FR2601692A1 - Process for preparing bacitracin by fermentation using modified bacillus strains - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé pour la préparation de la bacitracine par fermentation de souches modifiées de Bacillus. The invention relates to a process for the preparation of bacitracin by fermentation of modified strains of Bacillus.
Parmi les souches appartenant aux espèces
Bacillus subtilis et Bacillus licheniformis, on en connait plusieurs qui produisent la bacitracine en quantités abondantes. Dans le brevet des Etats-Unis n" 2 813 061, on décrit une souche qui produit 323 U/cm3 (unités par cm3 de milieu de culture) (dans toute la présente demande, les unités de bacitracine sont celles utilisées dans le brevet des Etats-Unis n" 2 498 165, à savoir 1 U = 23,8 microgrammes). La souche décrite dans le brevet tchécoslovaque n" 206 910 produit 580
U/cm , la souche décrite dans le brevet hongrois
3 n" 173 315 produit 570 à 590 U/cm et la souche décrite dans le brevet japonais n" 74.46 079,500 U/cm3.Dans le brevet tchécoslovaque n" 173 450, on décrit une souche de Bacillus licheniformis qui, même à l'état contaminé par des phages virulents, produit encore 240 à 280 U/cm3.Among the strains belonging to the species
Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis, several are known to produce bacitracin in abundant quantities. In United States Patent No. 2,813,061 a strain is described which produces 323 U / cm3 (units per cm3 of culture medium) (throughout the present application, the units of bacitracin are those used in the United States patent. USA No. 2,498,165 i.e. 1 U = 23.8 micrograms). The strain described in Czechoslovakian Patent No. 206,910 produces 580
U / cm, the strain described in the Hungarian patent
3 No. 173,315 produces 570 to 590 U / cm3 and the strain described in Japanese Patent No. 74,46,079,500 U / cm3. Czechoslovak Patent No. 173,450 describes a strain of Bacillus licheniformis which even at the virulent phage contaminated state, still produces 240-280 U / cm3.
Dans certains brevets, on donne également des indications sur la production de bacitracine par des mutants défectueux ou des souches résistantes aux antimétabolites et des souches à métabolisme perturbé. Some patents also give indications on the production of bacitracin by defective mutants or strains resistant to antimetabolites and strains with impaired metabolism.
Ainsi par exemple, la souche du brevet japonais n" 74. 46 079 est auxotrophe à la méthionine, la souche du brevet hongrois n" 173 315 est résistante à l'hydroxamate d'isoleucine et la souche du brevet polonais n" 120 267 est incapable de valoriser l'isoleucine.Thus, for example, the strain of Japanese Patent No. 74. 46,079 is auxotrophic to methionine, the strain of Hungarian Patent No. 173,315 is resistant to isoleucine hydroxamate and the strain of Polish Patent No. 120,267 is unable to value isoleucine.
Une comparaison des chiffres de production publiés montre que les souches résistantes aux phages virulents et par conséquent bien aptes à la fermentation n'ont pas une production particulièrement forte, alors que les cultures de souches bonnes productrices sont toujours exposées au risque d'une contamination par les phages. Jusqu'à maintenant, on n'a jamais décrit de souches productrices de bacitracine à haute activité et simultanément résistantes aux phages. A comparison of published production figures shows that strains resistant to virulent phages and therefore well suited to fermentation do not have a particularly high production, while cultures of good producing strains are always exposed to the risk of contamination by phages. Until now, strains producing bacitracin with high activity and simultaneously resistant to phages have never been described.
La demanderesse a cherché à préparer des souches de Bacillus dont la capacité de production atteigne ou dépasse les capacités de production indiquées dans la littérature scientifique mais dont la fermentation ne serait pas perturbée par les phages virulents. La demanderesse: a également étudié des paramètres nouveaux exploitables à la fermentation des souches recherchées. The Applicant has sought to prepare Bacillus strains whose production capacity reaches or exceeds the production capacities indicated in the scientific literature but whose fermentation would not be disturbed by virulent phages. The Applicant: has also studied novel parameters which can be used in the fermentation of the strains sought.
On sait que l'addition d'ornithine à des milieux nutritifs chimiquement définis conduit à une augmentation de la production de bacitracine (FEMS Microbiol. Letters 10(2), 111-114/1981/). On sait également que les souches bonnes productrices ont une caractéristique commune un catabolisme de l'ornithine qui est inhibé (Acta Biochim. Pol. 21 (2), 213-214/1974/). Dans certains cas, une résistance à l'arséniate, produite artificiellement, diminue le transport du phosphate à l'intérieur de la cellule (J. Bacteriol. 137 (1), 69-72/1979/). Finalement, on sait que la fusion de protoplastes convient pour le transfert de propriétés po2ygènes (Proc. Natl. Acad. Sci. It is known that the addition of ornithine to chemically defined nutrient media leads to an increase in the production of bacitracin (FEMS Microbiol. Letters 10 (2), 111-114 / 1981 /). It is also known that the good producing strains have a common characteristic a catabolism of ornithine which is inhibited (Acta Biochim. Pol. 21 (2), 213-214 / 1974 /). In some cases, arsenate resistance, produced artificially, decreases the transport of phosphate within the cell (J. Bacteriol. 137 (1), 69-72 / 1979 /). Finally, it is known that protoplast fusion is suitable for the transfer of oxygen properties (Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 73, 2147-50 et 73, 2151-55, /1976/) et également qu'une recombinaison est possible entre Bacillus substilis et Bacillus licheniformis (Arch. Microbiol. 134 (4), 303-308/1983/).USA 73, 2147-50 and 73, 2151-55, / 1976 /) and also that recombination is possible between Bacillus substilis and Bacillus licheniformis (Arch. Microbiol. 134 (4), 303-308 / 1983 /).
On a maintenant trouvé que le catabolisme inhibé de l'ornithine, caractéristique des souches bonnes productrices, pouvait également se produire chez des mutants défectueux. On a en outre trouvé que le trans port amoindri des phosphates permettait également un haut rendement en antibiotique lorsque la concentration en phosphate minéral était supérieure à la concentration optimale. Finalement, on a trouvé que l'on pouvait préparer des souches bonnes productrices et résistantes aux phages virulents par fusion interspécifique des protoplastes de souches mauvaises productrices ou même non productrices de bacitracine mais résistantes aux phages virulents. It has now been found that the inhibited catabolism of ornithine, characteristic of good producing strains, can also occur in defective mutants. It has furthermore been found that the reduced transport of phosphates also allows a high yield of antibiotic when the concentration of inorganic phosphate is greater than the optimum concentration. Finally, it has been found that it is possible to prepare good producing strains resistant to virulent phages by interspecific fusion of the protoplasts of strains which are bad producing or even non-producing bacitracin but resistant to virulent phages.
A l'étude des conditions de la fermentation, on a trouvé que, pour une multiplication de la souche productrice, la température optimale était différente de celle qui est optimale pour la biosynthèse de la bacitracine. On a encore trouvé que les ions ammonium formés en tant que produits de décomposition des protéines inhibaient, à une concentration de 70 à 80 mM, la biosynthèse de la bacitracine et que, par conséquent, il fallait régler en conséquence le rapport entre les sources d'azote organique et les sources d'azote minéral, de même que le rapport entre les sources de carbone et les sources d'azote.Finalement, on a trouvé que la farine de soja pouvait être remplacée avantageusement par de la farine de pois ou de la farine de luzerne lorsque l'indice d'amidon du milieu nutritif était considéré comme une constante et que la concentration des composants naturels du milieu nutritif était choisie en tenant compte de cette constante et du rapport carbone/azote (l'indice d'amidon est calculé selon mode opératoire de la norme hongroise MSZ 6830-53). Upon study of the fermentation conditions, it was found that, for multiplication of the producing strain, the optimum temperature was different from that which is optimum for the biosynthesis of bacitracin. It was further found that the ammonium ions formed as the breakdown products of proteins inhibited, at a concentration of 70 to 80 mM, the biosynthesis of bacitracin and, therefore, the ratio between the sources of protein had to be adjusted accordingly. organic nitrogen and mineral nitrogen sources, as well as the ratio of carbon sources to nitrogen sources. Finally, it was found that soybean meal could be advantageously replaced by pea or pea meal. alfalfa flour when the starch value of the nutrient medium was considered a constant and the concentration of natural components of the nutrient medium was chosen taking into account this constant and the carbon / nitrogen ratio (the starch number is calculated according to the procedure of the Hungarian standard MSZ 6830-53).
L'invention a en conséquence pour objet un procédé de préparation de la bacitracine par fermentation de souches modifiées de Bacillus, procédé dans lequel la fermentation est effectuée dans des conditions aérobies, avec contrôle de la température, en culture submergée dans un milieu nutritif contenant des sources de carbone, des sources organiques et minérales d'azote, des oligoéléments et, en tant que tampon, du carbonate de calcium.Le procédé selon l'invention se caractérise en ce que l'on utilise en tant que souche productrice
- un mutant défectueux, ou bien
- une souche de Bacillus résistante à 1'arse-
niate, ou bien
- une souche de Bacillus bonne productrice de
bacitracine, résistante aux phages virulents,
préparée par fusion des protoplastes de sou
ches différentes de Bacillus, on procède à la culture à 37-45"C, on procède à la production à 35-37"C et on utilise un milieu nutritif dont l'indice d'amidon est de 60 à 85 par litre, qui contient la source de carbone et la source organique d'azote dans un rapport de 0,30 à 0,95:1 et qui, avant l'ensemencement, présente une concentration en ions NH4 de 16 mM au maximum et une concentration en ions phosphate de 5 mM au maximum.The subject of the invention is therefore a process for the preparation of bacitracin by fermentation of modified strains of Bacillus, a process in which the fermentation is carried out under aerobic conditions, with temperature control, in culture submerged in a nutrient medium containing sources of carbon, organic and mineral sources of nitrogen, trace elements and, as a buffer, calcium carbonate.The process according to the invention is characterized in that it is used as a producing strain
- a defective mutant, or
- a strain of Bacillus resistant to arse-
niate, or
- a strain of Bacillus which produces
bacitracin, resistant to virulent phages,
prepared by fusion of the protoplasts of sou
different from Bacillus, the cultivation is carried out at 37-45 "C, the production is carried out at 35-37" C and a nutrient medium with a starch number of 60 to 85 per liter is used, which contains the carbon source and the organic nitrogen source in a ratio of 0.30 to 0.95: 1 and which, before seeding, has an NH4 ion concentration of up to 16 mM and a phosphate ion concentration 5 mM maximum.
On décrit ci-après la préparation de quelques souches de Bacillus appréciées. Les propriétés des souches de départ sont rapportées dans le tableau ci-dessous. The preparation of some preferred Bacillus strains is described below. The properties of the starting strains are reported in the table below.
Tableau I
Propriété S o u c h e s
MNG 00110 MNG 101012 MNG 101013
Phylaxia ATCC 9800 NCTC 6816 production de bacitracine bonne mauvaise néant
Résistance aux phages virulents sensible résistante résistante
Résistance aux antibiotiques
oxytétracycline résistante sensible résistante
érythromycine résistante sensible résistante
bacitracine résistante sensible résistante
Préparation des mutants à l'aide de la
N-méthyl-N'-nitro-N-nitroso-guanadine
On cultive la souche Bacillus MNG 00110 pendant une nuit dans un milieu nutritif à la composition suivante
extrait de levure 5 g
tryptone 10 g
NaC1 5g
MgSO4 10-4 4 M
-5
CaCl2 5 x 10 M
eau 1 litre (en abrégé ci-après : solution nutritive YT).Table I
S ouches property
MNG 00110 MNG 101012 MNG 101013
Phylaxia ATCC 9800 NCTC 6816 bacitracin production good bad none
Resistance to virulent phages susceptible resistant resistant
Antibiotic resistance
oxytetracycline resistant susceptible resistant
erythromycin resistant susceptible resistant
bacitracin resistant susceptible resistant
Preparation of mutants using
N-methyl-N'-nitro-N-nitroso-guanadine
Bacillus strain MNG 00110 is grown overnight in a nutrient medium of the following composition
yeast extract 5 g
tryptone 10 g
NaC1 5g
MgSO4 10-4 4 M
-5
CaCl2 5 x 10 M
water 1 liter (hereinafter abbreviated: nutrient solution YT).
La suspension de bactéries est diluée 50 fois et soumise à culture pendant encore 2 h. On centrifuge ensuite les cellules et on les met en suspension dans du tampon au phosphate 1/15 M (pH 6,0). On ajoute à la suspension 20 microgrammes de N-méthyl-N'-nitro-N-nitroso-guanadine par ml et on abandonne le mélange au repos pendant 1 h. On centrifuge les cellules, on les lave avec le tampon, on centrifuge à nouveau puis on met en suspension dans le milieu nutritif à la composition cidessus. On aère les cellules traitées pendant 2 h à 30"C puis on isole pour l'obtention de monocolonies (description du mode opératoire : cf. Sherrat et Collins,
J. Gen. Microbiol. 76, 217-230/1973/).The bacteria suspension is diluted 50 times and cultured for a further 2 h. The cells are then centrifuged and suspended in 1/15 M phosphate buffer (pH 6.0). 20 micrograms of N-methyl-N'-nitro-N-nitroso-guanadine per ml are added to the suspension and the mixture is allowed to stand for 1 hour. The cells are centrifuged, washed with the buffer, centrifuged again and then suspended in the nutrient medium of the above composition. The treated cells are aerated for 2 h at 30 ° C. and then isolated to obtain monocolonies (description of the procedure: cf. Sherrat and Collins,
J. Gen. Microbiol. 76, 217-230 / 1973 /).
Après l'isolement, on obtient une souche dont la production de bacitracine est supérieure de 20% à celle de la souche de départ. La nouvelle souche a été appelée PP-188. After isolation, a strain is obtained in which the production of bacitracin is 20% greater than that of the starting strain. The new strain was called PP-188.
Par irradiation aux UV
On lave la suspension de spores de la souche
PP-188 à deux reprises avec de l'eau distillée stérile puis on l'irradie par une lampe à UV (Philips Germicid, 30 W) d'une distance de 30 cm pendant 1,5 mn puis on isole sur milieu nutritif YTA (le milieu nutritif YTA a la même composition que la solution nutritive YT mais avec en plus 1,8% de gélose).By UV irradiation
The spore suspension of the strain is washed
PP-188 twice with sterile distilled water then it is irradiated with a UV lamp (Philips Germicid, 30 W) from a distance of 30 cm for 1.5 min then it is isolated on YTA nutrient medium ( YTA nutrient medium has the same composition as YT nutrient solution but with the addition of 1.8% agar).
Après le traitement aux UV, on isole une souche de mutants défectueux en ornithine/arginine. Cette souche a été appelée AH 22 et a été déposée sous le n" MNG 00343 à la collection de microorganismes hongroise. After the UV treatment, a strain of mutants defective in ornithine / arginine is isolated. This strain was called AH 22 and was deposited under number MNG 00343 in the Hungarian collection of microorganisms.
La souche croît bien sur milieu nutritif minimum à 50 microgrammes/ml d'ornithine, elle croît mal sur milieu nutritif minimum à 50 microgrammes/ml d'arginine et sa production d'antibiotique est supérieure d'environ 25% à celle de la souche initiale.The strain grows well on minimum nutrient medium at 50 micrograms / ml of ornithine, it grows poorly on minimum nutrient medium at 50 micrograms / ml of arginine and its antibiotic production is approximately 25% higher than that of the strain initial.
Isolement de mutants résistant à l'arséniate
On lave des cellules de la souche PP-188 à laide de sérum physiologique et on les met en suspen sion dans un milieu nutritif minimum Spizizen contenant, à la place des phosphates, 200 millimoles d'arséniate.Isolation of arsenate resistant mutants
Cells of strain PP-188 are washed with physiological saline and suspended in Spizizen minimum nutrient medium containing, instead of phosphates, 200 millimoles of arsenate.
On aère la culture pendant une nuit à 30"C. On centrifuge les cellules survivantes, on les lave avec la solution nutritive YT puis on les isole (mode opératoire
Alfesi, Friedberg et Friedberg, J. Bacteriol. 137, (1), 69-72 /1979/).The culture is aerated overnight at 30 ° C. The surviving cells are centrifuged, washed with YT nutrient solution and then isolated (procedure
Alfesi, Friedberg and Friedberg, J. Bacteriol. 137, (1), 69-72 / 1979 /).
La souche PP-188 a 25 descendants résistants à l'arséniate dont les productions de bacitracine sont supérieures de 10% pour 5 d'entre elles, d'environ 25% pour deux d'entre elles et d'environ 50% pour deux d'entre elles. La souche la meilleure productrice a été appelée AS 19 et déposée à la collection de microorganismes hongroise sous n" 00344. Pour produire la quantité optimale de bacitracine, cette souche nécessite un complément de phosphate (qui n'est pas nécessaire pour les autres souches). The strain PP-188 has 25 descendants resistant to arsenate whose bacitracin productions are higher by 10% for 5 of them, by about 25% for two of them and about 50% for two of them. 'between them. The best-producing strain was named AS 19 and deposited in the Hungarian microorganism collection under No. 00344. To produce the optimum amount of bacitracin, this strain requires supplementation of phosphate (which is not necessary for the other strains) .
Fusion des protoplastes
La préparation des protoplastes, la fusion et la régénération ont été effectuées selon le mode opératoire de Gabor et Hotchkiss (J. Bacteriol. 137 (3), 1346-1353 /1979/). Parmi les souches utilisées pour la fusion, l'une était résistante aux phages et insensible aux antibiotiques et l'autre était sensible aux phages et résistante aux antibiotiques. On a procédé à la fusion de la souche PP-188 dans un cas avec la souche MNG 101012 et dans l'autre cas avec la souche MNG 101013.Protoplast fusion
The preparation of the protoplasts, the fusion and the regeneration were carried out according to the procedure of Gabor and Hotchkiss (J. Bacteriol. 137 (3), 1346-1353 / 1979 /). Of the strains used for fusion, one was phage resistant and antibiotic insensitive and the other was phage sensitive and antibiotic resistant. The PP-188 strain was fused in one case with the MNG strain 101012 and in the other case with the MNG strain 101013.
Pour la préparation des protoplastes, on a lavé les cellules se trouvant en phase exponentielle avec une solution à la composition suivante
CaCl2 0,1 mM
MgC12 0,15 mM
K2SO4 0,05 mM
gélatine 1 g
saccharose 68,5 g
tampon au tris-HCl 0,05 M
(pu 7,4) complément à 1 litre -(en abrégé ci-après : solution BP). On a ensuite repris les cellules dans une solution BP contenant 0,1 mg/ml de lysozyme et on a soumis à une incubation de 45 mn à 37"C. On a lavé les protoplastes formés à deux reprises à l'aide de la solution BP. On a mélangé entre eux des volumes égaux des protoplastes à fusionner.A 0,2 ml du mélange de protoplastes, on a mélangé avec précautions 1,8 ml"de solution de PEG (solution de PEG : 4 g de polyéthylène-glycol 4000 dans 6 ml de solution BP). On a abandonné le mélange au repos pendant 1 mn puis on a dilué par la solution BP, isolé sur milieu nutritif YTA complété par 68,5 g/litre de saccharose puis régénéré.For the preparation of the protoplasts, the cells in the exponential phase were washed with a solution of the following composition
0.1 mM CaCl2
MgC12 0.15 mM
0.05 mM K2SO4
gelatin 1 g
sucrose 68.5 g
0.05 M Tris-HCl buffer
(pu 7.4) supplement to 1 liter - (hereinafter abbreviated: BP solution). The cells were then taken up in a BP solution containing 0.1 mg / ml of lysozyme and subjected to a 45 min incubation at 37 ° C. The protoplasts formed were washed twice with the solution. BP. Equal volumes of the protoplasts to be fused were mixed together. To 0.2 ml of the mixture of protoplasts, 1.8 ml of PEG solution (PEG solution: 4 g of polyethylene glycol were carefully mixed). 4000 in 6 ml of BP solution). The mixture was left to stand for 1 min and then diluted with BP solution, isolated on YTA nutrient medium supplemented with 68.5 g / liter of sucrose and then regenerated.
On a sélectionné les recombinants, après l'isolement, en présence de phages virulents et d'antibiotique afin d'exclure les souches de départ.Recombinants were selected, after isolation, in the presence of virulent phages and antibiotic in order to exclude the starting strains.
La sélection a été réalisée en détail de la manière suivante : les colonies développées après fusion et régénération des souches PP-188 et 101013 ont été prélevées par grattage et mise en suspension dans de 8 la solution nutritive YT contenant 10 phages virulents par ml. On a agité le mélange pendant 16 h à 37"C ; pendant cette agitation, la plupart des cellules sensibles aux phages sont mortes. On a recueilli les cellules surnageantes par centrifugation et on a traité par un antisérum de phages pour inactivation des phages virulents. On a ensuite isolé les cellules sur milieu nutritif YTA. On a transféré les colonies développées à l'aide d'une anse à prélèvement sur du milieu nutritif
YTA et respectivement sur du milieu nutritif YTA contenant, par cm3, environ 106 cellules de Micrococcus flavus ATCC 10240.On a soumis les plaques à incubation de 16 h à 37"C. Sur les colonies qui présentent un anneau d'inhibition sur milieu nutritif contenant Micrococcus flavus, on a étudié la production de bacitracine et la résistance aux phages. On a ainsi obtenu des souches de recombinants fusionnées bonnes productrices et résistantes aux phages. La meilleure d'entre elles donnait, même en présence de phages virulents, environ 80% de la production de la souche PP-188. Cette souche a été appelée HS-124.The selection was carried out in detail as follows: the colonies developed after fusion and regeneration of strains PP-188 and 101013 were removed by scraping and suspended in YT nutrient solution containing 10 virulent phages per ml. The mixture was stirred for 16 h at 37 ° C; during this shaking most of the phage sensitive cells died. Supernatant cells were collected by centrifugation and treated with phage antiserum for inactivation of virulent phages. Cells were then isolated on YTA nutrient medium, and developed colonies were transferred using a sample loop to nutrient medium.
YTA and respectively on YTA nutrient medium containing, per cm3, about 106 cells of Micrococcus flavus ATCC 10240. The plates were incubated for 16 h at 37 ° C. On colonies which show an inhibition ring on nutrient medium containing Micrococcus flavus, bacitracin production and phage resistance were investigated, resulting in good phage-producing and phage-resistant fused recombinant strains, the best of which, even in the presence of virulent phages, gave about 80 % of the production of strain PP-188 This strain was named HS-124.
La fusion des souches PP-188 et 101012 a été effectuée de manière analogue mais la solution YT contenait des phages virulents et 20 U/ml de bacitracine, ce qui a éliminé les deux souches de départ. On a formé de nombreuses souches bonnes productrices et résistantes aux phages. La meilleure d'entre elles avait une production identique à celle de la souche PP-188 même en présence de phages, et en l'absence de phages, sa production était supérieure de 50%. Cette souche a été appelée HS-13. The fusion of strains PP-188 and 101012 was carried out in an analogous manner but the YT solution contained virulent phages and 20 U / ml of bacitracin, which eliminated the two starting strains. Numerous strains that are good producers and resistant to phages have been formed. The best of these had an identical production to that of strain PP-188 even in the presence of phages, and in the absence of phages, its production was 50% higher. This strain was called HS-13.
La préparation des souches est illustrée schématiquement dans la figure unique des dessins annexés. The preparation of the strains is illustrated schematically in the single figure of the accompanying drawings.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée.The examples which follow illustrate the invention without, however, limiting its scope.
Exemple 1
Capacité de production des souches individuelles
1. Préparation de la matière d'ensemencement
(mode opératoire général)
On a ensemencé du milieu nutritif YTA par la souche concernée de Bacillus licheniformis et on a soumis à incubation, 120 h à 37"C. On a conservé la culture portant les spores à + 4"C. Sur la culture conservée sur gélose inclinée, on a prélevé la grosseur d'une tête d'épingle qu'on a transférée dans 100 ml de solution nutritive YT et on a secoué pendant 120 h. A l'expiration de cette période, la culture est porteuse de spores à 80%. On introduit 2 ml dans chaque cas de la suspension de spores dans un tube à essais portant un bouchon stérile et on conserve à + 40C jusqu'à l'utilisation.Avec 2 ml de la suspension de spores, on ensemence à chaque fois 100 ml de solution nutritive YT et on secoue pendant 16h à 30"C. Ces cultures constituent la matière d'ensemencement du stade opératoire suivant.Example 1
Production capacity of individual strains
1. Preparation of seed material
(general operating mode)
YTA nutrient medium was seeded with the relevant strain of Bacillus licheniformis and incubated for 120 h at 37 ° C. The culture bearing the spores at + 4 ° C was stored. From the culture stored on agar slant, the size of a pinhead was removed, transferred to 100 ml YT nutrient solution and shaken for 120 h. At the end of this period, the culture is 80% spore carrier. In each case, 2 ml of the spore suspension are introduced into a test tube with a sterile cap and stored at + 40 ° C. until use. With 2 ml of the spore suspension, 100 ml are inoculated each time. of nutrient solution YT and shaking for 16 hours at 30 ° C. These cultures constitute the seed material for the following stage of operation.
2. Culture productrice
On ajoute 10% de la matière d'ensemencement à 50 ml de solution nutritive BTK dont la composition est la suivante (en % en poids/volume)
farine de soja extraite 6,0 % en poids/volume
farine de mais 2,4 "
(NH4)2SO4 0,2
CaCO3 0,4
MgSO4,7H2O 0,02
MnSO4 ,4H2O 0,0015
Antihabzin A/3 1,0 dans de l'eau de ville. (L'Antihabzin A/3 est décrit dans le brevet-hongrois n 160 474).2. Productive culture
10% of the seed material is added to 50 ml of BTK nutrient solution, the composition of which is as follows (in% w / v)
soy flour extracted 6.0% w / v
corn flour 2.4 "
(NH4) 2SO4 0.2
CaCO3 0.4
MgSO4.7H2O 0.02
MnSO4, 4H2O 0.0015
Antihabzin A / 3 1.0 in tap water. (Antihabzin A / 3 is described in Hungarian Patent No. 160,474).
Dans un erlenmeyer de 500 ml, on introduit 50 ml de solution nutritive et on stérilise en 20 mn à 1200C < à pH 7-7,2). On secoue les cultures à 30"C sur
-1 une table à secouer à la fréquence de 220 mn -1 pendant 48 h. Les différentes souches donnent les productions suivantes de bacitracine
U/ml
MNG 00110 320
PP-199 384
MNG 00343 480
MNG 576
HS-124 310
HS-13 480
Exemple 2
Efficacité d'une addition de phosphate
On cultive la souche MNG 00344 comme décrit dans l'ex. 1 mais en complétant la solution nutritive par 0,02% en poids/volume de phosphate monopotassique.50 ml of nutrient solution are introduced into a 500 ml Erlenmeyer flask and sterilized over 20 minutes at 1200C <pH 7-7.2). The cultures are shaken at 30 "C on
-1 a table to shake at a frequency of 220 min -1 for 48 h. The different strains give the following productions of bacitracin
U / ml
MNG 00110 320
PP-199 384
MNG 00 343 480
MNG 576
HS-124 310
HS-13 480
Example 2
Efficiency of phosphate addition
MNG 00344 strain is grown as described in ex. 1 but supplementing the nutrient solution with 0.02% w / v monopotassium phosphate.
Le liquide de culture atteint un titre de 640 U/ml alors qu'on arrive à 576 U/ml en l'absence de phosphate (ex. 1).The culture liquid reaches a titre of 640 U / ml whereas one arrives at 576 U / ml in the absence of phosphate (ex. 1).
Exemple 3
Fermentation industrielle avec variation de
température
1. Préparation de la matière d'ensemencement
On utilise 100 ml d'une culture sur YT vieille 3 de 16 h pour ensemencer 4 m du milieu de culture K-3/72 dont la composition est la suivante
farine de soja extraite 4,5% en poids/volume
farine de mals 2,25
(NH4)2SO4 0,2
CaCO3 0,1
Antihabzin A/3 0,2% en volume dans l'eau de ville. La matière d'ensemencement est cultivée à 30"C sous une aération de 0,25 litre d'air par litre de liquide et par mn pendant 12 h. Avant l'ensemencement dans le fermenteur, le milieu de culture est stérilisé en 45 mn à 125"C et a ensuite un pH de 6,8 à 7,2. Example 3
Industrial fermentation with variation of
temperature
1. Preparation of seed material
100 ml of a 16-hour old YT culture is used 3 to inoculate 4 m of the K-3/72 culture medium, the composition of which is as follows
soy flour extracted 4.5% w / v
mals flour 2.25
(NH4) 2SO4 0.2
CaCO3 0.1
Antihabzin A / 3 0.2% by volume in tap water. The seed material is cultivated at 30 ° C. under an aeration of 0.25 liters of air per liter of liquid and per minute for 12 hours. Before inoculation in the fermenter, the culture medium is sterilized over 45 minutes. at 125 ° C and then has a pH of 6.8 to 7.2.
2. Culture productrice
3 On ensemence 19 m de solution nutritive K-6
3 par 1 m d'inoculat. Composition de la solution nutritive
en poids/volume
farine de soja extraite 6,74
farine de mais 3,47
< NH4)2SO4 0,13
CaCO3 0,39
MgSO4, 7H20 0,021
MnSO4, 4H 20 0,0016
Antihabzin A/3 0,2 dans l'eau de ville. Le fermenteur est stérilisé en 60 mn à 125"C au bout desquelles le pHest de 6,8 à 7,2. La fermentation est effectuée à 300C pendant les huit premières h puis à 37"C de la trentième h jusqu'à la fin.Dans le premier stade opératoire, le taux d'aération est de 0,25 litre d'air par litre de liquide et de culture et par mn et au deuxième stade opératoire, il est de 0,5 litre d'air. La durée de fermentation est de 30 à 35 h ; à la fin de la fermentation, le pH est de 8,0 à 8,3. On détermine les activités suivantes en bacitracine :
PP-188 530 U/ml
HS-13 570 U/ml.2. Productive culture
3 19 m of nutrient solution K-6 is inoculated
3 per 1 m of inoculate. Composition of the nutrient solution
in weight / volume
soy flour extracted 6.74
corn flour 3.47
<NH4) 2SO4 0.13
CaCO3 0.39
MgSO4, 7H20 0.021
MnSO4, 4H 20 0.0016
Antihabzin A / 3 0.2 in tap water. The fermenter is sterilized over 60 minutes at 125 "C at the end of which the pH is 6.8 to 7.2. Fermentation is carried out at 300C for the first eight hours then at 37" C from the thirtieth hour until the end. In the first stage of operation, the aeration rate is 0.25 liters of air per liter of liquid and culture and per minute and at the second stage of operation, it is 0.5 liters of air. The fermentation time is 30 to 35 hours; at the end of fermentation, the pH is 8.0 to 8.3. The following activities in bacitracin are determined:
PP-188 530 U / ml
HS-13 570 U / ml.
Exemple 4
Remplacement de la farine de soja
On opère comme décrit dans l'ex. 3 mais on remplace la farine de soja extraite par 10% en poids/ volume de farine de luzerne (ou 10,53% en poids/volume de farine de pois) et 2,1% en poids/volume de farine de mais. Les résultats obtenus à la synthèse de bacitracine sont les mêmes. Example 4
Substituting soy flour
We operate as described in ex. 3 but the extracted soy flour is replaced by 10% w / v alfalfa flour (or 10.53% w / v pea flour) and 2.1% w / v corn flour. The results obtained for the synthesis of bacitracin are the same.
Exemple 5
Optimisation du profil de température
On opère comme décrit dans l'ex. 3 mais avec une température de fermentation de 39 C dans les neuf premières h qu'on abaisse ensuite de 1 C à l'heure jusqu'à la douzième h. A partir de la douzième h jusqu'à la fin, la température est de 36 C. Le taux d'aération est constant, ae 0,5 litre d'air par litre de liquide de culture et par mn. La durée de fermentation tombe à 25-28 h et le rendement en bacitracine est le même.Example 5
Optimization of the temperature profile
We operate as described in ex. 3 but with a fermentation temperature of 39 C in the first nine hours which is then lowered by 1 C per hour until the twelfth hour. From the twelfth hour until the end, the temperature is 36 C. The aeration rate is constant, at 0.5 liters of air per liter of culture liquid and per minute. The fermentation time falls to 25-28 h and the bacitracin yield is the same.
Exemple 6
Milieu nutritif optimal 3
On ensemence 4 n de milieu nutritif d'inoculat
AGI par 100 ml d'une culture sur YT vieille de 16 h. La composition du milieu AGI est la suivante
farine de soja extraite 4,0 % en poids/volume
farine de maïs 1,0
CaCO3 0,3 I'
MgSO4,H2O 0,02 'I
Antihabzin A/3 0,2% en volume
On stérilise le milieu nutritif en 5 mn à 125 C. Après l'ensemencement, le pH est de 6,8 à 7,2.Example 6
Optimal nutrient medium 3
4 n of inoculate nutrient medium is inoculated
AGI per 100 ml of a 16 h old YT culture. The composition of the AGI medium is as follows
soy flour extracted 4.0% w / v
corn flour 1.0
CaCO3 0.3 I '
MgSO4, H2O 0.02 'I
Antihabzin A / 3 0.2% by volume
The nutrient medium is sterilized over 5 min at 125 ° C. After inoculation, the pH is 6.8 to 7.2.
On cultive à 37 C sous agitation, avec une aération de 0,25 litre d'air par litre de milieu et par mn pendant
3 24 h, jusqu'à formation des spores. Avec 1 m de l'ino- culat, on ensemence 19 m de milieu nutritif AG à la composition suivante
farine de soja extraite 6,74 % en poids/volume
farine de mais 5,7S
(NE)2S 4 0,05
CaCO3 0,53
MgSO4,7H2O 0,021
kinSOS,4H2O 0,0016
Antinabzin A/3 0,2% en volume
Le fermenteur a été stérilisé en 60 mn à 125"C au bout desquelles le pH était de 6,8 à 7,2. L'aération et le régime de température sont les mêmes que dans l'ex. 5. La durée de fermentation est de 28 à 30 h et à la fin de la fermentation, le pH est de 7,4 à 7,8.Cultivation is carried out at 37 ° C. with stirring, with aeration of 0.25 liters of air per liter of medium and per minute for
3 24 h, until spores form. With 1 m of the inoculate, 19 m of AG nutrient medium is inoculated to the following composition
soybean flour extracted 6.74% w / v
corn flour 5.7S
(NE) 2S 4 0.05
CaCO3 0.53
MgSO4.7H2O 0.021
kinSOS, 4H2O 0.0016
Antinabzin A / 3 0.2% by volume
The fermenter was sterilized over 60 minutes at 125 ° C. at the end of which the pH was 6.8 to 7.2. The aeration and the temperature regime are the same as in Example 5. The fermentation time is 28 to 30 h and at the end of fermentation the pH is 7.4 to 7.8.
Titre en bacitracine
PP-188 630 U/ml
HS-13 817 U/ml Bacitracin titer
PP-188 630 U / ml
HS-13 817 U / ml
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| US2498165A (en) * | 1946-05-29 | 1950-02-21 | Balbina A Johnson | Process for producing bacitracin |
| US2813061A (en) * | 1954-11-30 | 1957-11-12 | Ziffer Jack | Production of bacitracin |
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Patent Citations (2)
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| US2498165A (en) * | 1946-05-29 | 1950-02-21 | Balbina A Johnson | Process for producing bacitracin |
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| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 83, no. 11, 15 septembre 1975, page 284, résumé no. 93429f, Columbus, Ohio, US; L. PASS et al.: "Anabolic and catabolic routes of arginine metabolism in Bacillus subtilis producing bacitracin", & ACTA BIOCHIM. POL. 1974, 21(2), 213-24 * |
Also Published As
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