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Verfahren zur Gewinnung von triebfähigen Mikroorganismen Die Erfindung betrifft die Gewinnung von triebfähigen Mikroorganismen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Pilze, wie Rhizopus japonicus, Oidium, Penicillium usw. sei es als Einzelkulturen, sei es in Symbiose unter sich und mit Hefe auf entsprechenden Nährböden zu kultivieren, die Kulturen zu trocknen und zu mahlen oder als flüssige und filtrierte Extrakte als Backhilfsmittel bei der Herstellung von Brot und anderen Backwaren zu verwenden. Diese Pilzkulturen oder deren Extrakte wirken im wesentlichen stärkeverflüssigend. Es ist ferner bekannt, dat gewisse Schimmelpilze unter geeigneten Bedingungen alkoholische Gärungen hervorrufen können. Diese Fähigkeit der Schimmelpilze wird auch technisch ausgewertet, z. B. in der Amylobrennerei, bei welcher stärkehaltige Gärsubstrate durch Schimmelpilze der Gattung Mucor, insbesondere durch Mucor amylomyces verzuckert und vergoren werden.
Die Gärung vollzieht sich jedoch sehr langsam, so dass sie in der Regel durch eine Hefegärung unterstützt wird. Für die Anwendung in der Teiggärung sind die genannten Pilze nicht geeignet. Es ist weiter aus wissenschaftlichen Veröffentlichungen bekannt, dass andere Schimmelpilze bei submersem Wachstum Alkohol zu bilden vermögen, z. B. die Fusariumarten.
Derartige Schimmelpilze sind zwar nicht zur Gewinnung von Alkohol, wohl aber zur biologischsynthetischen Gewinnung von Fett benutzt worden. Alle diese Gattungen von Schimmelpilzen stellen aber, gleichgültig, ob die Gewinnung von Alkohol oder die Vermehrung der Pilze in grossem Massstabe angestrebt wird, an das Gärsubstrat hohe Anforderungen und erfordern die sorgfältige Einhaltung bestimmter Arbeitsbedingungen, da diese Pilze sehr empfindlich und anspruchsvoll sind.
Da die üblicherweise zur Durchführung alkoholischer Gärungen verwendeten Hefen der Gattung Saccharomyces cerevisiae bedeutend geringere Anforderungen an das Gärsubstrat stellen und eine höhere Vermehrungsenergie aufweisen als die bisher technisch verwendeten Schimmelpilze, erschien von vornherein die Verwendung von Schimmelpilzen bei Verfahren, bei welchen die alkoholische Gärung in Betracht kommt, regelmässig niç mr aussichisreich. Der Erf ; nder haz-z, i nun die Aufgabe gestellt, triebf : ihlge, d. h. zur alkoholischen Gärung unter den Bedingungen der Bäckerei geeignete Mikroorganismen zu gewinnen und dabei die Fähigkeit der Schimmelpilze, das Substrat besser auszunutzen als dies durch Presshefe möglich ist, zunutze zu machen.
Um Schimmelpilze für den genannten Zweck verwenden zu können, müssen zwei Grundforderungen erfüllt sein : Die Schimmelpilze müssen eine ausreichende Vermehrungsenergie und ein entsprechendes Gärungsvermögen besitzen, um im Teig innerhalb kurzer Zeit die notwendige Lockerung herbeizuführen. Hiezu sind die oben erwähnten Schimmeipilzarten nicht befähigt. Die Forschungen des Erfinders haben nun zu der Feststellung geführt, dass Schimmelpilze, die nach der Systematik von Diddens und Lodder (Die Hefesammlung des"CentralBureau voor Schimmelcultures", II. Teil, "Die anaskoporogenen Hefen", N. V.
Noord- Hollandsche Uitgevers Maatschappi), Amsterdam
1942) zur Unterfamilie der Mycotoruloideae der Familie der Torulpsidacaeae gehören und insbesondere Schimmelpilze der Gattung Candida, vor allem Candida Berkhout emend. Diddens und Lodders überaus geringe Ansprüche an das
Gärsubstrat stellen und dabei eine sehr gute Vermehrungsfähigkeit besitzen. Die gewöhnlichen
Stämme dieser Schimmelpilze sind aber an sich für den gewünschten Zweck nicht geeignet, da sie von Haus aus nur eine geringe Gärfähigkeit besitzen.
Erfindungsgemäss wird nun die Triebfähigkeit dieser Schimmelpilze durch Umzuchtung erhöht und ihnen damit die Fähigkeit zur Alkohol-bzw.
Kohlensäurebildung erteilt : Demgemäss besteht das Verfahren gemäss der Erfindung zur Ge- winnung triebfähiger Mikroorganismen darin, dass man an sich nicht triebfähige oder nur schwach triebfähige Schimmelpilze der Unter- familie der Mycotoruloideae der anaskosporogenen
Hefen, insbesondere der Gattung Candida, vor- zugsweise Candida Berkhout emend. Diddens und Lodders, wiederholt in Nährlösungen, zweck- mässig in stickstoffreichen Lösungen und in
Gegenwart von Wuchs-und Wirkstoffen, um-
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züchtet und unter Bedingungen, welche die alkoholische Gärung unterdrücken, hingegen die Vermehrung begünstigen, vermehrt.
Sowohl zwischen den Umzüchtungen als auch vor oder während der Vermehrung der Schimmelpilze konnen Gärstufen eingeschaltet werden, um die Mikroorganismen zu kräftigen.
Die Umzüchtung der an sich nicht triebfähigen oder schwach triebfähigen Schimmelpilze erfolgt 1n an sich bekannter Weise, vorzugsweise in der Art, dass bei jeder Umzüchtung aus einer auf festem Nährboden, z. B. auf Würze-Agar-Agar gezüchteten Reinkultur ausgewählte Pilze in ein geeignetes flüssiges Substrat übertragen werden, dieses einer 24stündigen kräftigen Belüftung unter sterilen Bedingungen unterworfen und aus der gebildeten Kultur eine Reinkultur nach dem Plattenverfahren (Koch) angelegt wird.
Dieses Umzüchtungsverfahren wird so lange fortgesetzt, bis der Gärversuch keine Steigerung der Gärfähigkeit mehr anzeigt.
Für die eigentliche Vermehrungsstufe kommen insbesondere auch solche Gärsubstrate in Betracht, welche für die Vermehrung von Presshefe (Saccharomyces cerevisiae) minder geeignet sind.
So eignen sich für die Vermehrung der umgezüchteten Schimmelpilze auch Sulfitablauge, Schlempe, Holz-oder Pflanzenhydrolysate u. dgl.
Die Vermehrung in diesen Nährsubstraten geht unter Zusatz der üblichen Nährsa'ze und Wuchsbzw. Wirkstoffe nach der in der Presshefefabrikation üblichen Arbeitsweise, insbesondere unter Zulauf und unter Feinbelüftung, leicht vor sich, wobei die Bedingungen derart eingeregelt werden, dass eine alkoholische Gärung möglichst herabgesetzt oder unterdrückt wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung hat somit insbesondere den Vorteil, dass es die Gewinnung triebkräftiger Schimmelpilze auf Substraten t : 1"möglicht, die zur Hefefabrikation wenig geeignet sind. Die Triebkraft derart gewonnener Schimmelpilze übertrifft bei weitem diejenige der sogenannten Wuchshefen, wie Torula utilis.
Ein nicht zu unterschätzender Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht weiter darin, dass die Pilzmasse hauptsächlich als Mycel anfallt und damit eine leichte Trennung der Pilzmasse vom Nährsubstrat ermöglicht.
Ausführungsbeispiel : 1. Umzüchtung.
Von einer dickbreiigen Suspension einer Kultur von Candida, sp. Berkhout emend. Diddens und Lodders in Würze wurden ungefähr 1 cm3 in 100 c ; n3 einer sterilen Würze eingetragen.
Diese Kultur wurde (GÅarversuch nach Kluyver) auf die Gärfähigkeit in Würze untersucht und zeigte bei 30 innerhalb 24 Stunden 0 cm : 1 Kohlensäureentwicklung. Die oben genannten mit der Schimmelpilzkultur beimpften 100 cm3 Würze wurden nun 24 Stunden lang bei 30 unter Zugabe von etwas Gärfett intensiv belüftet. Nach 24 Stunden wurde von dieser Kultur eine Platten-
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wurde von der Platte in entsprechender Verdünnung eine kräftige Kolonie ausgewählt und in Würze ohne Belüftung zur Vermehrung gebracht. Eine Überprüfung des Gärvermögens ergab nun unter den gleichen Bedingungen wie oben eine Kohlensäureentwicklung von 0-6 cm3.
Dieses Verfahren der Umzüchtung wurde nun wiederholt und ergab nach der dritten Umzüchtung eine Kultur mit einer Kohlensäureentwicklung von 3-7 ni3. Bei weiteren Umzüchtungen wurden für die Kohlensäureentwicklung -bkraft) Werte erhalten, die jener der Kohlensäuftentwicklung der Hefe annähernd gleich waren.
2. Vermehrung.
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wie Anst. clhefe vermehrt und schl'esslich in dem Gärsuurat. z. B. in einer Holzzuckerlösung und unter Zusatz von Nährsalzen und Wuchsund Wirkstoffen oder solche enthaltenden Stoffen nach dem Zulaufverfahren vermehrt.
Die Ausbeuten betragen, auf Zucker gerechnet, 180-220os bei einem Wassergehalt von 70né.
In der Presshefeerzeugung ist vorgeschlagen worden, eine nach den üblichen Methoden gewonnene Hefe nach Beendigung oder doch in einem fortgeschrittenen Stadium der Vermehrung zur Beseitigung von Degenerationserscheinungen, allenfalls zur Behebung eines Rückganges der Triebkraft, einer zweistufigen Nachbehandlung zu unterwerfen, wobei in der einen Arbeitsstufe die Hefe in einer stickstoffreichen, auch noch etwas Zucker enthaltenden Nährlösung unter gleichzeitiger Hemmung der Vermehrung weiter entwickelt wird, in der zweiten Arbeitsstufe dagegen eine kohlehydrat- reiche Nährlösung ohne neuerliche Zugabe von
Stickstoff zur Anwendung gelangt, in welcher, ebenfalls unter Hemmung, jedoch ohne voll- ständige Unterbindung der Vermehrung, eine kräftige rasch verlaufende Gärung durchgeführt wird.
Nach einem anderen Verfahren der Press- hefeerzeugung wird während der Hauptgärung, sei es bei der Herstellung von Stellhefe oder der
Erzeugung von Verkaufshefe, die verbrauchte
Nährlösung periodisch vollständig ausgetauscht, wobei innerhalb ein und desselben Fabrikations- abschnittes die verbrauchte Nährlösung nicht nur erneuert sondern auch gewechselt wird, so dass verschiedene Rohstoffe gleichzeitig, jedoch voneinander getrennt verwendet werden (Wechsel- verfahren). In allen diesen Fällen handelt es sich um eine künstliche Aufbesserung von gewöhn- licher Hefe (saccaromyces cerevisiae) im Zuge der technischen Verhefung, wogegen die Er- findung die Umzüchtung von an sich nicht oder nur schwach triebfäh gen Schimmelpilzen be- stimmter Art zum Zwecke der Gewinnung triebfähiger Mikroorganismen beinhaltet.
Die Anwendung von Holzzuckerlösungen,
Sulfitablauge u. dgl. als Nährlösung für Hefe ist an sich bekannt.
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Method for the production of germinating microorganisms The invention relates to the production of germinating microorganisms.
It has already been suggested that fungi such as Rhizopus japonicus, Oidium, Penicillium, etc., be it as individual cultures, be it in symbiosis among themselves and with yeast on appropriate nutrient media, to dry and grind the cultures or as liquid and filtered extracts to be used as a baking aid in the production of bread and other baked goods. These fungal cultures or their extracts essentially have a starch liquefying effect. It is also known that certain molds can cause alcoholic fermentation under suitable conditions. This ability of the molds is also evaluated technically, e.g. B. in the amylo distillery, in which starchy fermentation substrates are saccharified and fermented by molds of the genus Mucor, in particular by Mucor amylomyces.
However, the fermentation takes place very slowly, so that it is usually supported by yeast fermentation. The mushrooms mentioned are not suitable for use in dough fermentation. It is also known from scientific publications that other molds are able to form alcohol when they grow submerged, e.g. B. the Fusarium species.
Such molds were not used for the production of alcohol, but for the bio-synthetic production of fat. However, regardless of whether the aim is to obtain alcohol or to multiply the fungi on a large scale, all these types of molds place high demands on the fermentation substrate and require careful compliance with certain working conditions, as these fungi are very sensitive and demanding.
Since the yeasts of the genus Saccharomyces cerevisiae, which are commonly used to carry out alcoholic fermentations, place significantly lower demands on the fermentation substrate and have a higher growth energy than the molds that have been used technically up to now, the use of molds appeared from the outset in processes in which alcoholic fermentation is considered , regularly niç mr ausichisreich. The Erf; nder haz-z, i now set the task, driebf: ihlge, d. H. to obtain suitable microorganisms for alcoholic fermentation under the conditions of the bakery and thereby make use of the ability of the molds to make better use of the substrate than is possible with compressed yeast.
In order to be able to use molds for the above-mentioned purpose, two basic requirements must be met: The molds must have sufficient energy to reproduce and the corresponding fermentation capacity to induce the necessary loosening in the dough within a short time. The above-mentioned types of mold fungus are not capable of doing this. The inventor's research has now led to the finding that molds, which are produced according to the systematics of Diddens and Lodder (The yeast collection of the "Central Bureau voor Schimmelcultures", Part II, "The anascoporogenic yeasts", N.V.
Noord-Hollandsche Uitgevers Maatschappi), Amsterdam
1942) belong to the subfamily of the Mycotoruloideae of the family of Torulpsidacaeae and in particular molds of the genus Candida, especially Candida Berkhout emend. Diddens and Lodders have extremely low demands on that
Provide fermentation substrate and have a very good ability to reproduce. The common ones
However, strains of these molds are not in themselves suitable for the desired purpose, since they inherently only have a low fermentation ability.
According to the invention, the ability of these molds to sprout is increased by re-breeding and thus their ability to alcohol or.
Carbon dioxide formation granted: Accordingly, the method according to the invention for obtaining germinating microorganisms consists in the fact that molds of the subfamily of the Mycotoruloideae of the anascosporogens that are not or only weakly germinative are found
Yeasts, in particular of the genus Candida, preferably Candida Berkhout emend. Diddens and Lodders, repeated in nutrient solutions, expediently in nitrogen-rich solutions and in
Presence of growth and active ingredients to
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breeds and multiplies under conditions that suppress alcoholic fermentation, but favor reproduction.
Fermentation stages can be switched on both between the cultivations and before or during the growth of the mold in order to strengthen the microorganisms.
The re-cultivation of the molds that are not capable of growing or that are weakly capable of growing are carried out in a manner known per se, preferably in such a way that each re-cultivation from a solid nutrient medium, e.g. B. pure culture grown on wort agar agar, selected mushrooms are transferred into a suitable liquid substrate, this is subjected to vigorous aeration for 24 hours under sterile conditions and a pure culture is created from the culture formed by the plate method (Koch).
This re-breeding process is continued until the fermentation test no longer shows any increase in fermentability.
For the actual propagation stage, fermentation substrates which are less suitable for the propagation of compressed yeast (Saccharomyces cerevisiae) are particularly suitable.
Sulphite waste liquor, stillage, wood or plant hydrolysates and the like are also suitable for the propagation of the re-cultivated molds. like
The propagation in these nutrient substrates goes with the addition of the usual nutrients and growth or growth. Active ingredients according to the method customary in compressed yeast production, in particular with feed and with fine aeration, slightly in front of you, the conditions being regulated in such a way that alcoholic fermentation is reduced or suppressed as far as possible.
The method according to the invention thus has the particular advantage that it enables the production of vigorous molds on substrates t: 1 "which are not very suitable for yeast production. The mold obtained in this way far exceeds that of so-called growth yeasts such as Torula utilis.
A further advantage of the method according to the invention, which should not be underestimated, consists in the fact that the mushroom mass occurs mainly as mycelium and thus enables the mushroom mass to be easily separated from the nutrient substrate.
Embodiment: 1. Re-breeding.
From a thick pulpy suspension of a culture of Candida sp. Berkhout emend. Diddens and Lodders in wort were about 1cc in 100c; n3 of a sterile wort entered.
This culture was examined (fermentation experiment according to Kluyver) for the fermentability in wort and showed 0 cm: 1 evolution of carbonic acid within 24 hours at 30. The above-mentioned 100 cm3 wort inoculated with the mold culture were then intensively aerated for 24 hours at 30 with the addition of some fermentation fat. After 24 hours, a plate of this culture was
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a strong colony was selected from the plate in the appropriate dilution and propagated in wort without aeration. A check of the fermentation capacity under the same conditions as above showed a carbonic acid development of 0-6 cm3.
This process of re-breeding was then repeated and after the third re-breeding resulted in a culture with a carbonic acid development of 3-7 ni3. In further re-breeding, values were obtained for the development of carbon dioxide (vigor) which were approximately the same as those of the development of carbon dioxide in the yeast.
2. Propagation.
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like Anst. The yeast increased and finally in the fermentation sauce. z. B. in a wood sugar solution and with the addition of nutrient salts and growth and active ingredients or substances containing such increased by the feed process.
The yields, calculated in terms of sugar, are 180-220os with a water content of 70né.
In the production of compressed yeast, it has been proposed to subject a yeast obtained according to the usual methods to a two-stage post-treatment after completion of or at an advanced stage of propagation in order to eliminate signs of degeneration, if necessary to remedy a decrease in the driving force, with the yeast in one working stage is further developed in a nitrogen-rich nutrient solution, which also contains some sugar, with simultaneous inhibition of reproduction, while in the second stage a nutrient solution rich in carbohydrates without further addition of
Nitrogen is used, in which, likewise with inhibition, but without complete suppression of reproduction, a vigorous, rapid fermentation is carried out.
Another method of pressed yeast production is during the main fermentation, be it in the production of yeast or the
Production of sales yeast that consumed
Nutrient solution is periodically completely exchanged, with the used nutrient solution not only being renewed but also exchanged within one and the same manufacturing section, so that different raw materials are used simultaneously but separately from one another (exchange process). In all of these cases it is an artificial improvement of ordinary yeast (saccaromyces cerevisiae) in the course of the technical heap, whereas the invention is the re-breeding of molds of a certain type that are not or only weakly capable of sprouting for the purpose of Contains the extraction of capable microorganisms.
The use of wood sugar solutions,
Sulphite liquor u. Like. As a nutrient solution for yeast is known per se.