DD224868A1 - Naehrmedium zur herstellung eines enzymkomplexes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Naehrmedium zur Herstellung eines Enzymkomplexes fuer die Anwendung in der Brennerei zur Hydrolyse von Nichtstaerke-Polysacchariden des Getreides mit Hilfe dafuer geeigneter Pilzstaemme. Es bestand die Aufgabe, spezifische brennereiorientierte Naehrmedien zu entwickeln, auf denen durch Kultivierung unter den Bedingungen der Brennereiindustrie cellulolytische, xylanolytische und Getreideglucane abbauende Enzymkomplexe erhalten werden. Erfindungsgemaess enthaelt das Naehrmedium 30 Vol.-% Brennereischlempe als Naehrstoff sowie 2 Ma.-% i. TS aus Schlempe durch Heisswasser-Extraktion bei 62 C fraktionierten und gewaschenen Brennereitreber als Enzyminduktor. Das Naehrmedium wird in Brennereien angewendet.
Description
1 . Titel der Erfindung
Nährmedium zur Herstellung eines Enzymkomplexes für die Anwendung in der Brennerei
2 . Anwendungsgebiete der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Nährraediura zur Subraerskultiνierung eines Enzymkoiaplexes zur Anwendung in der 3rennerei, der dis Ethanolausbeute erhöht .
3 . Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen
Die bisher bekannten Nährmedien zur Kultivierung Cellulass bildender Mikroorganismen enthalten als Kohl enstοffquel1e einen Zusatz von Cellulose, wie ζ . B . mikrokristalliner Cellulose, wie im DD-WP 145028 - Verfahren zur biotechnischen Herstellung von Cellulasen, Heraicellulasen und S-Glucosidasen dar gestallt .
In DD-WP 151472 - Anwendung eines cellulolytischen und heraicellulolytischen Enzyaikomplexes zur Ethanolgewinnung - wird der Einsatz dieser Cellulasen in der Brennereiindustrie geschützt . Der Nachteil derartiger Nährtnedien besteht in den hohen Beschaffungskosten der Cellulose und in einsm für 3rennsrei· zwecke nicht optimal auf Getreide abgestimmten Enzymspektrum .
Die Verwendung nativer Substrate wird in der DE-OS-2704342 zur Kultivierung von Thielavia terrestris NRRL 8126 allgemein beschrieben . In der G8-PS 1227211 wird eine adaptive
Kultivierung von Enzymbildnern auf landwirtschaftlichen Rohstoffen, wie z.B. Weizenkleie geschützt . Der Einsatz von Dünnschlempe (festst offfrei es Schlempefugat) als Stickstοffquelle für die Kultivierung von Lampteromyces und Formitopsis wird in der GB-PS 1278195, zur Hersteilung von Aspergillus niger-Glucoamylase in der GB-PS 116149 beschrieben · Getrocknete Oünnschlempe wird auch in der GB-PS 1421127 bzw. US-PS 3880742, US-PS 367 7899 zur Herstellung von 8-{1,3)(1,4)-Glucanase aus Penicillium emersonii angeführt .
Zur Ausschüttung von Cellulasen bei der Kultivierung von Cellulasebildnern wird nach Literatür angaben der Einsatz von Cellulose im Nährmedium als essentiell angesehen . Demzufolge wäre durch Schlempe und ihre Bestandteile {Brennereitreber) eine Induktion cellulolytischer Enzyme kaum zu erwarten . Jedoch ergeben sich durch die Kultivierung auf diesen ο .g . Substraten nach entsprechender Vorbehandlung Cellulase-Aktivitätswerte sowie Ethanolausbeuten nach Einsatz dieser Cellulasen, die zu Steigerungen von 3,5 % Ethanol gegenüber dem Einsatz von Alpha- und Glucoamylase allein führen .
4 . Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist es, ein für Brennereizwecke auf das zu hydrolysierende Substrat, d .h . durch Amylasen nicht umgesetzte Getreidebestandteile, optimal abgestimmtes Nährraedium zu erhalten . Hierbei sollen vorbehandelte Abprodukte der Brennerei als Kultivierungssubstrat bzw. Nährmedienbestandteil verwendet werden .
5 . Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, spezifische brennereiorientierte Nährmedien zu entwickeln, auf denen durch Kultivierung unter den Bedingungen der Brennereiindustrie cellulolytisehe xylanolytische und Ge treideglucane abbauende Enzymkomplexe erhalten werden . Bestandteile des Nährraediums sollen durch Abprodukte
der Brennerei, d .h . fraktionierte und vorbehandelte Schlerapeinhaltsstoffe gebildet werden .
Die Gewinnung der Enzymkomplexe erfolgt durch Kultivierung eines vorgegebenen Stammes adaptiv hinsichtlich des abzubauenden Substrates Getreidecellulöse .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Nährraediura zur Herstellung eines Enzymkomplexes für die Anwendung in der Brennerei zur Hydrolyse von Nichtstärke-Polysacchariden des Getreides mit Hilfe geeigneter Pilzstämme verwendet wird,, das 30 VoI .-% Brennereischlempe als Nährstoff sowie 2 Ma .-% i . TS aus Schlempe fraktionierten Brennerei treber als Enzyminduktor enthält . Der Brennereitreber wird durch eine Heißwasser-Extraktion bei 62 *C der notwendigen Menge Schlempe gewonnen und über ein 0,8 mm-Sieb unter gleichzeitigem Waschen mit Wasser abgertrennt . Die Verwendung für das Nährmedium erfolgt vorzugsweise feucht, kann aber auch nach Umluft- oder Vakuümtrockriung bei — 45 *C vorgenommen werden . t
Zur Enzyminduktion kann anstelle von fraktioniertem Brennereitreber der Rückstand einer Heißwasser-Extraktion (65 - 70 'C) von Roggenkleie verwendet werden .
Die auf diesem Nährmedium - unter Zusatz von Mineralsalzen - gewonnenen Enzymkomplexe besitzen bei Kultivierung von Stämmen der Gattung Penicillium cellulolytische , xylanolytische , amylolytische und glucanolytische Aktivitäten und können so Nichtstärke-Polysaccharide des Getreides hydrolysieren . Durch dieses Nährmedium kann das Enzymspektrum der Zusammensetzung der Polysaccharidfraktion des Getreides, dia über den Stärkeabbau hinaus der Ethanolgewinnung zugänglich gemacht werden soll, angepaßt werden .
Der Vorteil der Verwendung dieses Nährmediuras liegt in der Nutzung von Brennerei-Abprodukten zur Induktion der Bildung von Enzymzusammensetzungen, die den in der Maische zu hydrolysie-
renden Substraten adaptiert sind . Der Einsatz des Nährmediums kann im labor-, kl ein technischen oder großtechnischen MaSstab erfolgen .
Ausführungsbeispiel
Zur Herstellung des Nährmediums im Laborverfahren wird folgende Zusammensetzung gewählt:
. 30 VoI ,-% Brennereischlempe
. 2,2 Ma .-% i . TS Br ennerei t reber , fraktioniert und gewaschen (Brennerei treber kann durch den Rückstand einer Heißwasser-Extraktion bei 65 - 70 'C von Roggenkleie ersetzt werden .)
. 0,30 - 0,40 Ma .-J Diammoniumhydrogenphosphat (NH ) HPQ . 0,55 - 0,75 Ma ,-% Kaliumdihydrogenphosphat KH-PO4-Im Falle des Einsatzes von 20 VoI .-% Grünmehlhydrolysat werden 0,20 Ma .-% KH-PO benötigt . Bei Verwendung von Kalkammonsalpeter als Stickstoffquelle muß die KH PO Konzentration mit dem Faktor 1,4 multipliziert werden: der CaCl.-Zusatz entfällt .
·. 0,045 Ma .-% Magnesiumsulfat MgSO4 χ 7H2O . 0,023 Ma .-% Calciumchlorid CaCl- .
Der pH-Wert vor der Sterilisation beträgt 5,0 - 5,7.
Nach Inokulation kann im Schüttslkolben oder Fermentor kultiviert werden .
Bei Verwendung von HUPc 2711 (DO-WP 145028) werden folgende Aktivitäten erreicht :
. Filterpapier saccharifizier ende Aktivität 0,45 - 0,65 E/ml
. Na-CMC liquifizierende Aktivität 45 - 70 % relativ . Cellobiase 0,8 - 2,0 U/ml
| 0,5 | - 5 | IE/ml |
| 8 | - 20 | E/ml |
| 50 | - 80 | Tyr .-E |
| 25 | - 40 | E/ml |
| 103 | .5 % |
. Alpha-Amylase
. Glucoamy1 as β
. Protease (sauer)
. Xy1 anase
. Ethanolausbeute nach Vermaischung
Zur Erhöhung der Enzymausbeute kann eine Substratlifflitierung durch Nachdosierung von Nährmedienbestandteilen aufgehoben sowie der pH-Verlauf durch Dosierung von Laugen und Säuren gesteuert werden .
-S-
Claims (1)
- - 6 . Erfindungsanspruch. Nährmedium zur Herstellung eines Enzymkomplexes für die Anwendung in der Brennerei zur Hydrolyse von Nichtstärke-PoIysacchariden des Getreides mit Hilfe dafür geeigneter Pilzstamme , gekennzeichnet dadurch, daß 30 VoI .-% Brennereischlempe als Nährstoff sowie 2 Ma .-% i . TS aus Schlempe durch Heißwasser-Extraktion bei 62 "C fraktionierter und gewaschener Brennerei treber als Enzyminduktor enthalten ist.. Nährmedium nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des fraktionierten Brennerei trebers der Rückstand einer Heißwasser-Extraktion (65 - 70 'C) von Roggenkleie in Verbindung mit Schlempe und anderen Nährmedienbsstandteilen verwendet wird .. Nährmedium nach Punkt 1/2, gekennzeichnet dadurch, daß die darauf gewonnenen Enzyrakomplexe bei Kultivierung geeigneter Stämme cellulolytisehe, xy1anolytisehe , araylolytische und glucanolytische Aktivitäten aufweisen, die durch Induktion gebildet werden .
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| DD26265684A DD224868B3 (de) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | Naehrmedium zur herstellung eines enzymkomplexes |
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Publications (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE102006022729A1 (de) * | 2006-05-12 | 2007-11-15 | Edl Anlagenbau Gesellschaft Mbh | Verfahren zur Verwertung von Schlempe |
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1984
- 1984-05-03 DD DD26265684A patent/DD224868B3/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
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| DE102006022729B4 (de) * | 2006-05-12 | 2008-10-02 | Edl Anlagenbau Gesellschaft Mbh | Verfahren zur Verwertung von Schlempe |
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| DD224868B3 (de) | 1992-12-24 |
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