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Verfahren zur Gewinnung von triebfähigen Mikroorganismen Die Erfindung betrifft die Gewinnung von triebfähigen Mikroorganismen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Pilze, wie Rhizopus japonicus, Oidium, Penicillium usw. sei es als Einzelkulturen, sei es in Symbiose unter sich und mit Hefe auf entsprechenden Nährböden zu kultivieren, die Kulturen zu trocknen und zu mahlen oder als flüssige und filtrierte Extrakte als Backhilfsmittel bei der Herstellung von Brot und anderen Backwaren zu verwenden. Diese Pilzkulturen oder deren Extrakte wirken im wesentlichen stärkeverflüssigend. Es ist ferner bekannt, dat gewisse Schimmelpilze unter geeigneten Bedingungen alkoholische Gärungen hervorrufen können. Diese Fähigkeit der Schimmelpilze wird auch technisch ausgewertet, z. B. in der Amylobrennerei, bei welcher stärkehaltige Gärsubstrate durch Schimmelpilze der Gattung Mucor, insbesondere durch Mucor amylomyces verzuckert und vergoren werden.
Die Gärung vollzieht sich jedoch sehr langsam, so dass sie in der Regel durch eine Hefegärung unterstützt wird. Für die Anwendung in der Teiggärung sind die genannten Pilze nicht geeignet. Es ist weiter aus wissenschaftlichen Veröffentlichungen bekannt, dass andere Schimmelpilze bei submersem Wachstum Alkohol zu bilden vermögen, z. B. die Fusariumarten.
Derartige Schimmelpilze sind zwar nicht zur Gewinnung von Alkohol, wohl aber zur biologischsynthetischen Gewinnung von Fett benutzt worden. Alle diese Gattungen von Schimmelpilzen stellen aber, gleichgültig, ob die Gewinnung von Alkohol oder die Vermehrung der Pilze in grossem Massstabe angestrebt wird, an das Gärsubstrat hohe Anforderungen und erfordern die sorgfältige Einhaltung bestimmter Arbeitsbedingungen, da diese Pilze sehr empfindlich und anspruchsvoll sind.
Da die üblicherweise zur Durchführung alkoholischer Gärungen verwendeten Hefen der Gattung Saccharomyces cerevisiae bedeutend geringere Anforderungen an das Gärsubstrat stellen und eine höhere Vermehrungsenergie aufweisen als die bisher technisch verwendeten Schimmelpilze, erschien von vornherein die Verwendung von Schimmelpilzen bei Verfahren, bei welchen die alkoholische Gärung in Betracht kommt, regelmässig niç mr aussichisreich. Der Erf ; nder haz-z, i nun die Aufgabe gestellt, triebf : ihlge, d. h. zur alkoholischen Gärung unter den Bedingungen der Bäckerei geeignete Mikroorganismen zu gewinnen und dabei die Fähigkeit der Schimmelpilze, das Substrat besser auszunutzen als dies durch Presshefe möglich ist, zunutze zu machen.
Um Schimmelpilze für den genannten Zweck verwenden zu können, müssen zwei Grundforderungen erfüllt sein : Die Schimmelpilze müssen eine ausreichende Vermehrungsenergie und ein entsprechendes Gärungsvermögen besitzen, um im Teig innerhalb kurzer Zeit die notwendige Lockerung herbeizuführen. Hiezu sind die oben erwähnten Schimmeipilzarten nicht befähigt. Die Forschungen des Erfinders haben nun zu der Feststellung geführt, dass Schimmelpilze, die nach der Systematik von Diddens und Lodder (Die Hefesammlung des"CentralBureau voor Schimmelcultures", II. Teil, "Die anaskoporogenen Hefen", N. V.
Noord- Hollandsche Uitgevers Maatschappi), Amsterdam
1942) zur Unterfamilie der Mycotoruloideae der Familie der Torulpsidacaeae gehören und insbesondere Schimmelpilze der Gattung Candida, vor allem Candida Berkhout emend. Diddens und Lodders überaus geringe Ansprüche an das
Gärsubstrat stellen und dabei eine sehr gute Vermehrungsfähigkeit besitzen. Die gewöhnlichen
Stämme dieser Schimmelpilze sind aber an sich für den gewünschten Zweck nicht geeignet, da sie von Haus aus nur eine geringe Gärfähigkeit besitzen.
Erfindungsgemäss wird nun die Triebfähigkeit dieser Schimmelpilze durch Umzuchtung erhöht und ihnen damit die Fähigkeit zur Alkohol-bzw.
Kohlensäurebildung erteilt : Demgemäss besteht das Verfahren gemäss der Erfindung zur Ge- winnung triebfähiger Mikroorganismen darin, dass man an sich nicht triebfähige oder nur schwach triebfähige Schimmelpilze der Unter- familie der Mycotoruloideae der anaskosporogenen
Hefen, insbesondere der Gattung Candida, vor- zugsweise Candida Berkhout emend. Diddens und Lodders, wiederholt in Nährlösungen, zweck- mässig in stickstoffreichen Lösungen und in
Gegenwart von Wuchs-und Wirkstoffen, um-
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züchtet und unter Bedingungen, welche die alkoholische Gärung unterdrücken, hingegen die Vermehrung begünstigen, vermehrt.
Sowohl zwischen den Umzüchtungen als auch vor oder während der Vermehrung der Schimmelpilze konnen Gärstufen eingeschaltet werden, um die Mikroorganismen zu kräftigen.
Die Umzüchtung der an sich nicht triebfähigen oder schwach triebfähigen Schimmelpilze erfolgt 1n an sich bekannter Weise, vorzugsweise in der Art, dass bei jeder Umzüchtung aus einer auf festem Nährboden, z. B. auf Würze-Agar-Agar gezüchteten Reinkultur ausgewählte Pilze in ein geeignetes flüssiges Substrat übertragen werden, dieses einer 24stündigen kräftigen Belüftung unter sterilen Bedingungen unterworfen und aus der gebildeten Kultur eine Reinkultur nach dem Plattenverfahren (Koch) angelegt wird.
Dieses Umzüchtungsverfahren wird so lange fortgesetzt, bis der Gärversuch keine Steigerung der Gärfähigkeit mehr anzeigt.
Für die eigentliche Vermehrungsstufe kommen insbesondere auch solche Gärsubstrate in Betracht, welche für die Vermehrung von Presshefe (Saccharomyces cerevisiae) minder geeignet sind.
So eignen sich für die Vermehrung der umgezüchteten Schimmelpilze auch Sulfitablauge, Schlempe, Holz-oder Pflanzenhydrolysate u. dgl.
Die Vermehrung in diesen Nährsubstraten geht unter Zusatz der üblichen Nährsa'ze und Wuchsbzw. Wirkstoffe nach der in der Presshefefabrikation üblichen Arbeitsweise, insbesondere unter Zulauf und unter Feinbelüftung, leicht vor sich, wobei die Bedingungen derart eingeregelt werden, dass eine alkoholische Gärung möglichst herabgesetzt oder unterdrückt wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung hat somit insbesondere den Vorteil, dass es die Gewinnung triebkräftiger Schimmelpilze auf Substraten t : 1"möglicht, die zur Hefefabrikation wenig geeignet sind. Die Triebkraft derart gewonnener Schimmelpilze übertrifft bei weitem diejenige der sogenannten Wuchshefen, wie Torula utilis.
Ein nicht zu unterschätzender Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht weiter darin, dass die Pilzmasse hauptsächlich als Mycel anfallt und damit eine leichte Trennung der Pilzmasse vom Nährsubstrat ermöglicht.
Ausführungsbeispiel : 1. Umzüchtung.
Von einer dickbreiigen Suspension einer Kultur von Candida, sp. Berkhout emend. Diddens und Lodders in Würze wurden ungefähr 1 cm3 in 100 c ; n3 einer sterilen Würze eingetragen.
Diese Kultur wurde (GÅarversuch nach Kluyver) auf die Gärfähigkeit in Würze untersucht und zeigte bei 30 innerhalb 24 Stunden 0 cm : 1 Kohlensäureentwicklung. Die oben genannten mit der Schimmelpilzkultur beimpften 100 cm3 Würze wurden nun 24 Stunden lang bei 30 unter Zugabe von etwas Gärfett intensiv belüftet. Nach 24 Stunden wurde von dieser Kultur eine Platten-
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wurde von der Platte in entsprechender Verdünnung eine kräftige Kolonie ausgewählt und in Würze ohne Belüftung zur Vermehrung gebracht. Eine Überprüfung des Gärvermögens ergab nun unter den gleichen Bedingungen wie oben eine Kohlensäureentwicklung von 0-6 cm3.
Dieses Verfahren der Umzüchtung wurde nun wiederholt und ergab nach der dritten Umzüchtung eine Kultur mit einer Kohlensäureentwicklung von 3-7 ni3. Bei weiteren Umzüchtungen wurden für die Kohlensäureentwicklung -bkraft) Werte erhalten, die jener der Kohlensäuftentwicklung der Hefe annähernd gleich waren.
2. Vermehrung.
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wie Anst. clhefe vermehrt und schl'esslich in dem Gärsuurat. z. B. in einer Holzzuckerlösung und unter Zusatz von Nährsalzen und Wuchsund Wirkstoffen oder solche enthaltenden Stoffen nach dem Zulaufverfahren vermehrt.
Die Ausbeuten betragen, auf Zucker gerechnet, 180-220os bei einem Wassergehalt von 70né.
In der Presshefeerzeugung ist vorgeschlagen worden, eine nach den üblichen Methoden gewonnene Hefe nach Beendigung oder doch in einem fortgeschrittenen Stadium der Vermehrung zur Beseitigung von Degenerationserscheinungen, allenfalls zur Behebung eines Rückganges der Triebkraft, einer zweistufigen Nachbehandlung zu unterwerfen, wobei in der einen Arbeitsstufe die Hefe in einer stickstoffreichen, auch noch etwas Zucker enthaltenden Nährlösung unter gleichzeitiger Hemmung der Vermehrung weiter entwickelt wird, in der zweiten Arbeitsstufe dagegen eine kohlehydrat- reiche Nährlösung ohne neuerliche Zugabe von
Stickstoff zur Anwendung gelangt, in welcher, ebenfalls unter Hemmung, jedoch ohne voll- ständige Unterbindung der Vermehrung, eine kräftige rasch verlaufende Gärung durchgeführt wird.
Nach einem anderen Verfahren der Press- hefeerzeugung wird während der Hauptgärung, sei es bei der Herstellung von Stellhefe oder der
Erzeugung von Verkaufshefe, die verbrauchte
Nährlösung periodisch vollständig ausgetauscht, wobei innerhalb ein und desselben Fabrikations- abschnittes die verbrauchte Nährlösung nicht nur erneuert sondern auch gewechselt wird, so dass verschiedene Rohstoffe gleichzeitig, jedoch voneinander getrennt verwendet werden (Wechsel- verfahren). In allen diesen Fällen handelt es sich um eine künstliche Aufbesserung von gewöhn- licher Hefe (saccaromyces cerevisiae) im Zuge der technischen Verhefung, wogegen die Er- findung die Umzüchtung von an sich nicht oder nur schwach triebfäh gen Schimmelpilzen be- stimmter Art zum Zwecke der Gewinnung triebfähiger Mikroorganismen beinhaltet.
Die Anwendung von Holzzuckerlösungen,
Sulfitablauge u. dgl. als Nährlösung für Hefe ist an sich bekannt.