Terfaliren zur Erzeugung -von insbesondere für Futterzwecke geeigneten Pilzen. Die Verarbeitung von in der Zellstoff- industrie anfallenden Sulfitablaugen auf Al kohol und andere Gärungserzeugnisse wird heute bereits in grossem 'Iassstabe durchge führt. Auch die Herstellung von Hefe aus diesen Sulfitablaugen ist bekannt. Die bei der vorgenannten Alkoholgewinnung anfallenden Abwässer wurden jedoch bisher verloren ge geben.
Die vorliegende Erfindung betrifft. nun die Aufarbeitung der Schlempe von vergore ner Sulfitablauge, um diese unter gleichzei tiger Gewinnung wertvoller Stoffe unschäd lich zu machen, und zwar dadurch, dass man sie noch als Nährflüssigkeit für bestimmte Hefearten verwendet, die insbesondere für Futterzwecke geeignet sind.
Das den Gegenstand der Erfindung bil dende Verfahren zur Erzeugung von insbe sondere für Futterzwecke geeigneten Pilzen ist dadurch gekennzeichnet, dass Pentosen assimilierende Hefearten in Schlempe aus ver gorener Sulfitablauge gezüchtet werden.
Die erfindungsgemässe Verarbeitung der Schlempe von vergorener Sulfitablauge mit den genann- ten -Mikroorganismen erfolgt zweckmässig nach dem bekannten Zulaufverfahren. Beson ders geeignet ist die vollkontinuierliche Ver arbeitung der genannten Schlempen unter Anwendung hoher Konzentrationen in Mikro organismen und Rückführung solcher in das Zuchtgefäss.
Unter einer solchen vollkonti nuierlichen Arbeitsweise versteht man eine Züchtung vonikroorganismen mit kon tinuierlichem Zulauf der Nährflüssigkeit (in diesem Falle Schlempe von vergorener Sulfit- ablauge) und kontinuierlichem Ablauf von Mikroorganismen-Suspension, wobei gleich zeitig ein Teil der abgezogenen Mikroorganis men nach teilweiser Abtrennung von' der Flüssigkeit wieder zur Aufrechterhaltung einer hohen Mikroorganismen-Konzentration in das Zuchtgefäss zurückgeführt wird.
In der Schlempe von vergorener Sulfit- ablauge sind beträchtliche Mengen Pentosen, insbesondere Xylose, enthalten, im allgemei- nen aber keine Hexosen oder nur geringe Men gen davon.
Aus diesem Grunde eignen sich zur Verarbeitung dieser pentosehaltigen Zuk- kerlösungen nur Pentosen assimilierende FIefearten, wobei es sich zeigte, dass gute Erfolge mit Torula- und Moniliaarten, ins besondere mit letzteren, erzielt werden kön nen, wobei aber auch Mischungen von Pilzen der beiden genannten Arten für die Ver- hefung benützt werden können.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zur Verwendung kom menden Mikroorganismenstämme seit vielen Generationen in pentosenreichen Nährflüssig keiten gezüchtet wurden. Zur Anregung des Wachstums der Mikroorganismenzellen kann der zur Verarbeitung kommenden Ablauge mit Vorteil etwas Hexose zugesetzt werden, jedoch ist es nicht unbedingterforderlich. Die Gegenwart geringer Mengen von Hexosen wird zweckmässig dadurch erreicht, da.ss die vorangehende alkoholisehe Gärung nicht ganz zu Ende geführt wird.
Da die Schlempen von vergorener Sulfitablauge im allgemeinen nicht ausreichende Mengen Stickstoff, Phosphor säure, Kali und Magnesium enthalten, wird man ihnen in der Regel die entsprechenden Mengen dieser Nährsalze vor der Züchtung der Mikroorganismen zusetzen.
Vorteilhafter weise kann der Zusatz dieser Stoffe bezw. eines Teils derselben schon zu der sauren Sul- fitablauge, also vor der alkoholischen Gärung, erfolgen, so dass diese Stoffe die alkoholische Gärung passieren und dann bei der Züchtung der Mikroorganismen bereits in der Schlempe vorhanden sind.
In diesem Falle verwendet man zweckmässig als Nährstoffe feingemah lenes Rohphosphat und Rohsteinsalze, wie Kainit und Silvin. Als Stickstoffträger kön nen Ammoniakwasser oder Ammoniumverbin- dungen verwendet werden, -,velche zw eck- mässig erst vor oder während der Hefeziich- tung zugegeben werden.
Die Züchtung der Mikroorganismen erfolgt zweckmässig zwi schen 25 und 35 C und mit einer Konzen tration von 50-400 g, vorzugsweise etwa 200 g, lebender Mikroorganismen im Liter und bei einem pH von 4-6,5, vorzugsweise zwischen pH 5 und 5,5. <I>Beispiel:</I> 1 cm' Sulfitablauge mit 3,5 % reduzieren dem Zucker werden nach Zusatz von Nähr salzen mit Phosphorsäure, Kali oder Magne sia, die für 10 kg Hefetrockensubstanz aus reichen<B>(</B>0,5-0,6 kg P.;05; 0,25 kg K; 0,05 kg Mg), neutralisiert, abgekühlt und in bekann ter Weise auf Alkohol vergoren.
Die entstan denen 10 Liter Alkohol werden abgetrieben. Dann wird die Schlempe der vergorenen Sul- fitablauge auf 30 abgekühlt und mit so viel Ammoniakwasser, dass der Ansatz 0,4 kg N enthält, im Zulaufbelüftungsverfahren zur Hefezüchtung verwendet. Es entstehen 10 kg Hefe, als Trockensubstanz getrocknet, mit 5 kg Eiweiss.
Wie oben angeführt, erfolgt die Ver gärung vorteilhaft mit Torula- oder Monilia- a.rten. Innerhalb der Gattung Monilia, welche eine grössere Gruppe von hefeartigen Pilzen umfasst, sind die Candidaarten für die Er zeugung von insbesondere für Futterzwecke geeigneten hefeartigen Pilzen unter Verwen dung von Schlempe von vergorener Sulfit- ablauge als Nährflüssigkeit besonders geeig net.
Dies gilt vor allem für die Candida- arten: Candida arborea, Candida tropica.lis, Candida pelliculosa, Candida puleherrima und Candida Guilliermondi,
von welchen wiederum Candida arborea und Candida tro- picalis sich als ganz besonders geeignet er wiesen und zu den besten Ergebnissen ge führt haben, und Candida arborea sich als vorteilhafteste Candidaart ergeben hat.
Die bei Verwendung von hefeartigen Pil zen der Gattung Monilia für die eingangs er wähnten Zwecke erzielbaren Vorteile treten bei einem Arbeiten mit Candidaarten, vor allem Candida arborea und Candida tropi- ea.Iis, besonders deutlich in Erscheinung. Dies gilt vor allem hinsichtlich der Lebenskräftig- keit, der Möglichkeit einer Dauerzüchtung mit ein- und demselben Stamm und der Eig nung zur Verarbeitung von Pentosen.
Wie sich weiterhin zeigte, können mit Vorteil auch Misehungen von mehreren ver schiedenen Candidaarten oder Mischungen ss solcher mit anderen Mikroorganismen, vor zugsweise Torulopsisarten, verwendet werden.
So wurden sehr gute Ergebnisse zum Beispiel mit Mischungen von 807o Candida tropicalis und 20 % Torula utilis, mit Mischungen von <B>90</B>% Candida tropicalis und 10,120' Candida pulcherrima und mit Mischungen von 75 Candida tropicalis, 10 % Guilliermondi,
5 Candida pulcherrima und 10% Torula utilis erzielt.
Ferner wurde durch Versuche festgestellt, dass unter vergleichbaren Bedingungen in pen- tosehaltigen Lösungen zum Beispiel Candida tropicalis gegenüber Torula utilis die 1,7fache Vermehrungsgeschwindigkeit besitzt.
Von den besonderen Vorteilen der vorge nannten Candidaarten für die eingangs ge nannten Zwecke seien noch die folgenden hervorgehoben: 1. Sie besitzen ausgesprochen dicke Zell- wände und können daher nur sehr schwer mechanisch geschädigt oder von Bakterien angegriffen werden.
2. Sie zeigen eine grosse Widerstandsfähig keit gegen physikalische Änderungen, wie Änderungen des pH oder der Temperatur oder der Zusammensetzung der Nährmedien.
3. Sie besitzen eine grosse Vermehrungs geschwindigkeit gegenüber andern Wuchs hefen.
4. Die bei ihrer Verwendung erzeugte Trockenhefe besitzt nur einen geringen Eigengeruch.
Die für die Zwecke der Erfindung mit besonderem Vorteil zu verwendenden Arten Candida arborea, Candida tropicalis, Candida pelliculosa, Candida pulcherrima und Can- dida Guilliermondi sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:
Candida arborea Makroskopisch.e <I>Eigenschaften der</I> Can- dida arborea: <I>a) Auf</I> Würzeagar: Kolonien weisslich bis gelblichgrau, im Alter etwas nachdun kelnd, griessig, rund, oft radial, etwas ge- fältelt, mässig konvex, in der Mitte stumpfkegelig, Rand zunächst glatt, spä ter gekerbt.
Junge Kolonien ohne Pseudo- mycel, nach Monaten manchmal schwacher Psm.-Hof, kein Psm. im Agar.
<I>b) In</I> Nährlösungen und <I>Würze</I> bildet sich starker Bodensatz, jedoch weder Ring noch Decke. <I>Mikroskopische</I> Eigenschaften <I>auf festen</I> <I>oder in flüssigen Nährböden:</I> Schon nach ein oder zwei Tagen herrscht Bildung von Sprossverbänden vor, Ketten von ovalen, gleichartigen Zellen, die sich stark verzweigen, und zwar oft nur nach einer Seite, wodurch besenartige Verbände ent stehen, die sehr charakteristisch sind. Ältere Verbände sind dicht und fest und infolge zentrifugaler Entfaltung unübersichtlich, we nige Einzelzellen.
Die Zellen sind ziemlich gleichmässig gross, nach einem Tag in Würze bei 28 4,4 X 7,6,u, wenige rundliche 4,4 bis 6.2 X 4,9 bis 7,4,u.
<I>Gärung:</I> -I-: Glukose. Saccharose, Raffinose; -: Galaktose, Maltose, Laktose.
Assimilation <I>der Zucker (nach der</I> auxano- graphischen <I>Methode</I> von Lodder): -f-: Glukose, Saccharose, Maltose, Raffi- nose/Xylose; -: Galaktose, Laktose.
Assimilation <I>der Stickstoffverbindungen</I> <I>(gleiche Methode):</I> -I-: Ammonsulfat, Pepton KN03, Glykokoll, Harnstoff, Asparagin; -: Tryptophan, Histidin.
Die physiologischen Eigenschaften glei chen einerseits Torulopsis (= Torula) ütilis, anderseits Candida Guilliermondi: Die mor phologischen Eigenschaften jeder jungen Kultur unterscheiden Candida arboreä unver kennbar von beiden.
Selbstverständlich kommen auch Stämme von Candida arbareä vor, die im einen oder andern Merkmal von den gegebenen Beschrei bungen abweichen.
Die biologische Beurteilung muss stets nach dem Gesamtbild erfolgen. Candida tropicalis Makroskopische <I>Eigenschaften:</I> <I>a) Auf</I> Wiirzeagaa-: Kolonien fast weiss, in folge der Vielfalt der Zellformen sehr ver schieden aussehend. Im allgemeinen sind junge Kulturen glatt, matt oder etwas glänzend, rundlich und konvex. Nach 2-3 Wochen wird die Mitte meist un regelmässig und faltet sich.
Eine ringför mige glatte Zone umschliesst die Mitte, und um diese herum wächst Pseudomyeel in den Agar. Manche (sog. "membranöse") Stämme falten sieh von vornherein, andere (sog. "kremöse") Stämme bleiben lange glatt und glänzend.
<I>b) In</I> @älzz-lös-unyen und Würze bildet sich Bodensatz, jedoch weder Ring noch Decke. (Ausnahme: stark membranöse Stämme können Decke bilden.) <I>Mikroskopische Eigenschaften auf</I> feslen, <I>und in</I> flüssigen <I>Nährböden,:</I> In den ersten Tagen finden sich meist Einzelzellen, dann auch kleinere Zellenver bände, in denen die Zellgrösse allmählich mehr und mehr divergiert.
Später tritt Pseudomy- cel hinzu mit sehr verschieden grossen. oft recht langen Zellen und schliesslich noch grosse runde Chlamdosporen und Pseudokonidien. so dass das Mikrobild sehr uneinheitlich ist. Nach einem Tag in Würze bei 28 C in Winge- Ranvierschen Kammern sind die Zellen oval. gegen den luftnahen Rand der Kultur da gegen länglich. Sie messen 5,2 X 8 ,u bezw. 3,3 X 8,2 ,a.
Gärung: Galaktose, Glukose, Saccharose, Maltose: -: Laktose, Raffinose.
Assimilation <I>der Zucker (nach der au</I> xano- graphischen Methode von Lodder): Galaktose, Glukose, Saccharose. Mal tose/Xylose -: Laktose, Raffinose.
Assini:ilation <I>der</I> Stickstoffverbindungen <I>(gleiche Methode):</I> -I-: Ammonsulfat, Tryptophan, Pepton, Gly- kokoll, Asparagin; Haliumnitrat, Harnstoff, <I>Besondere Kennzeichen:</I> Vielförmigkeit, Vergärung der Zucker (s. oben), Nichtassimilierbarkeit von Kalium nitrat und Harnstoff unter den Bedingungen der angegebenen Methode.
Selbstverständlich kommen auch Stämme von Candida tropicalis vor, die im einen oder andern Merkmal von den gegebenen Beschrei bungen abweichen. Die schon erwähnte Viel förmigkeit der Zellen bedingt gerade bei die ser Art öfters Abweichungen. Die biologische Beurteilung muss stets nach dem Gesamtbild erfolgen. Candida pelliculosa Makroskopische <I>Eigenschaf</I> ten: <I>a) Auf</I> IViirzeagar: Kolonie gelblichweiss, matt oder schwach glänzend, ganz glatt, rund, flach, Rand glatt. Selten wenig Pseudomycel.
<I>b) In</I> Nährlösungen <I>und</I> Würze: Nach eini gen Tagen weisse, dichte, staubige Decke, kein Ring, etwas Bodensatz.
Mikroskopische <I>Eigenschaf</I> ten: Meist einzelne Zellen. manchmal kleine, lockere Verbände von Sprosszellen. Zellen weniger dickwandig als bei den andern Arten. Die Grösse der Zellen beträgt nach einem Tag in Würze bei 28 3,9 X 4,2 ju, sind also ziem lich klein, kurzoval bis rund. Sporenbildung selten, wie bei Candida tropicalis.
Gärung: Galaktose, Glukose. Maltose, Saccharose (sämtlich stark); -: Laktose. Raffinose. Zzickerazixaiiogra am <I>(Methode</I> nach. Lod- der): -I-: Galaktose, Glukose, Maltose, Saccha- roselXylose: -: Laktose, Raffinose.
Sticksfof fauxazzograntzza <I>(gleiche Methode):</I> ,'-: Deutlich positiv nur für Pepton, alle andern sind meist negativ: zuweilen ganz schwach positiv sind: Ammonsulfat, Ka- liumnitrat, Glykokoll und Asparagin. Stickstoffauxanogramme sind meist un deutlich.
a) <I>Auf</I> Würzeagar: <I>1.</I> Kremöse Stämme: Kolonien weiss, in manchen Fällen rosa bis rot, glänzend, glatt, im Alter warzig werdend durch Sekundärkolonien, in der Mitte er haben, rundlich, Rand jedoch lappig gekerbt, sonst jedoch glatt, kein Psm.
<I>2.</I> Membranöse Stämme: Kolonien gelb lich, stark gefältelt, runzlig-netzig bis aufgewölbt gefaltet, unregelmässig er haben. Form und Rand unregelmässig, fast lauter wirres Psm. <I>b) In</I> Nährlösung <I>und Würze:</I> Bodensatz und Ring, nach Wochen einige dünne 20 Hautinseln. Mikroskopische <I>Eigenschaf</I> ten:
Bei den kremösen Stämmen Zellen ein zeln oder zu wenigen, oval, ziemlich gross, nach einem Tag in Würze bei 28 Zellen 6,5<I>X</I> 7,9,u, länglich 3,8 X 8,1 ,u und 4,9 X 12,u. In älteren Kulturen fallen grosse, runde Zellen von 8-20 ,ct (Ö mit je einem grossen runden Öltropfen: Askusmutterzellen, die Askus mit vier Sporen bilden.
Nach Ent- lassung der vier Sporen hängt die letzte Askushaut oft noch an der Mutterzelle wie bei Candida tropicalis. Bei den membranösen Stämmen üppiges, dickes und grosszel- liges Psm. 85 Gärung: -f-: Glukose; -: alle andern.
Zuckerauxanograntna <I>(nach</I> Lodder): i-: Galaktose, Glukose, Saccharose, Maltose; ,to -: Laktose, Raffinose/Xylose. Stickstof <I>f</I> auxanogramm <I>(gleiche Methode):</I> Ammonsulfat, Tryptophan, Pepton, Harn stoff, Asparagin; -:
K aliumnitrat, Glykokoll, Histidin. <I>2.</I> Meinbranöse Stämme: Kolonien weiss, meist von vornherein Fältelung und Kraterbildung, dadurch Aufwölbung in der Mitte, aussen Psm.-Hof. <I>b) In Nährlösung und</I> Wiirre: Auf der 55 Oberfläche Inseln, die manchmal zu einer Decke verwachsen. Bodensatz.
<I>Mikroskopische Eigenschaf</I> ten: Zellen vielförmig, alle Übergänge von fast runden Sprosszellen bis zu 60-80 ,u langen Zellen, die Bruchstücke von Psm. darstellen. Zellen einzeln oder in engen Verbänden aller Grössen.
Daneben sprossend Blastosporen und dünnes Psm. von unter<I>3</I> ,u <I>0.</I> Zellen in Würze nach einem Tag bei 28 C in der Mitte der Winge-Ranvierschen Kammer durch schnittlich 4,5 \, < 4,8,u, in Richtung auf den Rand Neigung zur Psm.-Bildung, daher Zel len länger 3;9 X 7,2,u. Am Rand selbst wirr verzweigtes Psm., das fast in Mycel übergeht.
Zellgrösse sehr schwankend, oft geringer, bei manchen Zellen nur 2-3 X 3-6,a. <I>Gärung:</I> -I-: Galaktose (schwach), Glukose, Saccha- rose, Raffinose (.schwach); 75 -: Maltose, Laktose.
Zuckerauxanogramm <I>(Methode nach</I> Lod- der): -: Galaktose, Glukose, Saccharose, Raffi- nose; so -: Maltose, Lakto.se/Xylose (Maltose manch mal schwach positiv).
Stickstof <I>f</I> auxa-nogramm <I>(gleiche Methode):</I> -f-: Ammonsulfat, Tryptophan, Pepton, Gly- kokoll, Asparagin;<B>85</B> -: Kaliumnitrat.
Histidin und Harnstoff sind unsicher.