Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Extrakten aus Mikroorganismen, insbesondere zur Herstellung essbarer Extrakte.
Bekanntlich können essbare Hefeextrakte hergestellt werden, beispielsweise aus Saccharomyces cerevisiae, S. carlsbergensis und S. fragilis. Ein typisches Produkt dieser Art wird unter der Handelsbezeichnung Marmite verkauft. Lange Jahre hindurch wurden die Hefen als Nebenprodukte technischer Gärverfahren, beispielsweise der Bierbrauerei, erhalten, und zwar relativ billig. Die Situation hat sich inzwischen ge ändert, und wegen der rasch ansteigenden Nachfrage nach Hefen wird das Angebot knapp. Es wurde versucht, Hefen speziell zur Extraktherstellung zu züchten; so hergestellte Hefen werden jedoch relativ teuer, da die Hefen hinsichtlich ihres Nährstoffbedarfes etwas anspruchsvoll sind und daher relativ teure Wachstumsmedien erfordern.
Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung von Extrakten, die mit Hefeextrakten vergleichbar sind und meist einfacher und billiger als letztere erhalten werden können.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Extraktes aus einen Schimmel-Pilz, welcher mindestens im wesentlichen sporenfrei ist. Bei diesem Verfahren wird eine Zersetzung der Zellbestandteile des Pilzes ver ursacht, und dann wird der resultierende Extrakt von Zellrückständen, nicht verdautem Zellmaterial und anderen groben Feststoffen abgetrennt.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Extrakte sind gewöhnlich reich an Aminosäuren, Vitaminen, Biofaktoren (d. h.
Enzymen und Nukleinsäuren) und Co-Faktoren (d. h. Co Enzymen, Vitaminen und Mineralsalzen). Sie stellen daher wertvolle Ergänzungen von Nahrungsmitteln für Mensch und Tier dar. Im allgemeinen besitzen sie charakteristische pflanz liche oder fleischartige Aromen und können daher als ge schmacksgebende Zusätze verwendet werden. Ferner können die erfindungsgemäss erhältlichen Extrakte als Nährstoffe für
Mikroorganismen eingesetzt werden. Die Ausdrücke Hefen und Schimmel-Pilze sind, trotz ihrer häufigen Verwendung, etwas unbestimmt. Hefen können als Pilze definiert werden, die keine ausgeprägten asexuellen Luftsporen (Konidien) bilden und die mindestens einen Teil des vegetativen Zyklus als individuelle Einzelzellen verbringen ( The Life of
Yeasts , H. J. Phaff, M. W. Miller und E. M. Mrak, Harvard
University Press, 1966).
Die Hefen werden nicht sämtliche in einer Klasse untergebracht, und während die Hauptmenge zur Klasse Ascomyceten gehört, treten andere Hefen in den Klas sen Basidiomyceten und Deuteromyceten auf. In der vorlie genden Beschreibung werden unter der Bezeichnung Schim melpilze Pilze verstanden, die durch ein Wachstum in der vegetativen Phase in Form filamentartiger Mycelien gekennzeichnet sind. Nahezu sämtliche Schimmelpilze produzieren gut definierte Sporophyten an der Luft-Grenzfläche, die Sporen entwickeln. Auch die Schimmelpilze sind nicht auf be stimmte Familien oder Klassen beschränkt, obgleich be stimmte Familien mehr charakteristische Typen aufweisen können wie andere Familien. Allgemein wurde festgestellt, dass Schimmelpilze der Klasse Fungi Imperfecti oder Deuteromycetes für die Zwecke vorliegender Erfindung besonders geeignet sind.
Erfindungsgemäss kann auch ein Gemisch aus zwei oder mehreren Schimmelpilzen eingesetzt werden.
Die Sporenbildung bei Pilzen ist häufig mit einem unangenehmen moderigen oder schimmeligen Geruch oder Geschmack verbunden, so dass der Verwendung von Schimmelpilzen als Quelle für Nahrungsmittel wenig Beachtung geschenkt wurde. Einige Schimmelpilze sind ferner giftig, obgleich häufig das giftige Prinzip in den Sporen vorliegt. Die erfindungsgemäss erhältlichen Extrakte sind im allgemeinen sporenfrei, und falls Sporen anfangs vorliegen, dann nur in kleinen Mengen, die leicht aus dem Extrakt entfernt werden können.
Das Wachstum der Schimmelpilze wird vorzugsweise unter solchen Bedingungen vorgenommen, dass nur wenige oder keine Sporen vorliegen. Die Erfindung arbeitet jedoch auch mit Schimmelpilzen, die unter solchen Bedingungen gezüchtet werden, dass Sporen in merklichen Mengen vorhanden sind.
Die Sporen werden dann vom Rest der Pilze abgetrennt, ehe die Extraktherstellung erfolgt.
Um eine Sporenbildung während der Züchtung soweit als möglich zu vermeiden, werden die Pilze vorzugsweise unter submersen Bedingungen in einer nährstoffhaltigen Flüssigkeit gezüchtet, durch welche Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas, wie Luft, geleitet wird. Wie nachstehend näher erläutert werden wird, kann die Nährstofflösung einen erfindungsgemäss erhältlichen Extrakt umfassen. Die Pilzzüchtung kann chargenweise, kontinuierlich oder halbkontinuierlich durchgeführt werden, wobei die nährstoffhaltige Flüssigkeit in den unteren Teil eines Tanks eingeführt wird, in welchem die Züchtung erfolgt, und ein Teil der Pilze kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit abgezogen wird.
Kontinuierliche Verfahren zum Züchten von Schimmelpilzen sind in der britischen Patentschrift Nr. 1133 875 beschrieben. Das Ziel des dortigen Verfahrens besteht darin, von den Schimmelpilzen produzierte und von deren Zellen nach aussen abgegebene Produkte, die gewöhnlich als Metaboliten bezeichnet werden, abzutrennen und einer Verwendung zuzuführen.
Schimmelpilze werden in technischem Massstab zur Herstellung verschiedener Metaboliten, insbesondere von Antibiotika, wie Penicillin, gezüchtet. Bisher wurden die Pilze selbst als Abfall verworfen. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung wird jedoch ihre Verwendung möglich. Praktische Versuche ergaben bereits, dass auch diese Pilze essbare Extrakte liefern.
Daneben können Schimmelpilze jedoch speziell für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens gezüchtet werden. Bestimmte Schimmelpilze können wesentlich billiger als Hefen gezüchtet werden, da die Wachstumsbedingungen weniger kritisch sind als bei Hefen, und da man Nährstoffe einsetzen kann, die billiger sind als die Nährstoffe für Hefen.
Nach der Herstellung durch submerse belüftete Züchtung können die Schimmelpilze in Form von Pellets oder in freier Form vorliegen, je nach der Morphologie des jeweiligen Pilzes. Der Pilz wird dann üblichenveise von der Nährflüssigkeit abgetrennt, z. B. durch Filtrieren, und anschliessend vorzugsweise gewaschen. Man kann ihn dann in einer relativ geringen Menge Wasser oder einer anderen Flüssigkeit wieder suspendieren, wobei die Flüssigkeit vorzugsweise die Waschlaugen des abfiltrierten Rückstandes nach der Extraktion umfasst.
Die Flüssigkeitsmenge sollte lediglich zur Herstellung einer frei fliessenden Suspension ausreichen, obgleich, wie nachstehend näher beschrieben werden wird, die Ausbeute an Extrakt pro Zeiteinheit wie auch die maximale Extraktausbeute von der Flüssigkeitsmenge abhängen.
Gemäss einer anderen Ausführungsform wird der Pilz nicht direkt nach der Abtrennung von der Nährflüssigkeit wieder suspendiert, sondern zunächst getrocknet, beispielsweise in einem Ringtrockner, und pulverisiert. Das Pulver wird dann, wie oben beschrieben, suspendiert.
Die Suspension enthält vorzugsweise zwischen etwa 5 und 20 g Pilz pro 100 ml Flüssigkeit.
Falls der Schimmelpilz nicht getrocknet und pulverisiert wurde, wird die Suspension vorzugsweise einer physikalischen Behandlung unterworfen, bei welcher die Zellwände aufgebrochen werden. Beispielsweise kann man die Suspension in einem Mischer behandeln, der durch Scherkräfte die Zellwände zerstört.
Die physikalischen Bedingungen werden vorzugsweise so eingestellt, dass der Zellzerfall begünstigt wird. Dieser wird durch verschiedene hydrolytische Enzyme, die normalerweise in den Zellen vorhanden sind, bewirkt. Die wichtigste Reaktion ist die Hydrolyse von Proteinen durch proteolytische Enzyme unter Bildung von Peptiden und Aminosäuren. Daneben laufen auch andere Reaktionen ab, beispielsweise werden durch die Carbohydrasen die Kohlehydrate und durch Lipasen die Fette hydrolysiert. Wurde der Pilz getrocknet und pulverisiert, so können die Enzyme dabei zerstört worden sein.
Ein Zusatz der entsprechenden Enzyme zum Gemisch ist dann erforderlich. Auch wenn die den Schimmelpilzen entstammenden Enzyme bereits im Gemisch vorliegen, kann der Zusatz weiterer Enzyme, insbesondere proteolytischer Enzyme, zweckmässig sein.
Das bevorzugte Enzym ist Pepsin. Dieses Enzym arbeitet unter sauren Bedingungen, weshalb der pH-Wert des Gemisches vorzugsweise auf etwa 4,5 bis etwa 3,0 eingestellt wird, zweckmässig durch Zusatz von konzentrierter Salzsäure oder eines Gemischs aus konzentrierter Salzsäure und Eisessig.
Auch Zitronensäure kann allein oder im Gemisch mit Salzsäure oder Essigsäure oder beiden verwendet werden. Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung von Essigsäure die Ausbeute merklich ansteigt. Im allgemeinen bevorzugt man jedoch, den pH-Wert stärker zu erniedrigen, als mit Essigsäure allein möglich, daher bevorzugt man den Zusatz einer starken Säure, wie Salzsäure, auch neben der Verwendung von Essigsäure. Anstelle von Pepsin kann auch Trypsin verwendet werden, das jedoch unter alkalischen Bedingungen wirksam wird und daher eine entsprechende pH-Werteinstellung erfordert. Da vorzugsweise das resultierende Produkt sauer sein soll, bevorzugt man Enzyme, die saure Bedingungen fordern.
Die Wahl des Enzyms hängt vom jeweiligen Schimmelpilz, der Aktivität des Extraktes (die allerdings entsprechend dem Bedarf des Enzyms eingestellt werden kann) und dem Ausmass der Autolyse ab. Die am besten geeigneten Enzymmengen können experimentell ermittelt werden. Normalerweise werden weniger als 0,5 g pro 100 ml Suspension benötigt.
Falls erforderlich, kann das Enzym mit einer geringen Menge eines Netzmittels dispergiert werden.
Es wurde beobachtet, dass durch die Enzyme der modrige oder schimmlige Geruch weitgehend beseitigt wird, obgleich dieser Vorgang noch nicht verstanden wurde. Wie bereits erwähnt, gehen solche Gerüche gewöhnlich von den Sporen aus.
Obgleich die Anwesenheit von Sporen erfindungsgemäss so weit als möglich vermieden wird, werden in der Praxis gewöhnlich doch geringe Sporenmengen vorgefunden.
Man lässt den Zerfall oder die Lysis vorzugsweise etwa 6 bis etwa 70 Stunden lang fortschreiten. Während dieser Zeit wird das Gemisch vorzugsweise bei einer Temperatur von nicht weniger als etwa 40 C und nicht mehr als 60 C gehalten, da die Enzyme gewöhnlich bei höheren Temperaturen unwirksam werden.
Bei einigen Schimmelpilzen trittwährend derLysis Sporenbildung auf. Um diese Neigung zu vermindern, wird das Gemisch vorzugsweise von der Luft ausgeschlossen, indem es entweder in einem geschlossenen Gefäss gehalten oder durch Inertgas, wie Kohlendioxyd, abgeschlossen wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird der Extrakt von den Zellrückständen, nicht verdautem Zellmaterial und anderen groben Feststoffen durch Zentrifugieren abgetrennt. Restlicher modriger oder schimmeliger Geruch kann zu diesem Zeitpunkt beseitigt werden, indem man Aktivkohle zugibt und anschliessend den Extrakt filtriert. Der Rückstand kann mit Wasser gewaschen werden, und wie vorstehend bereits erwähnt, können die Waschlösungen zur Herstellung einer nachfolgenden Pilzsuspension eingesetzt werden.
Der Extrakt wird vorzugsweise pasteurisiert oder sterilisiert und damit vor Verderb geschützt. Er stellt ein ausgezeichnetes Nährmittel für Mikroorganismen dar.
Dieser Extrakt kann ohne weitere Behandlung als Nährstoff bei der Züchtung von Mikroorganismen verwendet werden. Die Extrakte enthalten häufig hohe Anteile an Aminosäuren, insbesondere Lysin, und sind aus diesem Grund besonders für den genannten Zweck brauchbar. Besteht das Züchtungsmedium aus einem Kohlehydrat, z. B. Molassen, so liegt die eingesetzte Extraktmenge derart, dass man ein Verhältnis Kohlenstoff: Stickstoff von etwa 10:1 erzielt. Der Extrakt kann anstelle des bisher eingesetzten Ammoniumsulfats dienen.
Wird der Extrakt als Stickstoff- und Vitamin-Träger oder als aromatisierendes Additiv für Nahrungsmittel verwendet, so wird vorzugsweise eine Nachbehandlung angeschlossen.
Man kann Nukleotide, z. B. ein Mononatriumglutamat, zugeben. Ferner wird vorzugsweise Natriumchlorid zugesetzt, welches einer Stabilisierung gegen mikrobiologischen Angriff und einer Verstärkung des Aromas dient. Die Farbe des Extraktes kann durch Zusatz von färbenden Mitteln, beispielsweise Karamel, eingestellt werden.
Ferner kann es empfehlenswert sein, den pH-Wert des Extrakts einzustellen; überraschenderweise wurde nämlich festgestellt, dass der pH-Wert einen starken Einfluss auf den Geschmack des Extrakts ausübt. Ein typischer Extrakt gemäss vorliegender Erfindung kann relativ sauer sein mit einem pH-Wert bis hinunter zu 3,6. Ein solcher Extrakt ist natürlich sehr herb im Geschmack, ergibt jedoch ein allgemeines Gemüsearoma. Mit steigendem pH-Wert wird das Aroma fleischartiger, bis ein pH-Wert von 6,0 oder 7,0 erreicht ist.
Zur Erhöhung der Acidität wird vorzugsweise Salzsäure oder Essigsäure oder Zitronensäure oder ein Gemisch aus zweien oder sämtlichen drei Säuren verwendet. Zur Verminderung der Acidität verwendet man vorzugsweise Natriumhydroxyd.
Schliesslich kann der Extrakt im Vakuum eingedampft oder sprühgetrocknet, in Schalen getrocknet oder gefriergetrocknet werden, wobei man je nach Wunsch ein flüssiges oder trockenes Endprodukt erhält.
Gewöhnlich ist es zweckmässig, dem Extrakt vor der Verwendung Natriumchlorid zuzusetzen; letzteres kann jedoch auch vom Verbraucher zugegeben werden. Zum Verkauf kann der Extrakt daher ohne Salz oder mit weniger als der schliesslich gewünschten Salzmenge formuliert werden.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Extrakte können in gleicher Weise wie die bisher bekannten Hefeextrakte verwendet werden.
In den folgenden Beispielen bezeichnet der Ausdruck Prozent Extraktausbeute das Verhältnis des Trockengewichts des Extrakts, vor Zusatz von Additiven, zum Trockengewicht des Schimmelpilzes, aus welchem der Extrakt hergestellt wurde, ausgedrückt in Prozent. Mit Prozent (Gewicht/ Volumen) werden in den folgenden Beispielen die Anzahl Gramm/Substanz pro 100 ml Flüssigkeit verstanden.
Beispiel 1
Es wurde ein Extrakt aus Penicillium notatum hergestellt.
Der Schimmelpilz war in submerser belüfteter Kultur gezüchtet worden und war im wesentlichen sporenfrei. Das Mycel war relativ dickwandig, und vorhandene Scheidewände neigten zum Bruch an den Septa beim Homogenisieren. Diese Faktoren mögen die relativ niedrigen Ausbeuten an Extrakt beeinflusst haben.
3,2 kg des feuchten Mycels wurden in destilliertem Wasser suspendiert, wobei man ein Gemisch mit 10% (Gewicht/Volumen) Feststoffen erhielt. Das Trockengewicht einer kleinen Probe wurde bestimmt, woraus 600 g ermittelt wurden. Die Suspension wurde in einem Silverson-Mischer 5-15 Minuten lang homogenisiert, wobei die Zellen zerschnitten und vermischt wurden. Durch Zusatz von Zitronensäure wurde der pH-Wert auf 4,5 eingestellt. Dann wurde genügend Rinderpepsin zugesetzt, um eine Konzentration von 0,25 % (Gewicht/Volumen) zu erzielen. Das Enzym war vor dem Zusatz in einer geringen Menge einer 0,05%gen Lösung eines Netzmittels Tween 80 dispergiert worden.
Das Gemisch wurde dann in eine grosse Saugflasche überführt, welche sich in einem Wasserbad von 50-55" C befand. Dann wurde die Suspension kontinuierlich 3 Tage lang gerührt, wobei der Zellzerfall stattfand.
Nicht verdauter fester Rückstand wurde vom resultierenden Extrakt durch Zentrifugieren bei 8 000 pM während 10 Minuten abgetrennt. Die weitere Klärung des Extraktes erfolgte durch Filtrieren durch eine Kieselgur-Schicht, die vorher mit einer zur Geruchsbeseitigung ausreichenden Wassermenge gewaschen worden war.
Das Filtrat wurde in einem Dünnschichtverdampfer bei einer Temperatur von nicht mehr als 45" C konzentriert, und der Extrakt wurde im Kreislauf geführt, bis er viskos geworden war. Man erhielt so ein Konzentrat in einer Menge von 225 g Nassgewicht.
Der gesamte Feststoffgehalt des Extraktes wurde anhand der spezifischen Dichte einer Probe der konzentrierten Lösung bestimmt. Der Feststoffgehalt belief sich auf etwa 75 g, d. h., der Prozentwert Extrakt betrug 12,5%.
Die konzentrierte Lösung wurde in zwei Portionen unterteilt. Eine Portion wurde auf einem Rotations-Dünnschichtverdampfer auf einem Wasserbad von 60 C bei vermindertem Druck eingedampft. Die Lösung wurde konzentriert, bis der resultierende Extrakt einen Feststoffgehalt von etwa 75% aufwies. Dieser Extrakt war geeignet als Nährmittel für Fermentationsprozesse.
Der pH-Wert der weiteren Portion wurde durch Zusatz einer n-Natriumhydroxydlösung auf 5,9 eingestellt. Dann wurde die zur Erzielung einer Endkonzentration von 10 Gewichtsprozent erforderliche Salzmenge zugegeben, dann wurde, wie oben beschrieben, auf einem Rotations-Dünnschichtverdampfer in einem Wasserbad von 60 C bei vermindertem Druck eingedampft bis zu einem Feststoffgehalt des Extrakts von etwa 75 %. Dieser Extrakt konnte als Ergänzung oder Aroma für Nährmittel eingesetzt werden. Der Geschmack war etwas sauer, vermutlich jedoch aufgrund der zugesetzten Zitronensäure.
Beispiel 2
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde ein Extrakt aus Aspergillus oryzae hergestellt, wobei jedoch anstelle von Zitronensäure konzentrierte Salzsäure verwendet wurde. Das Mycel war dünnwandig und neigte zum Wachstum in Pellets.
Es wurde weitgehend aufgerissen. Man ging von 2,3 kg feuchtem Mycel aus, Trockengewicht 470 g. Das Nassgewicht des Extrakts betrug etwa 200 g, das Trockengewicht etwa 70 g.
Der Prozentausbeute-Extrakt lag somit bei etwa 15%. Der Extrakt besass ein sehr angenehmes Aroma.
Beispiel 3
Aus Giberella fujikuroi, einem Abfallprodukt der technischen Herstellung von Giberellinen, wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure anstelle der Zitronensäure, ein Extrakt hergestellt. Die Hyphen des Mycels waren extrem fein und zerbrachen leicht. Es wurde von 4,7 kg feuchtem Mycel, Trokkengewicht 700 g, ausgegangen. Das Nassgewicht des Extraktes betrug 280 g, das Trockengewicht 120 g, die Prozentausbeute somit 17,1%. Der Extrakt besass eine blass-goldgelbe Farbe und ein sehr angenehmes Aroma.
Beispiel 4
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure anstelle der Zitronensäure ein Extrakt aus Aspergillus luchuensis hergestellt. Das Mycel war dünnwandig und leicht zerreissbar, beim Homogenisieren wurde jedoch eine sehr viskose Suspension erhalten, die schwierig zu rühren war. Aus dieser Schwierigkeit resultierte vermutlich die niedrige Ausbeute. Das Mycelium zeigte ferner eine Neigung zur starken Sporenbildung während der Lysis.
Es wurde von 4,1 kg feuchtem Mycel ausgegangen, Trockengewicht 800 g. Das Nassgewicht des Extraktes betrug 500 g, das Trockengewicht 110 g, Prozentualausbeute somit 13,8%.
Der Extrakt besass ein angenehmes Aroma, war jedoch von granulärer Konsistenz.
Beispiel 5
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure anstelle der Zitronensäure, wurde ein Extrakt aus Penicillium chrysogenum hergestellt. Das Mycel war dickwandig und widerstand der Homogenisierung, so dass niedrige Ausbeuten erzielt wurden. Es wurde von 3,8 kg feuchtem Mycel, Trockengewicht 600 g, ausgegangen. Das Nassgewicht des Extrakts betrug 620 g, das Trockengewicht 62 g, die prozentuale Ausbeute somit 10%.
Der Extrakt besass ein schwächeres Aroma als die Extrakte gemäss den Beispielen 14.
Beispiel 6
Es wurde ein Extrakt aus Aspergillus niger hergestellt.
Das Mycel wurde ringgetrocknet und zu einem Pulver vermahlen. Das Pulver wurde gesiebt, und nur Teilchen von weniger als 500 Micron wurden verwendet. Dieses Pulver wurde in Wasser in einer Menge von 5% (Gewicht/Volumen) suspendiert, und der pH-Wert wurde durch Zusatz eines Gemischs aus Eisessig und konzentrierter Salzsäure im Verhältnis 1:1 auf 3,0 eingestellt. Die Temperatur wurde dann auf 40 C erhöht, danach wurde Rinderpepsin in einer Menge von 0,1 % (Gewicht/Volumen) zugegeben, dann wurde 24 Stunden lang gerührt. Das resultierende Gemisch wurde bei 8 000 Umdrehungen pro Minute 10 Minuten lang zentrifugiert, und der Rückstand wurde mit einer Wassermenge gewaschen, die der Hälfte des Volumens der zuvor extrahierten Flüssigkeit entsprach. Die Waschlösungsrückstände wurden dem Produkt zugeschlagen.
Der Extrakt wurde durch Filtrieren durch vorgängig mit Wasser gut gewaschene Kieselgur geklärt. Dann wurde im Vakuum bei einer Temperatur von nicht mehr als 45" C eingeengt. Der Extrakt konnte in dieser Form verwendet oder wie in Beispiel 1 weiterbehandelt werden zwecks Herstellung eines geeigneten Aromas. Die Prozentausbeute betrug 46%.
Analoge Versuche wurden durchgeführt, um Veränderun gen durch geänderte Suspensionskonzentrationen und den
Einfluss des Waschens der durch Zentrifugieren abgetrenn ten Feststoffe zu ermitteln. Die Ergebnisse sind in der folgen den Tabelle I zusammengefasst:
Tabelle I Suspensions- % Extraktausbeute % Extraktausbeute konzentration einschl. dem Wasch- ausschl. dem Wasch lösungsrückstand lösungsrückstand
5% (Gew./Vol.) 46% 37%
10% (Gew./Vol.) 32% 21%
15% (Gew./Vol.) 23% 16% 20% (Gew./Vol.) 19% 11%
Den Unterschied zwischen den Werten in den beiden Kolonnen machen die Extraktmengen aus, die auf den Fest stoffen nach dem Zentrifugieren festgehalten werden, von diesen jedoch durch Waschen abgetrennt werden können.
Obgleich mit niedriger Suspensionskonzentration eine maximale Ausbeute erzielt wird, kann in der Praxis die Anwendung höherer Konzentrationen vorzuziehen sein, da bei niedriger Suspensionskonzentration wesentlich grössere Was sermengen eingedampft werden müssen. Eine zweckmässige
Konzentration liegt häufig zwischen 15 und 20% (Gewicht/ Volumen).
Um die einzudampfenden Wassermengen bei Mitverwen dung der Waschrückstände zu verringern, ist es zweckmässig, die Waschlösungen bei der Herstellung von Suspensionen aus gepulvertem trockenem Mycel einzusetzen.
Beispiel 7
Ein Extrakt wurde aus Aspergillus niger hergestellt. Das Mycel wurde bei etwa 60 C 18 Stunden lang an der Luft getrocknet, dann zerkleinert und, wie in Beispiel 6 beschrieben, gesiebt. Dann wurde wie im Verfahren von Beispiel 6 weiter gearbeitet. Durch vergleichende Versuche wurde die Veränderung der Ausbeute mit der Zeit bei Verwendung einer Suspensionskonzentration von 5% und der Effekt eines Zusatzes von 0,1% Pepsin sowie eines Zusatzes von 0,1% Papain ermittelt. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
Tabelle II % Extraktausbeute in Äquivalent
6 24 48 Std.
Protein Mit Pepsin 24,5% 46,0% 47,0% 47,4% MitPapain 52,5% 52,5% 51,5% 32,3% ohne Enzym 21,0% 28,5% 34,5% 39,2%
Unter Äquivalent Protein wird der Prozentgehalt Stickstoff der Extraktfeststoffe, bestimmt nach dem Verfahren von Kjeldahl, multipliziert mit 6,25, verstanden; dieser Wert stellt ein Mass für den Proteingehalt dar. Es wurde beobachtet, dass trotz höherer Extraktausbeute bei Verwendung von Papain der Proteingehalt in diesem Fall niedriger ist. Im allgemeinen wird daher Pepsin dem Papain vorgezogen.
Beispiel 8
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 6 wurden Extrakte aus Aspergillus niger unter Verwendung einer Suspensionskonzentration von 10% (Gewicht/Volumen) hergestellt. Pepsin wurde in einer Menge von 0,1% (Gewicht/Volumen) eingesetzt. Die Suspensionen wurden 24 Stunden lang bei verschiedenen Temperaturen gehalten, wobei folgende Ergebnisse resultierten:
Tabelle III
Temperatur 40"C 50"C 60"C % Extraktausbeute 28,0% 32,5% 38,5%
Obgleich die Ausbeute mit steigender Temperatur zunimmt, ist es unzweckmässig, die Temperatur weit über 60 C zu erhöhen, da dann die Enzyme rasch denaturiert werden.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, dass man von einem mindestens im wesentlichen sporenfreien Schimmelpilz ausgeht, die Lysis von dessen Zellen verursacht und den resultierenden Extrakt von den Zellrückständen, nicht verdautem Zellmaterial und anderen groben Feststoffen ab trennt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Lysis der Schimmelpilz einer physikalischen Behandlung unterworfen wird, durch die die Zellwände aufgebrochen werden.
2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schimmelpilz vor der Lysis getrocknet und pulverisiert und das Pulver in Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit suspendiert wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilz vor der Lysis in Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit suspendiert wird, wobei die Suspension vorzugsweise 5 bis 20 g Zellmaterial pro 100 ml Flüssigkeit enthält.
4. Verfahren nach Unteranspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Flüssigkeit zur Herstellung der Suspension Waschflüssigkeiten enthält, die beim Waschen der bei einer vorgängigen Extraktisolierung angefallenen Feststoffe erhalten wurden.
5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Förderung der Lysis mindestens ein hydrolytisches Enzym, vorzugsweise ein proteolytisches Enzym, in einer Menge von etwa 0,1 g pro 100 ml der Suspension zusetzt.
6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Lysis in wässriger Suspension bei einem pH-Wert zwischen 3,0 und 4,5 durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Lysis in wässriger Suspension bei einer Temperatur zwischen etwa 40 und 600 C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Extrakt mit Aktivkohle behandelt und dann filtriert wird.
9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des Extrakts nach Abtrennung der Feststoffe auf 3,6 bis 7,0 eingestellt wird.
10. Verfahren nach Unteranspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert durch Zusatz von Natriumhydroxyd oder durch Zusatz von Salzsäure, Essigsäure, Zitronensäure oder Gemischen dieser Säuren eingestellt wird.
11. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Extrakt Natriumchlorid zusetzt.
12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Extrakt Nukleotide zusetzt.
13. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Schimmelpilz aus den Klassen Fungi Imperfecti oder Deuteromycetes, z. B. Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger, Aspergillus luchuensis, Aspergillus oryzae oder Giberella fujikuroi verwendet.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung des nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I erhaltenen Extrakts als Nährstoff für Mikroorganismen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.