DE879389C - Verfahren zur Herstellung von Aminosaeuren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch Abbau von Eiweißstoffen mittels Enzymen, die aus Schimmelpilzen, insbesondere Aspergillius oryzae, gewonnen sind.
• Man hat schon Eiweißkörper mit Hilfe von Enzymen, die aus Kulturen von Schimmelpilzen gewonnen waren, zu Aminosäuren abgebaut. Abgesehen davon, daß es sich dabei um im wesentlichen rein wissenschaftliche Versuche handelte, bei denen die Ausbeuten an Aminosäuren niedrig waren, war der erzielte Abbau kein vollständiger.
• Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung von Aminosäuren aus Eiweißstoffen in der Weise, daß man den enzymatischen Abbau mittels Enzymen, die aus Schimmelpilzen, insbesondere Aspergillus oryzae, gewonnen sind, bei zwischen 35 und 55° gelegenen Temperaturen bei schwach sauren pH-Werten bewirkt, durch periodische Zugabe von schwachen Basen oder Säuren einen PH-Wert von etwa 5 bis 5,5 einstellt, und das erhaltene Aminosäuregemisch anschließend in üblicher Weise aufarbeitet.
• Wesentlich bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß ein schwach saurer pH-Wert von etwa 5 bis 5,5 möglichst konstant eingehalten wird. Je nachdem sich während des Abbaues die Wasserstoffionenikonzentration nach der sauren, oder, was zuweilen auch vorkommt, nach der alkalischen Seite versdhiebt, muß man durch Zugabe von schwachen Basen oder Säuren eine Nachregulierung des pH-Wertes vornehmen. Bei Verwendung von Säuren zum Nachregulieren benutzt man zweckmäßig solche, die sieh bei einem etwaigen Eindampfen des erhaltenen Aminosäuregemisdhes verflüchtigen, wie z. B. Essigsäure. Gegenüber der bekannten pH-Regulierung mit Hilfe von Puffergemischen hat diese Arbeitswei.s-e den Vorteil, d'aß in das Endprodukt keine Salze übergehen.
• Der für den Abbau günstige Temperaturbereich liegt zwischen 35 und 55°. Ein besonders rascher Abbau wird dann erzielt, wenn man bei Temperaturen von 45 bis 47° arbeitet.
• Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die zum Abbau benutzten Enzyme in einer ivleiige anzuwenden, die bis zu 2ofach und mehr derjenigen Menge beträgt, die man üblicherweise bei der Bestimmung der Wirksamkeit von Enzymen durch Abbau von Eiweißstoffen benutzt (vgl. Hoppe-Sey1er's Zeitschrift für physiol. Chemie, Bd. U38-.
• S . i 84, -19224).
• Als Eiweigstofle, die als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren in Betracht kommen, seien beispielsweise Kasein, Gelatine, Fischmehl, Sojamehl u. dg.l. erwähnt. Auch eiweißhaltige tierische Organe können für den enzymatischen Abbau verwendet werden. Bei Benutzung von nativen Eiweißstoffen, wie z. B. Muskeleiweiß, empfiehlt es sich, zwecks Verkürzung der Abbauzeit das Ausgangsmaterial von der Einwirkung der Enzyme bei schwach sauer eingestellter Reaktion auf etwa @60 bis 70° bis zur beginnenden Eiwei:ßdenraturierung zu erhitzen. Dadurch geht das- Substrat in eine äußerst feinverteilte Form über, womit es dem Angriff der Enzyme eine große Oberfläche bietet. Die Dauer des Erhitzens kann im allgemeinen kurz gehalten werden, z. B. etwa @zo-bis 2o Minuten.
• Wie festgestellt wurde, eignen sich für den erfindungsgemäßen Eiweißabbau besonders gut Schimmelpilzkulturen. Ferner ist es empfehlenswert, Kulturen oder Extrakte von solchen Schimmelpilzen zu benutzen, die auf einem Nährboden herangezüchtet wurden, der mit eiweißhaltigen Substanzen, wie z. B. Molke, oder leicht verwertbaren Stickstoffverbindungen, wie z. B. Harnstoff, angereichert war.
• Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt, daß man bei fortgeschrittenem Abbau den p11-Wert auf etwa 6,8 einstellt, wodurch hie Abbauzeiten wesentlich verkürzt werdet,- können, und zwar besonders dann. ,venn man zusätzlich noch eine weitere Menge des zum Abbau verwendeten Enzymmaterials zugibt.
• Gegenüber edenbekannten, unter Verwendung von Enzymen aus .Schimmelpilzen durchgeführten Eiweißabbaumethoden, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß die Eiweißmoleküle vollständig in ihre Einzelbausteine zerlegt werden. Besonders beachtlich ist hierbei, daß sämtliche in dem ursprünglichen Eiwei@ßmolelcül vorhandenen Aminosäuren in,dem resultierenden Endprodukt erhalten werden.
• Feirner ist 'hervorzuheben, daß sich der Abbau nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in wesentlich kürzerer Zeit als bei den bekannten enzymatischen Abbaumethoden vollzieht. Dadurch kann man der Gefahr, daß wertvolle Eiweißbausteine zerstört werden oder daß der Abbau durch Fremdinfektion gestört wird, begegnen.
• Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Ausführungsbeispiele i. 50:o g Quark (Weißkäse) werden nach vorhergehender Reinigung durch mehrmaliges Auswaschen mit Wasser in 21 Wasser supendiert, durch Zusatz von Essigsäure auf ein pl, von 5,11 eingestellt und mit roo g einer Kultur von Aspergillus oryzae versetzt, die auf einem Nährboden, der aus einem Gemisch von Weizenkleie und Sojamehl im Verhältnis 4 : i bestand, gezüchtet war.
• Der Abbau wird bei einer Temperatur von 47' durchgeführt, wobei nach ,i2, 24 und 36 Stunden das pH auf 5,1 nachgestellt wird. Nach 48 Stunden wird das pH auf 6,8 erhöht, und es wenden noch 2o g frische Kultur zugegeben. Nach etwa 72 Stunden ist der Abbau beendet. Das Verhältnis von Aminostiakstoff zu Gesamtstickstoff beträgt bei einer filtrierten Probe etwa o,8. Nach dem Filtrieren werden pro Liter 3 g Tierkohle zugesetzt und die Mis.ohung zum Kochen erhitzt und filtriert. Das 'klare, schwach gelb gefärbte Filtrat wird im Vakuum eingedampft. Ausbeute: 2Io g.
• '-. p5 g Fleisch, entsprechend 96j g Trockensubstanz, werden zerkleinert und mit r 1 Wasser 15 Minuten auf 70° erwärmt. Nach dem Abkühlen werden 11700 ccm Wasser und 300 ccm eines Extraktes aus Zoo g einer Kultur von Aspergillus oryzae zugesetzt. Durch Zugabe von Essigsäure wird das pH auf 5,4 eingestellt. Der Abbau erfordert bei 45° etwa 8o Stunden, wobei periodisch das pH kontrolliert und korrigiert wird. Nach Aufarbeitung des Reaktionsgemisches in üblicher Weise erhält man 98g Aminosäuren, die einen Quotienten von Amino= zu Gesamtstickstoff voii etwa 0,7 zeigen.
• 3. 2ro g Fischmahl werden in 2,5 1 Wasser suspendiert, mit ioo g einer Kultur von Aspergillus oryzae vermischt und das pH mit Essigsäure auf 5;2 eingestellt. Der Abbau wird bei 45° etwa 72 Stunden lang durchgeführt, wobei das pH auf 5,2 genalten wird. Nach dem Aufarbeiten in üblicher Weise erhält man i'go g Aniinosäuren mit einem Quotienten von Amino- zu !Gesamtstickstoff von etwa 0,72.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: -r. Verfahren zur Herstellung von Aminosätiren durch Abbau von Eiweißstoffen mittels Enzymen, die aus Schimmelpilzen, insbesondere Aspergillus oryzae, gewonnen sind, dadurch gekennzeichnet, d.aß man den Abbau bei zwischen 35 und 55° gelegenen Temperaturen, bei schwach sauren pH-Werten bewirkt, durch periodische Zugalte von schwachen Basen oder Säuren einen pH-Wert von etwa 5 bis 5,5 einhält und das erhaltene Aminosäuregemisch anschließend in üblicher Weise aufarbeitet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbau bei Temperaturen von 45 bis 4.7° bewirkt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Sdhimmelpilzkulturen zu dem enzymatischen Abbau verwendet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Kulturen oder Extra1cte von Schimmelpilzen verwendet, die auf einem mit eiweißhaltigen Substanzen oder leicht ver«#ertbaren Stickstoftverbindungen angereicherten Nährboden gezüchtet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch ge#hennzeic Knet, daß man bei fortgeschrittenem Abbau den pH-Wert auf etwa 6, 8 einstellt und ihn gegebenenfalls unter Zugabe einer weiterer. Enzymmenge zu Ende führt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Verwendung von nativen Eiweißstoffen als Ausgangsmaterial dieselben vor dem. enzymatisch en Abbau bei schwach sauer eingestellter Reaktion auf etwa 6o bis 7o° bis zur beginnenden Ei-#veiß,de-naturierung erhitzt.
7. 7. Verfahren mach Anspruch .i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Enzyme in Mengen anwendet, die etwa der 2ofachen @N-Ienge der bei der Prüfung der Wirksamkeit von Enzymen mittels Eiweißstoffen eingesetzten @1lenge entspricht. Angezogene Druckschriften: W. Henneberg, Handbuch der Gärungsbakteriologie, 2. Auflage, Bd. :2 (19a6), S. 338; S. Konowalow in H. Lüers, Die Hefe (1949), S. 302 bis 303; Deutsche Patentschrift Nr. 746 73.2.