CH233547A - Verfahren zur Anreicherung von Aneurin in pflanzlichen Mikroorganismen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Anreicherung von     Aneurin    in     pflanzlichen    Mikroorganismen.    Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zur Anreicherung von     Aneurin    in  pflanzlichen Mikroorganismen, und zwar in  solchen, die für Nährzwecke geeignet sind.  



  Durch Zugabe von     Aneurin    zur gärenden  Hefe kann der     Vitamin-B,-    Gehalt der Hefe  beträchtlich gesteigert werden.     Aneurin    ist  aber für diesen Zweck ein verhältnismässig  kostspieliges Ausgangsmaterial.  



  Gemäss der vorliegenden Erfindung er  folgt die Anreicherung von     Aneurin    in  pflanzlichen Mikroorganismen in der Weise,  dass man auf die Mikroorganismen     Pyrimidin-          und        Thiazolderivate,    zweckmässig in     äqui-          molaren    Mengen,     einwirken    lässt.

   Der Zusatz  kann dabei bei der Züchtung der betreffen  den Mikroorganismen erfolgen, also beispiels  weise bei der Züchtung von Hefen im Lüf  tungsverfahren, unter Verwendung der ver  schiedenartigsten Nährlösungen, wie Melasse,  Würzen und Maischen aus Getreide, Kartof  feln und andern stärkehaltigen Rohstoffen,  Zuckerlösungen aus Rohrzucker, Glukose    oder dergleichen, Holzzuckerlösungen,     Sulfit-          ablaugen    und andern technischen zuckerhal  tigen     Abwässern.    Der Zusatz der     Pyrimidin-          und    der     Thiazolderivate    kann aber auch bei  der Vergärung der vorstehend erwähnten  zuckerhaltigen Lösungen vorgenommen wer-  den.

   Auch nach     stattgehabter    Gärung oder  Züchtung kann die Zugabe der genannten  Derivate erfolgen.  



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform  des erfindungsgemässen Verfahrens werden  die     Pyrimidin-    und     die        Thiazolderivate    mit  den     Mikroorganismen    in Wasser zusammen  gebracht, wobei man zweckmässig durch Rüh  ren oder     Schütteln    ein Absitzen der Mikro  organismen verhindert. Das Verhältnis zwi  schen Wasser und Mikroorganismen kann     in     weiten Grenzen schwanken. Hefe z. B. kann  man in     dickbreiig-wässrigem    Zustand ver  arbeiten.  



  Ein für die Durchführung des erfin  dungsgemässen Verfahrens geeigneter Mikro  organismus ist insbesondere die     Torula        utilis.         Aber auch     mit        Presshefe    konnte eine erheb  liche     Aneurin-Anreicherung    erzielt werden.  Das neue Verfahren ist nicht auf die Ver  wendung von Hefen beschränkt, auch Pilze,  wie beispielsweise     Oidium        lactis    und     En-          domyces        vernalis,        asperg_        illus        oryzae,    können  benutzt werden.  



  Aus den zugesetzten     Pyrimidin-    und     Thi-          azolderivaten        synthetisieren    die betreffenden       MikroorganismenAneurin,    das grösstenteils in  Form von     Vitamin-B,-Pyrophosphorsäure          (Cocarboxylase)    entsteht; gleichzeitig werden  erhebliche Mengen Vitamin B, gespeichert.  Gegenüber dem bekannten Verfahren, bei  dem das     fertige        Aneurin    der gärenden Hefe  zugesetzt wird, hat das erfindungsgemässe  Verfahren den Vorteil, dass von wesentlich       billigeren        Ausgangsstoffen    ausgegangen wer  den kann.  



  In erster Linie kommt zur Durchführung  des erfindungsgemässen Verfahrens die An  wendung von     2-Methyl-4-amino-5-oxymethyl-          pyrimidin    und     4-Methyl-5-oxäthyl-thiazol    in  Betracht. Diese Substanzen stehen den bei  der Spaltung     vonAneurin        anfallendenBruch-          stücken    am     nächsten,    wobei jedoch erwähnt  sei, dass     Aneurin    in     vitro        aus    diesen Verbin  dungen nicht ohne weiteres synthetisiert wer  den kann.

   Besonders zweckmässig ist es, zur  Durchführung des erfindungsgemässen Ver  fahrens solche     Pyrimidin-    und     Thiazolderivate     zu benutzen, die leichter als die vorstehend  erwähnten Derivate zugänglich sind, die also  bei der Reaktionsfolge, die zur chemischen  Synthese des     Aneurin    führt, als Ausgangs  stoffe dienen.

   Als derartige     Pyrimidinderi-          vate    seien beispielsweise       2-Methyl-4-amino-5-nitrilo-pyr        imidin,          2-blethyl-4-amino-5-aminomethyl-pyrimidin,          2-Methyl-4-amino-5-carbomino-methyl-          pyrimidin,          2-Methyl-4-hal-5-pyrimidyl-essigester    oder       2-Methyl-4-oxy-5-pyrimidyl-essigester     erwähnt.     Geeignete        Thiazolderivate    sind u. a.:

         4-141:ethyl-5-äthoxyäthyl-thiazol    und       4-Methyl-ss-halogenäthyl-thiazol     und insbesondere       4-Methyl-ss-chloräthyl-thiazol.       Die zur Anwendung gelangenden Mengen  von     Pyrimidin-    und     Thiazolderivaten    können ;  innerhalb weiter Grenzen geändert werden.  Bei relativ hohen Konzentrationen werden die  behandelten Mikroorganismen ausserordent  lich vitaminreich, jedoch erfolgt dabei die       Ausnützung    der Ausgangskomponenten weni- ;  ger rationell.

   Eine grössere Menge derselben  verbleibt unverbraucht in der Flüssigkeit, je  doch kann man die von den Mikroorganismen  befreite Flüssigkeit mit oder ohne Ergänzung  der verbrauchten Menge an     Pyrimidin-        und     an     Thiazolderivaten    mit weiteren Mikroorga  nismen erneut zum Ansatz bringen. Bei An  wendung von verhältnismässig hohen Konzen  trationen wird ein grösserer Teil des anfal  lenden     Aneurins    als freies     Aneurin    erhalten,  während der in     Cocarboxylase    übergeführte  Anteil geringer ist.

   Wendet man die     Pyri-          midin-    und     Thiazolderivate    in relativ nied  riger Konzentration an, dann ist ihre prozen  tuale Ausnützung günstiger und der Anteil  an     phosphoryliertemAneurin        (Cocarboxylase)     höher. Der absolute Vitamingehalt der betref  fenden vorbehandelten Mikroorganismen ist  dann aber vergleichsweise niedriger.

   Für die  in der Zelle erfolgende Umwandlung von       Aneurin    in     Aneurinpyrophosphat        (Cocarbo-          xylase)    spielt übrigens die zugesetzte     bezw.     vorhandene     Menge    an organisch gebundenem.  und anorganischem Phosphat eine Rolle.  



  Das in den     Mikroorganismen        angespei-          cherte        Aneurin    kann in üblicher Weise iso  liert werden. In manchen Fällen wird ein  Teil des     Aneurins    an die umgebende Flüssig  keit abgegeben,     was    insbesondere bei der Ver  arbeitung von     Presshefe    der Fall ist. Auch  dieses     Aneurin    kann in bekannter Weise als  Konzentrat oder in reinem Zustande gewon  nen werden.  



  Im folgenden soll die Durchführung des  erfindungsgemässen Verfahrens an Hand von  einigen Ausführungsbeispielen näher erläu  tert werden.  



  <I>Beispiel 1:</I>  Bei der üblichen Züchtung von     Torula          utilis    in Holzzucker     (vergl.    Fink und Krebs,       Biochem.    Zeitschrift 302, 1, 1939) nach dem      Lüftungsverfahren wurden. 7 mg     4-Methyl-          5-oxäthyl-thiazol    und 7 mg     2-Methyl-4-          amino-5-oxymethyl-pyrimidin    zugegeben.

   Aus  12,0     Torula-Stellhefe   <B>(23,2%</B>     Trockensub-          stanzgehalt,    mit     21y    Vitamin B, in 1 g     Trok-          kensubstanz)    wurden 56,3 g Erntehefe erhal  ten (21,0% Trockensubstanz), die 208 y Vit  amin     B,.    pro 1 g     Trockensubstanz,    davon 162     y     in Form von     Cocarboxylase    enthielt. Gegen  über der Ausgangshefe wurde also eine     Vit-          amin-B,,-Anreicherung    auf     1000,%    erzielt.

    Der Gehalt an     Cocarboxylase    hatte sich etwa       verneunfacht.     



  <I>Beispiel 2:</I>  10 g     Torula        utilis    mit einem     Vitamin-B,.-          Gehalt    von 20 y in 1 g Trockensubstanz wur  den in 200 cm' einer Lösung, die 20 g Glu  cose und ein übliches     Nährsalzgemisch    ent  hielt, unter Zugabe von 2800 y     Thiazol-    und  2800 y     Pyrimidinderivat    aufgeschwemmt und  mehrere Stunden der Gärung überlassen.

   Die  so vorbehandelte und gewaschene Hefe ent  hielt 749 y Vitamin     B,.    in 1 g Trockensub  stanz, davon<B>97%</B> in     phosphorylierter    Form  als     Cocarboxylase.    Der     -Vitamin-B,-Gehalt     dieser Hefe war also auf das 35fache der  Ausgangshefe gestiegen.  



  Bei einem ähnlichen Ansatz, der aber nur  der oben     zugesetzen        Thiazol-    und     Pyrimi-          i        dinmengen    enthielt, betrug der Vitamin  gehalt der angereicherten Hefe 241 y/1 g  Trockensubstanz, das ist das 12fache der  Ausgangshefe.  



  Wurden in der von der angereicherten  Hefe abgetrennten Gärflüssigkeit nochmals  10 g Hefe aufgeschwemmt und wiederum der  Gärung überlassen, so resultierte wieder eine       Vitamin-B,,-angereicherte    Hefe, die das     10-          bezw.    25fache der Ausgangshefe an Vitamin  B,, zumeist in der     phosphorylierten    Form,  enthielt.  



  <I>Beispiel 3:</I>  10g     Br        ennereihefe    mit einem     Vitamin-          B,-Gehalt    von 35 y pro 1 g Trockensubstanz  s wurden in 200 cm' einer Lösung, die 20 g  Melasse und ein übliches     Nährsalzgemisch     enthielt, unter Zugabe von je 7 mg     Thiazol-          und        Pyrimidinderivat    aufgeschwemmt und    der Gärung überlassen. Die so vorbehandelte  Hefe enthielt 1087 y Vitamin     B,.    pro 1 g  Trockensubstanz. Der     Vi-tamin-BI-Anreiche-          rungseffekt    betrug also hierbei 3000%, be  zogen auf die Ausgangshefe.  



  <I>Beispiel</I>  10 g     Torula        utilis    mit einem Vitamin  gehalt von 21 y in 1 g Trockensubstanz wur  den in 200 cm' Leitungswasser unter Zugabe  von je 7 mg     Thiazol-    und     Pyrimidinderivat     aufgeschwemmt     und    einige     Stunden    geschüt  telt. Die so vorbehandelte und gewaschene  Hefe enthielt 1151 y Vitamin     B,.    pro 1 g       Hefetrockensubstanz.    Der Anreicherungs  effekt betrug also mehr als 5000%, bezogen  auf die Ausgangshefe.  



  Der gleiche Anreicherungseffekt wurde  auch dann erzielt, wenn die Wassermenge  auf 1/4 der obigen verringert wurde, so dass  der Hefeansatz ziemlich dickbreiig war. Die  so vorbehandelte Hefe enthielt 1181y Vit  amin     B,.    in 1. g Trockensubstanz und war  somit auf etwa das 60fache der Ausgangs  hefe angereichert.  



  Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten,  wenn nur     '/"    der obigen     Thiazol-    und       Pyrimidinmengen    zugesetzt wurden. Die  Hefe enthielt in diesem Falle 497 y Vitamin       B,    in 1 g Trockensubstanz, das ist also etwa  25mal mehr als die Ausgangshefe.  



  <I>Beispiel 5:</I>  220     em@    sterile 6 %     ige    Malzwürze wurden  mit 715, y     Thiazol-    und 690 y     Pyrimidinderi-          vat    versetzt     und    mit     Oidium        lactis    beimpft.  Der nach einigen Tagen geerntete Pilz ent  hielt 180 y Vitamin     B,    pro 1 g Trockensub  stanz, während er ohne Zugabe im sonst  gleichen     Kontrollansatz    nur 65 y enthielt. Es  war also eine Anreicherung im     Vitamin-B,-          Gehalt    auf rund das dreifache erzielt worden.

    <I>Beispiel 6:</I>  220 cm' sterile 6 %     ige    Malzwürze wurden  mit 715<I>y</I>     Thiazol-        und    690<I>y</I>     Pyrimidin-          derivat    versetzt und mit     Endomyces        vernalis     beimpft. Der nach einigen Tagen geerntete      Pilz enthielt 92 y Vitamin     B,    pro 1 g     Trok-          kensubstanz,    während er im gleichen     Kon-          trollansatz,    aber     ohne    Zusätze, nur 18 y auf  wies.

   Es war also eine Anreicherung im       Vitamin-B,-Gehalt    auf rund das fünffache  eingetreten.  



       Beispiel     220     cmj    sterile 6%ige     Malzwürze    wurde  mit 715<I>y</I>     Thiazol-    und 690<I>y</I>     Pyrimidinderi-          vat    versetzt und mit     Aspergillus        oryzae        be-          impft.    Der nach einigen Tagen geerntete  Pilz enthielt 153 y Vitamin     B1    pro 1 g     Trolt-          kensubstanz,    während er im gleichen     Kon-          trollansatz    nur 18 y enthielt.

   Es wurde also  eine     Vitamin-B,-Anreicherung    auf das rund  achtfache' erzielt.  



  Wurde in der von der angereicherten  Hefe abgetrennten Flüssigkeit nochmals neue  Ausgangshefe aufgeschwemmt, so resultierte  wieder eine fast ebenso beträchtlich ange  reicherte Hefe, da die zugesetzten Mengen an       Thiazol-    und     Pyrimidinderivaten    beim ersten  Mal nicht erschöpft worden waren. Der An  reicherungseffekt gelang sogar mit fast der  gleichen Wirkung ein drittes Mal.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Anreicherung von Aneurin in für die menschliche und tierische Ernäh rung geeigneten pflanzlichen DTiI#:roorganis- men, dadurch gekennzeichnet, dass man auf die betreffenden Mikroorganismen Pyrimidin- und Thiazolderivate einwirken lässt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die Pyrimi- din- und die Thiazolderivate in äduimolaren Mengen verwendet. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprueli 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Torula utilis. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pyrimidin- und die Thiazol- derivate den in Wasser aufgeschwemmten Mikroorganismen zufügt. 4. Verfahren nach Patentanspruch und LTnteransprucb 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pyrimidin- und die Thiazol- derivate den zur Züchtung der Mikroorga nismen verwendeten Nährmedien zusetzt. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zusatz der Py rimidin- und der Thiazolderivate zu den Nährmedien vor der Züchtung erfolgt. 6. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zusatz der Pyrimi- diil- und der Thiazolderivate zu den Nähr medien nach der Züchtung erfolgt. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteranspriiclien 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Pyrimidin- und Thiazolderivate einem zuckerhaltigen Nähr medium vor dessen Vergärung zusetzt.