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Recent Submissions

  • ZUM MECHANISMUS DER PROTEINADSORPTION AN HYDROPHOBEN GELOBERFLÄCHEN

    Jennissen, Herbert P.; Institut für Physiologie, Physiologische Chemie und Ernährungsphysiologie, Ludwig-Maximilians-Universität München, Veterinärstr. 13, D-8000 Mtinchen 22 (1984)
    Alkylreste mit einer Kettenlänge von 1-4 C-Atomen wurden mit Hilfe der BrCN-Methode kovalent an einem hydrophilen Trägergel (Agarose, Sepharose 4B [Pharmacia, Uppsala) immobilisiert. Die immobilisierten Alkylreste bilden auf der Geloberfläche ein zweidimensionales Bindungsstellengitter, an dem Proteine adsorbiert werden können. Die Bindung von Proteinen ist komplex und verläuft nicht nach den Gesetzmäßigkeiten einer Langmuir-Isotherme. Besondere Merkmale der Proteinadsorption an solchen Geloberflächen sind Kooperativität und Hysterese. Eine positive Kooperativität der Adsorption wird in Abhängigkeit von der Oberflächenkonzentration der immobilisierten Alkylreste beobachtet. Eine negative Kooperativität der Adsorption findet man in Abhängigkeit von der Proteinkonzentration. Die Hysterese ist ein Ausdruck der thermodynamischen Irreversibilität der Adsorption und des Fehlens eines Gleichgewichtsüberganges.
  • ISOLIERUNG NIEDERMOLEKULARER FERMENTATIONSPRODUKTE DURCH ADSORPTION

    Voser, W.; Pharma Division, Biotechnologie, CIBA-GEIGY AG, Basel (1984)
    Dieses Teilgebiet der Aufarbeitung ist sehr komplex. Von besonderem Interesse ist die industrielle Anwendung adsorptiver Methoden fiir die Anreicherung von Fermentationsprodukten aus Kulturbriihen. Dies ist oft der prozessentscheidende Schritt. Die Anforderungen an Adsorbentien, die fiir diesen Zweck brauchbar sind, sind sehr hoch. In idealer Weise werden sie von den makroporésen Adsorberharzen, Typ Amberlite XAD, erfüllt. Es wird ein Ueberblick über die Geschichte, das Angebot, die Einsatzbereiche und Verwendungsmöglichkeiten Harz- und Betriebsparameter, die Arbeitstechniken und industrielle Anwendungen gegeben.
  • REAKTIVEXTRAKTION

    Halwachs, W.; Heraeus GmbH Hanau (1984)
    Nach einer Übersichtsdarstellung der Chemie reaktiver Extraktionsprozesse werden neue Ergebnisse auf dem Gebiet der Berechnung von Reaktivextraktionsverteilungsgleichgewichten sowie der Verfahrensauslegung von Box-Mixer-Settlern aufzeigt. Aus Platzgründen konzentriere ich mich ganz auf die Darstellung der Reaktivextraktion ionischer Spezies (vornehmlich Metallionen).
  • BIOSPEZIFISCHE ADSORPTION HOCHMOLEKULARER SUBSTANZEN

    Schmidt-Kastner, G.; Bayer AG, Wuppertal, Abt. VE Biochemie (1984)
    In der Biotechnologie gewinnt die Isolierung und Reinigung von Bioprodukten - Downstreamprocessing genannt - immer mehr an Bedeutung, insbesondere dann, wenn Produkte höchster Reinheit hergestellt werden müssen. Eine Fermentationslösung enthält in unterschiedlichen Anteilen eine Vielzahl verschiedenster Substanzen, die sich in der Ladung, im Molekulargewicht, in der Löslichkeit und in anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern voneinander unterscheiden. Produkte mit deutlich unterschiedlichen physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften lassen sich relativ leicht trennen, während z. B. die Trennung einander sehr ähnlicher Produkte, wie z. B. Proteine oder Enzyme, insbesondere Isoenzyme, meistens den Einsatz spezieller Technologien erforderlich macht. Eine solche Technologie zur Trennung hochmolekularer Substanzen ist die biospezifische Adsorption.
  • LARGE-SCALE CHROMATOGRAPHY

    Janson, Jan-Christer; Pharmacia Fine Chemicals AB and Biochemical Separation Center, Biomedical Center, Uppsala University, Uppsala (1984)
    The physical phenomena occurring in operating large chromatography columns are discussed on both a molecular and macroscopic level. The problems connected with the use of macroporous gel materials for the fractionation of biological macromolecules are briefly discussed.
  • Vorwort - Inhaltsverzeichnis

    Schügerl, K.; Kula, M.-R.; Onken, U. (1984)
    In den letzten Jahrzehnten erlebte die Fermentationstechnik, die sich allmählich zur Biotechnologie entwickelt hatte, eine Renaissance, die sie insbesondere den ihr zugetragenden neuen Aufgaben und den sich abzeichnenden Erfolgen des "Genetic engineering" verdankt. Obwohl die Verarbeitung der Fermentationsprodukte von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist, wurde der Isolierung und Reinigung der biotechnolegischen Produkte an den Universitäten geringe Aufmerksamkeit gewidmet. Um das Interesse der Kollegen aus dem Bereich der Grundlagenforschung für die Probleme der Aufarbeitung zu wecken und die Fachleute aus den Universitäten und Forschungsinstituten mit ihren Kollegen aus der Industrie zusammenzubringen, wurde das 23. Bunsen-Kolloquium unter Mitwirkung der Dechema und der GBF von der Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie organisiert. Wegen des großen Umfanges der Aufarbeitung biologischer Medien wurden drei aktuelle Themenkreise ausgewählt: die Adsorption, die Extraktion und die Schaumflotation. Die rege Beteiligung aus der Industrie zeigt, daß man dort diesen Trennverfahren große Bedeutung zumißt. Die interessanten Vorträge und die ausführliche Diskussion der Themen sorgten für einen intensiven Informationsaustausch zwischen den Teilnehmern, Der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH wird für die Überlassung des Vortragsraumes und die reibungslose Abwicklung des Kolloquiums und Herrn Dr. J.-H. Walsdorff für seine Unterstützung bei der Organisation gedankt.
  • EXTRAKTION VON METABOLITEN

    Reschke, M.; Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH, Braunschweig (1984)
    Reaktivextraktionsverfahren zeichnen sich gegentiber der Ublichen, physikalischen Extraktion durch die Erreichbarkeit höherer Verteilungskoeffizienten und größerer Selektivität aus. Mit der Untersuchung der Reaktivextraktion von Penicillin G wird die sinnvolle Anwendung dieser Technik in der Aufarbeitung biologischer Medien demonstriert. Neben der Extraktion von Modellmedien konnte auch die praktisch quantitative Abtrennung von Penicillin G aus realen Fermentationsmedien erreicht werden. Die bei dem heute industriell eingesetzten Extraktionsverfahren auftretenden Produktverluste werden dabei vermieden.
  • MIZELLARE UND MESOMORPHE STRUKTUREN UND IHRE QUELLBARKEIT, EIN BEITRAG ZUR SOLUBILISIERUNG UND KOAZERVIERUNG VON HYDROPHOBEM, BIOLOGISCHEM MATERIAL

    Heusch, R.; BAYER AG, Leverkusen (1984)
    Die Solubilisierung hydrophoben Materials wie beispielsweise die Solubilisierung hydrophober Proteine kann mit Hilfe von wässrigen Polyglykoletherlösungen durchgeführt werden. Die hydrophoben Substanzen werden in den Kohlenwasserstoffbereichen hydrophiler, lamellarer Strukturen gespeichert, die dadurch quellen und aufgeweitet werden, Übersteigt die Aufnahme organischer Substanzen das hydrophile - hydrophobe Gleichgewicht, bilden sich Emulsionströpfchen, die zur Koaleszenzverhinderung mit einem die Emulsionströpfchen umhüllenden Film ausgestattet werden müssen. Für die Trennung hydrophober Materialien von hydrophilen ist eine Mischungslücke erforderlich, die bei Polyglykolethern leicht zu realisieren ist. In der tensidreichen Koazervatphase nehmen hydrophobe Lamellen, die durch Wasserabspaltung aus hydrophilen Strukturen entstanden sind, die organische Substanz auf.
  • EXTRAKTIVE AUFARBEITUNG VON INTRAZELLULAREN ENZYMEN

    Hustedt, Helmut; Kroner, Karl Heinz; Schütte, Horst; Kula, Maria-Regina; Gesellschaft fiir Biotechnologische Forschung mbH. , Mascheroder Weg 1, D-3300 Braunschweig (1984)
    Wäßrige Phasensysteme weisen einen hohen Wassergehalt auf, der sie fiir die Verteilung von Biopolymeren geeignet macht. Durch selektive Extraktion in solchen Systemen wurden bereits zahlreiche intrazelluläre Enzyme, z. T. auch im technischen Maßstab, aufgearbeitet. In diesem Artikel wird eine kurze Übersicht über die Grundlagen und den Entwicklungsstand der Technologie gegeben.
  • DAS AGGREGATIONSVERHALTEN VON TENSIDEN IN WÄSSRIGEN LÖSUNGEN

    Hoffmann, Heinz; Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Universität Bayreuth (1984)
    In der vorliegenden Arbeit werden Modelle für die Aggregation von Tensiden an Hand verschiedener Tensidsysteme diskutiert. Danach erfolgt die Assoziation immer grundsätzlich über Kugeln zu Stäbchen und Scheibchen, wobei je nach der Tensidkonstitution die Existenzbereiche der verschiedenen Aggregatformen verschieden sein können; bei einer Reihe von Systemen können einzelne Formen auch fehlen. In der Regel bilden einkettige ionische Tenside mit schwach assoziierenden Gegenionen bis zu hohen Konzentrationen Kugelmizellen, mit stark assoziierenden Gegenionen entstehen oft schon bei niedrigen Konzentrationen Stäbchen, während insbesondere Tenside mit voluminösen hydrophoben Resten, wie zweikettige Tenside, schon bei niedrigen Konzentrationen Scheibchen bzw. Doppellamellen ausbilden. Die Radien der Kugeln und die kleinen Radien der Stäbchen und Scheibchen sind konzentrationsunabhängig und durch die Länge der Tensidmoleküle gegeben, während die großen Achsen der asymmetrischen Aggregate mit steigender Tensidkonzentration zunehmen. Bei Stäbchen erfolgt die Zunahme so lange, bis die Rotationsvolumina überlappen; bei höheren Konzentrationen nimmt die Länge wieder ab, da die repulsive Wechselwirkung den Überlappungsgrad immer klein zu halten scheint. Bei höheren Aggregatkonzentrationen kommen attraktive Wechselwirkungen ins Spiel, die zur Bildung von Koazervatphasen und von flüssigkristallinen Mesophasen fiihren kann. Dabei entstehen aus Kugeln kubische, aus Stäbchen hexagonale und aus Scheibchen lamellare Phasen. Mizellen dürfen allerdings nicht als starre Gebilde betrachtet werden. Sie stehen in ständigem Austausch mit den Tensidmonomeren in der Lösung. Dabei sind zwei Prozesse zu unterscheiden; im schnelleren ändern die Mizellen ihre Aggregationszahl durch Aufnahme oder Abgabe von Monomeren, während im langsameren ganze Mizellen zerfallen oder neu gebildet werden. Der letztere Prozeß kann je nach Tensidkonstitution im Bereich von Mikrosekunden bis zu mehreren Tagen liegen.
  • PHYSIKALISCH-CHEMISCHE GRUNDLAGEN DER FLOTATION VON FESTSTOFFEN

    Dobias, B.; Physikalische Chemie der Grenzflächen und Flotationstechnik Universität Regensburg, Universitätsstraße 31, 8400 Regensburg (1984)
    Um die Adsorptionsmechanismen im Zusammenhang mit der Flotation von biologischen Materialien besser zu verstehen, wurden am Beispiel von anorganischen Systemen diejenigen physikalisch-chemischen Grundlagen dargestellt, die zur Bildung eines hydrophoben Filmes führen.
  • SCHAUMFLOTATION

    Gehle, R. D.; GBF-Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH (1984)
    Zellabtrennung aus Fermentationsbrühen mit Zentrifugalseparatoren ist sehr energieaufwendig; deshalb wurde ein kontinuierliches Mikroflotationsverfahren für die Zellgewinnung entwickelt.Da die Proteine für die Schäumfähigkeit in Fermentationsbrühen in erster Linie verantwortlich sind, wurden zunächst Versuche mit Rinderserumalbumin gemacht. Auch Sekundärmetabolite wie z.B. Penicillin- G, die bei Fermentationen auftreten, konnten mit dieser Methode abgetrennt werden. Die Mikroflotation von Hansenula polymorpha wurde sowohl im Labormaßstab als auch im Technikumsmaßstab realisiert. Auch andere Mikroorganismen ließen sich mit dieser Methode abtrennen.
  • BIOMASSEABTRENNUNG BEI DER ANAEROBEN ABWASSERREINIGUNG

    Aivasidis, A.; Kriese, J.; Wandrey, C.; Institut für Biotechnologie 2 der Kernforschungsanlage Jülich (1984)
    Eine Reihe von Vorteilen spricht eindeutig für den verstärkten Einsatz mikrobieller anaerober Prozesse zur Vorbehandlung von organisch hochbelasteten Industrieabwässern, als eine sinnvolle Ergänzung herkömmlicher Belebtschlamm-Verfahren. Der Nachteil der anaeroben Behandlung liegt allerdings in der niedrigen Biomasse-Konzentration durch die Energielimitierung des Wachstums und den langen Generationszeiten der beteiligten Mikroorganismen. Aufgrund der autokatalytischen Verhältnisse, die mikrobiellen Prozessen zugrunde liegen, ist zur Erhöhung der Raum-Zeit-Ausbeute in kontinuierlichen Systemen eine Entkopplung der Verweilzeiten für Substrat und Zellmasse erforderlich. Dies geschieht mit Hilfe der verschiedenen Möglichkeiten der Biomasse-Rückhaltung und -Rückführung. Von den bekannten Varianten der Biomasse-Rückhaltung erscheint die Immobilisierung durch Adsorption auf inerten Trägermaterialien als besonders gut geeignet. Dabei nutzt man eine den Mikroorganismen durchaus vertraute Neigung des Haftens an Oberflächen, die reaktionstechnisch durch gezielte Streßbedingungen ganz ausgeprägt zur Geltung kommt. Von den Methoden der Biomasse-Rückführung wird hier die Abtrennung schwach absetzfähiger Mikroorganismen im Reaktorablauf durch die Flotation favorisiert als ein komplementäres Werkzeug zur herkömmlichen Sedimentation. Bisherige experimentelle Ergebnisse beim anaeroben Abbau von synthetischen und praktischen Abwässern werden vorgestellt und unterstreichen die Wichtigkeit der Einbeziehung moderner Erkenntnisse bei der Verbesserung der Leistung anaerober Systeme.
  • PROTEINVERWERTUNG VON SCP IN ABHANGIGKEIT VON UNTERSCHIEDLICHER FERMENTATION UND AUFBEREITUNG

    Schulz, E.; Institut für Tierernährung der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) Braunschweig-Völkenrode (1982)
    Die Zusammensetzung mikrobieller Biomasse und deren Verwertung durch das Tier wird erst einmal durch den Mikroorganismus selbst bestimmt. Zu beeinflussen ist dies aber auch durch den Fermentationsprozeß und insbesondere durch Maßnahmen der postfermentativen Aufbereitung (1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12). Zu den beiden letzteren Bereichen werden einige Versuchsergebnisse zur Diskussion gestellt. ) In Zusammenarbeit mit der GBF, Braunschweig-Stöckheim” wurde die Wirkung einer unterschiedlichen Gestaltung des Fermentationsprozesses auf die Zusammensetzung, insbesondere des Proteins und dessen Verwertung durch das Tier untersucht. Von den verschiedenen Möglichkeiten der Prozeßführung wurden zwei Parameter, nämlich die "Durchflußrate" und die "Substratversorgung" variiert. In der Tabelle 1 sind hierzu einige Angaben gemacht.
  • NEBENWIRKUNGEN BEI DER PRÜFUNG HOCH SCP-HALTIGER DIÄTEN AN GEFLÜGEL

    Gropp, J.; König, K.; Stadler, Elisabeth; Institut für Physiologie, Physiologische Chemie und Ernährungsphysiologie der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München, Veterinärstraße 13, D-8000 München 22 (1982)
    Side effects of high amounts of dietary SCP in poultry A bacterial single cell protein (Methylomonas clara) was tested for tolerance in chicken and baby quail (cot. cot. jap.). The semipurified diets contained mainly corn starch, soy oil, SCP (methionine and arginine supplemented) and soy protein, respectively as the sole source of protein. The amount of dietary SCP was varied between 25 and 60 3. Feeding the spray dried SCP to quail as mash diets resulted in high mortality rates which were correlated to increasing amounts of SCP. Pelleting reduced mortality and increased growth remarkably. In chicken, further improvement of both criteria could be achieved by adding extra (165 ug) cholecalciferol to the diet (control level: 33 pg/ kg). Chicken fed SCP diets with control cholecalciferol level showed rickets and depressed serum Ca and P as well as bone ash. By comparing orally and parenterally given cholecalciferol in SCP and soy diets, it could be concluded, that SCP affects probably the intestinal availability of vitamin D. Chicken on SCP diets showed dose related diarrhoe, which could be observed on quail only to a minor extent. In the SCP chicken groups an increased liver weight was stated. It is discussed that diarrhoe, which is obviously species dependent, probably induces rickets and increased liver weight by an alteration of intestinal absorption.
  • UEBER QUALITAT UND VERWERTBARKEIT VON MIKROALGEN ENTHALTENDEN BIOMASSEN

    Payer, H. D.; Pabst, W.; Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung m.b.H. München, Ingolstädter Landstr.1, D 8042 Neuherberg, Kernforschungsanlage Jülich G.m.b.H., Postf. 1973, D 5170 Jülich (1982)
    By their high productivity and contents of protein, vitamins and minerals microalgae are expected to yield a valuable feed or food. Several species of marine and fresh-water algae of different classes were recently fed to animals and, with a few exceptions, were found to give high biological values of their protein. Good results,howewer, were only obtained after the full digestibility of the algae was established by certain processing techniques. The contamination of algae by pollutants can be kept below the legal limits if the culture conditions are at an optimum. The quantity of algae needed for toxicological long-term studies is now available from a new production plant in Peru where the stuff is produced with high quality under standardized conditions. Nutrition tests with human volunteers, performed under conditions of daily nutrition habits, have newer shown any harmful effect of the microalgae. Nevertheless, at this stage the algae are recommended to be applied to animal feeding for an extended period before used for regular human nutrition.
  • STANDORTE UND MÄRKTE FUR BIOPROTEIN - MARKTWIRTSCHAFTLICHE ÜBERLEGUNGEN ZUR PLANUNG VON SCP-ANLAGEN

    Wolfschütz, E.; Prauss, E. W.; Kuhn, D.; Hoechst AG (1982)
    Summary To improve the world food situation and to correct a threatening short supply numerous measures and technologies are being developped, among them the production of microbial protein. To attain optimum conditions for production and distribution of Single-Cell-Protein (SCP), a knowledge of the market, the economical environment and their future development is necessary. Raw material costs have substantial impact on the economies of SCPproduction. Availability and cost of suitable petrochemical or biological feedstock have to be investigated and balanced against as well as compared to other possible utilizations e.g. ethanol production. Animal feed is a relatively non-problematic outlet for SCP. Marketing strategies are directed by the market potential which depends on demand and composition of mixed feed, under consideration of quality-price-conditions. This leads primarily to a price comparison versus sojmeal and fishmeal. Dominant factor within these considerations is the feed-industry according to its size and structure. Especially in countries with a specific protein deficit it seems reasonable to think of a direct application of SCP in human nutrition. Essential for the desired effect are, of course, possibilities of processing and distribution within the food-industry as well as acceptance of the product by the industry and likewise the consumers. This concerns prices as well as qualities. Particular habits in nutrition and the structure of the food supply system should, by any means, be carefully investigated already in the planning stage.
  • IDENTIFICATION OF FERMENTATIONS BY POLYNOMIAL METHODS

    Ribot, D.; Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systémes du C.N.R.S. Institut National des Sciences Appliquées - TOULOUSE - France (1976)
    The measure of the state variables of a fermentation (biomass and substrate concentration) is always liable to error. It is possible to reconstitute well enough the rates of their variations during a transient state, by a polynomial smoothing. By calculation of the derivative polynomial, the values of the growth rate HM and the global conversion rate R. at each moment can be deduced. The fermentation parameters are then identified through 2 linear smoothings. The method is tested with data obtained by simulation and given purposely noisy (known parameters). It is applied in order to determine the growth parameters of a continuous fermentation. The advantage of this direct method upon the usual sequential techniques is its rapidity and its small occupation of the central memory of the computer. It can be applied to continuous or discontinuous fermentation.
  • DIE PREISWURDIGKEIT VON SCP, DARGESTELLT ANHAND VON LINEAREN RECHENBEISPIELEN

    Daub, E.; Degussa AG, Geschäftsbereich Chemie Anwendungstechnik, 6450 Hanau (1982)
    Summary Using the three types of feed designated "Broiler fattening feed", "Trout feed", and "Milk replacer for calves", an attempt has been made to answer the question of the costeffectiveness of SCP with the aid of linear programming (LP). It was shown that, under certain conditions, at a price of DM 120.00/100 kg of SCP good possibilities for use arise. These possibilities are greatly dependent on the particular price for soybean meal and on the planned area. of use. For this reason, two soybean meal prices, namely DM 40.00 and DM 70.00/100 kg, were used as models for the basis of the calculations. At a price of DM 40.00/100 kg,* a pricing of DM 70.00 to 120.00/100 kg results for SCP, and this pricing rises correspondingly to the order of magnitude of DM 119.00 to 131.80/100 kg if a high protein-price level exists. Under special conditions, a pricing was even found of DM 235.00/ 100 kg for SCP. It can therefore be determined that SCP represents an interesting and high-grade protein component which under certain conditions offers good possibilities for use in animal nutrition, whereby its use outside the European Community must be evaluated as even more favorable because a wide price difference between grain (sources of energy) and oil plant meals (sources of protein) exists there. But ultimately there is always a dependence on the particular price relationships.
  • WIRTSCHAFTLICHE ASPEKTE : Einführung

    Wagner, F.; Lehrstuhl für Biochemie und Biotechnologie, Technische Universität Braunschweig (1982)
    In dem einleitenden Vortrag von Herrn Hepner wurde die Entwicklung der Wirtschaftlichkeit von SCP in Bezug der Kostenentwicklung der Rohstoffe: Kohlenwasserstoffe, Methanol und Athanolinnerhalb der letzten zehn Jahre umfassend dargelegt. Der große Konkurrent zu SCP ist und wird auch in Zukunft vor allem Soja sein. Sehr wahrscheinlich wird Soja preislich stabil bleiben ‚damit zunehmender Konkurrenz unter den Hauptproduzenten USA, Brasilien und Argentinien zurechnen ist. Unter diesen Aspekten kam Herr Hepner zu der Prognose, daß als Ausgangsstoffe für die SCPProduktion bevorzugt Substrate wie Sulfitablauge oder Molke in Frage kommen, SCP auf der Basis von Methanol wird, insbesondere nach weiterer Veredelung, als Nahrungsmittelzusatz, einen gewissen Markt einnehmen,

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