• Analytische und tierexperimentelle Untersuchungen zur ernährungsphysiologischen Bewertung von Einzellerprotein

      Schulz, E.; Oslage, H. J.; Institut für Tierernährung der Forschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode (1975)
      Die Verwertung eiweißhaltiger Produkte aus mikrobieller Fermentation auf der Basis unkonventioneller Kohlenstoffquellen dürfte, abgesehen von Mikroalgen, vorerst nur im Bereich der Tierernährung erfolgen. Neben der Beurteilung toxikologisch-hygienischer Aspekte ist daher die Ermittlung des Nährwertes für landwirtschaftliche Nutztiere durchzuführen. Hierzu wurden in unserem Institut in letzter Zeit Hefen und Bakterien unterschiedlicher Herkunft untersucht.
    • APPLICATION OF SULFATE-REDUCING BACTERIA FOR ENRICHMENT ORES

      Lyalikova, N. N.; Lyubavina, L. L.; Solozhenkin, P. M.; Institute of Microbiology of the Academy of Sciences, Moscow, USSR; Institute of Chemistry of the Academy of Sciences of Tadzhikistan, Dushanbe, USSR (1977)
      The culture of sulfate-reducing bacteria was used as a sulfideproducer for the enrichment of oxidized antimony and lead ores. The recovery of antimony and lead was 5~10% higher than extraction by standard floatation method. Sulfate-reducing bacteria were successfully used as the desorbent and depressor in floatation of sulfide collective concentrates resulting in selection of lead and zink, copper and molybdeniun, Sulfate-reducing bacteria could be used as highly effective float— ing reagent, if subjected to increased investigation in this direction. Applicat
    • ARBEITEN ZUR HERSTELLUNG VON BIOMASSE AUF METHANOLBASIS

      Präve, P.; Sukatsch, D. A.; HOECHST AG, Frankfurt (1975)
      Die Arbeitsgemeinschaft HOECHST - UHDE - GELSENBERG beschäftigt sich seit 1971 mit der Entwicklung von Verfahren, die die Herstellung von Einzellerprotein, vor allem auf der Basis n-Paraffin und Methanol zum Ziel haben. Seit 1974 wurde verstärkt versucht, den ökonomisch interessanteren Prozeß mit Methanol als Kohlenstoffquelle zu bearbeiten. Im folgenden soll über die Arbeiten im Jahre 1973/74 auf diesem Gebiet berichtet werden.
    • BACTERIAL LEACHING OF A LOW-GRADE CHALCOPYRITE ORE WITH DIFFERENT LIXIVIANTS

      Ehrlich, Henry L.; Department of Biology, Rensselaer Polytechnic Institute Troy, NY 12181 (1977)
      A chalcopyrite-containing ore was shown to be able to retain measurable amounts of Cu2* ions from a 9 mM copper sulfate solution at pH values of 1.5 or above, which was percolated through it. The ore also exhibited significant buffering capacity when titrated with 0.01 N H,S0, or 0.01 N NaOH. Thiobacillus ferrooxidans strain Cu,S-2 accelerated leaching of the ore when using iron-free 1lixiviant at pH 1.5 or ferrous iron-containing lixiviant at pH 1.5. The total copper recovered in 20 weeks from inoculated percolation columns fed with ferrous lixiviant was the same as that recovered from inoculated columns fed with iron-free lixiviant, namely about 20% of the total copper in the ore, but the amount of copper recovered from uninoculated, sterile columns when using ferrous lixiviant was only about a third (3.2%) of that obtained with iron-free lixiviant fed to uninoculated, sterile columns in the same length of time (10.2%). When the ore was fed ferric lixiviant at pH 1.5, the bacteria exerted a strong retarding effect on the leaching process. In their absence, about 2.5 times as much copper (about 52% of the total copper in the ore) was recovered in 20 weeks than in their presence. The amount of copper recovered with bacteria in this case equalled approximately the amount recovered with bacteria using iron-free or ferrous ironcontaining lixiviants.
    • CHALCOCITE OXIDATION BY CONCENTRATED CELL SUSPENSIONS OF THIOBACILLUS FERROOXIDANS

      Beck, Jay V.; Department of Microbiology, Brigham Young University Provo, Utah, USA (1977)
      Suspensions of intact cells of Thiobacillus ferrooxidans catalyze a rapid oxidation of finely ground chalcocite to covellite and soluble copper as shown in the following equation: 2Cu2S + 0» + 2HyS0, ————> 2CuS + 2CuS0, + 2Hy0 This reaction occurs spontaneously, but bacterial action increases the oxidation rate about 40 times. The oxidation reaction consumes protons thus causing an increased pH. Both spontaneous and biologically catalyzed oxidations cease when the pH reaches 4.6 - 4.7. In the presence of bacteria and under experimental conditions as described, a period of only about five hours is required to completely convert 0.3 gm of chalcocite to covellite with a 50% solubilization of the chalcocite copper.
    • CHEMICAL AND MICROBIALLY-ASSISTED LEACHING OF ATHABASCA OIL SANDS COKE

      Zajic, J. E.; Jack, T. R.; Sullivan, E. A.; Faculty of Engineering Science The University of Western Ontario London, Ontario Canada (1977)
      The vast deposits of oil sands in the Province of Alberta Canada bear significant quantities of vanadium, nickel, titanium and iron in the bitumen component. During the production of oil from this bitumen, the metals are concentrated in the coke and coke ash refinery by-products. This study is concerned with the removal of metals, particularly vanadium, from the coke and coke ash obtained from different coking processes. The feasibility of marketable metal recovery by both chemical and microbially assisted leaching techniques has been assessed. Further the environmental impact of the solid waste disposal of untreated coke and coke ash has been evaluated by investigating the mechanism and extent of metal leaching under natural conditions and by investigating the toxicity of these "natural" leachates in a novel bioassay system. The study presents the data obtained in a critical evaluation of the leaching of metals from coke and coke ash in both economic and ecological contexts.
    • THE COMPOSITION, MORPHOLOGY AND ACTION UPON CHALCOPYRITE OF AUTOTROPHS RECOVERED FROM FUMAROLES

      Wyckoff, Ralph W. G.; Davidson, Franklin D.; Department of Physics, University of Arizona Tucson, Arizona, USA (1977)
      Studies have been made of the composition, morphology and ability to metabolize sulfides of certain autotrophic microorganisms collected from the neighborhood of fumaroles. Some are thermophilic and resemble the Sulfolobus described in the United States by Brock and the Brierleys. Others, living at lower temperatures, resemble but are in certain respects different from thiobacteria. They have been more effective than sulfur bacteria in attacking chalcopyrite and their reaction with this mineral is described. Attention is given to their pleomorphism and to their possibly primitive nature. Differences noted between strains from different localities emphasize the desirability of obtaining and testing samples from many sources, Our
    • Die Gewinnung von Einzellerprotein unter Verwendung von Knallgasbakterien

      Lafferty, R. M.; Moser, A.; Steiner, W.; Institut für Biochemische Technologie und Lebensmittelchemie Technische Hochschule Graz / Österreich (1975)
      Unter den diversen Gruppen von Mikroorganismen, die für die Gewinnung von Einzellerprotein (EZP) eingesetzt werden könnten, nehmen die Gruppe der aeroben wasserstoff-verwertenden Mikroorganismen eine Sonderstellung ein. Im Vergleich zu den meisten anderen Mikroorganismen, die durch chemoorganotrophes Wachstum der EZP-Gewinnung dienen, sind die wasserstoff-verwertenden Organismen durch die Fähigkeit chemolitotroph zu wachsen gekennzeichnet. Die "Knallgasbakterien" können molekularen Wasserstoff oxydieren, Sauerstoff als Elektron-Akzeptor verwenden, und die im Stoffwechsel gewonnene Energie bzw. Reduktionskraft ausnutzen, um CO» zu reduzieren und in Form von Zellmaterial festzulegen. Die Fähigkeit, molekularen Wasserstoff zu aktivieren, ist innerhalb mehrerer taxonomischer Gruppen von Mikroorganismen anzutreffen. Dies gilt z.B. für gewisse phototrophe Organismen, Clostridium aceticum, Micrococcus denitrificans, Mycobakterien, Corynebakterien und einige Actinomyceten z.B. Nocadia species. Die relätiv niedrigen Wachstumsraten vieler dieser Organismen schließen meistens eine praktische Anwendung für Zwecke der Einzellerprotein-Gewinnung jedoch aus.
    • DIE KONTAMINATION VON MIKROALGEN MIT EINIGEN UMWELTBÜRTIGEN SCHADSTOFFEN

      Payer, H. D.; Runkel, K. H.; Kunte, H.; Gräf, H.; Stengel, E.; Mohn, H.; Polsiri, A.; Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, München Abteilung für Algenforschung und Algentechnologie, Dortmund (1975)
      Alle konventionellen und unkonventionellen Methoden der Nahrungsmittelproduktion stehen in mehr oder weniger enger Beziehung zur Umwelt: Natürliche Nahrungsketten und landwirtschaftliche Kulturpflanzen nehmen Chemikalien aus der Luft, aus Wasser und Düngemitteln und während der Verarbeitung auf und geben sie direkt oder über das Tier an den Menschen weiter. Zum Schutz des Menschen wird daherin zahlreichen Laboratorien nicht nur das Ausmaß der derzeitigen Schadstoffbelastungen festgestellt, sondern auch nach ihren Ursachen und nach Möglichkeiten zu ihrer Verringerung geforscht.
    • EFFECT OF LIGHT ON THIOBACILLI

      Le Roux, N. W.; Marshall, Vivian M.; Warren Spring Laboratory, Stevenage, Herts., England (1977-07)
      The aim was to study the effect of visible and ultra-violet light on some members of the genus Thiobacillus. This genus is one more example of an aerobic organism which undergoes what appears to be the widespread phenomenon of light inhibition. Light inhibition of thiobacilli has been observed before and these other observations are presented. In the present study the effect of both visible and U-V light on three species was considered viz. T.thiooxidans, T.thioparus and T.ferrooxidans, the latter species being studied more thoroughly with respect to different intensities and wavelengths of light and the shielding effect of bacterial numbers and ferric iron. The photoreactivation of T.ferrooxidans cells after irradiation by U-V light was also examined, Using unfiltered, visible light, there was an inhibitory effect on all three of the thiobacilli irrespective of the energy source being used. When selected wavelengths were studied it was seen that the blue end of the visible spectrum was most inhibitory. A relationship between ferric iron concentration and protection from visible light» was shown and the beneficial protective effect of particulate suspensions was demonstrated. afforded by ferric iron and cell numbers was assessed. Photoreactivation of U-V irradiated cells by exposure to visible light showed that this phenomenon occurred using wavelengths of visible light which, by themselves, were inhibitory. Some practical implication of these findings are offered.
    • EIN BEITRAG ZUM METHANOL-STOFFWECHSEL UND ZU SEINER REGULATION IN HEFEN

      Schlanderer, G.; Diel, F.; Held, W.; Dellweg, H.; Fachgebiet Biotechnologie der Techn. Universität Berlin, Institut für Gärungsgewerbe und Biotechnologie, Berlin (1975)
      Neben Bakterien wurden in den letzten Jahren auch eine Reihe von Hefen isoliert, die auf Methanol als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle wachsen können. Die zentralen biochemischen Probleme bei allen diesen Organismen sind diejenigen der Energieumwandlung, der Biosynthese der Zellbestandteile aus dem C,-Substrat und der Regulation der dazu erforderlichen Reaktionen. Durch die Arbeiten von FUJII und TONOMURA (1) sowie von SAHM und WAGNER (2) konnte gezeigt werden, daß Methanol in Hefen unter Energiegewinn über Formaldehyd und Ameisensäure zu CO, oxidiert werden kann. Dieser dissimilatorische Weg wird von einer Methanol-Oxidase sowie einer Formaldehyd- und einer Formiat-Dehydrogenase katalysiert. Ausgehend von der C,-Oxidationsstufe des Formaldehyds sind nach QUAYLE (3) zwei Stoffwechselwege bekannt, die die Netto-Synthese eines Cz-Korpers aus C,-Verbindungen erlauben. In Abgrenzung zum dissimilatorischen Stoffwechsel werden diese Reaktionswege in dem Begriff "assimilatorischer C,-Stoffwechsel" zusammengefaßt.
    • EINFLUSS VERSCHIEDENARTIGER SCHWEFELVERBINDUNGEN AUF DAS WACHSTUM UND DAS UEBERLEBEN VON TH. FERROOXIDANS

      Barbic, F.; Lucic, J.; Babic, M.; Institut fur die Technologie von Nuklearrohstoffen und anderen mineralischen Rohstoffen, Belgrad (1977-07)
      Various sulphur compounds were investigated as energy sources for the growth of Th. ferrooxidans. At the same time the tolerance of Th. ferrooxidans for various compounds was examined. Th. ferrooxidans responds in different ways to sulphur compounds, depending on their kind and concentration. Some of the sulphur compounds examined can replace iron as an energy source. The compounds examined can be lethal to Th. ferrooxidans depending on their concentration.
    • ELECTRO-LEACHING OF CHALCOPYRITE

      Illi, H.; Bertram, R.; Institut flir Physikalische Chemie, Technische Universitdt Braunschweig, Braunschweig, FRG (1977)
      Samples of naturally occurring chalcopyrite were dissolved anodically under potentiostatic conditions in various electrolytes. Limiting currents through the supply of holes were not observed. Because of the high current densities, even with a slight overpotential one observes a considerable resistance polarization depending on the conductivity of the electrolyte. A comparison with the results obtained through the leaching in the absence of current shows that the dissolution of the ore is strongly activated through the application of an external potential.
    • ERFAHRUNGEN MIT UNKONVENTIONELLEN FERMENTERN

      Faust, U.; FRIEDRICH UHDE GMBH 5 DORTMUND (1975)
      Die junge Wissenschaft der Biotechnologie hat schwerpunktmäßig vor allem auf dem Gebiet der Reaktorenentwicklung bereits erhebliches geleistet. Der Fermenterbau stellt wohl auch den Ursprung dieser neuen Disziplin dar. Dennoch ist über viele Jahrzehnte hin für Brauerei- und Backhefeindustrie eine recht einseitige Detailentwicklung neuer Techniken betrieben worden, die auch nach Hinzukommen der Antibiotikafermentation fortgesetzt wurde. Grob vereinfachend und ohne die Pionierleistungen einiger Fermenterhersteller schmälern zu wollen, wurden nur zwei Reaktorsysteme optimiert, nämlich der konzentrisch gerührte, klassische Rührkessel mit seinen vielen Ausführungen an Einbauten und unterschiedlichen Rührern, und der Gährtrassenfermenter als Oberflächensystem für die Essigsäurefabrikation. !N : ||| Wohl mit aus diesem Gruhde ist in der Biotechnologiestudie der DECHEMA, die im Auftrag des Bundesministeriums für Forschung und | Technologie angefertigt wurde, von der Notwendigkeit einer systema- | tischen Reaktorenentwicklung die Rede. Allerdings werden wohl alle Bestrebungen nach einheitlicher Terminologie und Bauweise nicht zu einem einzigen "Standardfermenter" führen, der,in verschiedenen Grössen lieferbar, alle wissenschaftlichen und industriellen Bedürfnisse optimal befriedigt. Im Gegenteil, es dürften sich für jedes Anwen- I dungsgebiet wieder andere Reaktoren als optimal ergeben. Hier soll über neue Entwicklungen, die für die großtechnische Proteinerzeugung | von Interesse sind, berichtet werden. | Gerade dieser neue Entwicklungszweig enthält aber technisch gesehen wohl die meisten Probleme, die im Einzelfall auch bei anderen Fermentationsgebieten auftreten, so daß sicherlich die eine oder andere Anregung allgemeingültiger Natur sein dürfte.
    • ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGISCHE UND TOXIKOLOGISCHE PROBLEME BEI DER VERFÜTTERUNG MIKROBIELLER PROTEINE AN MENSCH UND TIER

      Frahm, H.; Lembke, A.; Institut für Mikrobiologie der Bundesanstalt für Milchforschung, Kiel (1975)
      Die Verwendung mikrobieller Proteine als Eiweißquelle für Mensch und Tier setzt voraus, daß bestimmte Anforderungen erfüllt sind. Zunächst ist ein möglichst hoher Eiweißanteil an der Zellsubstanz und auch eine ausreichend hohe biologische Wertigkeit des Mikrobenproteins erwünscht .Weiterhin muß gesichert sein, daß die verwendeten Mikroorganismen in toxikologischer Hinsicht unbedenklich sind. Die simultane Erfüllung aller genannten Voraussetzungen engt die Auswahl der in Betracht kommenden Mikroorganismen erheblich ein. Bei dem gegenwärtigen Stand der Untersuchungsergebnisse werden bisher in keinem Falle alle gestellten Forderungen in idealer Weise erfüllt, besonders wenn es sich um die Verwendung für die menschliche Ernährung handelt. Der begrenzende Faktor ist der Gehalt an Nukleinsäure, die im intermediären Stoffwechsel sich zu Harnsäure umsetzt, wodurch bei zu hohem Konsum an Nukleinsäure schwere gesundheitliche Störungen hervorgerufen werden.
    • ERNÄHRUNGSVERSUCHE ZUR BESTIMMUNG DER PROTEINQUALITAT VON MIKROALGEN

      Pabst, W.; Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH., München; Abteilung für Algenforschung und Algentechnologie, Dortmund (1975)
      Unkonventionelle Substanzen wie die mikrobiellen Proteinträger müssen vor ihrem definitiven Einsatz in der Ernährung von Mensch oder Nutztier einer eingehenden Vorprüfung unterworfen werden, sowohl hinsichtlich ihrer Sicherheit für den Menschen als Endglied der Nahrungskette, als auch in bezug auf ihre Akzeptabilität und ihre ernährungsphysiologische Qualität. Die Qualität Läßt sich nicht allein chemisch-analytisch oder in vitro ermitteln, sondern hierzu sind Tierexperimente unerläßlich. Wieweit an Versuchstieren gewonnene Ergebnisse auf andere Arten ("target species") übertragbar sind, ist zwar umstritten, eine Orientierung über den Wert eines unvermischten Proteins ermöglicht der Rattentest jedoch zweifellos, wie am Schluß gezeigt werden soll.
    • EVALUATION OF CONTINUOUS CHEMOSTAT CULTIVATION OF THIOBACILLUS FERROOXIDANS ON FERROUS IRON OR TETRATHIONATE

      Kelly, D. P.; Eccleston, M.; Jones, Carol A.; Department of Environmental Sciences, University of Warwick, Coventry CV4 7AL, England; Glaxo Research Ltd., Sefton Park, Stoke Poges, Buckinghamshire, England (1977-07)
      Thiobacillus ferrooxidans was cultured in continuous flow chemostats on FeSO, at pHl.6 and K was subject to one or other of non-competitive product inhibition (NCP1) or 254% at pH2.5. On iron as the limiting substrate, growth predominatly competitive product inhibition (PCP1). This resulted in premature washout at dilution rates dependent on the concentration of FeSO, in the medium feed. Growth yield, apparent maintenance energy requirement and maximum specific growth rate ae were determined over a wide range of dilution rates for cultures subject to either NCPl or PCP1l. With tetrathionate as the limiting substrate no inhibition effects were observed in the chemostat pH2.5, although tetrathionate is an inhibitory substrate at some pH values. Yield, apparent maintenance and ee page eater For both substrates, true growth yield, Yo (g dry wt per g atom Fe or g mole KS 96 oxidized) was determined from the experimental data and enabled calculation 24 of the Yarp (g dry wt per mole ATP available from each substrate) and the probable ° + ° : . . . ATP requirement for NAD reduction during iron oxidation.
    • EXPERIMENTS ON COMBINED ELECTRO AND BACTERIAL LEACHING (Short Communication)

      Tepper, K. P.; Näveke, R.; Lehrstuhl für Mikrobiologie, Technische Universitat Braunschweig Braunschweig, FRG (1977)
      The influence of direct current and of current with changing the poles two times per sec at intensities of 0,2...15 mA and at tensions of 12...170 Von leaching of pyrite dispersed in quartzite in percolators with Thiobacillus ferrooxidans was studied. The solution of iron was accelerated by bacteria without current and by current without bacteria, but in combination the acceleration did not exceed the sum of both single effects. The results suggest that there is no direct elec- trophysiological influence of current on bacteria under conditions of our experiments. At present we try to utilize indirect electrochemical effects of current on bacterial leaching of chalcopyrite.
    • A FACULTATIVE THERMOPHILIC THIOBACILLUS-LIKE BACTERIUM: OXIDATION OF IRON AND PYRITE

      Brierley, J. A.; Le Roux, N. W.; Department of Biology, New Mexico Institute of Mining and Technology Socorro, NM 87801, USA; Department of Industry, Warren Spring Laboratory Stevenage, Hertfordshire SG] 2BX, England (1977-07)
      A rod-shaped microbe, isolated from an Icelandic thermal spring grows well at 50° C and oxidises metal sulphides e.g., pyrite (FeS,), pentlandite ((NiFe) SQ) and chalcopyrite (CuFeS,). Initial isolation on a modified ferrous iron medium at pH 3.6 and 60° C indicated that the bacteria were capable of oxidising ferrous iron but that growth was poor. For good growth on sulphide minerals, yeast extract is a requirement. This paper reports on the oxidation of soluble ferrous iron and pyrite by this microbe. The microbe grows slowly at 30° C using ferrous iron but does not grow on pyrite; growth on the latter substrate begins at 40° C. Growth on iron occurs at 50° C, but not at 55° C; growth on pyrite is present at 55° C but not at 60° C. The microbe grows using sulphur as an energy source. The thermophile also grows when yeast extract provides the only apparent energy source. Pyrite-grown cells were used for manometric experiments. Using ferrous iron, the oxygen uptake was non-linear, decreasing with time; the rate increased with increasing pH from 1.3 to 3.2 and also increasing ferrous iron concentration to 8] mM Fe(II). The rate then remained the same at 111mM Fe(II). Using pyrite, the oxygen uptake was linear, the rate being a maximum at pH 2.6. Oxidation of pyrite was slight at pH 1.1 and 3.5. The greatest rate of pyrite oxidation occurred with 100 g c pyrite, the largest concentration tested. Oxygen uptake during the manometric tests with ferrous iron was not greatly affected by the absence of yeast extract; pyrite oxidation was slightly greater without yeast extract. The relevance of the activity of this microbe to biohydrometallurgy is discussed.
    • FERRIC IRON REDUCTION BY SULFUR- AND IRON-OXIDIZING BACTERIA

      Brock, Thomas D.; Department of Bacteriology, University of Wisconsin, Madison, WI 53706 U.S.A. (1977-07)
      Acidophilic bacteria of the genera Thiobacillus and Sulfolobus reduce ferric iron when growing on elemental sulfur as an energy source. This process can be demonstrated aerobically in T. thiooxidans and S, acidocaldarius, but only anaerobically in T. ferrooxidans, since under aerobic conditions this latter organism reoxidizes the ferrous iron it produces as a result of ferric reduction. Since oxidation of sulfide minerals probably proceeds through the intermediary accumulation of elemental sulfur, the bacterial coupling of elemental’sulfur and ferric iron may be important in the overall process of sulfide mineral oxidation, especially when 0, is limiting. Considerations of the environment and ecology of leach dumps suggest that 0, is often limiting, and anaerobic conditions may develop. Thus, the bacterial catalysis of the elemental sulfur-ferric iron reaction may play a major role in the effective operation of a leaching process.