CH632638A5 - Verfahren zum zuechten von basidiomyzeten. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Züchtung von Basidiomyzeten in Submerskultur, mit welchem sich die erforderliche Züchtungsdauer vermindern lässt. Die Bezeichnung «Submerskultur» soll hier Schüttelkulturmethoden und Rührkulturmethoden mit Belüftung umfassen. Schüttelkulturen werden meist zur Züchtung der Saatkultur in ihrem Anfangszustand oder für die halbtechnische Züchtung angewendet, während belüftete Rührkulturen für die relativ grosse technische Produktion mit tankartigen Fermentationsbehältern eingesetzt werden.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren für die Submerskultur der Basidiomyzeten vom Genus Coriolus, mit welchem Verfahren die Züchtungsrate (Menge pro Zeiteinheit) erhöht und die erforderliche Züchtungsdauer im Vergleich zu den konventionellen Verfahren verkürzt werden kann.

5 Im Verlauf der Untersuchungen der Titularin auf diesem Gebiet wurde gefunden, dass bei Submerskulturen von Basidiomyzeten, insbesondere jenen vom Genus Coriolus der Polyporaceae, die für die Züchtung der Basidiomyzeten erforderliche Zeit dadurch erheblich verkürzt werden kann, io dass die Saatkultur zur Bildung einer gleichmässigen homogenen Aufschlämmung in solchem Masse homogenisiert wird, dass die Existenz von Myzelklumpen von aussen nicht erkennbar ist. Die so erhaltene Aufschlämmung wird dann zum Animpfen des Mediums verwendet. Die vorliegende Erls findung beruht auf diesem Befund.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Messkurven eines Beispiels des erfindungsge-mässen Verfahrens und eines Vergleichsbeispiels, und

Fig. 2-4 Photographien von Myzelen gemäss den Ver-20 suchsläufen 1-3 des Beispiels 1 (Tabelle I).

Die in Fig. 1 dargestellten Messkurven für ein Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens sowie für ein Vergleichsbeispiel veranschaulichen die Verringerung des Volumens an Impfmaterial für das Medium und der erforderlichen Züch-25 tungsdauer bei Verwendung einer homogenen Aufschlämmung, die durch Homogenisieren der Saatkultur für das Animpfen gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren erhalten wird. Auf der Ordinate des Messdiagramms von Fig. 1 ist die Züchtungsdauer (in Stunden) angegeben, die zum Er-30 zielen einer Ausbeute von 11g Myzel pro Liter erforderlich sind, während auf der Abszisse die Konzentration (g/Liter) der zum Animpfen des Mediums verwendeten Saatkultur aufgetragen ist. Die Kurve (I) zeigt die Ergebnisse des erfindungsgemässen Verfahrens, die Kurve (II) die Ergebnisse 35 des Vergleichsbeispiels.

Die für das erfindungsgemässe Verfahren verwendeten Basidiomyzeten sind solche vom Genus Coriolus der Polyporaceae und die mykologischen Eigenschaften dieser Basidiomyzeten sind in «Colored Illustration of Fungi of Japan» 40 von Rokuya Imazeki und Tsuguo Hongo, Bände 1,1975, und II, 1974, sowie in der Publikation «Fungi in Japan» von Seiya Itoh beschrieben. Typische Beispiele für diese Basidiomyzeten sind Coriolus versicolor (Fr.) Quél., Coriolus consors (Berk.) Imaz., Coriolus hirsutus (Fr.) Quél., Corio-45 lus pargamenus (Fr.) Pat., Coriolus pubescens (Fr.) Quél, und Coriolus conchifer (Schw.) Pat.

Erfindungsgemäss wird die Saatkultur dieser Basidiomyzeten zum Animpfen nicht in der Form verwendet, wie sie erhalten ist, sondern in Form einer homogenen Aufschläm-50 mung, die durch Homogenisieren der vorgängig hergestellten Saatkultur erhalten worden ist. Die durch Züchten solcher Basidiomyzeten erhaltene Saatkultur besteht aus fadenförmigen Myzelen, von denen die meisten als «Granulen» bzw. als Klumpen oder Ballen mit der Grösse von Bohnen 55 (Azuki-Bohnen) vorliegen. Diese Aggregate werden im folgenden der Einfachheit halber «Pellets» genannt und bedeuten ein unhomogenes Mischsystem. Um eine solche Saatkultur zu «homogenisieren», können die Pellets der Einwirkung von Scherkräften ausgesetzt werden, so dass die Pellets 6o zerbrechen und eine gleichmässige Dispersion der einzelnen fadenförmigen Myzelen ermöglicht wird, wobei ein leichtes Anschneiden der Myzelen während des Homogenisierens für die Zwecke der Erfindung keinen Nachteil darstellt. Auf diese Weise kann eine Aufschlämmung erzielt werden, in wel-65 eher die Myzelen durch Einwirkung der Scherkräfte gleich-mässig dispergiert sind. Es versteht sich daher, dass die Homogenisierungsbehandlung der Saatkultur erfindungsgemäss durchgeführt wird, bis so weit homogenisierte Auf-

632 638

schlämmung erhalten ist, dass von aussen keine Myzelklumpen erkennbar sind, vorzugsweise so, dass die Grösse der Pellets oder Klumpen nach dem Homogenisieren im Bereich von 50 bis 1000 Mikrometer liegt.

Die Homogenisierungsbehandlung der Saatkultur kann allgemein mit bekannten Einrichtungen, wie Homogenisatoren, Homogenmischern, Dispersionsmischern, Fruchtsaftpressen oder Schneckenmischern erzielt werden. Die Zeit, die mit solchen Homogenisierungseinrichtungen zur Bildung einer so weit homogenisierten Aufschlämmung der Saatkultur erforderlich ist, dass von aussen keine Myzelklumpen im Sinne der obigen Darlegung erkennbar sind, variiert zwar je nach Art der verwendeten Basidiomyzeten und der zur Herstellung der Saatkultur angewendeten Züchtungsbedingungen, liegt aber meist zwischen 30 sec und etwa 10 min. Es ist zu bemerken, dass die Einwirkung übermässiger Scherkräfte auf die Saatkultur bzw. ein Vermählen der Myzelklumpen auf Abmessungen von 2 bis 3 Mikrometer x 10 bis 50 Mikrometer nachteilige Wirkungen auf die Vermehrung der Pilze bei der folgenden Züchtung haben kann.

Die Menge an Saatkultur, mit der das Medium für die Hauptzüchtung unter Verwendung der oben erläuterten homogenen Aufschlämmung aus homogenisierter Saatkultur angeimpft wird, liegt meist zwischen 0,01 und 0,2 g pro Liter Medium, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,15 g/Liter Medium. Beim Vergleich dieser Werte mit denjenigen (0,3 bis 1,0 g/Liter), welche bei Verwendung üblicher, nicht homogenisierter Saatkulturen erforderlich sind, zeigt sich ohne weiteres, dass das erfindungsgemässe Verfahren eine wesentliche Verminderung der zum Animpfen erforderlichen Menge an Saatkultur ermöglicht.

Das für die Züchtung der Basidiomyzeten verwendete Medium, das mit Saatkultur gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren angeimpft wird, ist allgemein ein wässriges und für die Züchtung von Basidiomyzeten geeignetes Medium, das keinen besonderen, begrenzenden Bestimmungen unterliegt. Auch für die Kultur- bzw. Züchtungsbedingungen, wie die Züchtungstemperatur, Belüftungsrate und Rührgeschwindigkeit, sind keine besonderen Bestimmungen zu beachten und man kann die normalerweise angewendeten Züchtungs- bzw. Kulturbedingungen auch für das erfindungsgemässe Verfahren anwenden.

Im folgenden sind Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

Beispiel 1

120 Liter Medium folgender Zusammensetzung

Dextrose Hefeextrakt Wasser pH 6,5

wurden in einen Fermentationsbehälter mit einem Fassungsvermögen von 200 Liter eingespeist und bei 120 °C in üblicher Weise drucksterilisiert. Dann wurde Myzel von Coriolus versicolor (Fr.) Quél., das vorgängig in einem 30-Liter-Fermentationskolben gezüchtet worden war, mit einem Homogenmischer (hergestellt von der Firma Sakuma Seisakujo Ltd.) während der in Tabelle I unten angegebenen Zeitspanne homogenisiert, bis die Pellets mit freiem Auge nicht mehr erkennbar bzw. unterscheidbar waren. Das homogenisierte Myzel wurde zum Animpfen in den 200 Liter fassenden Fer15

mentationsbehälter mit den in Tabelle I angegebenen An-impfungsmengen verwendet und dann bei einer Temperatur von 25 °C, einer Belüftungsrate von 0,5 Volumen/Volumen/ min und einer Rührgeschwindigkeit von 250 U./min während 150 Std. gezüchtet. Das Myzel wurde von der erhaltenen Kultur abgetrennt, mit Wasser, Äthylalkohol und Aceton gewaschen und dann bei 80 °C getrocknet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Nr. Homogenisier- Saatkultur- Betrachtung Myzel-Ausbehandlung impfmenge beute (g/1 (Dauer) (g/1 Medium) Medium)

1 0

2 2 min 0,011

20

3 7 min 0,031

25

4 0

0,011 Myzelklum- 5,5

pen erkennbar wenig Myzel- 10,9 klumpen erkennbar

Myzelklum- 12,9 pen praktisch verschwunden

0,100 Myzelklum- 11,6

pen erkennbar

30

50 g 7,5 g 1 Liter

Die Tabelle I zeigt, dass bei der Züchtung unter Animpfen mit einer gleichmässigen Aufschlämmung aus homogenisierter Saatkultur die gleiche Myzelausbeute bei einer Animpfungsmenge erzielt werden kann, die nur etwa Vio 35 der Menge entspricht, die bei Verwendung einer nichthomo-genisierten Saatkultur erforderlich ist.

Die in den Fig. 2-4 dargestellten Mikrophotographien zeigen die Myzelen nach den Homogenisierungsbehandlungen Nrn. 1,2 bzw. 3 von Tabelle I. Es zeigt sich, dass allfäl-40 lige, nach den Behandlungen Nrn. 2 bzw. 3 noch vorhandenen Klumpen durch eine äussere, ohne Hilfsmittel vorgenommene visuelle Beobachtung der homogenisierten Aufschlämmung, in welcher die Myzelen hergestellt waren, nicht unterscheidbar sind.

45 Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde jeweils eine Züchtung erfin-dungsgemäss unter Verwendung einer homogenisierten Saatkultur und eine Züchtung unter Verwendung einer nichthomogenisierten Saatkultur durchgeführt. Dabei wur-50 den die Zeiten verglichen, die erforderlich waren, um jeweils Myzel in einer Ausbeute von etwa 11 g/Liter zu erzeugen.

Dazu wurden Saatkulturen der gleichen Arten wie in Beispiel 1 verwendet und die eine Kultur wie in Beispiel 1 homogenisiert, zum Animpfen des in Beispiel 1 angegebenen 55 Mediums verwendet und dann gezüchtet, während die andere Saatkultur ohne Homogenisierung aber sonst in gleicher Weise zum Animpfen verwendet und gezüchtet wurde. Die Ergebnisse sind in der Zeichnung dargestellt und zeigen, dass bei Verwendung einer gleichmässigen Aufschlämmung 60 der homogenisierten Saatkultur die zum Erzielen einer Ausbeute von 11g Myzel pro Liter Medium erforderliche Zeit bei geringerer Animpfungsmenge erheblich kürzer als bei Verwendung von nichthomogenisierter Saatkultur ist.

s

2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

632 638 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Züchten von Basidiomyzeten vom Genus Coriolus der Polyporaceae in Submerskultur, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Animpfen des Mediums bestimmte Saatkultur zu einer gleichmässigen Aufschlämmung in solchem Masse homogenisiert wird, dass die Existenz von Myzelklumpen von aussen nicht erkennbar ist, und dass die derart homogenisierte Aufschlämmung der Saatkultur zur Durchführung der Züchtung für das Animpfen des Mediums verwendet wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Homogenisierung ein Homogenisator, Homogenmischer, Dispersionsmischer, eine Fruchtsaftpresse oder ein Schneckenmischer verwendet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Animpfmenge der homogenisierten, zu einer Aufschlämmung verarbeiteten Saatkultur im Bereich von 0,01 bis 0,2 g, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 g, pro Liter Medium beträgt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saatkultur in solchem Ausmass homogenisiert wird, dass die Grösse der Myzelklumpen im Bereich von 50 bis 1000 Mikrometer liegt.

Seit einigen Jahren werden in rasch zunehmendem Masse Basidiomyzeten als Grundstoff für medizinische Zubereitungen einschliesslich von Antitumormitteln und für gesundheitsfördernde Nahrungsmittel und Getränke verwendet. Der zunehmende Bedarf an solchen Basidiomyzeten hat zu umfangreichen Untersuchungen der künstlichen Züchtung der Pilze geführt.und es wurden zahlreiche Untersuchungsberichte für diesen Gegenstand angekündigt. Im Vergleich zur Züchtung von Mikroorganismen, wie Bakterien und Hefen, benötigt die Züchtung der Basidiomyzeten jedoch viel Zeit, was schwerwiegende Probleme bei der technischen Herstellung dieser Pilze begründet. Verschiedene Faktoren, wie Zusammensetzung des Mediums, Züchtungstemperatur, pH-Wert des Mediums, Belüftungsrate und Rührgeschwindigkeit, sind für eine Verkürzung der Züchtungsdauer bei Submerskulturen von Basidiomyzeten zu berücksichtigen, aber auch die Menge an Saatkultur, mit welcher das Medium angeimpft wird, ist ein wichtiger Faktor in diesem Zusammenhang. Im allgemeinen ist die Züchtungsdauer umso kürzer, je grösser die verwendete Menge an Saatkultur ist, mit welcher eine Einheitsmenge Medium angeimpft wird. Selbstverständlich gibt es hierfür eine bestimmte Obergrenze der Menge an Saatkultur, mit welcher ein Medium angeimpft werden kann, und insbesondere bei Verwendung von grossen tankartigen Fermentationsbehältern sind grosse Inokulationsvolumina an Saatkultur erforderlich, was zu wirtschaftlichen Nachteilen führt.