AT153186B - Verfahren zur Herstellung von cellulose- und hemicellulosespaltenden Enzymen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   cellulose- und hemicellulosespaltenden   Enzymen. 



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochwirksamer eellulose-und hemicellulosespaltender Enzyme, welches eine Gewinnung dieser insbesondere für therapeutische aber auch für verschiedene technische Zwecke geeigneten Stoffe in technischem Ausmass ermöglicht. 



   Man hat bereits aus Malz [H. 128 (1923) 284 ; 131 (1923) 262] und Schneckendarm [Helv. 7 (1924) 144,916 ; 8 (1925) 797 ; 9 (1926) 893]   eellulose-und hemicellulosespaltende   Enzyme gewinnen können. Auch im Pansen des Rindes wurde eine Pilzart, der Aspergillus cellulose, gefunden, der eellulose-und hemicellulosespaltende Enzyme liefert [H. 96 (1915) 236]. Ferner wurden aus Aspergillus orycae Präparate gewonnen, die Cellulase und Hemicellulase enthalten [Lafar, Hdb. d. techn. Mykologie, II. Aufl. (1905), Bd. IV, S. 259]. 



   Diese Verfahren sind jedoch durchweg zur technischen Gewinnung der in Frage stehenden Enzyme ungeeignet ; zum einen Teil sind die Ausgangsmaterialien nur schwer zu beschaffen und ihr Gehalt an wirksamer Substanz so gering, dass eine wirtschaftliche Gewinnung der Enzyme ganz ausschaltet, zum andern Teil sind zwar die Ausgangsmaterialien geeignet, jedoch die bisher getroffenen Massnahmen so unzulänglich, dass Präparate von nur ganz geringer Wirksamkeit erzielt werden. 



   Es wurde nun gefunden, dass man aus Schimmelpilzen auf technisch gangbare Weise celluloseund hemicellulosespaltende Enzyme hoher Wirksamkeit erhalten kann, wenn man das Pilzwachstum bis zu einem ganz bestimmten Stadium durchführt. Es ist bekannt, dass man aus Aspergillus orycae ein hauptsächlich aus Amylase bestehendes Enzymgemisch erhält, wenn man das Pilzwaehstum in einer Entwicklungsstufe unterbricht, in der die   Mycelbildung   ihr Maximum erreicht hat und eben die Bildung von   Konidienträgern   beginnt ; in diesem Stadium, das bei den gegenwärtig zumeist üblichen Züchtungsbedingungen nach ungefähr 42-48 Stunden eintritt, hat die Amylasemenge ein Optimum erreicht ; sie geht bei weiterer Züchtung wieder langsam zurück.

   Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, dass man die   Züchtung   der Pilzarten über dieses Amylaseoptimum hinaustreibt. Es ergibt sich dabei der überraschende Effekt, dass die Menge und Wirksamkeit der Cellulase und der Hemicellulasen bei weiterer Züchtung ständig ansteigt, um schliesslich etwa den doppelten Wert zu erreichen. 



   Für die Kontrolle des Entwicklungszustandes sind folgende leicht erkennbare Merkmale wesentlich : Gegen Ende des sogenannten Mycelstadiums findet man die ganze Masse von weissem Mycel durchwachsen. Es befinden sich bereits Konidienträger im Stadium der Konidienbildung. Im Verlaufe der weiteren Züchtung, auf die es hier ankommt, wird die reichliche Bildung von Sporen daran erkenntlich, dass die ganze Masse in der Farbe der Sporen (im Falle von Aspergillus orycae gelb bis gelbgrün) erscheint. Wenn der Farbumschlag erreicht ist, kann die Züchtung abgebrochen werden. 



   Die Zeit, welche der Pilz zum Wachstum bis zu dem eben gekennzeichneten Stadium braucht, 
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 Nährböden, Zusatz von Nährsalzen, Aktivatoren u. dgl. ab, welche die Züchtungsdauer wesentlich beeinflussen können. 



   Zur Kontrolle dieser Vorgänge und zur Einhaltung der optimalen   Züchtungszeiten   kann man 
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 als Substrat und das Optimum an gebildeten   eellulose-und hemicellulosespaltenden   Enzymen mittels umgefällter Cellulose als Substrat bestimmen. Auch die Methoden von Karrer [Helv. 6 (1923) 800] haben sich zur Bestimmung des Liehenase-Wertes als brauchbar bewährt.   Erfindungsgemäss lassen   sich   Enzymgemisrhe   gewinnen mit einem Lichenase-Wert von etwa 0-7. 

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   Das vorliegende Verfahren ist beispielsweise auf alle Aspergilleen, wie z. B. Aspergillus candidus, Aspergillus cellulose, Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus terreus, Aspergillus Wentii und auf in ihren Eigenschaften ähnliche Pilzarten, wie z. B.   Penieüliumarten,   ferner auch auf andersartige Schimmelpilze, z. B. auf Rhizopus-und Botrytisarten, wie Botrytis einerea, Botrytis verrucosa, ferner auf Fusariumarten, wie Fusarium solani, Fusarium oxysporum, Fusarium scirpi, und auf Oidiumarten, wie Oidium aurianticum, anwendbar. 



   Für die Züchtung der gemäss vorliegender Erfindung in Betracht kommenden Schimmelpilze verwendet man zweckmässig solche Nährböden, die neben hinreichenden Mengen von Eiweisssubstanzen und Mineralsalzen Cellulosen enthalten. Nährböden dieser Art sind z. B. Getreidesamen, Malz, Kleie, mit Nährlösungen (Eiweisslösungen oder Peptonen und Mineralsalzen)   durchtränktes   Sägemehl u. dgl. 



   Die gewonnenen Enzymgemische enthalten Cellulase und mehrere   Hemicellulasen,   z. B. auch solche, welche Xylan, Pektin, Mannane, Chitin u. a. angreifen. Ferner sind Amylase, Cellobiase, Glukosidasen, Proteasen und Phosphatasen vorhanden. 



   Alle diese Enzyme können in ihrer Gesamtheit durch Extraktion mittels Wasser gewonnen und nach üblichen Methoden aufgearbeitet werden. 



   Eine Trennung einzelner Enzyme aus dem Enzymgemisch kann wie üblich   vorgenommen   werden, z. B. durch Adsorption und darauf folgende Elution, wobei man nicht nur die üblichen Adsorptionsmittel, wie Kohle, Kieselsäure, Kaolin, Metalloxyde und-hydroxyde, sondern auch natürliche oxydische Mineralien, wie Bauxit und Diaspor, verwenden kann. 



   Durch Dialyse erreicht man eine weitgehende Beseitigung indifferenter Ballaststoffe, ebenso auch ein Verschwinden des inulin-und mannanspaltenden Fermentes. 



   Eine Isolierung der'Enzyme kann auch mittels Alkohol vorgenommen werden, wobei gleichzeitig eine Abtrennung von Ballaststoffen und von unangenehmen Geschmacksstoffen erreicht wird. 



   Eine Reinigung von diesen Stoffen kann man auch durch Behandeln des gewonnenen Enzympulvers mit verdünntem Alkohol erreichen. 



   Beispiel :   1-5      & y   Kleie werden mit   l !   Wasser angerührt, gegebenenfalls unter Zusatz von   15   g eines aus Phosphaten bzw. Sulfaten des Kaliums, Calciums, Magnesiums oder Ammoniums bestehenden üblichen   Nährsalzgemisches.   Die Kleie wird sterilisiert und nach dem Abkühlen mit Aspergillus orycae 
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 wickeln, bis die gesamte Masse von einem gleichmässigen, gelbgrünen Sporenrasen überzogen ist. Hierauf extrahiert man mit Wasser, dampft die wässerigen Extrakte ein oder bringt das Material in trockene Form. 



   Das so erhaltene Produkt eignet sich insbesondere für den Aufschluss stark kohlehydrathaltiger Stoffe und Vegetabilien. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von   cellulose-und hemicellulosespaltenden   Enzymen aus Aspergilleen nach   üblichen   Methoden, dadurch gekennzeichnet, dass man von Aspergillusarten oder gleich- 
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 Sporenbildung gezüchtet wurden.

Claims (1)

1. 2. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man an Stelle von Aspergilleen andersartige Schimmelpilze (beispielsweise Rhizopus-, Botrytis-, Fusariumund Oidiumarten) verwendet.