DE69805757T2

DE69805757T2 - Polysaccharid, mikroorganismus und verfahren zu dessen herstellung, dieses enthaltende zusammensetzung und verwendung

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Publication number: DE69805757T2
Application number: DE69805757T
Authority: DE
Inventors: Younes Alami; Regis De Baynast; Thierry Heulin; Alain Heyraud; Michel Milas; Agnes Villain
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Agro Industrie Recherches et Developpements ARD
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Agro Industrie Recherches et Developpements ARD
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: CA2281594C; DE69805757D1; JP2001516375A; ATE218587T1; WO1998035993A1; JP3721521B2; FR2759377A1; EP0960132A1; CA2281594A1; DK0960132T3; US6344346B1; FR2759377B1; EP0960132B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Polysaccharid, einen Mikroorganismus und ein Verfahren zu dessen Herstellung, dieses enthaltende Zusammensetzungen und deren Verwendung.
Es ist bekannt, dass Mikrobenpopulationen ein großes Reservoir für die Bereitstellung neuer Moleküle darstellen. Die Beschreibung von Bakterien, die in den Wurzelbereichen von Getreidepflanzen vorkommen, hat zunächst ermöglicht, stickstoffbindende Arten nachzuweisen, die zum Großteil an Wurzeln von Weizen, Sonnenblumen, Reis und Mais gebunden sind. Die Isolierung dieser Arten hat die Entwicklung spezieller Isolierungsverfahren notwendig gemacht: das "Modell Spermosphäre" ermöglicht die Bakterien auszuwählen, die am besten an den Wurzelbereich angepasst sind und Immunfallen darstellen, und zwar durch Nutzung spezieller Antikörper bestimmter Arten. Diese Bakterien sind auch an Mechanismen der Anlagerung an und der Besiedlung von Wurzeln beteiligt.
Seit mehreren Jahren haben sich die Forschungen auf die Fähigkeit der Mehrzahl der an der Oberfläche von Wurzeln und im Wurzelbereich vorhandenen Bakterien, Exopolysaccharide (EPS) zu produzieren, konzentriert. Es ist umfassend gezeigt worden, dass diese Polymere eine Rolle bei der Besiedlung der Wurzeln durch die Bakterien und bei der Erdaggregation um diese Wurzeln herum spielen.
Jüngste Arbeiten interessieren sich für die Untersuchung von Stämmen hinsichtlich deren Fähigkeit, die Erdaggrega tion um die Wurzeln von Sonnenblumen und Weizen herum zu stimulieren.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Mikroorganismus zur Verfügung zu stellen, der auf Nährboden Exopolysaccharide produziert, bei schnellem Wachstum auf wenig anspruchsvollen Kulturmedien auf Basis landwirtschaftlicher Rohstoffe (z. B. Hydrolysate von Weizenkleie, Weizenpeptide, Glucosesirup, Hydrolysate von Beiprodukten der Stärkeindustrie), die leicht anzuwenden sind und die selbstverständlich nicht pathogen sowie genetisch stabil sind.
So ist ein Stamm nachgewiesen worden, dessen Kartierung und Sequenzierung des die RNAr 16S kodierenden Gens anzeigt, dass er zu der Familie der Rhizobiaceen (Unterart Alpha der Proteobakterien) gehört. Die prozentuale Übereinstimmung der Nukleinsäuren dieses Bereichs des Chromosoms (DNAr 16S) des Stammes YAS 34 beträgt 97,2% mit Rhizobium etli und 96,2% mit Rhizobium leguminosarum (Stamm LMG 9518). Eine Hybridisierung auf Kolonien von YAS 34 mit einer speziellen Oligonucleotidsonde des Rhizobium (sensu lato) im Gen nodD war positiv (persönliche Mitteilung G. Laguerre, INRA, Dijon). Das Vorhandensein des Gens nodD und die prozentuale Übereinstimmung des die RNAr 16S kodierenden Gens mit den zu der Art Rhizobium gehörenden Arten sind ausreichende Merkmale, um behaupten zu können, dass der Stamm YAS 34 ein Rhizobium ist.
Der gentypische Abdruck des Stammes YAS 34 über rep-PCR unter Verwendung dreier unterschiedlicher Bruchstücke (REP, ERIC und BOX) ist verfügbar.
YAS 34 ist am 15. Januar 1997 unter der Nr. I-1809 am CNCM des Pasteur-Instituts hinterlegt worden.
Dieser Stamm YAS 34 ist von der Oberfläche von Wurzeln (Rhizoplan) einer Sonnenblume (Helianthus annuus cv Albena) isoliert worden, und wurde im vierblättrigen Stadium abgenommen. Das verwendete Saatgut war nicht mit Hilfe von Pflanzenschutzmitteln behandelt worden und war vor der Aussaat sterilisiert worden. Der Boden war von der Art her ein schlammiger Boden, bei dem das hauptsächliche austauschbare Kation das Calcium ist.
Dieser Stamm YAS 34 ist ein Gram-negatives, aerobes, Katalase-positives und Oxydase-negatives Bakterium. Es handelt sich um ein mobiles Stäbchen, das auf einem RCV-Glucosemedium (4 g/l) elastische, transparente Kolonien von weißer Farbe bildet.
Der Stamm YAS 34 realisiert die Biosynthese des Polysaccharids durch Fermentation in Gegenwart eines Kulturmediums, das eine vorzugsweise assimilierte Kohlenstoffquelle enthält.
Es ist festgestellt worden, dass die hinsichtlich des Wachstums und der Produktion von Polysacchariden leistungs fähigsten Kohlenstoffquellen die Glucose, die Fructose, die Saccharose und die Galactose sind.
Diese Fähigkeit, zahlreiche Kohlenhydrate zu assimilieren, hat dazu geführt, die Fermentationsfähigkeit dieses Stammes auf verschiedenen Medien pflanzlichen Ursprunges, die aus der Zerkleinerung landwirtschaftlicher Stoffe wie etwa des Weizens, der Kartoffel und der Weintraube hervorgehen, zu untersuchen. In der nachstehenden Tabelle I sind die unterschiedlichen geprüften Medien zusammengefasst, während die Tabelle II die erzielten Resultate angibt. TABELLE I TABELLE II
Das aus Weizenkleie gewonnene Medium mit der Bezeichnung FAM, das zugleich 12 g/l Glucose und 5,25 g/l Stickstoffmaterie enthält, erweist sich als das leistungsstärkste sowohl hinsichtlich des Wachstums des Stammes (u max. 0,47 pro Stunde) als auch der Biosynthese des Polysaccharids (Viskosität nahe 400 mPas am Ende der Kultivierung.
Es sind unterschiedliche Synthesemedien untersucht worden, darunter insbesondere jene mit nachstehender Zusammensetzung:

RCVs

Glucose 20 g
Hefeextrakt 1,72 g
Pufferlösung (2) 15 ml
Minerallösung (1) 50 ml
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l

DSM

Glucose 20 g
Maismaische 5 g
NaNO&sub3; 2 g
K&sub2;HPO&sub4; 1 g
MgSO&sub4;·7H&sub2;O 1,5 g
Lösung E (3) 2,5 ml
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l
Zusammensetzung der Minerallösung (1), Pufferlösung (2) und Lösung E (3):

(1) Minerallösung

EDTA (Tritriplex II) 0,4 g
MgSO&sub4; · 7H&sub2;O 2 g
CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 2 g
FeSO&sub4; · 7H&sub2;O 0,44 g
Elementarlösung 20 ml
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l

Elementarlösung

ZnSC&sub4; · 7H&sub2;O 430 mg
MnSO&sub4; · 7H&sub2;O 1300 mg
Na&sub2;MoO&sub4; · 2H&sub2;O 750 mg
H&sub3;BO&sub3; · 2800 mg
CuSO&sub4; · 5H&sub2;O 22,5 mg
CoSO&sub4; · 7H&sub2;O 70 mg
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l

(2) Pufferlösung

KH&sub2;PO&sub4; 40 g
K&sub2;HPO&sub4; 60 g
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l

(3) Lösung E

CaCl&sub2; · 2H&sub2;O 3 g
Fe-III-Nitrat 1 g
MnSO&sub4; 0,2 g
ZnCl&sub2; 0,1 g
CuSO&sub4; · 5H&sub2;O 0,025 g
Na&sub2;B&sub4;C&sub7; · 10H&sub2;O 0,02 g
CaCl&sub2; 0,004 g
Na&sub2;MoO&sub4; · 2H&sub2;O 0,01 g
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l

NA

Fleischextrakt 3 g
Pepton 5 g
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l
Die Tabelle III fasst die erzielten Resultate zusammen. TABELLE III
Anhand dieser Tabelle III kann man feststellen, dass die stickstoffreichen und kohlenstoffarmen Medien (C/N niedrig), wie etwa das Medium NA, das Wachstum des Stammes begünstigen, aber nicht die Produktion von Polysacchariden ermöglichen. Die Medien RCV und DSM dagegen, die reich an Stickstoff- und Kohlestoffsubstraten sind, stellen den besten Kompromiss dar, indem sie sowohl ein gutes Wachstum des Stammes als auch die Synthese von Polysacchariden ermöglichen. Diese Versuche haben gleichzeitig erwiesen, dass es möglich ist, das Wachstum des Stammes und die Produktion von Polysacchariden zu trennen.
Es ist somit ein für das Wachstum des Stammes optimiertes Vorkulturmedium bestimmt worden, und zwar mit folgender Zusammensetzung für ein Inoculum von 7,5%:

Opt2_ns

Glucose (getrennt sterilisiert) 20 g
Hefeextrakt 2,5 g
Ammoniumsulfat 1 g
Minerallösung (1) 70 ml
Pufferlösung (2) 20 ml
osmotisches Wasser in ausreichender Menge für 1 l
Inoculum 7,5%.
Gleicherweise ist die Bereitstellung eines für die Produktion des Exopolysaccharids optimiertes Medium untersucht worden, um die Ergiebigkeit an Polymer zu maximieren. Die nachfolgend mit MP1 bezeichnete Zusammensetzung ist so als die leistungsfähigste bestimmt worden:

MP1

Glucose 20 g
Hefeextrakt 1,7 g
Minerallösung (1) 70 ml
osmotisches Wasser in für 1 l ausreichender Menge.
In der Tabelle IV sind die Resultate für das Wachstum und die Produktion unter alleiniger Verwendung des Mediums RCVs (Referenz) oder der beiden vorstehenden optimierten Medien OPT2_ns und MP1 zusammengestellt. TABELLE IV
Um das von dem Stamm durch Fermentation erzeugte Polysaccharid, wie vorstehend beschrieben, zu gewinnen, können zwei Verfahren angewandt werden.
Gemäß einem ersten Verfahren wird das Rohprodukt einer ethanolischen Fällung unterzogen und danach vakuumge trocknet, um ein trockenes Produkt zu erhalten, welches das Roh-Polysaccharid enthält. Das erhaltene Produkt weist, wenn es zu 1% in Lösung gebracht wird, zähmachende Eigenschaften auf. Wenn diese Lösung auf eine Temperatur zwischen 70 und 95ºC (vorzugsweise zwischen 85 und 95ºC) erwärmt wird, zeigt sie dieselben Geliereigenschaften wie die Lösung, die ausgehend von dem gereinigten Polysaccharid zubereitet wird, das gemäß dem nachstehenden zweiten Verfahren erhalten wird.
Gemäß diesem zweiten Verfahren wird das Fermentationsprodukt entnommen und auf 1 bis 1/20, vorzugsweise auf 1 bis 1/10, verdünnt. Danach wird die erhaltene Lösung auf eine Temperatur zwischen 70 und 95ºC gebracht; vorzugsweise erfolgt diese Wärmebehandlung zwischen 85 und 95ºC. Eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 90ºC bewirkt tatsächlich eine Verflüssigung des Fermentationsprodukts, selbst nach Abkühlung auf Umgebungstemperatur. Für eine etwa einstündige Behandlung bei 90ºC liegt die Gelier- oder Abkühltemperatur unter 20ºC.
Wenn die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb von 90ºC erfolgt, führt diese nach Abkühlung zum Erhalt eines stärker viskosen Produkts als dem ursprünglichen Produkt.
Es scheint also so zu sein, dass solche Wärmebehandlungen ermöglichen, die Trennung von Zellen/Polymeren, insbesondere durch Zentrifugation, zu erleichtern.
Das durch die Wärmebehandlung gewonnene Produkt wird zentrifugiert, beispielsweise mit 13000 g, oder es wird tangential gefiltert.
Die so erhaltene Aufschwemmung wird frontal mit 0,2 um mit einem Plattenfilter gefiltert. Eine solche frontale Filtration ermöglicht tatsächlich, ein extrem reines Filtrat zu erhalten, das optische Dichten bei 600 nm von praktisch Null aufweist (Tabelle V). TABELLE V
Das gewonnene Filtrat wird in bekannter Weise behandelt: Es wird angereichert, in Ethanol ausgefällt und danach vakuumgetrocknet, um ein trockenes Produkt zu erhalten, das ein gereinigtes Exopolysaccharid enthält.
Wie bereits zuvor angemerkt ist dieses Exopolysaccharid neuartig, sowohl was seine Natur als auch seine Eigenschaften betrifft.
Die Strukturermittlung des so erhaltenen Polysaccharids durch NMR-Spektren ist Gegenstand der Fig. 1 und 2. Diese hat ermöglicht zu bestimmen, dass die Wiederholeinheit, die eine Seitenkette aufweist, hauptsächlich aus 7 Zuckern zusammengesetzt ist:
- 6 neutrale Zucker, darunter Glucose und Galactose
- 1 saurer Zucker.
Ebenso ist das Vorhandensein von Pyruvat- und Acetat-Substituenten nachgewiesen worden. Die Ladungen der Pyruvate und sauren Zucker verleihen diesem Polysaccharid seine polyelektrolytischen Eigenschaften.
Bei Verwendung einer höheren Konzentration des erfindungsgemäßen Polysaccharids als 2 g/l verwandeln sich die Lösungen des letzteren in ein Gel. Das Gel wird durch Lösen in Wasser oder in einer wässrigen Salzlösung erhalten. Dieses Lösen wird durch eine Erwärmung der Lösung des erfindungsgemäßen Polysaccharids auf vorzugsweise mehr als 60ºC begünstigt.
Das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung zeigt in einer 1%igen Lösung eine perfekte Transparenz in "Kristallqualität", was diesem eine bevorzugte Stellung gegenüber bekannten Produkten einbringt, etwa jenen, die unter der Marke AMIGEL® von der Firma A. Muller vertrieben werden, oder unter der Handelsbezeichnung CURDLAN von der Firma TAKEDA, den Xanthanen, die von der Firma KELCO vertrieben werden und den Natriumalginaten, die von der Firma SANOFI angeboten werden (vgl. nachstehende Tabelle VI). TABELLE VI
Darüber hinaus zeigt das erfindungsgemäße Polysaccharid im Vergleich zu den bekannten Produkten eine schnellere Auflösung (Tabelle VII). TABELLE VII
Xanthan nicht benetzbar einige zehn Minuten Durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der Gele des erfindungsgemäßen Polysaccharids konnte die starke Elastizität dieses Gels gezeigt werden: die Fig. 3 bezieht sich auf den Einfluss der Frequenz (Hz) auf den Elastizitätsmodul G' und den Verlustmodul G" sowie auf die komplexe Viskosität η* eines Gels des erfindungsgemäßen Polysaccha rids (die Konzentration an Polysaccharid beträgt 0,10 g/l und die von NaCl 0,1 M).
Außerdem ist der Einfluss der Ionenstärke auf den Elastizitätsmodul des Gels bei 1% (Gewichtsprozent/Gewicht) an Polysaccharid untersucht worden: die Fig. 4 bezieht sich auf den Einfluss der Salzkonzentration (NaCl) auf den Elastizitätsmodul, gemessen bei einer Frequenz von 0,13 Hz für ein Gel des erfindungsgemäßen Polysaccharids in einer Konzentration von 10 g/l.
Es ist festzustellen, dass man ab einer NaCl-Konzentration von mehr als 0,04 M ein elastisches Gel erhält, dessen Eigenschaften sich mit der Salzkonzentration zumindest bis zu 0,4 M quasi nicht mehr ändern. Bei Vorhandensein von CaCl&sub2; erhält man sehr naheliegende Module. Die gebildeten Gele sind bei Wärmebehandlungen unterhalb von 90ºC thermoreversibel: die Fig. 5 bezieht sich auf den Einfluss der Temperatur auf den Elastizitätsmodul G' und den Verlustmodul G" sowie auf die komplexe Viskosität η* eines Gels des erfindungsgemäßen Polysaccharids (dabei beträgt die Konzentration an Polysaccharid 10 g/l und die Konzentration an NaCl 0,10 M).
Die erhaltenen Resultate sind jedoch eine Funktion der Temperatur und der Behandlungszeit, bei einer möglichen Zerstörung des Gels für zu hohe Temperaturen und/oder Behandlungszeiten. Die Schmelztemperatur des Gels hängt sehr wenig von der Ionenstärke und der Natur der Ionen (beispielsweise Na&spplus;, Ca²&spplus;) ab.
Dieses Fließverhalten in salzigem Medium ist sehr interessant, da es in Verbindung mit drei natürlich salzigen Medien Anwendungsperspektiven in zahlreichen industriellen Bereichen bietet:
- Geschmack (etwa 1,5 g Salz/l): Nahrungsmittelbereich
- physiologisches Wasser (etwa 7,5 g Salz/l): Landwirtschaftsbereich, Kosmetik, Pharmazie
- marines Milieu (etwa 25 g Salz/l) Petrochemische Industrie, Kosmetik (marine Produktpalette)
Um diese unterschiedlichen Bereiche zu veranschaulichen, sind nachfolgend Anwendungsbeispiele und Beispiele für Zusammensetzungen für das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung, die jedoch keinen einschränkenden Charakter haben, angegeben.

I. KOSMETIK

Das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung findet Anwendungen als:
- Hydrationsmittel, allein oder in Mischung mit bereits bekannten Hydrationsmitteln wie etwa Hyaluronsäure, in Cremes und Körpermilchprodukten;
- Verdickungsmittel und Strukturfestiger in Lotionen, Tonika, Cremes und Körpermilcherzeugnissen (weiße Kosmetik);
- Suspensionsmittel und Strukturfestiger in Festigungsgels, Sonnenfiltern;
- Geliermittel in Frisiergels, Gels zur Verwendung vor und nach der Rasur, Waschgels (Haarwaschmitteln und Schaumbädern).
Nachfolgend sind einige Anwendungsarten angegeben.

HYDRATIONSCREME (Gewichtsprozent/Gewicht an Trockenmasse)

- Emulgator 4%
- Konservierungsmittel 0,5%
- Glycerol 5%
- erfindungsgemäßes Polysaccharid 0,25%
- NaCl 0,5%
- Wasser, in ausreichender Menge für 100%
Für diese Anwendung bringt das erfindungsgemäße Polysaccharid im Vergleich zu bestimmten Konkurrenzprodukten besonders interessante Eigenschaften mit, was die Schmierfähigkeit, die einfache Verteilung und die Frische anbetrifft. Es sind deutliche Auswirkungen auf die Verminderung des Fädenziehens, der Klebrigkeit, der Filmbildung, des Hautglanzes und des Fließvermögens beobachtet worden, wie Fig. 6 zeigt.

ABSCHMINKLOTION (Gewichtsprozent/Gewicht an Trockenmasse)

- Dodecyl-tetradecyl-Natriumgalacturonat 0,5%
- Natriumhyaluronat 0,2%
- erfindungsgemäßes Polysaccharid 0,4%
- Kornblumenwasser 5,0%
- Konservierungsmittel in ausreichender Menge
- Duftstoff, Farbstoff in ausreichender Menge
- Wasser, in ausreichender Menge für 100%

FESTIGUNGSGEL (Gewichtsprozent/Gewicht an Trockenmasse)

- erfindungsgemäßes Polysaccharid 0,75%
- NaCl 0,5%
- Carboxymethylcellulose 0,5%
- Aprikosenkern, gemahlen 2,0%
- Konservierungsmittel, Farbstoff, Duftstoff in ausreichender Menge
- Wasser, in ausreichender Menge für 100%

WASCHGEL (Gewichtsprozent/Gewicht an Trockenmasse)

- Decyl-dodecyl-Natriumgalacturonat 4,0%
- Lauryl-Betain 3,0%
- Laureth(2)-Sulfat 3,0%
- Acylatpeptide (C12) 2,0%
- Mono/Oligoglyceride der Capron/Caprylsäure, ethoxyliert 1,0%
- Dinatrium-lauryl-Sulfosuccinat 1,0%
- erfindungsgemäßes Polysaccharid 0,5%
- NaCl 0,25%
- Konservierungsmittel, Duftstoff, Farbstoff in ausreichender Menge
- Wasser, in ausreichender Menge für 100%

II. REINIGUNGSMITTEL

Das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung findet Anwendung als:
- Strukturfestiger und Suspensionsmittel in Scheuercremes und Scheuergels
- Geliermittel in deodorierenden und desinfizierenden Gels
- Strukturfestiger in flüssigen Geschirrspülmitteln.
Für den Fall einer Scheuercreme ist folgende Zusammensetzung möglich:
- erfindungsgemäßes Polysaccharid 1,0%
- NaCl 0,5%
- Silikat von kalziniertem Aluminium 25,0%
- Natrium-Laurylsulfat 5,0%
- Capryloampho-propionat 1,0%
- Konservierungsstoff, Farbstoff, Duftstoff in ausreichender Menge
- Wasser, in ausreichender Menge für 100%

III. ERNÄHRUNG

Das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung findet Anwendungen als:
- Strukturfestiger, Geliermittel und Suspensionsmittel in Milchdesserts, Salatsaucen, Saucen (Mayonnaise), Gelees und Konfitüren, Aspiks und Pasteten.
- Strukturfestiger in Diätgetränken, Süßwaren.
Eine Zusammensetzung zur Herstellung eines kalten Schokoladenpuddings (Gewichtsprozent/Gewicht an Trockenmasse) ist beispielsweise:
- Milch, ultrahocherhitzt 83,0%
- erfindungsgemäßes Polysaccharid 1,2%
- NaCl 0,1%
- Zucker 8,0%
- Kakao 3,0%
- Vollmilchpulver 2,0%
- Pflanzenöl 0,7%
- Vanillearoma in ausreichender Menge
- Eier 2,0%

IV. FERMENTATION

Auf diesem Gebiet bringt das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung die gelierte Struktur für halbfeste Nährkulturmedien mit. Ein Beispiel der Zusammensetzung für halbfeste Nährmedien in Gewichtsprozent/Gewicht an Trockenmasse ist:
- Peptone 1%
- Glucose 0,5%
- NaCl 0,5%
- erfindungsgemäßes Polysaccharid 0,75%
- Wasser in ausreichender Menge für 100%

V. LANDWIRTSCHAFT

In der Landwirtschaft findet das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung Anwendung als:
- Bodenaggregationsmittel,
- Wasserhaltemittel, Beitrag zur Erhaltung des Wasserpotentials des Bodens und Mittel zum Schutz vor Trockenheit,
- Umhüllungsmittel für Saatgut.
So ermöglicht die Inokulation des Stammes Rhizobium bei Saatgut der Sonnenblume eine starke Besiedlung der Wurzeln zu erzielen, ungeachtet dessen, ob der Boden zuvor sterilisiert worden ist oder nicht (90% bzw. 10% der gesamten Mikroflora). Die Folgen dieser Inokulation betreffen die Erhöhung der Menge an Erde, die an den Wurzeln haftet (+50%) und die Änderung der Porosität dieser Erde im Wurzelbereich (Erhöhung der Makroporosität). Diese Ergebnisse scheinen anzuzeigen, dass das durch den Stamm YAS 34 produzierte Exopolysaccharid einesteils zur Ansammlung von Erdaggregaten beiträgt ("Klebe"wirkung) und dadurch die Frequenz erhöht, in der die Poren Wasser in Richtung der Pflanze durchleiten, und zum anderen Teil Wasser in einer Phase des gelierten Polysaccharids festhält.
Um die Rolle des Polymers bei der Rückhaltung von Wasser zu bestätigen, sind Mischungen aus "Erde +1% gereinigtes Polysaccharid" hergestellt worden. Die Resultate zeigen, dass bei pF 2,5 (Fassungsvermögen auf dem Feld) das Polysaccharid die Rückhaltung von Wasser im Boden um 50% erhöht und dass gleicherweise das Einbringen des Polymers (1%) dadurch erkennbar ist, dass doppelt so viel Energie aufgebracht werden muss, um den Boden auszutrocknen.
Die nachfolgend aufgeführten Figuren sind in der Anlage beigefügt:
Fig. 1 erfindungsgemäßes Polysaccharid, deacetyliert. NMR¹H-Spektrum (300 MHz), Lösung in D&sub2;O, T = 358 K
Fig. 2 erfindungsgemäßes Polysaccharid. NMR¹H-Spektrum (300 MHz), Lösung in D&sub2;O, T = 358 K
Fig. 3 Einfluss der Frequenz auf den Elastizitätsmodul (G') und den Verlustmodul (G") sowie auf die komplexe Viskosität η* des Gels des erfindungsgemäßen Polysaccharids. Konzentration an Polysaccharid: 10 g/l, Konzentration an NaCl: 0,1 M.
Fig. 4 Einfluss der Konzentration an Salz (NaCl) auf den Elastizitätsmodul, gemessen bei einer Frequenz von 0,13 Hz, für ein Gel des erfindungsgemäßen Polysaccharids in einer Konzentration von 10 g/l.
Fig. 5 Einfluss der Temperatur auf den Elastizitätsmodul (G') und den Verlustmodul (G") sowie auf die komplexe Viskosität η* des Gels des erfindungsgemäßen Polysaccharids. Konzentration an Polysaccharid: 10 g/l, Konzentration an NaCl: 0,1 M.
Fig. 6 vergleichender sensorischer Test zwischen der Zusammensetzung einer feuchtigkeitsspendenden oder Hydrationscreme des Standes der Technik (Stand der Technik) und der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Hydrationscreme (Erfindung), die 0,25% des erfindungsgemäßen Polysaccharids sowie Natriumchlorid enthält.
Schließlich findet das Polysaccharid gemäß vorliegender Erfindung auch Anwendung als Strukturfestiger, Verdickungsmittel und Suspensionsmittel in Anstrichstoffen.

Claims

1. Polysaccharid mit einer Wiederholeinheit, welche eine Seitenkette aufweist und aus sechs neutralen Zuckern, darunter Glucose und Galactose, und einem sauren Zucker zusammengesetzt ist, wobei Pyruvat- und Acetat-Substituenten vorhanden sind, und wobei eine Lösung in Wasser oder eine Salzlösung mit einer Konzentration dieses Polysaccharids von mehr als 2 g/l ein elastisches und transparentes Gel bildet.

2. Polysaccharid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösen des Polysaccharids durch eine Erwärmung der Lösung auf eine Temperatur von mehr als 60ºC begünstigt wird.

3. Mikroorganismus, der in der Lage ist, ein Polysaccharid nach einem der Ansprüche 1 bis 2 zu synthetisieren, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein unter der Nr. I-1809 bei der CNCM eingetragenes Rhizobium handelt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Polysaccharids nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Kultur eines Mikroorganismus, welcher ein unter der Nr. I-1809 bei der CNCM eingetragenes Rhizobium ist, auf einem an Glucose und an Stickstoff reichen Medium,

b) Gewinnung des Fermentationsprodukts,

c) direkter Erhalt des Roh-Polysaccharids durch Fällung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Schritt b) erhaltene Fermentationsprodukt folgendermaßen behandelt wird:

d) Wärmebehandlung des genannten Produkts, nach Verdünnung, bei einer Temperatur zwischen 70ºC und 95ºC,

e) Zentrifugieren,

f) Filtern der aus Schritt d) erhaltenen Aufschwemmung, beispielsweise durch frontales Filtern,

g) Behandlung des Filtrats, um das Polysaccharid in trockener Form zu erhalten.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zwei Kulturmedien Verwendet werden: ein so genanntes Vorkulturmedium und ein so genanntes Produktionsmedium.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das so genannte Vorkulturmedium folgende Zusammensetzung aufweist:

Glucose (getrennt sterilisiert) 20 g

Hefeextrakt 2,5 g

Ammoniumsulfat 1 g

Minerallösung (1) 70 ml

Pufferlösung (2) 20 ml

osmotisches Wasser in für 1 l ausreichender Menge

Inoculum 7,5%.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das so genannte Produktionsmedium folgende Zusammensetzung aufweist:

Glucose 20 g

Hefeextrakt 1,7 g

Minerallösung (1) 70 ml

osmotisches Wasser in für 1 l ausreichender Menge.

9. Anwendung des Polysaccharids nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Hydrationsmittel (allein oder in Mischung mit anderen, bereits bekannten Hydrationsmitteln wie etwa Hyaluronsäure), Verdickungsmittel, Geliermittel, Suspensionsmittel auf dem Gebiet der Kosmetik.

10. Anwendung des Polysaccharids nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Geliermittel, Suspensionsmittel auf dem Gebiet der Waschmittel.

11. Anwendung des Polysaccharids nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Strukturfestigungsmittel und Suspensionsmittel in Nahrungsmitteln.

12. Anwendung des Polysaccharids nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Geliermittel in Fermentationsmedien mit Nährböden.

13. Anwendung des Polysaccharids nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Bodenaggregationsmittel, Wasserhaltemittel und Umhüllungsmittel für Saatgut auf dem Gebiet der Landwirtschaft.

14. Anwendung des Polysaccharids nach einem der Ansprüche 1 bis 2 als Strukturfestigungsmittel, Verdickungsmittel und Suspensionsmittel in Anstrichstoffen.

15. Anwendung des Polysaccharids nach Anspruch 1 als Verdickungsmittel, Geliermittel, Suspensionsmittel, Strukturfestigungsmittel und Wasserhaltemittel.