CS270333B1 - Method of producing yeast products from methanol - Google Patents
Method of producing yeast products from methanol Download PDFInfo
- Publication number
- CS270333B1 CS270333B1 CS883445A CS344588A CS270333B1 CS 270333 B1 CS270333 B1 CS 270333B1 CS 883445 A CS883445 A CS 883445A CS 344588 A CS344588 A CS 344588A CS 270333 B1 CS270333 B1 CS 270333B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- methanol
- yeast
- xylose
- weight
- boidinii
- Prior art date
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Řešení se týká oboru mikrobiologie, biotechnologie, krmivářství a případně výroby speciálních chemikálií mikrobní syntézou jako jsou alkohol oxidáza. formaldehyd- a formiát dehydroganáza, dihydroxy# aceton syntéza, kataláza, redukovaný glutathion, redukovaný nikotinadenindinukleotid a adenosintrifosfát. Mikrobní biomasa a uvedené produkty se získávají kultivací methylotrofníeh kmenů kvasinek v médiu obsahujícím methanol v koncentraci 0,3 až 1 % hm. a xylózu v koncentraci 0,1 až 0,3 % hmot., a to při teplotě 30 až 40 °C a pÉ 3,0 áž 3,5. Kultivace je prováděna za sterilních podminek pomočí kmenů kvasinek i Candida boidinii llBh, C. boidinii 1, Hansenula polymorpha, Pichia nebo jejich směsí a nebo za nesterilních podmínek kul- ’ tivace a ácidotolerantními kmeny kvasinek f C. boidinii 2 a Hansenula sp. 5· Odpadní xylózou obsaženou v lignocelulozových hydrolyzátech lze nahradit až z 50 % hmot. surovinu metanol a tak snížit náklady na výrobu krmných kvasnic i Οχ specifických produktů. Takto získaná kvasníCná biomasa je bohatá na bílkoviny, esenciální aminokyseliny a vitamíny B^ a B^.The solution relates to the field of microbiology, biotechnology, feed industry and possibly the production of special chemicals by microbial synthesis such as alcohol oxidase. formaldehyde and formate dehydrogenase, dihydroxyacetone synthesis, catalase, reduced glutathione, reduced nicotinamide adenine dinucleotide and adenosine triphosphate. Microbial biomass and the above products are obtained by cultivating methylotrophic yeast strains in a medium containing methanol in a concentration of 0.3 to 1% by weight and xylose in a concentration of 0.1 to 0.3% by weight, at a temperature of 30 to 40 °C and a pH of 3.0 to 3.5. Cultivation is carried out under sterile conditions using yeast strains Candida boidinii llBh, C. boidinii 1, Hansenula polymorpha, Pichia or their mixtures or under non-sterile conditions using acid-tolerant yeast strains C. boidinii 2 and Hansenula sp. 5. Waste xylose contained in lignocellulose hydrolysates can replace up to 50% by weight of the raw material methanol and thus reduce the costs of producing feed yeast and other specific products. The yeast biomass obtained in this way is rich in proteins, essential amino acids and vitamins B^ and B^.
Description
Vynález se týká způsobu výroby kvasničných produktů z metanolu. ‘The invention relates to a method for producing yeast products from methanol.
Xylóza, zejména ve formě odpadních lignocelulózových hydrolyzátů slouží jako levný uhlíkatý zdroj pro výrobu krmných kvasnic pomocí jiných než metylotrofních kvasinek (autorské osvědčení č. 1888457 a δ. 244335)* Xylózu je však možno použít jako surovinu, bud samotnou, nebo v kombinaci s metanolem pro růst metylotrofních kvasinek k získání vysoce hodnotné kvasniSné biomasy použitelné jako bílkovinné a vitaminosní kraivo pro hospodářská zvířata a jako zdroj pro přípravu specifických produktů jako alkohol oxidázy, formaldehyd- a formiát dehydrogenázy, dihydroxyacetonsyntézy, dále katalázy, redukovaného glutathionu (GSH), redukovaného' nikotinadenindinukleotidu (ΝΑΣΗ) a adenosintrifosfátu (ATP). 'Xylose, especially in the form of waste lignocellulosic hydrolysates, serves as a cheap carbon source for the production of feed yeast using yeasts other than methylotrophic yeasts (author's certificate No. 1888457 and δ. 244335)* However, xylose can be used as a raw material, either alone or in combination with methanol for the growth of methylotrophic yeasts to obtain high-value yeast biomass usable as protein and vitamin-rich feed for livestock and as a source for the preparation of specific products such as alcohol oxidase, formaldehyde and formate dehydrogenase, dihydroxyacetone synthesis, catalase, reduced glutathione (GSH), reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NAS) and adenosine triphosphate (ATP). '
Na rozdíl od zahraničních postupů, kdy je pro výrobu biomasy a specifických produktů, jako je alkohol oxidáza (German Patent 2557623, Unilever PLC, NSC Patent Application 823035), glutathion (Japan Kokai 77, 156, 994) a ATP (Agr. Biol. Chem. 49, 637, 1985) použit čistý metanol a sterilní kultivační podmínky, je možno podle vynálezu nahradit metanol až z 50 % hmot, odpadní xylózou obsaženou v lignocelulózových hydrolyzátech při zachování stejné kvality kvasničné biomasy a obsahu specifických produktů jako ze .samotného metanolu.a při užití acidotolerantních kmenů metylotrofních. kvasinek použít i nesterilní kultivační podmínky. Tím je možno snížit ekonomické náklady jak na surovinu metanol, tak na energii potřebnou ke sterilaci média, zařízení i vedení kultivace.Unlike foreign processes, where pure methanol and sterile cultivation conditions are used for the production of biomass and specific products such as alcohol oxidase (German Patent 2557623, Unilever PLC, NSC Patent Application 823035), glutathione (Japan Kokai 77, 156, 994) and ATP (Agr. Biol. Chem. 49, 637, 1985), it is possible, according to the invention, to replace methanol by up to 50% by weight with waste xylose contained in lignocellulosic hydrolysates while maintaining the same quality of yeast biomass and content of specific products as from methanol itself. and when using acid-tolerant strains of methylotrophic yeast, non-sterile cultivation conditions can also be used. This makes it possible to reduce the economic costs of both the raw material methanol and the energy required for sterilization of the medium, equipment and cultivation management.
Předmětem vynálezu je způsob výroby kvasníčnýehproduktů z metanolu, jehož podstatou je, že kvasničné metylotrofní kmeny se kultivují v médiu obsahujícím metanol v koncentraci 0,3 až 1 % hmot, a xylózu v koncentraci 0,1 až 0,3 % hmot, při teplotě 30 až 40 °C a pH 3,0 až 3,5. .The subject of the invention is a method for producing yeast products from methanol, the essence of which is that methylotrophic yeast strains are cultivated in a medium containing methanol in a concentration of 0.3 to 1% by weight, and xylose in a concentration of 0.1 to 0.3% by weight, at a temperature of 30 to 40 °C and a pH of 3.0 to 3.5.
Jako metylotrofní kmeny kvasinek se používají Candida boidinii HBh, C. boidinii 1, Hansenula polymorpha, Píchla nebo jejich směsi za sterilních kultivačních podmínek a nebo acidotolerantní metylotrofní kmeny kvasinek Candida boidinii 2 a Hansenula sp. 3 za nesterilních kultivačních podmínek.As methylotrophic yeast strains, Candida boidinii HBh, C. boidinii 1, Hansenula polymorpha, Píchla or mixtures thereof under sterile cultivation conditions or acid-tolerant methylotrophic yeast strains Candida boidinii 2 and Hansenula sp. 3 under non-sterile cultivation conditions are used.
Způsob výroby podle vynálezu je umožněn tím, že metylotrofní kmeny kvasinek jsou schopny během růstu na xylóze v přítomnosti metanolu, na rozdíl od glukózy nebo etanolu, syntetizovat enzymy specifické pro metabolismus metanolu v množství dosahující až 100 % výše hladiny enzymů syntetizovaných v buňkách vyrostlých na samotném metanolu. Tato skutečnost je podmíněna tím, Že xylóza je na rozdíl od glukózy a etanolu slabým katabolickým represorem syntézy enzymů specifických pro metabolismus metanolu a v množství 0,1 až 3 g v litru média, v přítomnosti i malého množství metanolu jako induktoru nereprimuje syntézu C^ specifických enzymů vůbec.The production method according to the invention is made possible by the fact that methylotrophic yeast strains are capable of synthesizing enzymes specific for methanol metabolism during growth on xylose in the presence of methanol, unlike glucose or ethanol, in an amount reaching up to 100% of the level of enzymes synthesized in cells grown on methanol alone. This fact is conditioned by the fact that xylose, unlike glucose and ethanol, is a weak catabolic repressor of the synthesis of enzymes specific for methanol metabolism and in an amount of 0.1 to 3 g per liter of medium, in the presence of even a small amount of methanol as an inducer, does not repress the synthesis of C^ specific enzymes at all.
Tím, že je xylóza během kultivace metylotrofních kvasinek utilizevána nezávisle a současně-s metanolem s maximálními výtěžky biomasy, je výsledné množství vyrobené kvasničné biomasy na směsích xylózy a metanolu aditivní. Aditivní je tím i výroba všech produktů, které se pomocí biomasy z metanolu vyrábějí.Since xylose is utilized independently and simultaneously with methanol during the cultivation of methylotrophic yeasts with maximum biomass yields, the resulting amount of yeast biomass produced on xylose and methanol mixtures is additive. The production of all products that are produced from methanol using biomass is therefore additive.
Schopnost metylotrofních kvasinek produkovat na xylóze s metanolem specifické produkty a biomasu. stejné kvality jako na samotném metanolu, umožňuje šetřit surovinou metanolea a zvýšit výtěžnost biomasy metylotrofních kvasinek vztaženou na spotřebovaný metanol ze 40 í hmot., která je maximální pro metanol, až na 85 % hmot.The ability of methylotrophic yeasts to produce specific products and biomass on xylose with methanol of the same quality as on methanol alone makes it possible to save the raw material methanol and increase the yield of methylotrophic yeast biomass based on the consumed methanol from 40% by weight, which is the maximum for methanol, up to 85% by weight.
CS 270333 BlCS 270333 Bl
Příklad 1Example 1
V laboratorním mechanicky míchaném fermentoru s celkovým objemem 5 litrů a plněním 2,5 litru byla provedena jednorázová kultivace kvasinky Candida boidinii 2 na minerálním médiu š xylózou. Složení minerálního média bylo: 1 litr vodovodní vody, 3 g NH4C1; 7 g KH2PO4;O,5 g MgS04.7H20; 0,1 g NaCl;In a laboratory mechanically stirred fermenter with a total volume of 5 liters and a filling of 2.5 liters, a single cultivation of the yeast Candida boidinii 2 on a mineral medium with xylose was carried out. The composition of the mineral medium was: 1 liter of tap water, 3 g NH 4 C1; 7 g KH 2 PO 4 ;0.5 g MgS0 4 .7H 2 0; 0.1 g NaCl;
1,00 mg kvasničného extraktu a 10 ^u biotinu. Xylóza byla použita v množství 3 g v 1 litru média. pH média během kultivace bylo udržováno automaticky na konstantní výši pH 3,0 dávkováním 3 % hmot. KOH nebo NaOH a teplota na 30 .°C. Koncentrace rozpuštěného kyslíku v médiu byla udržována v rozmezí 50 až 70 % nasycení vzduchem. Inokulem byly buňky kvasinky C. boidinii 2 předkultivované na médiu s xylózou a metanolem, s výhodou na médiu s 1 % hmot, metanolem.1.00 mg of yeast extract and 10 µg of biotin. Xylose was used in an amount of 3 g in 1 liter of medium. The pH of the medium during cultivation was automatically maintained at a constant pH of 3.0 by dosing 3% by weight of KOH or NaOH and the temperature at 30°C. The concentration of dissolved oxygen in the medium was maintained in the range of 50 to 70% air saturation. The inoculum was yeast cells C. boidinii 2 pre-cultured on a medium with xylose and methanol, preferably on a medium with 1% by weight of methanol.
Využitím xylózy byla získána biomasa kvasinek se 43 % výtěžkem vztaženým na spotřebovanou xylózu. V získané biomase byla detekována hladina specifické aktivity alkohol oxidázy (stanovena na metanol), která byla 40 až 50 % rel. v přepočtu na hladinu aktivity enzymu v buňkách vyrostlých na médiu s metanolem.By utilizing xylose, yeast biomass was obtained with a 43% yield based on the consumed xylose. The specific alcohol oxidase activity level (determined on methanol) was detected in the obtained biomass, which was 40 to 50% rel. to the enzyme activity level in cells grown on methanol medium.
Příklad 2Example 2
V laboratorním mechanicky míchaném fermentoru p objemu 5 litrů byla provedena jednorázová kultivace kvasinky C. boidinii 2 jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že zdrojem uhlíku byla xylóza ve směsi s metanolem v poměru 1 : l.tj. 3 g xylózy a 3 g metanolu v 1 litru média. Hladina specifické aktivity alkohol oxidázy v získaných buňkách dosahovala 100 % rel. Výtěžek kvasničné biomasy z obou zdrojů byl aditivní. Při přepočtu na spotřebovaný metanol byl 85 %.In a laboratory mechanically stirred fermenter with a volume of 5 liters, a single cultivation of the yeast C. boidinii 2 was carried out as in example 1, with the difference that the carbon source was xylose mixed with methanol in a ratio of 1 : 1, i.e. 3 g xylose and 3 g methanol in 1 liter of medium. The level of specific alcohol oxidase activity in the obtained cells reached 100% rel. The yield of yeast biomass from both sources was additive. When converted to the consumed methanol, it was 85%.
Pro srovnání byly provedeny ještě další 3 kultivace s poměrem xylózy a metanolu jak uvádí tabulka δ. 1 , .For comparison, another 3 cultivations were performed with the ratio of xylose and methanol as shown in Table δ. 1 , .
Tabulka 1Table 1
Aktivita alkohol oxidázy a výtěžnost biomasy kvasinky C. boidinii 2 vyrostlé na • směsích xylóza-metanolAlcohol oxidase activity and biomass yield of C. boidinii 2 yeast grown on xylose-methanol mixtures
FermentorFermenter
3 43 4
Ve čtvrtprovozním mechanicky míchaném fermentoru o objemu 75 litrů s plněním 40 litrů minerálního média byla provedena jednorázová kultivace kvasinky C. boidinii 2 jako v příkladů č. 2 s tím rozdílem, že 25 až 50 % hm. směs xylóza-metanol byla přidávána do fermentoru odděleně od média přítokovým způsobem v závislosti na koncentraci rozpuštěného kyslíku v médiu během fermentace. Koncentrace rozpuštěného kyslíku byla udržována automaticky v rozmezí 20 až 40 % nasycení média. pH media bylo udržováno na>konstantní výši 3,0 až 3,2 automatickým dávkováním 50 % hm. KOH, NaOHIn a 75-liter, 40-liter, fully operational, mechanically stirred fermenter, a single cultivation of the yeast C. boidinii 2 was carried out as in Example 2, with the difference that 25 to 50 wt. % xylose-methanol mixture was added to the fermenter separately from the medium in a feed-through manner depending on the concentration of dissolved oxygen in the medium during fermentation. The concentration of dissolved oxygen was maintained automatically in the range of 20 to 40% of medium saturation. The pH of the medium was maintained at a constant level of 3.0 to 3.2 by automatic dosing of 50 wt. % KOH, NaOH
CS 270333 31 s výhodou čpavkové vody a teplota na 30 °C. Hladina specifické aktivity alkohol oxidázy i výtěžek biomasy byl jako v příkladu č. 2. Obsah bílkovin v biomase byl 55 %.CS 270333 31 preferably ammonia water and the temperature at 30 ° C. The level of specific alcohol oxidase activity and the biomass yield were as in example no. 2. The protein content in the biomass was 55%.
Příklad 4Example 4
Bylo postupováno stejně jako v příkladu č. 3 s tím rozdílem, že byl použit kvasničný kmen Hansenula sp. 3 při kultuvační teplotě 37 až 40 °C.The procedure was the same as in Example No. 3, with the difference that the yeast strain Hansenula sp. 3 was used at a cultivation temperature of 37 to 40 °C.
Příklad 5 'Example 5'
Bylo postupováno stejně jako v příkladu č. 3 s tím rozdílem, že xylóza byla přidána do směsi ve formě hydrolyzátu lignocelulózových odpadů, s výhodou hydrolyzátu slámy (AO 188457) nebo odpadních xylózových výluhů dřevozpracujícího pxůmyslu.The procedure was the same as in Example No. 3, with the difference that xylose was added to the mixture in the form of a hydrolysate of lignocellulosic waste, preferably straw hydrolysate (AO 188457) or waste xylose extracts from the wood processing industry.
Příklad 6Example 6
Ve čtvrtprovozním mechanicky utichaném fermentoru o objemu 75 litrů jako v příkladu č. 3 byla provedena kontinuální kultivace kvasinky C. boidinii 2 za nesterilních podmínek. Zdrojem uhlíku byla xylóža s metanolem ve -směsi jako v příkladě č. 3 nebo jako v příkladě č. 5 s tím rozdílem, že xylóza přitékala do fermentoru spolu s minerálním médiem a metanol byl dávkován odděleně přítokovým způsobem v závislosti na zřeňovací rychlosti média a na koncentraci rozpuštěného kyslíku v médiu jako v příkladu 3· Zřeáovací rychlost média byla v. rozmezí D 0,05 až 0,lh~\ s výhodou při D 0,05 až 0,08. Hladina specifické aktivity alkohol oxidázy, ale i katalázy byla v buňkách 100 % rel. a výtěžek vztažený na spotřebovaný metanol byl 85 %· Obsah bílkovin v kvasničné biomase byl 60 % hmot.In a 75-liter, mechanically quenched fermenter as in Example No. 3, continuous cultivation of the yeast C. boidinii 2 was carried out under non-sterile conditions. The carbon source was xylose with methanol in a mixture as in Example No. 3 or as in Example No. 5, with the difference that xylose flowed into the fermenter together with the mineral medium and methanol was dosed separately in a feed-in manner depending on the dilution rate of the medium and the concentration of dissolved oxygen in the medium as in Example 3. The dilution rate of the medium was in the range D 0.05 to 0.1h~\, preferably at D 0.05 to 0.08. The level of specific activity of alcohol oxidase, but also catalase, in the cells was 100% rel. and the yield based on the consumed methanol was 85% The protein content in the yeast biomass was 60% by weight.
Příklad 7 . .Example 7 . .
Bylo postupováno stejně jako v příkladu 6 s tím rozdílem, že byl použit kvasničný kmen Hansenula sp. 3 při teplotě 37 až 40 °C a křeňovací rychlost média, s výhodou 0,05 až 0,1.h“1.The procedure was the same as in Example 6, with the difference that the yeast strain Hansenula sp. 3 was used at a temperature of 37 to 40°C and a medium shaking rate of preferably 0.05 to 0.1.h- 1 .
Kvasničné biomasa získaná způsobem podle vynálezu je bohatá na bílkoviny, esenciální aminokyseliny a vitamíny B^ a Bg a lze ji . s výhodou použít jako hodnotné bílkovinné a vitaminesní krmivo pro hospodářská zvířata a jako zdroj pro výrobu specifických produktů, jako jsou alkohol oxidáza, formaldehyd- a formiát dehydrogenáza, dihydroxyacetonsyntáza, dále kataláza, NADE, G8H a AIP.The yeast biomass obtained by the method according to the invention is rich in proteins, essential amino acids and vitamins B1 and B2 and can be advantageously used as a valuable protein and vitamin feed for livestock and as a source for the production of specific products such as alcohol oxidase, formaldehyde and formate dehydrogenase, dihydroxyacetone synthase, as well as catalase, NADE, G8H and AIP.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS883445A CS270333B1 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Method of producing yeast products from methanol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS883445A CS270333B1 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Method of producing yeast products from methanol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS344588A1 CS344588A1 (en) | 1989-11-14 |
| CS270333B1 true CS270333B1 (en) | 1990-06-13 |
Family
ID=5374535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS883445A CS270333B1 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Method of producing yeast products from methanol |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS270333B1 (en) |
-
1988
- 1988-05-20 CS CS883445A patent/CS270333B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS344588A1 (en) | 1989-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5587795B2 (en) | Fermentation medium and process thereof | |
| Ibrahim Rajoka et al. | Production of single cell protein from rice polishings using Candida utilis | |
| Frengova et al. | Use of whey ultrafiltrate as a substrate for production of carotenoids by the yeast Rhodotorula rubra | |
| Frazer et al. | Effect of components of acid-hydrolysed hardwood on conversion of D-xylose to 2, 3-butanediol by Klebsiella pneumoniae | |
| CN111394280A (en) | Culture medium suitable for growth of bacillus licheniformis and application thereof | |
| KR20130113006A (en) | Optimized medium and fermentation conditions for xylanase mass production by recombinant pichia pastoris | |
| e Silva et al. | Microbial protein production by Paecilomyces variotii cultivated in eucalyptus hemicellulosic hydrolyzate | |
| Haider | Bioconversion of saw dust powder acid hydrolysis to single cell protein by the yeast Candida tropicalis | |
| Rajoka | Production of single cell protein through fermentation of a perennial grass grown on saline lands with Cellulomonas biazotea | |
| US4938972A (en) | Process for upgrading cereal milling by-products into protein-rich food products | |
| Elisashvili et al. | Extracellular polysaccharide production by culinary-medicinal Shiitake mushroom Lentinus edodes (Berk.) Singer and Pleurotus (Fr.) P. Karst. species depending on carbon and nitrogen source | |
| RU2111253C1 (en) | Method of preparing biomass | |
| KR19980024611A (en) | Osmotic controlled fermentation method for the production of acarbose | |
| SK287293B6 (en) | A method for fermentation of polymyxin B by means of productive microorganism Bacillus polymyxa | |
| CS270333B1 (en) | Method of producing yeast products from methanol | |
| Tani et al. | ATP production by sorbitol-treated cells of a methanol yeast, Candida boidinii (Kloeckera sp.) No. 2201 | |
| Dubencovs et al. | Medium formulation and fed-batch cultivation of Methylosinus trichosporium | |
| CN110468051B (en) | K252A fermentation medium and preparation method thereof | |
| RU2096461C1 (en) | Yeast strain yarrowia lipolytica - producer of citric acid and method of citric acid production | |
| Tahir et al. | From Scraps to Protein Powerhouse: Transforming Potato Peels into Single Cell Protein | |
| RU2322795C1 (en) | Nutrient medium for culturing basidiomycetes | |
| RU2081166C1 (en) | Method of preparing the protein product from starch- and cellulose-containing plant raw | |
| SU1643608A1 (en) | Strain of fungus allescheria terrestris producer of cellulases | |
| SU1599431A1 (en) | Nutrient medium for cultivating fusarium graminearium as producer of galactosoxidase | |
| CN108148770A (en) | A kind of fermentation process of fermentation medium and high efficient expression albumen |