DD276103A1 - Verfahren zur gewinnung von nukleinsaeurearmer biomasse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von nukleinsaeurearmer Biomasse durch Kultivierung von bekannten ausgewaehlten Hefestaemmen auf kohlehydrathaltigen Substanzen, insbesondere Molken, mit dem Ziel einer umfassenden und vorteilhaften Anwendung in der Tierernaehrung aus ernaehrungsphysiologischer Sicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches ohne jeglichen zusaetzlichen Aufwand und ohne Gebrauchswertverminderung der Biomasse realisiert werden kann. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass auf die genannten Substanzen die Hefestaemme Debaryomyces hansenii LH 306 und Kluyveromyces marxianus LH 35 im Verhaeltnis von 2:1 bis 7:1, vorzugsweise 3:1, kontinuierlich fermentiert werden. Es werden Nukleinsaeuregehalte bis 26 g NS/kg Trockensubstanz erreicht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von nukleinsäurearmer Biomasse, die durch Kultivierung von ausgewählten Hefestämmen auf kohlehydrathaltigen Substanzen, insbesondere Molken, gewonnen worden. Sie kann in der biotschnologischen Produktion genutzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der Einsatz mikrobiell erzeugter Biomasse in derTierernährung wird aus ernährungsphysiologischen Gründen durch den Gehalt an Nukleinsäuren wesentlich limitiert. Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt geworden, die die Zielstellung zur Bereitstellung einer nukleinsäuregeminderten Biomasse beinhalten. Diese Verfahren können in folgend* Gruppen untergliedert werden:

- Verfahren zur Reduzierung des Nukleinsäuregehaltes nach der Kultivierung

Darunter sind Methoden zum mechanischen bzw. thermischen Aufschluß des Kulturmediums und seine Extraktion mit Hilfsmitteln, z. B. DE PS 2 503868 und DD PS 211921,oder*ur enzvmatischen Spaltung dur Nukleinsäuren, z. B. DE OS 3500912 und DD PS 161243, beschrieben. Dazu zählen auch Methoden zur Hitzeschockbehandlung und anschließende Inkubation bis zu 180min für verhefte Sa»ier;nolken (Kie'er Milchwirtschaftliche Forschungsberichte 31 (4) 1979, S.297-361). Sämtlichen Verfahren der aufgeführten Einordnung ist der hohe energetische, stoffliche bzw. apparative Aufwand, verbunden mit Qualitätsminderungen der Biomasse, eigin.

- Verfahren zur Steuerung des Fermentation;»-egimes

In DD PS 201147 wird ein Verfahren mit Phosptarlimitation auf Basis von Kohlenwasserstoffen vorgestellt. Nach einer der Kultivierung nachfolgend notwendigen Aufkonzentrierung und Extraktion der Biomasse wird ein Gehalt an Nukleinsäuren von 7,1 % bis 8,4% im Trockenprodukt erreicht.

Der nach dem genannton Verfahren erreichte Gehalt an Nukleinsäuren spricht dafür, daC. Veränderungen im Gehalt bestimmter zelleigener Inhaltsstoffe allein durch Steuerung des Fermentationsregimes nur in kleinsten Bereichen möglich sind (vergl. auch SCHULZ, OSLAGE: Prote In quality und utilization of SCP as äff ekted by the fermentationsprozesses an post-fermentations treatment«. AS-Symposium, Sorock 1981).

- Verfahren zur Züchtung einer nukleinsäuroarmen Biomasse

Nach einem semikontinuierlichen Verfahren (.Kieler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte" 31 [4] 1979, S.346ff.) auf Molkebasis stellen sich folgende Parameter ein:

Fermentationsdauer	RNS	RP
inn	%dHTS	%d.HTS
0	4,07	49,3

21,4 2,37 40,6

Der dargestellte hohe zeitliche und damit ökonomische Aufwand ist verbunden mit einer Oualitätsverschlechterung der Biomasse. Der Nachteil hoher Züchtungsze ten mit einem Pilz der Ar; Penicillium notatum wird auch in SU PS 597362 kund. In DD A23K/297745.6 wird ein «Verfahren zur Gewinnung von hochwertigem Futteteiwelß aus Molke" beschrieben, wobei ein NukSeinsäuregehalt von 3,5% in TS erreicht wird. In diesom Verfahren, welches auf hohe Protefnausbeute orientiert, bewirken die eingesetzten Stämme Pichia norwegensis H73 und Aciculocunidium aculeatum H308 6ine relative Erhöhung des Nukleinsäuregehaltes in der Biomasse.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von nukluinsäurearmer Biomasse, die aus ernährungsphysiologischer Sicht eine umfassende und vorteilhafte Anwendung in der Tierernährung finden kann.

-2- 276103 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Züchtung nukleinsäurearmer Biomasse zu entwickeln, welches ohne Jeglichen zusätzlichen Aufwand und ohne Gebrauchswertminderung für die Biomasse, z. B. Verlust an Amino-Eiweiß und Wirkstoffen, realisiert werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf kohlehydratheltigen Substanzen, insbesondere Molken, in einem CLG-Hochlelstungsfermentor die Hefestämme Debaryomyces hansenii LH306 (ZIMET43788) und Kluyveromyces marxianus LH35 (ZIMET 43786) im Verhältnis von 2:Ί bio 7:1, vorzugsweise 3:1, bei einem pH-Wert von 1,8 bis 2,5, vorzugsweise 1,9 bis 2,1 und einer Verweilzeit von 3 bis 5h, vorzugsweise 4 h, kontinuierlich fermentiert werden. Überraschenderweise wurde gefundon, daß sowohl bei Einkcmponentenfermentation als auch Zweikomponentenfermentation der genannten Hefestämme und nur im genannten Verhältnis Biomasse mit sehr niedrigem Gehalt an Nukleinsäure produziert wird. So konnten Nukleinsäuregehalte bei Kultivierung auf Glukose bzw. Molken bis 2,6% in Trockenmasse erreicht werden.

Ausführungsbelspiei

In einem Milchverarbeitungsbetrieb fällt täglich diskontinuierlich Labmolke in einer Gesamtmenge von 30t an. Dieses Substrat wird kontinuierlich über 24h in einem 10m³-CLG-Strahlfermentor mit einom Durchsatz von 1240l/h fermentiert. Die zur Fermentation eingesetzte Roh(lab)molke hat folgende Durchschnittsgehalte über den gesamten Tagesrhythmus (Analysendichte: 2 h):

Trockensubstanz (TS): 6Cg/kgOrig.-Substanz

Laktose 050 g/kg TS

Rohprotein 1C0 g/kg TS

Nukleinsäure 15 g/kg TS Phosphor 9,93 g/kg TS

Bereits im Anfahrprozeß wird mit dem Molkesubstrat eine Impfhefe im 2001-Ansatz mit folgenden Anteilen zugegeben:

- Debaryomyces hansenii LH 306 - 3 Teile

- Kluyveromyces marxianus LH 35 -1 Teil

Der kontinuierliche Fermentationsprozeß verläuft mit Zugaben von Ammonsulfat adäquat zum jeweiligen Gehalt an Laktose dos FermentorzulHufs der Rohmolke, im Durchschnitt des Tages von 13kg/t Rohmolke. Weiterhin erfolgen im Durchschnitt Spurensalzzugaben von:

Cu: 0,75 ppm Zn: 5 ppm Mn: 3 ppm

Der Fermentationsprozeß stellt sich über dem Tagesrhythmus mit einer Verweilzeit zwischen 4 und 4,5h, einem pH-Wert zwischen 1,8 bis 2,2 und einer Fermentationstemperatur zwischen 35⁰C und 36°C störfrei ein. Die kontinuierlich geerntete Biomasse wird entsprechend den veterinärhygienischen Vorschriften einer Kurzzeiterhitzung bei 90°C und einer Heißhaltezeit von 120 see unterworfen und dem Verkaufstank zugeführt. Die verkaufsfähige Biomasse hat folgende Tagesdurchschnittsgehalte:

Trockensubstanz (TS): 44 g/kg Originalsubstanz

Restlaktosegehalt: 15 g/kg TS

Rohprotein: 460 g/kg TS

Nukleinsäuregehalt: 26 g/kg TS

Phosphor: 13,9 g/kg TS

Im weiteren wurden die Züchtungsbedingungen folgendermaßen verändert:

- Bei Einsatz von LH 306 sirr ultan im Fermentor wurde ein Gehalt an NS von 38g/kg TS erzielt.

- Der Einsatz von LH 35 sim jltan im Fermentor erbrachte eine Biomasse mit einein Gehalt an NS von 35 g/kg TS.

- Der Einsatz der Mischpopulation nach DD A23 K/297745.6 mit LH306, LH35 und den Hefestämmen Pichia norregensis H73, Aciculoconidium sculcatum H303 und Hansenula jodimll H307 erbrachte einen Gehalt an Nukleinsäure von 35g/kg TS bei einem Rohproteingehalt von 470g/kg OS.

Claims (1)

1. Verfahren zur Gewinnung von nukleinsäurearmer Biomasse durch Kultivierung von bekannten ausgewählten Hefestämmon auf kohlehydrathaltigen Substanzen, insbesondere Molken, in einem CLG-Hochleistungsstrahlfermentor, gekennzeichnet dadurch, daß die Hefestämme Debaryomyces hansenii LH 306 (ZIMET 43788) und
   Kluyveromyces marxianus LH 35 (ZIMET 43786)

   in einem Verhältnis von 2:1 bis7:1, vorzugsweise 3:1 und den spezifischen Kultivierungsbedingungen pH-Wert von 1,8-2,5, vorzugsweise 1,9-2,1 sowie einer Verweilzeit von 3-5 h, vorzugsweise 4 h, kontinuierlich fermentiert werden.