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DE1643539C3 - Process for the microbiological production of D-pantoic acid from DL-pantoic acid - Google Patents

Process for the microbiological production of D-pantoic acid from DL-pantoic acid

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Publication number
DE1643539C3
DE1643539C3 DE1967T0034679 DET0034679A DE1643539C3 DE 1643539 C3 DE1643539 C3 DE 1643539C3 DE 1967T0034679 DE1967T0034679 DE 1967T0034679 DE T0034679 A DET0034679 A DE T0034679A DE 1643539 C3 DE1643539 C3 DE 1643539C3
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DE
Germany
Prior art keywords
atcc
pantoic acid
positive
growth
culture
Prior art date
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Expired
Application number
DE1967T0034679
Other languages
German (de)
Other versions
DE1643539A1 (en
DE1643539B2 (en
Inventor
Masao Nishinomiya Isono
Takeshi Suita Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Takeda Chemical Industries Ltd filed Critical Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication of DE1643539A1 publication Critical patent/DE1643539A1/en
Publication of DE1643539B2 publication Critical patent/DE1643539B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1643539C3 publication Critical patent/DE1643539C3/en
Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/001Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by metabolizing one of the enantiomers

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von D-Pantoinsäure aus DL-Pantoinsäure durch Be;mpfen eines Kulturmediums, das DL-Pantoinsäure enthält, mit einem Mikroorganismus, der L-Pantoinsäure zu assimilieren vermag, aber nicht in der Lage ist, D-Pantoinsäure zu assimilieren. Bebrüten des Kulturmediums, bis L-Pantoinsäure im Medium praktisch verbraucht ist, und Gewinnung von D-Pantoinsäure aus dem Medium.The invention relates to a process for the microbiological production of D-pantoic acid from DL-pantoic acid by Be ; fattening a culture medium containing DL-pantoic acid with a microorganism that is able to assimilate L-pantoic acid but is not able to assimilate D-pantoic acid. Incubation of the culture medium until L-pantoic acid in the medium is practically used up, and D-pantoic acid is obtained from the medium.

Da es leicht möglich ist, die Säuren in ihre Lactone und die Lactone in die Säuren umzuwandeln, sind Pantoinsäure, Pantolacton und ihre Gemische einander äquivalent, so daß sie in der vorliegenden Beschreibung und im Anspruch einfach als »Pantoinsäure« bezeichnet werden. D-Pantoinsäure, L-Pantoinsäure und DL-Pantoinsäure werden nachstehend nach Bedarf der Einfachheit halber als das D-Isomere, das L-Isomere und das Racemat bezeichnet.Since it is easily possible to convert the acids into their lactones and the lactones into acids Pantoic acid, pantolactone and their mixtures are equivalent to one another so that they are used in the present description and simply referred to as "pantoic acid" in the claim. D-pantoic acid, L-pantoic acid and DL-pantoic acid are hereinafter referred to as the D-isomer, the L-isomer for convenience and denotes the racemate.

D-Pantoinsäure ist sehr wichtig als Zwischenprodukt bei der Herstellung von D-Pantothensäure.D-pantoic acid is very important as an intermediate in the production of D-pantothenic acid.

Das D-Isomere ist bisher in der Praxis am vorteilhaftesten durch Umsetzung von DL-Pantolacton mit Chininsulfat in einer Lösung. Abtrennung des so gebildeten D-Chininpantoats durch fraktionierte Kristallisation und Hydrolyse des D-Chininpantoats hergestellt worden. Dieses Verfahren (nachstehend als Chininsulfatvcrfahrcn bezeichnet) ist jedoch zwangsläufig mit Nachteilen verbunden, wenn es zur Großhcrstellung angewendet wird:The D-isomer has so far been most advantageous in practice by converting DL-pantolactone with quinine sulfate in a solution. Separation of the D-quinine pantoate thus formed by fractional crystallization and hydrolysis of the D-quinine pantoate. This procedure (hereinafter referred to as Quinine sulphate process called) is inevitable associated with disadvantages when it comes to large-scale manufacture is applied:

1) Die Durchführung des Verfahrens ist ziemlich kompliziert und umständlich.1) The procedure is quite complicated and cumbersome to carry out.

2) Das bei diesem Verfahren erhaltene D-Isomcrc ist nicht rein und immer mit etwa 5% des L-Isomeren verunreinigt, so daß zuweilen eine weitere Reinigungerforderlich ist.2) The D-isomer obtained in this process is not pure and always contains about 5% of the L-isomer contaminated, so that further cleaning is sometimes necessary is.

3) Chinin ist sehr teuer, und die Herstellungskosten nach diesem Verfahren ändern sich mit den Kosten für Chinin.3) Quinine is very expensive and the manufacturing cost after this procedure change with the cost of quinine.

Ein neues, einfach durchzuführendes Verfahren für die Herstellung des reinen D-Isomeren im technischen Maßstab ist somit erwünscht. Ein solches Verfahren, das eine Vereinfachung darstellt, zu hohen Ausbeuten führt und die Herstellungskosten erniedrigt, ist Gegenstand der Erfindung.A new, easy to carry out process for the production of the pure D-isomer in the technical Scale is therefore desirable. Such a process, which is a simplification, leads to high yields and lowers the manufacturing cost is the subject of the invention.

Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von D-Pantoinsäure aus DL-Pantoinsäure. das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein DL-Pantoinsäure enthaltendes Kulturmedium mit einem der Mikroorganismen Brevibacterium inseptiphilium ATCC-21110, Brevibacterium malis ATCC-21111, Corynebacterium equi ATCC-21107, Corynebacterium humferium ATCC-21108, Arthrobacter tumescens ATCC-21109, Arthrobacter ureafaciens ATCC-21124 oder Bacillus pulvifaciens ATCC-21112 beimpft, auf einen pH-Wert von etwa 5,0 bis 10,0 einstellt, und die Temperatur zwischen etwa 15 und 50°C hält, bis die L-Pantoinsäure im Medium praktisch verbraucht istThe invention accordingly relates to a method for the microbiological production of D-pantoic acid from DL-pantoic acid. which is characterized in that a culture medium containing DL-pantoic acid with one of the microorganisms Brevibacterium inseptiphilium ATCC-21110, Brevibacterium malis ATCC-21111, Corynebacterium equi ATCC-21107, Corynebacterium humferium ATCC-21108, Arthrobacter tumescens ATCC-21109, Arthrobacter ureafaciens ATCC-21124 or Bacillus pulvifaciens ATCC-21112 inoculated, adjusted to a pH of about 5.0 to 10.0, and the Maintains temperature between about 15 and 50 ° C until the L-pantoic acid in the medium is practically consumed

Beim Chininsulfatverfahren wird das als Ausgangsmaterial verwendete Racemat vor der Behandlung mit Chininsulfat gereinigt, während beim Verfahren gemäß der Erfindung das rohe Racemat als Ausgangsmaterial eingesetzt wird und keine Notwendigkeit besteht, das Ausgangsmaterial zu reinigen. Außerdem erfordert das Verfahren keine Rückgewinnung von Chinin, wie dies beim Chininsulfatverfahren der Fall ist.In the quinine sulfate process, the racemate used as the starting material is treated with Purified quinine sulfate, while in the process according to the invention the crude racemate as starting material is used and there is no need to purify the starting material. Besides, that requires Process does not recover quinine, as is the case with the quinine sulfate process.

Allgemein sind natürliche Formen von Racematen physiologisch aktiv, und es wird angenommen, daß sieIn general, natural forms of racemates are and are believed to be physiologically active

2» von mikroorganismer! verbraucht werden. Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß es drei Gruppen von Mikroorganismen gibt, die nach ihrer Fähigkeit, Pantoinsäure zu assimilieren, eingestuft werden, nämlich die Gruppe 1, die das L-Isomere, aber2 »by mikroorganismer! are consumed. Surprisingly, however, it was found that there were three Groups of microorganisms exist, classified according to their ability to assimilate pantoic acid be, namely group 1, which is the L-isomer, but

r> nicht das D-Isomere assimiliert, die Gruppe II, die das D-Isomere, aber nicht das L-Isomere assimiliert, und die Gruppe III, die sowohl das D Isomere als auch das L-Isomere assimiliert. Durch Verwendung von Mikroorganismen der ersten Gruppe ist es möglich, dasr> not assimilated the D-isomer, the group II, which the D isomers but not the L isomer assimilated, and Group III which has both the D isomer and the L-isomers assimilated. By using microorganisms of the first group, it is possible that

«ι D-Isomere vom Racemat zu isolieren.«Ι D-isomers to isolate from the racemate.

Die genannten Mikroorganismen, die das L-Isomere zu assimilieren vermögen, ohne das D-Isornerc zu assimilieren, sind für die Zwecke der Erfindung geeignet. Sie werden nach den üblichen MethodenThe microorganisms mentioned that are able to assimilate the L-isomer without adding the D-isomer assimilate are suitable for the purposes of the invention. You will be following the usual methods

π isoliert, die zur Isolierung von Mikroorganismen vom Boden, aus Abwasser und aus der Luft angewendet werden.π isolated, which is used to isolate microorganisms from Soil, sewage and air.

Eine Basal-Agarplattc für die Isolierung enthält beispielsweise 0.1% Harnstoff, 0,1% Kaliumnitrat, 0.1%Contains a basal agar plate for isolation e.g. 0.1% urea, 0.1% potassium nitrate, 0.1%

ι» Ammoniumnitrat. 0,05% Kaliumdihydrogcnphospaht. 0.05% Dikaliumhydrogcnphosphal. 0.05% Magnesiumsulfat. 0.01% Hefeextrakt und Agar (etwa 1,5 bis 2,5%) in Wasser. Als Hauptkohlcnstoffqucllc werden etwa 0,5 bis 4% des D-Isomcrcn oder L-Isomcrcn demι »ammonium nitrate. 0.05% potassium dihydrogen phosphate. 0.05% dipotassium hydrogen phosphide. 0.05% magnesium sulfate. 0.01% yeast extract and agar (about 1.5 to 2.5%) in water. The main carbon source is about 0.5 to 4% of the D-isomer or L-isomer

π ßasalmcdium zugesetzt. Die beiden Arten von Agarplattcn (d.h. das Medium, das das D-Isomcrc enthält, und das Medium, das das L-Isomcre enthält) werden mit den Testorganismen beimpft und einige Tage bei 27"C" bebrütet. Die das L-Isomere assimilierenden Mikroor-π ßasalmcdium added. The two types of agar plates (i.e., the medium containing the D-isomcrc and the medium containing the L-isomcre) are mixed with the test organisms inoculated and incubated for a few days at 27 "C". The microorganisms assimilating the L isomer

".Ii ganismcn werden aus den Mikroorganismen ausgewählt, die auf der das L-Isomcrc enthaltenden Platte, aber nicht auf der das D-Isomcrc enthaltenden Platte zu wachsen vermögen.".Ii ganismcn are selected from the microorganisms those on the plate containing the L-isomcrc, but not on the plate containing the D-isomcrc ability to grow.

Die Bestimmung, ob Wachstum stattfindet oder nicht.Determining whether or not there is growth.

v> muß mit der notwendigen Vorsicht erfolgen, da gewisse Mikroorganismen, die das l.-lsomcre nicht zu assimilieren vermögen, auf der das L-Isomcrc enthaltenden Platte durch Assimilierung von Hefeextrakt und/oder einer geringen Menge von Verunreinigungen im Agarv> must be done with the necessary caution, as certain Microorganisms which the l.-Isomcre fail to assimilate able, on the plate containing the L-Isomcrc by assimilation of yeast extract and / or a small amount of impurities in the agar

mi wachsen können.mi can grow.

Zur Isolierung der Mikroorganismen werden beispielsweise 0,1 g einer Bodenprobe zu 5 ml DLA-Medium (s. Tabelle I) in einem Reagenzglas gegeben. Die Bebrütung erfolgt entweder stationär oder unterTo isolate the microorganisms, for example, 0.1 g of a soil sample is added to 5 ml of DLA medium (see Table I) given in a test tube. The incubation takes place either stationary or under

tr> Bewegung elwa I bis 2 Wochen. Die Medien für die Isolierung sind in Tabelle 1 beschrieben. Nach entsprechender Verdünnung wird eine DLA-Agarplattc mit der Kultur beimpft und etwa 2 bis 7 Tage bei 28" C bebrütet.tr> movement elwa I to 2 weeks. The media for the Isolation are described in Table 1. After appropriate dilution, a DLA agar plate with the Inoculate culture and incubate at 28 ° C for about 2 to 7 days.

Die gebildeten Kolonien werden in A-, LA-, DA- und DLA-Schrägagar überführt und 7 Tage bei 28°C bebrütet Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.The colonies formed are transferred to A, LA, DA and DLA agar slants and kept at 28 ° C. for 7 days incubated. The results are given in Table 2.

Ferner wird eine öse mit einer 7-Tage-KuItur des Mikroorganismus zu 5 ml DLA-, LA- und SA-Medium (z. B. Lösungsmedien) in Reagenzgläsern gegeben und 5 Tage bei 28"C bebrütet Die Menge der verbleibenden Kohlenstoffquelle, d. h. D- und L-Pantoinsäure, in den Medien wird nach einer üblichen Analysenmethode bestimmt Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Das Zeichen » + « bedeutet hier »Wachstum« und das Zeichen »—« »kein Wachstum«.Furthermore, an eyelet with a 7-day culture is used Microorganism added to 5 ml of DLA, LA and SA medium (e.g. solution media) in test tubes and Incubated 5 days at 28 "C The amount of the remaining Carbon source, d. H. D- and L-pantoic acid, in the media is according to a standard analytical method The results are given in Table 3. The sign "+" here means "growth" and that Sign "-" "no growth".

Tabelle 1 A-MediumTable 1 A medium

Harnstoffurea

KNO3 KNO 3

NH4NO,NH 4 NO,

KH2PO4 KH 2 PO 4

KjHPO4 KjHPO 4

MgSO4 · 7 H2OMgSO 4 · 7H 2 O

HefeextraktYeast extract

pH-WertPH value

in Leitungswasserin tap water

LA-AgarplatteLA agar plate

Platte des LA-Mediums, das etwa 2 bis 3% Agar enthältPlate of LA medium containing approximately 2-3% agar

DLA-Mer'ium Man gibt 1% DL-Ppntoinsäure oder DL-Pantolacton zum A-Mcdium und stellt den pH-Wert auf 7,0 einDLA-Mer'ium 1% DL-pntoic acid or DL-pantolactone is added to the A-Mcdium and adjusts the pH to 7.0

0,1%0.1%

0,05%0.05%

0,05%0.05%

0,05%0.05%

0,05%0.05%

0,05%0.05%

0,01%0.01%

7,0 LA-Medium7.0 LA medium

Man gibt 0,5% L-Pantoinsäure oder L-Pantolacton zum Α-Medium und stellt den pH-Wert auf 7,0 einAdd 0.5% L-pantoic acid or L-pantolactone to the Α-medium and adjust the pH to 7.0 a

DA-MediumDA medium

Man gibt 0,5% D-Pantoinsäure oder D-Panto- !acton zum Α-Medium und stellt den pH-Wert auf 7,0 einAdd 0.5% D-pantoic acid or D-pantoactone to the Α medium and adjust the pH to 7.0 a

A-, LA- und DA-SchrägagarA, LA and DA agar slants

Schrägröhrchen von A-, LA- und DA-Medium mit etwa 2 bis 3% AgarSlanted tubes of A, LA and DA medium with about 2 to 3% agar

Tabelle 2Table 2

Gruppe Stamm Nr.Group strain no.

Wachstum auf Schrägagar DLA LA DAGrowth on agar slant DLA LA DA

Stamm Nr.Trunk no. Wachstum aui SchrirgugarGrowth aui Schrirgugar DLA LA DADLA LA DA LP 50-1 YLP 50-1 Y + ++ + LP 54LP 54 + + -+ + - LP 265 SLP 265 S. f + -f + - LP 27OSLP 27OS + + -+ + - LP 274LP 274 + ++ + LP207SLP207S + + -+ + - LP I35SLP I35S + ++ + LP 26 S-2LP 26 S-2 + + -+ + - LP I4SLP I4S + + -+ + - LP 49-1 LP 49-1 + + -+ + - 210210 + - ++ - + 205205 + - ++ - + 362 B362 B + - ++ - + 343343 + - ++ - + 610610 + - ++ - + 609 Λ·7609 Λ 7 + - ++ - + 387 A-I387 A-I + - ++ - + 678 Λ-3678 Λ-3 + - ++ - + 678 A-5678 A-5 + - ++ - + 468468 + + ++ + + 171171 + + ++ + +

LP 216-1 LP 166-3 LP 208 LP 75-1 LP 75-2 LP 106-2 LP 46 S LP 60S LP I66F LP l-llLP 216-1 LP 166-3 LP 208 LP 75-1 LP 75-2 LP 106-2 LP 46 S LP 60S LP I66F LP l-ll

533
538
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545
553
603
620
571
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533
538
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671
324
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Tabelle 3Table 3 16431643 539539 66th Medium, %Medium,% 55 Gruppe Stamm Nr.Group strain no. KohlenstolTmenge jmAmount of coal DATHERE IFO-NummerIFO number RestlicheRest 100100 1 LP 216-11 LP 216-1 Mediummedium LALA 100100 LP 166-3LP 166-3 DLADLA 00 100100 LP 208LP 208 1240212402 5050 00 100100 LP 75-1LP 75-1 1240312403 5050 00 100100 LP 75-2LP 75-2 1240412404 5050 00 100100 LP 106-2LP 106-2 1240512405 5050 00 100100 LP 46 SLP 46 S 1240612406 5050 00 100100 LP 60 SLP 60 S 1240712407 5050 00 100100 LP 166FLP 166F 1240812408 5050 00 100100 LP 1-11LP 1-11 1240912409 5050 00 iOOiOO LP5O-1YLP5O-1Y 1241012410 5050 00 100100 LP 54LP 54 1241112411 5050 2020th 100100 LP 265 SLP 265 S. 1241212412 6565 00 100100 LP 270SLP 270S 1241312413 6060 00 100100 LP 274LP 274 1241412414 5050 00 100100 LP 207 SLP 207 S. 1241512415 5555 00 100100 LP 135SLP 135S 1241612416 5555 00 100100 LP 26 S-2LP 26 S-2 1241712417 5050 55 100100 LP 14 SLP 14 p 1241812418 6060 2020th 100100 LP 49-1LP 49-1 1241912419 7575 2020th 00 2 533 2 533 1242012420 7070 3535 00 538538 1242112421 8080 100100 00 539539 5050 100100 00 545545 5050 100100 00 553553 5050 100100 00 603603 5050 100100 00 620620 5050 100100 00 571571 5050 100100 00 628628 5050 100100 55 210210 5050 100100 55 205205 5050 100100 55 362 B362 B 5050 100100 55 343343 5555 100100 00 609 A-7609 A-7 5555 100100 00 387 A-I387 A-I 5555 100100 00 678 A-3678 A-3 5050 100100 00 678 A-5678 A-5 5050 100100 7575 » 671"671 5050 100100 6060 324324 5050 8080 8080 468468 7070 6060 6060 171171 5555 9090 8080 7070 4545

Analysenfehler ± 10%.Analysis error ± 10%.

Die auf diese Weise erhaltenen Mikroorganismenstämme sind:The strains of microorganisms obtained in this way are:

Corynebacterium equi Ip-I-Il (ATCC-21107), Corynebacteriu r. humiferum 1 p-106-2Corynebacterium equi Ip-I-II (ATCC-21107), Corynebacteriu r. humiferum 1 p-106-2

(ATCC-21108),
Arthrobacteriumescens l-p-75-1 (ATCC-21109),
(ATCC-21108),
Arthrobacteriumescens lp-75-1 (ATCC-21109),

Arthrobacterureafaciens lp-135-SArthrobacterurea faciens lp-135-S

(ATCC-: ti 24), b5 Brevibacterium insectiphilium I p-14-S(ATCC-: ti 24), b5 Brevibacterium insectiphilium I p-14-S

(ATCC-21110),(ATCC-21110),

Brevibacterium malis Ip-166-3 (ATCC-21111), Bacillus pulvifacienslp-60-S (ATCC-21112).Brevibacterium malis Ip-166-3 (ATCC-21111), Bacillus pulvifaciens LP-60-S (ATCC-21112).

Einige laxonomische Merkmale dieser Mikroorganismen unterscheiden sich von denen in »Bergey's manual of Determinative Bacteriology, Seventh edition«, aberSome of the laxonomic characteristics of these microorganisms differ from those in Bergey's manual of Determinative Bacteriology, Seventh edition ", but

ihre Hauptmerkmale stimmen mit den Literaturangaben überein. Die morphologischen und physiologischen Merkmale sind in der folgenden Tabelle 4 angegeben.their main characteristics agree with the literature. The morphological and physiological Features are given in Table 4 below.

Tabelle 4Table 4

TaxonomischeTaxonomic Bezeichnungdescription Arthro-Arthritis Arthro-Arthritis Brevi-Brevi Brcvi-Brcvi BacillusBacillus Coryne-Coryne- C'orync-C'orync- bacterbacter haclerhacler hacteriumhacterium bacteriumbacterium pulvifacicnspulvifacicns hacteriumhacterium bacteriumbacterium tumescenstumescens ureafaciensureafaciens insectiphiliuminsectiphilium malismalis equiequi humiferumhumiferum Stumm Nr.Mute no. lp-75-1lp-75-1 lp-135-.Slp-135-.S lp-14-Slp-14-S Ip-166-3Ip-166-3 lp-60-Slp-60-S Ip-I-IlIp-I-Il Ip-I06-2Ip-I06-2 Kokken bisCocci up Kokken bisCocci up KuivstäbchenKuiv sticks Kokken bisCocci up Stäbchenrod TiixonomischcTiixonomic c Kokken bisCocci up Kokken bisCocci up Stäbchenrod Stäbchenrod Stäbchenrod KigenschallenKing sound Stäbchenrod Stäbchenrod 0.4 bis0.4 to 0,6 bis0.6 to 0.8 bis0.8 to 0.5 bis0.5 to 0,4 bis0.4 to Form der ZellenShape of cells 0.5 x 0.5 bis0.5 x 0.5 to 0.5 bis0.5 to 0,6 x 0.7 bis0.6 x 0.7 to 0.8 x 0.8 bis0.8 x 0.8 to 1.0 x 1.5 bis1.0 x 1.5 to 0.6 x 0.6 bis0.6 x 0.6 to 0.6 x 3 bis0.6 x 3 to 0.7 x 0.7 bis0.7 x 0.7 to 3 μ3 μ 2.5 μ2.5 µ 3 μ3 μ 1.2 μ1.2 μ 8 μ8 μ 5 μ5 μ pleomorphpleomorphic verzweigt.branched. pleomorphpleomorphic pleomorphpleomorphic pleomorphpleomorphic pleomorphpleomorphic pleomorphpleomorphic unbeweglichimmobile unbeweglichimmobile unbeweglichimmobile unbeweglichimmobile beweglichmovable Beweglichkeitagility unbeweglichimmobile unbeweglichimmobile keineno keineno keineno keineno vorhandenavailable GeißelnScourges keineno keineno neinno neinno neinno neinno ellipsoid,ellipsoid, SporenbildungSpore formation neinno neinno

Gram-FärbungGram stain

Sauerstoffbedarf
Wachstumstemperatur
Oxygen demand
Growth temperature

SchrägagarAgar slant

AgarplatteAgar plate

Kartoffel-Schrägkultur Potato sloping culture

positivpositive

(14 Std.)(14 hours)

veränderl.changeable

(4 Tage)(4 days)

aerobaerobic

gutesgood

Wachstumgrowth

bei 25-37 C.at 25-37 C.

keinno

Wachstumgrowth

fadenförmig,
opak, cremefarben,
glänzend
thread-like,
opaque, cream-colored,
glittering

kreisförmig.circular.

1-1..' mm1-1 .. 'mm

Durchmesser.Diameter.

geschlossenclosed

erhöht, weiß,increased, white,

opalisierend,opalescent,

feuchtwet

Wachstum
sehr gut,
cremefarben,
feucht
glänzend
growth
very good,
cream colored,
wet
glittering

positiv
(14 Std.
Tage)
positive
(14 hours
Days)

aerob
gutes
Wachstum
bei 25 C, kein
Wachstum
bei 7 C" oder
aerobic
good
growth
at 25 C, no
growth
at 7 C "or

fadenförmig,
opak,
glänzend,
weiß feucht
thread-like,
opaque,
glittering,
white damp

kreisförmig,
kleiner als
0.5 mm
Durchmesser,
auricular,
umbilikal,
opak, trocken,
weiß
circular,
less than
0.5 mm
Diameter,
auricular,
umbilical,
opaque, dry,
White

gutes Wachstum, gelblichbraun,
trocken
good growth, yellowish brown,
dry

positiv
(14 Std.
4 Tage)
positive
(14 hours
4 days)

aerobaerobic

gutesgood

Wachstumgrowth

bei 20-37 C.at 20-37 C.

keinno

Wachstumgrowth

Κί»ϊ 7 C r\Ac*T Κί »ϊ 7 C r \ Ac * T

48 C48 C

fadenförmig, opak, cremefarben,
glänzend, feucht
kreisförmig mit 0,5-2 mm Durchmesser, geschlossen, erhöht, opalisierend, weiß bis cremefarben
thread-like, opaque, cream-colored,
shiny, damp
circular with a diameter of 0.5-2 mm, closed, raised, opalescent, white to cream-colored

cremefarben, starkes feucht Wachstum,cream-colored, strong moist growth,

glänzend blaßgelb,shiny pale yellow,

trockendry

positiv
(14 Std.)
veränderl.
(4 Tage)
positive
(14 hours)
changeable
(4 days)

aerob
Wachstum
bei 7-25 C",
kein
aerobic
growth
at 7-25 C ",
no

Wachstum
bei 37 C
growth
at 37 C

fadenförmig,
opak, gelb,
glänzend
feucht
thread-like,
opaque, yellow,
glittering
wet

kreisförmig
mit 1,5 mm
Durchmesser,
geschlossen,
erhöht, gelb,
feucht, opak
circular
with 1.5 mm
Diameter,
closed,
raised, yellow,
moist, opaque

positiv
(14 Std.
Tage)
positive
(14 hours
Days)

aerobaerobic

gutesgood

Wachstumgrowth

bei 7-25 C,at 7-25 C,

schwachesweak

Wachstumgrowth

κ»; π r t»inκ »; π r t »in

Wachstum
bei 48 C
fadenförmig,
opak, gelb,
glänzend
feucht
growth
at 48 C.
thread-like,
opaque, yellow,
glittering
wet

kreisförmig
mit 0,5-1 mm
Durchmesser,
geschlossen,
erhöht, gelb,
opak, feucht
circular
with 0.5-1 mm
Diameter,
closed,
raised, yellow,
opaque, moist

positiv
(14 Std.)
veränderl.
(4 Tage)
positive
(14 hours)
changeable
(4 days)

aerob
Wachstum
bei 25-37 C,
kein
aerobic
growth
at 25-37 C,
no

Wachstum
bei 7 C oder
h»; .is r
growth
at 7 C or
H"; .is r

starkes
Wachstum,
blaßgelb,
trocken
strong
Growth,
pale yellow,
dry

fadenförmig,
opak, cremefarben,
glänzend
feucht
thread-like,
opaque, cream-colored,
glittering
wet

kreisförmig
mit
circular
with

0,7-2,5 mm
Durchmesser,
geschlossen,
erhöht, blaßgelb, feucht,
opak
0.7-2.5 mm
Diameter,
closed,
raised, pale yellow, moist,
opaque

schwaches
Wachstum
weak
growth

0.7-1.0 x0.7-1.0 x

1.0-1.5 μ1.0-1.5 µ

SporangiaSporangia

geschwollenswollen

positivpositive

(14 Std.)(14 hours)

veränderl.changeable

(5 Tage)(5 days)

aerobaerobic

gutesgood

Wachstumgrowth

bei 23-48 C.at 23-48 C.

keinno

Wachstumgrowth

h»i 7 Γh »i 7 Γ

fadenförmig, opalisierend, weiß, glänzend feuchtthread-like, opalescent, white, shiny moist

kreisförmig mitcircular with

0,2-1,5 mm Durehmesser, geschlossen, blaßgelb, feucht, opalisierend 0.2-1.5 mm diameter knife, closed, pale yellow, moist, opalescent

Wachstum, blaßgelbGrowth, pale yellow

Lackmusmilch keine alkalischLitmus milk is not alkaline

Veränderungchange

Säurebildung aus keine
Kohlehydrat
Acid formation from none
Carbohydrate

keineno

keine
Veränderung
no
change

keineno

alkalischalkaline

Säurebildung
aus Sacdrose
Acid formation
from sucrose

leicht
alkalisch,
geronnen,
Peptonisierung
easy
alkaline,
curdled,
Peptonization

Säurebildung keine
aus Saccharose
No acid formation
from sucrose

keine
Veränderung
no
change

keine
Veränderung
no
change

keineno

99 Bezeichnungdescription 16431643 539539 Brevi-Brevi IOIO Bacillus IBacillus I Coryne-Coryne- bacteriumbacterium pulvifaciens *
1
pulvifaciens *
1
Fortsetzungcontinuation TaxonomischeTaxonomic bacteriumbacterium insecliphiliuminsecliphilium Coryne-Coryne- humiferumhumiferum Brevi-Brevi lp-60-S ■lp-60-S ■ bacteriumbacterium Arlhro-Arlhro Arthro-Arthritis lp-14-Slp-14-S bacteriumbacterium neinno equiequi lp-106-2lp-106-2 baclerbacler bacterbacter neinno malismalis Stamm Nr.Trunk no. neinno tumescenstumescens ureafaciensureafaciens Verflüssigungliquefaction Ip-I-IlIp-I-Il Verflüssigungliquefaction I p-166-3I p-166-3 (allmäh! )(gradually!) positivpositive keineno lp-75-llp-75-l Ip-13S-SIp-13S-S positivpositive neinno NilrilbildungNile formation Verflüssigungliquefaction positivpositive neinno positivpositive aus Nilralfrom Nilral Verflüssigungliquefaction neinno keineno positivpositive (ielatine-(ielatine- keineno Verflüssigungliquefaction positivpositive Verflüssigungliquefaction neinno SiichkulturSiichkultur neinno positivpositive Verflüssigungliquefaction neinno neinno neinno llulrolyse vonllulrolysis of npinnpin neinno positivpositive neinno Stärkestrength positivpositive neinno positivpositive positivpositive HjS-BildungHjS education η ι11 ηη ι 1 1 η positivpositive positivpositive positivpositive neinno neinno ΙηιΙηΙΚίΙίΙιιησΙηιΙηΙΚίΙίΙιιησ neinno positivpositive n.'tnn.'tn „...„"..." neinno neinno Voges-Proskauer-Voges-Proskauer- neinno neinno neinno neinno ReaktinnResponsiveness positivpositive neinno positivpositive KiiUilase-BildungKiiUilase formation neinno neinno positivpositive positivpositive neinno Cellul.ise-Cellul.ise- neinno neinno positivpositive IiildungEducation neinno positivpositive neinno AssimilierungAssimilation positivpositive neinno neinno von D-Pantoin-by D-Pantoin- -- säureacid positivpositive -- positivpositive AssimilierungAssimilation positivpositive positivpositive positivpositive gutesgood von L-Pantoin-by L-Pantoin- Wachstumgrowth säurcacid c starkesstrong AssimilierungAssimilation positivpositive positivpositive von Citratof citrate l%igcsl% igcs GlucoscagarGlucoscagar SojabohnenagarSoybean agar

Für die Großherstcllung des D-Isomeren durch die das L-Isomere assimilierenden Mikroorganismen gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, ein flüssiges Kulturmedium /u verwenden. Die Kultivierung wird im allgemeinen stationär oder in Schüttelkultur oder Submerskultur durchgeführt.For the large-scale production of the D-isomer by the the L-isomer assimilating microorganisms according to the invention, it is expedient to use a liquid Use culture medium / u. The cultivation is generally stationary or in shaking culture or Submerged culture carried out.

Das Medium enthält gewöhnlich das Racemat als Hauptkohlenstoffquellc. Als Kohlenstoffquellen können zusätzlich zum L.-Isomeren beispielsweise Glucose. Saccharose. Dextrin, Stärke, Glycerin oder Sorbit allein oder zu mehreren verwendet werden.The medium usually contains the racemate as the main carbon source. As carbon sources you can use in addition to the L. isomer, for example, glucose. Sucrose. Dextrin, starch, glycerin, or sorbitol alone or to be used in groups.

Als Quelle für verwertbaren Stickstoff eignen sich beispielsweise organische stickstoffhaltige Materialien, wie Harnstoff. Pepton, Fleischextrakt. Casein. Edamin. Caseinhydrolysat, Sojabohnenmehl, Maisquellwasscr. Hefe, Hefeextrakt, und anorganische Stickstoffverbindungen, wie Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid, Ammoniumphosphat. Ammoniumsulfat und Natriumnitrat.Organic nitrogenous materials, for example, are suitable as a source of usable nitrogen, like urea. Peptone, meat extract. Casein. Edamin. Casein hydrolyzate, soybean meal, corn steep liquor. Yeast, yeast extract, and inorganic nitrogen compounds, such as ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium phosphate. Ammonium sulfate and sodium nitrate.

Im allgemeinen ist ein Zusatz anderer organischer Salze (z. B. Kaliummonohydrogenphosphat, Natriumchlorid oder Magnesiumsulfat) und von Vitaminen (z. B. Thiamin, Nicotinsäure, Biotin, p-Aminobenzoesäure, Pyridoxin) zum guten Wachstum erforderlich.In general, other organic salts are added (e.g. potassium monohydrogen phosphate, sodium chloride or magnesium sulfate) and vitamins (e.g. thiamine, nicotinic acid, biotin, p-aminobenzoic acid, Pyridoxine) required for good growth.

Das als Ausgangsmaterial eingesetzte Racemat kann in Form von Salzen, z. B. von Natriumsalzen, Kaliumsalzen, Calciumsalzen oder Ammoniumsalzen, verwendet werden. Diese Salze werden zweckmäßig dem Medium in einer Menge von mehr ais 0,5% zugesetzt. Die übliche Konzentration im Medium schwankt je nach den Kulturbedingungen von etwa 1 bis 30%. Das Ausgangsracemat wird vor der Kultivierung auf einmal oderThe racemate used as starting material can be in the form of salts, e.g. B. of sodium salts, potassium salts, Calcium salts or ammonium salts can be used. These salts are appropriate to the medium added in an amount greater than 0.5%. The usual concentration in the medium varies depending on the Culture conditions of about 1 to 30%. The starting racemat is before cultivation all at once or

WaehstumGrowth

intermittierend in mehreren Portionen oder kontinuierlich während der Kultivierung zugegeben.added intermittently in several portions or continuously during cultivation.

Das Ausgangsmatcrial wird in Form der freien Säure oder des Salzes, z. B. des Natriumsalzes, Kaliumsalzes oder C'alciumsalzes, oder in Form des l.actonpulvcrs. gegebenenfalls nach vorheriger Auflösung oder F.mulgierung in Wasser zugeführt.The starting material is in the form of the free acid or salt, e.g. B. the sodium salt, potassium salt or calcium salt, or in the form of the lactone powder. optionally after prior dissolution or emulsification in water.

Zur Kultivierung wird der pH-Wert des Kulturmediums auf etwa 5,0 bis etwa 10,0. zweckmäßig auf b.5 bis 8.5 eingestellt und die Kultivierungstemperatur auf elwa 15 bis 500C, zweckmäßig auf 25 bis 35 C gehalten. Belüftung ist für das Wachstum wesentlich. Zweckmäßig werden geeignete Antischaummittel verwendet.For cultivation, the pH of the culture medium is adjusted to about 5.0 to about 10.0. conveniently set to b.5 to 8.5 and, advantageously maintaining the cultivation temperature to elwa 15 to 50 0 C to 25 to 35 C. Ventilation is essential for growth. Suitable antifoam agents are expediently used.

Die Kultivierung wird fortgesetzt, bis das 1.-Isomere im Medium praktisch verbraucht ist. Die Kultivierungsdauer ist verschieden in Abhängigkeit von gewissen Faktoren, z. B. Mikroorganismus, Temperatur. Belüftung, Bewegung und Zusammensetzung des Mediums.Cultivation is continued until the 1st isomer is practically consumed in the medium. The cultivation time is different depending on certain Factors e.g. B. microorganism, temperature. Ventilation, movement and composition of the medium.

Es ist auch möglich, das L-Isomere in einer wäßrigen Lösung abzubauen, indem es mit Enzymen zusammengeführt wird, die aus den Zellen der Mikroorganismen extrahiert worden sind. Das gewünschte D-Isomere bleibt im Medium unverändert.It is also possible to degrade the L-isomer in an aqueous solution by combining it with enzymes extracted from the cells of the microorganisms. The desired D-isomer remains unchanged in the medium.

Das D-Isomere wird nach einfacher, üblichen Methoden abgetrennt, z. B. durch Adsorptionschromatographie an Aktivkohle oder Aluminiumoxid oder durch Teilungschromatographie mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, wie Äthyläther, Benzol und Chloroform oder Äthylacetat oder durch Destillation. Diese Methoden können allein oder in Kombination angewendet werden.The D-isomer is separated off by simple, customary methods, e.g. B. by adsorption chromatography on activated carbon or alumina or by partition chromatography with one with water immiscible solvents such as ethyl ether, benzene and chloroform or ethyl acetate or by distillation. These methods can be used alone or in combination.

In den folgenden Beispielen sind die Ausbeuten auf der Grundlage des D-Natriumpantoats in den Ausgangsmaterialien berechnet. Die Prozentiingaben in Tabelle 3 und die Ausbeuten in den Beispielen beziehen sich auf Gewicht/Gedicht und in den übrigen Fällen auf Gewicht/Volumen. Die bei den Stämmen der Mikroorganismen angegebenen ATCC-Nummern sind die Hinterlegungsnummern der Mikroorganismen bei der American Type Culture Collection, Maryland. USA.In the following examples, the yields are based on the D-sodium pantoate in the starting materials calculated. The percentages in Table 3 and the yields in the examples relate on weight / poem and in all other cases on weight / volume. Those with the strains of the microorganisms The ATCC numbers given are the depository numbers of the microorganisms at American Type Culture Collection, Maryland. UNITED STATES.

100 ml100 ml

»eis"ice cream Natrium-Dl.lSodium Dl.l pi el 1pi el 1 Lin 200-1Lin 200-1 ml-Erlenmeyerml-Erlenmeyer Harnstoff.Urea. -Kolben, deiPiston, dei Nährlösung ausNutrient solution KNO1.KNO 1 . 7,9%7.9% NH.Nn,NH.Nn, 'antoat.'antoat. 0.2%0.2% MgSO4 ■' 7 Η.MgSO 4 ■ '7 Η. 0,1%0.1% KH2PO4,KH 2 PO 4 , 0.1 "/η0.1 "/ η K2HPO4.K 2 HPO 4 . 0,05%0.05% HefeextraktYeast extract O.O. 0.05%0.05% 0,05%0.05% 0.1%0.1%

enthielt, wurde durch Autoklavieren sterilisiert und nach Abkühlung mit einer Suspension von Brevibacterium malis Ip I66-3(ATCC-21111) beimpft, der durch Spülen einer Agarschrägkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war.was sterilized by autoclaving and after Cooling with a suspension of Brevibacterium malis Ip I66-3 (ATCC-21111) inoculated by rinsing an agar slant with physiological saline solution.

Die Vorkultur wurde 3 Tage bei 28X unter Schütteln bebrütet, worauf 1 ml der Kultur in fünf 200-ml-Gärkolben umgeimpft wurde, die je 100 ml der gleichen Nährlösung enthielten. Diese Kolben wurden 4 Tage bei 28°C geschüttelt. Das vereinigte Kulturfiltrat aller Kolben wurde auf pH I eingestellt und wiederholt mit Äthylacetat extrahiert, nachdem die verbleibende D-Pantoinsäure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1,177 bar für eine Dauer von IO Minuten lactonisiert worden war. Das Lösungsmittel wurde abdestillicrt und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 2,5 g (Ausbeute· 83"/») D-Pantolacton als wciUe Nadeln erhalten.The preculture was shaken at 28X for 3 days incubated, whereupon 1 ml of the culture in five 200 ml fermentation flasks was revaccinated, each containing 100 ml of the same nutrient solution. These flasks were used for 4 days Shaken 28 ° C. The combined culture filtrate from all flasks was adjusted to pH I and repeated with Ethyl acetate extracted after taking the remaining D-pantoic acid in the filtrate by autoclaving had been lactonized at a pressure of 1.177 bar for a period of 10 minutes. The solvent was distilled off and the residue obtained was purified by further distillation and condensation. Here were 2.5 g (yield · 83 "/») D-pantolactone as wciUe needles received.

Schmelzpunkt 91 bis92"C
[λ] -50,5"(H2O)
N.M.R.:(iPPm (in CDCI2)
Melting point 91 to 92 "C
[λ] -50.5 "(H 2 O)
NMR: (iPP m (in CDCI 2 )

1.08(CH,) 1.22(CH1)1.08 (CH,) 1.22 (CH 1 )

4.00 (CH2) 4,07.4,20 (CHOH)4.00 (CH 2) 4,07.4,20 (CHOH)

Beispiel 2Example 2

Man sterilisierte einen 200-ml-Erlenmeycr-Kolben. der 100 ml einer Nährlösung enthielt, die 5.24% DL-Nalriumpantoat enthilet, und impfte dann mit einer Suspension von Brevibacterium insectiphilium lp-14-S (ATCC-21110), der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war. Man schüttelte die Vorkultur 3 Tage bei 28° C und beimpfte dann mit 1 ml der Kultur fünf 200-ml-Gärkolben, die je 100 ml der gleichen Nährlösung enthielten. Man schüttelte die Kolben 4 Tage bei 28° C, stellte das vereinigte Kulturfiitrat aller Kolben auf pH 1 ein und extrahierte das Filtrat wiederholt mit Äthylacetat, nachdem die verbleibende D-Pantoinsäure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1,177 bar für eine Dauer von i 0 Minuten iactonisiert worden war.A 200 ml Erlenmeyer flask was sterilized. which contained 100 ml of a nutrient solution containing 5.24% DL-nalrium pantoate removed, and then vaccinated with one Suspension of Brevibacterium insectiphilium lp-14-S (ATCC-21110) obtained by rinsing a slant culture with physiological saline solution. The preculture was shaken for 3 days at 28 ° C and then inoculated with 1 ml of the culture five 200 ml fermentation flasks, each containing 100 ml of the same nutrient solution. The flasks were shaken for 4 days at 28 ° C. combined culture filtrate of all flasks to pH 1 and extracted the filtrate repeatedly with ethyl acetate after the remaining D-pantoic acid in the filtrate had been iactonized by autoclaving under a pressure of 1.177 bar for a period of 10 minutes.

Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 1,76 g (Ausbeute 88%) D-Pantolacton als weiße Nadeln erhalten.The solvent was distilled off and the residue obtained by further distillation and Condensation cleaned. 1.76 g (yield 88%) of D-pantolactone were obtained as white needles.

Optische Drehung [λ] 50,7° (H2O)Optical rotation [λ] 50.7 ° (H 2 O)

Beispiel 3Example 3

Ein 200-ml-Erlenmeyer-Kolben, der 100 ml der gleichen Nährlösung wie in Beispiel 2 enthielt, wurde sterilisiert und dann mit einer Suspension von Arthrobacter tumescens Ip 75-1 (ATCC-21109)beimpft, der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war.A 200 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of the the same nutrient solution as in Example 2 was sterilized and then with a suspension of Arthrobacter tumescens Ip 75-1 (ATCC-21109) inoculated, obtained by rinsing an agar slant with physiological saline.

Die Vorkultur wurde i Tage bei TSC geschüttelt, worauf 1 ml der Kultur in fünf 200-ml-Gärkolben unigeimpft wurde, die die gleiche Nährlösung enthielten. Di·· Kolben wurden 4 lage bei 28"C geschüttelt.The culture was agitated i days at TSC, to which 1 ml of the culture in five 200 ml Gärkolben was unigeimpft, which contained the same nutrient solution. The flasks were shaken at 28 "C for 4 positions.

Das vereinigte Kuliurfikrat aller Kolben wurde auf pH I eingestellt und wiederholt mit Äthylacetat extrahiert, nachdem die verbliebene D-Pantoinsäure imThe combined coolant micrat of all flasks was on pH I adjusted and extracted repeatedly with ethyl acetate after the remaining D-pantoic acid in the

I:i)tr;it rjijri'h Λιιΐοΐί j:»vi^rijn ijnlpr elnCül Dflick VOHI : i) tr; it rjijri'h Λιιΐοΐί j: »vi ^ rijn ijnlpr elnCül Dflick VOH

1.177 bar für eine Dauer von IO Minuten lactonisieri worden war. Das Lösungsmittel wurde abl· Milliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 1.81g (Ausbeute 90%) D-Pantolacton als weiße Nadeln erhalten, die eine optische Drehung [λ] von -50.4'C (Η.Ό) hatten.1,177 bar for a period of 10 minutes lactonisieri had been. The solvent was removed and the residue obtained is purified by further distillation and condensation. 1.81g (yield 90%) D-pantolactone obtained as white needles which have an optical rotation [λ] of -50.4'C (Η.Ό) had.

Beispiel 4Example 4

Hin 200-ml-HrlenmeyerKolben. der K)OmI der gleichen Nährlösung wie in Beispiel 2 enthielt, wurde sterilisiert und dann mit einer Suspension von Arthrobacter ureafaciens Ipl35-S (ATCC-21124) geimpft, der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war. Die Vorkultur wurde 2Tage bei 28'C geschüttelt, worauf I ml der Kultur in fünf 200-ml-Gärkolben. die die gleiche Nährlösung enthielten, umgeimpft wurde. Die Kolben wurden 4 Tage bei 28°C geschüttelt.Hin 200 ml Hrlenmeyer flask. the K) OmI the the same nutrient solution as in Example 2 was sterilized and then with a suspension of Arthrobacter ureafaciens Ipl35-S (ATCC-21124) obtained by rinsing an agar slant with physiological saline. the Preculture was shaken for 2 days at 28'C, whereupon I ml of the culture in five 200 ml fermentation flasks. containing the same nutrient solution was inoculated. The pistons were shaken at 28 ° C for 4 days.

Das vereinigte Kulturfiltrat aller Kolben wurde auf pH I eingestellt und wiederholt mit Äthylacetat extrahiert, nachdem die verbliebene D-Pantoins?ure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1.177 bar für eine Dauer von 10 Minuten lactonisiert worden war. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt.The combined culture filtrate from all flasks was adjusted to pH I and repeated with ethyl acetate extracted after the remaining D-pantoic acid im The filtrate was lactonized by autoclaving under a pressure of 1,177 bar for a period of 10 minutes had been. The solvent was distilled off and the residue obtained by further distillation and Condensation cleaned.

Hierbei wurden 1,64 g (Ausbeute 85%) D-Pantolacton als weiße Nadeln erhalten, die eine optische Drehung[,\] = -50.6"C(H2O) zeigten.This gave 1.64 g (yield 85%) of D-pantolactone as white needles which showed an optical rotation [, \] = -50.6 "C (H 2 O).

Beispiel 5Example 5

Ein 200-ml-Erlcnmeyer-Kolben, der 100 ml der gleichen Nährlösung wie in Beispiel 2 enthielt, wurde sterilisiert und dann mit einer Suspension von Corynebacterium equi Ip 1-11 (ATCC-21107) geimpft, der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war. Die Vorkultur wurde 2 Tage bei 28°C geschüttelt, worauf 1 ml der Kultur in fünf 200-ml-Gärkolben, die die gleiche Nährlösung enthielten, umgeimpft wurde. Die Kolben wurden 4 Tage bei 28°C geschüttelt.A 200 ml Erlcnmeyer flask containing 100 ml of the the same nutrient solution as in Example 2 was sterilized and then with a suspension of Corynebacterium equi Ip 1-11 (ATCC-21107) vaccinated, obtained by rinsing an agar slant with physiological saline. The preculture was shaken for 2 days at 28 ° C, whereupon 1 ml of the culture in five 200 ml fermentation flasks containing the same Containing nutrient solution, was vaccinated. The flasks were shaken at 28 ° C for 4 days.

Das vereinigte Kulturfiltrat aller Kolben wurde auf pH 1 eingestellt und wiederholt mit Äthylacetat extrahiert, nachdem die verbleibende D-Pantoinsäure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1,177 bar für eine Dauer von 10 Minuten lactonisiert worden war. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 1,71 g (Aus-The combined culture filtrate from all flasks was adjusted to pH 1 and repeated with ethyl acetate extracted after the remaining D-pantoic acid in the filtrate by autoclaving under a pressure of 1.177 bar lactonized for a period of 10 minutes had been. The solvent was distilled off and the residue obtained by further distillation and Condensation cleaned. 1.71 g (ex

beute 85%) D-Pantolacton als weiße Nadeln erhalten, die eine optische Drehung [x] = -50,60C (H2O) halten.yield 85%) of D-pantolactone was obtained as white needles, which hold an optical rotation [x] = -50.6 0 C (H 2 O).

Beispiel 6Example 6

Ein 200-mi-Erlenmeyer-Kolben, der 100 ml einer Nährlösung der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 2 enthielt, wurde sterilisiert und dann mit einer Suspension von Corynebacterium humiferum Ip 106-2 (ATCC-21108) geimptt. der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war. Die Vorkultur wurde 2 Tage bei 28" C" geschüt'elt. worauf I ml der Kultur in fünf 200-ml-Gärkolbcn. die die gleiche Nährlösung enthielten, umgeimpft wurde. Die Kolben wurden 4 Tage bei 28X geschüttelt.A 200 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of a Nutrient solution containing the same composition as in Example 2 was sterilized and then with a Suspension of Corynebacterium humiferum Ip 106-2 (ATCC-21108). that by rinsing an agar slant with physiological saline solution. The preculture was 2 days at 28 "C" shaken. whereupon I ml of the culture in five 200 ml fermentation flasks. containing the same nutrient solution was inoculated. The flasks were at 28X for 4 days shaken.

Das vereinigte Kulturfiltiat aller Kolben wurde auf pH 1 eingestellt und wiederholt mit Äthylacetat extrahiert, nachdem die verbleibende D-Pantoinsäure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1,177 bar für eine Dauer von 10 Minu*°n lac'.onisierl worden war. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 0,87 g (Ausbeute 85%) D-Pantolacton als weiße Nadeln erhalten, die eine optische Drehung [α]· von -50,40C (H2O) hatten.The combined culture filtrate of all flasks was adjusted to pH 1 and repeatedly extracted with ethyl acetate after the remaining D-pantoic acid in the filtrate had been ionized by autoclaving under a pressure of 1.177 bar for a period of 10 minutes . The solvent was distilled off and the residue obtained was purified by further distillation and condensation. Here, 0.87 g (yield 85%) of D-pantolactone was obtained as white needles, which had an optical rotation [α] · of -50.4 0 C (H 2 O).

Beispiel 8Example 8

Ein 200-ml-Erlenmeyer-Kolbcn. der 100 ml der gleichen Nährlösung wie in Beispiel 1 enthielt, wurde sterilisiert und dann mit einer Suspension von Brevibacterium maliz Ip 166-3 (ATCC-21111) geimpft, der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologi-A 200 ml Erlenmeyer flask. the 100 ml the containing the same nutrient solution as in Example 1, was sterilized and then with a suspension of Brevibacterium maliz Ip 166-3 (ATCC-21111) vaccinated, by rinsing an agar slant culture with physiological

WHULIIIUItWHULIIIUIt

extrahiert, nachdem die verbleibende D-Pantoinsäure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1.177 bar für eine Dauer von 10 Minuten lactonisiert worden war. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 1,69 g (Ausbeute 84%) D-Pantolacton als weiße Nadeln erhalten, die eine optische Drehung [dt] von -50,7rC (H;O) hatten.extracted after the remaining D-pantoic acid in the filtrate had been lactonized by autoclaving under a pressure of 1,177 bar for a period of 10 minutes. The solvent was distilled off and the residue obtained was purified by further distillation and condensation. Here, 1.69 g (yield 84%) of D-pantolactone was obtained as white needles, an optical rotation [dt] of r -50.7 C; had (H O).

Beispiel 7Example 7

Ein 200-ml-Erlenmeyer-Kolben, der 100 ml einer Nährlösung enthielt, die 2,62% DL-Natriumpantoat enthielt, wurde sterilisiert und dann mit einer Suspension von Bacillus pulvifaciens lp60-S (ATCC-21112) geimpft, der durch Spülen einer Schrägagarkultur mit physiologischer Salzlösung erhalten worden war. Die Vorkultur wurde 2 Tage bei 28°C geschüttelt, worauf 1 ml der Kultur in fünf 200-ml-Gärkolben, die sämtlich die gleiche Nährlösung enthielten, umgeimpft wurde. Die Kolben wurden 4 Tage bei 28°C geschüttelt.A 200 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of a Nutrient solution containing 2.62% DL sodium pantoate was sterilized and then with a suspension from Bacillus pulvifaciens lp60-S (ATCC-21112) obtained by rinsing an agar slant with physiological saline. the Preculture was shaken for 2 days at 28 ° C, after which 1 ml of the culture in five 200 ml fermentation flasks, all of which contained the same nutrient solution, was vaccinated. The flasks were shaken at 28 ° C for 4 days.

Das vereinigte Kulturfiltrat aller Kolben wurde auf wurde 2 Tage bei 28° C geschüttelt, worauf die gesamte Kultur in einen üblichen 2-l-Fermenter überführt wurde, der mit einer Vorrichtung zur Bewegung des Fermenters, einer Belüftung, einer Temperaturregelvorrichtung, einer pH-Analysiervorrichtung usw. versehen war und I I der gleichen Nährlösung enthielt. Die Kultur wurde bei 28°C unter Belüftung und Bewegung bebrütet. Nach einer Kultivierungsdauer von 32 Stunden wurden 53 g Natrium-DL-Pantoat zum Medium gegeben. Zu diesem Zeitpunkt war die L-Panioinsäurc im Ausgangsmedium praktisch verbraucht. Die Kultivierung wurde für etwa 30 Stunden fortgesetzt.The combined culture filtrate from all flasks was shaken for 2 days at 28 ° C, after which the entire Culture was transferred into a standard 2-liter fermenter, which is equipped with a device for moving the fermenter, a vent, a temperature control device, a pH analyzer, etc. was provided and I I contained the same nutrient solution. The culture was at 28 ° C with aeration and agitation incubated. After a cultivation time of 32 hours, 53 g of sodium DL pantoate became the medium given. At this point in time the L-panioic acid in the starting medium was practically consumed. the Cultivation was continued for about 30 hours.

Das Kulturfiltrat wurde auf pH 1 eingestellt und wiederholt mit Äthylacetat extrahiert, nachdem die verbliebene D-Pantoinsäure im Filtrat durch Autoklavieren unter einem Druck von 1,177 bar für eine Dauer von 10 Minuten lactonisiert worden war. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der erhaltene Rückstand durch weitere Destillation und Kondensation gereinigt. Hierbei wurden 86 g Duantolacton (Ausbeute 86%) als weiße Nadeln erhalten, die eine optische Drehung [α]
von -50.6°C(H2O)hatten.
The culture filtrate was adjusted to pH 1 and extracted repeatedly with ethyl acetate after the remaining D-pantoic acid in the filtrate had been lactonized by autoclaving under a pressure of 1.177 bar for a period of 10 minutes. The solvent was distilled off and the residue obtained was purified by further distillation and condensation. In this way, 86 g of D u antolactone (yield 86%) were obtained as white needles, which have an optical rotation [α]
of -50.6 ° C (H 2 O).

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur mikrobiologischen Herstellung von D-Pantoinsäure aus DL-Pantoinsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man ein DL-Pantoinsäure enthaltendes Kulturmedium mit einem der Mikroorganismenstämme Brevibacterium insectiphilium ATCC-21110, Brevibacterium malis ATCC-21111, Corynebacterium equi ATCC-21107, Corynebacterium humiferium ATCC-21108, Arthrobacter tumescens ATCC-21109, Arthrobacter ureafaciens ATCC-21124 oder Bacillus pulvifaciens ATCC-21112 beimpft, auf einen pH-Wert von etv/a 5,0 bis 10,0 einstellt, und die Temperatur zwischen etwa 15 und 500C hält, bis die L-Pantoinsäure im Medium praktisch verbraucht istProcess for the microbiological production of D-pantoic acid from DL-pantoic acid, characterized in that a culture medium containing DL-pantoic acid is mixed with one of the microorganism strains Brevibacterium insectiphilium ATCC-21110, Brevibacterium malis ATCC-21111, Corynebacterium equi ATCC-21107-, Ciferiumnebacterium ATCC 21108, Arthrobacter tumescens ATCC 21109, Arthrobacter ureafaciens ATCC 21124 or Bacillus pulvifaciens ATCC-21112 was inoculated to a pH value of etv / a 5.0 adjusted to 10.0, and the temperature is between about 15 and 50 0 C holds until the L-pantoic acid in the medium is practically consumed
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