DD280723A1 - Verfahren zur Gewinnung und Isolierung von mikrobiellem Protein - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung und Isolierung von mikrobiellem ProteinInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von mikrobiellem Protein fuer die menschliche Ernaehrung. Dabei ist es das Ziel, unter prinzipieller Beibehaltung der im DD-WP 222 672 aufgefuehrten Vorbehandlung durch Anwendung eines alkalischen Zellaufschlusses unter erhoehter Temperatur und extrem kurzen Reaktionszeiten (DD-WP 129 270) eine vertretbare Proteinausbeute mit Proteinqualitaeten zu erreichen, die einen direkten Einsatz fuer die menschliche Ernaehrung moeglich machen. Bei der Anwendung des an sich bekannten alkalischen Hochdruckkurzzeitaufschlusses muss in der Stufe der aethanolischen Vorbehandlung eine Temperatur von 70 Grad C gewaehlt werden.
Description
Nach diesel Reaktionsstufe erfolgt eine sofortige Abkühlung und Phasentrennung. Das extrahierte Protein wird danach an IP = 4,4 gefällt.
Saccharomyces cerevisiae mit einen Reinproteingehalt von 30,7% i. TS wird mit Wasser und Äthanol so suspendiert, daß eine Trockensubstanzkonzentration von 22,9% und eine Äthanolkonzentration von 20VoI.-% zur Wirkung kommen. Diese Suspension wird 30min bei 700C unter Rühren behandelt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Das nach anschließender Zentrifugation erhaltene Sediment wird mit wenig Wasser suspendiert und mit dem Säurengemisch Essigsäure, Phosphorsäure und Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 0,5 eingestellt. Die Suspension hat dann eine Trockensubstanzkonzentration von 19,4% und wird 30 min bei 70°C unter Rühren behandelt. Das nach der Zentrifugation erhaltene Sediment wird dann mit Ammoniumhydroxyd bis zur Erreichung eines pH-Wertes von etwa 5,0 gewaschen. Durch die beiden Vorbehandlungsstufen werden eine Lipidreduzierung von 20,2%, eine Nucleinsäurenreduzierung von 89,4% und ein Trockensubstanzverlust von 35,1 % erreicht.
Die so vorbehandelte, abzentrifugierte und mit Wasser auf eine Trockensubstanzkonzentration von 8,9 % suspendierte Hefe wird mit 1N Natronlauge dem alkalischen Kurzzeitaufschluß zugeführt. Dabei werden 10 Volumenteile vorbehandelter Hefesuspension und 1,9 Volumenteile 1N Natronlauge getrennt innerhalb von 70s aufgeheizt, um dann nach der Vereinigung bei etwa 1600C zu reagieren, wobei die Dauer der Extraktion 10s beträgt. Die alkalische Extraktion geschieht unter diesen Bedingungen in einem pH-Bereich von 11,0-11,5. Nach Beendigung des Kurzzoitaufschlusses wird die so erhaltene Suspension abgekühlt und zentrifugiert und das Protein aus der alkalischen Lösung an IP = 4,4 mit verdünnter Salzsäure gefällt. Von der nach den Vorbehandlungsstufen in den Zellen vorhandenen Proteinmenge wurden unter diesen Bedingungen 81,7% extrahiert, was andererseits 73,7% der im Ausgangsorganismus vorhandenen Proteinmenge entspricht. 82,4 % der extrahierten Proteinmenge waren am IP fällbar. Das gewonnene Isolat hat einen Reinproteingehalt von 96,8%, einen Nucleinsäuregehalt von 1,4% und einen Lipidgehalt von 2,2%. Das Sediment nach dem alkalischen Kurzzeitaufschluß hat einen Reinproteinnehalt von 10,8%.
Claims (1)
- Verfahren zur Gewinnung und Isolierung von mikrowellen Protein zum Zwecke des Erhalts eines proteinogenen Ausgangsstoffes für die menschliche Ernährung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hefen, insbesondere der Gattungen Saccharomyces und Candida, eine Wirkkombination einer äthanolischen Vorbehandlung von vorzugsweise 20Vol.-% Äthanol, 7O0C und 30min Einwirkungszeit und daran anschließenden sauren Vorbehandlung unter Anwendung eines Säurengemisches bei einem pH-Wert von vorzugsweise 0,5 mit einer, in an sich bekannten Weise, alkalischen Extraktion unterden Bedingungen eines pH-Wertes kleiner 11,5 unter Überdruck im Temperaturbereich von etwa 16O0C und einer Zeit von 4s-1 Os zur Anwendung kommt.Anwendungsgebiet der ErfindungDie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Isolierung von mikrowellen Protein insbesondere aus Hefen der Gattungen Saccharomyces und Candida, zum Zwecke des Erhalts eines proteinogenen Ausgangsrohstot'fes für die menschliche Ernährung.Charakteristik der bekannten technischen LösungenZu den bekannten technischen Realisierungsmaßnahmen gehören solche Verfahren, die entweder das Ziel verfolgen, das mikrobiclle Protein mit einer möglichst hohen Proteinausbeute iu erhalten, wobei sich aber nach der Stufe der Proteinextraktion noch technische Maßnahmen erforderlich machen, um die Kriterien zu erfüllen, die an ein Proteinisolat gestellt werden, oder solche Extraktionsverfahren, die die geforderte Reinheit garantieren, aber nicht zu einer hohen Ausbeute führen. Zu den Vorfahren, die, bezogen auf den Ausgangsproteingehalt des biologischen Materials, eine Proteinausbeute von 50%-70% an gefällten Protein liefern, zählen solche Verfahrensvarianten, wie sie in den Patentschriften DD-OS 110425, DD-WP129270, US-PS 3362112 und US-PS 3914450 angegeben werden. Während die Proteinausbeuten befriedigen, liegen die Restnucleinsäurengehalte zwischen 2,5% und 5,0% und die Restlipidgehalte zwischen 5% und 12%. Die bekannten Maßnahmen zur Reduzierung störender Stoffgruppen, wie sie in den Patentschriften DD-WP121463, DD-WP 129803, DD-AP 131072, GB-PS 1322160, DE-OS 2405593, US-PS 3784536 und US-PS 3947605 zu finden sind, führen zu Restnucleinsäurengehalten in gefällten Protein von 1,0%-2,5%. Die Restlipidgehalte werden ni.-ht vordergründig betrachtet und liegen zwischen 0,5% und 4,0%. Meist steht dem Vorteil einer Qualitätsverbesserung eine verminderte Proteinausbeute entgogen.Ziel der ErfindungEs ist das Ziel der Erfindung, einen proteinogenen Ausgangsrohstoff aus Mikroorganismen für die menschliche Ernährung zu gewinnen, der sich hinsichtlich eines sahr hoher. Reinproteingehaltes und niedriger Restnucleinsäuren- und Restlipidgehalte auszeichnet und unter Bedingungen erhalten wird, die hinsichtlich der Menge an gefälltem Protein noch gute Ausbeute garantieren.Darlegung des Wesens der ErfindungDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Mikroorganismen, insbesondere bei Hefen, eine Extraktion des Protein"· zu erreichen, die dazu führt, daß das gewonnene Protein eine Reinheit von über 90%, einen Restnucleinsäurengehalt unter 2,0% und einen Restüpidgehalt unter 2,5% ohne gesonderte, nachfolgende Aufbereitung besitzt, wobei 55%-60% der im Mikroorganismus vorhandenen Protoinmenge gewonnen werden. Durch die Auswahl der von eingesetzten Organismus abhängigen Parameter wird bei der Anwendung von Wirkkombinationen ein Isolat gewonnen, das als proteinogener Ausgangsrohstoff eingesetzt werden kann, ohne einer weiteren Nachbehandlung unterzogen werden müssen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Wirkkombination zur Anwendung kommt, die in einer äthanolischen und einer sauren Vorbehandlung mit anschließenden alkalischen Kurzzeitaufschluß besteht. Dazu werden die eingesetzten Mikroorganismen, die in Form von Hefesahne oder Preßhefe vorliegen, mit Äthanol versetzt, so daß eine 15vol.-%igo-50vol.-%ige Äthanolanwendungskonzentration resultiert und eine Reaktionstemperatur von 50°C-70°C für 30min aufrechterhalten wird.Nach erfolgter Phasentrennung wird das erhaltene Sediment mit Leitungswasser und einem Säurengemisch von Essigsäure, Phosphorsäure und Schwefelsäure versetzt, so daß ein pH-Wert von 0,5-1,0 resultiert. Diese Suspension wird auf eine Reaktionstemperatur von vorzugsweise 7O0C erhitzt und für 30 min einer Reaktion unterworfen. Nach Abschluß dieser Reaktionsstufe wird nach schneller Abkühlung zentrifugiert und das so erhaltene Sediment mit dem Ziel der Senkung des Säureanteils mit verdünnter Ammoniumhydroxydlösung bis zu einem pH-Wert des Sediments von 3,0-5,0 gewaschen. Das nach der Waschstufe erhaltene Biomassesediment wird nun auf eine Trockensubstanzkonzentration von 9%—13% mit Wasser verdünnt und, ebenso wie die 1N Natriumhydroxydlösung, innerhalb von 50s-70s auf etwa 1600C erhitzt und durch Reagieren beider Volumenströme unter den Bedingungen einer Hochdruckkur?zeitbehandlung während einer Zeit von 4 s-10s der alkalischen Extraktion ausgesetzt. Hier beträgt die Anwendungokonzentration an Natronlauge 1,5mMol NaOH/g HTS.
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