeute beträgt 59,7 °,S, umgerechnet auf die Gesamtmenge der RS.
Beispiel 2 Zu 1 1 Hydrolysat der Holzabfallprodukte werden analog dem Beispiel 1 5 g Konzentrat des eingedampften Torfhydrolysats zugegeben, das 40,8 % Trockensubstanzen, 1,2 g N114H2P04 und 0,8 g KCl enthält.
Auf dem erhaltenen Nährboden züchtet man Futterhefe Candida tropicalis nach dem kontinuierlichen Verfahren bei einer Temperatur von 35 bis 370 C und einem pH-Wert von 4,2 bis 4,4 unter Aufrechterhaltung des pH-Wertes in diesem Bereich mit Ammoniakwasser. Die erhaltene Biomasse wird von der Flüssigkeit abfiltriert und getrocknet. Die Hefeausbeute beträgt 60 %, umgerechnet auf die Gesamtmenge der RS.
Das Torfhydrolysat wird durch die mechanisch-chemische Bearbeitung des Hochmoortorfs mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 25 % auf dem Schneckenhydrolyseur in Gegenwart der 92 eigen Schwefelsäure in einer Menge von 18 % vom Gewicht des Trockentorfs erhalten. Das erhaltene Torfhydrolysat wird bei einer Temperatur von 1200 C während 20 Minuten stehen gelassen und mit Ammoniakwasser und Kalkmilch bis zum Erzielen eines pH-Wertes von 4,2 neutralisiert. Solch ein Torfhydrolysat ist zur Ausnutzung als Stimulator des Nährbodens fertig.
Die chemische Zusammensetzung des Torfhydrolysats und des pflanzlichen flohstoffhydrolysats wird in Tabelle 1 angeführt.
TABELLE 1 Benennung der Stoffe Stoffgehalt im Stoffgehalt im pflanzlichen Roh- Trofhydro lysat stoffhydrolysat mit einem pH mit einem pH- wert von 4,2 Gew-% Wert von 4,2 Gew-% Reduzierende Stoffe (RS) 2,580 3,790 Huminstoffe 0,620 1,600 Uronsäuren 0,040 0,400 Flüchtige Säuren 0,023 0,060 Nichtflüchtige organische Säuren - 0,210 Stickstoffhaltige Stoffe, umgerechnet auf Stickstoff 0,025 0,076 Mineralstickstoff 0,019 0,020 Phosphorhaltige Stoffe, umgerechnet auf P205 0,025 0,048 Eisen Spuren 0,152 Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß der Gehalt an Huminstoffen im Torfhydrolysat höher als im pflanzlichen Rohstoffhydrolysat ist. Die Menge der stickstoffhaltigen Stoffe (physiologisch aktive Stoffe) im Torfhydrolysat ist auch höher als im pflanzlichen Rohstoffhydrolysat. Deswegen erhöht das Torfhydrolysat den Nährwert des Nährbodens, der für die Züchtung der Mikroorganismen vorgesehen ist und letzten Endes die Biomassenausbeute.
Der Einfluß des Torfhydrolysats auf die Ausbeute der Biomasse von Futterhefen ist in Tabelle 2 gezeigt.
TABELLE 2 Nährbodenge- Nährbodenge- Ausbeute an Bio- Gesamteiweißhalt am Torf- halt an flS, masse, umgerech- gehalt in der hydrolysat, Gew.-% net auf RS, Hefebiomasse, Gew-% Gew.-% Gew.-% 0,0 2,58 45,5 48,2 2,0 2,84 57,6 53,13 9,0 2,57 59,7 49,0 20,0 2,97 60,0 49,0 50,0 2,97 70,0 50,0 Wie aus der Tabelle 2 zu ersehen ist, gestattet der das Torfhydrolysat enthaltende Nährboden die Ausbeute an Biomasse von Futterhefen um 27 bis 31 %, umgereichnet auf die reduzierenden Stoffe, je nach der Menge des Torfhydrolysats zu erhöhen. Der Eiweißgehalt in der Biomasse erhöht sich um 2 bis 10 % im Vergleich zur IIefe, erhalten auf dem Nährboden, der kein Torfhydrolysat enthält.

Claims

Nährmedium zur Züchtung von Futterhefen PATENTANSPRÜCHE 1. Nährboden bzw. -medium zur Züchtung von FYitterhcfen, der pflanzliches Rohstoffhydrolysat mit einem pH-Wert von 4,0 bis 4,4 und Quellen von Stickstoff, Phosphor und Kalium enthält, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß er zusätzlich Torfhydrolysat mit einem pH-Wert von 4,0 bis 4,4 bei folgendem Komponentenverhältnis in Gew.-So enthält: pflanzliches Rohstoffhydrolysat 48 - 97 Torfhydrolysat 0,1 - 50 Stickstoffquelle, umgerechnet aus Stickstoff 0,02 - 0,08 Phosphorquelle, umgerechnet auf P205 0,03 - 0,12 Kaliumquelle, umgerechnet auf Kalium 0,016 - 0,064 Wasser alles übrige 2. Nährboden nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß er das Konzentrat des Torhydrolysatz mit dem Gehalt an Trockensubstanzen von 30 bis 60 Gew.-% bei folgendem Konponentenverhältnis in Gew.-% enthält: pflanzliches Rohstoffhydrolysat 90 - 93 Torfhydr olysat 0,1 - 5 Stickstoffquelle, umgereihnet auf Stickstoff 0,02 - 0,03 Phosphorquelle, umgerechnet auf P205 0,03 - 0,12 Kaliumquelle, umgereichnet auf Kalium 0,016 - 0,064 Wasser alles übrige.